Научно-исследовательская работа

На сегодняшний день перед Республикой Крым остро стоит задача увеличения площадей под виноградниками с одновременным повышением валового сбора продукции и соответствующим увеличением производства винопродукции.


Решение актуальных практических задач обуславливает цели и задачи научного обеспечения инновационного развития виноградо-винодельческой отрасли для повышения качества и конкурентоспособности отечественной продукции – винограда, вина (в т.ч. продуктов функционального питания).


Современные фундаментальные исследования в области виноградарства направлены на:

1. Сохранение и целенаправленное использование генетических ресурсов винограда в селекционных программах. В настоящее время поддерживается ампелографическая коллекция (4120 сортообразцов винограда).

Создана признаковая коллекция (и база данных) 540 устойчивых к милдью сортов винограда, 2900 сортообразцов винограда по международной базе EURISCO. Запланировано продолжение работ по сохранению, мобилизации и систематике генетических ресурсов винограда восточного центра происхождения, в том числе и аборигенных Крымских сортов винограда, что является важным направлением фундаментальных исследований.


Сегодня получены по микросателлитным профилям формулы генотипов и молекулярно-генетические паспорта 52 аборигенных сортов винограда вида V. vinifera L., что позволяет точно и эффективно идентифицировать сорта и их посадочный материал для целей питомниководства. Создан банк данных ДНК-фингерпринтов 24 российских аборигенных сортов винограда, поддерживаемых в коллекции зародышевой плазмы института.

2. Ускоренное получение сортов винограда с заданными свойствами. На сегодняшний день получены свидетельства на два новых столовых сорта винограда – Ливия, Академик Авидзба – раннего срока созревания, и  поданы заявки на регистрацию двух новых столовых сортов винограда раннего срока созревания – Солнечная гроздь и Мускат Крыма,  а также нового высокоурожайного технического сорта, устойчивого к морозам и к болезням – Кефесия Магарача.

  Для ускорения селекционного процесса используются биотехнологические методы. Разработан экспресс-метод тестирования солеустойчивости сортов винограда, который проходит апробацию:

 

3. Обеспечение оздоровленным посадочным материалом. Закладку маточных насаждений винограда рекомендовано проводить, используя вегетирующую коллекцию in vitro, которая сегодня насчитывает 40 сортообразцов перспективных сортов и клонов. Наличие первичного оздоровленного материала дает возможность в любой момент приступить к процедуре выращивания посадочного материала биологической категории «Оригинальный».

Модифицированы методики для тестирования латентных форм основных вирусных, бактериальных и фитоплазменных инфекций винограда. Созданы 2 базы данных (совместно с ФИЦ Биотехнологии РАН) по распространению в Крыму скрытых стадий вирусных и бактериальных инфекций винограда. Показано, что закладка виноградных насаждений саженцами, не прошедшими идентификацию на наличие скрытой инфекции, приводит к снижению рентабельности производства.
4. Выделение высокоурожайных клонов ценных технических сортов винограда и обоснование оптимальных ресурсосберегающих технологий их выращивания. Разработана методика оценки перспективности столовых сортов винограда для выращивания в конкретной почвенно-климатической зоне виноградарства.

Проводится оценка адаптивности двух новых для Крыма столовых сортов и 13 новых клонов винограда технического направления использования для введения наиболее перспективных из них в сортимент, с разработанными элементами технологии возделывания.

5. Рациональное размещение виноградных насаждений – Разработана комплексная многофакторная картографическая модель пространственного распределения основных лимитирующих промышленное виноградарство агроэкологических факторов на территории Крымского полуострова.

По степени пригодности агроэкологических факторов для выращивания различных групп сортов винограда территория Крымского полуострова разделена на 14 экотопов (13 – по климатическим характеристикам и 1 – по неблагоприятным почвенным условиям). Для каждого из выделенных экотопов произведен подбор лучших сортов.

6. Усовершенствование системы мониторинга и прогнозирования фитосанитарного состояния ампелоценозов Крыма при использовании новых данных по структуре энтомо-, акаро- и патокомплексов в ампелоценозах и создание адаптивных систем защиты винограда

Результаты исследований по выявлению новых видов вредителей в Крыму, а также по оптимальному использованию биопрепаратов обобщены в изданных Методических рекомендациях.

Разработаны экспресс-методы тестирования чувствительности возбудителей оидиума и серой гнили к действующим веществам фунгицидов, даны рекомендации по антирезистентной тактике применения фунгицидов. Создана информационная база данных по экотоксикологическим характеристикам пестицидов разрешенные к применению на виноградниках РФ.

7. Получение органической продукции. Собраны экспериментальные данные для разработки технологии органического виноградарства, характеризующейся малоопасным агроэкотоксикологическим индексом и качественной продукцией, пользующейся повышенным спросом.


8. Формирование качества столового винограда при длительном хранении с учетом влияния различных агротехнических приемов и сортовых особенностей. Научно обоснована возможность повышения качества столового винограда и снижения потерь (на 2-5 %) при длительном его хранении за счет применения во время выращивания насаждений внекорневых подкормок препаратами различного физиологического действия.


Сотрудниками института проведены актуальные фундаментальные и прикладные исследования в области виноделия, направленные на:
— разработку системы управления формированием качества винодельческой продукции (в т. ч. пищевых продуктов функциональной направленности из винограда);
— установление закономерностей формирования ее отличительных признаков в зависимости от качества винограда, зоны его произрастания, технологии производства продукции, используемых штаммов дрожжей, вспомогательных материалов,
— научное обеспечение возможности эффективного технохимического контроля качества, безопасности и подлинности винопродукции, что обеспечивает защиту экономических интересов государства и производителей винопродукции, а также здоровья потребителей;
— научное обоснование формирования специализированных сырьевых баз, ориентированных на получение винопродукции определенного типа, включая коньячное производство и производство игристых вин,
— разработку ресурсо- и энергосберегающих технологий производства тихих, игристых вин и коньяков.
В результате проведенных исследований разработан и апробирован методологический подход к определению района произрастания винограда путем расчета интегральных показателей его химического состава и биохимических свойств и использования номограмм. Выявлены сходство и различия технологических параметров, состава фенольного и ароматобразующего комплексов винограда, произрастающего в разных районах Крыма, определена значимость природных факторов (район произрастания, сорт, год урожая) их обусловливающих.
Разработаны методология и алгоритм управления качеством столовых и ликерных вин, основанные на регулировании интенсивности экстракционных и окислительно-восстановительных процессов в технологическом цикле путем дифференцированного использования экзогенные ферментных систем, штаммов дрожжей, препаратов антиоксидазного и антиоксидантного действия, оптимизации режимов и параметров технологических этапов в зависимости от биохимических и физико-химических свойств сырья и типа производимой продукции. Технологические решения защищены 2 патентами.
Для стабилизации вин в Российской Федерации, в основном, используют белковые препараты животного происхождения – желатин, альбумин, рыбий клей – импортного производства (из-за отсутствия отечественных). Альтернативой этому могут быть препараты растительных белков из зернобобовых культур, технология производства которых разрабатывается в «Магараче». Получены экспериментальные образцы препаратов растительного белка из гороха, подсолнечника и пшеницы и проведена технологическая оценка их стабилизирующего действия. Установлена перспективность получения препаратов в гидратированной форме с содержанием сухого протеина 10-12 % и высокой степенью растворимости в вине.


В плане совершенствования методов выявления фальсифицированной винопродукции установлены закономерности изменения энохимических показателей вин при их фальсификации путем внесения веществ, имитирующих цвет, аромат и вкус. Обоснованы новые критерии, позволяющие устанавливать невиноградное происхождение пищевых добавок и диагностировать в винах их наличие (красителей, сахаросодержащих компонентов, органических кислот, глицерина). Подана заявка на патент РФ «Способ идентификации аутентичности сусла виноградного концентрированного». Издана монография «Методология идентификации подлинности вин»; коллективу авторов присуждена Государственная премия Республики Крым в области науки и техники за 2017 г.
Селекционированы 11 штаммов винных дрожжей для производства разных типов вин, в том числе 2 тест-культуры для оценки устойчивости винных дрожжей к пестицидам. Эти штаммы паспортизированы и депонированы в Коллекцию микроорганизмов виноделия «Магарач» (КМВ «Магарач»). Разработаны рекомендации «Метод определения остаточных количеств пестицидов в виноградном сусле и его применение в виноделии».


В направлении исследований по производству новых пищевых продуктов функциональной направленности из винограда обоснована возможность использования виноградной выжимки в качестве сырья для новых пищевых продуктов специального диетического питания, определены основные методы оценки биологической активности традиционных (соки, винопродукция) и инновационных продуктов переработки винограда.


Экспериментально исследованы компоненты системы свободно-радикального окисления липидов и антиоксидантов in vivo на модели метаболического синдрома, гипоксии, ишемического повреждения миокарда с применением образца игристого вина и экспериментального образца спиртового экстракта виноградной выжимки.


Сотрудниками института «Магарач» также поддерживается коллекция сортов табака, проводится интродукция (слайд 30) и создание новых сортов, применительно к запросам производства (например, сортов с низким содержанием никотина).


Сотрудники института «Магарач» на протяжении 190 лет успешно осуществляют научное обеспечение виноградновинодельческой отрасли, в соответствии с ее потребностями. В настоящее время роль науки возрастает, так как укрепляется государственное регулирование развития рынков винограда и вина, выделяется финансирование для расширения сырьевой базы.


Следующая ступень инновационных исследований и разработок, направленных на развитие виноградо-винодельческой отрасли Российской Федерации определяется комплексом внешних и внутренних вызовов. Наиболее значимыми внешними вызовами, требующими научно-технологического решения, являются:
Глобальные изменения климата, которое ведет ведет к:
► нарушению вегетативного цикла растений;
►расширению видового состава фитофагов и фитопатогенов, инвазий болезней и вредителей;
► изменению устоявшихся агробиологических и технологических характеристик винограда;
► снижению биологического разнообразия ампелосистем,
► снижению эффективности технических и биотехнологических средств возделывания винограда технологических схем виноделия
Возрастание антропогенных нагрузок ведет к:
► потере устойчивости растений к абиогенным и биогенным факторам , адаптации вредных организмов к средствам защиты растений, что снижает их эффективность;
► нарушению экологического баланса биосферы , создающие риски для здоровья человека, что ставит задачи обеспечения безопасности продовольственных товаров, а создания продуктов функционального питания
Проблемы научно-методологических и аналитических аспектов идентификации аутентичности продукции виноградарства и виноделия, мониторинга их качества и безопасности.
(слайд 32) Мировые научно-практические тенденции решения глобальных внешних проблем в области виноградарства и виноделия характеризуются системным и комплексным подходом, охватывающим широкий спектр вопросов от экологии и растительных биоресурсов до мониторинга качества и безопасности готовой продукции, а также правовой защиты, как производителей, так и потребителей.

В перспективе фундаментальные исследования направлены на:
— Выявление генетических закономерностей наследования ценных признаков (в том числе устойчивых к биотическим и абиотическим стресс-факторам) винограда и совершенствование селекционного процесса с использованием традиционных методов в сочетании с технологиями in vitro, методов геномной и маркер-ориентированной селекции, геномного редактирования, отдаленной гибридизации, клеточной и хромосомной инженерии.
— Создание научных основ агробиотехнологий производства оздоровленного посадочного материала.
— Создание методологии проектирования устойчивых агроэкосистем, характеризующихся высоким биологическим разнообразием, и адаптивных агротехнологий в виноградарстве, включая органическое земледелие, на основании выявления закономерностей пространственного распределения биоклиматических индексов, научного обоснования систем контроля развития вредных организмов с использованием альтернативных методов, в том числе биологических.
— Создание научных основ формирования качества столового винограда при хранении и методик повышения хранимоспособности винограда.
Развитие закономерностей и механизмов формирования качества и стабильности винопродукции, в т.ч. с эко- и географическими статусами, и методологии управления процессами в технологическом цикле, включая:
— селекцию культур винных дрожжей;
— создание аналитического описания процессов, совершенствование системы контроля от сырья до готовой продукции, в т.ч. диагностику розливостойкости вин, принципов выявление фальсифицированной продукции.
Разработка основных принципов и технологий производства традиционных и инновационных продуктов переработки винограда как продуктов функциональной направленности с максимальной сохранностью биологически ценных компонентов фенольного комплекса.
С целью построения качественно новой и соответствующей современному мировому уровню системы научных исследований и разработок Стратегией развития института «Магарач» предусмотрено Развитие инфраструктуры и среды исследований и разработок
Достижения современной науки раскрывают широкие перспективы инновационного развития виноградарства и виноделия, которые должны быть реализованы российскими учеными.

ru / en