Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10348/10342
Title: Selection of 'Tinta Roriz' clones for excellence in winery industry
Authors: Lemos, André Daniel Mendes
Advisor: Barros, Ana Isabel Ramos Novo Amorim de
Egea-Cortines, Marcos
Machado, Nelson
Keywords: Clonal selection
Tempranillo
Issue Date: 21-May-2020
Abstract: The clonal selection process is an important tool to varietal improvement, which uses the intra-varietal genetic variability existing in ancient varieties, to select the best genotypes with certain quantitative characteristics of interest. The Tinta Roriz variety (syn. Aragonez, Tempranillo), has been improved through the process of clonal selection in several countries, such as Spain and Portugal. The overall objective of this Doctoral Thesis is to contribute to the 'Tinta Roriz' clonal selection process currently in progress. To achieve that, the performance of 30 'Tempranillo' grape clones was evaluated in two distinct sub-regions of Douro Demarcated Region (DDR), namely Baixo Corgo (Cavernelho field) and Cima Corgo (São Luiz field), during two consecutive years, in respect to the oenological potential parameters, phytochemical content and antiradical activity by conventional methods. After these two years, microvinifications were performed for a set of ten 'Tempranillo' grape clones highlighted and for a set of twenty remaining 'Tempranillo' grape clones in each field. The wines were evaluated in terms of oenological parameters, phytochemical content, antiradical activity and sensory features. Moreover, for the set of tem grape clones, the oenological potential parameters, phytochemical content and antiradical activity were also assessed by conventional methods, and by HPLC-DAD-ESI-MSn, in the case of anthocyanins. Finally, the ability of Attenuated Total Reflectance – Mid-Infrared (ATRMIR) spectroscopy combined with multivariate analysis was evaluated, in order to discriminate the origin and harvest year of 'Tempranillo' grape clones and to predict oenological parameters, namely, soluble solids, pH and titratable acidity. The analysis of the 30 'Tempranillo' grape clones showed significant diferences between them in both fields, in respect to oenological parameters, phytochemical content and antiradical activity. Besides that, a set of ten grape clones (RZ02, RZ09, RZ10, RZ13, RZ15, RZ23, RZ24, RZ25, RZ26 and RZ28) was identified, displaying behavioral stability associated with appropriate values of soluble solids, titratable acidity, and phytochemical content. The wines made with ten grape clones displayed significantly higher concentrations of tannins, total phenols, flavonoids, ortho-diphenols, total anthocyanins and antiradical activity by ABTS, than the wines made with twenty grape clones in each field. However, no significant diferences were observed between the two wines for any of the descriptors used in the sensory analysis. The analysis of the ten grape clones showed significant differences for all the parameters in São Luiz field, while in Cavernelho field, no significant differences were found between grape clones for pH, titratable acidity and total anthocyanins parameters. For the same grape clone grown in different fields, significant differences were observed in most of the parameters, except for the soluble solids, pH and total anthocyanins. ATR-MIR combined with Partial Least Squares Discriminant Analysis (PLS-DA), using the normalized spectra of grape homogenates allowed an overall percentage of correct classifications of samples of 99.6 and 98.3 % in validation, according to origin and to harvest year, respectively. Moreover, through the normalized plus 1st Derivative spectra of grape skins, it was observed an overall percentage of correct classifications of samples of 96.7 and 90.0 %, in validation according to origin and to harvest year, respectively. Quantitative models developed by Partial Least Squares (PLS) regression allowed to predict the oenological parameters contents, being the best performance observed for the use of the normalized spectra, with calibration and validation determination coefficients (R2) of 0.92 and 0.90 for soluble solids, 0.90 and 0.84 for pH, 0.88 and 0.84 for titratable acidity, respectively.
O processo de seleção clonal é uma ferramenta importante para o melhoramento varietal, o qual utiliza a variabilidade genética intra-varietal existente em variedades antigas, para selecionar os melhores genótipos com determinadas características quantitativas de interesse. A variedade Tinta Roriz (sin. Aragonez, Tempranillo) tem sido melhorada através do processo de seleção clonal em vários países, como Espanha e Portugal. O objetivo geral desta tese de doutoramento é contribuir para o processo de seleção clonal de 'Tinta Roriz' atualmente em decurso. Para atingir este objetivo, foi avaliado o desempenho de 30 clones de uvas 'Tempranillo' em duas sub-regiões distintas da Região Demarcada do Douro (DDR), nomeadamente Baixo Corgo (campo do Cavernelho) e Cima Corgo (campo de São Luiz), durante dois anos consecutivos, em relação aos parâmetros de potencial enológico, conteúdo fitoquímico e atividade anti-radicalar por métodos convencionais. Após esses dois anos, foram realizadas microvinificações para o conjunto de dez clones de uvas 'Tempranillo' que se destacaram e para o conjunto dos restantes vinte clones de uvas 'Tempranillo' em cada campo. Os vinhos foram avaliados em termos de parâmetros enológicos, conteúdo fitoquímico, atividade anti-radicalar e características sensoriais. Além disso, para o conjunto de dez clones de uva, os parâmetros de potencial enológico, conteúdo fitoquímico e atividade anti-radicalar também foram avaliados por métodos convencionais, e por HPLC-DAD- ESI-MSn, no caso das antocianinas. Finalmente, foi avaliada a capacidade da espectroscopia no infravermelho médio usando o acessório de refletância total atenuada (ATR-MIR) em combinação com análise multivariada, para discriminar a origem e o ano de colheita dos clones de uva 'Tempranillo' e prever os conteúdos dos parâmetros enológicos, nomeadamente o conteúdo em sólidos solúveis, pH e acidez titulável. A análise dos 30 clones de uva 'Tempranillo' mostrou diferenças significativas entre eles nos dois campos, em relação aos parâmetros enológicos, conteúdo fitoquímico e atividade antiradicalar. Além disso, foi identificado um conjunto de dez clones de uva (RZ02, RZ09, RZ10, RZ13, RZ15, RZ23, RZ24, RZ25, RZ26 e RZ28), apresentando estabilidade comportamental associada a valores adequados de sólidos solúveis, acidez titulável e conteúdo fitoquímico. Os vinhos produzidos com os dez clones de uvas apresentaram concentrações significativamente maiores de taninos, fenóis totais, flavonóides, orto-difenóis, antocianinas totais e atividade antiradicalar pelo método de ABTS, do que os vinhos produzidos com os vinte clones de uvas em cada campo. No entanto, não foram observadas diferenças significativas entre os dois vinhos para nenhum dos descritores utilizados na análise sensorial. A análise dos dez clones de uva mostrou diferenças significativas para todos os parâmetros no campo de São Luiz, enquanto no campo de Cavernelho não foram encontradas diferenças significativas entre os clones de uva para os parâmetros pH, acidez titulável e antocianinas totais. Para o mesmo clone de uva cultivado em diferentes campos, foram observadas diferenças significativas na maioria dos parâmetros, com exceção dos sólidos solúveis, pH e antocianinas totais. O ATR-MIR combinado com a análise discriminante por mínimos quadrados parciais (PLS-DA), utilizando os espectros normalizados de homogeneizados de uvas, permitiu uma percentagem geral de classificações corretas das amostras de 99,6 e 98,3% na validação, de acordo com a origem e o ano de colheita, respetivamente. Além disso, através dos espectros normalizados mais 1ª Derivada das películas de uvas, foi observada uma percentagem geral de classificações corretas das amostras de 96,7 e 90,0%, na validação, de acordo com a origem e o ano de colheita, respetivamente. Modelos quantitativos desenvolvidos pela regressão por mínimos quadrados parciais (PLS) permitiram prever o conteúdo dos parâmetros enológicos, sendo o melhor desempenho observado pela utilização dos espectros normalizados, com coeficientes de determinação de calibração e de validação (R2) de 0,92 e 0,90 para sólidos solúveis, 0,90 e 0,84 para pH, 0,88 e 0,84 para acidez titulável, respetivamente.
Description: PhD thesis Agricultural Production Chains - From Fork to Farm
URI: http://hdl.handle.net/10348/10342
Document Type: Doctoral Thesis
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