Αρχή και χρήση για τον προσδιορισμό των αρωματικών εκδοχών της συγκομιδής..
Η βέλτιστη ωριμότητα των σταφυλιών καθορίζεται ανάλογα με το στυλ του κρασιού που επιθυμεί να παράξει ο οινοποιός. Συνεπώς, ο χαρακτηρισμός της συγκομιδής είναι υψίστης σημασίας για τον καθορισμό της σωστής ημερομηνίας συγκομιδής των σταφυλιών, ώστε να είναι στην καλύτερη δυνατή θέση για την παραγωγή της επιθυμητής ποικιλίας οίνου.
Εκτός από την παραδοσιακή παρακολούθηση της συγκέντρωσης σακχάρων και οξύτητας, ο προσδιορισμός της ημερομηνίας διακοπής της φόρτωσης σακχάρων επιτρέπει να καθορίσουμε τους χρόνους συγκομιδής για την παραγωγή ενός συγκεκριμένου στυλ κρασιού με συγκεκριμένο άρωμα και ισορροπία.
Αυτό το άρθρο περιγράφει πώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί η βολταμμετρία γραμμικής σάρωσης για τον προσδιορισμό της ημερομηνίας διακοπής της φόρτωσης σακχάρων σε ένα αμπέλι. Περιγράφεται η εξέλιξη του σήματος που λαμβάνεται από χυμούς σύνθλιψης μούρων, το ίδιο που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης σακχάρων, και εξηγείται η εξέλιξη του σήματος με βάση τα φαινόμενα που παρατηρούνται κατά τη φάση αυτή της ωρίμανσης. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η τεχνολογία αυτή μπορεί να χρησιμοποιηθεί απλά για τον προσδιορισμό των στάσεων φόρτωσης σακχάρων στα αμπελοτεμάχια και, κατά συνέπεια, των χρονικών ορίων για την παραγωγή συγκεκριμένων προφίλ οίνου. Η χρήση αυτού του δείκτη για την παραγωγή οίνων Sauvignon Blanc συγκεκριμένου στυλ παρουσιάζεται στο μέρος 2 του παρόντος άρθρου.
Η βέλτιστη ωριμότητα των σταφυλιών καθορίζεται ανάλογα με το στυλ του κρασιού που επιθυμεί να παράξει ο οινοποιός. Συνεπώς, ο χαρακτηρισμός της συγκομιδής είναι υψίστης σημασίας για τον καθορισμό της σωστής ημερομηνίας συγκομιδής των σταφυλιών, ώστε να είναι στην καλύτερη δυνατή θέση για την παραγωγή του επιθυμητού προφίλ οίνου.
Παραδοσιακά, ο έλεγχος της ωριμότητας περιλαμβάνει την ανάλυση της συγκέντρωσης σακχάρων, του pH και της ολικής οξύτητας ενός αγροτεμαχίου και την παρακολούθηση του μέσου βάρους των μούρων. Η ημερομηνία συγκομιδής επιλέγεται με βάση αυτές τις παραμέτρους ή μερικές φορές με βάση την αναλογία σακχάρων/οξέων της συγκομιδής (Ribereau-Gayon et al. 1998). Ωστόσο, αυτές οι αναλυτικές παράμετροι δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον προσδιορισμό του αρωματικού προφίλ του οίνου που συγκομίζεται σε μια δεδομένη ημερομηνία. Επιπλέον, για τον προσδιορισμό αυτού του αρωματικού προφίλ μπορούν να πραγματοποιηθούν γευσιγνωσίες μούρων, οι οποίες όμως είναι κουραστικές αν επιτευχθούν σε μεγάλο αριθμό αμπελώνων.
Ο Deloire (2011) περιέγραψε επιπλέον την έννοια της φόρτισης του αμπελιού με σάκχαρα: η ποσότητα σακχάρων ανά ράγα/μούρο σταφυλιού αυξάνεται (ενεργός φάση φόρτισης) από τον περκασμό και μετά μέχρι να φτάσει σε ένα όριο, το οποίο σηματοδοτεί τη διακοπή της φόρτισης με σάκχαρα. Από το σημείο αυτό, το αρωματικό προφίλ των σταφυλιών εξελίσσεται μέσω διαφορετικών τύπων που παραπέμπουν, για παράδειγμα για τις ερυθρές ποικιλίες σταφυλιών, από τα κόκκινα φρούτα (φράουλα/κεράσι) στα μαύρα φρούτα (βατόμουρο/ δαμάσκηνο). Οι Suklje κ.ά. (2019) απέδειξαν σε οίνους Shiraz ότι αυτές οι αρωματικές εξελίξεις οφείλονται σε διαφορετικές αρωματικές συνθέσεις, ιδιαίτερα στους ζυμωτικούς εστέρες. Η παρατήρηση αυτή έγινε επίσης σε οίνους Cabernet Sauvignon και Shiraz από τους Antalick κ.ά. (2021), οι οποίοι απέδειξαν περαιτέρω ότι αυτά τα πλοτς για την παραγωγή καθορισμένων στυλ οίνου εμφανίστηκαν με χρονικά αναπαραγώγιμο τρόπο μετά τη διακοπή της φόρτωσης με ζάχαρη για μια δεδομένη ποικιλία σταφυλιών, ανεξάρτητα από τη θέση του αμπελώνα, το μεσοκλίμα που βιώνουν τα σταφύλια ή τον τρύγο.
Επιπλέον, οι Hastoy κ.ά. (2019) παρακολούθησαν την ωρίμανση των σταφυλιών κατά τη φάση φόρτωσης σακχάρων χρησιμοποιώντας βολταμμετρία γραμμικής σάρωσης σε χυμούς σύνθλιψης μούρων κατά τη διάρκεια ελέγχων ωρίμανσης. Η εργασία αυτή έδειξε ότι το βολταμετρικό σήμα μειώνεται κατά τη φάση φόρτωσης ζάχαρης μέχρι να φτάσει σε ένα ελάχιστο σήμα, το οποίο φαίνεται να συμπίπτει με τη διακοπή της φόρτωσης ζάχαρης.
Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι να κατανοηθεί η προέλευση της πτώσης του βολταμετρικού σήματος έως ότου επιτευχθεί ένα ελάχιστο σήματος στο τέλος της ενεργού φόρτισης με ζάχαρη ενός δείγματος από συγκεκριμένο δείγμα.
Αρχικά, αναζητήθηκε η μοριακή προέλευση με την αξιολόγηση του βολταμετρικού σήματος μορίων όπως η σακχαρόζη ή το μηλικό οξύ. Δεύτερον, αναδημιουργήθηκαν τα φαινόμενα που συμβαίνουν κατά τη φάση φόρτωσης ζάχαρης (αραίωση, αύξηση της ποσότητας ζάχαρης ανά μούρο) και μετά τη φάση αυτή (συγκέντρωση) σε διάλυμα φαινολικών ενώσεων πράσινου τσαγιού, οδηγώντας στην υπόθεση ότι η παρατηρούμενη πτώση του σήματος συνδέεται από κοινού με την επίδραση της αυξανόμενης συγκέντρωσης ζάχαρης στις καμπύλες έντασης-δυναμικού των φαινολικών ενώσεων στον πολτό και με την αραίωση των τελευταίων λόγω της αύξησης του όγκου του μούρου.
Υλικά και μέθοδος
Οι αναλύσεις βολταμμετρίας γραμμικής σάρωσης (ποτενσιοστάτης Polyscan, WQS, Vinventions) πραγματοποιήθηκαν εις τριπλούν σε τυπωμένα ηλεκτρόδια (WQS Vinventions, ηλεκτρόδιο εργασίας άνθρακα, αναφορά Ag/AgCl) εφαρμόζοντας ράμπα δυναμικού από 0 έως 1200 mV με ταχύτητα σάρωσης 10mV/s . Κάθε καμπύλη έντασης-δυναμικού χαρακτηρίστηκε με τον υπολογισμό του δείκτη Maturox, ενός γραμμικού συνδυασμού των περιοχών κάτω από την καμπύλη μεταξύ 400 και 1000mV.
Η ωρίμανση του αγροτεμαχίου παρακολουθήθηκε εβδομαδιαία σε δείγματα 200 μούρων που ελήφθησαν και από τις δύο πλευρές της γραμμής από τα μέσα της περιόδου μέχρι τη συγκομιδή. Τα δείγματα των 200 μούρων πιέστηκαν με το χέρι σε πλαστική σακούλα. Ο προκύπτων χυμός που περιείχε κυρίως συστατικά του πολτού των μούρων αναλύθηκε με βολταμμετρία γραμμικής σάρωσης όπως περιγράφεται ανωτέρω.
Διαλύματα μηλικού οξέος σε 20 g/L, σακχαρόζης σε 200 g/L, γλυκόζης + φρουκτόζης (ισομοριακά) σε 200 g/L και φωσφορικού διαμμωνίου (200 mg/L) σε διάλυμα KCl 0,05M με pH ρυθμισμένο σε 3,20 με 1N HCl αναλύθηκαν με βολταμμετρία υπό τις συνθήκες που περιγράφονται ανωτέρω.
Τέλος, για να αναπαραχθεί η επίδραση της ωρίμανσης (αύξηση του όγκου των μούρων, αύξηση της συγκέντρωσης σακχάρων, όπως περιγράφεται λεπτομερώς παρακάτω), ένα φακελάκι πράσινου τσαγιού (Betjeman and Barton®) εγχύθηκε για 5 λεπτά σε 250 ml νερού που είχε προηγουμένως θερμανθεί στους 100°C για να ληφθεί διάλυμα φαινολικών ενώσεων, κυρίως ενός μονομερούς φλαβαν-3-όλης που ονομάζεται επιγαλλοκατεχίνη γαλλική. Μετά την ψύξη σε θερμοκρασία δωματίου, παρασκευάστηκαν διάφορα διαλύματα από το πράσινο τσάι: αραιώσεις 20 και 50% με απεσταγμένο νερό, διαλύματα με την προσθήκη ισομοριακού μείγματος γλυκόζης/φρουκτόζης σε 100, 170 και 210 g/L στο μη αραιωμένο τσάι, σε 100 και 210 g/L στο διάλυμα που αραιώθηκε στο 20% με νερό και σε 170 g/L στο διάλυμα που αραιώθηκε στο 50%.
Αποτελέσματα και συζήτηση:
Από το 2015, διεξάγεται εβδομαδιαία παρακολούθηση της ωρίμανσης με βολταμμετρία γραμμικής σάρωσης σε αγροτεμάχια ερυθρών και λευκών ποικιλιών σταφυλιών, από το τέλος του περκασμού έως τον τρύγο. Αυτές οι παρακολουθήσεις δείχνουν μια συνολική μείωση των καμπυλών έντασης-δυναμικού μέχρι μια ορισμένη ημερομηνία, κοντά στη διακοπή φόρτωσης σακχάρων σύμφωνα με τους Hastoy et al. (2019), μετά την οποία το σήμα σταθεροποιείται ή αυξάνεται και πάλι. Στην Εικόνα 1 παρουσιάζεται ένα παράδειγμα παρακολούθησης ενός αγροτεμαχίου Mourvèdre: παρουσιάζονται οι καμπύλες έντασης-δυναμικού δειγμάτων που ελήφθησαν δύο εβδομάδες πριν από τη διακοπή της φόρτωσης ζάχαρης (προσδιορίζονται σύμφωνα με τη μέθοδο που περιγράφεται από τον Deloire 2011), κατά τη στιγμή της διακοπής και μία εβδομάδα μετά τη διακοπή.
Τα σχήματα των καμπυλών έντασης-δυναμικού παραμένουν παρόμοια με την πάροδο του χρόνου (Εικόνα 1).
Ο δείκτης Maturox, που υπολογίζεται ως γραμμικός συνδυασμός των περιοχών κάτω από την καμπύλη, είναι ένας αριθμητικός δείκτης της συνολικής έντασης του σήματος. Συγκεκριμένα, μειώνεται σε ένα ελάχιστο και στη συνέχεια παραμένει στάσιμος ή αυξάνεται ξανά, καθιστώντας δυνατή τη χρονική τοποθέτηση της διακοπής της φόρτωσης σακχάρων σε ένα αγροτεμάχιο και, συνεπώς, την πρόβλεψη των ημερομηνιών συγκομιδής που είναι καταλληλότερες για την παραγωγή ενός συγκεκριμένου στυλ κρασιού.
Κατά τη διάρκεια της ενεργού φάσης φόρτωσης σακχάρων, λαμβάνουν χώρα διάφορα φαινόμενα στους καρπούς των σταφυλιών:
- Η αύξηση του όγκου των μούρων προκαλεί αραίωση ενώσεων των οποίων η ποσότητα ανά μούρο είναι σταθερή κατά τη φάση αυτή: τρυγικό οξύ, φαινολικές ενώσεις όπως υδροξυκινναμωμικά οξέα ή τανίνες, για παράδειγμα (Teixera et al. 2013).
- Αύξηση της ποσότητας σακχάρων ανά μούρο (γλυκόζη + φρουκτόζη από σακχαρόζη) και της συγκέντρωσης σακχάρων
- Αύξηση του pH
- Μείωση της συνολικής οξύτητας, ιδίως λόγω της αποδόμησης του μηλικού οξέος
- Μείωση των ιόντων αμμωνίου ανά μούρο
- Αύξηση της ποσότητας ανθοκυανών ανά μούρο (Teixera et al. 2013).
Πέρα από τη διακοπή της φόρτωσης σακχάρων, οι αυξήσεις στη συγκέντρωση σακχάρων συνδέονται με τη διαπνοή και τη συρρίκνωση των μούρων, με αποτέλεσμα την απώλεια όγκου των μούρων (Deloire et al. 2021).
Εικόνα 1: Καμπύλες έντασης-δυναμικού που καταγράφηκαν στο χυμό 200 μούρων που ελήφθησαν εβδομαδιαία κατά τη διάρκεια της ωρίμανσης σε ένα αγροτεμάχιο Mourvèdre. Ανοιχτό πράσινο: καμπύλη από τις 12 Αυγούστου, 2 εβδομάδες πριν από τη διακοπή της φόρτωσης ζάχαρης. Μπλε: καμπύλη από τις 26 Αυγούστου, ημερομηνία διακοπής της φόρτωσης ζάχαρης. Σκούρο πράσινο: καμπύλη από τις 2 Σεπτεμβρίου, μία εβδομάδα μετά τη διακοπή της φόρτωσης ζάχαρης στο αγροτεμάχιο. Η διακοπή της φόρτωσης ζάχαρης προσδιορίστηκε σύμφωνα με τη μέθοδο που περιγράφεται από τον Deloire (2011).
Ως πρώτο βήμα, καταγράφηκε το σήμα της βολταμμετρίας γραμμικής σάρωσης διαφόρων μορίων στη μέγιστη συγκέντρωσή τους κατά τη διάρκεια της ωρίμανσης: σακχαρόζη (200 g/L), γλυκόζη + φρουκτόζη σε ισομοριακό μείγμα (200 g/L - δεν παρουσιάζεται εδώ), διφωσφορικό αμμώνιο (200 mg/L), L-μηλικό οξύ (20 g/L). Κανένα από αυτά τα μόρια δεν εμφάνισε σημαντικό σήμα (Εικόνα 2), ιδίως μεταξύ 400 και 1000 mV, το εύρος δυναμικού που θεωρήθηκε για τον υπολογισμό του δείκτη Maturox για την παρακολούθηση της ωρίμανσης, όπως περιγράφεται ανωτέρω. Συνεπώς, η εξέλιξη της συγκέντρωσής τους κατά την ωρίμανση από μόνη της δεν μπορεί να εξηγήσει τις αλλαγές που παρατηρήθηκαν στις καμπύλες έντασης-δυναμικού, όπως περιγράφεται ανωτέρω. Το ίδιο ισχύει και για το pH (δεν παρουσιάζεται εδώ), η αύξηση του οποίου δημιουργεί ελαφρές μετατοπίσεις της καμπύλης στην κλίμακα δυναμικού, αλλά τίποτα κοινό με τις μειώσεις του σήματος που περιγράφηκαν παραπάνω.
Εικόνα 2: Καμπύλες έντασης-δυναμικού για διαλύματα σακχαρόζης σε 200g/L (σκούρο μπλε), L-μηλικού οξέος σε 20g/L (πορτοκαλί) και φωσφορικού διαμμωνίου (200 mg/L - πράσινο) σε διάλυμα KCl 0,05M σε pH 3,20 (ανοιχτό μπλε).
Έχει επίσης περιγραφεί ότι το σήμα που λαμβάνεται σε ηλεκτρόδια άνθρακα, όπως αυτά που χρησιμοποιούνται σε αυτές τις δοκιμές, οφείλεται στην οξείδωση των φαινολικών ενώσεων (Ugliano et al. 2019, Kilmartin et al. 2001 και 2002). Οι χυμοί σύνθλιψης μούρων που αναλύονται εδώ περιέχουν κυρίως ενώσεις που προέρχονται από τον πολτό, δηλαδή υδροξυκιναμωμικά οξέα και μονομερείς φλαβανόλες.
Καθώς τα υδροξυκιναμωμικά οξέα και τα μονομερή φλαβανόλης-3-όλης (Teixeira et al. 2013) συντίθενται πριν από τον περκασμό, η ποσότητά τους ανά μούρο παραμένει σταθερή κατά τη διάρκεια της φόρτωσης με ζάχαρη, αλλά η συγκέντρωσή τους μειώνεται καθώς αυξάνεται ο όγκος του μούρου.
Προκειμένου να αναπαραχθεί ο αντίκτυπος της αραίωσης και της αυξανόμενης συγκέντρωσης σακχάρων στους χυμούς σύνθλιψης μούρων που ωριμάζουν, επιλέχθηκε ως πρότυπο διάλυμα ένα διάλυμα πράσινου τσαγιού, καθώς είναι πλούσιο σε μονομερείς φαινολικές ενώσεις (γαλλική επιγαλλοκατεχίνη, EGCG) και δεν περιέχει γλυκόζη/φρουκτόζη ή σακχαρόζη, σε αντίθεση με το χυμό σταφυλιών, ούτε αλκοόλη, σε αντίθεση με το κρασί. Υποθέτουμε ότι οι φαινόλες του πράσινου τσαγιού συμπεριφέρονται με παρόμοιο τρόπο με αυτές του πολτού σταφυλιού στη βολταμμετρία γραμμικής σάρωσης.
Το πράσινο τσάι προσομοιάζει με τον χυμό που λαμβάνεται στο τέλος του περκασμού, όταν η περιεκτικότητα σε σάκχαρα ανά μούρο είναι ακόμη χαμηλή. Για την αναπαράσταση ενός μούρου κατά την ενεργό φάση φόρτισης με ζάχαρη (20% αύξηση του όγκου, από 1 mL σε 1,2 mL, για παράδειγμα), το πράσινο τσάι αραιώθηκε σε 20% και προστέθηκαν 100 g/L ζάχαρης (γλυκόζη + φρουκτόζη ισομοριακή). Για να προσομοιωθεί η σύνθλιψη του χυμού στο τέλος της φόρτωσης ζάχαρης, λαμβάνοντας υπόψη μια μέση αύξηση του όγκου του μούρου κατά 50%από το τέλος του veraison (από 1 σε 1,5 mL, για παράδειγμα), το πράσινο τσάι αραιώθηκε στο 50% και προστέθηκαν 170 g/L ζάχαρης (Shahood et al. 2020, Antalick et al. 2021, Deloire et al. 2021). Τέλος, για την προσομοίωση της επίδρασης της συρρίκνωσης κατά περίπου 20% μετά τη διακοπή της φόρτωσης ζάχαρης (μείωση του μούρου από 1,5 mL σε 1,2 mL, για παράδειγμα), το αρχικό πράσινο τσάι αραιώθηκε σε 20% (ισοδύναμο με φαινόμενο συγκέντρωσης 20% στο 50% αραιωμένο διάλυμα) και προστέθηκαν 210 g/L ζάχαρης (μέση συγκέντρωση κατά την ημερομηνία συγκομιδής).
Εικόνα 3: Καμπύλες έντασης-δυναμικού για διαλύματα αδιάλυτου πράσινου τσαγιού (καφέ) που αντιπροσωπεύουν το χυμό από θρυμματισμένα μούρα στο τέλος του περκασμού, πράσινου τσαγιού αραιωμένου στο 20% με προσθήκη 100 g/L ισομοριακής γλυκόζης + φρουκτόζης (πράσινο) που αντιπροσωπεύει το χυμό κατά τη διάρκεια της φόρτωσης ζάχαρης, πράσινου τσαγιού αραιωμένου στο 50% με προσθήκη 170 g/L ισομοριακής γλυκόζης + φρουκτόζης (πορτοκαλί) που αντιπροσωπεύει το χυμό από μούρα στο τέλος της φόρτωσης ζάχαρης, πράσινου τσαγιού αραιωμένου στο 20% με προσθήκη 210 g/L ισομοριακής γλυκόζης + φρουκτόζης (μπλε) που αντιπροσωπεύει το χυμό από μούρα την ημερομηνία συγκομιδής.
Οι καμπύλες έντασης-δυναμικού των διαλυμάτων (Εικόνα 3) δείχνουν ότι όσο μεγαλύτερη είναι η αραίωση, τόσο μεγαλύτερη είναι η πτώση του σήματος, παρόμοια με τις παρατηρήσεις που έγιναν κατά την ωρίμανση. Η καμπύλη ελάχιστης έντασης προκύπτει για τη λύση που προσομοιώνει τον χυμό μούρων στο τέλος της φόρτωσης ζάχαρης (50% αραίωση πράσινου τσαγιού + 170 g/L ισομοριακή γλυκόζη + φρουκτόζη). Ωστόσο, το διάλυμα πράσινου τσαγιού που έχει αραιωθεί στο 20% και περιέχει 210 g/L ζάχαρη έχει πιο αδύναμο σήμα από αυτό που έχει αραιωθεί στο 20% και περιέχει 100 g/L ζάχαρη, υποδηλώνοντας έναν σωρευτικό αντίκτυπο των δύο παραγόντων στην πτώση του σήματος. Ανάλυση και υπολογισμός του Maturox (δείκτης που αξιολογεί την περιοχή κάτω από την καμπύλη των καταγραφών έντασης-δυναμικού) των διαλυμάτων τσαγιού αραιωμένων στο 20% και 50% αντίστοιχα χωρίς προσθήκη ζάχαρης, και του αδιάλυτου πράσινου τσαγιού με 100, 170 και 200 g/L επιβεβαιώνουν ότι οι επιδράσεις της αραίωσης και της προσθήκης ζάχαρης είναι αθροιστικές (Πίνακας 1). Παρόμοια αποτελέσματα ελήφθησαν επίσης (δεν φαίνονται εδώ) χρησιμοποιώντας σακχαρόζη (ζάχαρη που φορτίζεται στο σταφύλι πριν από την ενζυματική υδρόλυση σε γλυκόζη + φρουκτόζη) αντί για το μείγμα γλυκόζης/φρουκτόζης.
Η επίδραση των σακχάρων στη δραστηριότητα των αντιοξειδωτικών μονομερών φαινολικών ενώσεων που μετρήθηκε με τις μεθόδους ABTS+•, DPPH• ή FRAP έχει ήδη αναφερθεί (Kopjar et al. 2016, Peinado et al. 2010, Katz et al. 2020), καθώς και οι μη-ομοιοπολικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ φαινολικών ενώσεων και πολυσακχαριτών (Zhang et al. 2013). Αυτές οι αλληλεπιδράσεις θα μπορούσαν να είναι η αιτία σχηματισμού υπερμοριακών συμπλεγμάτων μεταξύ φαινολικών ενώσεων και σακχάρων, με αποτέλεσμα μια ασθενέστερη αντίδραση στη γραμμική σάρωση βολταμετρίας σε σύγκριση με το σήμα από τις φαινολικές ενώσεις μόνες τους.
Η εξέλιξη του δείκτη Maturox που αποκτήθηκε από τις λύσεις τσαγιού είναι παρόμοια με αυτήν που παρατηρείται κλασικά κατά την ωρίμανση των μούρων. Για παράδειγμα, έχει τεθεί σε προοπτική η παρακολούθηση μιας έκτασης Mourvèdre όσον αφορά το Maturox και την ποσότητα ζάχαρης ανά μούρο, η οποία δείχνει ένα ελάχιστο στο 3ο σημείο παρακολούθησης, ταυτόχρονα με την σταθεροποίηση της ποσότητας ζάχαρης ανά μούρο (Εικόνα 4).
Εικόνα 4: Εξέλιξη του δείκτη Maturox εβδομαδιαίων δειγμάτων από ένα κτήμα Mourvèdre κατά τη διάρκεια της ωρίμανσης (μπλε) και της ποσότητας ζάχαρης ανά μούρο (πράσινο) από αυτά τα δείγματα. Maturox (πορτοκαλί) από διαλύματα πράσινου τσαγιού που μιμούνται τα φαινόμενα που παρατηρούνται κατά την ωρίμανση (Εικόνα 3 και πίνακας 1).
Λαμβάνοντας υπόψη τα αποτελέσματα αυτών των δοκιμών, η μείωση των καμπυλών έντασης-δυναμικού κατά τη διάρκεια της φάσης φόρτωσης ζάχαρης, που φτάνει σε ένα ελάχιστο όταν σταματά η φόρτωση, φαίνεται λογική. Το φαινόμενο βασίζεται στην εξέλιξη των καμπυλών έντασης-δυναμικού των φαινολικών ενώσεων που είναι παρούσες στη σάρκα των μούρων κατά τη διάρκεια της ωρίμανσης.
Κατά τη διάρκεια της φάσης ενεργού φόρτωσης, η συγκέντρωση ζάχαρης στα μούρα αυξάνεται. Αλληλεπιδράσεις μεταξύ ζάχαρης και φαινολικών ενώσεων οδηγούν σε πτώση των καμπυλών έντασης-δυναμικού για τις φαινολικές ενώσεις: όσο υψηλότερη είναι η συγκέντρωση ζάχαρης, τόσο χαμηλότερο είναι το σήμα σε μια δεδομένη συγκέντρωση φαινολικής ένωσης. Επιπλέον, η αύξηση του όγκου των μούρων οδηγεί σε αραίωση των φαινολικών ενώσεων στον πολτό (βιοσυνθετημένες πριν την ωρίμανση), και επομένως σε πτώση του βολταμετρικού τους σήματος. Κατά τη διάρκεια αυτής της φάσης, τα δύο φαινόμενα είναι γενικά ταυτόχρονα, οδηγώντας σε πτώση των καμπυλών έντασης-δυναμικού. Η ενεργή φόρτιση σακχάρου ενώ ο όγκος των μούρων δεν αυξάνεται οδηγεί επίσης σε πτώση του σήματος. Από την άλλη πλευρά, είναι εξαιρετικά απίθανο η συγκέντρωση των φαινολικών ενώσεων να συνεχίσει να μειώνεται καθώς αυξάνεται ο όγκος των μούρων χωρίς ενεργό φόρτωμα ζάχαρης (McCarthy και Coombes 2008): επομένως φαίνεται αδιανόητο ότι το σήμα θα μειωθεί χωρίς ενεργό φόρτωμα ζάχαρης.
Από την παύση φόρτωσης ζάχαρης, η καμπύλη ρεύματος-δυναμικού μπορεί:
- εξελίσσεται λίγο (σταθερό Maturox), αν ο όγκος των μούρων δεν μειωθεί (χωρίς συρρίκνωση) και η συγκέντρωση ζάχαρης αλλάξει λίγο (χωρίς ενεργό φόρτωση, χωρίς συγκέντρωση λόγω συρρίκνωσης).
- αύξηση (αύξηση Maturox), εάν ο όγκος των μούρων μειωθεί (αντίστροφη ροή / συρρίκνωση – Deloire 2021) οδηγώντας σε αύξηση της συγκέντρωσης φαινολικών και ζάχαρης. Σε αυτή την περίπτωση, η πτώση του σήματος που σχετίζεται με την αύξηση της συγκέντρωσης ζάχαρης αντισταθμίζεται από την επίδραση της αύξησης των φαινολικών ενώσεων. Από τα αποτελέσματα των μετρήσεων του τσαγιού (Πίνακας 3), φαίνεται ότι κατά τη διάρκεια της συρρίκνωσης (20% στο παράδειγμα, από 170 έως 210 g/L ζάχαρη), η αύξηση της συγκέντρωσης των φαινολικών ενώσεων έχει μεγαλύτερη επίδραση (αύξηση 80 μονάδων Maturox) από την επίδραση της συγκέντρωσης της ζάχαρης (μείωση 30 μονάδων Maturox). Αν και οι επιδράσεις των δύο φαινομένων είναι αντίθετες, το προκύπτον σήμα είναι εκ των προτέρων υψηλότερο.
Ως αποτέλεσμα, το ελάχιστο σήμα αποκτάται αναγκαστικά τη στιγμή που σταματά η ενεργή φόρτιση ζάχαρης, και το σήμα μπορεί στη συνέχεια να παραμείνει σταθερό ή να αυξηθεί. Η γραμμική σάρωση βολταμετρίας μπορεί επομένως να χρησιμοποιηθεί για να προσδιορίσει τη στιγμή που σταματά η φόρτωση ζάχαρης στα αμπελοτεμάχια, και κατά συνέπεια να προσδιορίσει τα χρονοδιαγράμματα/ημερομηνίες για την απόκτηση ενός συγκεκριμένου προφίλ.
Συμπέρασμα:
Για να είναι δυνατή η οινοποίηση καθορισμένων προφίλ οίνων, τα σταφύλια πρέπει να συγκομίζονται σε ημερομηνία που καθορίζεται επακριβώς σε σχέση με την φόρτωση σακχάρων, όπως προτείνεται από τους Deloire et al. (2011). Η παρακολούθηση της ωρίμανσης με βολταμμετρία γραμμικής σάρωσης έχει προταθεί για να καταστεί δυνατός ο προσδιορισμός αυτής της ημερομηνίας (Hastoy et al. 2019), όταν λαμβάνεται ένα ελάχιστο σήμα. Η παρούσα μελέτη ανέδειξε τα φαινόμενα που διέπουν την πτώση των καμπυλών έντασης-δυναμικού κατά την ωρίμανση των σταφυλιών. Η μείωση αυτή φαίνεται να συνδέεται με τη χαμηλότερη συγκέντρωση φαινολικών ενώσεων στον πολτό λόγω της αύξησης του όγκου των μούρων, σε συνδυασμό με την επίδραση της αύξησης της συγκέντρωσης των σακχάρων στο σήμα των ίδιων ενώσεων. Η χρήση αυτού του δείκτη για την παραγωγή οίνων Sauvignon Blanc καθορισμένου στυλ παρουσιάζεται στο μέρος 2 του παρόντος άρθρου (Brenon et al. 2025). Αυτή η μέθοδος χαμηλής χυμώδους περιεκτικότητας θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε φυσιολογικές μελέτες ανά μούρο, όπως προτείνεται από τους Shahood et al. (2020).
Αναφορές
Antalick G., Šuklje K., Blackman J.W., Schmidtke L.M., Deloire A. Performing sequential harvests based on berry sugar accumulation (mg/berry) to obtain specific wine sensory profiles OENO One, 2021, 55 (2).
Brenon E., Morin S., Pascal C. Monitoring grape ripening by linear scanning voltammetry – Part 2: Obtaining wines of Sauvignon blanc with predefined styles . Infowine, 2025.
Deloire A., The concept of berry sugar loading. January 2011, WyneLand
Deloire, A. The concept of berry sugar loading, Wineland Magazine, 2011.
Deloire A., Rogiers S., Šuklje K., Antalick G., Zeyu X., Pellegrino A. Grapevine berry shrivelling, water loss and cell death: an increasing challenge for growers in the context of climate change. IVES 2021.
Hastoy X., Marquier S., Blanc G., Lagarde Pascal C., Use of linear scanning voltammetry to determine harvest date of Sauvignon blanc plots. Revue des œnologues, 2019, 44-46.
Katz I.H., Nagar E.E., Okun Z., Shpigelman A. The Link between Polyphenol Structure, Antioxidant Capacity and Shelf-Life Stability in the Presence of Fructose and Ascorbic Acid. Molecules, 2020, 25(1): 225.
Kilmartin, P.A.; Zou, H.; Waterhouse, A.L. A Cyclic Voltammetry Method Suitable for Characterizing Antioxidant Properties of Wine and Wine Phenolics. J. Agric. Food Chem. 2001; 49; 1957-1965.
Kilmartin P.A., Zou H, Waterhouse A.L. Correlation of wine phenolic composition versus cyclic voltammetry response, Am. J. Enol. Vitic, 2002, 53, 294-302.
Kopjar M., Lončarić A., Mikulinjak M., Šrajbek Z., Šrajbek M., Pichler A. Evaluation of Antioxidant Interactions of Combined Model Systems of Phenolics in the Presence of Sugars. Natural Products Communication, 2016.
McCarthy M.G., Coombe B.G. Is weight loss in ripening grape berries cv. Shiraz caused by impeded phloem transport? Australian Journal of Grape and Wine Research, 1999, 5, 17-21
Peinado J., Lopez de Lerma N., Peinado R. A. Synergistic antioxidant interaction between sugars and phenolics from a sweet wine. Eur Food Res Technol, 2010, 231, 363-370.
Ribereau Gayon P., Dubourdieu D., Doneche B., Lonvaud A. Traité D’œnologie – 1. Microbiologie du vin. Vinifications. Chapitre 10- le raisin et sa maturation. Ed. Dunod, 1998.
Shahood R., Torregrosa L., Savoi S., Romieu C. First quantitative assessment of growth, sugar accumulation and malate breakdown in a single ripening berry. Oeno one, 2020.
Šuklje, K., Carlin, S., Stanstrup, J., Antalick, G., Blackman, J.W., Meeks, C., Deloire, A., Schmidtke, L.M & Vrhovsek, U. Unravelling wine volatile evolution during Shiraz grape ripening by untargeted HS-SPME-GC × GC-TOFMS. Food Chemistry, 2019, 277, 753-765.
Teixeira A., Eiras-Dias J., Castellarin S.D., Gerós H. Berry Phenolics of Grapevine under Challenging Environments Int J Mol Sci 2013 ,14(9),18711-18739.
Ugliano M, Pascal C, Diéval J-B., Vidal S., Wirt J., Bégrand, S. A new voltametric approach for analyzing polyphenols in white grapes and monitoring pre-fermentation operations; Infowine, 2019.
Zhang H., Yu D., Sun J., Liu X., Jiang L., Guo H., Ren F. Interaction of plant phenols with food macronutrients: characterization and nutritional-physiological consequences. Nutrition Research Review, 2013, 21, 1-15.
Christine Pascal, Emmanuel Brenon, Nelly Champeau, Emilie Charpentier, Jean Baptiste Diéval, Stéphane Vidal
Vinventions, Enology team, France
Infowine
