Биохимические превращения
при созревании винограда
Реклама
Навигация по сайту
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
Механизм этого процесса следующий: при фотосинтезе происходит
разложение воды, и образующийся при этом водород идет на восстановление
углекислого газа.
В процессе фотосинтеза происходит превращение кинетической лучистой
энергии солнца в потенциальную химическую энергию, которая
аккумулируется сложными органическими веществами.
Фотосинтез имеет огромное биологическое значение: благодаря ему
ежегодно связывается около (15÷20)•1010
т углерода и
выделяется в атмосферу 4•1011 т
кислорода.
Фотосинтез имеет место в хлорпластах - клеточных органоидах, главной
составной частью которых является хлорофилл.
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 дает так называемый колер - смесь продуктов коричневого
цвета, применяемую для подкрашивания коньяков.
Кроме сахарозы в винограде содержатся в небольших количествах и другие
полисахариды первого порядка: мелибиоза, мальтоза, рафиноза.
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.
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.
