AgronomyResearch vol 13 number pdf



Yüklə 83,58 Kb.
Pdf görüntüsü
tarix18.04.2018
ölçüsü83,58 Kb.
#39133


141 

Agronomy Research 13(1), 141–147, 2015 

 

 



 

The effect of genotype on table grapes soluble solids content 

 

M. Maante



*

, E. Vool, R. Rätsep and K. Karp 

 

Department  of  Horticulture,  Institute  of  Agricultural  and  Environmental  Sciences, 



Estonian University of Life Sciences, Kreutzwaldi 64, EE51014 Tartu, Estonia; 

*

Correspondence: mariana.maante@student.emu.ee 



 

Abstract.  Sugar  concentration  in  fresh  consumed  table  grapes  is  mainly  connected  with 

technological maturity and primarily expressed by soluble solids content. The EU Regulation has 

laid down maturity requirements for Vitis vinifera L. cultivars (OJ L 157, 15.6.2011). The lowest 

allowed soluble solids content is 13 °Brix for seeded cultivars and 14 °Brix for seedless cultivars. 

In cool climate there are mainly cultivated grape hybrid cultivars which refractometric index is 

not  regulated  with  this  regulation.  The  aim  of  the  present  experiment  was  to  investigate  the 

accumulation dynamics and content of soluble solids from the beginning of veraison to harvest 

in  table  grapes  with  protected  cultivation  condition.  The  research  was  conducted  with  3  black 

(‘Osella’, ‘Kosmonavt’, ‘Mars’), 3 red (‘Swenson Red’, ‘Somerset Seedless’, ‘Canadice’) and 2 

white (‘Arkadia’, ‘Supaga’) vine cultivars in 2013 and 2014. The results of the study indicated, 

that fruits of all table grape cultivars achieved the minimum content of soluble solids required for 

table grapes. Two years mean of soluble solids content varied among black, red and white grape 

cultivars  respectively  from  15.0  to  22.1  °Brix,  from  15.6  to  22.5  °Brix  and  from  13.9  to 18.9 

°Brix. The highest soluble solids content was observed in both years among black cultivars in 

Osella, among red cultivars in Somerset Seedless and among white in Supaga. 

 

Key words: Brix, Vitis sp., hybrid cultivars. 

 

INTRODUCTION 

 

The grapes (Vitis sp.) are used for making wine, raisin and for fresh consumption, 



intended for table use. In Europe traditional grape growing region lies between 30° and 

50° N (Gustafsson & Mårtensson, 2005). But in spite of the harsh climate grapes are also 

cultivatied  in  cool climate condition above  50°  N.  In Estonia  grapes  are cultivated in 

open field contitions and protected areas. Table grapes for commercial consumption are 

mainly grown on protected areas because in northen countries there is a problem with 

late spring and early autumn frost. Protected cultivation helps to decrease frost injuries 

and also helps to get earlier yield (the temperature is higher than on open field). 

Grapes should not be harvested until mature, because they do not ripen after harvest 

(Nelson, 1985). Indicator of grape maturity is the sugar content, determined as the total 

soluble  solids  content  in  the  berry  juice  and  it  is  measured  on  a  degree-Brix  scale 

(Nelson, 1985). Growers mainly use it as an indicator of ripness (Muñoz-Robredo et al., 

2011). For winegrowers it is the most practical parameter to look at because the sugar 

concentration  determines  the  potential  alchol  content  in  the  wine  (Liu  et  al.,  2006; 

Nogales-Bueno et al., 2014). Also table grape growers need to measure the sugar content 

because it is connected with grape technological maturity. 



142 

Soluble solids content depends on the cultivar and production area (Nelson, 1985). 

In  the  world  there  are  marketing  standards  for  table  grapes  cultivars  grown  from 

V. vinifera L. Overall rule is that table grape production cultivars are harvested with a 

lower level of soluble solids than wine grapes (Liu et al., 2006). In the EU minimum 

soluble solids content levels are given as 12 °Brix for the cultivars Alphonse Lavalleé, 

Cardinal  and  Victoria,  13  °Brix  for  all  other  seeded  cultivars,  and  14  °Brix  for  all 

seedless cultivars (OJ L-157 15/06/2011). These standarts are same in Afghanistan, but 

the minimum °Brix for the Indian markets is 16 (ETN 300, 2004). In the United States, 

in California and early production areas the minimum soluble solids content is 16.5 °Brix 

(Rees et al., 2012). According to the International Organisation Vine and Wine (OIV, 

2008)  tabel  grapes  with  a  Brix  degree  equal  to  or  above  16  is  considered  as  ripe. 

Recommended  soluble  solids  content  in  red  wine  grapes  are  from  20  to  23°Brix 

(Schalkwyk & Archer, 2000). 

Proceeding  from  the  previous,  we  can  set  up  a  hypothesis:  in  cool  climate 

conditions table  grapes  ripen  and achieve  desired level  of  soluble  solids  on  protected 

area  faster.  The  aim  of  the  study  was  to  determine  the  accumulation  dynamics  and 

content of soluble solids from the beginning of veraison to harvest in table grapes with 

protected cultivation condition. 

 

MATERIALS AND METHODS 

 

The research was conducted with 3 black (‘Osella’, ‘Kosmonavt’, ‘Mars’), 3 red 



(‘Swenson  Red’,  ‘Somerset  Seedless’,  ‘Canadice’)  and  2  white  (‘Arkadia’,  ‘Supaga’) 

vine  hybrid  cultivars  in  2013  and  2014.  The  berry  samples  were  collected  from  the 

protected cultivation area in West-Estonia at Lüüste village (58° 37′ 42″ N, 25° 8′ 17″ E). 

The  grapevines  were  propagated  in  vitro  and  grown  as  own-rooted.  The  protected 

cultivation vineyard plastic tunnels 45 m in length, 8 m in width and 4 m in height were 

used.  The  protected  area  was  covered  with  0.18  thick  UV  stable  low  density 

polyethylene, at the end of AprilVines were planted in 2010, in 1.65 × 3.5 m spaces 

and trained in high double trunk trellis. White polypropylene fabric and spruce (Picea

branches were used as vine winter cover no additional heating system was used in plastic 

tunnels.  The  vine  rows  were  oriented  from  north  to  south  and  ground  covered  with 

0.04 mm thick black polyethylene plastic. The experimental area soil was sandy loam, 

pH

KCl



 5.6 and 4.5% humus content. The soil P, K, Ca and Mg content was sufficient 

based on vine nutrients need and no additional fertilizers were used in experimental area. 

The experimental design was a randomized block with 3 replicates. 

On the protected cultivation, in 2013 and 2014, the air temperatures were higher 

than open field and many years’ means (Fig. 1). In 2013, average air temperatures on the 

protected  cultivation  and  open  field  were  respectively  21.6  °C  and  17.8  °C  in  June, 

21.1 °C and 17.5 °C in July, 18.9 °C and 16.6 °C in August, and 12.8 °C and 10.8 °C in 

September. In 2014, average air temperatures on the protected cultivation and open field 

were respectively 17.2 °C and 13.4 °C in June, 22.9 °C and 19.3 °C in July, 18.7 °C and 

16.4 °C in August, and 13.1 °C and 11.1 °C in September. In June 2013 on the protected 

cultivation the air temperature were 4.4 °C higher and in July 1.7 °C lower than 2014. 

The average temperatures in Estonia in the period from 1971–2000 were respectively 

15.1 °C in June, 16.9 °C in July, 15.6 °C in August and 10.4 °C in September. It appears 

that, in June 2014, in the open field the temperature was 1.7 °C lower than usual. Both 




143 

years in August and September air temperature were similar among protected cultivation 

and among open field. 

 

 



 

Figure 1. The mean air temperature in protected and open field in 2013, 2014 and the many years’ 

means (1971–2000). 

 

The soluble solids (SS, °Brix) measurements were carried out in 2013 from 08.08 



to 20.09 and in 2014 from 7.08 to 12.09. The soluble solids content was measured from 

fresh  berries  by  refractometer  (Atago  Pocket  Refractometer  Pal-1).  For  °Brix 

measurements,  30  grapes  in  3  replications  from  the  different  parts  of  a  cluster  were 

picked and analysed. 

The  results  of  SS  dynamics  were  tested  by  one-way  analysis  of  variance.  To 

evaluate significant influence, the least significant difference (LSD

0.05

) was calculated. 



Different letters on figures mark significant differences at  0.05. 

 

RESULTS AND DISCUSSION 

 

In 2013 grapes SS content varied from the beginning of veraison to harvest from 



8.7 to 22.6 °Brix and received at the minimum required level of maturity (EU standards) 

in different times (Fig. 2). At the beginning of August SS content varied from 8.7 to 16.3 

°Brix. SS content changed in August among the cultivars 0.1 to 6.2 °Brix. SS content 

increased the most in cultivar Kosmonavt (10.5 to 16.7 °Brix) and least in cultivar Osella 

(14.1 to 14.2 °Brix). At the beginning of September SS content varied 13.0 to 20.5 °Brix 

and the last day of harvest 15.0 to 22.6 °Brix. SS content changed in September among 

cultivars 1.6 to 5.6 °Brix. SS content increased the most in cultivar Canadice (3.0 to 18.6 

°Brix) and least in cultivar Mars (13.4 to 15.0 °Brix). 

In 2014 grapes SS content varied from the beginning of veraison to harvest from 

9.0 to 19.6 °Brix and received at the minimum required level of maturity (EU standards) 

in  different  times  (Fig.  3). At  the  beginning  of  August  SS  content  varied  from  9.6  to  

16.1  °Brix.  SS  content  changed  in  August  among  the  cultivars  1.5  to  6.1  °Brix.  SS 

content increased the most in cultivar Supaga (10.6 to 16.7 °Brix) and least in cultivar 

Kosmonavt (16.1 to 17.6 °Brix). At the beginning of September SS content varied 12.7 

0

5

10



15

20

25



June

July


August

September



T

e

m

p

e

ra

tu

re

 (°

C

)

Protected cultivation

2013

Open field 2013



Protected cultivation

2014


Open field 2014

1971-2000




144 

to  18.1  °Brix  and  the  last  day  of  harvest  13.9  to  18.3  °Brix.  SS  content  changed  in 

September among cultivars 0.2 to 0.7 °Brix. 

 

 



 

Figure  2.  Table  grape  ‘Osella’,  ‘Kosmonavt’,  ‘Mars’,  ‘Swenson  Red’,  ‘Somerset  Seedless’, 

‘Candice’,  ‘Arkadia’  and  ‘Supaga’  soluble  solids  content  (°Brix)  changes  during  the  periods 

08.08–20.09.2013. 

 

 



 

Figure  3.  Table  grape  ‘Osella’,  ‘Kosmonavt’,  ‘Mars’,  ‘Swenson  Red’,  ‘Somerset  Seedless’, 

‘Candice’,  ‘Arkadia’  and  ‘Supaga’  soluble  solids  content  (°Brix)  changes  during  the  periods 

7.08.–12.09.2014. 

 

The rapid accumulation of sugars starts in grapes at the beginning of veraison and 



slows  as  maturity  approaches  (Bisson,  2001;  Pedneault  et  al.,  2013).  It  was  also 

confirmed  in  our  experiment.  The  beginning  of  veraison  depends  on  the  cultivar  and 

8

10

12



14

16

18



20

22

24



8.08.

16.08.


25.08.

3.09.


12.09.

20.09.


So

lu

b

le

 s

o

li

d

s

 (°

B

ri

x

)

Year 2013

Osella


Kosmonavt

Mars


Swenson Red

Somerset Seedless

Canadice

Arkadia


Supaga

8

10



12

14

16



18

20

22



24

7.08.


14.08.

22.08.


27.08.

4.09.


12.09.

So

lu

b

le

 s

o

li

d

s

 (°

B

ri

x



Year 2014

Osella


Kosmonavt

Mars


Swenson Red

Somerset Seedless

Canadice

Arkadia


Supaga


145 

growth conditions. The length of the veraison is 6 to 8 weeks (Plocher & Parke, 2008). 

For example in this experiment shorter ripening period has ‘Osella’ and ‘Kosmonavt’. 

In 2013 SS content in the cultivars Kosmonavt and Osella drops with some evaluation 

terms. It could be caused by the fact that SS content is not valuable with bare eye and 

collecting  samples  we  focus  on  berry  color.  Different  phenolic  compounds  are 

responsible for the grape color. It is known maximum accumulation level of sugars and 

phenols do not coincide (Maujean et al., 1983). Because of that into the berry samples 

could  get  some  berries  with  lower  SS  content.  In  this  experiment  cultivars  Mars, 

Swenson Red and Arkadia started to ripen later than other cultivars in both year. Earliest 

cultivars were Somerset Seedless, Kosmonavt and Osella. Also their SS content were 

highest at the end of veraison, because of longer ripening period. In 2014 grapes started 

to  ripen  earlier,  this  is  due  to  higher  temperatures  in  July.  Also  because  of  higher 

temperatures SS content could be reached an optimum level faster in 2014 than 2013, as 

demonstrated by the SS content stability in the measuring period (variation was less than 

in 2013). 

 

 

 



Figure  4.  The  grapes  soluble  solids  (°Brix)  content  in  the  protected  cultivation  on  cultivars 

Osella, Kosmonavt, Mars, Swenson Red, Somerset Seedless, Canadice, Supaga and Arkadia in 

2013 and 2014. 2013 growing season cultivars effect PD%=0.9, 2014 growing season cultivars 

effect PD% = 0.8. 

 

The content of SS ranged on the harvest from 15.0 to 22.6 °Brix in 2013 and 13.9 



to  18.2  °Brix  in  2014  (Fig.  4).  In  2013  among  black  cultivars  Osella  had  the  highest 

value of SS (22.6 °Brix), but in both experimental year it was significantly lower in Mars 

(respectively  15.0  and  15.2  °Brix).  Among  red  cultivars  Somerset  Seedless  had  the 

highest  value  of  SS  (22.1  °Brix)  in  2013,  but  both  experimental  year it  was lower  in 

Swenson  Red  (respectively  15.6  and  15.9  °Brix).  Among  white  cultivars  Supaga  had 

significantly higher values of SS in both years (respectively 18.9 and 17.8 °Brix). Year 

had a significant effect on table grapes SS content. In 2013 in several cultivars SS content 

was higher than 2014

In 2013 the harvest time was longer and because of that soluble 



solids accumulation period was also longer and °Brix values higher. Growing grapes on 

protected  area  we  can  extend  the  grape  growing  season,  due  to  heat  accumulation 

(Plocher & Parke, 2008). In Helsinki greenhouses accumulates 75 to 100% more  heat 

than outdoor and because of that they can extend the growing season one month in the 

d

c

a



a

e

bc



c

b

D



CD

B

B



CD

C

CD



A

0

5



10

15

20



25

O

s



e

lla


Ko

s

m



o

n

a



v

t

M



a

rs

Sw



e

n

s



o

n

R



e

d

So



m

e

rs



e

t

Se



e

d

le



s

s

C



a

n

a



d

ic

e



Su

p

a



g

a

A



rk

a

d



ia

Black


Red

White


So

lu

b

le

 s

o

li

d

s

 (°

B

ri

x

)

2013


2014


146 

spring and in the autumn (Plocher & Parke, 2008). Fruits sugar concentration is higher 

in higher temperature conditions (Mira de 

de 


Orduńa, 2010) and it is also influenced by 

the genotype (Shiraishi et al., 2010). It was also confirmed in our study. 

The EU Regulation provides maturity requirements for V. vinifera L. cultivars. The 

lowest  allowed  SS  content  is  13  °Brix  for  seeded  cultivars  and  14  °Brix  for  seedless 

cultivars. Compared to this requirement all our hybrid cultivars achieved these levels. 

But  in  the  Nordic  countries  an  important  factor  in  the  formation  of  taste  are  acids. 

Jayasena  and  Cameron  (2008),  on  the  Crimson  Seedless  cultivar,  reported  that  the 

consumer acceptance increases with increasing SS content from 10 to 20 °Brix. In our 

experiment  SS  content  was  lowest  in  cultivars  Mars,  Swenson  Red  and  Arkadia  and 

highest  in  cultivars  Osella,  Kosmonavt  and  Somerset  Seedless.  Investigators  of  this 

experiment  assessed  better  tasting  cultivars  Arkadia,  Kosmonavt,  Swenson  Red  and 

Somerset Seedless. This indicates that the taste is not determine only by SS content. 

SS  content  differs  among  cultivars.  For  example  optimum  level  for ‘Arkadia’  is 

find by Tairov National Research Centre for Viticulture and Winemaking 15 to 16 °Brix 

(Vinograd  ‘Arkadia’,  2015),  for  ‘Kosmonavt’  is  find  by  I.M.  Filippenko  18.4  °Brix 

(Vinograd  ‘Kosmonavt’,  2015),  for  ‘Mars’  find  by  J.N.  Moore  is  16  to  20  °Brix 

(Vinograd ‘Mars’, 2015) and for ‘Swenson Red’ find by E. Swenson is 17 to 18 °Brix 

(Myvinogradnik ‘Swenson Red’, 2015). In our experiment ‘Arkadia’ and ‘Kosmonavt’ 

reached  that  optimum  level.  ‘Mars’  and  ‘Swenson  Red’  SS  content  did  not  reach  to 

optimum level, because they started to ripen later. 

 

CONCLUSIONS 

 

The study results indicates that soluble solids content in table grapes on protected 



area depends on the beginning of ripening on the cultivar and temperature. SS content 

was highest in cultivars Osella, Kosmonavt and Somerset Seedless. For growers it means 

that planning table grapes harvesting time they need to take into account temperature 

and cultivar ripening time. 

 

ACKNOWLEDGMENTS.  This  research  was  supported  by  Estonian  Science  Foundation  



Grant No. 9363. 

 

REFERENCES 

 

Bisson,  L.  2001.  In  search  of  optimal  grape  maturity.  Practical  Winery  Vineyard,  July/Aug  



32–43. 

ETN 


003. 

2004. 


Afghan 

Grapes: 


Grading 

for 


Quality. 

http://afghanag.ucdavis.edu/a_horticulture/fruits-trees/grapes/fact-

sheetsgrapes/ExtensionToolkitNotes3_GradingforQuality.pdf.pdf/view. 

Accessed 

21.01.2015 

Gustafsson,  J-G.,  Mårtensson,  A.  2005:  Review  article:  Potential  for  extending  Scandinavian 

wine  cultivation.  Acta  Agriculturae  Scandinavica,  Section  B  –  Soil  &  Plant  Science  55,  

82–97. 


Jayasena,  V.,  Cameron,  I.  2008.  °Brix/acid  ratio  as  a  predictor  of  consumer  acceptability  of 

Crimson Seedless table grapes. Journal of Food Quality 31, 736–750. 




147 

Liu, H-F., Wu, B-H., Fan, P-G., Li, S-H., Li, L-S. 2006. Sugar and acid concentration in 98 grape 

cultivars analyzed by principal component analysis. Science of Food and Agriculture 86

1526–1536. 

Maujean, A., Brun, O., Vesselle, G., Bureau, G., Boucher, J.M., Cousin, M., Feuillat, M. 1983. 

Investigations on grapevine maturation in the Champagne region: method of forecasting the 

harvesting date. Vitis 22, 137–150. 

Mira  de  Orduńa,  R.  2010.  Climate  change  associated  effects  on  grape  and  wine  quality  and 

production. Food Research International 43, 1844–1855. 

Muñoz-Robredo,  P.,  Robledo,  P.,  Manriques,  D.,  Molina,  R.,  Defilippi,  B.G.  2011. 

Characterization  of  sugars  and  organic  acids  in  commercial  varieties  of  table  grapes. 

Chilean Journal of Agricultural Research 71, 452–458. 

Myvinogradnik 

‘Swenson 

Red’.  http://myvinogradnik.ru/sorta-vinograda/s/svenson-red/. 

Accessed 30.01.2015. 

Nelson, K.E. 1985. Harvesting and handling California table grapes for market. Second Edition, 

UCANR Publications, 67 pp. 

Nogales-Bueno,  J.,  Hernándes-Hierro,  J.M.,  Rodrigues-Pulido,  F.J.  2014.  Determination  of 

technological maturity of grapes and total phenolic compounds of grapes skins in red and 

white  cultivars  during  ripening  by  near  infrared  hyperspectral  image:  A  preliminary 

approach. Food Chemistry 152, 586–591. 

OIV.  2008.  Resolution  VITI  1/2008.  OIV  Standard  on  Minimum  Maturity  Requirements  for 

Table  Grapes.  Organisation  Internationale  de  la  Vigne  et  du  Vin,  Paris. 

ftp://ftp.fao.org/codex/meetings/cac/cac36/if36_05e.pdf. Accessed 21.01.2015 

OJ 


L-157 

15/06/2011.  Marketing  standards  for  fresh  fruits  and  vegetables. 



http://exporthelp.europa.eu/update/requirements/ehir_eu13_02v001/eu/auxi/eu_mktfrveg_

annex1b_r543_2011_grapes.pdf. Accessed 10.12.2014 

Pedneault, K., Dorais, M., Angers, P. 2013. Flavor of cold-hardy grapes: impact of berry maturity 

and environmental conditions. Agricultural and Food Chemistry 61, 10418–10438. 

Plocher, T., Parke, B. 2008. Growing grapes and making wine in cool climate. Second Edition, 

Northern Winework, 208 pp. 

Rees, D., Farrell, G., Orchard, J. 2012. Crop Post-Harvest: Science and Technology, Perishables. 

John Wiley & Sons, 480 pp. 

Schalkwyk, H., Archer, E. 2000. Determining optimum ripeness in wine grapes. Wineland 130

90–91. 

Shiraishi, M., Fujishima, H., Chijiwa, H. 2010. Evaluation of table grape genetic resources for 



sugar, organic acid, and amino acid composition of berries. Euphytica 174, 1–13. 

Vinograd ‘Arkadia’. http://vinograd.info/sorta/stolovye/arkadiya.html. Accessed 30.01.2015. 

Vinograd 

‘Kosmonavt’. 



http://vinograd.info/sorta/stolovye/kosmonavt.html

Accessed 

30.01.2015. 

Vinograd ‘Mars’. http://vinograd.info/sorta/bessemyannye/mars.html. Accessed 30.01.2015. 



 

 

Yüklə 83,58 Kb.

Dostları ilə paylaş:




Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©www.genderi.org 2024
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə