Ι ΑΚΤΟΡΙΚΗ ΑΘΗΝΑ ΙΑΤΡΙΒΗ

Transcript

1 ΓΕΩΠΟΝΙΚΟ ΓΕΝΙΚΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΜΗΜΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΧΗΜΕΙΑΣ ΑΘΗΝΩΝ ΜΕΛΕΤΗ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ ΜΑΡΙΑ ΧΗΜΙΚΟΣ ΑΝΑΣΤΑΣΙΑ Η ΑΜΠΕΛΟΥΡΓΙΑΣ ΒΙΟ ΡΑΣΤΙΚΩΝ ΑΝΤΙΟΞΕΙ ΩΤΙΚΗΣ ΣΥΣΤΑΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΟΙΝΟΠΟΙΗΣΗΣ-ΠΡΟΣ ΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΚΑΙ ΕΛΛΗΝΙΚΗΣ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΗΣ Ι. ΡΑΣΗΣ Ι ΑΚΤΟΡΙΚΗ ΑΘΗΝΑ ΙΑΤΡΙΒΗ 2007

2 Ο Νεκρή Λάδι ίνακας σε Φύση µουσαµά στο µε εξώφυλλο είναι έργο Λεµόνια του και Σταφύλια Vincent van Gogh Μήλα, Αχλάδια, (1887) (46,5 x 55,2 cm)

3 Γενικό Γεωπονικό Τµήµα Μαρία Πανεπιστήµιο Εργαστήριο Αναστασιάδη Αθηνών Χηµείας ΟΙΝΟΠΟΙΗΣΗΣ-ΠΡΟΣ ΙΟΡΙΣΜΟΣ ΜΕΛΕΤΗ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ ΤΗΣ ΤΗΣ Χηµικός ιδακτορική ΑΝΤΙΟΞΕΙ ΩΤΙΚΗΣ ΕΛΛΗΝΙΚΗΣ ΒΙΟ ΡΑΣΤΙΚΩΝ ιατριβή ΑΜΠΕΛΟΥΡΓΙΑΣ ΡΑΣΗΣ ΣΥΣΤΑΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΚΑΙ Ι. ΤΡΙΜΕΛΗΣ Χαρουτουνιάν Νυχάς ΣΥΜΒΟΥΛΕΥΤΙΚΗ (Καθηγητής (Καθηγητής ΕΠΙΤΡΟΠΗ Πολυσίου(Καθηγητής ΕΠΤΑΜΕΛΗΣ Μητάκου ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ Καθηγήτρια ΕΠΙΤΡΟΠΗ Επιβλέπων: Σ. Μέλη: Γ. Ι. Μητάκου Σ. (Αναπλ. Μαγιάτης Χαρουτουνιάν Σκαλτσούνης (Λέκτορας (Καθηγητής Καθηγήτρια ΑΘΗΝΑ Μ. Σ. Α.-Λ. Κ. Γεωργίου( Αναπλ. Σ. (Αναπλ. Π Γ.-Ι. Νυχάς Γ.Π.Α.) Γ.Π.Α.) Γ.Π.Α.) Γ.Π.Α.) Ε.Κ.Π.Α.) Ε.Κ.Π.Α.) Ε.Κ.Π.Α) Γ.Π.Α.) Γ.Π.Α.) Ε.Κ.Π.Α.)

4 Η Γεωπονικού έγκριση της Πανεπιστηµίου διδακτορικής Αθηνών διδακτορικής δεν υποδηλώνει διατριβής από αποδοχή το Γενικό των άρθρο γνωµών Τµήµα του συγγραφέα. Νόµος 5343/32, 202h2

5 Η Φαρµακευτικής Κυτταρικού ΕΚΕΦΕ διατριβή αυτή εκπονήθηκε στο ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Θα Πολλαπλασιασµού του Καποδιστριακού και εργαστήριο Γήρανσης Παν/µίου του Φαρµακογνωσίας Αθηνών εργαστηρίου και στο Βιολογίας του Εργαστήριο τµήµατος να κρίνει ήθελα τη να διατριβή απευθύνω τις ευχαριστίες µου προς την επταµελή επιτροπή που δέχθηκε του Καθηγητή Χαρουτουνιάν Πολυσίου Νυχά ηµόκριτος. µου: Λέκτορα Καθηγητή Σκαλτσούνη Γεωργίου Θα Καθηγήτρια Μητάκου Σ. (επιβλέπων) ήθελα Μαγιάτη να απευθύνω τις θερµές ευχαριστίες στον Καθηγητή Σέρκο Αν. Ιδιαίτερα για για την εµπιστοσύνη που µου για την συνεχή Αν. την Το έµπρακτη υποστήριξη και καθοδήγηση του και την αµεσότητα στην Πολλαπλασιασµού την αρµονική θα ήθελα συνεργασία να και την εµπιστοσύνη τον Καθηγητή που Αλέξιο-Λέανδρο µου παρέχοντας Σκαλτσούνη µου Χαρουτουνιάν, ευχάριστου ευκαιρία να εργαστώ στο εργαστήριο Φαρµακογνωσίας του έδειξε, παρακολούθηση, Το όκτορα ηµήτριο επικεφαλής του εργαστηρίου Κυτταρικού επικοινωνία. Πολλαπλασιασµού για την και φιλοξενία Γήρανσης και την του εµπιστοσύνη ινστιτούτου του Βιολογίας και για τη του δηµιουργία ΕΚΕΦΕ ευχαριστήσω, για τη όκτορα βοήθεια και Χαράλαµπο ζεστού κλίµατος ερευνητή του εργαστηρίου Κυτταρικού έδειξε, τη που γενναιοδωρία και µου Γήρανσης και του τη ινστιτούτου φιλία τη συνεχή Βιολογίας καθοδήγηση του ΕΚΕΦΕ την ηµόκριτος αµέριστη Κλέτσα, ηµόκριτος, εργασίας. Πρατσίνη, προσέφερε, του, συµπαράσταση, του. Μ. Γ.-Ι. Α.-Λ. Κ. Σ. Π. Ε.Κ.Π.Α.

6 Βαγγέλη αντιµικροβιακών Βιοτεχνολογίας Καθηγητή Γκίκα για τη Παν/µίου ΓΠΑ λήψη των Γεώργιο Πατρών φασµάτων Ιωάννη Αντώνιο Τσαρµπόπουλο για την πραγµατοποίηση και όκτορα πραγµατοποίηση τεστ στο εργαστήριο Μικροβιολογίας Τροφίµων των Τον του και συµβουλές υποψήφιο ιδάκτορα των αντιµικροβιακών του ΓΠΑ Νικόλαο τεστ και Χωριανόπουλο τη φιλία για τη βοήθεια του στην LC- φιλική Καθηγητή του ΓΠΑ Κων/νο Γεωργίου για τις χρήσιµες υποδείξεις και Νυχά, Τη ΓΠΑ. στη Τον της του Σοφία Κουλοχέρη για την άψογη συνεργασία µας και του. συνεργασία θα όκτορα χρήση Οινολόγο και του εκµάθηση της ΕΚΠΑ Ένωσης Μαρία του Θηραϊκών συστήµατος Χαλαµπαλάκη Προϊόντων για τη Κανελλακόπουλο συνεργασία και τη για βοήθεια την άψογη της Αν. του. Κανάκη για ήταν δυνατή µας η σε ολοκλήρωση όλη τη διάρκεια της παρούσας της διδακτορικής δίχως την οποία δε διάθεση. Τους όκτορα για το του πνεύµα ΓΠΑ Κων/νο καλής συνεργασίας Κασιώτη και και τον συναδελφικότητας Υποψήφιο ιδάκτορα που επέδειξαν Χαράλαµπο και HPLC. το τη φιλική συναδέλφους και ευχάριστη µου στο ατµόσφαιρα εργαστήριο που Φαρµακογνωσίας Γεώργιο διατριβής, εργασίας. Θα την Άννα τον όκτορα την την υποψήφια ιδάκτορα Μαρίνα Κριτσανίδα για τη συνεργασία αρχή ευχάριστο ήθελα να κλίµα εκφράσω εργασίας την ευγνωµοσύνη και τη φιλική µου διάθεση στους που γονείς για την δηµιούργησαν. Καζαντζόγλου, Παληογιάννη, Raphael Η καθοδήγηση και την ηθική και υλική υποστήριξη που µου προσέφεραν από την τους, ΠΕΝΕ παρούσα των σπουδών διδακτορική χρηµατοδοτούµενο διατριβή πραγµατοποιήθηκε από τη ΓΓΕΤ και στα την πλαίσια του προγράµµατος επέδειξαν. ενθάρρυνση, µου. 227 (2001) ΚΕΟΣΟΕ. Grougnet και ΜS. κ.

7 SUMMARY The beneficial health effects of grape berries (Vitis vinifera L.) are well established through various epidemiological, clinical and in vitro studies. These activities have been attributed to the presence of polyphenols, a class of widespread metabolites. Objective of this study was the assay of polypenolic content in different grape parts and products of the Greek grapevine production. For this purpose an optimized ultrasound extraction procedure was developed using liquid solvents. Interest of our research was focused on the following issues: 1) Qualitative and quantitative determination of the polyphenolic profile of the most important Greek grape varieties. 2) Determination of grape skin and seeds polyphenolic content. 3) Qualitative and quantitative determination of the polyphenolic profile of varietal Greek wines. 4) Qualitative and quantitative determination of the polyphenolic content of vinification by-products. 5) Evaluation of the antimicrobial activity of extracts from grape berries and vinification by-products. 6) Evaluation of the antioxidant activity of Greek wines and extracts from grape parts and vinification by-products. The polyphenolic composition of each extract was characterized by HPLC-DAD. Reference compounds were used for the quantification of the major polyphenolic substances. The total polyphenolic content (TPC) was determined photometrically using the Folin-Ciocalteu method. The antimicrobial activity of selected extracts was evaluated using a) plate counts and b) conductance measurements. All samples were evaluated for their free radical scavenging abilities against the stable 2,2-diphenyl-1-picryhydrazyl radical (DPPH. ), for ferric reducing antioxidant power (FRAP), for their ability to inhibit CuSO 4 - induced LDL oxidation and total

8 polyphenolic content (TPC). All of the above methods were modified to be used in 96-well plates. Furthermore other aspects which were examined were the following: Correlation of grape variety with the polyphenolic content of grape berries. Seasonal variation of grape berries, skins and seeds polyphenolic content. Yearly variation of grape berries, skins and seeds polyphenolic content. Correlation of geographical place of a certain grape variety with the polyphenolic content. Qualitative and quantitative determination of wall-bound phenolic acids. Differences between white and red wines concerning their polyphenolic profile. Influence of fining procedures in the polyphenolic content of red and white table wines. Study of the polyphenolic content of sweet wines. Correlation of antioxidant activity with the polyphenolic content of wines and extracts. Correlation between different antioxidant methods.

9 Άµπελος Συστηµατική Μορφολογία Ριζικό η οινοφόρος ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Εδαφικές του φυτού Ανάπτυξη Χηµική 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Ιστορία κλιµατικές (Vitis Ο και ωρίµανση των V.Vinifera Σύγχρονη σύσταση σταφυλιών και και διάδοση της αµπελουργίας και της Οίνος ως συνθήκες καρπών οίνων...8 ιµερείς φαινυλαλανίνης µέλη των /υδροξυκινναµωµικού 1.3 οινοποίησης φάρµακο Aντικαρκινική Βιοσύνθεση Βιολογική Αντιαθηρωµατική Αντιµικροβιακή Αντιική των υδροξυβενζοϊκών οξέος Επιδηµιολογικές δράση πολυφαινολών Αντιοξειδωτική Αντικαρκινική Αντιαγγειογενετική Οιστρογονική Πιθανές ανεπιθύµητες δράση των κυριότερων δράσεις των πολυφαινολών στον προανθοκυανιδινών οξέων δράση Βιβλιογραφία Προοξειδωτική Σχέση Φαινολικά Βιοδιαθεσιµότητα Επίδραση ου δοµής στα αντιοξειδωτικής οργανοληπτικά και µεταβολισµός χαρακτηριστικά των των πολυφαινολών οίνο πολυφαινολών ικανότητας πολυφαινολών τροφίµων...57 κεφαλαίου...58 Χηµική Vinifera L. )...1 κατάταξη...1 L...2 σύστηµα Φύλλα Κλάδεµα...3 σύσταση Άνθη...3 Οδός Σικιµικού φαινολικών Καρποί Ράγες Ανώτερα Οίνου Οίνος Γνώση...23 φυτοχηµικών οξέος Φαινυλοπροπανίων...30 Φλαβονοειδών...34 Στιλβενίων Τανίνες...40 προανθοκυανιδίνες Εισαγωγή...44 δράση...44 δράση...45 δράση...46 µελέτες...47 δράση...50 δράση...50 ράση Φλαβονοειδή...53 οξέα...54

10 2.ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΕΣ Τύποι Υγρή-υγρή Χρωµατογραφία Οργανολογία Χρωµατογραφία Υψηλής Απόδοσης Ανιχνευτής Κριτήρια Υγρής Χρωµατογραφίας Υψηλής Επίδραση χρωµατογραφία κατανοµής Πειραµατική Κανονικής Ανάπτυξη επιλογής Αντίστροφης κινητής Φάσης ΤΕΧΝΙΚΕΣ (HPLC) Εισαγωγή Προετοιµασία του της κινητής φάσης στο Απόδοσης Παρασκευή στήλης ιαλύµατα Μεθόδου για προσδιορισµό Φάσης Συνθήκες (RP HPLC) Προσδιορισµός HPLC Φασµατοµετρία UV-Vis φάσης Οργανολογία κινητής ph διαχωρισµό Ιοντισµός παρακαταθήκης φαινολικών ιαδικασία Ανάπτυξη Φαινολικών ουσιών µε HPLC Πολυφαινολών Εισαγωγή Εξοπλισµός...86 Παρασκευή Αναλώσιµα...86 Συνθήκες Προετοιµασία ιαλυµάτων Προσδιορισµός µε φάσης Τεχνικές Μεθόδου Κινητής Ταυτοποίηση ουσιών ανάλυσης ΗPLC Μαζών Εισαγωγή...97 Υλικά διαλύµατος Μέτρησης Φαινολικών Αντιοξειδωτικής ΜS ηλεκτροψεκασµό LC-MS Πολυφαινολών Εξοπλισµός Μέθοδος Φάσης και ανάλυσης ράση-μέθοδος παρακαταθήκης ουσιών ράσης Εισαγωγή Ολικών Φαινολικών Πειραµατική ιαδικασία: Μέθοδοι Μελέτη ράση-μέθοδος οξείδωσης διαδικασία: Μέθοδος Αντιβακτηριακής ενδοκυτταρικών ιαδικασία-υλικά και FRAP Μέθοδοι: διαδικασία: Folin Ciocalteu Μέθοδοι: διαδικασία: LDL Μέθοδοι: ιαδικασία ROS Μέθοδοι: Κυτταροτοξικότητας ράσης Αγωγιµότητας In vitro Αντιοξειδωτική In vitro Αντιοξειδωτική In vitro Αντιοξειδωτική

11 Μέθοδος Ανάλυση Υπολογισµός της 3.ΟΙΝΟΣ Πειραµατική Προετοιµασία Βιβλιογραφία ΤΕΧΝΙΚΕΣ 2ου κυψελίδων Τρυβλίων Προσθήκη εδοµένων ΕΑΣ ιαδικασία Μικροοργανισµός αντίδρασης εκχυλισµάτων Ωρίµανση διοξειδίου του Κεφαλαίου Πολυφαινολικό ΟΙΝΟΠΟΙΗΣΗΣ Εισαγωγή Αποβοστρύχωση... Μη Σύνθλιψη... Υδροξυβενζοϊκά Υδροξυκιναµµωµικά περιεχόµενο των σταφυλιών και των θείου Εκχύλιση Πίεση Απολάσπωση Ζύµωση Μετάγγιση παλαίωση ιαύγαση... Χηµικές Εµφιάλωση... Βιολογικές οίνων Εισαγωγή... Οίνος Σύγκριση φλαβονοειδή: Αντιαθηρωµατική οξέα Αντιµικροβιακή αντιδράσεις πολυφαινολών κατά την οξέα Στιλβένια... Αντικαρκινική ιδιότητες Φλαβονοειδή... Αντιοξειδωτική Φλαβονόλες... Πειραµατική Επιδηµιολογικές Ανθοκυανίνες... Πειραµατικός του οίνου µε άλλα αλκοολούχα Φλαβανόλες... Συλλογή Προανθοκυανιδίνες... Συνθήκες οινοποίηση Οίνου Εισαγωγή... Κύρια Ανάλυση πολυφαινολικά των - οίνου φύλαξης οίνων µε και µε συστατικά εκχύλισης απευθείας των εισαγωγή στο Μελέτες ποτά ράση ράση ράση ράση ιαδικασία σχεδιασµός ειγµάτων δειγµάτων HPLC Αποτελέσµατα- Συµπεράσµατα οίνων LC/MS

12 πολυφαινολικό µεταβολή διαφορετικών από πολυφαινολών διαφορετικές ποικιλιών οίνων της της ίδιας ΣΤΑΦΥΛΙΑ Βιβλιογραφία πολυφαινολικού περιεχοµένου γλυκών Ποικιλίες πολυφαινολών κατά την παλαίωση στη είγµατος Λευκές οίνων µετά από κατεργασία µε περιεχόµενο Ερυθρές διαύγαση Βιολογική 3ου περιοχής ποικιλίας Αντιαθηρωµατική περιοχές Αντιβακτηριακή που οίνων Αντικαρκινική φιάλη Αντιική ρητίνες Συζήτηση... Αντιοξειδωτική δράση των ιαδικασία κεφαλαίου (Vitis Vinifera L.) µελετήθηκαν Τεχνικές ποικιλίες Ποικιλίες Παραλαβής Πολυφαινολών από σταφυλιών Εισαγωγή Πειραµατική τη χρήση δράση Συλλογή δράση Συνθήκες διαχωρισµού και αποµόνωσης δράση Στερεάς Φάσης δράση Εκχύλιση υγρής-στερεάς ράση Ελεγχος µε χρήση Υπερκρίσιµων υγρών Φυτά Εισαγωγή... Υδρόλυση Μέθοδοι διαλυτών Βελτιστοποίηση φύλαξης και εκχύλισης υπερήχους πολυφαινολών οκιµές ανάκτησης εστέρων µεθόδων των φαινολικών υγρής-υγρής (SPE) φάσης (SFE) ιαδικασία ειγµάτων Κυριότερες δειγµάτων ιαφορές Εκχυλίσεων χρήση Ρητινών και ραγών: Εποχική γιγάρτων-φλοιών Ετήσια ανά πολυφαινόλες πολυφαινολών οξέων Εκχύλισης εκχύλισης Συµπεράσµατα SPE Συµπεράσµατα ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΡΑΓΕΣ Συζήτηση ραγών περιοχή ιακύµανση διακύµανση ΓΙΓΑΡΤΑ-ΦΛΟΙΟΙ Προετοιµασία Ολικό Ετήσια Σύγκριση Μεταβολή Ανάλυση

13 Κυριότερες Σύγκριση περιεχοµένου πολυφαινόλες ραγών-φλοιών και ΥΠΟΠΡΟΪΌΝΤΑ Εποχιακή Ετήσια διακύµανση Ανάλυση Εποχική Φαινολικά Βιβλιογραφία Υποπροϊόντων ιακύµανση οξέα 4ου από υδρόλυση Αποτελέσµατα γιγάρτων φλοιών γιγάρτων γιγάρτων γιγάρτων ΜΕΛΕΤΗ Βιβλιογραφία φλοιών Αντιβακτηριακή εστέρων κεφαλαίου Υπολογισµός 5ου ΟΙΝΟΠΟΙΗΣΗΣ Εισαγωγή... ΒΙΟ ΡΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΟΙΝΩΝ ΚΑΙ Οινοποίησης Αποτελέσµατα Στέµφυλα Οινολάσπες... Αντιοξειδωτική Βόστρυχοι... Μεταβολή Κεφαλαίου Ετήσια 6. Σύγκριση ΕΚΧΥΛΙΣΜΑΤΩΝ Συσχέτιση φαινολικού δράση περιεχοµένου λευκών ερυθρών κατά δράση Εισαγωγή Αποτελέσµατα Εποχική διακύµανση οίνων µεθόδων διαφορετικών µεθόδων αντιοξειδωτικής και ικανότητας ίδιας και ΕΑΣ ράση Εισαγωγή Αποτελέσµατα Οίνοι... Αντιοξειδωτική οίνων µεταβολή αντιοξειδωτικής δράσης διαύγαση ποικιλιών, περιοχής Συσχέτιση οίνων Αποτελέσµατα Folin-Ciocalteu Frap Σύγκριση Ικανότητα Προτύπων αποτελ. Folin-Ciocalteu DPPH Εκχυλίσµατα... Βιβλιογραφία µεθόδου µεθόδων 6ου µεθόδων µεθόδου ενδοκυτταρικών µε και τις και µεθόδους Ενδοκυτταρικών και Ράγες εκχυλισµάτων Γίγαρτα Φλοιοί Υποπροϊόντα Ενώσεων LDL ROS LDL LDL DPPH LDL Folin-Ciocalteu ROS ROS LDL DPPH Κεφαλαίου

14 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Άµπελος η οινοφόρος ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1 από οποία τα ανήκει Συστηµατική Η έντεκα Άµπελος στο γένη γένος η της κατάταξη οινοφόρος οικογένειας και αποτελεί ένα (Vitis δύο µαζί µε τις οικογένειες την τάξη των και (Vitis εκπρόσωπο Στο γένος L.), Vitis διάφορα υπάγονται τα παρακάτω Vitaceae, χαρακτηριστικόερα το κοινό είδος µε κύριο Leeaceae ασιατικά τους περιλαµβάνει ή τα αµερικανικά την αντοχή κυρίως στις είδη µε της προσβολές Εικόνα Αµερικής της Μέρη και έχουν του φυτού ως κύριο Vitis υπογένη: σταφύλι), αναγνωρισµένα νηµατωδών και στον ιό του µολυσµατικού των Vitis Βορείου είδη που Πρέπει συναντώνται γένος δε σηµειωθεί κατά περιλαµβάνονται κύριο λόγο στην περισσότερα εύκρατη ζώνη από του είδη, ότι η παγκόσµια παραγωγή οίνου 1.1 Vitis στηρίζεται V. ορίζεται η σχεδόν αποκλειστικά στο είδος αυτό το οποίο Β. περαιτέρω Μικρά γενικά ως η Μαύρη το Ευρωπαϊκό και η Κασπία σταφύλι και αποτελεί Το είδος γηγενές είδος περιοχών όπως φυλλοξήρας, εκφυλισµού3. υποείδος (όλες οι στα υποείδη και διακρίνεται Ειδικότερα, Vitis 60 Στον αποτελεί καλλιεργούµενες Πίνακα µετεξέλιξη παρουσιάζεται του Θα η πρέπει συστηµατική όµως να κατάταξη τονιστεί ότι του το είδους δεύτερο Ηµισφαιρίου. (V. Ασία, θάλασσα. V. Vinifera V. αµπέλι) V. ποικιλίες). πρώτου. 1.1 V. συνιστούν η Vinifera L. ) Vinifera και (το Rhamnaceae Rhamnales 1 που και. 1) Euvitis Vinifera Berlandiery, V. Εικόνα Vinifera 2 Riparia V. Rupestris. 2) Muscadinia, Vinifera L., 1.1) Vinifera. Vinifera silvestris (άγριο Vinifera sativa 1

15 Πίνακας ΚΕΦΑΛΑΙΟ Συστηµατική κατάταξη του φυτού ΕΙΣΑΓΩΓΗ Οικογένεια 1 ιώνυµο 1.1 V. Όνοµα Κοινή ονοµασία φυτού όνοµα σύµφωνα (Σύµφωνα µε τον µε το Άµπελος Αµπέλι (Family): που Λινναίο): Vitis κατά Η άµπελος Μορφολογία είναι φυτό του θαµνώδες φυτού και Θεόφραστο: οι το αποτελούν µήκος που τους είναι το σε κυρίως οι κόµβους βλαστοί φυτό ή του και τελευταίου από λεπτές κυλινδρικές τα οποία φύονται Οι µε κληµατίδες κορµό τα διακλαδώσεις και διαιρούνται βραχίονες (τις 1.2 V.Vinifera. και έλικες και οι αναρριχώµενο, ή διακλαδίζονται Ριζικό κληµατίδες) έτους. απορροφητικά το Μέσα ριζικό στη σύστηµα γη µε του ανάλογη προς Στην το περίπτωση υπέργειο πολλαπλασιασµού σύστηµα ανάπτυξη µε σχηµατίζεται µοσχεύµατα γόνατα, φύλλα, µάτια, τη οι ρίζες αναπτύσσονται συνήθως από τους κόµβους και ταξιανθίες. κυρίων για να σχηµατίσουν τελικά πάνω στις διακλαδώσεις τα λεπτότατα ανθεκτικά διάρκεια στην µιας Τα βλαστικής ανάλογα υποκείµενα Τα αφού τελευταία τη οι σύσταση ρίζες µε αναπτύσσονται µικρή Το τους µεγαλύτερο του αναπτύσσονται γεωτροπική εδάφους κατά µέρος και χιλιάδες γωνία τη σε των γεωτροπική βαθύτερα ριζών είναι κάθε βρίσκεται περισσότερο φυτό γωνία κατά των σε φυτού. καταβολάδες, ριζίδια. περιόδου. cm, ριζών. ξηρασία, στρώµατα. Βασίλειο Φύλο Κλάση Τάξη Γένος Είδος (Kingdom): (Division): (Class): (Order): (Genus): (Species): βάθη Vinifera. L 2. Plantae Magnoliophyta Magnoliopsida Vitales Vitaceae Vitis L V. Vinifera Vinifera L. 2

16 του ανάπτυξή αµπελιού ΚΕΦΑΛΑΙΟ Η ταχύτητα του συνήθως και ανάπτυξης αφετέρου ολοκληρώνεται του από ριζικού τις εδαφοκλιµατολογικές σε συστήµατος χρόνια εξαρτάται µετά την αφενός εγκατάσταση ΕΙΣΑΓΩΓΗ από Η το πλήρης είδος του 1 και επιδερµίδα ενώ Τα φύλλα όπως και οι καρποί εµφανίζονται στους κόµβους των κληµατίδων συνθήκες. παρέγχυµα είναι εναλλασσόµενα έµµισχα και είτε τρίλοβα ή Η 6 8 αµπελιού3 ποσότητες της πάνω επιφάνειάς τους είναι σχετικά λεία και στερείται. φύλλων καρπών η κάτω αποτελείται επιφάνεια είναι από Είναι συνήθως κύτταρα όµως χαρακτηριστικό πλούσια Το σε µεταξύ χλωροπλάστες ότι των η σχετική δύο µε επιδερµίδων αναλογία µεγάλες παλαµοσχιδή, πεντάλοβα. ποσότητα διαφέρει ανάλογα µε την στοµατίων, στήριξης χνοώδης. για Κλάδεµα Οι µέθοδοι στήριξης και κλαδέµατος καθορίζουν σε µεγάλο βαθµό την χλωροφύλλης. στήνονται και την ποιότητα της παραγόµενης Τα βασικά συστήµατα ποικιλία4. που είναι σχεδιασµένα έτσι ώστε να επιτυγχάνεται καλύτερο δυνατό σχήµα στην αναδύεται ένα επίτευξη δεδοµένο Για από ισορροπίας το κλήµα όταν σε µεταξύ εάν συγκεκριµένες κλήµατα υπάρχει για να απόδοσης ωριµάσουν τοποθετούνται ο κίνδυνος κλιµατολογικές της οι παγωνιάς καρποί και είναι τα και Το της επιθυµητή κλήµατα κλάδεµα περιβαλλοντικές ανάπτυξης συνήθως βοηθάει η ζέστη του σοδειάς5. στους συνθήκες. παράδειγµα, ψηλά. Αντίθετα, όργανα Άνθη Τα άνθη είναι συγκεντρωµένα σε βοτριώδεις ταξιανθίες που εµφανίζονται χώµα, χαµηλά. διάρκεια κόµβους βοηθούν της Βρίσκονται ανάπτυξης των στη καρποφόρων δε στερέωση του ακριβώς κληµατίδων των απέναντι κληµατίδων από και τα συγκεκριµένα πάνω φύλλα σε όπως στηρίγµατα από και τον οι 3 έλικες κατά έως τα τον τη αµπελιού κόµβο. φυτού Φύλλα 3

17 Μετά ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΙΣΑΓΩΓΗ σχήµατα απεικονίζονται Καρποί παράλληλα Τα τη γονιµοποίησή µικρά και τις πηγές σχηµατικά πρασινωπά των τους κυρίως διαφόρων τα άνθη σχηµατίζονται µέρη ανάλογα του σηµαντικών αµπελιού µιας µε τυπικής οι είναι την ράγες για την ράγας συνήθως των οινοποιία σταφυλιών αρρενοθήλεα Στην µερών Εικόνα σε δείχνοντας διάφορα γόνιµα. µεγέθη, ποικιλία σταφυλιού, της. Η ράγα αφού του εκτός σταφυλιού Εικόνα των πρωτογενών είναι Μέρη στην ράγας πραγµατικότητα κατά µεταβολιτών το στάδιο που της επιβίωση ένα πλήθος του επιπλέον φυτού τα οποία συµβάλουν έχει την στη ένα ικανότητα γεύση είναι ανεξάρτητο αναγκαίοι και το βιοσυνθέτει άρωµα βιοχηµικό για την του 1.2 ωρίµανσης6. εργοστάσιο, (νερό, σάκχαρα, αµινοξέα), συστατικών, 4

18 παραγόµενου των φυτοχηµικά ΚΕΦΑΛΑΙΟ Στην οινοποίηση σηµαντικό ρόλο παίζουν οι παρακάτω ΕΙΣΑΓΩΓΗ έκαστος τελικά ραγών των ιστοί ράγας φλοιός και Η σε ράγες να επηρεάζει των παραπάνω σε διαφορετικό ιστών βαθµό είναι τα τελείως χαρακτηριστικά και τη µε σύσταση αποτέλεσµα του 1 αριθµός παραγόµενου προϊόντος Είναι δε χαρακτηριστικό ότι το µέγεθος της οίνου. γίγαρτα δίνουν επηρεάζει των Ένας οίνους γίγαρτων άλλος άµεσα παράγοντας µεγαλύτερη ανά τη σύσταση συµµετοχή Ως που του επηρεάζει των αριθµός συστατικών σύσταση σταφύλια θεωρούνται του του φλοιού µε οίνου τα µικρότερες τέσσερα και είναι των ο σταφυλιών: σάρκα, γίγαρτα. διαφορετική, (οίνος). ζώνη ανά στην πράξη όµως ο αριθµός αυτός κυµαίνεται από έως οίνου. Έτσι, ανάπτυξη και Εδαφικές και κλιµατικές συνθήκες γιγάρτων. την άµπελος στα είδη που ευδοκιµούν στην εύκρατη ράγα. τέλειος Βορρά δροσερό και του δεν φυτού µπορεί επιτυγχάνεται να Συνεπώς αντέξει είναι το σε δριµύ γενικά περιοχές ψύχος αποδεκτό µε µακρύ του ότι και οι αρκετά καλύτερες Η καλύτερη ζεστό περιοχές καλοκαίρι δυνατή για ράγα, της αµπελουργία βρίσκονται µεταξύ των γεωγραφικών πλατών 30και (Vitis 50 στο συνεπάγεται και 30 και στο εµπίπτουν στις ισόθερµες των 10 και χειµώνα. περιοχές αντιστοιχούν µε τις θερµές εύκρατες ζώνες (Εικόνα πολύ Βολιβίας Η ανάπτυξη και της αµπελουργίας Τανζανίας οφείλεται σε περιοχές κυρίως κοντά στο στον µεγάλο ισηµερινό υψόµετρο επαρχίες που χειµώνα. χαρακτηρίζονται περισσότερο δροσερό ενώ η αµπελοκαλλιέργεια σε τροπικές Νότο. Αυτά, C η µικρές οδηγεί σοδειές στην και ανάπτυξη χαµηλή αειθαλών ποιότητα αµπέλων χωρίς λανθάνουσα περίοδο µε 7. περιοχές Όµως η αµπελοκαλλιέργεια από ζεστά ξηρά καλοκαίρια κυρίως και ανθεί ήπιους σε Μεσογειακά υγρούς που κλίµα, προσεγγίζει λεκάνη της Μεσογείου αποτελεί µια από τις κυριότερες σταφυλοπαραγωγικές εκατοµµύρια Αυστραλία Όσον στον τα εκατόλιτρα αφορά την Καλιφόρνια την Παρόµοια εκτάρια Στον και κλίµατα εκτάριο τη η Πίνακα συνολική βρίσκονται παρουσιάζονται έκταση στα παράλια των παράγοντας αµπελοκαλλιεργειών η της ανά περίπου έξι τη σταφυλιών4. κλίµατα, χειµώνες. Άλλωστε, κόσµο. Αφρικής, Ν. Χιλή. Ελλάδα, στρέµµατα) οίνου που C, α) ανήκει Vinifera L.), 20 (1 = β) γ) 1.3). Ν. 4. 5

19 περιφέρεια αντιστοιχούν ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Πίνακας παραγωγής στην στις Στατιστικά Ελλάδα περιφέρειες παραγωγή στοιχεία της ελληνικής και της τα καλλιέργειας καλλιεργούµενα αµπέλου υποείδη και της αµπέλου οινοποιητικής που 1 Πελοπόννησος Περιφέρεια Αµπελουργική Εκτάρια Έκταση Σε Παραγωγή Σε Εκατόλιτρα Οίνων Κύριες Μοσχάτο Καλλιεργούµενες Κορινθιακή έκταση, Σουλτανίνα Ποικιλίες επικράτειας Μακεδονία Στερεά Εύβοια Ελλάδα Θράκη Ρωµέϊκο (ha) Αγιωργίτικο, (σταφίδα), λευκό, Μοσχοφίλερο, Ρεφόσκο, Ροδίτης, (σταφίδα) Κοτσιφάλι, Λιάτικο, Θεσσαλία Μαντηλαριά, Ιονίου Μοσχάτο Μαύρο Ροµπόλλα Σταυρωτό Μοσχάτο & Ασύρτικο, Αθήρι, Ροδίτης, Ληµνιό, & Ξινόµαυρο, Νεγκόσκα, Cabernet Κρασάτο, Μεσενικόλα, Σύνολο Νησιά ωδεκάνησα Πελάγους Ήπειρος Αιγαίου Ελλάδος Μοσχάτο Αλεξανδρείας Μοσχάτο λευκό Αµβούργου, Μπατίκι, Ξινόµαυρο, Μαυροδάφνη, λευκό, Ασύρτικο, Λιµνιό, Μαντηλαριά, Μονεµβασία, Μαντηλαριά, Ντεµπίνα, Κρήτη (hl) Βηλάνα, Σαββατιανό Βερτζαµί, Αϊδάνι, Αθήρι, Sauvignon, Cabernet Franc Cabernet Sauvignon 6

20 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Ανάπτυξη Η άµπελος Εικόνα και έχει ωρίµανση ένα Περιοχές ιδιαίτερα των της καρπών ξεχωριστό εύκρατης λανθάνουσα κατάσταση έως ότου η µέση ηµερήσια ετήσιο ζώνης όπου έχει µε την αύξηση της θερµοκρασίας οι θερµοκρασία βλαστοί µεγαλώνουν ξεπεράσει παραµένοντας εξαπλωθεί επέρχεται σε η ένα διάστηµα όταν πλέον περίπου η µέση οκτώ τιµή της θερµοκρασίας Στο τέλος προσεγγίσει της φάσης µε τους ταχείς αυτής σε η 1.3 συνέχεια αµπελοκαλλιέργεια. ακολουθεί 8 ταχύ ρυθµό οι καρποί επιταχύνεται η και πάλι ενώ η ανάπτυξη ακολουθεί αποτέλεσµα του καρπού στάδιο να µε σχηµατιστούν της αποτέλεσµα ωρίµανσης να µε αυξηθούν τα επίπεδα των σακχάρων και να µειωθεί η ενώ διαµορφώνεται κύκλο, και το χρώµα των ερυθρών Υπό φυσιολογικές η περίοδος 10 ωρίµανσης των σταφυλιών εξαρτάται κυρίως από την ποικιλία του αµπελιού και τον άνοιξη, αριθµό των ηµερών κατά την εποχή της ανάπτυξης που η µέση θερµοκρασία ξεπερνά ρυθµούς, 4Κατά εβδοµάδων. τη διάρκεια του χειµώνα το κλήµα παραµένει σε λανθάνουσα άνθηση, 20 κατάσταση και προστατεύεται από την παγωνιά µε τα συσσωρευµένα σάκχαρα που γονιµοποίηση, υπάρχουν στο Το κλήµα όταν βρίσκεται σε λανθάνουσα κατάσταση µπορεί (καρπόδεση) αντέξει µέχρι και για σύντοµα όµως την άνοιξη είναι πολύ πιο (γυάλισµα). Τέλος, ευάλωτο και θερµοκρασίες των µπορούν να νεκρώσουν νέα φύλλα και να οξύτητα, βλάψουν τα Όµως είναι γενικά αποδεκτό ότι τα σταφύλια ωριµάζουν κατά ποικιλιών. συνθήκες, φυτό. διαστήµατα, άνθη. Την Στη C. τους C. 10C. 18C 2C 7

21 µέσο σακχάρων όρο ΚΕΦΑΛΑΙΟ είναι έτοιµα για ΕΙΣΑΓΩΓΗ απεικονίζονται αν και και σε οξύτητας µεγάλο τα διάφορα που βαθµό χρειάζεται στάδια το διάστηµα ανάπτυξης ένας περίπου συγκεκριµένος αυτό του εκατό καθορίζεται ηµέρες µετά από Στο την ιάγραµµα ανθοφορία αναλογία 1 συγκοµιδή, τους, οίνος. 1.1 σταφυλιού. ιάγραµµα κατανέµεται γίγαρτα Όταν πλέον στους Στάδια επιµέρους τα ανάπτυξης σταφύλια ιστούς των έχουν σταφυλιών τους ως από την το σάρκα καρπόδεση Χηµική σύσταση σταφυλιών και οίνων βάρος των µέχρι φρέσκων την φλοιός ωρίµανση ραγών έχει µεγάλη προχωρήσει Η ανάπτυξη επιστηµονική όπως η θεαµατικά Υγρή ποικίλων γνώση και Αέρια τις αναλυτικών για τελευταίες τη χρωµατογραφία χηµική χρωµατογραφικών σύσταση των γεγονός σταφυλιών και που φασµατοσκοπικών η φασµατοσκοπία οφείλεται και του οίνου 1.1 στην 3. ωριµάσει, Πυρηνικού Μαγνητικού Συντονισµού η φασµατοσκοπία Υπερύθρου εξής: 74,88%, καθώς και ο συνδυασµός ορισµένων από αυτές µε τη φασµατοµετρία µαζών 13,4% η Υγρή χρωµατογραφία η Αέρια χρωµατογραφία δεκαετίες, τεχνικών, (HPLC, (NMR), (FT- IR), (HPLC- (GC- (MS), όπως MS). 10 (1). MS) και GC), 13,8%, 8

22 της ΚΕΦΑΛΑΙΟ Η χηµική σύσταση των ραγών στο στάδιο της ωρίµανσης και κατ επέκταση ΕΙΣΑΓΩΓΗ παραγόµενου οινοποίησης είναι αυτή που κατά κύριο λόγο καθορίζει ποιότητα του 1 Πίνακας (κατά το στάδιο Στον στης Πίνακα µε αποτέλεσµα παρουσιάζεται και του να αντίστοιχου ενδιαφέρει η τυπική χηµική άµεσα σύσταση την επιστήµη των ραγών της Νερό Ανόργανα Χηµική σύσταση ως ποσοστό επί του βάρους των ραγών και του οίνου, οινολογίας. Υδατάνθρακες 1.3 Αλκοόλες Συστατικά Ράγες Μούστος συγκοµιδής) µούστου. Οξέα Φαινολικά άλατα 1.3 % µούστου. 1 Νιτρικές Λιπίδια Τερπενοειδή Άλλες συστατικά 74 0,5 ιάφορες πτητικές ουσίες άλλες ουσίες βιταµίνες ,6 0,2 0,2 σταφυλιού Σύνολο 0,2 0,02 Τα Όσον αφορά την κατανοµή των παραπάνω ουσιών στα διάφορα µέρη του 0,01 που (κατά τη φάση της είναι ως π.χ. της κυριότερα αποτελούν Σάρκα αποτελείται κατά από 100 Στο από στάδιο το υπόστρωµα τα σάκχαρα που εµπεριέχονται είναι η γλυκόζη οξέα και η και φτάνει συµµετέχουν της τα για την κατά το παραγωγή κάποιο περιεχόµενο βαθµό της αιθανόλης σε και στο άρωµα κατά των τη ραγών του διαδικασία τελικού της ωρίµανσης) κατωτέρω: α) 70-80% νερό, σάκχαρα, πηκτίνες. φρουκτόζη, ζύµωσης. Τέλος, προϊόντος. ωρίµανσης, V πηκτίνες είναι Ράγες Vinifera συνήθως 0,1 76 0, ,7 0,01 0,1 0,01 0,01 0,01 0, Brix (1 Brix = 1 % w/v). Οι 9

23 παράγωγα κυριότερα ΚΕΦΑΛΑΙΟ του πολυγαλακτουρονικού ΕΙΣΑΓΩΓΗ µικρότερο ανέρχονται του βάρους το οποίο µιας ευθύνεται ώριµης για την υφή ενώ του τα ταννινών ποσοστό οξέα που εµπεριέχονται οξαλικό είναι και φωσφορικό τρυγικό και το µηλικό οξύ και σε πολύ 1 αποτελούνται Φλοιός αντιστοιχεί περίπου στο του συνολικού βάρους µιας ώριµης οξέος, γραµµές περιέχοντας είναι Γίγαρτα που τελικά αντιπροσωπεύουν αφενός ανιχνεύονται τις χρωστικές στους λιγότερο και αφετέρου από ένα του σηµαντικό βάρους της ποσοστό ράγας των και καρπού, 0,02 0,6% ράγας, κιτρικό, οξύ. χηµική από πικρίζουσες έλαια και ρητινώδη υλικά που σε γενικές β) 5 12% είδος ανεπιθύµητα των σύσταση σταφυλιών Οίνου του οίνου ένα που οίνο εξαρτάται χρησιµοποιούνται κυρίως για την οινοποίηση ράγας, οίνους. γ) 10% ταννίνες, 4 οποίων Την τεχνική της οινοποίησης όρο Στον δράση οίνο των εµπεριέχονται µικροοργανισµών περισσότερες κατά τη από διάρκεια της αλκοολικής η συγκέντρωση των H από: αλδεΰδες κυµαίνεται από Πίνακα παρουσιάζεται η κατά µέσο β) ζυµοµύκητας η χηµική σύσταση λευκών και ερυθρών (επιτραπέζιων και ζύµωσης. µεταβολική ενώ µεταβολίζονται σάκχαρα που και σε εµπεριέχονται ανώτερες είναι απαραίτητα εστέρες λιπαρών για την αλκοολική οξέων 500 ουσίες, όπως η δίνοντας του Τα της σάκχαρα ενέργεια αλκοολικής στον η ραµνόζη οίνο που κυρίως το και ξεχωριστό αποµένουν η από τα αρωµατικό µετά των σάκχαρα οποίων τη ζύµωση χαρακτήρα του η συγκέντρωση µούστου είναι γενικά (γλυκόζη δεν κυρίαρχος ξεπερνά και τη επιδόρπιων) οίνων. Αναλυτικότερα, ζύµωση, αλκοόλες, 10.O ζύµωσης, φρουκτόζη). πεντόζες, αραβινόζη, ξυλόζη, Χηµική α) Το γ) Τη τα 1,5 mg/l mg/l. Στον. ο Saccharomyces cerevisiae, λαµβάνει 10