CC BY
48
Г
V, см
см
18 и 1700 юксиль-вное по-геержде-ы 1650 и =С - свя-
месью в гь поломе. 2, б).
I смести-е интен-оло 1700
ющения
і,допус-я, в пер-одержа-ия окис-
лителя происходит, вероятно, разрушение полимерных цепей и образуются продукты с .меньшим количеством изолированных и конъюгированных двойных связей, что приводит к уменьшению цветности.
Чтобы сравнить влияние различных окислителей и исключить их действие на большое количество промежуточных соединений, содержащихся в мелассе, исследовали действие окислителей на красящие вещества, выделенные из мелассы по классической методике [2].
Раствор красящих веществ делили на пять проб и выдерживали при комнатной температуре. Первую пробу (1) оставляли как контрольную, ко второй (2) добавляли 2%-й раствор КМп04, к третьей (3) — 3%-й раствор Вг2 в воде (НВгО), к четвертой (4) — 0,02%-й раствор СаОС12 и к последней (5) — 0,02%-й раствор СаОС1? + воздух. Изменения в системах фиксировали по поглощению в УФ и видимой области (Я 460 нм) через 0,5 и 24 ч (табл. 2).
Таблица 2
Растворы красящих веществ, обработанные окислителями
01) (А 460 нм) после обработки при 20° С
0.5 -і
24 ч
КМп04 НВгО СаОСІ, СаОСЛ,+
0,30
0,26
0,23
0,12
0,27
0,06
0,13
0.08
воздух
Необработан- . , ■
ные (контроль) 0,54 , 0,52
Как свидетельствуют экспериментальные данные, окислители взаимодействуют со сформировавшимися красящими веществами мелассы и самый сильный обесцвечивающий эффект среди исследуемых окислителей дает смесь хлорной извести с воздухом.
В УФ-спектрах растворов красящих веществ мелассы с окислителями набгаодается уменьшение интенсивности карбонильного поглощения, причем в большей мере б растворах, обработанных смесью СаОС12 с воздухом (рис. 3: номера кривых соответствуют пробам), что выз-
вано, вероятно, возможным окислением карбонильных групп.
Результаты исследования доказывают: окислители способны расщеплять двойные связи сформировавшихся хромофоров красящих веществ, что приводит к уменьшению цветности. К тому же сильный обесцвечивающий эффект показывает окислительная смесь хлорной извести с воздухом.
ЛИІЕРАТУРА
1. Руденко В.М. Дія кисню повітря як окисника в модельній системі £>-глюкоза — гліцин // Наукові праці УДУХТ. — 1999. — № 5. — С. 81 - 83.
2. Сапронов А.Р., Колчєва Р.А. Красящие вещества и их влияние на качество сахара. — М.: Пищевая пром-сть, 1975.
— 347 с.
Кафедра органической химии
Поступила 25.07.2000 г.
661.72:668.5.035.004.14 ХИМИЧЕСКИЕ И БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЭКСТРАКТОВ ИЗ ТВЕРДЫХ ЧАСТЕЙ ГРОЗДИ ВИНОГРАДА
О .А. САПРЫКИНА, СХ АБДУРАЗАКОВА
7 ашкентский химико-технологический институт
Дубовая клепка ДК, будучи для отдельных типов алкогольной продукции источником таких технологически важных химических компонентов, как дубильные вещества, лигнин, гемицеллюлозы, аминокислоты и др., является также важным фактором формирования органо-
лептических показателей (цвет, букет, вкус) алкогольных напитков.
Узбекистан, не располагая собственным дубовым парком и имея на заводах уже достаточно истощенные ДК, вынужден импортировать дорогостоящую дубовую тару. В сложившихся экономических условиях дефицит и дороговизна последней ставят перед виноделами задачу изыскания новых доступных растительных объектов, способных обеспечить качественное созревание ал-
когольнои продукции, в частности коньячного спирта.
Известно [1-4], что такие растительные объекты, как твердые части грозди винограда ТЧГВ — гребни, кожица, семена, являющиеся вторичными продуктами переработки винограда, содержат необходимые химические компоненты.
С целью изучения возможности и целесообразности использования ТЧГВ как реагентов созревания коньячного спирта КС нами был поставлен эксперимент по выдержке свежеперегнанного КС на украинской ДК (измельченной в стружку), на виноградных гребнях, кожице и семенах. Свежеперегнанный КС выдерживали на указанных растительных объектах в течение 11 мес, после чего в полученных коньячных экстрактах КЗ анализировали качественное и количественное содержание дубильных веществ ДВ, аминокислот, сахаров, альдегидов. В ТЧГВ и ДК определяли лигнин Класона, активность фермента (3 -фруктофуранозидазы БФФ, затем дегустировали КЭ.
Качественный состав дубильных веществ изучали методом одно- и двумерной бумажной хроматографии БХ. В качестве систем растворителей служили смеси: н-бутанол — уксусная кислота — вода БУВ (40:12:28) и 2%-й водный раствор уксусной кислоты. Проявители — 1%-й раствор ванилина в концентрированной соляной кислоте и 1%-й водный раствор хлорного железа. Содержание определяли методами — «ванилиновым » [5] и весовым единым ВЕМ [6].
Качественное и количественное определение аминокислот проводили методом жидкостной ионообменной хроматографии на аминокислотном анализаторе Т-339 (Чехия) [7].
Качественный состав сахаров определяли методом одномерной нисходящей БХ [8]. Системой растворителей служила смесь н-бутанол — пиридин—вода (6:4:3). Аль-дозы проявляли раствором апилинфталата, фруктозу — раствором мочевины, содержание сахаров — методом Бертрана [9].
Лигнин в ТЧГВ и ДК определяли по Комарову [10].
Сумму альдегидов-выделяли по методике [11]. Альдегиды анализировали методом тонкослойной хроматографии ТСХ. В качестве системы растворителей использовали смесь гексан — эфир (1:2). Проявитель — пары йода.
Лигнин в КЭ определяли весовым способом [9], ароматические альдегиды — флороглюциновым методом [12].
Определение активности фермента БФФ проводили по методике Яроша и др. [13]: , ■
Таблица 1
Идентифи- Вид растительного субстрата в КЭ
цированные ДВ гребни кожица семена ДК | смесь ТЧГВ
(+)Катехин
(±)Галлока-
-техшз
С-)Эпика-
техин
(-)Згшгалло-
катехин
(±)Эпикате-
хингаллат
Проантоциа-
нидины
Галловая
кислота
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Изучение качественного состава ДВ показало (табл. 1), что последние в КЭ 7ЧГВ представлены ка-техинами и проантоцианидинами, в КЭ ДК— кате-хинами, проантоцианидинами и галловой кислотой. Все КЭ в системе БУВ содержали неидентифициро-ванное вещество с Я/— 0,92. По степени окраски «проантоцианидиновых хвостов» наБХ можно сказать, что КЭ ТЧГВ содержат значительно больше окисленных (конденсированных) дубильных веществ, чем КЭДК.
Содержание ДВ в КЭ определяли «ванилиновым» методом и ВЕМ (табл. 2). Первый дает возможность определить содержание катехинов и проантоцианидинов, второй — дубильных веществ любой природы.
Полученные результаты обоих методов определения содержания ДВ в КЭ ТЧГВ не имеют существенных отличий. В КЭ из ДК ВЕМ дал несколько больший результат. Видимо, этот факт говорит о присутствии в КЭДК помимо конденсированных, дубильных веществ гидролизуемого ряда, на долю которых приходится 17% от их общего содержания. В КЭ ТЧГВ содержалось соответственно в 7 и 2 раза больше дубильных веществ, чем в КЭДК .........
Таблица 2
- Определение ДБ в КЭ методом ...
КЭ из растительного субстрата "ванилиновым-" ВЕМ
Содержание, р'л Выход, °/о от субстрата Содержание, г-;л Выход, % от субстрата
Гребни \ -. ; ,- 2,1 1,57 2,06 1,55
Кожица 4,0 ^ 3,05 . '" О'. 3,0
Семена 8,5 6.4 8.3 6.27 '
ДК - 1.0 0,75 1,2 0.92
Аспараг!
Треонин
Серии*
Глютам:
Пролин
Цистин
Глицин
Ллашш
Валин*
Мешх
Июлей
Лейцш
Тиро'з?
фенил
Гис’ш;
Лизин
Всего
* — ос
Иссл< его иде? лот КЭ ‘ ПрО! КЭ пок:
ставлен емых пе
СОКОЙ Р(
они пер вые аль ции), и I ролиза жицы -ровани Опр( тах РО ку разл ствуюи обрабс бензол количе стракт
По |
№ 1, 2001
\ammfa 1
ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 1,2001
21
Таблица 3
1в КЭ 1 !> ТЧГВ Выход аминокислот относительно Содержание аминокислот
Аминокислоты навески экстракта, %*10 в экстракте, мг/л
гребни кожица семена ДК гребни кожица семена ДК
+
Аспарагиновая кислота * 88.0 Следы 3,4 1.7 48,6 Следы 0,63 0,14
+ Треонин ч - - - - - - -
4- Серии* : - - - - -
Гл юта мин овая ки слота 107,3 9,4 6,3 0,7 60,4 2,6 1.26 0,06
+ Пролин ■ 76.7 ■ с л е д ы 43,2 С . е д ы
+ Пистин 81,9 С лед ы 46,12 С л е д ы
Глицин (А) - - - - - - - -
+ Аланин* ' 50,9 4.7 0.2 0,4 28.7 1,3 0.04 0,04
Валин*(.4) ■' ’ 37.9 Следы ■[ 7 1,2 21,3 Следы 0.3 0,1
Метионин* - .. - - - - - -
•казало [ены ка- ■ '/г.. .. Изолейцин •: ; 19,7 : с л е д ы г с1 • •: • П.1 С ; I е д ы №
— кате-слотой. кщиро-[краски Лейцин (Л) 18,6 с лед ы 10.5 с е д ы
Тирозин (.4) ' 164,2 4.9 11.3 37,7 92,5 1,4 2,1 3,3
[но ска-рольше Фенилаланин (.4) 41.6 22,9 19,6 35,1 23,4 6.4 3.6 3,1
^еществ, Гистидин 70,9 44,7 Следы 13,8 39.9 12,5 Следы 1.-2
ым» ме- Лизии * •- 19,5 Следы 12,9 17.4 11,0 Следы 2,4 1.5
ть опре-юв, вто- Всего 777,2 86,6 55.4 108 436.7 24,2 10,33 9,44
* — основные аминокислоты выдержанного на ДА' КС; (Л) -
Исследование аминокислотного состава КЭ выявило его идентичность (табл. 3). По содержанию аминокислот КЭ ТЧГВ превосходили КЭДК.
Проведенное методом БХ изучение состава сахаров КЭ показало, что он идентичен в КЭ ТЧГВ и ДА' представлен глюкозой и фруктозой. Отсутствие предполагаемых пентоз в экстрактах, ВОЗМОЖНО; объясняется их высокой реакционной способностью [14], в результате чего они перешли в новое качественное состояние (фурано-вые альдегиды и другие продукты сахароаминной реакции), и более низкой по сравнению с ней скоростью гидролиза гемицеллюлоз. КЭ из гребней содержал 3040, кожицы — 896, семян — 288,ДК— 79 мг/100 мл инвертированных сахаров.
Определение лигнина Класона в растительных объектах РО предусматривает их предварительную обработку различными растворителями с целью удаления сопутствующих лигнину веществ. Проводя предварительную обработку ТЧГВ пДК спиртом-ректификатом, спиртобензольной смесью и горячей водой, установили, что количества полученных при этом соответствующих экстрактов разнятся между собой (табл. 4).
По степени экстрагируемое™ составных компонен-
ароматоооразующяе аминокислоты. •*
тов РО можно расположить следующим образом: экстрагирование спиртом-ректификатом: гребни > семена > кожица > ДК\ спирто-бензольной смесью: семена > гребни > кожица >ДК: водой: гребни > кожица >ДК> семена.
В результате всех трех видов предварительной обработки больше всего веществ извлеклось из гребней, затем кожицы, семян и ДК. Это говорит о том, что из ТЧГВ экстрактивные вещества извлекаются легче, чем из ДК.
Ввиду того, что ароматические альдегиды, являясь предшественниками синтеза лигнина в растении и в свою очередь продуктами гидролиза лигнина, играют важную роль в формировании органолептики КС, мы выделяли сумму альдегидов из спиртовых экстрактов предварительной обработки РО и исследовали их качественный состав методом ТСХ. Идентификация показала, что все РО являются источниками таких важных для органолептики КС ароматических альдегидов, как ванилин и сиреневый альдегид.
Для определения лигнина Класона использовали три образца каждого РО\ лигнин Класона 1 определяли в сырье после его предварительной спиртовой и спиртобензольной экстракций; лигнин Класона 2 — после спир-
Таблица 4
Выход компонента, % от исходного сырья
г^пуппли. п 1 х>! гребни кожица семена ДК
Экстракт: спиртовой 37.4 17.4 26.5 5Л
спи р то- бензо; 1ьны и 1,2 .0,9 за 0,3
водный 15.27 9.76 5,83 7,01
Всего 59.87 28.06 35.53 12,41
Сумма альдегидов Лигнин Класона 0.09 137 0,52 0,06
1 34.7 37,4 42,3 25,7
* 2 56,9 57.08 61.24 29.3
3 12,32 12,62 1637 25,01
товой, спирто-бензольной и водной экстракций; лигнин
Класона 3 — в сырье без предварительной обработки (табл. 4).
Полученные результаты определения лигнина Класона (1 и 2) в ТЧГВ пДК совпадают с данными [15] и свидетельствуют, что ТЧГВ являются более лигнинными, чем ДК. Однако авторы [15] считают эти данные явно завышенными и не дают им объяснения. Нами установлено, что в результате предварительной обработки из ТЧГВ неяигнинные вещества извлекаются легче (спиртовым, спирто-бензольный и водный экстракты), что говорит о более легкой деструктируемости ТЧГВ реагентами. За счет этого происходит относительное обогащение лигнином ТЧГВ в большей степени, чеиДК, отсюда и завышенные результаты по содержанию лигнина в ТЧГВ. Данные определения лигнина в ТЧГВ, не подвергнутых предварительной обработке (лигнин Класона 3), подтвердили этот факт.
■ Таблица 5
Коньячный экстракт Содержание лигнина, г/л Содержание ароматич. альдегидов, мг/л
Гребни 3,5 : 126
Кожица 4,5 96
Семена 10,2 104
дк . , 3.4 1? . ’
Из полученных результатов следует, что ТЧГВ содержат меньше лигнина, чем ДК. но лигнин ТЧГВ легче экстрагируется (табл. 5), а следовательно, быстрее подвергается окислительному гидролизу с образованием продуктов, определяющих органолептику КС.
Дегустация КЭ ТЧГВ и ДК показала, что первые имели более интенсивную окраску, обладали богатым пло-
дово-фруктовым букетом с присущей для КЭ каждого структурного элемента ТЧГВ (гребней, кожицы, семян) специфичностью, мягким гармоничным вкусом с хорошо выраженной терпкостью, тогда как КЭДК приобрел лишь хорошо развитую окраску, других признаков созревания в нем не отмечалось.
Исходя из этих результатов, решили провести сравнительную оценку активности фермента БФФ в ТЧГВ и ДК. Полученные данные показали, что в гребнях, кожице и семенах после высушивания фермент БФФ сохраняется и соответственно составляет 0,29; 0,28 и 0,1 мг инвертированного сахара на 1 г растительной навески. У ДК активность фермента БФФ не обнаружена.
Таким образом, в результате проведенных исследований установили, что идентифицированные нами в КЭ ТЧГВ дубильные вещества по своей природе очень близки таковым в КЭДК (только 17%, по нашим данным, приходится на долю ДВ иной природы , так называемых гидролизуемых). Согласно [14,16,17], идентифицированные нами в КЭ ТЧГВ дубильные вещества отличаются чрезвычайной легкостью окисления, образуя соответствующие хиноны — органические перекиси, ускоряющие окислительно-восстанови тельные процессы, лежащие в основе созревания крепких напитков. Содержание их в КЭ ТЧГВ во много раз больше, чем в КЭДК.
В выдержанных КС отмечено шесть основных аминокислот — лизин, аспарагиновая кислота, серии, аланин, валин и метионин (на их долю приходится 72-92% содержащихся в КС аминокислот); ароматобразующи-ми кислотами являются тирозин, фенилаланин, лейцин, глицин, валин [18]. Согласно нашим данным, КЭ ТЧГВ содержат тот же набор аминокислот, что и КЭДК, первые содержат значительно больше основных и арома-тобразующих аминокислот, т. е. соответствуют состоянию наиболее выдержанных КС.
Состав сахаров также идентичен, причем по содержанию сахаров КЭ ТЧГВ соответствуют состоянию более выдержанных КС.
Также установили, что ТЧГВ, как и ДК, являются источниками ароматических альдегидов и лигнинсодержащим сырьем, причем лигнин ТЧГВ легче экстраг ируется, а следовательно, быстрее подвергается окислительному гидролизу с образованием ароматических альдегидов.
Помимо этого, ТЧГВ содержат фермент БФФ. Известно [19-22], что в спиртовой среде фермент БФФ проявляет трансферазную функцию связывания сивушных спиртов в алкилфруктозиды, ускоряя таким образом созревание крепких напитков.
Проведенные сравнительные исследования качественного и количественного состава основных компонентов, ответственных за формирование органолептики КС, КЭ ТЧГВ и КЭДК показывают возможность и целесообразность использования ТЧГВ для созревания КС.
ЛИТЕРАТУРА
1. Дурмишидзе С.В. Дубильные вещества и антоцианы виноградной лозы и вина: Автореф. дис.... д-ра биол. наук.
— М., 1952.--48 с.
2. Кишковский З.Н., Скурихин И.М. Химия вина — М.: Пищевая пром-сть, 1976. — 312 с.
3. Щольц Е.П., Пономарев В.Ф. Технология переработки винограда.— М.: ВО Агропромиздат, 1990. — 446 с.
4. Бегу
1972,-2;
5. А.с. соб колич риалов// А.К. Кари — № 204 гения. Пр №43.-1
6. Веа ном, обут Г остехщ ния, 195:
7. Ме ний: Мет
8. Хр Мацека; Запроме
9. Хи бальянц ред. ГГ.
10. Г лозы/А ред. В.^
11. Г диоксан пений С
12. I коньячн нодар, |
13. 1\ Ермако! Ермака 1987. —1
14.
саждого [, семян) 1 с хоро-[эиобрел аков со-
сравни-ТЧГВ и рс, кожи-Р сохра-,1 мгин-^ески. У
исследо-ми в КЭ !НЬ блИЗ-Ьнным, иваемых ррован-ичаются соответ-[скоряю-ы, лежа-[ержание
£
:ых ами-ин, ала-
_ 72-92% ^зуютци-L лейцин,
Ътчгв
ЦК, пер-ri арома-г состоя-
10 содер-tarao бо-
ротся ис-содержа-агирует-|слитель-ях альде-
)Ф. Изве-\ФФ про-юушных эазом со-
иествен-юнентов, и КС.КЭ [елесооб-(С.
4. Бегунова Р.Д. Химия вина. — М.: Пищевая пром-сть, 1972.— 224 с.
5. А.с. 492791 СССР, МКИ С 01п 21/06. УДК 531.75. Способ количественного анализа растительных дубильных материалов /А.С. Садыков, А.И. Исмаилов, Ш.Ю. Исламбеков, А.К. Каримджанов; Отд. биоорганической химии АН Узб. ССР.
— № 2041684/28 - 12; Заявл. 09.07.74// Открытия. Изобретения. Промышленные образцы. Товарные знаки. — 1975. — №43, —С. 120.
6. Весовой единый метод (ВЕМ) исследования в кожевенном, обувном и дубильно-экстрактовом производстве. — М.: Гостехиздат Мин-ва промышл. товаров широкого потребления, 1955. — 320 с.
7. Методы белкового и аминокислотного анализа растений: Метод, указания.— Л., 1979. — 53 с.
8. Хроматография на бумаге / Под ред. И.М. Хайса и К. Мацека; Пер. с чешек. Б.М. Вольфсона и др.; Под ред. М.Н. Запрометова. — М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1962. — 851 с.
9. Химико-технологический контроль виноделия / Г.Г. Ага-бальянц, Р.Д. Бегунова, Л.М. Джанполадян и др.; Под общ. ред. Г.Г. Агабальянца.— М.: Пищевая пром-сть, 1969. — 612 с.
10. Практические работы по химии древесины и целлюлозы / А.В. Оболенская, В.П. Щеголев, Г.А. Аким и др.; Под ред. В.М. Никитина. — М.: Лесная пром-сть, 1965. — 411 с.
11. Героникаки А.А., Абдуазимов Х.А. Исследование диоксанлигншта Althaea, rhyticarpa II Химия природных соединений (Ташкент). — 1976. — С. 242 - 246.
12. Ефимов Б.Н. Исследование лигнинового комплекса коньячного спирта: Автореф. дис.... канд. техн. наук. — Краснодар, 1969.-- 22 с.
13. Методы биохимического исследования растений / И.А. Ермаков, В.В. Арасимович, Н.П. Ярошидр.; Под ред. А.И. Ермакова. — 3-е изд., перераб. и доп. — Л.: Агропромиздат, 1987. —429 с.
14. Нилов В.И., Скурихин И.М. Химия виноделия.—
М.: Пищевая пром-сть, 1967. —442 с.
15. Бежуашвилн М.Г.. Муджири Л.А., Закис Г.Ф.
Характеристика препаратов, выделенных из виноградной лозы по методу Браунса // Химия древесины (Рига). — 1991. — №
3. — С. 99—104.
16. Петросян Ц.Л. Научные основы созревания коньячных спиртов: Автореф. дис.... д-ра техн. наук. — М., 1979.
— 40 с.
17. Руденко А.Г., Фалькович Ю.Е., Фисенко В.Н.
Определение фенольных веществ в коньячных спиртах ускоренным методом // Виноделие и виноградарство СССР. — 1983,— №1,— С. 28-29.
18. Сирбиладзе А.Л., Долмазашвили Д.А. Обогащение коньячного спирта экстрактивными веществами //Там же.
— 1981, —№7, —С. 25-28.
19. Абдуразакова С.Х., Касимов М.С., Арслан-бекова И.Г. Роль бета-фруктофуранозидазы в регуляции уровня высших спиртов, образуемых дрожжами Басс1г. carlsbergensis раса 776 // Узб. биол. журн. — 1979, —№6, —С. 10—12.
20. Абдуразакова С.Х., Арсланбекова И.Г., Касимов М.С. Образование алкилфруктозидов в вике в результате трансферазного действия бета-фруктофуранозидазы // Изв. вузов. Пищевая технология. — 1978. -— № 3. — С. 94-98.
21. Касимов М.С., Арсланбекова И.Г. Образование алкилфруктозидов в пиве и вине // Тех. докл. республ. конф. молодых ученых и специалистов «Актуальные проблемы в области общественных, естественных и технических наук». — Ташкент, 1978. — С. 258.
22. Абдуразакова С.Х., Ильясов Т.М., Фомичева Т.М. Способ непрерывного сбраживания яблочного сусла // Реф. сб. — М.: ЦНИИТЭИпищепром, 1974. — Вып. 9. — С. 1-3.
Кафедра технологии виноделия
Поступила 07.12.99 г.
тгоцианы юл, наук.
я перера--446 с.
