<<
>>

1.1. Формирование коллоидной системы вин

К веществам коллоидной природы в вине относятся белки, полисахариды и фенольные вещества. Основным их источником является виноградная ягода, откуда коллоиды поступают в сусло и затем в виноматериал.

Другим источником биополимеров являются дрожжи, обогащающие виноматериал коллоидными соединениями в процессе спиртового брожения и последующей выдержки на дрожжах. Особое значение в этом плане имеют дрожжи в производстве игристых вин бутылочным способом, отличающемся длительной выдержкой на дрожжах и процессами, связанными с автолизом.

Следует отметить, что коллоидные вещества играют двоякую роль: с одной стороны, они оказывают положительное влияние на органолептические показатели вин, с другой - создают трудности при переработке винограда, осветлении сусла и виноматериалов, а в последующем часто служат причиной помутнений готового

вина.

Белковые вещества ягод винограда синтезируются на завершающем этапе созревания и достигают максимума к моменту физиологической зрелости [150]. В состав белков винограда входят 16 аминокислот. Наиболее значимыми являются аспарагиновая и глютаминовая кислоты, а также лизин, аланин, треонин и серин [94].

Многочисленные исследования показали, что белки винограда являются гетерогенными и содержат от 10 до 30 фракций, однако, доминирующими в количественном отношении являются только 6-8 [85, 173].

В сусле азотистые вещества представлены белками, пептидами, аминокислотами, меланоидинами, амидами и аммиаком [8, 105].

По данным некоторых авторов [135, 144], белковые фракции с молекулярной

массой менее 10000 дальтон составляют - 25 — 40 % от общего количества белков вин, а с молекулярной массой более 10000 - около 3 %.

При изучении природы белков вина одни исследователи [150] отнесли их к у-глобулинам, другие [56, 81] считают, что белки вин в большей части состоят из альбумина и частично из глобулинов.

С помощью гель-фипьтрации Авакянц С.П.

[4] разделил белок вина на две фракции, причём, первая фракция проявляла ферментативную активность. Аналогичные данные были получены Любаревич Т.А. с сотр. [64], которые выделили из препарата белка сусла винограда сорта Ркацители три фракции, обладающие протеазной активностью, и ряд изоферментов о-дифенолоксидазы.

Белки виноградного сусла, как правило, слабо гидролизуются под действием собственных ферментов [18].

По данным Наниташвили Т.С. с сотр. [86] в сусле до начала брожения было обнаружено 29 полипептидов, в середине брожения их количество снизилось до 22, в молодом же виноматериале возросло и составило - 38.

Кроме трансформации белков под действием ферментов дрожжей возможна также их сорбция на клетЯоных стенках микроорганизмов. В исследованиях, проведенных Юркевичем В.В. с сотр. [127, 128] показано, что взаимодействие дрожжевых и бактериальных клеток с белками включает две стадии : I — сорбция белков микроорганизмами происходит аналогично этому процессу на небиологических поверхностях; II — живые клетки воздействуют на сорбированный белок, вследствие чего происходит его инактивация, что дает возможность дополнительной сорбции белков.

В литературе существуют различные мнения относительно причин возникновения белковых помутнений вин. С одной стороны, это явление связывают с количественным содержанием белка [86, 124]. По данным Гаины Б.С. [31], низкое содержание белка (7-11 мг/дм3) обеспечивает стабильность вин к белковым помутнениям в течение года. С другой стороны, были отмечены случаи, при которых вина были устойчивы к коллоидным помутнениям, несмотря на

высокое содержание белка [44]. По мнению Hsu, Heatherbell [169, 170], причинами возникновения белковых помутнений является наличие фракций белка с молекулярными массами 12600, 25000 и 28000 дальтон, которые содержат в своём составе углеводный компонент.

Аналогичные данные были получены и Датунашвили Е.Н. с сотр. [42]: показано наличие в сусле комплекса биополимеров, молекулярная масса которых более 200000 дальтон и содержащих низкий процент азота, гексозы и галактуроновой кислоты.

В настоящее время механизм возникновения белковых помутнений рассматривается в контексте образования комплексов белков с другими биополимерами. Ряд авторов основную роль в формировании этих помутнений отводят взаимодействию белков с полифенолами [42, 126, 204,]. По данным Somers Т., Ziemelis G. [212], около 25 % белков вин находятся в комплексе с фенольными веществами.

При выдержке вин белковые вещества постоянно выпадают в осадок, взаимодействуя с высокомолекулярными полифенолами, в результате чего образуются, так называемые, "белково-танатные" комплексы [95]. Из фенольных компонентов в формировании этих комплексов участвуют, в основном, лейкоантоцианы и катехины [26, 93, 94, 150, 176]. По мнению Chollot В. с сотр. [138], сначала происходит окислительная конденсация флавоноидов. В дальнейшем происходит образование водородных связей между гидроксильной группой полифенолов и карбоксильной группой белков [140]. Авторы считают, что "белково-танатные" комплексы не имеют постоянного состава. При этом если в комплекс вступают слабоокисленные фенольные вещества, то связи носят обратимый характер. Если же в результате окисления образуются о-хиноны, то белок связывается необратимо [26, 37, 149].

Кроме образования "белково-танатных" комплексов белки могут взаимодействовать с медью, железом, кальцием и другими катионами, образуя комплексы, которые выпадают в осадок [43, 80, 125, 170, 180].

Значительное место среди веществ коллоидной природы принадлежит полисахаридам. На их долю приходится 60-90 % суммы всех веществ коллоидной природы.

По данным ряда авторов, водорастворимые полисахариды винограда содержат в своём составе D-галактозу, D-глюкозу, D-маннозу, а-арабинозу, D- ксилозу, а-рамнозу и две уроновые кислоты: (+) D-галактуроновую и D- глюкуроновую [46, 61].

Содержание полисахаридов зависит в большей степени от почвенно­климатических условий возделывания винограда и в меньшей степени от сорта [61, 118, 138].

По данным Villetas J.

с сотр. [224], основным источником полисахаридов вин служит сусло, а мономерными составляющими - рамноза, фруктоза, арабиноза, глюкоза, галлактоза и манноза.

Pueyo Е. с сотр. [206], был исследован состав нейтральных моносахаридов в полисахаридах, выделенных из виноградного сусла и вин. Было установлено, что полисахариды сусла включают глюкозу, галактозу, арабинозу, ксилозу и маннозу с преобладанием глюкозы и арабинозы. В полисахаридах вин в преобладающем количестве находится манноза.

В процессе брожения винные дрожжи обогащают молодые виноматериалы нейтральными полисахаридами. Наиболее значимыми являются р-глюкан, а- маннан и глюкоманнан. Эти полисахариды характерны для клеточных стенок дрожжей.

После окончания брожения(и особенно в период автолиза, когда происходит разрушение клеточных оболочек дрожжей) полисахариды переходят в вино [61, 63, 181]. При изучении структуры маннана вина и дрожжей была показана их идентичность [58, 61, 225]. Аналогичные данные были получены при изучении выдержки игристых вин в присутствии дрожжей [211].

Источником дополнительного обогащения вин полисахаридами является гриб Botritis cinerea. Некоторыми авторами [152, 153, 220] было показано, что

сусло, полученное из винограда, поражённого этим грибом, дополнительно обогащается полисахаридами, в частности Р-глюканом, что, в свою очередь, вызывает трудности при осветлении и последующей стабилизации виноматериалов.

Однако, это утверждение было опровергнуто Ежовым В.Н. и Забарой Л.М.[54], установившими идентичность р-глюкана из "ботритизированного" виноградного сусла и Р-глюкана, формирующего коллоидные помутнения вин из неинфицированного винограда.

Наиболее изучены в плане влияния на коллоидную стабильность вин пектиновые вещества [32, 117, 130]. Их роль определяется свойствами "защитного коллоида". В связи с этим они затрудняют выделение в осадок взвесей, находящихся в сусле [43].

На переход пектиновых веществ в сусло, а в последующем в вино, существенное влияние оказывает способ переработки винограда [193, 203]. В процессе спиртового брожения под действием пектолитических ферментов дрожжей основное количество пектиновых веществ подвергается деградации [66, 73, 219]. В молодых винах обычно остаётся незначительное количество пектина, а в выдержанных — следы [44, 219, 220].

Пектины могут образовывать комплексы с полифенолами, которые существенно повышают вязкость среды [223]. Роль пектиновых веществ в виноделии неоднозначна. С одной стороны, повышенное содержание этих веществ в соке увеличивает его вязкость, что сопровождается ухудшением сокоотдачи, процесса осветления и понижения скорости фильтрации. С другой стороны, если вино хорошо осветлено, то сказывается положительная роль пектинов как

защитных коллоидов.

По данным Датунашвили Е.Н. и Ежова В.Н. [44], в формировании коллоидных помутнений основную роль играют низкомолекулярные полисахариды.

Растворимые полисахариды, а также другие взвеси коллоидной природы, обладая свойством взаимодействовать с некоторыми вторичными продуктами метаболизма дрожжей, оказывают влияние на ход спиртового брожения, ингибируя его [178, 196]. Feuillat М. [157] установил, что при вторичном брожении тиражной смеси происходит гидролиз полисахаридсодержащих фракций с молекулярной массой свыше 5000.

Возможность образования комплекса между полисахаридами и фенольными веществами изучена недостаточно. Usseglio-Tomasset L. и Di Stefano R. [222] было сделано предположение о присутствии в винах комплексов “белок-танин- полисахарид”, которые имели молекулярную массу около 200000. Parenthoen А. и Feuillat М. [199] выделили четыре полисахаридсодержащие фракции, имеющие молекулярные массы 12000; 55000 — 80000; 350000 и >106. Ими было показано, что последняя фракция включает белковый азот и полифенолы, а её концентрация влияет на скорость осветления вин.

Согласно исследованиям, проведенным Pellerin Р. с сотр. [202], в вине присутствуют два биополимера (дрожжевой маннопротеин и виноградный арабиногалактановый протеин), которые оказывают стабилизирующее действие против белковых помутнений.

Значительное воздействие на коллоидную систему бродящего сусла оказывают ферменты дрожжей [10, 35, 36, 50, 68, 159]. Дрожжи выделяют в среду ряд ферментов гидролитического действия: пектинэстеразу, полигалактуроназу, гемицеллюлазы, протеиназу, липазу и др. [1, 50]. Манрикяном Е.Г. [74] отмечено, что под действием дрожжей происходит разрушение комплексов биополимеров сусла, что, в свою очередь препятствует, образованию коллоидных помутнений.

Исследования Usseglio-Tomasset L. [220] показывают, что при спиртовом брожении в жидкую фазу переходит до 30 мг/дм3 белка и до 100 мг/дм3 полисахаридов дрожжей. В процессе брожения происходит деградация биополимеров и существенное уменьшение их содержания [2, 3, 53, 57]. Данные, полученные Castino М., Delfini С. [141], носят противоположный характер. По их

мнению, концентрация коллоидов в виноматериалах в 1,5-2 раза выше, чем в исходном сусле.

Фенольные соединения, содержащиеся в ягоде, играют важную роль в формировании цвета, вкуса, прозрачности и стабильности вин [25, 26, 52, 134]. По мнению Ribereau-Gayon Р. [114], полифенольные соединения более правильно отнести к полуколлоидам.

В 1 кг винограда содержится до 10 г фенольных соединений. Наибольшее содержание водорастворимых дубильных веществ в пересчёте на сухую массу находится в гребнях (14,2 — 15,7%); семенах - 7,2 — 8,4% и кожице - 4,0 — 6,1%, меньше всего в мякоти ягод (0,6 — 1,0 %).

Окраска ягод винограда, как впрочем и содержание различных веществ, зависит от сорта, экологических условий произрастания, агротехнических приёмов возделывания и степени зрелости [79, 88, 208]. Так, например, установлено, что при перезревании ягод винограда красящие вещества частично распадаются [16, 221].

При изучении сортов Саперави, Каберне-Совиньон и Матраса было показано, что по мере накопления сахаров в винограде возрастает и содержание красящих веществ, но при этом снижается общее содержание фенольных соединений [24, 37, 75]. В наибольшей степени это касается лейкоантоцианов, составляющих основную массу фенолов винограда (75-80%) [20, 25]. По данным Muller-Spath Н. [195], при нормальных условиях производства виноматериалов в сусло из кожицы, семян и гребней переходит около 20% всех фенольных соединений винограда.

Массовая концентрация фенольных веществ в сусле первой фракции составляет 200-500 мг/дм3. Это обеспечивает высокое качество столовых белых и шампанских виноматериалов [26, 64].

Содержащиеся в сусле и вине фенольные соединения встречаются в виде мономерных, олигомерных и полимерных фракций. При этом полимерные фракции бывают гидролизуемые и негидролизуемые (конденсированные). Из

гидролизуемых фенольных соединений в виноградном сусле и вине обнаружены фенолоксикислоты. Кроме этого, в сусле и вине присутствуют антоцианы, лейкоантоцианы, катехины, флавонолы, кумарины и полимер катехинов и лейкоантоцианов - танин [24, 25, 168].

Важнейшее свойство фенолов - способность к окислению. По данным Rib- ereau-Gayon Р. с сотр. [114], в сусле этот процесс проходит, в основном, под действием ферментов. В вине мономерные и олигомерные формы фенольных соединений проявляют высокую способность к полимеризации и окислительной конденсации [55].

Наиболее сильно подвержены окислению и конденсации лейкоантоцианы, которые, по мнению ряда авторов, способны вызывать помутнения [25, 27, 52, 166].

Танины так же принимают участие в формировании коллоидных помутнений вин. В связи с тем, что их молекулы несут отрицательный заряд, а изоэлектрическая точка находится от 2.0 до 2.5, то чем выше pH вина, тем больше значение отрицательного заряда молекулы и, как следствие этого, большая вероятность взаимодействия с белковыми веществами и образования комплексов [148].

Кроме взаимодействия с белками окисленные формы фенольных веществ способны образовывать нерастворимые комплексы с ионами металлов и полисахаридами, в частности с пектином [25, 52, 149, 176, 227, 228].

Таким образом, можно отметить высокую реакционную способность фенольных соединений и вследствие этого значительное участие в коллоидных помутнениях вин. Вместе с тем этот класс соединений играет существенную роль в формировании цвета и гармонии вкуса вин.

На основании исследований, проведенных Манрикяном Е.Г. [74] и Бойко В.А. [19], установлено, что формирование коллоидных помутнений вин связано с окислительной конденсацией или "сшивкой" в вине деградированных водорастворимых комплексов типа полисахарид-эпикатехин-белок с помощью

оксикоричных кислот.

Механизму возникновения коллоидных помутнений в винах и образованию комплексов между белком и полифенолами, белком и полисахаридами были посвящены многочисленные исследования Датунашвили Е.Н. с сотр. [42, 47, 48, 49]. По их мнению, первоисточником комплекса полисахаридов, белков и полифенолов служат клеточные стенки виноградной ягоды. Дальнейшие превращения связаны с его окислительной "сшивкой" фенол-карбоновыми кислотами и их эфирами.

Анализ литературы свидетельствует о немногочисленности данных о биополимерах и их комплексах, присущих шампанским виноматериалам и игристым винам.

В результате исследований помутневшего шампанского, купажного шампанского виноматериала и “Советского Шампанского”, выдержавшего гарантийный срок хранения, был выделен сложный “белок-углевод- полифенольный” комплекс, состоящий на 23% из полисахаридов, 5,4 % белка и 5,2 % фенольных веществ. Показано, что в исходных кулажах доминирует комплекс "белок-полифенол", а в стабильном шампанском вине - "белок-углевод"[19, 67].

Арпентиным Г.Н. [11] были разработаны технологические требования, по которым, сусло, идущее на выработку виноматериалов для игристых вин должно содержать фенольных веществ 200-300 мг/дм3, кальция не более 80 мг/дм3.

Для купажных шампанских виноматериалов уровень концентраций, обеспечивающих стабильность готового игристого вина, составляет: для полисахаридов - не более 400 мг/дм3; фенольных соединений - не более 200 мг/дм3; белков - не более 20 мг/дм3 и кальция - до 100 мг/дм3 [19, 67].

Большое значение в формировании качества и стабильности вин имеют также липиды. В состав этой группы веществ входят стеролы и их сложные эфиры, характеризующиеся плохой растворимостью в водно-спиртовых растворах, что влечёт за собой способность вызывать помутнения [123, 137]. По данным ряда авторов [77, 78, 102] эти соединения принадлежат к микроэлементам сусла и вина.

Нагайчук В.В. [83] было установлено, что в винах содержится от 50 до 500 мг/дм3 липидов виноградного и дрожжевого происхождения. Липиды влияют на бродильную активность дрожжей [22], на скорость протекания окислительно- восстановительных процессов и вкусовые качества вин [119].

Кроме наличия в виноматериалах и винах свободных липидов, были обнаружены так же комплексы липопротеинов [18] и глюколипидов [164]. В липопротеинах связь белков и липидов идёт через полярные липиды. Однако, эти комплексы неустойчивы и могут разрушаться при обработке виноматериалов или при изменении условий хранения.

Таким образом, из выше изложенного следует, что источником возникновения коллоидных помутнений вин является присутствие в них биополимеров: белков, полисахаридов, фенольных веществ и липидов, а так же их комплексов. Представленный литературный обзор свидетельствует о сложности этих компонентов вин и их высокой реакционной способности.

<< | >>
Источник: СОГОЯН КАРИНЭ РУДОЛЬФОВНА. БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИММОБИЛИЗОВАННЫХ ДРОЖЖЕЙ В ПРОИЗВОДСТВЕ ИГРИСТЫХ ВИН БУТЫЛОЧНЫМ СПОСОБОМ. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Ялта, 1998. 1998

Скачать оригинал источника

Еще по теме 1.1. Формирование коллоидной системы вин:

  1. Программа психологического сопровождения профессионально- личностного роста менеджеров образования в системе повышения квалификации
  2. Профессионально важные качества и их формирование
  3. Формирование положительной системы представлений
  4. ГЛАВА 4. СОСТОЯНИЕ КАЧЕСТВА МЕДИЦИНСКОЙ ПОМОЩИ БОЛЬНЫМ С БОЛЕЗНЯМИ СИСТЕМЫ КРОВООБРАЩЕНИЯ В АМБУЛАТОРНО-ПОЛИКЛИНИЧЕСКИХ УЧРЕЖДЕНИЯХ САНКТ- ПЕТЕРБУРГА В 2010 Г.
  5. Налоговая система и ее функции.
  6. ОГЛАВЛЕНИЕ
  7. ВВЕДЕНИЕ
  8. 1.1. Формирование коллоидной системы вин
  9. 1.2. Влияние основных технологических приёмов производства игристых вин бутылочным способом на содержание биополимеров.
  10. 1.3. Использование иммобилизованных дрожжей в производстве игристых вин
  11. 1.4. Влияние сроков выдержки на качество игристых вин
  12. 1.6. Заключение и обоснование направления исследований
  13. 3.2.2. Влияние иммобилизованных дрожжей на динамику физико-химических показателей кюве
  14. 3.2.3. Изменение содержания высокомолекулярных и фенольных соединений в зависимости от их исходного содержания в процессе послетиражной выдержки.
  15. 3.2.4. Исследование изменения компонентов коллоидной системы виноматериалов различных сортов.
  16. 3.2.5. Влияние срока выдержки на созревание игристых вин,полученных с использованием иммобилизованных дрожжей
  17. 3.4. Роль физико-химических изменений в возникновении помутнений при получении игристых вин на иммобилизованных дрожжах
  18. ВЫВОДЫ
  19. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
  20. Модель формирования функциональных систем с учетом врожденных способностей и приобретенных знаний
- Акушерство и гинекология - Анатомия - Андрология - Биология - Болезни уха, горла и носа - Валеология - Ветеринария - Внутренние болезни - Военно-полевая медицина - Восстановительная медицина - Гастроэнтерология и гепатология - Гематология - Геронтология, гериатрия - Гигиена и санэпидконтроль - Дерматология - Диетология - Здравоохранение - Иммунология и аллергология - Интенсивная терапия, анестезиология и реанимация - Инфекционные заболевания - Информационные технологии в медицине - История медицины - Кардиология - Клинические методы диагностики - Кожные и венерические болезни - Комплементарная медицина - Лучевая диагностика, лучевая терапия - Маммология - Медицина катастроф - Медицинская паразитология - Медицинская этика - Медицинские приборы - Медицинское право - Наследственные болезни - Неврология и нейрохирургия - Нефрология - Онкология - Организация системы здравоохранения - Оториноларингология - Офтальмология - Патофизиология - Педиатрия - Приборы медицинского назначения - Психиатрия - Психология - Пульмонология - Стоматология - Судебная медицина - Токсикология - Травматология - Фармакология и фармацевтика - Физиология - Фтизиатрия - Хирургия - Эмбриология и гистология - Эпидемиология -