CC BY
27
663.813.002.6І
ВЛИЯНИЕ ДИСПЕРСНЫХ МИНЕРАЛОВ НА АРОМАТИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА СОКОВ
А. Г. МУРАТИДИ, Н. М. АГЕЕВА. В. А. ВИНОКУРОВ, И. А. ПАВЛОВСКИЙ
Краснодарский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт Московский институт нефти и газа
Арома 1 ические вещества, обусловливающие букет соков, разнообразны и содержат алифатические спирты с различными оттенками аромата, альдегиды, эфиры, терпены и т. д. Так, бутиловый, амиловый спирты и их изомеры обладают неприятным резким запахом; спирты с более длинной цепочкой имеют приятный цветочный аромат. Альдегиды Ci— С5— носители удушающего запаха, Сб—Cg — приятного фруктового аромата. Обладателями фруктовых тонов являются этилкапронат, этилкаприлат, этилкапри-нат, а также эфиры высших спиртов — амилацетат, гексилацетат, изобутиллаурат, гексилмири-стат и др. [1]. Особенность мускатного аромата обусловливаюг терпеноидные соединения и их эфиры. Так, линалеол имеет запах ландыша, гераниол — розы, терпениол, лимонен, нерол — легкие цветочные тона.
В процессе производства сусло- и сокоматериалы проходят ряд технологических обработок, играющих важную роль в формировании аромата. К числу таких процессов относится обработка дисперсными минералами. Органолептическая оценка свидетельствует о том, что после оклеек аромат сусел'и сокоматериалов изменяется; уменьшается количество легколетучих компонентов; меняется восприятие букета. Между тем в области воздействия минералов на ароматические компоненты систематических исследований не проводилось. Отсутствие подобных сведений не позволяет построить научно обоснованный и рациональный технологический процесс, обеспечивающий оптимальные условия для сохранения и развития букета напитка.
Мы изучали влияние дисперсных минералов различной кристаллической структуры на аромат-составляющие компоненты сока, приготовленного из винограда Мускат кубанский по технологии, предусматривающей 4-часовой настой сусла на мезге при 25—30° С. В качестве сорбентов применяли суспензии махарадзевского бентонита (монтмориллонита), черкасских палыгорскита и гидрослюды. Контролем служил вариант сока, не обработанного минералами.
Электронные спектры снимали на однолучевом спектрофотометре ДИ-УНБ (США) в интервале длин волн от 190 до 300 нм, а также при фиксированной длине волны 254 нм, характерной для поглощения ароматических веществ. Режим single А.254 нм позволяет определить концентрацию исследуемых веществ по величине оптической плотности раствора с использованием стандарта с известной концентрацией. В нашем эксперименте вместо стандарта применяли контрольный образец, а его концентрацию принимали равной единице.
Качественный и количественный анализ ароматических веществ проводили на газожидкостном хроматографе «Карло-Эрба-2350» с предварительной экстракцией эфир-пентанной смесью и концентрированием экстрактов под вакуумом.
Результаты спектрофотометрических исследований (рисунок) показали, что характер электронных спектров ароматических веществ в зависимости от
Спектры поглощения ароматически соединений сок; / — необработанного; обработанного минералами: 2-гидрослюдой; 3 — палыгорскитом; 4 — бентонитом; доза, г/дм3-.____________________—2;-5.
дозировки минерала претерпевает существенны! изменения. Спектр контрольного варианта имее’ три выраженных пика на длинах волн 192 , 20! и 254 нм. При дозе минералов 2 г/дм3 характе; кривой аналогичен контролю, однако площадь пика уменьшается, а сам пик смещается в сторон; больших длин волн. Увеличение дозы вводимое минерала до 5 г/дм3 приводит к исчезновение пика при к 200 нм и значительному уменьшении площади пика при К 254 нм, что свидетельствует об удалении или разрушении части ароматически! компонентов.
Сравнивая действие отдельных минералов, можно отметить тот факт, что тип минерала не оказывает существенного влияния на количество ароматически1 составляющих. Главную роль играет доза вводимого сорбента, с возрастанием которой букет сока обедняется.
Результаты качественного и количественного анализов (таблица) показали, что при воздействии минералов изменение претерпевают все изученные группы ароматических веществ: алифатичесш
спирты, сложные эфиры жирных кислот, эфиры высших спиртов, терпены и терпеноиды, в меньшм степени альдегиды и кетоны.
Сравнивая действие минералов, можно отметить следующее. Количество высших спиртов снижаете! примерно одинаково независимо от типа минерала, за исключением изоамилового и изопропилового спиртов, удаляемых в большей степени бентонитом. Общее снижение концентрации высших спиртов
Уксусный альді-
Этилацетат
Неидентифицир
Неидентифицир
Пропиловый СП
Неидентифицир
Бутилацетат
Изобутанол
Изоамилацеіат
Бутанол + про]
Изоамиловый с
Этилкапронат
2-гексанол
НеидентифициЯ
Апетоин
Г ексилацетат
Этиллактат
Цис-гексен-3-о.іі
Изобутил капрої
Гептилацетат
Неидентифицир
Этилкаприлат
Линалоол
Линалилацетаїї
Неидентифицир]
Уксусная к-та
Этилкапринат
Изоамил капри^
а-Терпениол
Диэтил сукцина|
Цитраль
Этиллаурат
а-Терпенилаце'|
Нерол
Гераниол
Гваякол
Р-Фенилэтилац'
(З-Фенилэтанол
Неидентифициц
Этилфенилацет
Изоамиллаупап
Фарнезол
Неидентифицир)
Г ексилмириДд
составляет, °/{ палыгорскито: Содержанш щественно прі гексилацетата 5 г/дм3 умен был удален сорбентов пал водит к сниже этиллактата \ остается в сор Наиболее с; ароматобразуі терпеноидов: ниол, цитралі к фенольным с фенольных ве полагаются й бентонит > Iі же законом^ терпенов, что; взаимодействіі дисперсных м] матических К
663.813.002.612
I
В 1
Ш
гл Л, «и
! соединений сока:
\ минералами: 2_____
>{ бентонитом;
ет существенные варианта имеет К волн 192, 200 I г/дм3 характер (ко площадь пика ается в сторону дозы вводимого к исчезновению |эму уменьшению 1 свидетельствует |и ароматических
'инералов, можно Гла не оказывает ао ароматических т доза вводимого юй букет сока
(количественного ррн воздействии г все изученные алифатические кислот, эфиры 1ИДЫ, в меньшей
кюжно отметить ртов снижается .типа минерала, изопропилового (ни бентонитом, пеших спиртов
Таблица
Компонент Контроль Кон бенто центрация ароматических веществ, мг/дм3 после обрабої
нитом палыгорскитом гидрослюдой
2 5 2 5 2 5
Уксусный альдегид 2,40 2,32 2,32 2,24 2,20 2,20 2,20
Этилацетат 2,60 2,60 2,60 2,52 2,52 2,44 2,36
Неидентифицированный 0,34 0,26 0,26 0,21 0,16 0,28 0,26
Неидентифицированный 0,09 0,04 0 0,02 0 0,06 0
Пропиловый спирт 2,60 1,84 1,62 2,12 1,94 2,06 1,88
Неидентифицированный 0,38 0,36 0,32 0,38 0,36 0,36 0,30
Бутилацетат 0,64 0,58 0,48 0,64 0,58 0,60 0,54
Изобутанол 2,88 2,44 2,12 2,32 1,64 2,36 2,12
Изоамилацетат 1,64 1,60 1,38 1,62 1,62 1,58 1,52
Бутанол + пропилбутирал 16,60 14,12 12,11 13,86 12,64 16,32 15,70
Изоамиловый спирт 3,16 3,00 2,12 3,00 2,66 3,00 2,66
Этилкапронат 1,12 0,94 0,80 1,00 0,84 1,12 1,06
2-гекс.анол 0,96 0,82 0,80 0,94 0,84 0,86 0,86
Неидентифицированный 0,26 0,20 0,11 0,18 0.10 0,22 0,10
Ацетоин 0,42 0,40 0,38 0,42 0,38 0,42 0,42
Гексилацетат 0,30 0,12 0,08 0,02 0,04 0,07 0,084
Этиллактат ■ 0,32 0,24 ■ 0,08 0,18 0,12 0,16 0,12
Цис-гексен-З-ол 0,73 0,36 0,18 0,44 0,22 0,44 0,18
Изобутилкапронат 0,16 0,06 0,002 0,08 0,002 0 0
Гептилацетат 0,64 0,26 0,08 0,32 0,06 0,44 0,12
Неидентифицированный 0,31 0,19 0,08 0,26 0,12 0,24 0,10
Эгилкаприлат 5,24 5,00 4,64 5,00 4,22 4,98 4,22
Линалоол 10,12 9,26 8,32 9,38 8,18 9,28 8,36
Линалилацетат 3,16 1,64 0 1,82 0,062 1,82 0,084
Неидентифицированный 0,16 следы следы следы следы следы следы
Уксусная к-та , . 16,8 16,2 15,0 15,8 15,0 16,2 15,4
Этилкапринат 6,98 6,82 6,34 6,88 6,46 6,76 6,28
Изоамилкаприлат 9,12 8,64 8,42 8,57 8,42 8,36 8,24
а-Терпениол 8,02 7,36 6,84 7,42 6,94 7,88 7,07
Диэтилсукцинат 6,16 6,00 5,62 6,00 5,84 6,02 5,80
Цитраль 3,18 2,66 1,02 2,88 1,12 2,64 1,06
Этиллаурат 0,86 0,64 0,-58 0,72 0,64 0,68 0,52
а-Тер пени л ацетат 6,12 5,68 5,04 5,68 5,26 5,84 5,36
Нерол 16,40 15,28 13,17 15,62 14,18 15,12 13,82
Гераниол 24,18 22,10 19,30 22,88 20,36 22,00 20,68
Гваякол 8,18 8,10 7,86 8,16 8,10 8,10 8,00
Р-Фенил этилацетат 3,64 3,46 3,12 3,50 3,12 3,34 3,00
Р-Фенилэтанол 6,32 6,00 4,84 6,06 5,26 6,12 5,60
Неидентифицированный 0,88 0,68 0,44 0,58 0,26 0,72 0,38
Этил фенилацетат 0,62 0,46 0,24 0,42 0,28 0,40 0,32
Изоамиллаурат 0,38 0,26 0,14 0,24 0,10 , 0,28 0,16
Фарнезол 2,16 1,88 1,42 1,68 1,42 1,90 1,54
Неидентифицированный 1,12 1,00 0,82 1,12 1,00 1,00 0,84
Гексил миристат 0,70 0,64 0,56 0,66 0,60 0,62 0,50
Итого 180,05 163,51 142,80 164,74 146,464 166,29 150,57
составляет, %: при обработке бентонитом—8—11: палыгорскитом — 6—9; гидрослюдой — 6—8.
Содержание эфиров снижается наиболее существенно при введении бентонита: массовая доля гексилацетата и этиллактата при дозе минерала 5 г/дм3 уменьшилась на 75%, а линалилацетат был удален полностью. Применение в качестве сорбентов палыгорскита и гидрослюды также приводит к снижению концентрации эфиров, например,
этиллактата на 60%, около 15% линалилацетата остается в соке.
Наиболее существенное изменение претерпевают ароматобразующие компоненты группы терпенов и терпеноидов: линалоол, гераниол, перол, а-терпе-ниол, цитраль, фарнезол и т. п., принадлежащие к фенольным соединениям. Известно, что по сорбции фенольных веществ исследованные минералы располагаются в следующей последовательности: бентонит > палыгорскит > гидрослюда [2]. Эта же закономерность прослеживается и на примере терпенов, что, очевидно, связано с характерным взаимодействием фенольных групп с поверхностью дисперсных минералов. Не исключена сорбция ароматических компонентов на поверхности частиц
минералов и их выведение в осадок, что, без\ч . чо, приводит к обеднению аромата сока.
Взаимодействие ароматических соединений с минералами может протекать как на поверхности частиц минералов, так и за счет проникновения в межслоевое пространство или вторичные поры. При этом существенную роль играет удельная поверхность минералов и объем пор. Эта зависимость хорошо соблюдается при сорбции высших спиртов, где наиболее эффективен палыгорскит, имеющий развитую удельную поверхность и объем вторичных пор, в которые могут проникнуть молекулы практически всех исследованных спиртов.
Удельная поверхность и размеры пор бентонита таковы, что в них могут проникнуть молекулы ароматических веществ, имеющих небольшие радиусы. Это в основном низкомолекулярные спирты и эфиры [4]. Однако для молекулы спиртов с большей молекулярной массой эфиров на их основе оказывается более энергетически выгодно образовывать с молекулами воды координационной сферы прочные водородные связи. По такому механизму идет взаимодействие этих соединений с исследованными минералами [5].
ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ИЙ
При сорбции эфиров уже нет строгой зависимости между удельной поверхностью и количеством адсорбируемого вещества. Очевидно, решающую роль в данном случае играет структура пор и природа адсорбируемого вещества [3], в частности его полярность. Так, для всех исследованных групп ароматических компонентов их сорбция минералами возрастает в ряду от полярных к неполярным жидкостям.
На основании проведенных экспериментов мы пришли к выводу о существовании определенной связи между химической структурой ароматического вещества и его способностью сорбироваться минералами.
ВЫВОДЫ
1. Дисперсные минералы различной природы сорбируют часть ароматических компонентов, обедняя аромат сусел и соков. С увеличением дозы минералов количество ароматических соединений в продукте уменьшается.
2. Наибольшему воздействию дисперсных минера-
лов, особенно бентонита, подвергаются терпеновые соединения муската. Поэтому для осветления ароматичных соков и напитков рекомендуется применять суспензии гидрослюды.
ЛИТЕРАТУРА
1. Киш ко вс кий 3. И., С кур их ин И. М. Хи-
мия вина.— М.: Агропромиздат, 1988.—245 с.
2. X р и с т ю к В. Т. Разработка и научное обоснование технологии осветления и стабилизации вино-материалов природными слоистыми силикатами//Авто-реф. дисс .. канд. хим. наук.— Краснодар, 1982.—28 с.
3. Кельцев Н. В. Основы адсорбционной техники,— М.: Химия, 1976,—512 с.
4. К р у г л и ц к и й Н. Н., Т р е т и н н и к В. Ю., Киселева И. Д. Реологические исследования монтмориллонитов в органических средах // Укр. хим. журн,— № 7, —1971,—С. 665—668.
5. Овчаренко Ф. Д. Гидрофильность глин и глинистых минералов.— Киев: Изд-во АН УССР, 1961.— 290 с.
Кафедра технологии
виноделия Поступила 26.02.90
663.443.+577.15.07.
ПРИМЕНЕНИЕ ОЧИЩЕННЫХ ФЕРМЕНТНЫХ ПРЕПАРАТОВ АМИЛОРИЗИН ПЮх И МЭК-ПП1 В ПИВОВАРЕНИИ
И. И. ТРОФИМОВА, В. Г. ЮКАЛО Могилевский технологический институт
В настоящее время в производстве пива на стадии затирания при замене части солода несоложеным материалом применяются ферментные препараты, в том числе Амилоризин П10х и МЭК-ПП1. Степень очистки указанных ферментных препаратов предполагает их гетерогенность. Помимо ферментов они могут содержать другие белки, пептиды, различные вещества, выделяемые микроорганизмом в культуральную среду. Это может отрицательно сказываться на активности.
В связи с этим исследовали состав ферментных препаратов Амилоризин ПЮх и МЭК-ПП1 и влияние различных примесей на активность основного технологически важного фермента а-амилазы.
В работе использовался диск-электрофорез в трубочках на приборе фирмы «Неапа1» или пластинах в полиакриламидном геле ПААГ (система № 1 по Мауреру) [1] и гель-фильтрация. Применение гель-фильтрации позволяет также получить фракции ферментов в препаративных количествах.
Электрофорез проводили в течение 2 ч при /= = 40 мА, (7=400 В. После окончания электрофореза гели окрашивали красителем амидочерным 10Б. Отмывание несвязавшегося красителя проводили раствором 7%-ной уксусной кислоты. Пробу вносили в количестве 25 мг препарата.
Для проведения гель-фильтрации использовали сефадексы С=25 и 0=100 (средний) фирмы «РИагтааа». Сефадексы суспендировали в ацетатном буфере (0,01 М, рН=5,6) » декантировали согласно методическим указаниям фирмы. Набухший сефадекс 0=25 вносили в колонку фирмы «Иеапа!» размерами 2X35 см, а 0=100 в хроматографическую колонку 1,6X70 см. Гель-фильтрацию проводили при комнатной температуре и скорости элюции 30 мл/ч для 0=25, 18 мл/ч — 0=100.
Навеску ферментного препарата — 200 мг растворяли в 10 мл ацетатного буфера 0,01 М, рН=5,6
и 3 мл фильтрата наносили на колонку для разделения. Концентрацию белка при гель-фильтрации определяли на спектрофотометре СФ-26 по све-топоглощению при длине волны 280 нм.
Для определения молекулярной массы фракций ферментных препаратов пользовались графическим методом, для чего хроматографическую колонку калибровали с использованием индивидуальных белков с различной молекулярной массой: сывороточный альбумин М= 69000, овальбумин М= 40000 и трипсин М= 12000 и строили калибровочную прямую. Свободный объем колонки определяли по объему элюции декстрана синего.
В ферментных препаратах определяли активность а-амилазы по ГОСТ 20264.4-74, белок — по Лоури [2]. Для сравнения действия исходных ферментных препаратов и их хроматографических фракций при затирании готовили пивное сусло
£
а
ж
Рис. 1. а — ферментный препарат Амилоризин ПЮх;
б — Амилоризин ПЮх, пик I после сефадекса 0-25; в — Амилоризин ПЮх, пик I после сефадекса 0-100; е — ферментный препарат МЭК-П111; д — МЭК-ПП1, пик I после сефадекса й-25; е — МЭК-ПП1, пик I после сефадекса 0-100; ж — МЭК-ПП1, пик II после сефадекса О-ЮО
стандартным мето; ным показателям, изводстве [3].
По данным эло зин ПЮх разделж электрофоретичесю генной, и низкой электрофоретическс ветствует а-амила: авторов [4]. Преп разделяется на де Перед каждой фр; полосы из белков I ческой подвижное! ствует по подвижн|
Для определений компонентов в сос| паратов Амилориз! зовалась гель-фил Результаты предста
Лги
¥■
То 1
Рис. 2. Ферментные 2 — МЭК-ПП!
где в обоих случа формы. Объем его объемом колонки. Исходя из выбра заключить, что в продукты распада ной массой до 500( комолекулярные б< первых пиков анг электрофореза по < ным препаратом, фореграммы б в сс входит фракция I, довых количествах, молекулярные бел’ объемом выхода на Все хроматограф на активность а-ам! ная а -амилаза вх ского пика I и соот фореграмме.
Согласно электро д в состав пика фракции I и 11. I отсутствуют. Акт* только в хроматогр С целью раздел парата с учетом к щих его ферменто] на сефадексе С-100 На хроматограм] ПЮх получено дв-
