Επίδραση αμπελουργικών τεχνικών στα συστατικά που διαμορφώνουν τον οργανοληπτικό χαρακτήρα των ερυθρών οίνων

Abstract

Τα φαινολικά συστατικά αποτελούν τη σημαντικότερη ομάδα ενώσεων των ερυθρών οίνων καθώς συμβάλλουν σημαντικά στην ποιότητά τους. Εξαιτίας της σημασίας των ενώσεων αυτών στα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά των οίνων όπως το χρώμα, η στυπτικότητα και η πικράδα, γίνεται προσπάθεια διαχείρισής τους από τους αμπελουργούς και τους οινοπαραγωγούς, στο αμπέλι και στην οινοποίηση αντίστοιχα. H σύσταση των φλοιών και των γιγάρτων των ραγών έχει σημαντική συνεισφορά, κυρίως στην ερυθρή οινοποίηση, καθώς από εκεί εκχυλίζονται τα φαινολικά συστατικά στο γλεύκος κατά τη διαδικασία της οινοποίησης. Στην παρούσα διδακτορική διατριβή ερευνάται η σημασία και η επίδραση που μπορεί να έχουν το σύστημα διαμόρφωσης και η άρδευση των πρέμνων στα συστατικά τα οποία διαμορφώνουν τον οργανοληπτικό χαρακτήρα των ραγών και των οίνων στις ερυθρές ποικιλίες. Για την επίδραση του συστήματος διαμόρφωσης εφαρμόστηκαν ένα διαιρούμενο (Lyre) και δύο γραμμικά συστήματα με διαφορετικό κλάδεμα (Royat και Guyot) στην ερυθρή ποικιλία Vitis vinifera L. cv. Ξινόμαυρο. Επιπλέον, για την επίδραση της άρδευσης εφαρμόστηκαν τρεις συνθήκες άρδευσης - πλήρης άρδευση, ελλειμματική άρδευση και καθόλου άρδευση - σε δύο διαφορετικούς αμπελώνες, ο πρώτος στη Βόρεια Ελλάδα φυτεμένος με την ποικιλία Vitis vinifera L. cv. Syrah και ο δεύτερος στη νήσο Σαντορίνη φυτεμένος με αυτόρριζα κλίματα της ποικιλίας Vitis vinifera L. cv. Μαυροτράγανο. Για την αξιολόγηση της επίδρασης των αμπελουργικών παραμέτρων στις ράγες και στους οίνους προσδιορίστηκαν η ανθοκυανική και φαινολική σύσταση, η αντιοξειδωτική δράση και ορισμένες πτητικές ενώσεις που συμμετέχουν ενεργά στο άρωμα των οίνων. Ιδιαίτερη σημασία δόθηκε στη δομή των προανθοκυανιδινών καθώς έχει συσχετιστεί έντονα με την στυπτικότητα των σταφυλιών και των οίνων, ενώ για πρώτη φορά μελετάται η επίδραση του συστήματος διαμόρφωσης και της άρδευσης στα δομικά χαρακτηριστικά των προανθοκυανιδινών των οίνων. Οι ράγες και οι οίνοι του συστήματος Lyre είχαν αυξημένες συγκεντρώσεις των μονομερών και των ολικών ανθοκυανών, οι ράγες του Guyot ήταν φτωχότερες σε ολικά φαινολικά (ΤΡ), ενώ στο σύστημα Royat προσδιορίστηκε η μικρότερη συγκέντρωση μονομερών φλαβαν-3-ολών στα γίγαρτα. Όσον αφορά τη δομή των προανθοκυανιδών, το σύστημα Royat είχε αυξημένο μέσο βαθμό πολυμερισμού (mDP), χαμηλό ποσοστό εστεροποίησης των προανθοκυανιδινών με το γαλλικό οξύ (%G) και τα χαμηλότερα ποσοστά της επικατεχίνης ως επεκτατική υπομονάδα (%ECe) των προανθοκυανιδών. Επιπλέον, σύμφωνα με τα πτητικά συστατικά των οίνων που μελετήθηκαν, αυτοί που προέκυψαν από τα συστήματα Lyre και Guyot είχαν τις μεγαλύτερες συγκεντρώσεις των οξικών εστέρων των αλκοολών και των περισσότερων αιθυλεστέρων των λιπαρών οξέων, ενώσεις που συμβάλουν στο φρουτώδη χαρακτήρα των οίνων. Η επίδραση της άρδευσης στους φλοιούς και στα γίγαρτα των ραγών, σε περιοχή με μεσογειακό κλίμα, από τον περκασμό μέχρι τη συγκομιδή μελετήθηκε στην ποικιλία Syrah. Στο διάστημα αυτό παρατηρήθηκε μείωση της χημικής στυπτικότητας (ChA) και αύξηση του mDP των πολυμερών προανθοκυανιδινών των φλοιών, ενώ των γιγάρτων δεν μεταβλήθηκαν. Επιπλέον, σημειώθηκε αύξηση του %ECe και μείωση του ποσοστού της επιγαλλοκατεχίνης ως επεκτατική υπομονάδα (%EGCe) των προανθοκυανιδινών των φλοιών. Η άρδευση σε περιοχές με μεσογειακό κλίμα μείωσε τη συγκέντρωση των ανθοκυανών, τον mDP και το %ECe των προανθοκυανιδινών και αύξησε τη συγκέντρωση των ΤΡ και το %EGCe στα μόρια των προανθοκυανιδινών στους φλοιούς. Στα γίγαρτα αύξησε τη συγκέντρωση των μονομερών/ολιγομερών φλαβαν-3-ολών, τη συγκέντρωση των TP και το %G των ολιγομερών προανθοκυανιδινών, χωρίς ωστόσο να επηρεάζει το μέγεθος των προανθοκυανιδινών. Επιπλέον, στη παρούσα μελέτη παρατηρήθηκαν θετικές συσχετίσεις της στυπτικότητας με διάφορες παραμέτρους όπως τα TP, η ChA, η EC, η κατεχίνη (C), η προανθοκυανιδίνη C1, ο mDP των ολιγομερών κλασμάτων και το %ECe, ενώ αρνητική συσχέτιση παρατηρήθηκε ανάμεσα στην στυπτικότητα και τις ολικές ανθοκυάνες, το %EGCe και το ποσοστό των προδελφινιδινών (%Ρ). Η επίδραση της άρδευσης σε νησιωτικές (ξηροθερμικές) κλιματικές συνθήκες μελετήθηκε στην ποικιλία Μαυροτράγανο. Στην ποικιλία Μαυροτράγανο προσδιορίστηκε ως μία από τις κυρίαρχες ανθοκυάνες ο μονογλυκοζίτης της παιονιδίνης (Pn) και ίσως αποτελεί χαρακτηριστική της ποικιλίας. Εν αντιθέσει με τα αποτελέσματα σε μεσογειακές κλιματικές συνθήκες, η άρδευση σε ξηροθερμικό περιβάλλον αύξησε την περιεκτικότητα των ανθοκυανών στη ράγα. Επιπλέον, επηρέασε θετικά την ChA, τον mDP, το %Ρ των πολυμερών, το %G και το %EGCe και αρνητικά τα ΤΡ και το %ECe των ολιγομερών προανθοκυανιδών των φλοιών. Στα γίγαρτα μειώθηκε η ChA και ο mDP των ολιγομερών προανθοκυανιδών και αυξήθηκε η αντιοξειδωτική ικανότητα (ΑΙ). Ενδιαφέρον αποτέλεσμα αποτελεί η συσχέτιση των επεκτατικών και τερματικών υπομονάδων των προανθοκυανιδών των φλοιών και των γιγάρτων με τις αντίστοιχες των οίνων, καθώς θα μπορούσε να επιτευχθεί διαμόρφωση του οίνου μέσω διαχείρισης των αμπελουργικών παραμέτρων. Οι οίνοι που προέκυψαν από τις πειραματικές μονάδες των αρδευόμενων πρέμνων είχαν αυξημένη συγκέντρωση ολικών ανθοκυανών και ολικών φαινολικών, ενώ παρατηρήθηκε ισχυρή συσχέτιση της ChA των οίνων με αυτή των γιγάρτων, αλλά όχι με των φλοιών. Παράλληλα, με την ελλειμματική άρδευση αυξήθηκαν ο mDP, το %G, το %Ρ και το %ECe των προανθοκυανιδινών των οίνων στην ποικιλία Μαυροτράγανο.

Phenolic compounds are one of the most important chemical group for red wine as they affect directly wine quality. Because of the importance of these compounds to colour and wine taste such as astringency and bitterness, winemakers have practical interest in controlling the extraction process of these compounds and thus optimize the sensory character of the produced wine. The phenolic composition of grape skins and seeds is directly related with the final quality of red wines since these compounds are diffused in the must during the winemaking process. The present PhD study investigated the impact of the training system and of the irrigation of vines on the chemical composition of berries and wines of red grape varieties. In order to investigate the effect of vine training system on grape phenolic composition, a divided canopy system (Lyre) and a vertical shoot positioned trellis with two different pruning systems (Royat and Guyot) were applied in a commercial vineyard of cv. Xinomavro (Vitis vinifera L.). For the study of the effect of irrigation treatment, three irrigation regimes were applied - full irrigation, deficit irrigation and no irrigation - in two different vineyards, the first in Northern Greece planted with the variety of Vitis vinifera L. cv. Syrah and the second at the island of Santorini, planted with the variety Vitis vinifera L. cv. Mavrotragano. The anthocyanic composition, the phenolic composition, the antioxidant activity and several volatile compounds were measured in order to evaluate the importance of viticultural practices in grapes and wines. Special attention is given to the structure of proanthocyanidins as they are strongly correlated with the astringency of grapes and wines. Moreover, the effect of training system and irrigation on the structural characteristics of proanthocyanidins was studied for the first time as far as the author is aware. According to the results the chemical composition of the grapes and wines was significantly affected by the viticultural practices. Berries and wines from Lyre system had higher concentrations of monomeric and total anthocyanins. Berries from Guyot system had the lower concentration of total phenolics (TP), while the lowest concentration of total monomeric/oligomeric flavan-3-ols was determined in seeds from Royat system. Regarding the structure of proanthocyanidins, the Royat system resulted in increased mean degree of polymerization (mDP), lower percentage of esterified proanthocyanidins with gallic acid (%G) and lower content of epicatechin as extension proanthocyanidin subunit (%ECe) Furthermore, Lyre and Guyot wines contained higher concentrations of acetate esters of alcohols and ethyl esters of fatty acids, which are responsible for the fruity character of the wine. The effect of irrigation from veraison until harvest under semiarid conditions was studied on skins and seeds of Syrah grapes. During this period there was a decrease of ChA and an increase of mDP of skin polymeric proanthocyanidins, while in seeds these parameters remained almost unaffected. Furthermore, an increase of %ECe and a decrease of epigallocatechin as extension subunit (%EGCe) of proanthocyanidins in skins was observed throughout the ripening season. In semiarid climates the irrigation reduced the concentration of anthocyanins, mDP and %ECe of proanthocyanidins while it increased the concentration of TP and the %EGCe of oligomeric proanthocyanidins in skins. Regarding seed samples, irrigation increased the concentration of total monomeric/oligomeric flavan-3-ols, the concentration of TP and the %G of oligomeric proanthocyanidins, without affecting the size of the proanthocyanidins. Moreover, positive correlations were observed among astringency and TP, ChA, EC, catechin (C), proanthocyanidin C1, mDP of oligomeric fractions and %ECe, while negative correlations were observed among astringency and total anthocyanins, %EGCe and percentage of prodelphinidins (% P). The effect of irrigation in arid (island) conditions for the grape variety Mavrotragano was studied as well. Peonidin-3-O-glucoside (Pn) was identified as one of the predominant anthocyanins, thus being a characteristic compound for Mavrotragano variety differentiating it from other varieties. In contrast to semi-arid climates, irrigation increased the content of anthocyanins in berries in these arid conditions. Furthermore, irrigation in arid climates had a positive effect on ChA, mDP, %P of polymers, %G and %EGCe and a negative effect on TP and %ECe of oligomeric proanthocyanidins in skins. Moreover, in seeds a decrease of ChA and mDP of oligomeric proanthocyanidins was observed while antioxidant activity (AI) increased. An interesting result was the correlation of grape proanthocyanidin subunits to the wine proanthocyanidin subunits, and it could probably be used as an estimation of the impact of the viticultural parameters on the corresponding wines. Wines from irrigated vines were characterized by higher concentrations of total anthocyanins and TP, while a positive correlation among ChA of wines and ChA of seeds, and not of skins, was observed. Moreover, deficit irrigation increased mDP, %G, %P and %ECe of proanthocyanidins in wines.