Полная версия

Главная arrow Математика, химия, физика arrow БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Фенольные соединения

В растениях, в том числе в винограде, встречаются разнообразные фенольные соединения моно-, олиго- и полимерного характера.

Мономерные фенольные соединения подразделяются на соединения Сб-Ci-, Сб-Сз- и Сб-Сз-Сб-рядов. Большинство других фенольных соединений образуются из этих основных структур путем вторичных реакций (этерификации, метилирования, гликозилирования, окисления, конденсации и др.).

Соединения Сб-Сгряда состоят из фенольного ядра и одноуглеродной боковой цепи (см. выше представленные кислоты). Фенольные соединения С*-Сз содержат трехуглеродную боковую цепь, например, производные коричной кислоты.

Фенольные соединения Сб-Сз-Сб-ряда (флавоноиды) состоят из двух ароматических ядер, соединенных между собой трехуглеродным фрагментом.

В зависимости от степени окисления или восстановления трехуглеродного фрагмента флавоноиды разделяются на 10 основных подгрупп: катехины (1), лейкоантоцианидины (2), флаваноны (3), флава- нонолы (4), дигидрохалконы (5), халконы (6), ауроны (7), флавоны (8), антоцианидины (9), флавонолы (10). Наиболее восстановленной подгруппой являются катехины, а наиболее окисленной - флаванолы.

Первые четыре подгруппы (1-4) - бесцветные соединения; халко- ны (6), ауроны (7) и флавонолы (10) придают тканям растений желтый и оранжевый цвет; антоцианидины (9) - разнообразные опенки красного, розового, синего и фиолетового цветов.

Большое разнообразие флавоноидов определяется наличием асимметрических углеродных атомов и способностью подвергаться реакциям гликозилирования, гидроксилирования, ацилирования, меток- силирования ароматических ядер Ли В.

Лейкоантоцианидины (2) и флавонолы (10) легко окисляются и подвергаются конденсации под влиянием кислот с образованием многоядерных систем - флобафенов.

Многие из производных соединений этого ряда находятся в растениях и винограде в виде глюкозидов.

В отличие от большинства флавоноидов катехины не образуют гликозидов, но, как и лейкоантоцианидины, являются родоначальниками дубильных веществ конденсированного ряда.

При автоокислении и ферментативном окислении катехинов наблюдается значительное выделение углекислого газа.

Содержание катехинов в винограде 1-2 г/л, в вине - 0,65 г/л.

В вино обычно переходит до 50% катехинов ягод и гроздей. Наиболее богаты катехинами кагехинские вина. В белых винах их в 2- 5 раз меньше, чем в красных. При выдержке вина количество катехинов уменьшает вплоть до полного исчезновения.

Антоцианы являются красящими веществами плодов, ягод, листьев и цветов многих растений. В растительных тканях они существуют в виде гликозидов чаще всего на основе глюкозы. Агликоны этих гликозидов называются антоцианидинами. Некоторые антоцианидины ацилируются различными кислотами (л-оксикоричной, л-кумаровой, малоновой и др.) чаще всего по шестому углеродному атому глюкозы. Например, в винограде присутствует продукт ацилирования антоциа- нидинов л-кумаровой кислотой.

Антоцианы образуют в растениях комплексы с металлами, определяющих их цвет: Мо придает фиолетовую окраску, Fe - синюю, Си - белую. На окраску влияет р среды.

Содержание антицианов в кожице винограда составляет 3-6% на сухую массу, а в мякоти 0-500 мг/л.

При брожении протекают два противоположных процесса. С одной стороны, образование этанола способствует экстракции антоциа- нов из твердых структур, а с другой стороны - образующийся в процессе брожения ацетальдегид конденсируется с ангоцианами, что вызывает их осаждение. Поэтому максимум содержания антоцианов в сусле наблюдается при содержании спирта 3-6% об. При выдержке вина антицианы полимеризуются с образованием осадков бурого цвета.

Антоцианы обладают Р-витаминным и сильным бактериальным действием. Так, бактерицидное действие мальвидина по отношению к бактериям Е. Coli в 33 раза сильнее, чем действие карболовой кислоты (фенола).

Некоторые антоцианы в дозах 300 мг/л замедляют жизнедеятельность винных дрожжей, в то же время другие (дельфинидин, мальви- дин) стимулируют их рост.

Вследствие бактерицидных свойств антоцианов красные вина используются иногда в терапии некоторых желудочных болезней.

Лейкоангоцианидины (флаван-3, 4-диолы; лейкоантоцианидо- лы) содержат три асимметрических углеродных атомов (С2, С3, С4), что обусловливает существования ряда изомеров и рацематов. Как и кате- хины, они не подвергаются гликозилированию, но окисляются значительно легче.

В винограде и вине обнаружены лейкопеларгонидин и лейко- лельфинилин. В кожице и семенах существуют их олигомерные и полимерные формы. Свободные лейкоангоцианидины в белых выдержанных винах отсутствуют.

Конденсированные лейкоантоцианидины, относящиеся к танинам, содержатся в красных винах в концентрациях 1,5-4,5 г/л, а в белых выдержанных винах отсутствуют.

Флавонолы встречаются в основном в виде моно- и дигликозидов. Из сахаров в их образовании чаще всего участвуют глюкоза и рамноза. Аг- ликоны этих гликозидов восстанавливают растворы Фелинга.

Содержание флавоноидов в темном винограде 40-105 мг/л, а в красном вине 12-55 мг/л.

Флавононы обладают сравнительно слабым бактериальным действием.

Флавоны встречаются в растениях в виде агликонов гликозидов. Конденсацией от 2 до 10 молекул флавоноидов (катехинов и лей- коантоцианидинов) образуются смеси полимеров танины винограда и вина. Их структура меняется в процессе выдержки вина. Молекулярная масса танинов молодых вин составляет 500-800, а выдержанных - 3000-4000.

При целенаправленном изготовлении молодых вин следует ограничивать продолжительность контакта сусла с мезгой. Это позволит избежать избыточного накопления танинов и достигнуть максимального содержания в вине антоцианов.

При изготовлении же выдержанных вин следует, наоборот, предусматривать длительное настаивание сусла на мезге, чтобы повысить содержание в нем танинов. Такие вина отличаются практически полным отсутствием антоцианов. Наиболее тяжелые фракции танинов в старых винах могут со временем выпадать в осадок.

Танины играют важную роль в окраске вин. В условиях доступа кислорода они приобретают коричневую окраску, что связано, по- видимому, с окислительными процессами, ухудшающими качество вин. Антоцианы при этом не претерпевают никаких изменений.

Отметим, что танины относятся к конденсированным (негидролизуемым) дубильным веществам. Наряду с последними существуют гидролизуемые дубильные вещества, которые представляют собой полиэфиры фенолкарбо- новых кислот (галловой, дигалловой) и сахаров.

В гребнях и семенах винограда обнаружены лигнинонодобные вещества (5-15%). В небольших количествах они найдены в кожице ягод.

Лигнин широко представлен в опорных тканях растений (в стволе, стеблях, корнях). В значительных количествах (17-30%) он присутствует в дубовой клетке.

По химической природе лигнин представляет собой полимер фенольной природы. В древесине он связан с углеводами р- гликозидными связями. При щелочном гидролизе и сопутствующем действии окислителей на основе лигнина возникает ряд ароматических альдегидов:

Предшественниками лигнина является оксикоричные спирты:

Именно ароматические альдегиды, в частности, ванилин и сиреневый альдегид, образуются в результате гидролиза лигнина при выдержке вин и коньячных спиртов в дубовых бочках.

Процесс распада конифсрилового спирта отражает следующая схема:

Ванилин - душистое вещество. Пороговая концентрация ванилина по аромату в 300 раз ниже, чем у конифсрилового альдегида, что способствует усиление ванильного запаха в коньячных спиртах (при крепости 62-70%), сухих кахетинских винах, херссах и мадерах.

Суммируя представленные сведения о фенольных соединениях, следует сделать некоторые общие выводы. Соединения этого ряда участвуют в формировании органолептических качеств винограда и вина, влияя на вкус, цвет и прозрачность вина. При избытке фенольных соединений в винах появляется излишняя грубость и терпкость, а их недостаток лишает вино «полноты», делает его «пустым» и «жидким».

Важная роль в окраске вин принадлежит антоцианам, флавоно- лам и танинам.

Фенольные соединения участвуют в окислительновосстановительных процессах. Те из них, которые обладают восстановительными способностями, а также способные продуцировать стабильные фсноксильныс радикалы подобно токоферолу (витамину Е), выступают в роли антиоксидантов.

Фенольные производные взаимодействуют с альдегидами, белками, фосфорной кислотой и металлами, образуя продукты, выпадающие в осадок и вызывающие помутнение вин.

Важное значение при созревании некоторых типов крепких вин и коньячных спиртов имеют продукты гидролиза лигнина.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>