Phenolic complex of Bastardo Magarachsky grape cultivar and factors determining its formation

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

In the context of climate change, it is of utmost importance to study the transformation of carbohydrate-acid and phenolic complexes of grapes as they reach technical and phenolic ripeness, the discrepancy between which is increasing against the background of climate change. Studies in this direction are relevant, and in future they will open the way to predict the response of a grape plant to abiotic environmental factors, the formation of quality indicators of raw materials and finished products. The studies conducted allowed revealing the effect of various factors on the formation of phenolic complex of red grapes. It was shown that the total anthocyanin potential in the studied grape samples varied from 735 to 1976 mg/dm 3 and was characterized as average → excellent. The dependence of the percentage of extracted anthocyanins on the mass concentration of sugars in grapes, expressed by a cuspidal function, was established. The maximum degree of anthocyanin extractability was observed at grape sugar content of 19–23 g/100 cm 3 , and amounted to 53–65%. The positive effect of the cold night index on the total anthocyanin potential of grapes was confirmed (r = –0.58). At the same time, a direct dependence (r = 0.75) was observed between the degree of anthocyanin extraction from grapes and the cold night index. The authors established a decrease in the content of phenolic substances in must after pressing whole berries as the value of the glucoacidimetric indicator increased (r = –0.70), as well as a decrease in the mass concentration of phenolic substances after 4 hours of infusion (r = –0.59). From 82.7 to 96.3% of all phenolic substances in grapes were represented by flavan3-ols and anthocyanins. The predominant anthocyanins in grapes were malvidin3-Oglucoside and malvidin3-Ocoumaroylglucoside. The mass concentration of malvidin3-Oglucoside ranged from 580 to 1224 mg/kg or 47.4–81.3% of all grape anthocyanins. The proportion of malvidin3-Ocoumaroylglucoside amounted to 9.3–23.8% of anthocyanin complex components.

About the authors

S. N. Cherviak

All-Russian National Research Institute of Viniculture and Winemaking “Magarach” of RAS

Email: 4orever@mail.ru
31, Kirov str., 298600, Yalta

V. A. Boyko

All-Russian National Research Institute of Viniculture and Winemaking “Magarach” of RAS

Email: 4orever@mail.ru
31, Kirov str., 298600, Yalta

V. A. Oleinikova

All-Russian National Research Institute of Viniculture and Winemaking “Magarach” of RAS

Email: 4orever@mail.ru
31, Kirov str., 298600, Yalta

А. V. Romanov

All-Russian National Research Institute of Viniculture and Winemaking “Magarach” of RAS

Email: 4orever@mail.ru
31, Kirov str., 298600, Yalta

References

  1. Li, L., Sun, B. (2019). Grape and wine polymeric polyphenols: Their importance in enology. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 59(4), 563–579. https://doi.org/10.1080/10408398.2017.1381071
  2. Merkytė, V., Longo, E., Windisch, G., Boselli, E. (2020). Phenolic compounds as markers of wine quality and authenticity. Foods, 9(12), Article 1785. http://doi.org/10.3390/foods9121785
  3. Van Leeuwen, C., Barbe, J.-C., Darriet, P., Destrac-Irvine, A., Gowdy, M., Lytra, G. et al. (2022). Aromatic maturity is a cornerstone of terroir expression in red wine. OENO One, 56(2), 335–351. https://doi.org/10.20870/oeno-one.2022.56.2.5441
  4. Апарнева, М. А. (2018). Научное обоснование и разработка технологии винных напитков типа кагор, получаемых из районированных в Алтайском крае сортов винограда. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Бийск, 2018.
  5. Di Stefano, R., Flamini, R. (2008). High performance liquid chromatography analysis of grape and wine polyphenols. Chapter in a book: Hyphenated Techniques in Grape and Wine Chemistry. John Wiley and Sons, Ltd, 2008. https://doi.org/10.1002/9780470754320.ch2
  6. Hornedo-Ortega, R., Reyes González-Centeno, M., Chira, K., Jourdes, M., Teissedre, P.-L. (2021). Phenolic compounds of grapes and wines: Key compounds and implications in sensory perception. IntechOpen, 2021. http://doi.org/10.5772/intechopen.93127
  7. Picariello, G., Ferranti, P., Chianese, L., Addeo, F. (2012). Differentiation of Vitis vinifera L. and hybrid red grapes by matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry analysis of berry skin anthocyanins. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 60, 4559–4566. https://doi.org/10.1021/jf300456k
  8. Chira, K., Schmauch, G., Saucier, C., Fabre, S., Teissedre, P.L. (2009). Grape variety effect on proanthocyanidin composition and sensory perception of skin and seed tannin extracts from Bordeaux wine grapes (cabernet sauvignon and merlot) for two consecutive vintages (2006 and 2007). Journal of Agricultural and Food Chemistry, 57, 545–553. https://doi.org/10.1021/jf802301g
  9. Revilla, E., García-Beneytez, E., Cabello, F., Martin-Ortega, G., Ryan, J.-M. (2001). Value of high-performance liquid chromatographic analysis of anthocyanins in the differentiation of red grape cultivars and red wines made from them. Journal of Chromatography, 915(1–2), 53–60. https://doi.org/10.1016/S0021-9673(01)00635-5
  10. Anić, M., Osrečak, M., Andabaka, Ž., Tomaz, I., Večenaj, Ž., Jelić, D. et al. (2021). The effect of leaf removal on canopy microclimate, vine performance and grape phenolic composition of Merlot (Vitis vinifera L.) grapes in the continental part of Croatia. Scientia Horticulturae, 285(1), Article 110161. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2021.110161
  11. Pérez-Álvarez, E. P., Intrigliolo, D. S., Almajano, M. P., Rubio-Bretón, P., Garde-Cerdán, T. (2021). Effects of water deficit irrigation on phenolic composition and antioxidant activity of monastrell grapes under semiarid conditions. Antioxidants, 10(8), Article 1301. https://doi.org/10.3390/antiox10081301
  12. Sáenz de Urturi, I., Ribeiro-Gomes, F. M., Marín-San Román, S., Murillo-Peña, R., Torres-Díaz, L., González-Lázaro, M. et al. (2023). Vine foliar treatments at veraison and post-veraison with methyl jasmonate enhanced aromatic, phenolic and nitrogen composition of tempranillo blanco grapes. Foods, 12, Article 1142. https://doi.org/10.3390/foods12061142
  13. Червяк, С. Н., Бойко, В. А., Левченко, С. В. (2019). Влияние некорневой подкормки растений на фенольную зрелость винограда и качественные характеристики виноматериалов. Садоводство и виноградарство, 4, 30–36.
  14. Pinasseau, L., Vallverdú-Queralt, A., Verbaere, A., Roques, M., Meudec, E., Le Cunff, L. et al. (2017). Cultivar Diversity of grape skin polyphenol composition and changes in response to drought investigated by LC–MS based metabolomics. Frontiers in Plant Science, 8, Article 01826. https://doi.org/10.3389/fpls.2017.01826
  15. Fang, F., Li, J.-M., Zhang, P., Tang, K., Wang, W., Pan, Q.-H. et al. (2008). Effects of grape variety, harvest date, fermentation vessel and wine ageing on flavonoid concentration in red wines. Foodservice Research International, 41(1), 53–60. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2007.09.004
  16. Candar, S., Alço, T., Uysal, T., Uysal, G., Ahmet, T., Eryilmaz, I. et al. (2023). Oenological properties and terroir characteristics of an autochthonous grape cultivar: Ada Karası (Vitis vinifera L.). European Food Research and Technology, 249(10), 2595–2610. https://doi.org/10.1007/s00217-023-04317-7
  17. Artem, V., Antoce, A. O., Ranca, A., Nechita, A., Enache, L., Postolache, E. (2016). The influence of terroir on phenolic composition of red grapes. Bulletin of University of Agricultural Sciences and Veterinary Medicine Cluj-Napoca. Horticulture, 73(2), Article 109. https://doi.org/10.15835/buasvmcn-hort:12173
  18. Fredes, C., Mora, M., Carrasco-Benavides, M. (2017). An analysis of seed colour during ripening of cabernet sauvignon grapes. South African Journal of Enology and Viticulture, 38(1), 38–45.
  19. Iorizzo, M., Sicilia, A., Nicolosi, E., Forino, M., Picariello, L., Lo Piero, A.R. et al. (2023). Investigating the impact of pedoclimatic conditions on the oenological performance of two red cultivars grown throughout southern Italy. Frontiers in Plant Science, 14, Article 1250208. https://doi.org/10.3389/fpls.2023.1250208
  20. Del-Castillo-Alonso, M. Á., Castagna, A., Csepregi, K., Hideg, É., Jakab, G., Jansen, M. A. et al. (2016). Environmental factors correlated with the metabolite profile of Vitis vinifera cv. Pinot Noir berry skins along a European latitudinal gradient. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 64(46), 8722–8734. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.6b03272
  21. Yabaci Karaoğlan, S., Cabaroğlu, T. (2020). A comparison of the volatile and phenolic compositions of Muscat of Bornova wines from two different terroirs in the Aegean region of Turkey. Food Science and Technology, 40(4), 844–853. https://doi.org/10.1590/fst.21819
  22. Рыбалко, Е. А. (2020). Климатические индексы в виноградарстве. Магарач. Виноградарство и виноделие, 22(1), 26–28. https://doi.org/10.35547/IM.2020.22.1.005
  23. Гержикова, В. Г., Аникина, Н. С., Гниломедова, Н. В., Червяк, С. Н., Весютова, А. В., Ермихина, М. В. и др. (2023). Технохимический контроль в современном виноделии. Методические рекомендации. Симферополь: Полипринт, 2023.
  24. Аникина, Н. С., Погорелов Д. Ю., Михеева, Л. А. (2017). Определение мономерных антоцианов в виноградных виноматериалах и винах. Магарач. Виноградарство и виноделие, 1, 40–43
  25. Rajha, H. N., Darra, N. E., Kantar, S. E., Hobaika, Z., Louka, N., Maroun, R. G. (2017). A comparative study of the phenolic and technological maturities of red grapes grown in lebanon antioxidants. Antioxidants, 6(1), Article 8. https://doi.org/10.3390/antiox6010008
  26. Aha R. (2006). Phenolic ripeness in south Africa. Assignment submitted in partial requirement for Cape Wine. Masters Diploma. Stellenbosch, 2006.
  27. Nel, A. P. (2018). Tannins and anthocyanins: From their origin to wine analysis — A review. South African Journal of Enology and Viticulture, 39(1), 1–20. https://doi.org/10.21548/39-1-1503
  28. Boyko, V., Levchenko, S., Belash, D., Romanov, A., Cherviak, S. (2022). Changes in phenolic complex of table grapes of ‘Italia’ cultivar during long-term storage. BIO Web of Conferences, 47, Article 07003. https://doi.org/10.1051/bioconf/20224707003
  29. Rybalko, E. A., Cherviak, S. N., Ermikhina, M. V. (2023). Evaluation of viticulture and winemaking regions of crimea in accordance with climatic factors, and their influence on the quality characteristics of grapes. Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture, 15(5), 246–263. https://doi.org/10.12731/2658-6649-2023-15-5-936
  30. Ганич, В. А., Наумова, Л. Г., Матвеева, Н. В. (2022). Изучение автохтонного донского сорта винограда Красностоп золотовский в условиях Нижнего Придонья. Плодоводство и виноградарство юга России, 74(2), 50–61. https://doi.org/10.30679/2219-5335-2022-2-74-50-61
  31. Маркосов, В. А., Агеева, Н. М., Зайцев, Г. П., Тургенев, В. В. (2023). Исследование фенольных веществ в винограде сорта Пино-нуар и приготовленных из него винах. Магарач. Виноградарство и виноделие, 1(123), 71–77. https://doi.org/10.34919/IM.2023.25.1.010
  32. Artem, V., Antoce, A. O., Geana, E. I., Ranca, A. (2023). Effect of foliar treatment with chitosan on phenolic composition of ῾Fetească neagră’ grapes and wines. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca, 51(1), Article 12920. https://doi.org/10.15835/nbha51112920
  33. Rouxinol, M. I., Martins, M. R., Barroso, J. M., Rato, A. E. (2023). Wine grapes ripening: A review on climate effect and analytical approach to increase wine quality. Applied Biosciences, 2(3), 347–372. https://doi.org/10.3390/applbiosci2030023
  34. Herderich, M. J., Smith, P. A. (2005). Analysis of grape and wine tannins: Methods, applications and challenges. Australian Journal of Grape and Wine Research, 11(2), 205–214. https://doi.org/10.1111/j.1755–0238.2005.tb00288.x
  35. Черноусова, И. В., Мосолкова, В. Е., Зайцев, Г. П., Гришин, Ю. В., Жилякова, Т. А., Огай, Ю.А. (2022). Полифенолы виноградной грозди, качественный и количественный состав, технологический запас. Химия растительного сырья, 3, 291–300. https://doi.org/10.14258/jcprm.2022039811
  36. Ma, J.-N., Feng, X., Shan, C.-B., Ma, Y., Lu, Z.-Y., Zhang, D.-J. et al. (2022). Quantification and purification of procyanidin B1 from food byproducts. Journal of Food Science, 87(11), 4905–4916. https://doi.org/10.1111/1750-3841.16358
  37. Li, B., Fu, R. R., Tan, H., Zhang, Y., Teng, W., Li, Z. Y. et al. (2021). Characteristics of the interaction mechanisms of procyanidin B1 and procyanidin B2 with protein tyrosine phosphatase1B: Analysis by kinetics, spectroscopy methods and molecular docking. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 259, Article 119910. https://doi.org/10.1016/j.saa.2021.119910
  38. Montealegre, R. R., Peces, R. R,, Vozmediano, J. L. C., Gascueña, J. M., Romero, E. G. (2006). Phenolic compounds in skins and seeds of ten grape Vitis vinifera varieties grown in a warm climate. Journal of Food Composition and Analysis, 19(6–7), 687–693. https://doi.org/10.1016/j.jfca.2005.05.003
  39. Downey, M. O., Harvey, J. S., Robinson, S. P. (2003). Analysis of tannins in seeds and skins of Shiraz grapes throughout berry development. Australian Journal of Grape and Wine Research, 9(1), 15–27. https://doi.org/10.1111/j.1755-0238.2003.tb00228.x

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Cherviak S.N., Boyko V.A., Oleinikova V.A., Romanov А.V.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».