Видовое многообразие микрофлоры на ягодах винограда

ВИДОВОЕ МНОГООБРАЗИЕ МИКРОФЛОРЫ НА ЯГОДАХ ВИНОГРАДА

Во многих винодельческих странах на ягодах винограда идентифицировано большое разнообразие микроорганизмов. Это дрожжи различных семейств, видов и родов, бактерии, плесневые грибы. В статье представлены результаты исследования видового состава микрофлоры ягод белых и красных сортов винограда, произрастающего в различных хозяйствах Краснодарского края и Республике Абхазия. Для выявления всего спектра дрожжей проводили посевы на элективные среды. Выросшие колонии после предварительного микроскопирования выделяли в культуры и подвергали тестированию по культурально-морфологическим признакам, руководствуясь определителями и пособиями. Установлено видовое разнообразие микрофлоры на поверхности ягод винограда всех исследованных сортов, независимо от места их произрастания. Полученные данные показали, что группа дрожжей, постоянно присутствующая в комплексе эпифитных микроорганизмов виноградаSaccharomyces, Pichia, Hansenula, Hanseniаspora была характерна для всех сортов винограда во всех исследованных регионах. Показана гетерогенность таксонометрического состава микрофлоры. Превалировали дрожжи семейства Saccharomycetaceae, вид Saccharomyces vini. Количество дрожжей Saccharomyces vini уменьшается в ряду Мысхако > Кавказ > Фанагория, что в целом согласуется с климатическими условиями. Только на сорте винограда Пино нуар идентифицированы дрожжи Brettanomyces Dekkera. На ягодах сортов винограда Каберне и Карабурну обнаружены дрожжи Schisosaccharomyces acidodevoratus, вызывающие кислотопонижение. На ягодах винограда, произраставшего в ОАО АПФ «Фанагория» не выявлено наличие молочнокислых бактерий Lactobacillus brevis и дрожжей вида Schisosaccharomyces acidodevoratus. В этом же хозяйстве отмечено наименьшее количество дрожжей-вредителей видов Pichia и Candida. В микрофлоре винограда сортов винограда Каберне, Рислинг и, особенно, Карабурну, представлены молочнокислые бактерии Lactobacillus plantarum и Lactobacillus brevis. Lactobacillus plantarum. Среди бактерий общее количество кокковой флоры составляет — 56%, палочковидной — 44%. Идентифицированы два вида жизнедеятельных уксуснокислых бактерий — Acetobacter aceti и Acetobacter xelinum. Особенно высокой была их концентрация на поверхности ягод винограда сорта Качич Ключевые слова: МИКРОФЛОРА ВИНОГРАДА, ДРОЖЖИ, СЕМЕЙСТВО, РОД, ВИД ДРОЖЖЕЙ Значение дрожжей в винодельческом производстве определяется их участием во всех стадиях приготовления вин: это спиртовое брожение сахаров виноградного сусла, автолитические процессы при контакте виноматериалов с дрожжевой биомассой, дрожжевые помутнения и т. п. Во многих винодельческих странах на ягодах винограда обнаружено большое разнообразие дрожжей среди которых наибольший интерес для виноделия представляют виды Sacch. vini и Sacch. oviformis. Основным местом их обитания являются фруктовые и ягодные насаждения, ягоды, плоды, соки, подвалы, сбраживаемые субстраты. Анализ литературных источников [1,2] свидетельствует о том, что мельчайшие размеры клеток дрожжей позволяют им неограниченно расселяться и находить благоприятные микрозоны в любой достаточно гетерогенной среде, в среднем характеризующейся неподходящими условиями для данного вида. Вместе с тем, особенности распространения организмов зависят и от климатических условий, которые закономерно изменяются по географической широте.

В связи с этим цель работы — исследование состава микрофлоры в зависимости от региона произрастания винограда.

Объекты и методы исследований. В качестве объектов исследований использовали красные и белые сорта винограда, произрастающие в Темрюкском (ОАО АПФ «Фанагория»), Анапском (ЗАО «Кавказ»), Новороссийском (ЗАО «Мысхако») районах, а также в Республике Абхазия. Исследования проводили в течение пяти лет. Пробы исследуемых сортов были отобраны из пластмассовых контейнеров, в которых сырье доставлялось на завод. Ягоды винограда были сухими, внешних признаков повреждения или болезни не выявлено.

Выделение микроорганизмов проводили путем последовательного пересева на элективные среды. Чтобы выделить и идентифицировать микроорганизмы, брали 1 см³ пробы и высевали ее на стерильные жидкие питательные среды быстро над пламенем горелки. По окончании посева посуду немедленно закрывали обожженной пробкой. Через 7 суток оценивали происходящие изменения исследуемых образцов на жидких питательных средах по внешнему виду и микробиологическому состоянию клеток [1]. микрофлора виноград иаксономический микроорганизм С жидкой питательной среды микроорганизмы пересевали на плотные питательные среды: виноградное сусло с агар — агаром и желатином. Штрих с культурой по агару наносили в виде прямой или зигзагообразной полосы для выращивания посева выдерживали в термостате при температуре 25−28^єС в течение 3−6 суток. Выросшие изолированно колонии после предварительного микроскопирования выделяли в культуры и подвергали диагностическому тестированию по культурально-морфологическим признакам, согласно которым проводили идентификацию дрожжей, руководствуясь определителями и пособиями 1,3,4.

Обсуждение результатов. В таблице 1 представлены данные о видовом разнообразии микроорганизмов на ягодах винограда, отобранного в ЗАО «Мысхако», ОАО АПФ «Фанагория» и ЗАО «Кавказ». Анализ полученных материалов исследований свидетельствует о разнообразии микроорганизмов на поверхности ягод винограда всех исследованных сортов, независимо от места их произрастания. Кроме перечисленных в таблице микроорганизмов, на всех исследованных сортах винограда, особенно, Карабурну идентифицированы два вида жизнедеятельных уксуснокислых бактерий — Acetobacter aceti и Acetobacter xelinum. При этом количество бактерий на ягодах Карабурну было в 2 раза больше, чем на ягодах Пино нуар и в 3 раза больше, чем на ягодах Рислинга.

Сопоставление полученных результатов (таблица 1) показало, что на исследованных пробах винограда присутствует большое разнообразие дрожжей и бактерий как благоприятных для винограда и вина, так и вредителей винодельческого производства, способных при попадании в виноматериал и возникших благоприятных условиях вызвать нежелательные процессы. Установлено, что таксонометрический состав микрофлоры был гетерогенен, но наибольшую долю на всех сортах винограда составляют дрожжи семейства Saccharomycetaceae, вид Saccharomyces vini.

Таблица 1.

Состав микрофлоры исследуемых сортов винограда.

Однако, количество этих дрожжей существенно изменялось в зависимости от сорта винограда и места его произрастания. На винограде Пино нуар обнаружены Saccharomyces uvarum (схожие с Saccharomyces vini, но отличающиеся от них по ряду физиологических и биохимических показателей), Saccharomyces bayanus (частично отличающиеся по физиологическим и биохимическим показателям от Saccharomyces vini, в частности по потреблению мезоинозита и синтезу глицерина), Saccharomyces chodati. Только на сорте винограда Пино нуар идентифицированы дрожжи Brettanomyces Dekkera, которые по данным [6] могут вызвать нарушение товарного вида и розливостойкости виноматериалов.

Винные дрожжи в составе микрофлоры винограда сорта Пино нуар представлены также Pichia Hansen, Hansenula Sydow (окисляющие этанол и образующие уксусную кислоту, вызывающие болезни вин), Candida (образующие «цвель» вина), Hanseniaspora apiculata (приводят к повышению количества летучих кислот), Debaryomyces Dekker, Torulopsis (способствующие забраживанию), Brettanomyces Dekkera (производящие ацетамид, этилацетат, участвующие в формировании горечи).

В микрофлоре винограда сортов винограда Каберне, Рислинг и, особенно, Карабурну, представлены молочнокислые бактерии Lactobacillus plantarum и Lactobacillus brevis. Lactobacillus plantarum — это гомоферментативные бациллы — возбудители яблочно-молочного брожения. Lactobacillus brevis — гетероферментативные бациллы, состав продуктов жизнедеятельности которых зависит от физико-химических параметров среды и может носить как положительный, так и отрицательный характер на органолептические свойства виноматериалов.

На исследованных пробах винограда Каберне и Карабурну обнаружены дрожжи Schisosaccharomyces acidodevoratus, отличающиеся повышенной способностью к забраживанию и биологическому кислотопонижению за счет сбраживания яблочной кислоты.

Сравнивая влияние места произрастания винограда на количество отдельных видов микроорганизмов, можно отметить следующее. Количество дрожжей Saccharomyces vini уменьшается в ряду Мысхако > Кавказ > Фанагория, что в целом согласуется с климатическими условиями. В то же время на ягодах винограда, произраставшего в ОАО АПФ «Фанагория» не выявлено наличие молочнокислых бактерий Lactobacillus brevis и дрожжей вида Schisosaccharomyces acidodevoratus. В этом же хозяйстве отмечено наименьшее количество дрожжей-вредителей видов Pichia и Candida.

В таблице 2 представлены данные о видовом составе микрофлоры на ягодах винограда, произрастающего в Республике Абхазия. Для сравнения в качестве объекта исследований был выбран аборигенный сорт винограда Качич, способный накапливать до 5 г/дм³ фенольных соединений [6].

Анализ полученных данных (таблица 2) показал, что во всех образцах красных сортов винограда преобладали дрожжи семейства Saccharomycetaceae, род Saccharomyces vini — 93,8%. В некоторых образцах (Каберне-Совиньон, Каберне фран, Качич) были идентифицированы дрожжи рода Saccharomyces bayanus — 0,77%, а на ягодах сорта винограда Качич — дрожжи рода Saccharomyces uvarum — 1,93%. Это спорогенные дрожжи, имеющие большое значение в бродильной промышленности. Обладая высокой активностью дыхания и брожения, хорошей способностью к размножению, они быстро становятся доминирующими в брожении вина, придают ему характерный букет, вкус, определяют состав [6,7]. На поверхности ягод идентифицированы спутники винных дрожжей (дикие дрожжи), в том числе: Pichia Hansen (Качич) — 2,26%; Pichia (Гаме черный, Мерло) — 0,56% - 0,63% соответственно; Hansenula Sydow (Качич, Каберне фран) — 0,21% - 0,3%; Candida (Качич, Гаме, Мерло) — 0,12% - 0,50% - 0,28%, Hanseniaspora apiculata (Качич) — 0,31%, Debaryomyces Dekkeri (Torulopsis) (Качич, Гаме, Мерло) — 0,43% - 0,42% - 0,28%, Brettanomyces Dekkera (Качич, Гаме, Мерло) — 0,87% - 0,68% - 0,54% - это вредители винодельческого производства, вызывающие заболевания виноматериалов и вин, возбудители вторичного брожения и помутнения вин.

Таблица 2.

Видовой состав микрофлоры винограда, произрастающего в Республике Абхазия.

Они образуют большое количество уксусноэтилового эфира, окисляют спирты и органические кислоты до СО₂ и Н₂О, влияя отрицательно на качество вина. Дрожжи указанных видов сбраживают сахара, потребляя их преимущественно путем окисления [8].

На поверхности ягод сортов Каберне фран, Каберне-Совиньон, Гаме, Мерло в незначительном количестве идентифицированы гетерои гомоферментативные молочнокислые бактерии Lactobacillus brevis, Lactobacillus plantarum, являющиеся возбудителями нежелательного молочного скисания вин: их развитие приводит к увеличению титруемой и летучей кислотности, разрушению винной кислоты, альдегидов, глицерина и других веществ, что приводит к образованию квашеных тонов.

Состав микрофлоры ягод белых сортов винограда более разнообразен, в сравнении с красными. Только дрожжи вида Saccharomyces chodati не выявлены на ягодах Рислинга и Совиньона.

Кроме перечисленных в таблице микроорганизмов, на винограде идентифицированы два вида жизнедеятельных уксуснокислых бактерий — Acetobacter aceti и Acetobacter xelinum. Особенно высокой была их концентрация на поверхности ягод винограда сорта Качич.

Полученные результаты показали, что среди бактерий общее количество кокковой флоры составляет — 56%, палочковидной — 44%.

Заключение

Таким образом, идентификация состава микрофлоры показала, что во всех образцах ягод винограда, независимо от места его произрастания, присутствуют микроорганизмы как положительно влияющие на органолептические особенности виноматериала и качества вина, так и микроорганизмы, ухудшающие химический состав виноматериалов. Эти материалы должны быть учтены при разработке способов брожения и новых наименований продукции из указанных сортов винограда, так как при «мягких» режимах сульфитации возможно развитие микроорганизмов-вредителей вина. Наличие среди естественного разнообразия эпифитов виноградного растения дрожжей-сахаромицетов, в том числе видов Saccharomyces vini, позволит провести поиск потенциально-перспективных штаммов, представляющих интерес в качестве ресурсов пищевой биотехнологии. Полученные результаты могут быть основой для дальнейших исследований генетического разнообразия микроорганизмов винограда или генетического полиморфизма.

• 1. Бурьян, Н. И. Практическая микробиология виноделия /Н.И.Бурьян // Симферополь: Таврида, 2003. 559 С.
• 2. Риберо-Гайон, Ж. Теория и практика виноделия. Характеристика вин. Созревание винограда. Дрожжи и бактерии / Ж. Риберо-Гайон, Э. П. Пейно, П. Риберо-Гайон, П. Сюдро. Пер. с франц., под ред. Г. Г. Валуйко // М.: Пищ. пром-сть, 1979. 352 С.
• 3. Бабьева, И. П. Методы выделения и идентификации дрожжей /И.П.Бабьева, В. И. Голубев // М.: Пищевая пром-сть. 1979. 116 с.
• 4. Квасников, Е. И. Дрожжи. Биология. Пути использования / Е. И. Квасников, И. Ф. Щелокова // Киев: Наукова думка, 1991. 324 C.
• 5. Тюрина, Л. В. Метод определения фенотипов дрожжей рода Saccharomyces для контроля брожения на чистых культурах / Л. В. Тюрина, Н. И. Бурьян // Виноделие и виноградарство СССР. 1974. № 8. С. 24−26.
• 6. Загоруйко, В. А. Обнаружение и идентификация штаммов дрожжей рода Brettanomyces / В. А. Загоруйко, И. Ф. Ткачев, Т. К. Скорикова, И. В. Черноусова, В. Г. Гержикова и др.// Магарач. Виноградарство и виноделие, 2007. № 3. с. 20−23.
• 7. Гублия, Р. В. Совершенствование технологии красных столовых вин в Республике Абхазия /Автореф. дисс… канд. техн. наук. Краснодар: 2012.24 с.
• 8. Gechev T., Willekens H., van Montagu M., Inzй D., van Camp W., Toneva V., Minkov I. Different Responses of Tobacco Antioxidant Enzymes to Light and Chilling Stress // J. Plant Physiol. 2003. V. 160. P. 509−515.