FENOLICKÉ LÁTKY VE STOLNÍCH ODRŮDÁCH RÉVY

Transkript

1 MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ ZAHRADNICKÁ FAKULTA ÚSTAV VINOHRADNICTVÍ A VINAŘSTVÍ FENOLICKÉ LÁTKY VE STOLNÍCH ODRŮDÁCH RÉVY Diplomová práce Autor práce: Bc. Martina Petrjánošová Vedoucí práce: Ing. Michal Kumšta Brno, 2011

2 PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem diplomovou práci zpracovala samostatně pod vedením Ing. Michala Kumšty a uvedla všechny použité literární a odborné zdroje. Diplomová práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana Agronomické fakulty Mendellovy univerzity v Brně. V Moravské Nové Vsi dne 29. dubna

3 PODĚKOVÁNÍ Děkuji svému školiteli, Ing. Michalu Kumštovi a Ing. Petře Bábíkové, Dis. za odborné vedení, cenné rady, doporučení a pomoc, které jsem získala v průběhu přípravy této práce.

4 OBSAH 1 ÚVOD CÍL PRÁCE LITERÁRNÍ PŘEHLED PŮVOD RÉVY VINNÉ HISTORIE PĚSTOVÁNÍ RÉVY VINNÉ PĚSTITELSKÉ POŽADAVKY RÉVY VINNÉ HISTORIE A SOUČASNOST PĚSTOVÁNÍ A ŠLECHTĚNÍ STOLNÍCH ODRŮD Vývoj pěstování stolních odrůd v ČR PRODUKCE A SPOTŘ. ST. HROZNŮ VE SVĚTĚ CHARAKTERISTIKA MODERNÍ ST. ODRŮDY NUTRIČNÍ HODNOTY A VÝZNAM HROZNŮ VE VÝŽIVĚ ČLOVĚKA STOLNÍ ODRŮDY RÉVY VINNÉ Klasické odrůdy Olšava Chrupka bílá Chrupka červená Panonia Kincse Interspecifické odrůdy Arkadia Krystal Prim Nero Vostorg Semenné odrůdy 23

5 3.8.4 Bezsemenné odrůdy Bezsemenné odrůdy hmotnost semen 0 10 mg, hmotnost bobulí 0 3 g Bezsemenné odrůdy hmotnost semen 0-10 mg, hmotnost bobulí 3-6 g Bezsemenné odrůdy hmotnost semen mg, hmotnost bobulí 3-6 g Bezsemenné odrůdy hmotnost semen mg, hmotnost bobulí 3-6 g Bezsemenné odrůdy hmotnost semen mg, hmotnost bobulí 6-9 g SLOŽENÍ HROZNU FENOLICKÉ LÁTKY V HROZNECH Rozdělení fenolických látek Flavonoidy Fenolické kyseliny Stilbeny a lignany PŮSOBENÍ ANTIOXIDANTŮ V HROZNECH Volné radikály Vznik volných radikálů Funkce volných radikálů Nemoci způsobené působením volných radikálů Mechanismus působení antioxidantů Využití antioxidantů Doporučená denní dávka antioxidantů MATERIÁL A METODIKA POUŽITÉ ODRŮDY. 53

6 4.2 POUŽITÉ CHEMIKÁLIE ÚPRAVA VZ. PŘED SPEKTROFOT. STANOV STANOVENÍ CELK. FENOL. LÁTEK STANOVENÍ CELK. FLAVANOLŮ STANOV. CELK. ANTOKYANŮ A OPT. HUSTOTY STANOVENÍ REDUKČNÍ SÍLY STANOVENÍ ANTIRADIKÁLOVÉ AKTIVITY HPLC - STANOV. JEDNOT. FENOL. LÁTEK Podmínky seperace VÝSLEDKY A DISKUSE ZÁVĚR ABSTRAKT SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY PŘEHLED TABULEK PŘEHLED GRAFŮ PŘEHLED OBRÁZKŮ 83

7 1 ÚVOD Hrozny révy vinné využíval člověk již od nejstarších dob jako cenný doplněk stravy a poznal jejich blahodárné působení na organismus. [13] Ve výživě člověka zaujímají významnou úlohu, napomáhají trávení a stimulují chuť k jídlu. [2] Ze zdravotního hlediska mají velký význam fenolické látky, které se nachází v bobulích hroznů, především ve slupce a semenech. Asi nejdůležitější skupinou fenolických látek jsou stilbeny, jejichž nejznámějším představitelem je resveratrol. Trans-resveratrol je jedním z nejvýznamnějších fytoalexinů. Nachází se v bobulích ve slupce a semenech. V dužnině je ho jen minimální množství. [2] Obsah fenolických látek v bobulích a následně ve víně je ovlivněn řadou faktorů. Tyto faktory se dají rozdělit na klimatické a vinohradnické. Mezi klimatické faktory se řadí vliv slunečního záření, vlhkosti, teploty. Z vlivů vinohradnických vzpomeňme např. zelené práce, vodu, zralost hroznů. [2] Fenolické látky jsou velmi rozšířené v celé rostlinné říši. Vytváří barvu listů, květů, plodů, chrání rostliny před škůdci a chorobami. Polyfenoly jsou jedny z nejméně probádaných antioxidantů, větší pozornosti se jim začalo dostávat až v posledních letech. Jsou spojovány např. s ochranou organismu proti kardiovaskulárním chorobám.. Existuje celá řada faktorů, které velmi významně ovlivňují zdraví lidí. Některé z těchto faktorů může každý ovlivnit sám, např. dodržování správné životosprávy, nekonzumovat alkohol, nekouřit, mít dostatečný pohyb. Ale velký vliv na zdraví člověka má i okolní prostředí, které jedinec sám nemá možnost ovlivnit. Vlivem znečištěného životního prostředí, dochází k nežádoucím pochodům v organismu, k oxidacím, jejichž produkty jsou volné radikály, které jsou původci různých onemocnění. Proto jsou důležité antioxidační látky, které chrání organismus před vlivem těchto volných radikálů. 7

8 Mezi antioxidanty se řadí všechny látky, jak přírodního tak i syntetického původu, které svojí přítomností, buď zpomalují nebo potlačují nežádoucí oxidační děje v organismu. Proto je důležité tyto látky přijímat v potravě nebo jejich obsah doplňovat pomocí různých potravinových doplňků. Mezi nejvýznamnější antioxidanty se řadí tokoferoly, kyselina L askorbová, deriváty kyseliny kávové, tiamin, pektiny a další. Tyto blahodárně působící látky se nacházejí např. v rajčatech, listové zelenině, kiwi, brusinkách nebo obilí. Významnými antioxidačními látkami jsou i fenolické látky, které se nachází např. v obilí, čaji nebo víně. 8

9 2 CÍL PRÁCE Cílem této práce bylo prostudovat literaturu týkající se fenolických látek. Po prostudování literatury vytipovat nejčastěji pěstované odrůdy stolních hroznů v ČR. U těchto odrůd stanovit základní analytické parametry a následně i hlavní fenolické látky a antioxidační aktivitu stolních hroznů. Posledním úkolem je vyjádřit výsledky vhodnými grafickými metodami. 9

10 3 LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1 PŮVOD RÉVY VINNÉ Réva vinná (Vitis vinifera) je liánovitá, světlomilná rostlina, s mohutným kořenovým systémem, patřící do čeledi Vitaceae. Rod Vitis se rozděluje podle původu do tří ekologických skupin: severoamerická skupina východoasijská skupina euroasijská skupina s jediným druhem Vitis vinifera, který se dělí na dva poddruhy a to révu vinnou lesní (subsp. sylvestris) a révu vinnou pravou (subsp. sativa). Odrůdy révy vinné pravé se pro praktické účely rozdělují na odrůdy: moštové pro bílá vína moštové pro červená vína moštové pro výrovu tokajských vín stolní [1] 3.2 HISTORIE PĚSTOVÁNÍ RÉVY VINNÉ Nejstarší poznatky o pěstování a využití révy vinné pocházejí z území dnešní Sýrie a jižní části Kavkazu. Zde byly nalezeny hliněné nádoby, které se nejspíše používaly ke konzervaci vína již před lety př. n. l. Ale první nálezy jader révy vinné byly v Turecku a Persii, jejichž původ se datuje do období mezi lety př. n. l. Opravdový kult pití vína vznikl ve starověkém Řecku, kde jeho pití bylo spjato s oslavami boha Dionýsa. Mnoho kultivarů révy vyhynulo, jiné se se změnou životních podmínek vyrovnaly lépe a přežily i do dnešní doby. Ale i tak se v posledních staletích snížila různorodost odrůd révy vinné. V dnešní době se již v přírodě nevyskytují divoce rostoucí druhy a také počet pěstovaných odrůd se silně zredukoval. Příčinou toho byla 10

11 nákaza mšičkou révokazem, která poprvé postihla Evropu v roce 1850 a v některých oblastech světa řádila až do roku Za jejího působení došlo k nevratnému poškození celé řady krajových odrůd. Mšička révokaz ničí rostlinu od kořenů. Vyjimkou jsou americké druhy Rupestris, Riparia, Berlandieri. Proto se ve vinicích po celé Evropě začaly jako podnože používat tyto americké keře, na které se roubují evropské odrůdy a to se ukázalo jako nejúčinnější ochrana proti tomuto škůdci. [1] U nás je jen velmi málo archeologických důkazů o pěstování révy vinné. Mezi ty nejcennější patří nálezy vinařských odnoží z Mikulčic a Starých Zámků u Líšně. Největšího rozmachu pěstování révy vinné dosáhlo za vlády Karla IV. [1] 3.3 PĚSTITELSKÉ POŽADAVKY RÉVY VINNÉ Vinařství je díky klimatickým podmínkám omezeno dvěma úzkými zeměpisnými pásy. Na severní polokouli se tento pás rozkládá mezi 40. a 50. rovnoběžkou. V tomto pásu leží největší a nejvýznamnější vinohradnické oblasti Evropy i Severní Ameriky. Na jižní polokouli se táhne druhý pás mezi 45. a 30. stupněm jižní šířky. V tomto pásu můžeme najít Chile, Argentinu, JAR, Austrálii nebo Nový Zéland. V oblasti, která se nachází mezi těmito dvěma pásy se vinná réva téměř nepěstuje. Pro její pěstování zde nejsou nejvhodnější klimatické podmínky. Je zde příliš velké horko a minimální množství dešťových srážek. [1] 3.4 HISTORIE A SOUČASNOST PĚSTOVÁNÍ A ŠLECHTĚNÍ STOLNÍCH ODRŮD Vývoj pěstování stolních odrůd v České republice Pěstování stolních odrůd zajímalo pěstitele již od dávných dob, ale většímu rozvoji bránilo omezení jejich použitelnosti pouze na dobu jejich plné zralosti. 11

12 V počátečním období pěstování stolních odrůd se u nás doporučovaly především maďarské stolní odrůdy: Čabaňská perla, Královna vinohradů, Muškát Munkátsy, Mathiasz János, Ján Hunyady, Královna Alžběta aj. Ve 30. letech 20. století se v Československu začínají používat přímoplodé hybridy jako stolní odrůdy. Začátkem 50. let 20. století se pro pěstování jako stolní hrozny doporučují odrůdy Malingre, Košutův hrozen, Chrupka bílá, Chrupka červená, Chrupka muškátová, Fosterův semenáč, Portugalské modré, Portugalské šedé, Burgundské modré rané aj. Koncem 80. let 20. století se v pěstování objevují nové slovenské velkoplodé odrůdy stolních hroznů. Nejvíce ceněné jsou u nás raně a velmi raně zrající typy Julski biser a Panonia Kincse. [2] Na přelomu 80. a 90. let se začaly stále více objevovat tzv. interspecifické odrůdy, které jsou velmi zajímavé hlavně pro zahrádkáře a malovinaře. odrůd. Cílem šlechtění stolních odrůd révy vinné, je poskytnout co nejširší sortiment 3.5 PRODUKCE A SPOTŘEBA STOLNÍCH HROZNŮ VE SVĚTĚ Pěstování stolních odrůd révy vinné dosáhlo velkého rozvoje ve 20. století po překonání révokazové kalamity. V první polovině 20. století se v pěstování dávala přednost odrůdám evropského původu, ale ve 2. pol. 20. století se pomalu objevovaly nové odrůdy, které byly více odolné k houbovým chorobám a mrazům. Stolní odrůhy jsou na podmínky pěstování náročnější než odrůdy moštové. Vyžadují vyšší teploty i celkovou sumu teplot během vegetačního období, vyšší intenzitu slunečního záření a také ochranu před působením zimních a jarních mrazů. Právě proto jsou oblasti, kde se pěstují stolní odrůdy révy vinné situovány do teplých oblastí na obou polokoulích. Mezi nejvýznamnější evropské producenty stolních hroznů se řadí Turecko, Itálie, Španělsko a Řecko. 12

13 Spotřeba čerstvých stolních hroznů v ČR má neustále vzrůstající tendenci. V roce 2001 se spotřebovalo 2,64 kg hroznů na osobu a rok. O tři roky později, tedy v roce 2004 již tato spotřeba dosáhla 3,35 kg hroznů na osobu a rok. [2] Stolní hrozny jsou v současné době k dostání na našem trhu téměř po celý rok. Po většinu měsíců jsou to hrozny importované z oblastí, které na pěstování mají lepší klimatické podmínky. Importované hrozny téměř vytlačily domácí produkci z trhu nejen pro větší atraktivnost hroznů, ale i pro malou rentabilitu pěstování těchto odrůd. Proto se dnes pěstování stolních odrůd omezuje jen na pěstování v zahradách a u lidských obydlí. Zájem je hlavně o odrůdy odolné vůči nepříznivým klimatickým podmínkám i proti houbovým chorobám. [13] V České republice je ve Státní odrůdové knize ČR zapsáno 9 stolních odrůd, ale ve vinicích drobných pěstitelů se nachází celá řada odrůd, které registrovány nejsou, ale statistiky s nimi počítají. [2] Tabulka č. 1: Produkce jednotlivých stolních odrůd v České republice (podle Mze, 2008) [2] Odrůda Čechy celkem Mikulovská podoblast Slovácká podoblast Velkopavlovická podoblast Znojemská podoblast Morava ostatní Celkem ČR Arkadia - - 0,05 0, ,07 Diamant 0,08 0,07 0,09 0,1 0,01 0 0,36 Chrupka bílá Chrupka červená 2,1 1,5 2,45 3,51 3,04 1,01 12,61 O,26 0,03 0,46 0,27 0,33 0,21 1,36 Julski biser - 0,1 0,1 0,34 0,52-1,06 Olšava 0,1 0,02 0,39 0,05 0,05 0,01 0,62 Panonia Kincs - 4,05 1,26 1,74 4,46-11,52 Pola 0,3-0,03 0,07 0,01-0,4 Vitra 0,01 0, ,27 0,04 0,02-0,34 Ostatní 1,67 7,26 2,85 5,9 3,32 0,22 21,22 13

14 Nejvýznamnější postavení u nás má tradiční stolní odrůda Chrupka bílá a Panonia Kincse. U ostatních odrůd jsou registrované plochy na kterých se pěstují nevýznamné. Tato tabulka je jen odrazem ploch registrovaných u Ústředního kontrolního a zkušebního ústavu zemědělského. [2] 3.6 CHARAKTERISTIKA MODERNÍ STOLNÍ ODRŮDY Podle způsobu použití lze stolní odrůdy révy vinné rozdělit do několika skupin: podnože moštové odrůdy určené pro výrobu vína stolní odrůdy určené pro přímou konzumaci hroznů odrůdy na sušení a produkci rozinek U stolních odrůd révy vinné jsou důležité vzhledové vlastnosti hroznů i bobulí, neméně důležité jsou však i chuťové vlastnosti čerstvé bobule. [2] Pro pěstování, jako stolní odrůdy, jsou vhodné všechny hrozny středně až velkobobulové, šťavnaté, sladké a příjemné chuti. Velmi důležitý je ale i zevnějšek, tedy barva bobulí, ve které se dává přednost žluté barvě, tvarově se upřednostňují bobule podlouhlé. [2] Moderní stolní odrůda by měla být velkoplodá, s méně hustým hroznem. Chuť by měla být harmonická s vyváženým obsahem cukrů a kyselin. Důležitým znakem u stolních odrůd je jejich bezsemennost. Takové odrůdy jsou u konzumentů preferovány. Jsou známy dva typy bezsemenatosti: parthenokarpie bobule se tvoří bez opylení a oplození stenospermokarpie bobule vyžadují normální oplození pro násadu plodů 14

15 Stále více se pěstují stolní odrůdy s vyšší odolností k houbovým chorobám a zimním mrazům. Význam má také vysoká chuťová kvalita bobulí při zachování odolnosti proti houbovým chorobám. [2] 3.7 NUTRIČNÍ HODNOTY A VÝZNAM HROZNŮ VE VÝŽIVĚ ČLOVĚKA Hrozny tvoří ve výživě člověka velmi významnou úlohu. Mezi jejich pozitivní účinky patří napomáhání trávení a stimulace chuti k jídlu. Úlohou hroznů ve výživě a jejich pozitivními účinky na lidské zdraví se zabývá vědní obor ampeloterapie. Chemické složení hroznů je dosti rozmanité a proměnlivé v závislosti na odrůdě, půdních a klimatických podmínkách, termínu sklizně. Tabulka č. 2: Základní obsahové látky v hroznech ve 100 g bobule. [2] Modrá barva bobule Bílá barva bobule Energetická hodnota (KJ) Voda (g) 80,7 79,3 Bílkoviny (g) 0,6 0,6 Tuky (g) stopové množství stopové množství Cukry (g) 15,5 16,1 Pro správné posouzení nutriční hodnoty i obsahových látek je také důležité znát, rozložení jednotlivých látek a vody v bobuli. Obsah vody v hroznech ve velké míře závisí na množství a termínu srážek. Mezi cukry, které se nachází v hroznech, řadíme hlavně glukózu a fruktózu. Sacharóza se v hroznech nachází jen v zanedbatelném množství. Celkový obsah cukrů je velmi proměnlivý. Záleží na odrůdě, stupni zralosti, klimatickým podmínkám. Pektiny tvoří u stolních hroznů velmi významnou skupinu, i když se nachází jen v malých množstvích (0,30 1,31%), především ve slupce bobulí. Jejich obsah je opět odrůdovou záležitostí. [2] Mezi organické kyseliny nacházející se ve stolních hroznech patří hlavně kyselina vinná a jablečná. Obsah kyselin závisí na odrůdě a počasí během vegetace. 15

16 Pro zdraví lidí jsou významnou skupinou minerální látky. Mají vysokou výživovou hodnotu. Důležité jsou hlavně kationty draslíku, vápníku, hořčíku a sodíku. Bobule révy vinné obsahují také množství vitamínů rozpustných ve vodě. Vitamíny rozpustné v tucích jsou zastoupeny ve stopových množstvích. Nejvýznamnější je vitamin C, kdy jeho obsah v hroznech je vyšší než např. u jablek, broskví. V hroznech se také nachází dusíkaté látky bílkoviny, aminokyseliny, amonný a nitrátový dusík. Ty jsou umístěny hlavně ve slupce a semenech. Ze zdravotního hlediska mají velký význam fenolické látky, jak již obsažené v hroznech nebo ve víně. Fenolické látky jsou velká skupina sloučenin, cca Nachází se v bobulích, především ve slupce a semenech. Obsah a složení fenolických látek v hroznech ovlivňuje kvalitu hroznů a zároveň pozitivně působí na zdraví člověka. Jak konzumace hroznů, tak i vína vede k omezení výskytu kardiovaskulárních onemocnění. Důležité je i antioxidační působení fenolických látek. Asi nejdůležitější skupinou fenolických látek jsou stilbeny, jejichž nejvýznamnějším představitelem je resveratrol. Trans-resveratrol je jedním z nejvýznamnějších fytoalexinů. Resveratrol se v bobulích nachází ve slupce a semenech. V dužnině je ho jen minimální množství. Resveratrol se v rostlině tvoří, jako její odpověď na stresovou situaci např. houbové choroby, silné UV záření. Resveratrol způsobuje u člověka snížení výskytu kardiovaskulárních onemocnění a může působit i jako prevence proti nádorovým onemocněním, proti Alzheimerově chorobě nebo jako regulátor imunitního systému. Obsah fenolických látek je ovlivněn především odrůdou, podnoží, stanovištěm, napadením houbovou chorobou a dalšími stresovými situacemi, dále agrotechnickými zásahy při pěstování. Koncentrace fenolických látek závisí na stanovišti vzájemné působení slunečního záření, teploty, vlhkosti, obsahu živin, vody a zralosti hroznů. Obsah resveratrolu bývá v chladnějších podmínkách nižší než v horkém prostředí. Interspecifické odrůdy mají vyšší obsah stilbenů než odrůdy evropské vinné révy. Stolní odrůdy révy vinné obsahují mnohem vyšší množství resveratrolu než odrůdy moštové. Také se uvádí, že odrůdy s červenou, modrou nebo černou barvou slupky obsahují vyšší obsah resveratrolu než odrůdy s bílou slupkou. 16

17 Mezi další látky zdraví prospěšné se řadí i kyselina gallová, fenolické kyseliny, flavonoly, katechin, epikatechin aj. [2] Tabulka č. 3: Faktory ovlivňující obsah fenolických látek v hroznech. [2] Vliv na obsah fenolických látek Klimatické faktory Sluneční svit Vlhkost Teplota Vinohradnické faktory Zelené práce Výživa a hnojení Voda Zralost hroznů 3.8 STOLNÍ ODRŮDY RÉVY VINNÉ Stolní odrůdy révy vinné jsou především určeny pro přímý konzum čerstvých hroznů. Jsou významným zdrojem lehce stravitelných, jednoduchých cukrů, velkého množství vitaminů, minerálních látek, organických kyselin, pektinů, tříslovin a aromatických látek. [3] Znaky stolních odrůd: Velkoplodost Volné rozložení bobulí v hroznu Pevné přirůstání bobulí ke stopkám Chrupkavost dužniny Atraktivnost barvy Málosemenatost nebo bezsemenatost 17

18 3.8.1 Klasické odrůdy Olšava Jedná se o vyšlechtěnou domácí odrůdu. Vznikla křížením odrůd Kossuth Lájos (Košutův hrozen) x Boskolena. Je rozšířena spíše u zahrádkářů na Jižní Moravě. Hrozen je poměrně velký, hustý. Bobule jsou středně velké, kulaté až mírně oválné. Slupka je tmavě červenofialová. Dužnina šťavnatá. Semena jsou středně velká, hruškovitého tvaru, hnědé barvy. Odrůda zraje začátkem září. [3, 4] Obrazek č. 1: Olšava [5] Chrupka bílá Říká se jí také Ušlechtilé bílé. Jde o velmi starou kulturní odrůdu, pravděpodobně pocházející z Malé Asie nebo Egypta. Většinou je pěstovaná pouze v evropských vinohradech. U nás je povolena od roku 1941, ale pěstuje se spíše lokálně, na malých plochách. Hrozen i bobule jsou středně velké. Slupka je pevná, nazelenalé barvy. Dužnina je pevnější, sladká, šťavnatá. Semeno středně velké, oválné s krátkým zobáčkem. Zraje začátkem září. Ve Švýcarsku a Německu se z ní dělají i lehká stolní vína. Toto víno je svěží chuti, ovocné, s malým obsahem kyselin. [3, 4] 18

19 Obrázek č. 2: Chrupka bílá [6] Chrupka červená Synonymum Ušlechtilé červené. Je to také stará kulturní odrůda, která pravděpodobně vznikla křížením nebo mutacemi z Chrupky bílé. Do Evropy se dostala společně s Chrupkou bílou. Ale nenalezla takového rozšíření jako Chrupka bílá. V ČR je tato odrůda povolena od roku Hrozen je středně velký, válcovitě kuželovitý. Bobule je středně velká, kulatá, má pevné voskové ojínění. Dužnina je plné chuti, sladká a šťavnatá. Semeno je větší, kulovité, s krátkým zobáčkem. Zraje v první polovině září. [3, 4] Obrázek č. 3: Chrupka červená [7] 19

20 Panonia Kincse Tato odrůda byla v roce 1942 vyšlechtěna v Maďarsku a u nás je povolena od roku Z Maďarska se rozšířila na Slovensko a odtud okrajově na Moravu. Hrozen je velký, válcovitě kuželovitý. Bobule je velká, elipsovitá, žlutozelené barvy. Slupka pevná. Dužnina chrupkavá, neutrální chuti. Semeno je velké, hruškovité, s dlouhým zobáčkem. Hrozny dozrávají okolo druhého týdne v září. [3, 4] Obrázek č. 4: Panonia Kincse [8] Interspecifické odrůdy Tyto odrůdy vznikají mezidruhovým křížením révy vinné nebo křížením více odrůd evropské révy. Cílem tohoto křížení je dosáhnout větší odolnosti proti houbovým chorobám, mrazu nebo dosáhnout lepších vlastností. [9] Arkadia Arkadia pochází z Ukrajiny. U nás je povolena od roku Hrozen je velmi veliký, bobule jsou také velmi veliké. Slupka je pevná, zelenožlutá. Dužnina příjemně chrupkavá, sladká. Dozrává začátkem září. [4] 20

21 Obrázek č. 5: Arkadia [10] Krystal Taktéž i tato odrůda byla vyšlechtěna v Maďarsku. Hrozen je malý až středně velký. Bobule středně velké, lehce oválné, žlutozelené barvy. Slupka je tenká, ale pevná. Dužnina je pevná, chrupkavá. Dozrává koncem srpna až začátkem září. [4] Obrázek č. 6: Krystal [5] 21

22 Prim Pochází z Maďarska. Hrozen je velký, kuželovitý. Bobule jsou velké, mírně oválné. Slupka je pevná, tuhá. Dužnina příjemně chrupkavá, sladká s muškátovým nádechem. Hrozny dozrávají koncem srpna až začátkem září. [4] Obrázek č. 7: Prim [5] Nero Odrůda vznikla v roce 1965 v Maďarsku. Hrozen je středně velký. Bobule jsou velké, oválné. Slupka silná, s voskovým ojíněním. Dužnina je masitá. Hrozny dozrávají koncem srpna. [4] Obrázek č. 8: Nero [5] 22

23 Vostorg Odrůda pochází z Ruska. Hrozny jsou velké. Bobule velmi velké, oválné. Dužnina je masitá, dobré chuti. [4] Obrázek č. 9: Vostorg [6] Odrůdy stolních hroznů se také dají rozdělit podle toho, zda bobule obsahují semena nebo ne. Pro spotřebitele jsou příjemnější odrůdy bezsemenné. Semena obsahují hořké chuťové látky, které po rozkousnutí nepříznivě ovlivňují senzorické vlastnosti Semenné odrůdy Skupina odrůd se semeny je tvořena čtyřmi podskupinami. Do první patří odrůdy vzniklé křížením pouze semenných odrůd. Významným představitelem je odrůda Red Globe. Ve střední Evropě není sice příliš rozšířená, ale celosvětově ano. Je to pravá stolní odrůda s velmi velkými bobulemi. Velká hmotnost hroznu je hlavně dána přítomností velmi velkých bobulí a jejich velkým počtem. [11] 23

24 Obrázek č. 10: Red Globe [11] Do dalších dvou skupin patří odrůdy získané křížením semenných a bezsemenných odrůd. Mohou ale také vznikat křížením dvou bezsemenných odrůd. Do druhé skupiny semenných odrůd patří Luna a Urán. Od Red Globe se liší hmotností semen i hmotností bobulí. Proto se spíše dají zařadit mezi bezsemenné odrůdy. [11] Obrázek č. 11: Luna [11] 24

25 Obrázek č. 12: Urán [11] Do třetí skupiny semenných odrůd patří Mars. Tato odrůda je velmi podobná odrůdám Luna i Urán, jak hmotností semen, tak i hmotností bobulí. Tímto parametrem také zapadá spíše mezi bezemenné odrůdy. Z hlediska konzumace ho ale velká semena s tvrdým osemením řadí mezi semenné odrůdy. [11] Obrázek č. 13: Mars [11] 25

26 3.8.4 Bezsemenné odrůdy Skupina bezsemenných odrůd se dělí podle hmotnosti semen a bobulí. Za dělící hranici se dá považovat 10 a 25 mg hmotnosti semen. Hranice 10 mg se vztahuje na hmotnost semen, která je akceptována konzumenty jako bezsemenná. Hranice 25 mg se vztahuje na hmotnost semen, kterou lze považovat za bezsemennou. Tyto limity odpovídají malé hmotnosti semen. Dále se tato skupina také dělí podle hmotnosti bobulí. Středoevropská stupnice dělí bobule s malou, střední, velkou a velmi velkou hmotností. Hranice jsou g. [11] Většina z těchto odrůd je raných. Bezsemenné odrůdy členíme do několika skupin Bezsemenné odrůdy hmotnost semen 0 10 mg, hmotnost bobulí 0 3 g Patří sem velmi rané odrůdy. Největší pozornost si asi zaslouží téměř úplně bezsemenný, raný Carolus. [11] Obrázek č. 14: Carolus [11] 26

27 Bezsemenné odrůdy hmotnost semen 0-10 mg, hmotnost bobulí 3-6 g Patří sem odrůdy od raných až po pozdní. Jeden ze zástupců je téměř úplně bezsemenná Elma. [11] Obrázek č. 15: Elma [11] Bezsemenné odrůdy hmotnost semen mg, hmotnost bobulí 3-6 g Obrázek č. 16: Ilonka [11] I 27

28 Bezsemenné odrůdy hmotnost semen mg, hmotnost bobulí 3-6 g Tato skupina má poměrně velká ale měkká semena. Proto se mohou i tyto odrůdy řadit mezi bezsemenné. Pozornost si zaslouží např. Neptún nebo Merkúr. [11] Obrázek č. 17: Neptún [11] Bezsemenné odrůdy hmotnost semen mg, hmotnost bobulí 6-9 g Tyto odrůdy jsou pozdně dozrávající. I když jsou semena velmi velká, tak jsou měkká, proto se i tyto odrůdy zařazují do bezsemenných. [11] Obrázek č. 18: Venuše [11] 28

29 Bezsemenné odrůdy se dále dělí podle původu, barvy bobulí a doby zrání. Podle původu se dělí na interspecifické odrůdy a odrůdy Vitis vinifera. V rámci nichž jsou tříděny podle barvy a pak dle doby zrání. [11] Podle barvy rozeznáváme odrůdy bílé, červené nebo modré. Mezi bílé se řadí Chrupka bílá, Krystal nebo Panonia Kincse, mezi červené Vitra a mezi modré Olšava nebo Negro. [4] Podle doby dozrávání se odrůdy stolních hroznů dělí na velmi rané, rané (dozrávají do poloviny srpna), rané (s dobou zralosti až do poloviny září), prostředně rané (s dobou zralosti do konce září), pozdní (zralost končí v polovině října) a velmi pozdní (zrající od poloviny října). [12] 3.9 SLOŽENÍ HROZNU a semen. [14] Hrozen se skládá ze třapin a bobulí. Bobule se dále skládá ze slupky, dužniny Bobule se na celkovém objemu hroznu podílí %, třapina 2 5 %. Podle stupně zralosti obsahují třapiny % vody, 1 3 % taninu, 7 10 % dřevitých látek, dále třísloviny, minerální látky, organické kyseliny apod. Protože se z nich při nakvašení velmi snadno vyluhují chuťově nepříjemné látky, doporučují se před lisováním z hroznů odstranit. Průřezem bobule zjistíme, že sestává ze slupky, dužniny a semen (peciček). Slupka tvoří 6 12 % bobule, semena (pecičky) 2 5 % a dužnina %. V bobuli bývají 1 4 semena, která mají velmi významný vliv na zdraví a to zvýšení peristaltiky střev. Tvoří pevnou část bobule. Obsahují třísloviny, cukry, kyseliny, popeloviny a oleje. Slupka je složená z 6 10 vrstev plochých buněk, které jsou odpovědné za mechanickou pevnost a ochranu. Je také pokryta voskovou vrstvičkou, která zabraňuje 29

30 nadměrnému odparu a vniku škodlivých organismů. Její součástí jsou i třísloviny, kyseliny, barviva, cukry, minerální a aromatické látky, pektiny. Bílé odrůdy obsahují ve slupce chrolofyl a flavonová barviva. U modrých odrůd to jsou pak flavonoidy a anthokyany, které mají antioxidační účinek na organismus. Dužnina je nejdůležitější částí bobule, obsahuje jednoduché cukry k jejichž trávení není potřeba fermentativních pochodů jako při trávení sacharózy. Glukóza hroznů postupuje hlavně do jater, kde se mění v glykogen. Dále obsahuje volné a vázané kyseliny (jablečnou a vinnou), které se v zažívacím traktu mění na kyselinu uhličitou a na vodu, což vede ke tvorbě uhličitanů a hrozny tedy působí zásaditě), minerální látky, dusíkaté látky, pektiny, třísloviny a barviva. Obsah minerálních látek stoupá s vyšším obsahem cukru v hroznech. Hrozny mají také vysoký obsah vitaminů, hlavně vitaminy A, C, B. Jejich množství je závislé na odrůdě. Obsah cukru je nejvyšší ve středu dužniny. Některé stolní odrůdy pro sušení a výrobu rozinek, jako korintské a Sultánky, jsou bezsemenné. Velikost, hmotnost, tvar a barva bobulí jsou pomocným rozpoznávacím znakem jednotlivých odrůd. [13, 14] Obrázek č. 19: Stavba hroznu [13] 30

31 Tabulka č. 4: Chemické složení jednotlivých částí hroznu (% hmotnosti) [41] Složka Třapina Slupka Semena Dužnina Voda Monosacharidy pentózy 1,0 2,8 1,0 1,2 3,9 4,5 0,2 0,5 hexózy * ** Polysacharidy sacharózy ,5 škrob * celulóza 0 3,5 0 * Pektinové látky 0,7 0,9 0 0,1 0,3 Kyseliny 0,5 1,6 0,1 0,7 0 0,2 0,3 Třísloviny 1,3 5,0 0,1 4,0 0,5 8,0 * Barviva 0 1,15 0 * Enzymy * ** * * Vitamin ** ** ** * Dusíkaté látky 0,7 2,2 0,8 2,0 0,8 6,0 0,2 1,4 Aromatické látky 0 * * 0 Oleje 0 0,1 1, Popel 6,0 0,5 3,7 1,0 5,0 0,1 1,0 * stopy ** nízké koncentrace 31

32 3.10 FENOLICKÉ LÁTKY V HROZNECH Z biochemického hlediska vychází syntéza polyfenolů z aminokyseliny fenylalaninu, respektive tyrosinu a přes hydroxyskořicové kyseliny vede k flavonoidním látkám. Pouze kyselina gallová se přímo syntetizuje z kyseliny šikimové. [29] Polyfenoly jsou látky přírodního charakteru. Vyskytují se ve všech částech rostlin, ve stonku, kořenech, cévních svazcích i listech. [18] V rostlinách bylo identifikováno několik tisíc fenolických látek s velmi rozmanitou strukturou. [19, 20] Společným rysem těchto sloučenin je obsah jednoho nebo více aromatických jader substituovaných hydroxylovými skupinami. [19] Nejjednodušším členem této skupiny je fenol (C 6 H 5 OH) Obrázek č. 20: Fenol [42] K jednoduchým fenolům se řadí sloučeniny s jednoduchým aromatickým jádrem s jednou nebo dvěma hydroxylovými skupinami. Polyfenoly mají ve své struktuře víc aromatických jader. Polyfenoly jsou v hroznech révy vinné přítomny v celkovém obsahu 0,1 2,5 g.l -1.[35] V literatuře bývají fenolické látky děleny do dvou skupin flavonoidní a ne-flavonoidní fenoly. Flavonoidy ve svojí struktuře obsahují dvě fenolová jádra spojená molekulou pyranu. [24] Jedná se o C 6 -C 3 -C 6 uspořádání. Podle stupně oxidace C 3 řetězce rozeznáváme tyto látky: katechiny, flavanony, flavony, flavonoly, anthokyany. 32

33 Mezi neflavonoidní fenoly patří deriváty kyseliny hydroxybenzoové a hydroxyskořicové a stilbeny. [34] Flavonoidní látky tvoří 85 % fenolických látek, zbytek jsou látky neflavonoidního charakteru. Tabulka č. 5: Rozdělení fenolických látek [34] Počet uhlovodíků Základní skelet Skupina 6 C 6 jednoduché fenoly, benzochinóny 7 C 6 -C 1 fenolové kyseliny 8 C 6 -C 2 9 C 6 - c 3 10 C 6 -C 4 Naftochinony 13 C 6 -C 1 -C 6 Xantony acetofenoly, fenyloctové kyseliny fenolové (skořicové) kyseliny, fenylpropeny, kumariny 14 C 6 -C 2 -C 6 stilbeny, antrochinony 15 C 6 -C 3 -C 6 flavonoidy, izoflavonoidy 18 (C 6 -C 3 ) 2 lignany, neolignany 30 (C 6 -C 3 C 6 ) 2 Bioflavonoidy n (C 6 -C 3 ) n Lignin n (C 6 -C 3 -C 6 ) n Flavolany Rozdělení fenolických látek Jednotné rozdělení tak ohromné skupiny sloučenin, jako jsou polyfenoly, je velmi obtížné. Různé literární zdroje se v tomto rozdělení liší. [17,19,21] flavonoidy fenolické kyseliny stilbeny a lignany 33

34 Flavonoidy Tvoří velmi početnou a pestrou skupinu přírodních látek rostlinného původu. Nachází se zejména v listech, plodech a květech. [22, 23] Jedná se o více či méně žluté pigmenty. [25] Flavonoidy poutají hlavně pozornost z hlediska zdravotní prospěšnosti, zejména jako prevence cévně srdečních, nádorových a neurodegenerativních onemocnění. Nachází se v ovoci, zelenině, hroznech révy a víně. [22] Flavonoidy jsou účinnými antioxidanty a jsou schopny zachytávat volné radikály. Nezanedbatelné jsou i účinky antibakteriální a virostatické, protizánětlivé a také vazodilatační. Flavonoidy ochraňují krevní lipidy, zejména LDL cholesterol před oxidací a zabraňují tak vzniku aterosklerózy a trombózy. Je prokázáno, že dostatečný příjem flavonoidů, ale i ostatních polyfenolů potravou je spojeno s nižším výskytem onemocnění srdce a cév. [22] Dnes je známo více než flavonoidních látek a stále jsou nacházeny nové a nové sloučeniny. [24] Flavonoidy se dají rozdělit do několika tříd podle struktury, v závislosti na oxidačním stavu. V rostlinách se flavonoidy vyskytují převážně jako β-glykosidy. [21] Sacharidickou složkou je nejčastěji glukóza, ale může to být i glukuronová kyselina, galaktóza nebo jiný sacharid. [19] Nejčastěji je připojen jeden glykosyl, někdy mohou být substituovány dva nebo tři hydroxyly polyfenolu. [19,21] Aglykon nebo sacharidová složka může být dále substituována hydroxykyselinou, např. kyselinou jablečnou nebo gallovou. [21] Nejběžnější flavonoidy obsažené ve víně jsou flavonoly, katechiny, anthokyany. V červených vínech tvoří obsah flavonoidů více než 85% z celkového obsahu polyfenolů. V bílých vínech představují flavonoidy asi 20% celkového obsahu fenolických látek. Flavonoidy jsou hlavně obsaženy ve slupkách bobulí hroznů. [24] Flavonoidy se dělí na několik hlavních skupin, a to flavanoly, flavanony, flavony, flavonoly, proantokyanidiny, anthokyanidiny a izoflavony [19] Základní strukturu flavonoidů představuje flavan. 34

35 Obrázek č. 21: Flavan [40] Flavonoly Flavonoly mají svoji strukturu odvozenou od flavonů, pouze na třetím uhlíku mají ještě hydroxylovou skupinu. Patří mezi nejrozšířenější žlutá barviva. Většina flavonů je vázána ve formě glykosidů, jen malá část se nachází jako volné aglykony. Glykosidy tvoří hlavně s glukózou, rhamnózou a galaktózou. [25, 34] ] V rostlinách jsou obsaženy hlavně ve slupkách, v dužnině jejich koncentrace klesá směrem ke středu plodu. V ovoci se celková koncentrace flavonolů pohybuje řádově v mg na gram. [27] V hroznech se nachází důležité flavonoly quercetin, myricetin a kaempferol a glykosid rutin. Všechny tyto tři pigmenty se nachází v modrých odrůdách révy, u bílých odrůd se vyskytují pouze quercetin a kaempferol. [25] Dominantním flavonolem ve výživě člověka je quercetin. 35

36 Obrázek č. 22: Skupina flavonoidů [19] Quercetin 3,3,4,5,7-pentahydroxyflavon. Quercetin je jeden z nejvíce aktivních flavonolů. Zabraňuje poškození buněčné DNA a působení enzymů, které podněcují růst nádorů. Quercetin také působí proti virovým a bakteriálním infekcím. Další z jeho funkcí je, že napomáhá absorpci a udržení vitaminu C, zvyšuje pevnost kapilár a také se podílí na regulaci jejich propustnosti. Pomáhá zabránit vzniku krevních sraženin a tím působí protitromboticky. [26] Díky jeho chemické struktuře je účinnějším antioxidantem než vitamin C a E. [23] Quercetin se nachází v běžně přijímaných potravinách jako jsou cibule, jablka, kapusta, červené víno (4 16 mg.l -1 ), olivový olej nebo zelený a černý čaj. V těchto 36

37 potravinách se nachází jak ve formě volné, tak i vázaný s cukernými jednotkami jako např. quercetin-3-glykosid, quercetin-4 -O-glykosid, quercetin-3-o-ramnosid. [19] Denní příjem flavonolů byl odhadnut pouze na 20 mg. Přesto ale patří především quercetin a jeho deriváty k nejvíce studovaným flavonoidům. [21] Hromadí se ve slupkách bobulí, které ochraňuje proti UV záření, proto jeho koncentrace v hroznech je závislá na množství slunečního svitu během zrání. [63] Obrázek č. 23: Quercetin [19] Kaempferol 3,4,5,7-tetrahydroxyflavon se hlavně nachází v černém čaji, brokolici nebo jablkách. Má antioxidační a protirakovinné účinky. Vyskytuje se v mnohem nižších koncentracích než quercetin a myricetin. [29] Obrázek č. 24: Kaempferol [49] 37

38 Myricetin 3,3,4,5,57-hexahydroxyflavon se nachází ve vlašských oříšcích, červeném rybízu nebo čaji. Má příznivý vliv na metabolismus LDL cholesterolu, má antioxidační vlastnosti. [63] Obrázek č. 25: Myricetin [43] Rutin Jedná se o glykosid quercetinu, cukernou část tvoří rutinóza, která je složena z glukózy a rhamnózy. Rutin se hlavně nachází v pohance, chřestu nebo borůvkách. Někdy je rutin také označován jako vitamin P. V lidském organismu zvyšuje účinky vitaminu C a zabraňuje jeho chemické degradaci. Má také výraznou schopnost pohlcovat volné radikály, podílí se na snižování LDL cholesterolu. [63] Obrázek č. 26: Rutin [44] Je ale nutno podotknou, že některé flavonoidy a mezi nimi se nachází i qurcetin mají nejen antioxidační aktivitu, ale za určitých okolností i aktivitu prooxidační. Podle nejnovějších výzkumů je patrné, že alkylace hydroxyskupiny v poloze 7 zvyšuje záchyt 38

39 radikálů a naopak pokud mají volnou hydroxyskupinu v části molekuly strukturu pyrokatecholu a navíc s volnou hydroxyskupinou v poloze 3 mohou za určitých okolností vykazovat prooxidační strukturu. [23] Flavony Flavony mají podobnou strukturu jako flavanony. Vznikají jejich izomerací. Jedná se o hojně rozšířená žlutá barviva. Volně se vyskytují velmi málo, častěji jsou vázané jako glykosidy. [34] Nejčastějšími flavony jsou apigenin, luteolin nebo nobiletin. [34] Obrázek č. 27: Flavon [45] Flavanonoly Vznikají z flavanonu vazbou hydroxylové skupiny na třetí uhlík. Jejich význam je zanedbatelný vzhledem k jejich nízkým koncentracím. Nachází se v červené cibuli, podzemnici olejné. [34] Obrázek č. 28: Flavanonol [46] Flavanony Jedná se o málo významnou skupinu derivátů flavanu, pro jejich nízké koncentrace. Pouze v citrusových plodech se nalézají ve vyšších koncentracích. 39

40 Flavanony jsou bezbarvé nebo světle žluté. Většinou se vyskytují jako glykosidy. Nejvýznamnější jsou hesperetin a naringin. [34] Obrázek č. 29: Flavanon [19] Flavanoly Za hlavní flavanoly jsou považovány katechiny. Do této skupiny náleží např. katechin, epikatechin, epigallokatechin a jejich estery s kyselinou gallovou. [19] Ve víně se vyskytují v množství 270 mg.l -1. Katechiny Katechiny patří mezi deriváty flavanu. Jejich základní složkou je 3-flavanol. Katechiny se vyskytují v celé řadě izomerů, což je dáno přítomností několika asymetrických center v jejich molekule. Nejvýce rozšířené jsou izomery (+)-katechin a (-)-epikatechin. Obě tyto látky se vyskytují v rostlinných materiálech většinou společně, i když v různých koncentracích i poměrech. [27] V plodech révy vinné a tím pádem i ve víně patří katechiny mezi hlavní zástupce polyfenolů. Dále se katechin ve větším množstvý nachází v zeleném čaji, švestkách a drobném bobulovém ovoci. [28] Obrázek č. 30: Katechin [19] 40

41 Epikatechin Epikatechin je izomer katechinu. Podporuje funkci CNS, zlepšuje paměť a schopnost se učit. [34] Obrázek č. 31: Epikatechin [47] Katechin i epikatechin se nachází v zrníčkách bobulí hroznů. Proto čím více je na kilogram hroznů zrníček, tím více se vyskytuje flavanolů v bobulích, potažmo ve víně. [28] Flavanoly jsou rozpusné ve vodě, mají však i částečně nepolární charakter a pronikají lipidovými vrstvami membrán. Mají redukční a antioxidační vlastnosti, umí tedy zneškodňovat nebezpečné volné radikály. [19] Novější výzkumy katechinu odhalují jejich schopnost omezovat shlukování trombocytů, čímž významně snižují riziko vzniku krevních sraženin uvnitř cév vedoucí k infarktu myokardu nebo mozkové mrtvici. Obecně jde o inhibici enzymů odpovědných za metabolismus prostaglandinů a leukotrienů. Tyto látky jsou v organismu odpovědné za stupňování zánětlivých procesů. Ještě čerstvější jsou objevy vlivu některých polyfenolů na růst a dělení nádorových buněk. Mechanismus tohoto účinku se intenzivně zkoumá. [19, 28] Jednou z možných cest je indukce apoptózy, tedy spuštění programované buněčné smrti nádorové buňky, která je jinak z biologického hlediska nesmrtelná. Toto se děje prostřednictvím interakce s proteinkinasami, které zprostředkovávají regulaci buněčného cyklu. Druhou z cest je inhibice metabolismu nukleotidů, vedoucí k zpomalení syntézy nukleových kyselin a tím i dělení buněk. Oba tyto mechanismy též zasahují do životního cyklu virů, a proto má víno i význam v boji proti virovým onemocněním. [19, 28, 29] 41

42 Proanthokyanidiny Proanthokyanidiny nebo také kondenzované taniny jsou polymerní flavanoly a jsou u hroznů odpovědné za hořkost a tříslovitost hroznů a vín. [19, 30] V rostlinách se nacházejí jako komplexní směsi polymerů se stupněm polymeracee Mohou se také vyskytovat esterově vázány s kyselinou gallovou. Bylo zjištěno, že tyto látky vykazují adstringentní účinky a většinou se vyskytují spolu s flavanoly, hlavně s katechiny. Zdrojem proanthokianů jsou jablka, hrozny, červené víno, čokoláda, kakao. [19] Obrázek č. 32: Proanthokyanidin [19] Anthokyany Patří mezi nejdůležitější barviva modrých odrůd révy. Antokyany obsahují aglykon (anthokyanidiny), který je poměrně nestabilní i stabilní cukernou jednotku. V hroznech se nejčastěji vyskytují ve formě monoglykosidů. Asi 70 % anthokyanů tvoří malvidin. Anthokyany jsou rozpustné ve vodě, jejich barevnost se pohybuje ve velmi široké škále červenýchh odstínů od karmínové až po modrofialové a purpurové (barevnost je závislá na ph prostředí). [31, 32] Významnou vlastností anthokyanů je, že umí inaktivovat kyslíkové radikály a chelatovat ionty kovů. Proto mohou hrát významnou roli v prevenci onemocnění, která vznikají jako odezva na oxidativní stres. [33] Tyto pigmenty doprovází ještě celá řada dalších antokyanů a jejich esterů s fenolovými kyselinami, taninů, flavanolů aj. [34] 42

43 Nejčastějšími anthokyany ve víně jsou: purpurový malvidin fialový kyanidinn fialový peonidinn purpurově modrý petunidin purpurově modrý delfinidin Převládajícím pigmentem je malvidin-3-β-d-glykosid. Jsou stabilní pouze v kyselém prostředí. Jejich rozpadem vznikají hydroxybenzoové kyseliny. [39] Malvidin Malvidin obsahuje na 3 a 5 uhlíku methoxy skupinu. V kyselém i neutrálním prostředí je malvidin červený, v zásaditém se jeho zbarvení mění domodra. [34, 63] Obrázek č. 33: Malvidin [48] Fenolické kyseliny Fenolické kyseliny jsou deriváty kyseliny benzoové a skořicové a mají uhlíkatou strukturu C 6 C 1 (benzoová kyselina a její deriváty) a C 6 C 3 (kyselina skořicová a její deriváty). Jsou to nejjednodušší fenolické látky vyskytující se ve víně. Mezi deriváty kyseliny benzoové patří kyselina 4-hydroxybenzoová, gallová (3,4,5-hydroxybenzoová), protokatechová (3,4-hydroxybenzoová), vanilová (4-hydroxy-3-methoxybenzoová), syringová (4-hydroxy-3,5-dimethoxybenzoová). [34] 43

44 Obrázek č. 34: Kyselina skořicová [19] Obrázek č. 35: Kyselina benzoová [19] Sloučeniny odvozené od kyseliny benzoové mají relativně nízké antioxidační účinky. Naopak deriváty kyseliny skořicové, díky dvojné vazbě, chrání organismus proti působení volných radikálů mnohem ochotněji. Antioxidační účinek také závisí na počtu hydroxylových a methoxylových skupin. Čím je těchto skupin více, tím větší je antioxidační aktivita sloučenin. [61] Fenolové kyseliny se v přírodě vyskytují ve formě volné i vázané. Volné jsou jen ve velmi nízkých koncentracích. Aromatické vlastnosti mají hlavně volné formy. Vázané fenolové kyseliny jsou převážně ve formě esterů. [27] Kyselina gallová 3,4,5-hydroxybenzoová kyselina má na benzoovém jádře navázány tři hydroxylové a jednu karboxylovou skupinu. Díky těmto skupinám může tvořit různé deriváty, estery a soli. Hojně se vyskytují v dubové kůře, čaji. Vyznačují se antioxidačními, adstringenními a antimikrobiálními účinky. [60] Obrázek č. 36: Kyselina gallová [49] 44

45 Kyselina vanilová 4-hydroxy-3-methoxybenzoová kyselina vzniká oxidací z vanilinu. Má antioxidační účinky, které spočívají v ibhibici enzymu katalázy, který rozkládá peroxid vodíku na kyslík a vodu. [60] Kyselina kávová 3,4-dihydroxyskořicová kyselina se vyskytuje ve všech rostlinách. Je stavební složkou ligninu, který je stavebním kamenem buněčných stěn dřevin. [63] HO O OH HO Obrázek č. 37: Kyselina kávová [19] Kyselina kumarová Existuje ve třech izomerech orto-, para- a meta-, podle polohy hydroxylové skupiny na benzenovém jádře. V přírodě se nejvíce vyskytuje p-kumarová kyselina. Je jednou z hlavních složek lignocelulózy. Nachází se v ořeších, rajčatech, česneku. Má antioxidační účinek, redukuje nitrosaminy a pomáhá při redukci rakoviny žaludku. [63] Kyselina kaftarová Tato kyselina vzniká esterifikací kyseliny kávové a vinné. V bobulích se nachází ve slupce, dužnině i třapinách, v semenech se nevyskytuje. [63] Polyfenoly se v hroznech révy nachází v celkovém množství 0,1 2,5 g.l -1. Z fenolických kyselin hroznové mošty obsahují kyselinu p-hydroxybenzoovou, galovou, syringovou, p-kumarovou, kávovou, vanilovou a ferulovou. Tyto kyseliny se mohou vyskytovat volně nebo vázané v různých sloučeninách, zejména s katechiny, kyselinou vinnou a antokyany. Obsah fenolkarboxylových kyselin je v červených moštech vyšší než v bílých. Průměrně se jejich obsah pohybuje mezi mg.l -1 u červených vín, pro bílé platí hodnoty nižší pouze 1 15 mg.l -1.[35] 45

46 Tabulka č. 6: Obsah fenolických látek ve víně. [35] Fenolické látky Červená vína Bílá vína Kaempferol, kvercetin, myricetin 15 mg.l -1 stopové množství Deriváty kyseliny benzoové mg.l mg.l -1 Deriváty kyseliny skořicové mg.l mg.l -1 Malvidin, delfinidin, kyanidin mg.l -1 0 mg.l -1 Taniny mg.l mg.l -1 Katechiny Protokyanidiny mg.l -1 stopové množství 0 mg.l -1 0 mg.l Stilbeny a lignany 1,2-difenylethylen, přirozeně se vyskytující stilbeny jsou substituované sloučeniny s dvěma benzenovými kruhy, které jsou spojeny dvouuhlíkatým řetězcem se strukturou C 6 C 2 C 6. Stilbeny se také mohou vyskytovat jako volné sloučeniny nebo jako glykosidy. Řada sloučenin vykazuje významné biologické vlastnosti, např. mohou se uplatňovat jako antimikrobiální látky, fytoestrogeny nebo antikarcinogenní látky. Proto se některé stilbeny řadí mezi fytoalexiny. [34] Z této skupiny je největší zájem o sloučeninu resveratrol. [19] Obrázek č. 38: Stilben [50] Resveratrol Resveratrol (3,5,4 -trihydroxystilben) se nachází v celé řadě rostlin. Zařazuje se mezi fytoalexiny, sekundární metabolity, které se v rostlině vytvoří jako odpověď na stresové situace [37] Příkladem takéto situace může být napadení hroznu plísní Botrytis 46

47 cinerea, kdy se v místě napadení vytvoří bariéra resveratrolu. U hroznů révy vinné se resveratrol tvoří ve slupkách a působením stresu se jeho obsah zvyšuje. [36] Resveratrol se vyskytuje ve dvou formách, ve formě cis a trans. Forma trans je biologicky aktivnější. Působením UV záření z ní vzniká cis-resveratrol o jehož působení je zatím známo jen velmi málo. Resveratrol se může vyskytovat také ve formě glykosidu zvaného piceid, jehož účinnou látkou je piceatannol, jehož je ve víně jen velmi malé množství. [29] Komplexnější poznatky o resveratrolu byly získány v 80. letech 20. století, kdy se začalo používat přístrojové vybavení, které umožňovalo sledování výskytu a koncentrace ve vinné révě. V řadě studií bylo prokázáno, že resveratrol má významné antioxidační vlastnosti, pohlcuje volné radikály. Resveratrol je jednou z hlavních složek rostlinných extraktů, které jsou využívány v orientální medicíně k léčbě srdečních a nádorových onemocnění. [38] Resveratrol má antioxidační, protizánětlivé, antimutagenní aj. vlastnosti a proto se hojně využívá v různých doplňcích lidské výživy, v kosmetických přípravcích. [36] V červených vínech je resveratrol nalézán v množství 2 6 mg.l -1, u bílých vín je to pouze 0,2 0,8 mg. g.l -1.[71] Obrázek č. 39: Resveratrol [19] Lignany Lignany se vyskytují hlavně v semenech lnu, brusinkách nebo jahodách. Hlavními zástupci této skupiny jsou matairesinol a sekoisolariciresinol. [34] 47

48 3.11 PŮSOBENÍ ANTIOXIDANTŮ V HROZNECH Jako antioxidanty jsou označovány všechny látky, které svou přítomností mohou zpomalovat nebo až potlačovat nežádoucí oxidační děje probíhající v organismu. Jsou to látky jak přírodního, tak i syntetického původu.[51] Nežádoucí oxidace probíhají v organismu vlivem znečištěného ovzduší, vody, potravin, kouření, bifenylů a dalších karcinogenních látek, které se vyskytují všude kolem nás. A proto je důležité přijímat s potravou i antioxidační látky, které těmto reakcím brání. [52] Oxidace je chemická reakce, při které dochází k přenosu elektronů z látky na oxidační činidlo. Tato reakce je sice velmi důležitá pro život, ale mohou se při ní produkovat volné radikály, které slouží jako startér řetězových reakcí, které se podílejí na poškozování buněk. Při oxidačních reakcích vzniká velké množství energie, která je potřebná pro lidský organismus. [53] Volné radikály Při běžných reakcích v organismu vzniká řada reaktivních forem kyslíku i dusíku. Obě tyto látky mají velký význam z fyziologického i patogenního hlediska. Proto jsou předmětem řady lékařských studií. [54] Jedná se o látky, které jsou významnými prostředníky přenosu energie, mají funkci mikrobicidní ve fagocytech, ale za určitých okolností mohou působit toxicky a poškozují organismus. [54] Tabulka č. 7: Reaktivní formy kyslíku [54] Reaktivní formy kyslíku Superoxid O 2 - Volné radikály Hydroxylový radikál HO - Látky, které nejsou volnými radikály Peroxid vodíku H 2 O 2 Kyselina chlorná HOCl Peroxyl ROO - Ozon O 3 Alkoxyl RO - Singletový kyslík 1 O 2 Hydroperoxyl HO 2-48

49 Tabulka č. 8: Reaktivní formy dusíku [54] Reaktivní formy dusíku Volné radikály Látky, které nepatří mezi volné radikály Oxid dusnatý NO - Nitrosyl NO + Oxid dusičitý NO 2 - Nitroxid NO Kyselina dusitá HNO 2 Oxid dusitý N 2 O 3 Oxid dusičitý N 2 O 4 + Nitronium NO 2 Peroxynitrát ONOO Alkylperoxynitrit ROONO Vznik volných radikálů Vznik volných radikálů lze popsat třemi způsoby: 1. Volné radikály mohou vznikat homolytickým štěpením kovalentní chemické vazby, kdy každý fragment získá jeden nepárový elektron. K tomuto typu štěpení je zapotřebí velkého množství energie, která se získává např. vysokou teplotou, ultrafialovým nebo ionizujícím zářením. A :B A. + B. 2. Způsob vzniku volných radikálů je v přidání jednoho elektronu molekule, tedy redukce. Y + e - Y.- 3. Oxidace ztráta jednoho elektronu. X e - + X. + V biologických systémech ale volné radikály vznikají energeticky méně náročnějším způsobem a to odejmutím nebo přijetím elektronu. Za radikály se mohou považovat jak částice neutrální, tak i kladné či záporně nabité ionty. Toto závisí na tom, jestli počet protonů v atomovém jádře radikálu 49

50 odpovídá počtu elektronů v orbitalech, či nikoliv. Volné radikály se označují tečkou, která značí nepárový elektron. [54] Funkce volných radikálů Volné radikály jsou běžné produkty aerobního metabolismu, ale vlivem patofyziologických podmínek se mohou tvořit ve vyšší míře. [51] Pokud se volné radikály tvoří v nadměrném množství nebo pokud nejsou dostatečně rychle likvidovány, stávají se nebezpečnými. Jsou velmi reaktivní a tím dochází k narušování buněčných membrán a následnému rozvoji patologických změn. [52, 53] Dochází k rychlému rozvoji degenerace a stárnutí buněk, poškození genetického vybavení buňky, narušení obranyschopnosti organismu a dalším poruchám, které vedou k nastartování velmi složitého procesu nádorového zvratu v buňce. Pokud dojde k rozmnožení takto změněných buněk, způsobí to velké škody na funkci orgánů a zdraví organismu. K rozmnožení buněk napomáhá nemoc, sluneční záření, stárnutí. [52] Nemoci způsobené působením volných radikálů Reaktivní formy kyslíku mají významnou roli v rozvoji známých a celosvětově rozšířených onemocnění, jako je diabetes mellitus, chronické střevní záněty, některé typy rakoviny, Parkinsonova nemoc, Alzheimerova nemoc aj. [55] Mechanismus působení antioxidantů Mechanismus účinku antioxidantů spočívá hlavně v tom, že poskytují volný vodík k reakci s peroxidovými nebo jinými radikály, které vznikají jako meziprodukty různých oxidačních reakcí znehodnocující potraviny. [52, 56] Volný radikál antioxidantu je málo reaktivní a tím není schopný vyvolávat další a další řetězové reakce. Po spojení s jiným radikálem se buďto deaktivuje, nebo se přemění na původní radikál. [56] Ale ne každý antioxidant je schopen odstranit každý volný radikál. Antioxidanty se dají rozdělit do tří základních skupin: 50

51 1. Enzymové antioxidanty superoxiddismutáza, glutationperoxidáza, kataláza aj. 2. Hydrofilní antioxidanty vitamin C, selen, bioflavonoidy 3. Hydrofobní antioxidanty vitamin E, koenzym Q 10, β karoten Pokud by se v organismu nacházela příliš nízká hladina antioxidantů, mohlo by dojít ke vzniku oxidačního stresu a tím k poškození nebo smrti buňky. [57] Tabulka č. 9: Výskyt antioxidantů [58] Antioxidant Vitamin A a karotenoidy Vitamin C Vitamin E Selen Flavonoidy Lykopen Lutein Potravina Mrkev, brokolice, rajčata, kapusta, meruňky Citrusy, zelená paprika, brokolice, jahody, rajčata Ořechy a semena, listová zelenina Ryby, červené maso, vejce, celozrnné potraviny Sója, hroznové víno, granátová jablka, brusinky Rajčata Kapusta, kiwi, špenát Využití antioxidantů Antioxidanty se využívají jako doplňky výživy při prevenci onemocnění jako rakovina a onemocnění srdce. V potravinářském průmyslu se antioxidanty používají k ochraně tuků před autooxidací [59] V kosmetickém průmyslu se tyto látky využívají díky jejich schopnosti zabránit předčasnému stárnutí. [53] Doporučená denní dávka antioxidantů Lidský organismus je vybaven ochrannými antioxidačními systémy, které volné radikály vychytávají nebo brzdí jejich vznik. Tělo je schopno si vytvořit vlastní antioxidanty, ale vitaminy, minerály, flavonoidy, které přijímáme stravou jich poskytují víc. 51

52 Dávkování jednotlivých antioxidantů je individuální. Při preventivním podávání jsou dávky většinou nižší, při nemoci se podává větší množství. Antioxidanty užívané dlouhodobě preventivně zabraňují dalšímu rozvoji aterosklerózy. [52] 52

53 4 MATERIÁL A METODIKA 4.1 POUŽITÉ ODRŮDY V diplomové práci bylo použito 10 různých odrůd. Ajvaz, Chrupka bílá, Krystal, Chrupka červená, Prim, Angustovski, Vostorg, Panonia, Arkadia a Nero. Byly zjišťovány základní parametry jako je cukernatost, titrační kyselost a následně spektrofotometricky množství fenolických látek. 4.2 POUŽITÉ CHEMIKÁLIE Acetonitril (ACN) a methanol (MeOH) byly HPLC supergradient čistoty. Katechin, epikatechin, kys. vanilová, kys. protokatechuová, kys. 4-hydroxybenzoová, kys. gallová, kys. siringová, kys. p-kumarová, trans-resveratrol, kys. kávová, kys. ferulová, piceatannol, rutin, myricetin, qurcetin, kaemferol, isorhammetin, p-dimethylaminocinnamaldehyd (DMACA), Folin-Ciocalteu reagent, 2,2-difenyl-βpikrylhydrazylový radikál (DPPH), 2,4,6-tripyridyl-s-triazin (TPTZ) a kyselina chloristá pocházely od Sigma Chemical Co. (St. Louis, MO). Malvidin-3,5-diglukosid pocházel od Indofine Chemical Company. Inc. (Hillsborough, NJ). Ostatní chemikálie byly p. a. kvality od lokálních dodavatelů (Lachema, Penta). 4.3 ÚPRAVA VZORKŮ PŘED SPEKTROFOTOMETRICKÝM STANOVENÍM Bobule hroznů byly před extrakcí zmrazené, na extrakci fenolických látek byl použit methanol. Vína byla před stanovením jednotlivých parametrů odstředěna (3000 x g; 6 min). Bílá a rosé vína byla pro stanovení daných parametrů použita neředěná, červená vína musela být 6 krát zředěna pomocí ředícího pufru o složení: 40 mm kyselina vinná, 30 nm Na 2 HPO - 4, 12% ethanol. 53

54 4.4 STANOVENÍ CELKOVÝCH FENOLICKÝCH LÁTEK Celkový obsah fenolických látek byl ve vzorcích stanovován modifikovanou Folin- Ciocalteu metodou. Do 1,5 ml eppendorfky bylo dáno 980 µl vody, 20 µl vzorku, 50 µl Folin-Ciocalteu činidla a tato směs byla důkladně protřepána. Přesně po 3 mminutách bylo přidáno 150 µl roztoku dekahydrátu uhličitanu sodného ( 20 %). Tato reakční směs byla důkladně protřepána a nechala se stát 120 minut ve tmě při pokojové teplotě. Potom byla změřena absorbance při 750 nm proti slepému vzorku. Koncentrace celkových fenolů byla vypočtena z kalibrační křivky, kdy jako standard byla použita kyselina gallová v množství mg.l -1. Výsledky jsou vyjádřeny v mg.l -1 ekvivalentů kyseliny gallové. [65] 4.5 STANOVENÍ CELKOVÝCH FLAVANOLŮ Koncentrace celkových flavanolů byla stanovena metodou, která je založena na reakci s p-dimethylaminocinnamaldehydem (DMACA). U této metody, na rozdíl od více používané reakce s vanilinem nedochází k interferenci s antokyaniny. Navíc tato metoda je více citlivější a selektivnější. Do 1,5 ml eppendorfky s 980 µl roztoku činidla (0,1% DMACA a 300 nm HCL v MeOH) bylo přidáno 20 µl vzorku. Směs se protřepala a nechala reagovat 12 minut při pokojové teplotě. Poté byla změřena absorbance při 640 nm oproti slepému vzorku. Koncentrace celkových flavanolů byla vypočítána z kalibrační křivky, jako standard byl použit katechin ( mg.l -1 ). Výsledky jsou vyjádřené ve formě mg.l -1 ekvivalentů katechinu. [68] 4.6 STANOVENÍ CELKOVÝCH ANTOKYANŮ A OPTICKÉ HUSTOTY Pro stanovení celkových antokyanů a optické hustoty byla použita metoda SO 2. V 2 ml eppendorfce bylo protřepáno 200 µl vzorku s 1,8 ml 1,1 M HCl. Slepý pokus pro každý vzorek byl připraven stejným způsobem, jen roztok HCl byl nahrazen čerstvým roztokem 0,22 M K 2 S 2 O 5 (SO 2 ). Po uplynutí 180 minut byla v křemenné 54

55 kyvetě změřena absorbance vzorků s HCl při 280 nm a 520 nm. Slepý vzorek s SO 2 byl změřen jem při vlnové délce 520 nm. [66, 67] Výpočet celkových antokyanů [mg.l -1 ] = 4 * ředění * [A(HCl) 520 (5/3) * A(SO 2 ) 520 ] OD 280 = 10 * ředění * A(HCl) STANOVENÍ REDUKČNÍ SÍLY (Reduction Power; Pa) Pro stanovení redukčních schopností byla použita metoda založená na redukci železitých iontů (ferric reducing / antioxidant power; FRAP). V 1,5 ml eppendorfce bylo smícháno 980 µl reakční směsi. Ta byla složena z 1 mm TPTZ (2,4,6-tripyridyl-sstriazin), 2 mm FeCl 3, 50 nm HCl a 100 mm Na 2 SO - 4 s 20 µl vzorku a tato směs byla 20 minut inkubována při 37 C v termobloku. Poté po 10 minutách stání při laboratorní teplotě byla změřena absorbance při 620 nm proti slepému vzorku (ředící pufr). Redukční síla byla také vypočítána z kalibrační křivky, jako standard byla použita kyselina askorbová v množství mg.l -1. Výsledky jsou vyjádřeny ve formě mg.l -1 ekvivalentů kyseliny askorbové. [69] 4.8 STANOVENÍ ANTIRADIKÁLOVÉ AKTIVITY (antiradical Activity; AAR) Tato metoda je založena na deaktivaci komerčně dostupného 2,2-difenyl-βpikrylhydrazylového radikálu (DPPH), což se projevuje následným úbytkem absorbance při 515 nm. K 980 µl roztoku DPPH v methanolu (150 µm) bylo přidáno 20 µl vzorku. Vše bylo důkladně protřepáno a po 30 minutách byla změřena absorbance při 515 nm v porovnání s demineralizovanou vodou. Ke stanovení antiradikálové aktivity byl využit rozdíl absorbance slepého pokusu (ředící pufr) a vzorku. Antiradikálová aktivita byla vypočítána z kalibrační křivky, za použití kyseliny Trolux jako standardu v množství mg.l -1. Výsledky jsou vyjádřeny ve formě mm Trolux ekvivalentů. [70] 55

56 4.9 HPLC - STANOVENÍ JEDNOTLIVÝCH FENOLICKÝCH LÁTEK HPLC Vysokoúčinná kapalinová chromatografie Chromatografie je analytická metoda založená na principu separace jednotlivých složek vzorku. Lze ji použít ke kvantitativní i kvalitativní analýze. Separace probíhá během průchodu vzorku mezi dvěma fázemi. Vzorek je unášen v mobilní fázi (eluent) přes nepohyblivou stacionární fázi (sorbent). Sorbent je umístěn v separační koloně, kde přes ně proudí eluent. Různé analyty jsou v separační koloně zadržovány a zpožďovány podle různé afinity k sorbentu. Afinitu vytváří iontové vazby, van der Waalsovy síly, vodíkové vazby a interakce dipól dipól. Kapalinová chromatografie může být podle uspořádání stacionární fáze kolonová nabo plošná (tenkovrstvá nabo papírová). Separace na kolonové chromatografii může probíhat na základě různých mechanismů. Gelová permeační chromatografie pracuje na principu dělení molekul analytů v pórech gelu podle velikosti. Iontově výměnná chromatografie využívá rozdílné výměnné adsorpce iontů analytu na povrchu iontového měniče. Další chromatografií je rozdělovací, která pracuje na základě rozdílné rozpustnosti molekul analytu mezi dvěma nemísitelnými kapalinami. Adsorpční chromatografie využívá rozdílné adsorpce molekul analytů na povrchu tuhé fáze s aktivními centry. Obrázek č. 40: Separační kolona [64] 56

57 Detektory jsou umístěny za separační kolonou a zaznamenávají absorbanci eluátu, který z kolony vychází. Detektory pracují na mnoha různých principech, např. fluorescenční, refraktometrický, amperometrický, hmotnostně spektrometrický. Detektory v HPLC by měly být selektivní pro analýzu a málo citlivé k mobilní fázi. [62] Zóny analytů se během postupu kolonou rozšiřují. Každému analytu odpovídá v chromatogramu pík neboli eluční křivka, která charakterizuje koncentrační profil analytu v zóně. [62] Obrázek č. 41: Separace [64] Koncentrace jednotlivých fenolických látek byla stanovena doposud nepublikovanou metodou s přímým vstřikováním vzorku. Vína byla odstředěna (3 000 krát g; 6 min). Bílá a rosé vína byla 2 krát zředěna 50 mm HClO 4 4, červená vína byla zeděna 4 krát 30 mm HClO 4. Přístrojové vybavení: Binární vysokotlaký systém Shimadzu LC-10A. Systém control: SCL-10Avp 2 pumpy: LC-10ADvp Kolonový termostat s manuálním nástřikovým ventilem Rheodyne: CTO-10ACvp DAD detektor: SPD-M10Avp Software: LC solution 57