CC BY
169
УДК664.681
Виноградные выжимки как источник фенольных
соединений
Кривова Л.П., Рыжкова А.Ю.
L [email protected], [email protected]
Самарский государственный технический университет,
г. Самара, РФ
Аннотация. В статье обсуждается утилизация вторичных продуктов виноделия на примере использования виноградных выжимок. Представлены результаты по влиянию условий экстрагирования (температура сушки виноградных выжимок, концентрация экстрагента, способ и длительность экстрагирования) на содержание фенольных соединений, извлеченных из виноградных выжимок.
Ключевые слова: виноградные выжимки, температура сушки, способ экстрагирования, концентрации водно-спиртовых растворов, фенольные соединения,
Grape pomace as a source of phenolic compounds
Krivova L. P., Ryzhkova A.Yu.
LKrivo va@y ahoo. com, anyarij ko va9 5 @gmail .com
Samara's State Technical University, Samara, Russian
Federation
Abstract. The utilization of wine production's by-products is discussed in the article on the example of grape pomace. The results on the influence of extraction's conditions (grape pomace's drying temperature, extragent's concentration, extraction method and duration) over content of phenolic compounds educed from grape pomace are presented.
Key words: grape pomace, drying temperature, extraction method, water-alcohol solution's concentration, phenolic compounds.
Введение. На протяжении многих тысячелетий виноград используется человеком для получения разнообразной винодельческой продукции, а также потребляется в свежем виде, являясь источником глюкозы, ферментов, витаминов, микроэлементов, органических кислот, азотистых веществ, а также фенольных соединений [1].
При переработке винограда образуется значительное количество вторичных продуктов виноделия (15-20%), рациональное использование которых является актуальным с точки зрения сохранения материальных средств и охраны окружающей среды. Основными вторичными продуктами виноделия являются выжимки, дрожжи, винный камень, осадки и коньячная барда [2].
Выжимками называют все то, что остается в прессе после отжатия сока из свежего винограда (сладкие или белые выжимки) или вина из перебродившей мезги (красные или перебродившие выжимки), то есть гребни, кожица, семена и остатки жидкости (сусло, вино) [2].
Химический состав виноградных выжимок аналогичен составу винограда. Наряду с сахарами и спиртом в них содержатся азотистые, пектиновые, дубильные, фенольные и красящие вещества, жиры и клетчатка. Органические кислоты представлены винной, щавелевой, яблочной, глюконо-вой, лимонной и их солями. Виноградные выжимки характеризуются высоким содержание фенольных соединений, главная ценность которых заключается в ярко выраженной антиоксидантной способности, то есть способность тормозить свободнорадикальное окисление органических соединений различными формами кислорода [2].
Утилизация виноградных выжимок представляется актуальной в связи с расширением ассортимента винодельческой продукции и более полным использованием сырья и вторичных продуктов.
Материалы и методы. В качества объекта исследований был использован виноград сорта Ливадийский черный, выращенный в Самарской области в 2015 и 2016 гг. Виноградную выжимку получали непосредственно после брожения и отжатия на гидравлических прессах. Часть выжимок была заморожена, а часть высушили кондуктивно-конвективным методом при температуре 60°С и 105°С, а затем измельчили на лабораторной мельнице.
В качестве экстрагента был взят спирт-ректификат следующих концентраций: 40%, 60 %, 80%.
Для получения водно-спиртовых экстрактов использовали метод дробной мацерации в соотношении 1:5 [3]. Настаивания осуществлялось по следующей схеме: 1 этап -растительный материал экстрагировался 4 суток трех кратным объемом экстрагента, после чего растительный материал прессовался, а экстракт сливался; 2 этап - растительный материал заливался 1-кратным объемом чистого экстрагента, и осуществлялась экстракция в течение 2 суток, после чего растительный материал прессовался, а экстракт сливался; 3 этап - растительный материал заливался 1-кратным объемом чистого экстрагента и осуществлялась экстракция в течение 1-х суток. Экстракты, полученные на 3-х этапах экстрагирования, объединялись в общую пробу [1].
Массовую концентрацию фенольных соединений определяли на фотоколориметре КФК-3-01 с использованием реактива Фолина-Чокальтеу [4] при длине волны 670 нм; кислотность водно-спиртовых экстрактов - титрометриче-ским методом; содержание сухих веществ водно-спиртовых экстрактов - рефрактометрическим методом; зольность — методом озоления; влажность - гравиметрическим методом.
Результаты и обсуждения. Состав и выход виноградных выжимок зависит от способа переработки винограда, его сортовых особенностей и качества прессования. Усредненный состав виноградных выжимок, использованных в эксперименте, представлен в табл. 1.
Таблица 1 - Усредненный состав высушенной виноградной выжимки сорта Ливадийский черный
Год исследования Массовая доля, % (от общей массы) Влажность, % Зольность, %
Кожица Косточки Гребни
урожай 2015 г. 84,64 13,96 1,4 7,8 0,36
урожай 2016 г. 86,8 11,4 1,8 7,9 0,41
Анализ данных, представленный в табл. 1. свидетельствует о том, что виноградные выжимки представлены в значительной степени кожицей (85-87 %), тогда как косточки составляют 11-14 % от общей массы. Влажность и зольность образцов соответствует данным литературы [2].
В табл. 2 представлены результаты исследований по изучению влияния температуры сушки и концентрации экс-трагента на содержание фенольных соединений в экстрактах.
Таблица 2. Влияние температуры сушки и концентрации экстрагента на содержание фенольных соединений в
Экстрактах
Температура сушки виноградных выжимок Содержание фенольных соединений в экстрактах
Концентрации экстрагента
40% 60% 80%
Замороженные 0,618 0,561 0,608
60°С 1Д 1,057 1,044
105°С 1,068 1,051 1,047
Анализ данных позволяет сделать вывод о наибольшей экстрагирующей способности водно-спиртового раствора с объемной долей этилового спирта 40% и виноградная выжимка, высушенная при температуре 60°С.
В дальнейших исследованиях использовалась именно эта концентрация спирта, а виноградные выжимки высушивали при температуре 60°С. Основные показатели качества экстрактов виноградных выжимок приведены в табл. 3.
Таблица 3. Основные показатели качества экстрактов виноградных выжимок (экстрагент - 40% спирт, сушка при
60°С).
Год исследования Содержание сухих веществ, % Титруемая кислотность (в пересчете на винную кислоту), г/дм3 Содержание диоксида серы, мг/л
Свободный диоксид серы Связанный диоксид серы
урожай 2015 г. 15 1,3 42 190
урожай 2016 г. 17 1,5 42 190
Анализ данных, приведенный в табл. 3 свидетельствует о том, по изученным параметрам виноградные экстракты соответствуют требованиям ГОСТ 18078-72 [5].
§ Количество дней эктракции
о
и
^ ■ красная сброженная виноградная выжимка,2015 г
■ красная сброженная виноградная выжимка,2016 г
Рис.1. Динамика изменения содержания фенольных соединений в зависимости от продолжительности
экстрагирования.
Динамика изменения содержания фенольных соединений в зависимости от продолжительности экстрагирования по дням представлена на рис. 1
° 1 2 3 4 5 6 7
§ количество дней экстракции м
§ ■ красная сброженная виноградная выжимка,2015 г
^ ■ красная сброженная виноградная выжимка,2016 г
Рис. 2 Динамика изменения остаточных фенольных соединений (доэкстрагирование).
Выводы. Произрастающий в Самарской области сорт винограда Ливадийский черный накапливает в себе достаточное количество фенольных соединений. Наибольшей экстрагирующей способностью, по отношению к феноль-ным соединениям обладает водно-спиртовой раствор с объемной долей этилового спирта 40 % и виноградная выжимка, высушенная при температуре 60°С кондуктивно-конвективным методом сушки. Виноградные экстракты соответствуют основным требованиям ГОСТ 18078-72. Содержание фенольных соединений в виноградных выжимках урожая 2015 и 2016 гг. колеблется в незначительных количествах. Максимальное извлечение фенольных соединений было получено на 8 день экстрагирования, а, чтобы максимально извлечь остаточные соединения достаточно продолжить экстракцию еще в течение 2-х дней.
Все полученные данные в последующем будут использованы нами для разработки технологии производства ликеров.
Библиографический список:
1. Скурихин, И.М. Таблицы химического состава и калорийности российских продуктов питания: Справочник / И.М. Скурихин, В.А. Тутельян. - М.: ДеЛи принт, 2007. -276 с.
2. Юрченко А.Е. Вторичные материальные ресурсы пищевой промышленности (образование и использование). Справочник / А.Е. Юрченко. - М.: «Экономика», 1984. - 327 с.
3. Чуешова В.И. Промышленная технология лекарств в 2 томах / X.: НФАУ. - 2002. - 716 с.
4. Методы технохимического контроля в виноделии. Под ред. Гержиковой В.Г. 2-е изд. - Симферополь.: Таврида, 2009. - 304 с.
5. ГОСТ 18078-72 Экстракты плодовые и ягодные. Технические условия.
Об авторах:
Кривова Людмила Петровна, кандидат биологических наук, доцент, Самарский государственный технический университет, Самара, Россия; e-mail: [email protected]
Рыжкова Анна Юрьевна, студент, Самарский государственный технический университет, Самара, Россия, e-mail: [email protected]
About authors:
Krivova Ludmila Petrovna, candidate of biological Sciences. Professor. Samara's State Technical University, Samara, Russian Federation; e-mail: [email protected]
Ryzhkova Anna Yuryevna, Student. Samara's State Technical University, Samara, Russian Federation; e-mail: [email protected]
