CC BY
13ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
Ученые записки Крымского федерального университета им. В. И. Вернадского Серия «Биология, химия». Том 1 (67). 2015. № 2. С. 207-213.
УДК 634.85:631.526.32/663.2
ОПРЕДЕЛЕНИЕ АРОМАТООБРАЗУЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В ВИНОМАТЕРИАЛЕ ИЗ НОВОГО ТЕХНИЧЕСКОГО СОРТА ВИНОГРАДА «КАФА» МЕТОДОМ ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ
Аристова Н. И.1, Разгонова О. В.1, Панов Д. А.2, Ульянцев С. О.1, Семенчук А. В.1
1Государственное бюджетное учреждение Республики Крым «ННИИВиВ «Магарач», Ялта, Республика Крым
2Таврическая академия (структурное подразделение) ФГАОУ ВО «КФУ им. В. И. Вернадского», Симферополь, Республика Крым E-mail: panovda@crimea. edu
В работе представлены результаты определения физико-химических показателей и основных групп ароматобразующих соединений виноматериала, полученного из нового сорта винограда «Кафа», выращенного в условиях западной предгорно-приморской зоны виноградарства Крыма. Методом газовой хроматографии определен качественный и количественный состав летучих веществ исследуемых образцов виноматериалов.
Ключевые слова: летучие кислоты, высшие спирты, сложные эфиры, сорт винограда, газовая хроматография, аромат, виноматериал.
ВВЕДЕНИЕ
Крымский полуостров издавна известен как уникальная зона для возделывания винограда и производства вина, а Национальный научно-исследовательский институт винограда и вина (ННИИВиВ) «Магарач» является ведущим центром по селекции винограда. Обновление сорта винограда является естественным и постоянным процессом [1-2]. Сотрудниками отдела селекции и генетики винограда и ампелографии был выведен новый сорт красного технического винограда «Кафа», обладающего устойчивостью к возбудителям грибковых заболеваний, зимостойкостью, высокой продуктивностью и урожайностью в условиях западной предгорно-приморской зоны виноградарства Крыма. Рентабельность выращивания винограда данного сорта в два раза и более превышает рентабельность возделывания в этой зоне традиционных сортов: Алиготе, Первенец Магарача, Каберне-Совиньон, Антей Магарачский и других. Кроме того, по содержанию биологически активных веществ виноград «Кафа» превышает вышеуказанные сорта [3-5].
Первые фенологические, агробиологические и хозяйственно-технологические исследования изучаемого сорта винограда указывают на возможность эффективного выращивания его в условиях предгорно-приморской зоны и включения в план перспективных сортов винограда Крыма [6-8]. Дальнейшие исследования (20062014 гг.), проводимые сотрудниками «Магарач», были направлены на изучение физико-химических показателей и состава ароматобразующих веществ в виноматериале из винограда «Кафа» с целью использования его для производства десертных вин.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Объектом данного исследования явился виноматериал, полученный из нового технического красного сорта «Кафа», выращенного в условиях западной предгорно-приморской зоны виноградарства Крыма в опытном хозяйстве института «Магарач» (п. Вилино, Бахчисарайский район). Образцы опытных виноматериалов были получены методом микровиноделия из винограда сорта «Кафа» по «красному» способу. При их приготовлении производили однократное уваривание мезги до температуры 60°С, настаивание и брожение на мезге, прессование, спиртование полученной жидкой фазы экспериментальных образцов до соответствующих кондиций. Определение основных физико-химических показателей виноматериалов проводили согласно стандартным методам ГОСТ, а также методикам, изложенным в методических рекомендациях ННИИВиВ «Магарач» [9-10]. Так, объемную долю этилового спирта определяли по ГОСТ 32095-2013, массовую концентрацию сахаров - ГОСТ 31669-2012, титруемую кислотность - ГОСТ 32114-2013, массовую концентрацию общего и приведенного экстракта - ГОСТ 32000-2012, массовую концентрацию свободной и общей сернистой кислоты - ГОСТ 32115-2013.
Определение массовой концентрации органических кислот, суммы фенольных соединений и антоцианов проводили методом ВЭЖХ с помощью хроматографической системы Agilent Technologies (модель 1100) с диодно-матричным детектором и хроматографической колонкой 2огЬах SB-C18 [11].
Компонентный состав летучих веществ опытных образцов виноматериалов проводили методом газовой хроматографии с помощью газового хроматографа фирмы «Agilent Technologies» (модель 6890) с масс-спектрометрическим детектором, капиллярной колонкой HP-INNOWax длиной 30 м и внутренним диаметром 0,25 мм. Математическую обработку полученных данных осуществляли с использованием программы «Сплайн» и «Excel».
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
В настоящее время качество виноматериалов и вин в соответствии со стандартами определяют несколько нормируемых физико-химических показателей, среди которых: объемная доля этилового спирта, массовая концентрация сахаров, массовая концентрация свободной и общей сернистой кислоты и другие. Результаты проведенных определений физико-химического состава виноматериала из винограда «Кафа» приведены в таблице 1. Значение объемной доли этилового спирта в виноматериале равно 15,6 % об., содержание сахаров (глюкозы и
фруктозы) составляет 157,8 г/дм3, что свидетельствует о высокой сахаристости винограда «Кафа». Гармоничной кислотностью для виноматериала можно считать титруемую кислотность в пределах 6,0-10,0 г/дм3, титруемая кислотность в опытном образце составляет 8,5 г/дм3. Массовая концентрация приведенного экстракта (27,7 г/дм3) соответствует допустимым нормам. Общая и свободная сернистая кислота (28,0 мг/дм3) является главным стабилизатором в виноматериале.
Таблица 1
Физико-химический состав виноматериала из нового сорта винограда «Кафа»
№ п/п Наименование показателя Ед. изм. Значение
1. Объемная доля этилового спирта, % об 15,6
2. Массовая концентрация сахаров г/дм3 157,8
3. Массовая концентрация титруемых кислот г/дм3 8,5
4. Массовая концентрация сернистой кислоты: свободной общей мг/дм3 3,0 25,0
5. Массовая концентрация экстракта: приведенного общего г/дм3 27,7 183,7
Важным показателем качества виноматериалов является его аромат. Он обусловлен не одним специфическим веществом, а сложным комплексом веществ, которыми являются летучие алифатические кислоты, высшие спирты, альдегиды и эфирные соединения. Основными методами определения ароматобразующего комплекса виноматериалов является метод газовой хроматографии.
В таблице 2 представлены результаты определения концентрации летучих кислот, играющих немаловажную роль в образовании аромата и вкуса виноматериалов и вина.
Таблица 2
Массовая концентрации летучих кислот в виноматериале из винограда Кафа
№ п/п Время удержания, мин. Название летучего компонента Массовая концентрация, мг/дм
1 11,38 уксусная кислота 8,74
2 14,35 изомасляная кислота 0,71
3 15,81 масляная кислота 0,24
4 16,72 изовалериановая кислота 0,68
5 20,51 капроновая кислота 1,04
6 24,89 каприловая кислота 0,76
7 28,73 каприновая кислота 0,79
Массовая концентрация летучих кислот составляет 18,96 мг/дм3. Повышенное содержание алифатических кислот неблагоприятно влияет на качество вин,
придавая им резкость во вкусе. Кроме того, обладая синергетических эффектом, они способны усиливать аромат других ароматических компонентов. Основным представителем летучих кислот является уксусная кислота, массовая концентрация которой равна 8,74 мг/дм3.
Основу аромата виноматериалов составляют высшие спирты (141,77 мг/дм3): изоамиловый, изобутиловый и другие (Табл. 3). Из идентифицированных высших спиртов большую долю составляют изоамиловый спирт (67,73 мг/дм3) и Р-фенилэтиловый спирт (62,80 мг/дм3). Р-Фенилэтиловый спирт является продуктом брожения аминокислот, обладает очень приятным запахом и считается одним из основных компонентом «букета брожения». Другой представительной категорией аромата являются сложные эфиры (51,72 мг/дм3) (Табл. 3). Этиллактат (9,96 мг/дм3) обладает приятным запахом и считается, что он придает «округлость» фруктовым ароматам. Массовая концентрация 5-гидроксиметилфурфурола составила 0,69 мг/дм3, что не превышает допустимых количеств в пищевой продукции. Данный факт свидетельствует о том, что при технологических операциях получения виноматериала отсутствует перегрев и соблюдены тепловые режимы.
Таблица 3
Массовая концентрация летучих компонентов (спиртов, эфиров, гликолей) в виноматериале из винограда «Кафа»
№ п/п Время удержания, мин. Наименование летучего компонента Массовая концентрация, мг/дм3 № п/п Время удержания, мин. Наименование летучего компонента Массовая концентрация, мг/дм3
Высшие спирты 2 4,817 изоамилацетат 0,05
1 4,281 изобутиловы й спирт 9,59 3 12,201 этилкаприлат 0,09
2 5,073 бутиловый спирт 0,06 4 13,165 этил 3-оксибутират 0,49
3 6,473 изоамиловый спирт 67,73 5 17,175 диэтилсукцинат 5,44
4 9,618 гексиловый спирт 1,29 6 18,441 пропан-1,3-диол диацетат 0,67
5 17,973 3-(метилтио)-пропиловый спирт 0,26 7 9,206 этиллактат 9,96
6 21,285 бензиловый спирт 0,04 8 19,852 этил-4-оксибутират 0,28
7 22,122 Р- фенилэтиловы й спирт 62,80 9 19,997 Р- фенилэтилацетат 0,01
Гликоли 10 24,704 диэтилмалат 1,96
1 13,963 (-)-2,3-бутиленгликоль 7,28 11 26,243 диизобутилсукц инат 0,42
2 14,855 мезо-2,3-бутиленгликоль 1,54 12 26,912 диэтиловый эфир 3-метил-2-оксиянтарной кислоты 1,08
Эфиры 13 30,019 диэтилтартрат 0,62
1 3,841 этилбутират 1,00 14 30,649 моноэтилсукци нат 30,27
Основным критерием качества технических сортов винограда является органолептические характеристики винодельческой продукции. Органолептический анализ виноматериала из винограда «Кафа» показал, что полученный образец характеризовался цветом от темно-рубинового до темно-гранатового. В аромате -ягодно-плодовые, молочно-шоколадные, пряные оттенки. Вкус сложный с тонами черной смородины, чернослива, вишни, шелковицы, шоколада, карамели, молочных сливок. Дегустационная комиссия ННИИВиВ «Магарач» оценила опытный образец виноматериала в 7,8 балла из 8,0.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Методом газовой хроматографии были идентифицированы основные группы ароматобразующих веществ виноматериала из нового сорта винограда «Кафа». Массовая концентрация высших спиртов составляет 141,77 мг/дм3, летучих алифатических кислот - 18,96 мг/дм3 и сложных эфиров - 51,72 мг/дм3. Полученные данные свидетельствуют о богатстве аромата исследуемого виноматериала, и выработка вин из него представляется перспективной.
Список литературы
1. Валуйко Г. Г. Методические рекомендации, по технологической оценке, сортов винограда для виноделия / Г. Г. Валуйко, Е. П. Шольц, Л. П. Трошин. - Ялта: ВНИИВиВ «Магарач», 1983. - 72 с.
2. Дженеев С. Ю. Вино - восьмое чудо света / С. Ю. Дженеев, Ю. С. Дженеев. - Ялта, 1998. - 16 с.
3. Мелконян М. В. Методика ампелографического описания и агробиологической оценки винограда / М. В. Мелконян, В. А. Волынкин. - Ялта: ИвиВ «Магарач», 2002. - 27 с.
4. Мелконян М. В. Прохождение фенологических фаз роста и развития сортами винограда новейшей селекции Праздничный Магарач, Кафа, Ай-Петри и Перлинка в условиях предгорной зоны Крыма / М. В. Мелконян, О. В. Разгонова. - Научные труды Крымского государственного агротехнологического университета, Сельскохозяйственные науки. - 2005. - Выпуск 90. - С. 45-55.
5. Мелконян М. В. Результат ступенчатой селекции винограда / М. В. Мелконян, Л. А. Чекмарев, О. А. Бойко, Н. Л. Студенникова [и др.] // «Магарач». Виноградарство и виноделие. - 2001. -№ 1. - С. 7-10.
6. Мелконян М. В. Изучение новых сортов винограда Праздничный Магарача, Ай-Петри, Кафа и Перлинка в условиях западной предгорной-приморской зоны виноградарства Крыма / М. В. Мелконян, С. В. Левченко, Н. Л. Студенникова, О. В. Разгонова // Труды Крымского государственного агротехнологического университета. - 2005. - Выпуск 91. - С. 134-138.
7. Разгонова О. В. Агробиологическая и технологическая оценка сортов винограда Жемчужинка, праздничный Магарача, Ай-Петри и Кафа в западной предгорно-приморской зоне виноградарства Крыма: дисс. ... к.с.-х.н.: 06.01.05 / Разгонова Ольга Владимировна. - 2005. -124 с.
8. Мелконян М. В. Сравнительное изучение новых сортов винограда селекции ИВиВ «Магарач» в западной предгорной-приморской зоны виноградарства Крыма / М. В. Мелконян, О. В. Разгонова // «Магарач». Виноградарство и виноделие. - 2005. - № 1. - С. 10-13.
9. Методы технохимического контроля в виноделии // Под ред. Гержиковой В. Г. [2-е изд.] -Симферополь: Таврида, 2009. - 304 с.
10. Аристова Н. И. Методики выполнения измерений физико-химических показателей для контроля качества винопродукции / Н. И. Аристова // «Магарач». Виноградарство и виноделие. - 2014. -№ 4. - С. 36-39.
11. Аристова Н. И. Определение компонентного состава виноматериала из нового красного сорта винограда «Кафа» методом высокоэффективной жидкостной хроматографии / Н. И. Аристова, О. В. Разгонова, Д. А. Панов, Г. П. Зайцев, А. В. Семенчук // Ученые записки Крымского
федерального университета им. В. И. Вернадского. Серия: «Биология. Химия». - 2015. - Том 1
(67), № 1. - С. 183-190.
DETERMINATION OF AROMAGENERATING SUBSTANCES IN WINE MATERIALS FROM NEW TECHNICAL GRAPE VARIETY "KAFA" BY GAS
CHROMATOGRAPHY
Aristova N. I.1, Razgonova O. V.1, Panov D. A.2, Ulyantsev S. O.1, Semenchouk A. V.1
1Government-Financed Establishment of the Republic of the Crimea "National Research Institute
for Vine and Wine "Magarach ", Crimea
2V.I. Vernadsky Crimean Federal University, Simferopol, Crimea
E-mail: panovda@crimea. edu
The staff of the Department of breeding and genetics of grape and ampelography the Institute of "Magarach" has developed a new red grape variety of "Kafa" with high ecological, biological and economic (high profitability) activities. The research aimed to study the physico-chemical characteristics and composition of substances from grapes "Kafa" with the intent of using it for the production of dessert wines.
In the period from 2006 to 2014 was carried out phenological observations and agrobiological research, studied the agronomic performance of the new technical "Kafa" the red varieties grown in the Western mount-coastal zone of viticulture of the Crimea (Russian Federation). The studied samples of the sweet wine material were produced of micro-winemaking from grapes Kafe by the "red way" method.
Determination of the main physico-chemical parameters of wine material were performed according to the state standard specifications standard methods (GOST) and techniques Institute of "Magarach" [9-10].
In work used HPLC Agilent Technologies (model 1100) with a diode array detector and chromatographic column Zorbax SB-C18. The gas chromatograph of the company "Agilent Technologies" (model 6890) with mass spectrometric detection, capillary column HP-INNOWax (30m, 0.25mm, 0.25u).
Gas chromatography identified the main groups of substances aromagenerating in wine material from the new grape varieties "Kafa".
Mass concentration of higher alcohols 141,77 mg/dm3, volatile aliphatic acids 18,96 mg/dm3 and esters of 51.72 mg/dm3. The obtained data testify to the rich aromatic component of the investigated wine materials and making wines from it is a promising direction.
Keywords: volatile acids, higher alcohols, esters, grape variety, gas chromatography, aroma, wine materials, wine.
References
1. Valuiko G. G. Guidelines on the assessment process, grapes for winemaking, 72 p. (The Institute
"Magarach", Yalta, 1983).
2. Dzheneev S. Ju., Dzheneev Ju. S., Wine - the eighth wonder of the world, 16 p. (Yalta, 1998).
3. Melkonjan M. V., Volynkin V. A., Method's ampelographic description and evaluation of agrobiological grapes, 27 p. (The Institute "Magarach", Yalta, 2002).
4. Melkonjan M. V., Razgonova O. V., Passage of phenological phases of growth and development of the latest varieties of grapes selection Holiday Magaracha, Kafa, the Ai-Petri and Perlinka in the conditions of a foothill zone of Crimea, Scientific works of the Crimean State Agrotechnological University, Agricultural Sciences, 90, 45 (2005).
5. Melkonjan M. V., Chekmarev L. A., Bojko O. A., Studennikova N. L., Razgonova O. V., The result of stepwise selection of grapes, "Magarach". Viticulture and winemaking, 1, 7 (2001).
6. Melkonjan M. V., Levchenko S.V., Studennikova N. L., Razgonova O. V., The study of new varieties of grapes Celebratory Magaracha, Ai-Petri, Kafa and Perlinka under the western foothills, coastal zone Viticulture Crimea. Proceedings of the Crimean State University Agrotechnological, 91, 134 (2005).
7. Razgonova O. V. Agrobiological and technological evaluation of grape varieties jewel, festive Magaracha, AI-Petri and Cafe in the Western Piedmont and the coastal zone of wine growing of the Crimea, 124 p. (Yalta, 2005).
8. Melkonjan M. V., Razgonova O. V. Comparative study of breeding new grape varieties the Institute "Magarach" in the western foothills of the coastal zone, viticulture Crimea. "Magarach". Viticulture and winemaking, 1, 10 (2005).
9. Gerzhikova V.G., Methods technochemical and microbiological control in winemaking, 304 p. (Taurida, Simferopol, 2009).
10. Aristova N. I. Methods of measurement of physico-chemical parameters for quality control of wine products. "Magarach". Viticulture and winemaking, 4, 36 (2014).
11. Aristova N. I., Razgonova O. V., Panov D. A., Zaitsev G. P., Semenchouk A. V. Determination of wine materials components from "Kafa" new red variety of vine by the high-efficiency liquid chromatography
Scientific Notes of V.I. Vernadsky Crimean Federal University. Series: Biology and Chemistry, 1(67), 183 (2015).
Поступила в редакцию 25.11.2015 г
