Технологическое значение углеводов

Углеводы оказывают влияние на вкус, цвет, букет, стабильность вина. Все технологические приёмы в виноделии при производстве полусухих, полусладких, десертных, крепких вин, направлены на сохранение в них естественного сахара винограда. Наибольшее значение имеет фруктоза.

Минимальная пороговая концентрация фруктозы, воспринимаемая на вкус, примерно 1,4 г/дм³, а глюкозы 4,3 г/дм³. Спирт усиливает восприятие сахаров, а фенольные соединения его уменьшают.

Если естественного сахара в винограде недостаточно, применяют метод «шаптализации» - повышение сахаристости. Во Франции допустимое повышение сахаристости до увеличения содержания в нем спирта на 2 % об., в Австрии до 5 кг сахара/10 дал сусла. В Германии для смягчения вкуса готового вина вводят 25 % -ный водный раствор сахарозы, для придания гармоничности и уменьшения кислотности.

Сахароза используется при производстве шампанских, из неё получают тиражный, резервуарный и экспедиционный ликёры, колера при производстве коньяков, а также при производстве вермута.

80 % Концентрация сахаров полностью ингибируют дрожжи. В десертных винах высокое содержание сахара и необходимая концентрация этилового спирта обеспечивают его биологическую стабильность. Полисахариды также формируют вкус вина. Декстраны – смягчают вкус (сотернские вина). Пектиновые вещества в процессе брожения разрушаются, следовательно, в вине их мало. При брожении сахаров образуются вторичные побочные продукты, оказывающие влияние на вкус и цвет вина. При созревании вин углеводы подвергаются глубоким превращениям. Например, пентозы и гексозы преобразовываются в фурфурол, метилфурфурол и оксиметилфурфурол. А пектиновые вещества - в декстраны, а затем в гетероциклические альдегиды.

Важное значение имеет взаимодействие белковых веществ и углеводов - реакция меланоидинообразования. Особенно при производстве мадеры и малаги. Полисахариды составляют 75 % всех веществ, находящихся в вине в коллоидном состоянии. Источником полисахаридов могут быть и дрожжи, которые при выдержке вин обогащают их полисахаридами клеточной оболочки дрожжей. Полисахариды, находящиеся в коллоидном состоянии, неустойчивы и вызывают помутнение вин.

Пектиновые вещества выполняют роль защитного коллоида, затрудняют выделение в осадок взвеси. Камеди используют для стабилизации вин против помутнений в количестве 100-250 мг/дм³. Они защищают коллоиды от коагуляции. Роль пентозанов недостаточно изучена, однако при их гидролизе повышается содержание пентоз, придающих сладость винам. Это может быть положено в основу разработки новой технологии натуральных полусухих вин, стойких к забраживанию, поскольку сладость в них была бы обеспечена пентозами, которые не сбраживаются дрожжами.

Органические кислоты

Органические кислоты винограда и вина представлены алифатическими и ароматическими кислотами. Они играют важную роль в обмене веществ виноградного растения и активно участвуют в процессах, проходящих при изготовлении вина. В сусле и вине находятся в свободном, связанном и полусвязанном состоянии.

Алифатические кислоты

Таблица 1. Алифатические одноосновные кислоты

Содержание других кислот составляет от 0,5-20 мг/дм³ или в следах.

Низшие . (С₁-С₅) легко подвижные жидкости (легко перегоняются паром) – летучие; (С₆-С₉) - маслянистые жидкости; (С₁₀ и выше) - твёрдые вещества. Низшие представители обладают резким, но слабым запахом и жгучим вкусом. (С₄-С₁₀)- имеют неприятный прогорклый запах.

В винограде и сусле кислоты содержатся в небольшом количестве. В винах содержание их более высокое. Находятся как в свободном состоянии, так и в виде сложных эфиров. Некоторые являются составной частью энантового эфира, воскового налёта ягод. При брожении протекает накопление кислот, например, содержание уксусной кислоты увеличивается в 20-25 раз (в зависимости от температуры, расы дрожжей, системы аэрации). В процессе выдержки вин, уксусная кислота постепенно накапливается в результате окисления этанола.

При микробиальных заболеваниях вин могут образовываться (в зависимости от возбудителя), уксусная – до 3,5 г/дм³; пропионовая до 400 мг/дм³; масляная до 50 мг/дм³, таким образом, в наибольших количествах накапливается уксусная кислота. В здоровых винах содержание летучих кислот

в белых столовых - до 1,2 г/дм³

в красных столовых и кахетинских - до 1,5 г/дм³

в марочных белых - до 1,5 г/дм³

в марочных красных и мадеризованных - до 1,75 г/дм³

Высшие ненасыщенные алифатические одноосновные кислоты (олеиновая, линолевая, линоленовая) встречаются в маслах и восковом налёте.

Алифатические многоосновные кислоты – это твёрдые кристаллические вещества, содержащие две карбоксильные группы и более. В винограде и вине найдены, главным образом, следующие кислоты:

-щавелевая НООС – СООН в винограде до 150 мг/дм³, в вине образуется из винной кислоты при глубоком окислении.

- янтарная НООС – СН₂ – СН₂ - СООН - твёрдое кристаллическое вещество, при нагревании превращается в янтарный ангидрид. В винограде до 300 мг/дм³, в вине найдено до 1,5 г/дм³, синтезируется при спиртовом брожении, а также при дезаминоровании глютаминовой кислоты или декарбоксилировании - кетоглутаровой кислоты.

- фумаровая обнаружена в незрелом винограде, легко гидратируется в яблочную.

Алифатические оксикислоты.

Это кислоты, в которых один или несколько атомов водорода в радикале ксилоты замещены одной или несколькими гидроксильными группами. В винограде и вине представлены в основным гликолевой, молочной, глицериновой и глюконовой кислотами.

гликолевая глюконовая молочная глицериновая

Молочная – сиропообразная жидкость, оптически активная, в винограде содержание молочной кислоты до 50 мг/дм³, в молодом вине до 500 мг/дм³, образуется как вторичный продукт при брожении. Основное количество получается при яблочно-молочнокислом брожении. В здоровых белых винах молочной кислоты от 0,5 до 2,5 г/дм³, красных от 1 до 5 г/дм³, в некоторых винах до 12 г/дм³.

Глицериновая кислоты (СН₂ОНСН(ОН)СООН) в винограде и вине очень мало.

Глюконовая кислота образуется при ферментативном окислении из глюкозы. Обычно в винограде и вине содержится до 120 мг/дм³, однако в винограде, поражённом Ботритис цинереа, найдено до 2 г/дм³ глюконовой кислоты, а в вине из этого винограда - до 2,5 г/дм³, а из винограда, поражённого серой гнилью - до10 г/дм³.

Алифатические многоосновные оксикислоты: являются основными кислотами винограда и вина и определяют их кислотность.

Яблочная существует в виде рацематов, много в яблоках, рябине.

Содержание в незрелых ягодах до 15 г на 1 кг винограда, в зрелых от 2 до 5 г на 1 кг ягод. Яблочная кислота участвует в синтезе других кислот и сахаров. В винограде северных районов яблочной кислоты больше, чем южных. В вине до 5 г/дм³, после яблочно – молочнокислого брожения в следах.

Винная кислота была выделена из винного камня.

мезовинная винная

В природе встречается в смеси D и L - винной, оптически неактивной, и называется виноградной кислотой или рацемической винной. Винная кислота образует кислые и средние соли и эфиры.

Из солей винной кислоты (тартратов) наиболее известны:

кисло-виннокислый виннокислый калий виннокислый кальций

калий

Смесь виннокислого калия и винннокислого кальция называют «винным камнем». Виннокислый кальций при понижении температуры кристаллизуется в виде кристаллогидрата с Н₂О. Содержание винной кислоты в винограде представляет промышленный интерес, так как это единственный способ получения винной кислоты.

Метавинная кислота применяется в качестве стабилизирующего агента, то есть предотвращающего помутнения вин, образования винного камня. Не изменяет вкус и цвет вина.

Метил - яблочная кислота в винограде обнаружена в следах. В вине она образуется из лимонной кислоты. Обычно в белых винах ее находят в пределах 80-90 мг/дм³, в красных – 60-130 мг/дм³, иногда – до 1 г/дм³.

Диоксифумаровая кислота в винах образуется в результате окисления винной кислоты. Вследствие высокой реакционной способности ее в винограде и вине найдены только следы (меньше 1 мг/ дм³).

метил-яблочная кислота диоксифумаровая кислота

Слизевая и сахарная найдены в сусле и вине из винограда, поражённого Ботритис цинереа.

сахарная кислота слизевая кислота

Лимонная кислота содержится 0,2 – 0,5 г на 1 кг ягод винограда, а также образуется как вторичный продукт при брожении в винах от 0 до 0,8 г/дм³. К периоду технической зрелости содержание лимонной кислоты увеличивается, к физиологической – уменьшается.

Альдегидо – и кетокислоты.

Глиоксалевая

В незрелом винограде до 200 мг/дм³, в зрелых не более 10 мг/дм³, легко окисляются до муравьиной и щавелевой кислот.

Глюкуроновой кислоты в здоровом винограде 10 мг/дм³ и меньше, в больном 1,3 г/дм³; галактуроновой кислоты в винограде до 500 г/дм³, в вине до 1000 мг/дм³; пировиноградной, - кетоглутаровой и мезоксалевой от 0 до 40 мг/дм³.

глюкуроновая галактуроновая

Ароматические кислоты

По данным Риберо – Гайона содержание в винах ароматических кислот бензойного и коричного рядов составляет: в красных винах от 50 до 100 мг/дм³, в белых от 1 до 5 мг/дм³. Большинство ароматических кислот винограда и вина – фенолокислоты.

R₁=OH; R₂=H – протокатехиновая

R₁=OH; R₂=ОH – галловая

R₁=H; R₂=H – п-оксибензойная

R₁=ОСН₃; R₂=H – ванилиновая

R₁= R₂= ОСН₃ – сиреневая

R₁=H; R₂=H – салициловая

R₁=H; R₂=ОH – гентизиновая

R₁=H; R₂=H – кумаровая кислота

(п-оксикоричная)

R₁=ОСH₃; R₂=ОСH₃ – синаповая

R₁=OH; R₂=H – кофейная

R₁=ОСH₃; R₂=H – феруловая

Механизм образования органических кислот в винограде изучался рядом исследователей. А. К. Родопуло и Ж. Риберо – Гайон установили, что образование алифатических кислот происходит из сахаров через ацетил – Ко-А. Ди– и трикарбоновые кислоты синтезируются по циклу Кребса.

Биосинтез винной кислоты в винограде был установлен Ж. Риберо – Гайоном по схеме.

глюкоза 5 – кетоглутаровая кислота винная

В самом начале созревания, когда сахаров ещё нет, винная и яблочная образуются из первичных продуктов фотосинтеза, например, фосфоэнолпировиноградной кислоты.

Винная кислота в процессе созревания подвергается различным изменениям и образует диоксифумаровую, яблочную, щавелевоуксусную и др. Накопление кислот зависит от сорта винограда и климатических условий. В холодные годы больше накапливается яблочной кислоты. В начале созревания также накапливается больше яблочной кислоты.

Уменьшение содержания кислот в процессе созревания сопровождается увеличением количества моносахаридов и появлением на последних этапах сахарозы. При сбраживании сусла наблюдается увеличение уксусной, молочной, лимонной, галактуроновой и уменьшение винной, яблочной и щавелевой. При выдержке вин также увеличивается содержание летучих кислот, уменьшение винной и щавелевой.

Органические кислоты характеризуют кислотность сусла и вин. Активная кислотность (рН) обычно колеблется в пределах 3,0 – 4,2, а титруемая кислотность 5-7 г/дм³ в пересчёте на винную. Иногда разные вина при одинаковой титруемой кислотности имеют разные рН, это объясняется различным константами диссоциации органических кислот вина.

Наиболее сильная кислота – винная. Константа диссоциации ее К₁ = 1,3 х 10^-3 ; затем лимонная К₁ = 8,4 х 10^-4 ; яблочная К₁ = 3,95 х 10^-4 ; молочная К₁ = 1,4 х 10^-4 ; янтарная К₁ = 7,4 х 10^-5 и уксусная К₁ = 1,8 х 10^-5

Поиск по сайту: