Thesis (MScAgric)--Stellenbosch University, 2013. / ENGLISH ABSTRACT: Grape must is a complex medium, and during wine production numerous biochemical pathways and metabolic reactions are taking place simultaneously to produce a specific taste and aroma. Microorganisms, specifically yeast, play a key role in the formation of metabolites formed during alcoholic fermentation. Sauvignon blanc, a well studied grape cultivar, is known to have a versatile range of aroma profiles ranging from “green” to “tropical”. It has been broadly stated that a “green” Sauvignon blanc can be created in the vineyard and a “tropical” Sauvignon blanc can be created by selecting a specific yeast strain, and that the balance between “green” and “tropical” characters is essential for the final aroma profile. Except for grape-derived varietal aromatic compounds such as methoxypyrazines (green), volatile thiols (tropical) and monoterpenes (floral), yeast derived volatile compounds including esters, higher alcohols, fatty acids and carbonyl compounds will also contribute to the final wine aroma. The main aim of this study was to assess how viticultural treatment-derived differences in grape must, can impact on aroma production when this grape must is fermented with different commercial wine yeast strains. The viticulture treatment focused on light intensity modulated through canopy treatment. Volatile aroma differences were compared for canopy and yeast treatments, specifically focusing on the fermentation derived bouquet (esters, higher alcohols, volatile fatty acids, carbonyl compounds and monoterpenes). Results showed significant differences between initial must compositions, including titratable acidity, malic acid and yeast assimilable nitrogen. The volatile aroma compounds were also significantly impacted although no noticeable effect on the overall fermentation kinetics was observed. Depending on the yeast strain differences in volatile compounds varied. A clear vintage effect is noticeable between volatile compounds affected by the treatments. Data generated in 2012 shows clear differences between ethyl- and acetate esters and could clearly be grouped according to yeast strain through multivariate analysis. Sensory evaluation results could clearly be distinguished according to canopy treatment and to a lesser degree according to yeast strain used. This indicates that although yeast has a more prominent impact on the fermentative bouquet that develops during alcoholic fermentation the overriding aroma is primarily derived from grape-derived metabolites which can be manipulated by canopy treatments. None the less the difference in fermentation bouquet does add to the complexity of the wine especially in the case of fermentation derived “tropical” aromas including guava and passion fruit. In some cases where shaded grapes had higher ester concentrations, the resultant wine also had higher aroma quality. This study has contributed to a better understanding of the complex relationships between canopy manipulation and yeast selection on aroma formation. The analysis of volatile aroma alone however is not enough to understand the final perception of wine taste and further indepth studies of the viticultural and oenological factors is needed. In particular, this project has focused on a single vineyard over only two vintages. The general validity of the conclusions derived from this study therefore will require additional data sets. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Druiwemos is ‘n komplekse medium en tydens wynbereiding is daar verskeie biochemiese weë en metaboliese reaksies wat gelyktydig plaasvind om ‘n spesifieke smaak en aroma te produseer. Mikro-organismes, veral gis, speel ‘n sleutelrol in die vorming van metaboliete tydens alkoholiese gisting. Sauvignon blanc, ‘n goed bestudeerde druifkultivar, besit ‘n veelsydige reeks aromaprofiele wat wissel van “groen” tot “tropies”. Oor die algemeen word dit voorgehou dat ‘n “groen” Sauvignon blanc in die wingerd geskep word, terwyl ‘n “tropiese” Sauvignon blanc geskep kan word deur ‘n spesifieke gisras te selekteer, en die balans tussen “groen” en “tropiese” karakters is noodsaaklik vir die finale aromaprofiel. Behalwe vir druifafgeleide kultivarafhanklike aromatiese verbindings soos metoksipirasiene (groen), vlugtige tiole (tropies) en monoterpene (blomagtig), sal gisafgeleide vlugtige komponente, waaronder esters, hoër alkohole, vetsure en karbonielverbindings, ook tot die finale wynaroma bydra. Die hoofdoelwit van hierdie studie was om te bepaal hoe verskille in druiwemos wat afkomstig is van wynkundige behandeling ‘n impak op aromaproduksie kan hê wanneer hierdie druiwemos met verskillende kommersiële wyngisrasse gegis word. Die wynkundige behandeling het gefokus op ligintensiteit wat deur lowerbehandeling gereguleer is. Vlugtige aromaverskille is op grond van lower- en gisbehandelings vergelyk, met ‘n spesifieke fokus op die gistingsafgeleide boeket (esters, hoër alkohole, vlugtige vetsure, karbonielverbindings en monoterpene). Die resultate het beduidende verskille getoon tussen aanvanklike mossamestellings, waaronder titreerbare suurheid, appelsuur en gis-assimileerbare stikstof. Daar was ook ‘n noemenswaardige impak op die vlugtige aromaverbindings, hoewel geen merkbare effek op die algehele gistingskinetika waargeneem kon word nie. Die verskille in vlugtige verbindings het gewissel op grond van die gisras. ‘n Duidelike oesjaareffek was merkbaar tussen vlugtige verbindings wat deur die behandelings geaffekteer is. Data wat in 2012 gegenereer is, toon duidelike verskille tussen etiel- en asetaatesters en kon duidelik m.b.v. meervariantanalise volgens gisras gegroepeer word. Die resultate van die sensoriese evaluering kon duidelik volgens lowerbehandeling onderskei word, en tot ‘n mindere mate volgens die gisras wat gebruik is. Dít dui daarop dat hoewel gis ‘n meer prominente impak het op die gistingsboeket wat tydens alkoholiese gisting ontwikkel, is die oorheersende aroma hoofsaaklik afgelei van druifafgeleide metaboliete wat deur lowerbehandelings gemanipuleer kan word. Nietemin dra die verskil in gistingsboeket by tot die kompleksiteit van die wyn, veral in die geval van gistingsafgeleide “tropiese” aromas, insluitend koejawel en grenadella. In sommige gevalle waar beskadude druiwe hoër esterkonsentrasies gehad het, het die gevolglike wyn ook ‘n hoër aromakwaliteit gehad. Hierdie studie dra by tot ‘n beter begrip van die effek van die komplekse verhoudings tussen lowermanipulasie en gisseleksie op aromavorming. ‘n Analise van vlugtige aroma alleen is egter nie voldoende om die finale persepsie van wynsmaak te begryp nie en bykomende diepgaande studies van die wingerdkundige en wynkundige faktore word benodig. Hierdie projek het in die besonder gefokus op ‘n enkele wingerd oor slegs twee oesjare. Die algemene geldigheid van die afleidings wat van hierdie studie gemaak word, sal dus bykomende datastelle vereis. / The National Research Foundation and Postgraduate Merit Bursary for financial support

Tesis por compendio / [ES] La Tesis Doctoral con el título "Caracterización nutricional y aromática de especies infravaloradas de hoja comestible" ha planteado como objetivo principal el estudio de plantas infravaloradas silvestres inherentes a dos épocas del año. En este trabajo se tipificaron las características nutricionales y aromáticas en Portulaca oleracea L. (verdolaga) y Porophyllum ruderale (Jacq.) Cass (quirquiña), como plantas infravaloradas propias de la estación primavera-verano, así como en Tropaeolum majus L. (capuchina), Stellaria media (L.) Vill (pamplina), Sonchus oleraceus L. (cerraja), Diplotaxis erucoides (L.) DC (wasabi mediterráneo), Chenopodium album L. (cenizo), como plantas inherentes a la estación otoño-invierno. Este estudio ha incluido la caracterización y comparación de la calidad nutricional, así como el contenido de distintos compuestos bioactivos. Además, se ha investigado sus perfiles volátiles como calidad aromática distintiva. Este análisis químico cuantitativo y organoléptico tiene el fin de potenciar el consumo tradicional de estas especies o su utilización como posibles fuentes de compuestos funcionales, y al mismo tiempo como nuevos cultivos sostenibles. Este objetivo principal se ha dividido en los siguientes objetivos específicos: 1) optimización de los distintos métodos analíticos que caracterizan las muestras objeto de estudio; 2) caracterización de compuestos de interés nutricional y funcional; 3) identificar los compuestos volátiles como característica aromática de las especies; 4) en las plantas de primavera-verano evaluar las diferencias entre la composición nutricional y los perfiles polifenólicos en condiciones de crecimiento silvestre y bajo técnicas de cultivo orgánico. Las partes aéreas de las siete plantas fueron recolectadas en el paraje natural de la Marjal dels Moros (Sagunto, Valencia) durante las campañas agrícolas de 2020 y 2021. Todas las especies han destacado por un alto contenido en fibra y carbohidratos. El mineral prominente en todas las especies ha sido el hierro y el zinc. El contenido elevado de antioxidantes totales se encontró en la especie P. oleracea del período primavera-verano y en la especie T. majus del período de otoño-invierno. Se observaron niveles uniformes de compuestos fenólicos totales, mientras que el contenido de clorofilas es significativamente mayor en las especies del período primavera-verano. El estudio del perfil volátil reveló la presencia de 37 compuestos diferentes que se agruparon en 11 familias químicas, de las cuales más abundantes han sido los bencenoides, seguidos por los aldehídos de cadena media. La especie de mayor diferenciación entre todas ha sido P. ruderale. En los perfiles polifenólicos de las plantas inherentes al periodo de primavera-verano se identificaron 10 compuestos fenólicos que se agruparon en dos categorías: ácidos hidroxicinámicos y flavonoides. El compuesto más abundante resultó ser el ácido clorogénico, seguido del ácido p-cumárico (P. ruderale) y del ácido cafeico (P. oleracea). Los compuestos flavonoides más abundantes fueron quercetina y miricetina. Los resultados de este estudio proporcionan una base para la caracterización de los compuestos nutricionales, bioactivos y volátiles de las siete especies infravaloradas. Todas las especies demostraron ser una fuente potencial de microelementos minerales, además de una fuente prometedora de componentes bioactivos como antioxidantes, compuestos fenólicos y clorofilas. Este estudio es el primer informe que evalúa los perfiles volátiles y la identificación de los aromas diferenciadores. La calidad nutricional y su prometedora cantidad de compuestos funcionales contribuirán en gran medida al conocimiento de estas plantas que podrían formar parte de una alimentación saludable. Además, por sus valores organolépticos, podrían contribuir a la diversificación de los ingredientes gastronómicos y rescatar la calidad de los productos tradicionales. / [CA] La Tesi Doctoral amb el títol "Caracterització nutricional i aromàtica d'espècies infravalorades de fulla comestible" ha plantejat com a objectiu principal l'estudi de plantes infravalorades silvestres inherents a dues èpoques de l'any. En aquest treball es van tipificar les característiques nutricionals i aromàtiques a Portulaca oleracea L. (verdolaga) i Porophyllum ruderale (Jacq.) Cass (quirquinya), com a plantes infravalorades pròpies de l'estació primavera-estiu, així com a Tropaeolum majus L. (caputxina) ), Stellaria mitjana (L.) Vill (pamplina), Sonchus oleraceus L. (serralla), Diplotaxis erucoides (L.) DC (wasabi mediterrani), Chenopodium album L. (cennis), com a plantes inherents a l'estació tardor-hivern . Aquest estudi ha inclòs la caracterització i comparació de la qualitat nutricional, així com el contingut de diferents compostos bioactius. A més, s'han investigat els seus perfils volàtils com a qualitat aromàtica distintiva. Aquesta anàlisi química quantitativa i organolèptica té la finalitat de potenciar el consum tradicional d'aquestes espècies o la seva utilització com a possibles fonts de compostos funcionals, i alhora com a nous cultius sostenibles. Aquest objectiu principal s'ha dividit en els objectius específics següents: 1) optimització dels diferents mètodes analítics que caracteritzen les mostres objecte d'estudi; 2) caracterització de compostos dinterès nutricional i funcional; 3) identificar els compostos volàtils com a característica aromàtica de les espècies; 4) a les plantes de primavera-estiu avaluar les diferències entre la composició nutricional i els perfils polifenòlics en condicions de creixement silvestre i sota tècniques de cultiu orgànic. Les parts aèries de les set plantes van ser recol·lectades al paratge natural de la Marjal dels Moros (Sagunt, València) durant les campanyes agrícoles de 2020 i 2021. Totes les espècies han destacat per un alt contingut en fibra i carbohidrats. El mineral prominent a totes les espècies ha estat el ferro i el zinc. El contingut elevat d'antioxidants totals es va trobar a l'espècie P. oleracea del període primavera-estiu ia l'espècie T. majus del període de tardor-hivern. Es van observar nivells uniformes de compostos fenòlics totals, mentre que el contingut de clorofil·les és significativament més gran en les espècies del període primavera-estiu. L'estudi del perfil volàtil va revelar la presència de 37 compostos diferents que es van agrupar en 11 famílies químiques, de les quals han estat més abundants els bencenoides, seguits pels aldehids de cadena mitjana. L'espècie de major diferenciació entre totes ha estat P. ruderale. Als perfils polifenòlics de les plantes inherents al període de primavera-estiu es van identificar 10 compostos fenòlics que es van agrupar en dues categories: àcids hidroxicinámics i flavonoides. El compost més abundant va resultar ser l'àcid clorogènic, seguit de l'àcid p-cumàric (P. ruderale) i de l'àcid cafeic (P. oleracea). Els compostos flavonoides més abundants van ser quercetina i miricetina. Els resultats daquest estudi proporcionen una base per a la caracterització dels compostos nutricionals, bioactius i volàtils de les set espècies infravalorades. Totes les espècies van demostrar ser una font potencial de microelements minerals, a més d'una font prometedora de components bioactius com a antioxidants, compostos fenòlics i clorofil·les. Aquest estudi és el primer informe que avalua els perfils volàtils i la identificació de les aromes diferenciadores. La qualitat nutricional i la quantitat prometedora de compostos funcionals contribuiran en gran mesura al coneixement d'aquestes plantes que podrien formar part d'una alimentació saludable. A més, pels seus valors organolèptics podrien contribuir a la diversificació dels ingredients gastronòmics i rescatar la qualitat dels productes tradicionals. / [EN] The main objective of the Doctoral Thesis entitled "Nutritional and aromatic characterization of undervalued edible leaf species" was the study of undervalued wild plants inherent to two seasons of the year. In this work, nutritional and aromatic characteristics were typified in Portulaca oleracea L. (purslane) and Porophyllum ruderale (Jacq.) Cass (quirquiña), as undervalued plants inherent to the spring-summer season, as well as in Tropaeolum majus L. (nasturtium), Stellellum ruderale (Jacq.) Cass (quirquiña), and Tropaeolum majus L. (nasturtium). (nasturtium), Stellaria media (L.) Vill (chickweed), Sonchus oleraceus L. (sowthistle), Diplotaxis erucoides (L.) DC (Mediterranean wasabi), Chenopodium album L. (ash), as plants inherent to the autumn-winter season. This study has included the characterization and comparison of the nutritional quality, as well as the content of different bioactive compounds. In addition, their volatile profiles have been investigated as a distinctive aromatic quality. This quantitative chemical and organoleptic analysis aims to enhance the traditional consumption of these species or their use as potential sources of functional compounds, and at the same time as new sustainable crops. This main objective has been divided into the following specific objectives: 1) optimization of the different analytical methods characterizing the samples under study; 2) characterization of compounds of nutritional and functional interest; 3) identification of volatile compounds as an aromatic characteristic of the species; 4) in spring-summer plants to evaluate the differences between nutritional composition and polyphenolic profiles under wild growth conditions and under organic farming techniques. The aerial parts of the seven plants were collected in the natural site of Marjal dels Moros (Sagunto, Valencia) during the 2020 and 2021 agricultural campaigns. All species were noted for their high fiber and carbohydrate content. The prominent mineral in all species was iron and zinc. High total antioxidant content was found in P. oleracea species from the spring-summer period and in T. majus species from the autumn-winter period. Uniform levels of total phenolic compounds were observed, while the chlorophyll content is significantly higher in the species of the spring-summer period. The study of the volatile profile revealed the presence of 37 different compounds that were grouped into 11 chemical families, of which the most abundant were benzenoids, followed by medium-chain aldehydes. The species with the highest differentiation among all was P. ruderale. In the polyphenolic profiles of the plants inherent to the spring-summer period, 10 phenolic compounds were identified and grouped into two categories: hydroxycinnamic acids and flavonoids. The most abundant compound was chlorogenic acid, followed by p-coumaric acid (P. ruderale) and caffeic acid (P. oleracea). The most abundant flavonoid compounds were quercetin and myricetin. The results of this study provide a basis for the characterization of the nutritional, bioactive and volatile compounds of the seven undervalued species. All species proved to be a potential source of mineral trace elements, as well as a promising source of bioactive compounds such as antioxidants, phenolic compounds and chlorophylls. This study is the first report to evaluate volatile profiles and the identification of differentiating aromas. The nutritional quality and their promising amount of functional compounds will greatly contribute to the knowledge of these plants that could be part of a healthy diet. Moreover, due to their organoleptic values, they could contribute to the diversification of gastronomic ingredients and rescue the quality of traditional products. / Fukalova Fukalova, T. (2022). Caracterización nutricional y aromática de especies infravaloradas de hoja comestible [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/190999 / Compendio