Аннотация результатов, полученных в 2025 году
Научный проект «Изучение изотопного обмена водорода в высших растениях на примере винограда (Vitis vinifera L.) с учетом природно-климатических и техногенных факторов влияния на основе применения спектроскопии ядерного магнитного резонанса высокого разрешения (qNMR) и хемометрики» Фундаментальный научный проект по теме «Изучение изотопного обмена водорода в высших растениях на примере винограда (Vitis vinifera L.) с учетом природно-климатических и техногенных факторов влияния на основе применения спектроскопии ядерного магнитного резонанса высокого разрешения (qNMR) и хемометрики» предусматривает проведение экспериментальных исследований в период с 2025 по 2026 гг. В первый год проекта, который реализуется при поддержке Российского научного фонда (РНФ) на базе Российского университета дружбы народов имени Патриса Лумумбы (РУДН), согласно плану работ, подготовлена инструментальная база для проведения исследований, сформированы системы изучаемых параметров винограда и методов их анализа. Для отбора образцов винограда в разных стадиях физиологического развития для изучения динамики фракционирования изотопов водорода выбраны два основных географических региона «Юг» (45-я параллель – Краснодарский край, Таманский полуостров) и «Север» (55-я и 57-я параллели – Московская область, Красногорский район; Тверская область, Осташковский район, озеро Селигер). В указанных географических регионах в рамках четырех экспедиций с июля по октябрь 2025 г. отобраны 13 образцов красного и белого винограда 9 сортов (общее количество 94,13 кг) и 7 образцов поверхностных и подземных вод. Характеристики исходных образцов винограда, поверхностных и подземных вод, а также свойства полученных в ходе ферментации спиртосодержащих материалов (ферментированных матриц) были исследованы согласно сформированными перечнями параметров с применением соответствующих методов анализа, в том числе вспомогательных методов и высокоселективных методов исследования компонентов винограда, участвующих в изотопном обмене, в том числе углеводов (D-глюкоза, D-фруктоза, сахароза), органических кислот (лимонная кислота, винная кислота, L-яблочная кислота, L-молочная кислота, уксусная кислота), летучих продуктов ферментации (этанол, метанол, этилацетат, 2-метил-1-пропанол, 3-метил-1-бутанол). Для исследования изотопного фракционирования во внутриклеточной воде винограда и целевых компонентах, претерпевающих изменения при ферментации и технологических процессах изготовления винодельческой продукции, использованы высокоселективные методы IRMS/SIRA-масс-спектрометрии стабильных изотопов углерода 13C/12C и qNMR-спектроскопии ядерного магнитного высокого разрешения ядер дейтерия 2H(D). Исследование образцов винограда, отобранных в разные периоды их физиологического развития, высокоселективными методами qNMR-спектроскопии и IRMS/SIRA-масс-спектрометрии позволило впервые получить новые научные данные об изотопном фракционировании водорода и углерода в компонентах винограда, произрастающего в южных и северных регионах России. Так, например, первые научные данные, в частности о пониженном уровни обогащения дейтерием 2H(D) и «тяжелым» изотопом углерода 13С специфичных компонентов винограда позволяют сделать предварительный вывод о прямом влиянии природно-климатических параметров на интенсивность и динамику изотопного обмена. Минимальные значения для изотопного состава углерода в углеводах, органических кислотах и этаноле, полученном из образцов винограда региона "Север" (стадия технической спелости) составили -31,16; -26,28 и -31,39 о/оо соответственно, а уровень обогащения дейтерия внутриклеточной воды понизился до 145,14 ppm. Валидация результатов, полученных в 2025 г., в рамках предстоящих экспериментов 2026 года с применением хемометрического подхода, который предусмотрен темой исследования, позволит получить необходимый и достаточный набор количественных данных, описывающих корреляционные и классификационные зависимости между составом и свойствами целевых компонентов продукции и природно-климатическими факторами, а также применяемыми промышленными практиками. Результаты первого года реализации проекта были представлены на двух конгрессах – в форме устного доклада на тему «Study of intramolecular distribution of hydrogen isotopes in ethanol depending on deuterium content of water and the origin of carbohydrates» на 46-м Всемирном конгрессе винограда и вина Международной межправительственной организации по виноградарству и виноделию OIV, 16-20.06.2025 г., г. Кишинев, Республика Молдова (46th World Congress of Vine and Wine of the International Intergovernmental Organisation of Vine and Wine OIV, https://www.oiv.int/what-we-do/oiv-congress, https://ives-openscience.eu/category/ives-conference-series/oiv/oiv-2025/) и в форме стендового доклада на тему «Методические подходы на основе спектроскопии ядерного магнитного резонанса высокого разрешения для исследования качества продуктов переработки винограда» на XIX-м Международном конгрессе диетологов и нутрициологов «Оптимальное питание - основа продолжительной и активной жизни», 17-18 ноября 2025 г., Москва, Российская Федерация (ссылка на Интернет-ресурс конгресса https://congression.ru/). Согласно плану работ по результатам проекта в 2025 г. подготовлены три публикации – статья на тему «Study of intramolecular distribution of hydrogen isotopes in ethanol depending on deuterium content of water and the origin of carbohydrates» опубликована в зарубежном журнале открытого доступа IVES Conference Series (2025, 7 p., DOI: https://doi.org/10.58233/Ur2u4QnC), вторая статья на тему «Фракционирование стабильных изотопов легких элементов при ферментации углеводов винограда (Vitis vinifera L.)» представлена в журнал «Известия вузов. Пищевая технология» (ISSN 0579-3009) и принята редакцией к публикации в № 2-3 журнала в 2026 г., третья статья на тему «Метод спектроскопии ядерного магнитного резонанса высокого разрешения (2Н(D)-ЯМР) в исследовании изотопных эффектов винограда» представлена в журнал «Химия растительного сырья» (ISSN 1029-5151 печатное издание, ISSN 1029-5143 онлайн издание) и в настоящее время находится на рассмотрении. Научный проект, поддержанный Российским научным фондом, получил высокую оценку предприятий виноградарской и винодельческой отраслей АПК России. Сведения о проекте и его участниках опубликованы в электронных СМИ, в том числе на Интернет-ресурсах Telegram (https://t.me/yujnayaagro/527?ysclid=mit1pvzzix151084245), VK (https://vk.com/wall-225281789_7382?ysclid=mit1t3po4a111474590) и Zoon (https://zoon.ru/krasnodar/business/tehnopark_agrofirma/social/?ysclid=mit236cpno214078462).