Углеводы винограда, их образование и превращения

Углеводы являются важной составной частью всех растений. Они образуются в зеленых растениях в результате процесса фотосинтеза из углекислого газа и воды под действием световой энергии. При этом углерод из неорганической формы переходит в органическую.
По современным представлениям фотосинтез представляет собой цепь окислительно-восстановительных реакций. Суммарное уравнение фотосинтеза имеет вид: 6СО₂ + 6Н₂О → С₆Н₁₂О₆ + 6О₂

Главными продуктами фотосинтеза являются углеводы (гексозы). Они образуются в листьях виноградного куста, откуда транспортируются в ягоды.
Основными углеводами виноградной ягоды являются моносахариды (монозы) состава С₆Н₁₂О₆ - глюкоза и фруктоза. Это кристаллические вещества с молекулярной массой 180, хорошо растворимые в воде и спирте. Плоскость поляризации глюкоза вращает вправо, а фруктоза влево. Оба сахара хорошо сбраживаются дрожжами.

Фруктоза примерно вдвое слаще глюкозы, поэтому соотношение этих сахаров в сусле и вине имеет практическое значение при производстве сладких вин. Найдено, что отношение фруктоза/глюкоза зависит от степени зрелости винограда. В начале созревания оно может быть равно 0,5-0,8, к моменту зрелости - около 1, а в перезрелом винограде – 1,2-1,3. Это отношение зависит и от сорта винограда.

Пентозы - сахара состава C₅H₁₀О₅. Содержатся в соке винограда в небольших количествах (до 1 г/л). Пентозы не сбраживаются дрожжами и без изменения переходят из сусла в вино. Они восстанавливают фелингову жидкость (это надо учитывать при анализе сухих вин). В красных винах пентоз обычно вдвое больше, чем в белых, так как они переходят в сусло при гидролизе пентозанов твердых частей грозди.

Из полисахаридов первого порядка практическое значение имеет дисахарид сахароза (С₁₂Н₂₂О₁₁). Она содержится не во всех сортах и сравнительно в небольших количествах. Хорошо растворима в воде и спирте. Под действием фермента β-фруктофуранозидазы (инвертазы) пли при нагревании с кислотами (в точном соответствии с концентрацией в растворе водородных ионов) сахароза превращается в инвертный сахар, т. е. в смесь равных количеств глюкозы и фруктозы.

При температуре 180°С сахароза плавится, а при более высокой температуре происходит ее дегидратация с образованием различных полимерных продуктов (карамели, гуминовые кислоты и др. малоизученные соед.) - смесь продуктов коричневого цвета, применяемую для подкрашивания коньяков.

Кроме сахарозы в винограде содержатся в небольших количествах и другие полисахариды первого порядка: мелибиоза, мальтоза, рафиноза.

2. Из полисахаридов второго порядка, содержащихся в винограде, практическое значение имеют пентозаны, пектиновые вещества, камеди, декстраны и целлюлоза (клетчатка).

Пентозаны (C₅H₈О₄)_n содержатся в твердых частях виноградной грозди, в основном в семенах (4,0-4,5% от всей массы), гребнях (1,0-2,8%), кожице (1,0-1,6%). В соке ягод практически их нет. В ягоде в целом их содержится 0,4-0,5% и при настаивании на мезге и брожении в вино переходит до 2 г/л.
Целлюлоза (С₆Н₁₀О₅)_n является основой твердых частей ягоды. Состоит из большого числа (до 10000) остатков глюкозы. В воде нерастворима.
Пентозаны, лигнин и клетчатка, а также гемицеллюлоза составляют основу твердых частей виноградной грозди. От их количества зависит такая важная для виноделия величина, как выход сусла с тонны винограда.
К группе пектиновых веществ относятся высокомолекулярные полиозы (полисахариды второго порядка), имеющие в основе полигалактуроновую кислоту, соединенную с сахарами (пентозами), некоторыми металлами и метоксильными группами. Они имеют большую молекулярную массу и обладают ясно выраженными коллоидными свойствами.
При созревании винограда нерастворимый протопектин переходит в растворимый пектин, чем и обусловлено в основном размягчение ягод. Пектин мало растворим в спирте, поэтому при брожении, а особенно при спиртовании сусел, он частично выпадает в осадок.
При спиртовом брожении происходит отщепление от пектина метоксильных групп, образующих метиловый спирт. Поэтому содержание последнего прямо пропорционально времени контакта сусла с мезгой при брожении. Еще больше метилового спирта в выжимочном спирте. Пектин дает нерастворимые соединения с кальцием, что используется при его количественном определении.

Пектиновая кислота представляет собой высокомолекулярную полигалактуроновую кислоту, частично (на 40-80%) этерифицированную метиловым спиртом. В состав ее входят около 200 остатков галактуроновой кислоты. Сама пектиновая кислота в воде растворима слабо, но ее щелочные соли растворимы хорошо.

В составе пектовой кислоты найдены пектиновые кислоты, обладающие коллоидными свойствами, свободные от метоксильных групп. Пектовая кислота содержит около 100 остатков галактуроновой кислоты.
В винограде и винах содержатся все группы пектиновых веществ. В сусле растворимый пектин составляет примерно 50 %, пектиновая кислота 30%, пектовая кислота - 20%.

Из других полисахаридов винограда практическое значение могут иметь камеди (в сусле 0,3-0,4 г/л), обладающие хорошо выраженными свойствами защитных коллоидов, предотвращающих выделению в осадок взвешенных в вине частиц.

Декстраны - высокомолекулярные полимеры глюкозы с молекулярной массой около 1 млн. и более. Обладают свойствами защитных коллоидов. Оказывают влияние на полноту и мягкость вкуса вин. Особенно много декстранов в винах, приготовленных из винограда, пораженного Botrytis cinerea.

Поиск по сайту: