Biochemical composition of fruit must from small-fruit apple varieties grown in the Southern Baikal Region

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Most climatic zones of the Russian Federation include vast apple plantations that serve as the primary source of raw materials for the production of cider and fruit alcoholic beverages. The technological potential of new apple varieties in the production of fruit alcoholic beverages is understudied. The present study aims to examine the chemical composition (including the fractional composition of sugars and organic acids) of fruit must from small-fruit apple varieties grown in the Southern Baikal region and to identify the most suitable varieties for cider production.The biochemical composition of must was determined via conventional methods as per state standards. Smallfruit semi-cultivars grown in the Southern Baikal Region are characterized by variability in the content of extractive substances. In different years, the fruit of the same variety accumulates different amounts of dissolved solids (12.5–14.5%), primarily sugars (109.3–135.3 g/dm3). Among sugars, fructose is the most abundant (over 50%), followed by glucose. The proportion of disaccharides in the composition of sugars in the fruits of different varieties ranges from 9.1 to 21.5%. The concentration of organic acids in the studied varieties ranges from 7.2 to 13.0 g/dm3. The detected organic acids include malic acid (up to 83.4%), citric acid (up to 6.7%), lactic acid (up to 6.4%), succinic acid (up to 2.5%), as well as trace amounts of tartaric and acetic acids. The amount of phenolic compounds in the specimens varies from 522.5 to 1704.6 mg/dm3. The studied semi-cultivars were classified as sharp and bittersharp cider apple varieties.

About the authors

N. P. Suprun

Irkutsk National Research Technical University

Email: suprun_np@mail.ru

G. S. Gusakova

Irkutsk National Research Technical University

Email: gusakova58@mail.ru

N. S. Anikina

All-Russian National Research Institute of Vinegrousing and Winemaking, “Magarach” RAS”

Email: hv26@mail.ru

E. A. Slastya

All-Russian National Research Institute of Vinegrousing and Winemaking, “Magarach” RAS”

Email: phyton.crimea@gmail.com

References

  1. Tsoupras A., Moran D., Lordan R., Zabetakis I. Functional properties of the fermented alcoholic beverages: apple cider and beer // Functional foods and their implications for health promotion / eds I. Zabetakis, A.B. Tsoupras, R. Lordan, D.P. Ramji. Academic Press, 2023. P. 319–339. doi: 10.1016/B978-0-12-823811-0.00013-4.
  2. Бабаева М.В., Кулаков В.Г., Иванов А.В. Анализ отрасли плодово-ягодного виноделия на территории РФ // Агропромышленный комплекс: состояние, проблемы, перспективы: сб. статей XV Междунар. науч.-практ. конф. Пенза: Изд-во ПГАУ, 2020. С.184–186. EDN: FLHNDK.
  3. Алексанян К.А., Ткачук Л.А. Технология производства фруктово-ягодных натуральных вин: монография. Минск: Беларуская навука, 2012. 305 с.
  4. Čakar U., Petrović A., Pejin B., Čakar M., Živković M., Vajs V., et al. Fruit as a substrate for a wine: a case study of selected berry and drupe fruit wines // Scientia Horticulturae. 2019. Vol. 244. P. 42–49. doi: 10.1016/j.scienta.2018.09.020.
  5. Pando Bedriñana R., Picinelli Lobo A., Rodríguez Madrera R., Suárez Valles B. Characteristics of ice juices and ciders made by cryo-extraction with different cider apple varieties and yeast strains // Food Chemistry. 2020. Vol. 310. P. 125831. doi: 10.1016/j.foodchem.2019.125831.
  6. Swami S.B., Thakor N.J., Divate A.D. Fruit wine production: a review // Journal of Food Research and Technology. 2014. Vol. 2, no. 3. P. 93–100.
  7. Calugar P.C., Coldea T.E., Salantă L.C., Pop C.R., Pasqualone A., Burja-Udrea C., et al. An overview of the factors influencing apple cider sensory and microbial quality from raw materials to emerging processing technologies // Processes. 2021. Vol. 9, no. 3. P. 502. doi: 10.3390/pr9030502.
  8. Агеева Н.М., Ульяновская Е.В., Ширшова А.А., Тихонова А.Н., Храпов А.А., Чернуцкая Е.А. Физико-химические показатели сидров различных производителей // Плодоводство и виноградарство Юга России. 2023. N 79 (1). С. 242–252. doi: 10.30679/2219-5335-20231-79-242-252. EDN: KARHGN.
  9. Ostrom M.R., Conner D.S., Tambet H., Smith K.S., Sirrine J.R., Howard P.H., et al. Apple grower research and extension needs for craft cider // American Society for Horticultural Science. 2022. Vol. 32, no. 2. P. 147–157. doi: 10.21273/HORTTECH04827-21.
  10. Weide J.V., van Nocker S., Gottschalk C. Metaanalysis of apple (Malus × domestica Borkh.) fruit and juice quality traits for potential use in hard cider production // Plants, People, Planet. 2022. Vol. 4, no. 5. Р. 463–475. doi: 10.1002/ppp3.10262.
  11. Bortolini D.G., Benvenutti L., Demiate I.M., Nogueira A., Alberti A., Ferreira Zielinski A.A. A new approach to the use of apple pomace in cider making for the recovery of phenolic compounds // LWT. 2020. Vol. 126. Р. 109316. doi: 10.1016/j.lwt.2020.109316.
  12. Włodarska K., Pawlak-Lemańska K., Górecki T., Sikorska E. Classification of commercial apple juices based on multivariate analysis of their chemical profiles // International Journal of Food Properties. 2017. Vol. 20, no. 8. P. 1773–1785. doi: 10.1080/10942912.2016.1219367.
  13. Barker B.T.P. The production of cider fruit on bush trees – vintage quality trials // Annual Report of the Long Ashton Research Station. 1943. P. 124–135.
  14. Lea A.G.H., Drilleau J.-F. Cidermaking // Fermented Beverage Production / eds A.G.H. Lea, J.R. Piggott. New York: Springer New York, 2003. P. 59–87. doi: 10.1007/978-1-4615-0187-9_4.
  15. Delgado Á. García-Fernández B., Gómez-Cortecero A., Dapena E. Susceptibility of cider apple accessions to European canker – comparison between evaluations in field planted trees and rapid screening tests // Plants. 2022. Vol. 11, no. 9. P. 1145. doi: 10.3390/plants11091145.
  16. Lahaye M., Thoulouze L., Calatraba M., Gauclain T., Falourd X., Le-Quere J.-M., et al. A multimodal and multiscale investigation of factors affecting the juice yield of cider apples // Food Chemistry. 2023. Vol. 420. P. 135649. doi: 10.1016/j.foodchem.2023.135649.
  17. Van Lanen A.L. The Washington apple: orchards and the development of industrial agriculture. Norman: University of Oklahoma Press, 2022. Vol. 7. 286 p.
  18. Кузьмина Е.И., Егорова О.С., Акбулатова Д.Р. Сидры в России и за рубежом. Сырье // Пищевая промышленность. 2022. N 12. С. 87–91. doi: 10.52653/PPI.2022.12.12.018. EDN: OZBVNH.
  19. Левгерова Н.С., Салина Е.С., Сидорова И.А., Седов Е.Н., Янчук Т.В. Технологические показатели плодов гибридных подвоев яблони и перспективы их использования в производстве сидра // Современное садоводство. 2021. N 3. С. 1–10. doi: 10.52415/23126701_2021_0301. EDN: LJEHTG.
  20. Причко Т.Г., Чалая Л.Д. Технические и биохимические особенности плодов новых перспективных сортов яблони как сырье для переработки // Научные труды Государственного научного учреждения Северо-Кавказского зонального научно-исследовательского института садоводства и виноградарства Российской академии сельскохозяйственных наук. 2014. Т. 5. С. 190–195. EDN: SHVJEZ.
  21. Ширшова А.А, Агеева Н.М., Бирюкова С.А. Исследование химического состава яблок различных сортов, произрастающих в хозяйствах Краснодарского края // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2020. Т. 82. N 2. С. 131–136. doi: 10.20914/2310-1202-2020-2-131-136. EDN: ANBFGB.
  22. Кох Д.А., Типсина Н.Н., Кох Ж.А. Способы переработки мелкоплодных яблок в пюре // Вестник КрасГАУ. 2016. N 3. С. 67–73. EDN: VQWAGT.
  23. Кох Д.А. Исследование химического состава сока из плодов мелкоплодных яблонь, произрастающих на территории Красноярского края // Ползуновский вестник. 2021. N 3. С. 30–34. doi: 10.25712/ASTU.2072-8921.2021.03.004. EDN: KTMQED.
  24. Наумова Н.Л., Лукин А.А., Слепнёва Т.Н., Велисевич Е.А. Биохимический состав плодов яблонь районированных сортов, произрастающих в разных агроценозах // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2023. Т. 13. N 2. С. 255–262. doi: 10.21285/2227-2925-202313-2-255-262. EDN: FPSKAN.
  25. Макаренко С.А. Сравнительная оценка биохимии плодов яблони алтайских сортов как источника питательных и биологически активных веществ // Химия растительного сырья. 2021. N 3. С. 245–252. doi: 10.14258/jcprm.2021039177. EDN: BDTBUT.
  26. Супрун Н.П., Гусакова Г.С., Раченко М.А. Ферментативный катализ яблочной мезги // Химия растительного сырья. 2023. N 1. С. 307–312. doi: 10.14258/jcprm.20230111067. EDN: CFMZFK.
  27. Методы технохимического контроля в виноделии / под ред. В.Г. Гержиковой. Симферополь: Таврида, 2002. 260 с.
  28. Аникина Н.С., Гержикова В.Г., Гниломедова Н.В., Погорелов Д.Ю. Методология идентификации подлинности вин. Симферополь: Дайпи, 2017. 151 с. EDN: ZGMTHP.
  29. Бурак Л.Ч., Завалей А.П. Создания продуктов с высокой антиоксидантной активностью с помощью полифенольных веществ яблок. Обзор // The Scientific Heritage. 2022. N. 84-1. С. 28–40 doi: 10.24412/92150365-2022-84-1-28-40. EDN: COBBTZ.
  30. Górnaś P., Mišina I., Olšteine A., Krasnova I., Pugajeva I., Lacis G., et al. Phenolic compounds in different fruit parts of crab apple: dihydrochalcones as promising quality markers of industrial apple pomace by-products // Industrial Crops and Products. 2015. Vol. 74. P. 607–612. doi: 10.1016/j.indcrop.2015.05.030.
  31. Wojdyło A., Oszmiański J. Antioxidant activity modulated by polyphenol contents in apple and leaves during fruit development and ripening // Antioxidants. 2020. Vol. 9, no. 7. P. 567. doi: 10.3390/antiox9070567.
  32. Вечер А.С., Юрченко Л.А. Сидры и яблочные игристые вина (химия и технология). М.: Пищевая промышленность, 1976. 135 с.
  33. Gnilomedova N.V., Anikina N.S., Gerzhikova V.G. Profile of sugars in a grape-wine system as the identifying indicator of the authenticity of wine products // Foods and Raw Materials. 2018. Vol. 6, no. 1. P. 191–200. doi: 10.21603/2308-4057-2018-1-191-200.
  34. Хоконов А.Б., Хоконова М.Б. Изменения химического состава сока яблок при созревании и хранении // Биология в сельском хозяйстве. 2022. N 3. C. 32–34. EDN: RBTFJM.
  35. Alberti A., Ferreira Zielinski A.A., Couto M., Judacewski P., Igarashi Mafra L., Nogueira A. Distribution of phenolic compounds and antioxidant capacity in apples tissues during ripening // Journal of Food Science and Technology. 2017. Vol. 54. P. 1511–1518. doi: 10.1007/s13197-017-2582-z.
  36. Wei J., Zhang Y., Yuan Y., Dai L., Yue T. Characteristic fruit wine production via reciprocal selection of juice and non-Saccharomyces species // Food Microbiology. 2019. Vol. 79. P. 66–74. doi: 10.1016/j.fm.2018.11.008.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».