Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Химия отрасли. Учебное пособие
.pdf
живаются в основном в низших растениях. Дубильные вещества объединяют фенольные соединения, способные дубить невыделенные
шкуры, превращая их в кожу.
Дубильные вещества делят на две группы:
1. Гидролизуемые – являются полиэфирами фенолкарбоновых
кислот и сахаров и способны расщепляться на простые фрагменты при
нагревании с разбавленными минеральными кислотами.
2. Негидролизуемые (конденсированные) – являются производ-
ными катехинов, лейкоантоцианидинов, танинов.
Перманганометрическим методом определяются все фенольные
соединения вина.
Танины – в винограде и вине танины состоят из смеси полимеров, образующихся конденсацией от 2 до 10 элементарных молекул
флавоноидов (катехинов и лейкоантоцианидинов). Каждый из них обладает различными свойствами, в частности разным вяжущим вкусом.
Структура танинов меняется в процессе выдержки вин.
Молекулярная масса танинов молодых вин составляет 500-800;
выдержанных вин 3000-4000. Молекулярная масса танинов старых вин
уменьшается, так как выпадают в осадок конденсированные формы
танинов.
Танины играют роль в окраске красных вин.
При изготовлении вин, поступающих на реализацию в молодом
возрасте, контакт сусла с мезгой ограничивают, так как это позволяет
достигнуть максимального содержания в вине антоцианов и максимальной его окраски без избыточного содержания танинов. При изготовлении выдержанных вин предусматривают длительное настаивание
сусла на мезге, чтобы повысить в нем содержание танинов.
Лигнин – представляет собой трехмерный полимер фенольной
природы. Содержится в одревесневших клеточных стенках и формирует опорные ткани растений.
В древесине он связан химически с углеводами β-глюкозидными
или полуацетатными связями. При щелочном окислении лигнина возникают ароматические альдегиды.
Лигнин обнаружен в гребнях винограда (5-10%), в семенах (1015%), в небольших количествах лигниноподобные вещества найдены в
кожице.
Лигнин обнаружен в дубовой клепке (17-30%). При выдержке
вин и коньячных спиртов в дубовых бочках происходит гидролиз лигнина дубовой клепки с образованием ароматических альдегидов.
Сначала из структурных компонентов лигнина образуются ароматические альдегиды с тремя углеродными атомами в боковой цепи. Так, из
41
β-оксикониферилового спирта образуется конифериловый альдегид, а из
4-окси-3,5-диметоксикоричного спирта – синаповый альдегид.
Под действием кислорода воздуха, растворенного в вине или
коньячном спирте, происходит окисление по двойной связи с образованием простых ароматических альдегидов – ванилина или сиреневого
альдегида:
β-оксиконифериловый спирт конифериловый альдегид ванилин
(лигнин)
Распад лигнина усиливается с увеличением содержания спирта в
среде (коньяки, херес, мадера).
Меланины – являются темно-коричневыми, черными пигментами. Образуются при ферментативном окислении тирозина или диоксифенилаланина.
Меланины грибов и некоторых высших растений представляют
собой производные пирокатехина. Для меланиновых структур характерно наличие больших количеств свободных радикалов. В винах эта
группа не изучена.
5.3. Технологическое значение фенольных соединений
Фенольные соединения участвуют в формировании органолептических качеств винограда и вина. Они влияют на вкус, цвет, прозрачность вина. При избытке фенольных соединений в винах появляются грубость и терпкость, их недостаток приводит к отсутствию
«полноты», что делает вина «пустыми», «жидкими».
В окраске вин играют роль антоцианы, флавонолы, танины.
Присутствие танинов в винах усиливает интенсивность окраски антоцианов.
Трихроматические системы (применяемые для установления
окраски вин), позволяют точно установить степень влияния тех или
иных групп фенольных соединений на цвет вина. Сущность метода:
при помощи спектрофотометра получают кривую пропускания окраски
вина, и затем расчетным путем вычисляют трихроматические характеристики вина: яркость, доминирующую длину волны, чистоту цвета.
Яркость – характеризует интенсивность окраски вина (определяет цвет «ярче» или «темнее» по сравнению с этанолом).
42
Доминирующая длина волны – характеризует качество цвета
вина (определяется терминами «краснее», «желтее»).
Чистота цвета – характеризует качество цвета (определяется
терминами «чернее», «светлее»).
Фенольные соединения участвуют в ОВР, в реакциях с азотистыми веществами, альдегидами. Взаимодействие фенольных соединений с белками приводит как и в случае их полимеризации, к образованию продуктов, выделяющихся в осадок, вследствие чего происходит
помутнение вина.
Фенольные соединения выполняют роль антиоксидантов, то есть
предотвращают окисление красных вин, являясь биологически активными веществами, повышают диетические свойства вин.
Контрольные вопросы:
1. Какую роль выполняют фенольные соединения винограда и
вина?
2. Классификация мономерных фенольных соединений виногра-
да и вина.
3. Чем определяется разнообразие флавоноидов в природе? Их
роль?
4. Роль в винограде и вине катехиной и антоцианов.
5. Какие соединения входят в состав олигомерных фенольных
соединений?
6. На какие группы делятся дубильные вещества?
7. Какова роль меланинов, лигнина и танинов при производстве
вина?
6. АЗОТИСТЫЕ ВЕЩЕСТВА
6.1. Минеральные формы азота
6.2. Органические формы азота
6.3. Технологическое значение азотистых веществ
6.1. Минеральные формы азота
Азотистые вещества винограда и вина содержат минеральные и
органические формы азота.
В винограде и вине минеральные формы азота представлены
аммонийными солями и нитратами.
В начале созревания винограда количество аммонийных солей составляет 50 % от общего азота ягоды. Однако в процессе созревания ягод,
43
часть их расходуется на синтез аминокислот и к моменту физиологической зрелости винограда содержание аммонийных солей в нѐм снижается
до 15 % от общего количества азота, а при перезревании – до 3 %.
Вина содержат нитраты; в пересчѐте на азотистый ангидрид
(N2O5) – составляет 5-6 мг/л.
6.2. Органические формы азота
В состав органических форм азота входят аминокислоты, амиды,
амины, полипептиды.
Аминокислоты – это производные кислот жирного или ароматического рядов, содержащие группы – NH2 и COOH:
Аминокислоты – кристаллические вещества, хорошо растворимы в воде при нормальной t, имеют амфотерный характер, в зависимости от pH - среды обнаруживают свойства щелочи или кислоты.
Природные амины, встречающиеся в растениях, имеют относительное расположение Н и NH2 групп у α – углеродного атома, они
безвкусны или горьки. В растениях может происходить дезаминирование кислот. В зависимости от условий этого процесса, аминокислоты
могут явиться источником безазотистых соединений.
R – CH – COOH → R – CH2 – COOH + NH3.
|
NH
2
В растениях найдено более 80 аминокислот, в винах – 32.
Аминокислоты являются основной частью азотистых веществ
винограда и вина и составляют 50 % от общего содержания азота. Их
состав зависит от сорта винограда, почвы, удобрений, климатических
условий, агротехники.
На синтез аминокислот в винограде влияет содержание азотистых веществ в почве. Как недостаточное, так и избыточное их количество влияет на содержание аминокислот в растениях. Увеличение содержания аминокислот при азотном голодании, при недостатке углеводов уменьшает количество аминного и аммиачного азота.
При недостатке бора и марганца в питании лозы в винограде
увеличивается содержание аланина, валина, глютамина, лейцина, пролина.
44
Недостаток цинка и молибдена снижает содержание общего количества аминокислот в винограде, понижается содержание глютаминовой кислоты, возрастает количество аргинина.
В винограде в числе первых образуются аргинин, глютаминовая,
аспарагиновая кислоты, серин. Они составляют 80 % всех аминокислот.
В процессе дальнейшего созревания винограда появляются валин, гистидин, треонин. На последней стадии созревания образуются
циклические аминокислоты – пролин, тирозин, триптофан.
Пролин является основной аминокислотой виноградного сусла.
При созревании винограда может происходить распад синтезированных аминокислот.
При раздавливании винограда в сусло переходят аминокислоты
мякоти и твѐрдых частей ягоды и грозди. Количество аминокислот в
сусле зависит от технологии переработки винограда, длительности
контакта его с твѐрдыми частями грозди. В красных винах аминокислот больше, чем в белых. При брожении дрожжи поглощают некоторые аминокислоты. В начальной фазе брожения дрожжи потребляют
до 50-80 % аминокислот. В конце брожения часть аминокислот попадает в вино. Общее их количество меньше, чем в исходном сусле. В
белых винах – 50-60 %, в красных – 80-90 %.
В процессе выдержки вин содержание аминокислот изменяется.
При хранении вин в обычных условиях содержание аминокислот
уменьшается.
Амиды – соединения типа .
Это жидкости, а более сложные – твѐрдые вещества. В растениях
встречаются амиды глютаминовой и аспарагиновой кислот. Они играют
важную роль в аминокислотном обмене растений. В винограде амидов 35 % от общего содержания азотистых веществ, в вине – 1-2 %. Среди
амидов вин важную роль играет ацетамид, с которым связывают «ацетамидный тон».
Амины – составляют 1-5 % общего содержания азотистых веществ винограда и вина. В винах содержится не менее 20-25 представителей первичных, вторичных, третичных аминов и диаминов. В винах обнаружен гистамин (3 мг/л). В красных винах его больше, в сусле
не обнаружен. Образование его в вине связано с деятельностью бактериальной микрофлоры.
Полипептиды – являются полимерами аминокислот. Это твѐрдые вещества с молекулярной массой менее 10000. Полипептиды вино-
45
града и вина мало изучены. Важное значение имеет глютатион – он
участвует в окислительно-восстановительных процессах, способен
оказывать влияние на активность ферментов.
Белковые вещества – это высокомолекулярные соединения. Состоят из аминокислотных остатков, соединѐнных полипептидными связями.
Белки делят на две группы:
1. Протеины (простые белки) – альбумины, глобулины, проламины.
2. Протеиды (сложные белки) – липопротеиды, глипопротеиды,
хромопротеиды, нуклеопротеиды.
Белковые вещества винограда и вина представлены протеидами.
В их состав входят ферменты, белки, не обладающие ферментативной
активностью.
Аминокислотный состав белка винограда не содержит
γ-аминомасляную кислоту.
Сусло различных сортов винограда характеризуется различным
качественным и количественным составом белковых фракций.
Белковые вещества в виноградной ягоде появляются на завершающем этапе созревания винограда. К моменту сбора винограда количество
белковых веществ в нѐм может уменьшаться. Общее содержание белков в
ягоде зависит от климатических, почвенных условий, удобрений.
При переработке винограда содержание белковых веществ изменяется в зависимости от технологических приѐмов. При отстаивании сусла
часть белковых веществ выделяется в осадок. Если сусло настаивают на
мезге, то белки частично экстрагируются из твѐрдых частей ягоды.
При нагревании мезги содержание белкового азота в сусле
уменьшается, т.к. образуется осадок из белка.
При брожении сусла содержание белковых веществ снижается.
При выдержке вин происходит выделение в осадок белковых
веществ, т.к. происходит взаимодействие с высокомолекулярными полифенолами.
Другие азотистые вещества – в винах обнаружены аминосахара
(глюкозамин, галактозамин) меланоидины, нуклеиновые кислоты.
Основная масса нуклеиновых кислот в листьях виноградной лозы и семенах винограда, представлена РНК.
6.3. Технологическое значение азотистых веществ
Азотистые вещества оказывают влияние на качество виноградных вин. Они участвуют в образовании аромата, вкуса, цвета вина,
определяют его стабильность к помутнениям:
1. Азотистые вещества, являются питательной средой для
дрожжей, бактерий – легко усваивается аммиачный азот.
46
2. При окислительном дезаминировании и декарбоксилировании
аминокислот образуются альдегиды, которые участвуют в формировании букета некоторых типов вин (мадера, токай).
3. В шампанском производстве они способствуют накоплению
связанных форм углекислоты.
4. Значение амидов и аминов для вина изучено мало, но уста-
новлено, что ацетамид образует специфический «мышиный тон»
5. Полипептиды являются источником свободных аминокислот
в вине, они определяют полноту вина, технологическое значение их
мало изучено.
6. Белковые вещества оказывают влияние на стабильность вин.
Они являются причиной помутнения вин и их роль отрицательная, но в
отдельных случаях белки вина оказывают стабилизирующее действие,
они задерживают выделение в осадок солей винной кислоты.
Контрольные вопросы:
1. Какими веществами представлены минеральные формы азота
винограда и вина?
2. Какими веществами представлены органические формы азота
винограда и вина?
3. Что влияет на синтез аминокислот в винограде?
4. Какие менеральные вещества и как влияют на рост виноград-
ной лозы?
5. Какой амид имеет важную роль при получении вина?
6. Что сабой представляют белковын вещества винограда и ви-
на? Их роль в виноделии?
7. ВИТАМИНЫ
7.1. Водорастворимые витамины
7.2. Жирорастворимые витамины
7.3.Технологическое значение витаминов
7.1. Водорастворимые витамины
Из числа водорастворимых витаминов в винограде содержатся
витамины группы B, P, C.
Тиамин (анейрин, витамин В1). При отсутствии или недостатке
тиамина в организме нарушается углеводный обмен. При спиртовом
брожении он участвует в реакциях превращения пировиноградной кислоты в ацетальдегид и СО2. Содержится во ржи и пшенице.
47
Рибофлавин (витамин В2). В природе он синтезируется растениями в листьях и микроорганизмами, в том числе и дрожжами. Недостаток витамина В2 приводит к понижению тканевого дыхания и нарушению обмена веществ. При отсутствии витамина В2 наблюдается остановка роста, заболевание глаз, поражение слизистых оболочек губ. Витамином В2 богаты зеленые овощи.
Ниацин (витамин PP, никотиновая кислота). Является антипелларгическим витамином. Свойствами витамина обладают два вещества
– никотиновая кислота и ее амид. Человек и многие животные нуждаются в поступлении в организм витамина PP, т.к. они неспособны его
синтезировать. Некоторые расы винных дрожжей синтезируют витамин PP. Витамин PP содержится в пшенице. Физиологическая роль
ниацина в том, что он входит в состав кофермента ряда анаэробных
дегидрогеназ, играет роль в процессе спиртового и молочнокислого
брожения, в процессе дыхания и фотосинтеза.
Витамин В6. Важным соединением, обладающим свойствами
витамина В6 является пиридоксин. Биосинтез пиридоксина осуществляется растениями и микроорганизмами. Для винных дрожжей он является фактором роста. Витамин В6 играет важную роль обмене веществ. Отсутствие или недостаток его в пище приводят к нарушениям
белкового обмена и синтеза жиров в животном организме. Наиболее
богаты витамином В6 дрожжи, рисовые отруби, пшеничные зародыши.
Пантотеновая кислота (пантотен, витамин В3). Это вязкое масло
светло – жѐлтого цвета. Синтез пантотеновой кислоты осуществляется
зелѐными растениями и микроорганизмами, в том числе дрожжами при
брожении. Он находится в растительных и животных тканях. Богаты
витамином В3 дрожжи, печень, яичный желток, пшеница. При отсутствии или недостатке его в рационе питания у животных происходит
задержка роста, поражение кожи, нарушение нервной системы и ЖКТ.
Биотин (витамин Н, антисеборейный). В растениях содержится в
пыльце, семенах, подземных органах. Биотин – составная часть биоса –
вещества, оказывающего влияние на рост дрожжей и микроорганизмов. Он входит в состав ферментов, катализирующих превращения
некоторых аминокислот, а также карбоксилирование жирных кислот.
Фолацин. В природе встречается несколько соединений, обладающих фолациновой активностью: птероилтриглютаминовая, птероилгептаглютаминовая, птероиновая, фолиевая кислота. Фолиевая кислота участвует в биосинтезе пуриновых, пирамидиновых оснований,
аминокислот. Фолацин играет важную роль в обмене веществ. При
отсутствии его в пище у людей возникает анемия (малокровие). Содержится в землянике, листовых овощах, печени, дрожжах.
48
Витамин В12 (антианемический). Объединяет группу веществ,
которые являются комплексными соединениями трѐхвалентного кобальта. Витамин В12 синтезируется микроорганизмами. Он является
катализатором реакций, связанных с кроветворением, катализирует
реакции синтеза коферментов, фолиевой, n-аминобензойной кислот;
участвует в биосинтезе нуклеиновых кислот.
Мио-инозит. Представляет собой шестиатомный циклический
спирт. Отсутствие или недостаток этого витамина вызывает остановку
роста, выпадение шерсти у животных. Он является фактором роста для
дрожжей, в том числе винных.
n-Аминобензойная кислота. Является фактором роста для микроорганизмов. Входит в состав фолиевой кислоты.
Холин. Регулирует жировой обмен в животном организме. Входит в состав лецитинов.
Витамин С. Важнейшим соединением, обладающим С – витаминной активностью, является аскорбиновая кислота. Она хорошо растворяется в воде. Ее растворы обладают редуцирующим свойством, что используют в виноделии для предотвращения окисления вин. Витамин С синтезируется растениями и животными организмами, однако человек, обезьяны и морские свинки не синтезируют его и должны получать его в готовом виде с пищей. При недостатке витамина С развивается цинга.
Витамин P (цитрин). P – витаминной активностью обладает ряд
растительных веществ, близких к флавоноидам. Эти вещества укрепляют стенки кровеносных сосудов и способствуют накоплению витамина С. Эти вещества обладают антиоксидантным действием и ингибируют окисление адреналина – гормона, регулирующего тонус капиллярных сосудов.
Из растительных объектов витамином P богаты чѐрная смородина, чай, красные сорта винограда, дубовая древесина.
Многие водорастворимые витамины находятся в свободном и связанном состоянии. Содержание витаминов в винограде зависит от сорта
винограда, места произрастания, почвы, климатических условий, агротехники. Красные сорта винограда более богаты витаминами, чем белые.
При созревании винограда содержание витаминов увеличивается (В6, С, P, холин и т.д.).
При получении сусла, часть витаминов теряется (не извлекается
из кожицы и семян или сорбируется ими).
Изменяется содержание витаминов в сусле при брожении. Винные дрожжи могут потреблять и синтезировать некоторые витамины.
Это зависит от условий – состава среды, расы дрожжей, фазы их развития.
49
В винах витаминов меньше, чем в сусле. Содержание их колеблется в зависимости от типа вин. Красные вина более богаты витаминами, чем белые, т.к. наблюдается экстракция витаминов из кожицы и
семян. Однако, длительный контакт с мезгой может привести к снижению содержания витаминов.
Крепкие и десертные вина более богаты витаминами, чем сброженные «насухо». Настаивание после брожения на дрожжах приводит
к обогащению вин витаминами, переходящими из дрожжей при их автолизе.
Обработка вина адсорбентами оказывает влияние на содержание
витаминов.
При выдержке вина содержание витаминов в нѐм уменьшается.
Наиболее устойчивым является ниацин.
7.2. Жирорастворимые витамины
К жирорастворимым витаминам относятся витамины группы А,
D, К, Е.
В винограде и в вине найдены каротиноиды, являющиеся провитаминами А.
Известны α, β, γ – каротины. Они легко образуют перекиси и могут
окислять различные вещества. Они играют важную роль в процессах фотосинтеза, дыхания, роста растений. В организме человека некоторые каротины распадаются с образованием витаминов группы А. Отсутствие или
их недостаток, могут вызвать нарушение роста, понижение стойкости организма к заболеваниям, ослабление зрения. В винограде обнаружены
незначительные количества каротинов. При брожении их большая часть
разрушается и в вине их содержится меньше 0,01 мг/л.
Количественное определение витаминов группы D, Е, К в винограде и вине не проводились.
7.3. Технологическое значение витаминов
Витамины входят в состав ферментов, участвуют в ферментативных процессах, проходящих на различных этапах изготовления вин;
влияют на органолептические качества.
Рассматривая количественное содержание витаминов в винограде и винах, можно отметить:
1. В винограде витамины С, P и инозит обеспечивают потреб-
ность человека в витаминах.
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]