Starting from the ‘50 of the last century, the research in the field of hybridization led to the creation of new generation resistant vines obtained by crossing American, European, and Asian Vitis species. In recent decades these varieties spread, due to the need to increase the environmental sustainability of crops and to develop a sustainable viticulture. Recently, 36 fungus-resistant varieties have been registered in the National Register of Vine Varieties (the Italian catalog) - 35 of them produced by interspecific crosses, 24 of which are currently under observation, especially in Veneto (District of Venice). Although the grapes of these new hybrids have qualitatively much higher organoleptic characteristics than the first hybrids produced - for example by missing foxy aroma, their peculiar compositional characteristics have been hitherto little investigated. In the last decade, several metabolomics studies of V. vinifera varieties were performed thanks to the development of high-resolution mass spectrometry techniques (HPLC/QTOF MS), while metabolomics of resistant vines represents an emerging field. In particular, these techniques allow to study the polyphenolic composition of grapes and to investigate and the varied monoglucoside and diglucoside composition of anthocyanins which often characterizes the resistant red grape varieties. The metabolomics study also allows to investigate the reactions in which these compounds are involved and characterize the structures of new compounds formed during wine fermentation and aging. To investigate the color evolution of the wines produced using grapes from resistant vines, in the present thesis anthocyanin evolution of Cabernet Cortis wines undergone to oxidative conditions and contact with oak chips was studied by simulating the conditions to which they are potentially subjected during wood aging. Anthocyanin profiles of wines were preliminarily determined by performing HPLC/DAD analysis, then the new signals found in the chromatograms were characterized by UHPLC/QTOF MS. During the evolution of wines formation of numerous new catechin-anthocyanin derivatives and pyanoanthocyanidins, was observed, and decrease of anthocyanins monoglucosides and diglucosides was monitored to have information on their stability under oxidative conditions. The preliminary results provide useful information on oenological practices to use for decreasing the content of anthocyanin diglucosides in wine, which currently hinders the sale of wines from fungus-resistant vines in Italy. The study was performed

A partire dalla seconda metà del secolo scorso la ricerca nel campo dell’ibridazione ha portato alla creazione di vitigni resistenti di nuova generazione ottenuti dall’incrocio fra le specie americane, europee e asiatiche del genere Vitis. Negli ultimi decenni, per la crescente necessità di incrementare la sostenibilità ambientale delle coltivazioni e di sviluppare una viticoltura sostenibile, queste varietà sono andate diffondendosi. Recentemente sono state iscritte 36 varietà resistenti al Registro Nazionale delle Varietà di Vite, 35 delle quali provengono da incrocio interspecifico e 24 fra queste sono attualmente in osservazione, soprattutto in Veneto. Sebbene le uve di questi ibridi di recente costituzione abbiano caratteristiche organolettiche qualitativamente molto superiori rispetto ai primi ibridi prodotti, ad esempio non presentano l’aroma foxy, hanno caratteristiche compositive peculiari che sono state finora poco indagate. Grazie allo sviluppo e diffusione delle tecniche di spettrometria di massa ad alta risoluzione (HPLC/QTOF MS) nell’ultimo decennio sono stati condotti diversi studi sulla metabolomica delle varietà di V. vinifera, mentre quella dei vitigni resistenti rappresenta un campo emergente. Tali tecniche consentono di condurre lo studio approfondito della composizione polifenolica dell’uva, ed in particolare di indagare la variegata composizione antocianica di derivati sia monoglucosidi che diglucosidi che è spesso presente nelle varietà resistenti a bacca rossa. Lo studio di metabolomica consente inoltre di indagare le reazioni in cui tali composti sono coinvolti durante la fermentazione e l’affinamento dei vini e di caratterizzare le strutture dei nuovi composti che si formano. Al fine di indagare l’evoluzione del colore dei vini nelle condizioni di affinamento, in questo lavoro di tesi è stato condotto lo studio dell’evoluzione degli antociani dei vini di Cabernet Cortis sottoposti a condizioni ossidative e contatto con chips di quercia, simulando così le condizioni a cui i vini sono potenzialmente sottoposti durante l’affinamento in legno. I profili iniziali degli antociani dei vini sono stati determinati mediante analisi HPLC/DAD ed i nuovi segnali riscontrati nei cromatogrammi dei vini sottoposti ad ossidazione sono stati caratterizzati mediante analisi UHPLC/QTOF MS. Durante l’evoluzione dei vini è stata riscontrata la formazione di numerosi nuovi derivati catechina-antociano e piranoantocianidine e contestualmente è stata monitorata la riduzione degli antociani monoglucosidi e diglucosidi al fine di ottenere informazioni sulla stabilità delle due classi di composti sottoposti a condizioni ossidative. I risultati preliminari forniscono informazioni utili sulle pratiche enologiche da utilizzare per ridurre il contenuto di antociani diglucosidi che attualmente rappresenta un ostacolo alla commercializzazione dei vini da vitigni resistenti in Italia. Lo studio è stato condotto presso il Laboratorio di Chimica e Metabolomica del CREA-Centro Ricerca Viticoltura ed Enologia di Conegliano.

STUDIO DELL’EVOLUZIONE DEL COLORE DEI VINI ROSSI DI VARIETA’ RESISTENTI SOTTOPOSTI A CONDIZIONI OSSIDATIVE

FAGHERAZZI, FEDERICO
2021/2022

Abstract

Starting from the ‘50 of the last century, the research in the field of hybridization led to the creation of new generation resistant vines obtained by crossing American, European, and Asian Vitis species. In recent decades these varieties spread, due to the need to increase the environmental sustainability of crops and to develop a sustainable viticulture. Recently, 36 fungus-resistant varieties have been registered in the National Register of Vine Varieties (the Italian catalog) - 35 of them produced by interspecific crosses, 24 of which are currently under observation, especially in Veneto (District of Venice). Although the grapes of these new hybrids have qualitatively much higher organoleptic characteristics than the first hybrids produced - for example by missing foxy aroma, their peculiar compositional characteristics have been hitherto little investigated. In the last decade, several metabolomics studies of V. vinifera varieties were performed thanks to the development of high-resolution mass spectrometry techniques (HPLC/QTOF MS), while metabolomics of resistant vines represents an emerging field. In particular, these techniques allow to study the polyphenolic composition of grapes and to investigate and the varied monoglucoside and diglucoside composition of anthocyanins which often characterizes the resistant red grape varieties. The metabolomics study also allows to investigate the reactions in which these compounds are involved and characterize the structures of new compounds formed during wine fermentation and aging. To investigate the color evolution of the wines produced using grapes from resistant vines, in the present thesis anthocyanin evolution of Cabernet Cortis wines undergone to oxidative conditions and contact with oak chips was studied by simulating the conditions to which they are potentially subjected during wood aging. Anthocyanin profiles of wines were preliminarily determined by performing HPLC/DAD analysis, then the new signals found in the chromatograms were characterized by UHPLC/QTOF MS. During the evolution of wines formation of numerous new catechin-anthocyanin derivatives and pyanoanthocyanidins, was observed, and decrease of anthocyanins monoglucosides and diglucosides was monitored to have information on their stability under oxidative conditions. The preliminary results provide useful information on oenological practices to use for decreasing the content of anthocyanin diglucosides in wine, which currently hinders the sale of wines from fungus-resistant vines in Italy. The study was performed
2021
STUDY OF COLOR EVOLUTION OF RED WINES FROM RESISTANT VARIETIES UNDERGONE TO OXIDATIVE CONDITIONS
A partire dalla seconda metà del secolo scorso la ricerca nel campo dell’ibridazione ha portato alla creazione di vitigni resistenti di nuova generazione ottenuti dall’incrocio fra le specie americane, europee e asiatiche del genere Vitis. Negli ultimi decenni, per la crescente necessità di incrementare la sostenibilità ambientale delle coltivazioni e di sviluppare una viticoltura sostenibile, queste varietà sono andate diffondendosi. Recentemente sono state iscritte 36 varietà resistenti al Registro Nazionale delle Varietà di Vite, 35 delle quali provengono da incrocio interspecifico e 24 fra queste sono attualmente in osservazione, soprattutto in Veneto. Sebbene le uve di questi ibridi di recente costituzione abbiano caratteristiche organolettiche qualitativamente molto superiori rispetto ai primi ibridi prodotti, ad esempio non presentano l’aroma foxy, hanno caratteristiche compositive peculiari che sono state finora poco indagate. Grazie allo sviluppo e diffusione delle tecniche di spettrometria di massa ad alta risoluzione (HPLC/QTOF MS) nell’ultimo decennio sono stati condotti diversi studi sulla metabolomica delle varietà di V. vinifera, mentre quella dei vitigni resistenti rappresenta un campo emergente. Tali tecniche consentono di condurre lo studio approfondito della composizione polifenolica dell’uva, ed in particolare di indagare la variegata composizione antocianica di derivati sia monoglucosidi che diglucosidi che è spesso presente nelle varietà resistenti a bacca rossa. Lo studio di metabolomica consente inoltre di indagare le reazioni in cui tali composti sono coinvolti durante la fermentazione e l’affinamento dei vini e di caratterizzare le strutture dei nuovi composti che si formano. Al fine di indagare l’evoluzione del colore dei vini nelle condizioni di affinamento, in questo lavoro di tesi è stato condotto lo studio dell’evoluzione degli antociani dei vini di Cabernet Cortis sottoposti a condizioni ossidative e contatto con chips di quercia, simulando così le condizioni a cui i vini sono potenzialmente sottoposti durante l’affinamento in legno. I profili iniziali degli antociani dei vini sono stati determinati mediante analisi HPLC/DAD ed i nuovi segnali riscontrati nei cromatogrammi dei vini sottoposti ad ossidazione sono stati caratterizzati mediante analisi UHPLC/QTOF MS. Durante l’evoluzione dei vini è stata riscontrata la formazione di numerosi nuovi derivati catechina-antociano e piranoantocianidine e contestualmente è stata monitorata la riduzione degli antociani monoglucosidi e diglucosidi al fine di ottenere informazioni sulla stabilità delle due classi di composti sottoposti a condizioni ossidative. I risultati preliminari forniscono informazioni utili sulle pratiche enologiche da utilizzare per ridurre il contenuto di antociani diglucosidi che attualmente rappresenta un ostacolo alla commercializzazione dei vini da vitigni resistenti in Italia. Lo studio è stato condotto presso il Laboratorio di Chimica e Metabolomica del CREA-Centro Ricerca Viticoltura ed Enologia di Conegliano.
Antociani
Colore vini
Vitigni resistenti
Ossidazione
high-resolution MS
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