CC BY
99
ЛЕСНЫЕ КУЛЬТУРЫ, СЕЛЕКЦИЯ, ГЕНЕТИКА И БИОТЕХНОЛОГИЯ
опылении (в последнем случае он варьировался от 8 % до 25 %).
В целом при сравнении особенностей роста в высоту у семенного потомства березы пушистой, полученного разными методами, в десяти и тринадцатилетнем возрасте можно говорить о более контрастном выражении этого признака у десятилетних деревьев. В качестве контроля использовался рост деревьев, полученных в результате свободного опыления. В старшем возрасте соотношение самоопыление/свободное опыление по признаку роста выявляется не так контрастно и количество переходных форм увеличивается. Выявлены семьи с опережающим контроль ростом, угнетенным ростом (явление инбри-динговой депрессии) и с не отличающимся от контроля ростом (переходные формы). Семьи самоопыленного потомства самофертильных деревьев березы пушистой статистически достоверно превышают по росту в высоту семьи этих же деревьев, опылявшихся свободно. У самостерильных деревьев, наоборот, лучшим ростом обладают семьи при свободном опылении. Рост самофертильных форм у этого вида характеризуется пониженными значениями С при самоопылении и повышенными - в случае свободного опыления.
Таким образом, способ опыления влияет не только на абсолютные показатели признака потомства (рост в высоту), но и на некоторые параметрические показатели (СД, которые могут быть использованы при первичном анализе признаков продуктивности и отнесении деревьев к той или иной системе семенного размножения.
Библиографический список
1. Драгавцев, В.А. Проблемы классификации внутривидовой генетической изменчивости растений / В.А. Драгавцев // Развитие научного наследия академика Н.И. Вавилова: тезисы межд. научн. конф. - Саратов: Изд-во Саратовской ГСХА, 1997. - С. 9-13.
2. Исаков, И.Ю. Дифференциация естественных популяций березы на аллогамные и аутогамные формы и их использование в селекции / И.Ю. Исаков // Леса Евразии - Северный Кавказ: материалы VIII Международной конф. молодых ученых, посвященной 270-летию со дня рождения A.T Болотова.- М.: МГУЛ, 2008. -Т. 2. - С. 141-142.
3. Бороевич, С. Принципы и методы селекции растений / С. Бороевич; пер. с сербо-хорватского. - М.: Колос, 1984. - 344 с.
4. Драгавцев, В.А. Уроки эволюции генетики растений / В.А. Драгавцев // Международный научный и прикладной журнал «Биосфера». - 2012. - Т 4.
- № 3. - С. 251-262.
5. Брюбейкер, Дж.Л. Сельскохозяйственная генетика / Дж.Л. Брюбейкер; пер. с англ. - М.: Колос, 1966.
- 224 с.
ИЗУЧЕНИЕ АНАТОМИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ ДРЕВЕСИНЫ ВИШНИ С ЦЕЛЬЮ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ СПИРТНЫХ НАПИТКОВ
В.В. КОРОВИН, проф. каф. селекции, генетики и дендрологии МГУЛ, д-р биол. наук, П.А. АКСЕНОВ, зав. лаб. каф. селекции, генетики и дендрологии МГУЛ, канд. с-х. наук, Л.А. ОГАНЕСЯНЦ, директор ВНИИПБиВП РАСХН, д-р техн. наук,
В.А. ПЕСЧАНСКАЯ, зав. отделом технологии крепких напитков ВНИИПБиВП РАСХН, В.А. ЗАХАРОВА, мл. н .с. ВНИИПБиВП РАСХН, д-р техн. наук,
Д.В. АНДРИЕВСКАЯ, н. с. ВНИИПБиВП РАСХН, канд. техн. наук,
М.А. ЗАХАРОВ, н. с. ВНИИПБиВП РАСХН, канд. техн. наук
[email protected], [email protected], [email protected]
Виноделие - одна из древнейших отраслей человеческой деятельности. Во многих странах в соответствии с географическим положением и направлением культурного развития складывались свои, самобытные традиции виноделия. И эти традиции необходимо бережно хранить, хотя бы как элементы
национальной культуры или как доведенные до совершенства технологии, замены которым до настоящего времени еще не найдено. Вместе с тем, так называемая «глобализация», охватывающая страны и континенты, несет с собой унификацию многих технологических процессов. При этом происходит отбор эконо-
126
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 1/2014
ЛЕСНЫЕ КУЛЬТУРЫ, СЕЛЕКЦИЯ, ГЕНЕТИКА И БИОТЕХНОЛОГИЯ
мически выгодных методик, и часто в ущерб самобытности, оригинальности, а в конечном счете, и качеству продукции. Виноделия это касается в полной мере.
Фруктовые и ягодные спиртные напитки, наряду с виноградными, известны человечеству с древнейших времен, и, казалось бы, в этой области все сказано. Также известно, что выдержка спиртных напитков в дубовых бочках заметно улучшает их качество. Однако в некоторых странах сравнительно недавно предприняты удачные опыты настаивать эти напитки или полученные из них дистилляты на древесине отдельных частей плодовых деревьев. В связи с этим, учитывая самобытность и неповторимость как исходного сырья для получения дистиллятов плодовых, так и материала, на котором эти напитки могут настаиваться, открываются большие перспективы по расширению ассортимента высококачественных спиртных напитков.
В разных географически отдаленных регионах анатомические и биохимические свойства растений, даже близких систематически, могут столь существенно различаться, что эти различия скажутся и на свойствах напитков, при создании которых данные растения используются.
Целью проведенных нами исследований была оценка пригодности древесины вишни в виде технологической щепы для выдержки плодовых дистиллятов с целью получения конкурентоспособных и высококачественных спиртных напитков.
Известно, что структурные особенности древесины во многом определяют органолептические свойства выдерживаемых напитков, они же влияют на скорость их созревания и на качество вырабатываемых из древесины экстрактов [1, 7-9].
Отдельные анатомические особенности строения древесины используются в качестве критериев отбора для ее дифференцированного использования в виноделии [2].
Предварительную оценку пригодности вишневой щепы для выдержки плодовых дистиллятов мы проводили на основе изучения анатомического строения ядровой древесины модельных деревьев вишни.
В литературных источниках отсутствует подробное анатомическое описание древесины вишни.
Представлена краткая характеристика макроструктуры и физико-механических свойств древесины вишни обыкновенной [6].
Общее представление о строении древесины двух видов рода Cerasus Juss. [3]. При сравнении древесины двух видов вишни - С. maximowtczii (Rupr.) Kom. и вишни сахалинской - С. sachalinensis (Fr. Schmidt) Kom. et Alis. выявлено, что различий в строении древесины этих видов не наблюдается [4].
Анатомическое строение древесины сходно со строением родов Armeniaca, Amygdalus и Persica, но количество клеток в ширине многорядных лучей не превышает пяти, а у некоторых видов (С. mahaleb Mill.) преобладают узкие лучи; сосуды же несколько более редкие и чаще собраны в группы [5].
В качестве объекта исследования была использована древесина ветвей вишни обыкновенной сорта Владимирская, возраст 10 лет (Московская обл.).
Стереомикроскопирование при увеличении не более 100Ч проводили на микроскопе МБС-10 в светопольном режиме и режиме косого света. Структуры фотографировали с помощью цифровой камеры.
Препараты для анатомических исследований изготавливали по общепринятым в ботанической микротехнике и гистохимии методикам [10]. Микроскопирование проводили на исследовательском микроскопе Jenoval (Carl Zeiss), снабженном окуляр- микрометром. Использовали микрообъективы: GF-Plan 12.5/0,25; Plan 9/0,2, 160/0,17; Apochromat 40/0,95, 160/Cor 0,1-0,2; GF-Plan HI 100/1,25.
Проведенные исследования показали, что древесина вишни по строению и свойствам очень схожа с древесиной сливы. Это вытекает из генетической близости рассматриваемых родов и подчиняется законам гомологических рядов наследственной изменчивости Н.И. Вавилова. В странах Западной Европы вообще не определяют вишню как отдельный род, относя ее к роду Prunus. Однако нами были выявлены некоторые различия в структуре древесины вишни и сливы.
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 1/2014
127
ЛЕСНЫЕ КУЛЬТУРЫ, СЕЛЕКЦИЯ, ГЕНЕТИКА И БИОТЕХНОЛОГИЯ
Рис. 1. Поперечный разрез ветви вишни. а. - увеличение 5х; б. - увеличение 50х
Рис. 2. Сосуды древесины вишни в виде отдельных светлых зерен. Поперечные срезы
На первом этапе исследований было изучено макроскопическое строение древесины вишни по трем главным разрезам (срезам) ствола - поперечному, радиальному и тангенциальному (тангентальному).
Макроструктура
В рассматриваемых образцах древесины сложно выделить ядровую часть. Но центральная часть стебля (два годичных кольца) имеет буроватый оттенок и напоминает ядро, являясь, по сути, ложным ядром. Граница заболони и ложного ядра четкая, проходит по границе второго и третьего прироста. На радиальном сколе не выявлено каких-либо отложений кальциевых солей. Годичные слои слабоизвилистые, имеют непостоянную ширину,
с трудом различимы на нешлифованной торцевой поверхности. Ширина годичных колец колеблется в пределах от 1,5 до 3 мм. Кора, заболонь, ядро и сердцевина ветви вишни хорошо различимы на рис. 1а.
Сердцевина пятиугольная, 3 мм в диаметре состоит из крупных тонкостенных изодиаметрических паренхимных клеток. Наблюдается небольшое смещение сердцевины относительно оси ствола, вызванное образованием тяговой древесины в растянутой зоне стебля. Тяговая древесина вишни по структуре и свойствам очень близка к аналогичной реактивной древесине сливы.
Сосуды мелкие, незаметные невооруженным глазом, но хорошо различимые при слабом увеличении стереомикроскопа в виде
128
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 1/2014
ЛЕСНЫЕ КУЛЬТУРЫ, СЕЛЕКЦИЯ, ГЕНЕТИКА И БИОТЕХНОЛОГИЯ
тангентальныи срез
Рис. 3. Спиральные
радиальный срез утолщения сосудов древесины вишни
отдельных зерен, частота встречаемости которых уменьшается от внутренней границы годичного кольца к внешней. Сердцевинные лучи, с поправкой на возраст, уже, чем у сливы. Расширяются от первого кольца к третьему, более светлые, заметны невооруженным глазом. На рис. 1б лучи представлены в виде радиально расходящихся от центра линий. На торцевой поверхности выявляются крупные (до 2,5 мм длиной) сердцевинные повторения, встречающиеся не чаще 2-3 см-2.
Древесина вишни прочная, плохо поддается размягчению в спиртоглицериновой смеси. Механические свойства заболони и ложного ядра приблизительно одинаковы.
При исследовании микроструктуры установлено, что древесина состоит из сосудов, волокнистых трахеид, лучевой и тяжевой паренхимы. Древесина рассеяннососудистая с тенденцией к кольцесосудистости. (рис. 2).
Сосуды одного типа (диаметр 30±5 мкм), тонкостенные, округлые, слегка вытянутые в радиальном направлении, специфического рисунка не образуют. Большая часть сосудов сгруппирована по 2-4 в радиальные
цепочки или гнезда. Просветы сосудов широких колец неравномерно распределены в толще годичного слоя. В ранней зоне образуют хорошо выраженное кольцо. В узких приростах более крупные просветы сосудов сосредоточены в ранней древесине. По направлению к внешней границе годичного слоя просветы сосудов уменьшаются в размерах и количестве. В первом приросте хорошо различимы просветы сосудов прото- и метаксилемы. У большинства сосудов отмечается наличие хорошо выраженных спиральных утолщений (рис. 3).
Относительный шаг спирали составляет 1/3-1/2 диаметра сосуда. Также встречаются трахеиды со спиральными утолщениями с относительным шагом спирали около 1-1/2 диаметра просвета трахеиды.
Межсосудистая поровость, аналогично древесине сливы, различалась в зависимости от ширины сосуда (рис. 4).
Межсосудистая поровость сближенная (у широких сосудов) и сомкнутая (у узких сосудов). Внутренние отверстия пары пор - вытянутые, у очень узких сосудов перекрещива-
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 1/2014
129
ЛЕСНЫЕ КУЛЬТУРЫ, СЕЛЕКЦИЯ, ГЕНЕТИКА И БИОТЕХНОЛОГИЯ
Рис. 4. Поровость члеников сосудов древесины вишни
Рис. 5. Тилы (а) и «мениски» камеди (б) в члениках сосудов древесины вишни
ющиеся, не доходящие до краев окаимлении. Поры сосудистых трахеид с перекрещивающимися отверстиями.
Процессы ядрообразования у вишни и сливы очень схожи. В просветах единичных
сосудов ядра встречаются тилы и менискообразные двояковогнутые оранжево-красные капли камеди (рис. 5). Затилованы единичные сосуды. Содержимое тил интенсивно окрашено.
130
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 1/2014
ЛЕСНЫЕ КУЛЬТУРЫ, СЕЛЕКЦИЯ, ГЕНЕТИКА И БИОТЕХНОЛОГИЯ
Основная масса древесины состоит из волокнистых трахеид с клеточными стенками средней толщины. Волокнистые трахеиды имеют средний диаметров люменов (рис. 6).
Сечение волокнистых трахеид имеет округлую слабоугловатую форму. На поперечном срезе иногда встречаются полости и каналы щелевидно окаймленных пор между соседними трахеидами. Диаметры просветов трахеид в ранней и поздней частях годичного кольца приблизительно равны. Сосудистые трахеиды встречаются очень редко.
Сердцевинные лучи многочисленные, однорядные, двурядные и трехрядные, состоят только из паренхимных клеток (рис. 7). Однорядные лучи линейные (от 3 до 15 клеток в высоту), двух-трехрядные - веретеновидные, немного шире диаметра сосудов (2-3 рядов клеток в ширину, 6-30 слоев клеток в высоту).
Однорядные лучи в большинстве случаев гомогенные, состоят из квадратных и реже палисадных (на границе приростов) клеток. Двух- и трехрядные лучи - гетерогенные, смешанного типа с квадратными клетками по краям. Лежачие клетки имеют соотношение ширина/длина = 1/2-1/4. (рис. 8). У палисадных клеток соотношение высота/ши-рина = 2/1-4/1. Ряды квадратных и стоячих
Рис. 6. Волокнистые трахеиды древесины вишни на поперечном срезе
клеток часто присутствуют в центральной части луча, что не отмечено в образце древесины сливы.
Как и у сливы, гранулы темноокрашенных пластических веществ содержат лишь небольшой процент клеток лучей (рис. 9). Этот факт указывает на низкое содержание окисленных дубильных веществ.
Древесная паренхима апотрахеальная - диффузная редкая с тонкими клеточными стенками (рис. 10). Клетки аксиальной паренхимы цилиндрические, частично заполнены аморфным содержимым. Поперечные стенки
а б
Рис. 7. Лучи древесины вишни на поперечном срезе в виде вертикальных полос (а), на танген-тальном срезе - веретеновидные (б)
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 1/2014
131
ЛЕСНЫЕ КУЛЬТУРЫ, СЕЛЕКЦИЯ, ГЕНЕТИКА И БИОТЕХНОЛОГИЯ
Рис. 8. Лучи древесины вишни на радиальном срезе
поперечный срез радиальный срез
Рис. 9. Клетки сердцевинных лучей древесины вишни, содержащие темноокрашенные гранулы пластических веществ
паренхимных тяжей прямые. Поры между соседними паренхимными клетками простые.
Процессы ядрообразования у вишни и сливы очень схожи. Динамика накопления пластических веществ в паренхимных клетках и образование окрашенных капель камеди также сильно совпадает.
В исследуемых образцах древесины вишни кристаллические отложения не были выявлены.
Приведем основные отличия древесины вишни от древесины сливы:
1. Лучи меньших размеров (рядность не более 3), у сливы - рядность до 6. Квадратные и стоячие клетки могут находиться в центральной части луча, у сливы - по периметру сечения.
2. Встречаются сосуды с перфорационными пластинками переходного типа, характерными для ювенильной древесины.
132
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 1/2014
ЛЕСНЫЕ КУЛЬТУРЫ, СЕЛЕКЦИЯ, ГЕНЕТИКА И БИОТЕХНОЛОГИЯ
Рис. 10. Тяжевая паренхима древесины вишни
3. В древесине содержится мало камеди. Тилы встречаются очень редко. Эти факты также связаны с возрастом стебля.
4. Аксиальной паренхимы больше, чем у сливы.
Таким образом, на основании проведенных исследований были выявлены особенности древесины вишни, способные оказать положительное влияние на процесс экстракции компонентов древесины.
1. Рассеянно сосудистая древесина с тенденцией к кольцесосудистости. Как известно, скорость экстракции из рассеянно сосудистой древесины выше.
2. Небольшое количество тил свидетельствует о высокой проницаемости сосудов.
3. Основная часть древесины представлена волокнистыми трахеидами, имеющими щелевидно-окаймленные поры.
4. Обилие лучей, большинство клеток которых имеют жизнеспособный протопласт, что свидетельствует о прохождении активных метаболических процессов.
5. Наличие в сосудах скоплений темноокрашенных камедей, что указывает на накопление в ядровой зоне танинов и окисленных форм флавоноидов.
6. Незначительное количество тил, содержащих низкомолекулярные горькие вещества, отрицательно влияющие на органолептику.
7. Отсутствие включений кальциевых солей, что снижает возможность отрицательного влияния древесины вишни на стабильность напитков.
На основании проведенных исследований, включающих анализ пробных экстрактов методом ВЭЖХ, можно сделать вывод о том, что ядровая древесина вишни содержит комплекс химических компонентов, благоприятно влияющих на качество спиртных напитков. Установлена высокая экстрактивная способность этой древесины. В результате у нас есть основания считать, что древесина вишни может быть пригодной для использования в виде щепы при выдержке плодовых дистиллятов.
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 1/2014
133
ЛЕСНЫЕ КУЛЬТУРЫ, СЕЛЕКЦИЯ, ГЕНЕТИКА И БИОТЕХНОЛОГИЯ
Библиографический список
1. Аксенов, П.А. Исследование структуры и химического состава древесины дуба различного географического происхождения для оценки его пригодности к производству высококачественных коньячных спиртов / П.А. Аксенов, В.В. Коровин // Вестник МГУЛ - Лесной вестник, 2007. - № 5. - С. 9-16.
2. Аксенов, П.А. Сравнительно-анатомическое исследование древесины дуба, применяемой в виноделии / П.А. Аксенов, В.В. Коровин // Вестник МГУЛ - Лесной вестник, 2010. - № 3. - С. 5-15.
3. Бенькова, В.Е. Анатомия древесины растений России / В.Е. Бенькова, Ф.Х. Швейнгрубер. - Берн: Хаупт, 2004. - 456 с.
4. Ворошилова, Г.И. Древесина лесообразующих и сопутствующих пород Дальнего Востока : учеб. пособие / Г.И. Ворошилова, С.А. Снежкова. - Владивосток: Дальневосточный ун-т, 1984. - 156 с.
5. Гаммерман, А.Ф. Определитель древесин по микроскопическим признакам с альбомом микрофотографий / А.Ф. Гаммерман, А.А. Никитин, Т.Л. Николаева. - М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1946. - 143 с.
6. Древесные породы мира. Т. 3. Древесные породы СССР / В.Г. Атрохин, К.К. Калуцкий, Ф.Т. Тюри-ков; под ред. К.К. Калуцкого. - М.: Лесн. пром-сть, 1982. - 264 с.
7. Оганесянц, Л.А. Дуб и виноделие / Л.А. Огане-сянц. - М.: Пищепромиздат, 1998. - 255 с.
8. Оганесянц, Л.А. Изменчивость структуры древесины дуба и ее пригодность для выдержки винодельческой продукции / Л.А. Оганесянц, В.В. Коровин, П.А. Аксенов // Виноделие и виноградарство, 2006. - № 5 - С. 10-11.
9. Саришвили, Н.Г. Анатомическое строение дубовой клепки для виноделия как показатель ее качества / Н.Г. Саришвили, Л.А. Оганесянц, В.В. Коровин, Ю.А. Телегин и др. // Обзорная информация: Пищевая и перерабатывающая промышленность. Серия 15. Винодельческая промышленность, 1996. - Вып. 2. - 23 с.
10. Яценко-Хмелевский, А.А. Основы и методы анатомического исследования древесины / А.А. Яценко-Хмелевский. - М.-Л.: Изд. АН СССР, 1954. - 335 с.
11. Барыкина Р.П. Справочник по ботанической микротехнике. Основы и методы / Р.П. Барыкина и др.- М.: МГУ, 2004. - 312 с.
ИЗУЧЕНИЕ ПРИГОДНОСТИ ДРЕВЕСИНЫ СЛИВЫ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ПЛОДОВЫХ ВОДОК
В.В. КОРОВИН, проф. каф. селекции, генетики и дендрологии МГУЛ, д-р биол. наук,
П.А. АКСЕНОВ, зав. лаб. каф. селекции, генетики и дендрологии МГУЛ, канд. с-х. наук,
Л.А. ОГАНЕСЯНЦ, директор ВНИИПБиВПРАСХН, д-р техн. наук,
В.А. ПЕСЧАНСКАЯ, зав. отделом технологии крепких напитков ВНИИПБиВП РАСХН,
В.А. ЗАХАРОВА, мл.н.с. ВНИИПБиВП РАСХН, д-р техн. наук,
Д.В. АНДРИЕВСКАЯ, н. с. ВНИИПБиВП РАСХН, канд. техн. наук,
М.А. ЗАХАРОВ, н. с. ВНИИПБиВП РАСХН, канд. техн. наук
vladimir.к[email protected], [email protected], [email protected]
Производство крепких спиртных напитков из плодового сырья широко распространено во многих западноевропейских странах.
Большой спрос на эти напитки обусловлен как их высоким качеством, так и оригинальностью и многообразием их видов. Плодовые водки производят из плодовых дистиллятов, выдержанных и без выдержки. Плодовые дистилляты, как правило, выдерживают в контакте с древесиной дуба. По непонятным причинам отсутствуют данные по применению древесины плодовых деревьев в этих целях.
В связи с этим целью настоящего исследования стала оценка пригодности дре-
весины сливы в виде технологической щепы для выдержки плодовых дистиллятов с целью повышения их качества и конкурентоспособности.
Широко известно, что анатомические особенности древесины во многом определяют органолептические свойства настаиваемых на них напитков. Они же определяют скорость их созревания и качество вырабатываемых из древесины экстрактов [1, 6- 8].
Отдельные анатомические особенности строения древесины используются в качестве критериев для ее отбора и предварительной оценки как возможного сырья для использования в виноделии [2].
134
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 1/2014
