Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Химия отрасли. Учебное пособие
.pdf
Виноградный пектин содержит 6% метоксильных групп, 1,01,5% – ацетальных групп.
Растворимый пектин, обладая коллоидными свойствами, затрудняет осветление сусла, поэтому используются пектинолетические
ферменты, где пектин гидролизируется и теряет свои защитные свойства. Снижается вязкость сусла, и оно быстро осветляется. После окончания брожения пектиновых веществ меньше, чем до брожения.
Камеди – являются высокомолекулярными кальциевыми, магниевыми, калийными солями кислот, состоящими из остатков гексоз,
пентоз, метилпентоз и уроновых кислот. Они хорошо растворимы в
воде. Осаждаются при добавлении спирта.
Содержание камедей в виноградном сусле колеблется от 0,34 г/л., в процессе брожения снижается.
Декстраны – слизистые вещества, высокомолекулярные полимеры глюкозы с молекулярной массой 1 млн. и более. Их используют как
заменители плазмы крови. Они обладают защитными свойствами. Сусло, полученное из винограда, пораженного грибом Ботритис цинереа,
содержит декстраны, поэтому вино, приготовленное из такого сусла,
обладает более мягким вкусом. В небольших количествах декстраны
найдены и в сусле здорового винограда.
3.3. Технологическое значение углеводов
Углеводы играют важную роль в формировании органолептических качеств вин. Они и продукты их реакций оказывают влияние на
вкус, цвет, аромат и стабильность вина.
Технологические приемы, используемые в практике виноделия
при изготовлении полусухих, полусладких столовых, крепких и десертных вин, направлены на сохранение в них естественного сахара
винограда, особенно фруктозы.
Минимальное количество, ощущаемое на вкус фруктозы в водных растворах 1,3-1,5 г/л. Этанол усиливает восприятие сладкого вкуса, фенольные соединения его уменьшают.
Если естественного сахара не хватает в винограде, применяют
искусственное подсахаривание сусла, называемое шаптализацией.
Во всех винодельческих странах сахароза используется для получения ликеров, шампанского, игристых вин, плодово-ягодных и ароматизированных вин. В коньячном производстве сахарозу добавляют в
коньяк (бренди) для смягчения вкуса.
На вкусовые качества вин оказывает влияние высшие полисахариды:
21
– декстраны – благоприятно влияют на вкус;
– превращения углеводов – формирование аромата и вкуса вина;
– участие моносахаридов в реакции меланоидинообразования –
на аромат, вкус, цвет вина;
– камеди – как защитные коллоиды при стабилизации вина.
Полисахариды составляют основную часть веществ, которая
находится в сусле и вине в коллоидном состоянии и влияет на стабильность вин. Источником полисахаридов могут быть и дрожжи. В вино
переходят маннан и глюкан.
Полисахариды в коллоидном состоянии влияют на осветление и
стабильность вин.
Технологическая роль пентозанов не выяснена до конца. Установлено, что они могут быть источником пентоз в сусле и вине.
Определение степени созревания винограда.
Для переработки винограда на приготовление вин, в зависимости от того, какой тип вина желают получить, уборку урожая производят на разных стадиях зрелости.
В конце созревания вес ягод уменьшается, так как расход органических веществ на дыхание начинает превышать их биосинтез. Отмечается понижение яблочной кислоты, сахара, общего количества
органических кислот, танидов.
При созревании ягоды иногда поражаются благородной гнилью
– грибом Botrytis Cinerea. Он разрушает яблочную кислоту и накапливает антибиотик в ягодах, подавляющий спиртовое брожение.
Если действию мороза подвергаются недозрелые ягоды, то сок
приобретает привкус мороза. Зрелые ягоды и сок из них не приобретает этого вкуса.
Определение степени зрелости винограда трудная задача, так
как в зависимости от цели его использования к винограду предъявляются разные требования.
Если стремятся получить вино с высокой кондицией по спирту,
то собирают виноград при достижении максимальной сахаристости,
ориентируясь на соотношение сахаристости и кислотности.
При этом отношение количества сахаров к титруемой кислотности (выраженное в г/л) называется глюкоациметрический показатель.
По мере созревания винограда содержание сахаров в сусле увеличивается, а титруемая кислотность падает, поэтому показатель возрастает по мере созревания. Для столовых вин – 25, десертных – 35,
шампанских – 20.
22
В ряде случаев при изготовлении высококачественных вин виноград собирают при достижении определенного соотношения между
винной и яблочной кислотами.
При изготовлении крепленых вин важно соотношение между
глюкозой и фруктозой.
Контрольные вопросы:
1. Какие показатели необходимо учитывать при оценке винограда?
2. Как происходит синтез углеводов и органических веществ на
виноградном кусте?
3. Какие вещества содержатся в гребнях винограда?
4. Что входит в состав кожицы ягоды винограда?
5. Какие происходят изменения углеводов при созревании ягоды
винограда?
6. Дать определения понятиям: карамели, пектиновые вещества,
камеди.
7. Каково технологическое значение углеводов?
4. ОРГАНИЧЕСКИЕ КИСЛОТЫ
4.1. Алифатические кислоты
4.2. Альдегиды и кетокислоты
4.3. Ароматические кислоты
4.4. Технологическое значение органических кислот винограда и
вина
4.1. Алифатические кислоты
Органические кислоты винограда и вина представлены алифатическими и ароматическими кислотами. Они играют важную роль в обмене
веществ виноградного растения и активно участвуют в процессах, происходящих при изготовлении вина. В виноградном сусле и вине они могут
находиться в свободном, полусвязанном и связанном состояниях.
Алифатические основные кислоты. Алифатические одноосновные насыщенные кислоты обнаруженные в винограде и вине:
1. Муравьиная – НСООН
2. Уксусная – СН3СООН
3. Пропиеновая – СН3СН2-СООН
4. Изомасляная – (СН3)2СН-СООН
5. н-Масляная – СН3(СН2)2СООН
6. Изовалериановая – (СН)2 СНСН2 СООН
23
7. Валериановая – СН3(СН2)3 СООН
8. Капроновая – СН3(СН2)4 СООН
9. Энантовая – СН3(СН2)5 СООН
10. Каприловая – СН3(СН2)6 СООН
11. Пеларгоновая – СН3(СН2)7 СООН
12. Каприновая – СН3(СН2)8 СООН
13. Лауриновая – СН3(СН2)
14. Миристиновая – СН3(СН
15. Пальмитиновая – СН3(СН2)
СООН
10
2)12
СООН
СООН
14
Низшие представители насыщенных алифатических одноосновных кислот при обычных условиях – легко подвижные жидкости. Легко
перегоняются с водяным паром. На этом свойстве кислот основан метод
определения их в винах. Кислоты, перешедшие в отгон, называются летучими кислотами. Они смешиваются с водой в любых пропорциях.
Начиная с валериановой кислоты, все последующие кислоты с
числом атомов углерода в молекуле до С9 – это маслянистые жидкости,
растворяются в воде.
Высшие представители жирных кислот, начиная с С10 – твердые
вещества. В воде не растворяются. Все алифатические одноосновные
кислоты хорошо растворимы в спирте и эфире. Низшие их представители обладают резким, но сравнительно слабым запахом и жгучим вкусом. Кислоты с числом углеродных атомов С4 – С10 имеют в разбавленном состоянии неприятный, довольно интенсивный запах. Высшие
жирные кислоты почти не имеют запаха.
Все эти кислоты в винограде содержатся в небольших количествах, а в вине их много. Они находятся в виде свободных жиров и в
составе сложных эфиров.
При брожении сусла происходит накопление кислот.
При микробиальных заболеваниях вин в зависимости от возбудителя болезни образуются следующие кислоты: уксусная, пропионовая, масляная.
В наибольших количествах в винах содержится уксусная кислота.
Содержание летучих кислот в белых столовых винах до 1,2 г/л;
красных – 1,5 г/л; в марочных белых – 1,5 г/л; в марочных красных до
1,75 г/л.
Алифатические многоосновные кислоты.
Многоосновные кислоты содержат две карбоксильные группы и
более. Они могут образовывать средние и кислые соли. Наиболее сильной
является первая карбоксильная группа, затем вторая, третья. В винограде и
24
вине из многоосновных найдены главным образом дикарбоксильные кислоты. Все они – твердые кристаллические вещества, растворимые в воде.
К ним относятся щавелевая, янтарная, фумаровая кислоты.
Щавелевая кислота (СООН-СООН) – бесцветные кристаллы или
порошок. При t = 150-160 0С происходит возгонка. Она растворима в
воде, спирте, эфире, нерастворима в бензоле, хлороформе. В небольшом количестве содержится в винограде. В вине она образуется из
винной кислоты.
Янтарная кислота (СООН-СН2-СН2-СООН) – твердое кристаллическое вещество. При нагревании теряет воду и превращается в циклический янтарный ангидрид.
Растворима в воде, спирте, эфире. Нерастворима в бензоле, бензине, хлороформе. Содержится до 0,3 г/л в винограде, в основном в незрелых ягодах. В вине до 1,5 г/л. Синтез происходит при спиртовом брожении. Растворы янтарной кислоты имеют горько-солоноватый привкус.
Фумаровая кислота (СООН-СН=СН-СООН) – кристаллическое
вещество. Содержится в незрелом винограде. Гидратируется в яблочную кислоту.
Алифатические оксикислоты винограда и вина.
В винограде и в вине обнаружены оксикислоты, то есть кислоты,
в которых атомы водорода в радикале замещены одной или несколькими гидроксильными (спиртовыми) группами. Это густые жидкости
либо твердые вещества. Все двухосновные оксикислоты – твердые
кристаллические вещества. Многие оксикислоты обладают оптическими свойствами.
Алифатические одноосновные оксикислоты представлены в винограде и вине гликолевой, молочной, глицериновой, глюконовой кислотами.
Гликолевая кислота СН2(ОН)-СООН – дает бесцветные игольчатые кристаллы. Растворяется в воде, спирте, эфире. В винограде и вине
гликолевая кислота находится в небольших количествах.
Молочная кислота (СН3-СН(ОН)-СООН) – прозрачная сиропообразная жидкость, которая с трудом кристаллизуется. Хорошо рас-
25
творима в воде, спирте, эфире, глицерине. Перегоняется с перегретым
паром.
В винограде содержится альфа-молочная кислота до 50 мг/л. В
молодом вине она образуется в заметных количествах. Высокое содержание молочной кислоты в вине свидетельствует о заболевании вина.
В красных винах ее содержится больше, чем в белых.
Глицериновая кислота
– твердое вещество. В винограде и в вине
находится в небольших количествах.
Глюконовая кислота – твердое вещество, в винограде и вине содержится до 120 мг/л.
Алифатические многоосновные кислоты. Представители алифатических многоосновных оксикислот являются основными кислотами
винограда и вина и определяют их кислотность.
Яблочная СООН – СН – СН2 – СООН
|
ОН
Винная СООН – СН – СН – СООН
| |
ОН ОН
COOH
|
Метил-яблочная CH3-C=CH2-COOH
26
Диоксифурмаровая COOH-C=C-COOH
| |
OH OH
Сахарная COOH-(CHOH)4-COOH
COOH
|
Лимонная COOH-CH2-C-CH2-COOH
|
OH
Яблочная кислота – встречается в виде α и D– оптических стереоизомеров и рацемической формы. В природе распространена αяблочная кислота. Это кристаллическое вещество, хорошо растворимое
в воде. Она образует кислые и средние соли. В виде α-формы яблочная
кислота содержится в виноградной грозди и в листьях. Накапливается
в незрелых ягодах и по мере созревания ее количество уменьшается,
так как она используется для дыхания растения. В винограде, произрастающем в северных районах страны, яблочной кислоты больше, чем
в винограде южных регионов.
D-винная кислота – впервые была выделена Шееле из винного
камня.
I II III IV
D-винная кислота α-винная кислота мезовинная кислота
Формулы мезовинной кислоты повторяют друг друга.
В природе встречаются соединения, представляющие смесь равных количеств D и α-винной кислоты. Это соединение оптически неактивно и называется виноградной кислотой (рацемической винной).
Формула 3 – мезовинная кислота.
По химическим свойствам все четыре кислоты одинаковы, но
отличаются одна от другой по физическим свойствам: t0 плавления,
растворимости.
27
В винограде винная кислота содержится в виде D-винной кислоты и в очень небольшом количестве в виде виноградной кислоты. При
длительном нагревании водных растворов D-винной кислоты при температуре выше 50 0С образуется мезовинная кислота. Если нагревание
проводить в разбавленных растворах минеральных кислот, то образуется виноградная и мезовинная кислоты.
D-винная кислота – крупные кристаллы. Могут приобретать
электрический заряд при нагревании, при сжатии или расширении меняют свой объем в электрическом поле. Хорошо растворима в воде и в
спирте, в эфире растворима плохо.
Этиловые эфиры винной кислоты обнаружены в вине. Они оказывают влияние на органолептические свойства вина.
1. Кислый виннокислый калий (битартат калия) КНС4Н4О6 –
имеет слабокислый вкус, мало растворим в воде. В водноспиртовых
растворах растворимость ниже, так как с увеличением концентрации
спирта растворимость понижается. При понижении рН растворимость
кислого виннокислого калия увеличивается. В вине половина винной
кислоты находится в виде кислого виннокислого калия СООН(СНОН)2СООК.
2. Виннокислый калий (тартат калия) К2С4Н4О6. Растворяется в
воде при t - 200С - 1550С в 100 г воды, в спирте труднорастворим.
3. Виннокислый кальций (тартрат кальция) СаС4Н4О6×4Н2О.
Смесь виннокислого кальция с кислым виннокислым калием с преобладанием в смеси последней соли называется «винным камнем». При
выдержке вина виннокислый кальций выпадает в осадок с четырьмя
молекулами воды.
4. Виннокислый калий – натрий (сегнетова соль)
КNаС4Н4О6×4Н2О. Хорошо растворим в воде.
Винная кислота содержится во многих растениях, но в небольших количествах. Только в винограде содержание ее представляет
промышленный интерес.
Так как промышленный синтез винной кислоты еще не разработан, виноградное растение является единственным источником ее получения. Метод основан на осаждении винной кислоты из подкисленных растворов, полученных при экстракции виноградной выжимки.
При действии известкового молока Са(ОН)2 на винную кислоту
появляется растворимая кислая соль СаН2(С4Н4О6)2, которая при избытке извести образует труднорастворимую виннокислую известь
СаС4Н4О6.
При действии известкового молока на раствор винного камня
только половина винной кислоты выпадает в виде виннокислой изве-
28
сти, а другая половина остается в растворе, переходя в среднюю калийную соль:
2КНС4Н4О6 + Са(ОН)2 =СаС4Н4О6 + К2С4Н4О6 + 2Н2О.
Чтобы полностью осадить всю винную кислоту из раствора винного камня, необходимо добавить СаСl2:
2КНС4Н4О6 + СаCl2 = CaС4Н4О6 + Н2С4Н4О6 + 2KCl.
Если же обрабатывать СаСl2 раствор средней соли винной кислоты, то при отсутствии солей аммония выпадает виннокислая известь:
К2С4Н4О6 + СаСl 2= СаС4Н4О6 + 2КСl.
Растворы средних солей калия или натрия известковым молоком
не осаждаются, но если осадок винной извести обработать раствором
КОН он растворяется, переходя в К2Са2С8Н8О13:
Соли винной кислоты реагируют с гидроокисями железа и алюминия, образуя растворимые комплексные соединения:
Комплексная соль виннокислого железа FeС4Н3О6×Н2О – имеет
канареечно-желтый цвет, плохо растворима в холодной воде и хорошо в
горячей. Она всегда содержится в винах, являясь катализатором окислительных процессов, оказывает влияние на процессы созревания вина.
Винная кислота и ее соли являются питательным субстратом для
развития микроорганизмов, которые в процессе своей жизнедеятельности ее разлагают.
29
Среди веществ, влияющих на растворимость виннокислых солей, имеются вещества, находящиеся в вине в коллоидном состоянии –
«защитные коллоиды». Это продукт типа меланоидинов, образующийся при тепловой обработке вин, растительные камеди. Защитным свойством обладают гексаметафосфаты, рацемическая винная, мезовинная,
метавинная кислоты, – эти вещества задерживают выделение в осадок
виннокислых солей.
Метавинная кислота – получается при нагревании D-винной
кислоты в течение 4 часов. Она предотвращает выпадение винного
камня и помутнений. Метавинная кислота – не индивидуальный продукт и представляет собой смесь нескольких полимеров. Это твердое
вещество. Легко растворяется в воде и опять превращается в винную
кислоту. Она не изменяет вкуса и цвета вина. Механизм действия метавинной кислоты:
1. Адсорбируясь на поверхности винного камня, она препят-
ствует росту камня.
2. Рассматривается как растворимый катионит, работающий в
статическом цикле.
3. Способствует комплексообрзованию виннокислых солей.
Метил-яблочная кислота – кристаллическое вещество, в вине
образуется из лимонной кислоты во время сбраживания сусла дрожжами и бактериями.
CH3
|
COH-COOH
|
CH2-COOH
Диоксифумаровая кислота (СООН-СОН=СОН-СООН) – кристаллическое вещество в виде чешуек, плохо растворима в холодной
воде, растворима в спирте.
При потере кристаллизационной воды превращается в белый
аморфный порошок.
Эта кислота может реагировать как кетон или диэнол в зависимости от применяемого реактива. Обладает восстановительными свойствами, неустойчивая, в винах появляется в результате окисления винной кислоты. В винограде и в вине находятся ее следы.
Слизевая кислота – кристаллическое вещество, трудно растворима в воде, получается в результате окисления галактоновой кислоты.
В здоровом винограде и вине содержится в небольших количествах, в
пораженном винограде до 0,5 г/л.
30
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]