Органические формы азота
В состав органических форм азота входят аминокислоты, амиды, амины, полипептиды и др.
Аминокислоты представляют собой производные кислот жирногоиили ароматического рядов, содержащие одновременно аминную –NH2 и карбоксильную – СООН группы.
В растениях найдено более 80 аминокислот, в винах их идентифицировано 32.
Аминокислоты являются основной частью азотистых веществ виногоада и вина и составляют примерно 50% и более от общего содержания азота. Их состав зависит от сорта винограда,почвы, удобрений, климатических условий, агротехники.
В начале созревания винограда аминокислоты составляют 30-40% к общему количеству азотистых веществ ягоды. В дальнейшем в зависимости от степени зрелости содержание их в винограде может достигнуть 30-60%.
В винограде в числе первых образуются аргинин, глютаминовая, аспарагиновая кислоты, серин. На первой стадии созревания винограда эти четыре аминокислоты составляют около 80% всех аминокислот. В процессе дальнейшего созревания винограда в нем появляются валин, гистидин, треонин и другие алифатические аминокислоты. На заключительной стадии созревания образуются циклические аминокислоты – пролин, фенилаланин, тирозин, триптофан.Особенно интенсивно синтезируется пролин. Содержание его в ягоде винограда может достигать 40-50% от общего количества аминокислот сусла.
Состав свободных аминокислот виноградного сусла весьма разнообразен.
|
|
|
В настоящее время найдено 32 аминокислоты и можно полагать, что их число будет большим.
При раздавливании винограда в сусло переходят не только аминокислоты мякоти, но и так же и аминокислоты твердых частей ягод и грозди.
Количество аминокислот в сусле зависитот технологии переработки винограда, длительности контакта его с твердыми частями грозди. Поэтому в красных винах аминокислот найдено больше, чем в белых (примерно в 1,5-2 раза).
Аминокислоты вина состоят как из аминокислот сусла, так и аминокислот, выделяемых дрожжами. Общее количество их в винах меньше, чем в исходном сусле. В белых винах оно составляет 50-60%, в красных 80-90% аминокислот сусла.
Содержание аминокислот значительно уменьшается при обработке вин ионообменными смолами, а также при тепловой обработке вин.
Амиды. Простейшие амиды (соединения типа R –CON H2) представляют собой жидкости, а амиды более сложные твердые вещества. В растениях встречаются главным образом амиды глютаминовой и аспарагиновой кислот. Амиды играют важную роль в аминокислотном обмене растений.
В винограде содержание амидов составляет в среднем 3 – 5% от общего содержания азотистых веществ, в вине – 1 – 2%. Среди амидов вин некоторые исследователи отводят важную роль ацетамиду, с которым связывают «ацедамидный тон». В наибольших количествах в винограде и вине найдены амиды глютаминовой и аспарагиновой кислот – глютамин и аспарагин.
|
|
|
Амины - составляют примерно 1 – 5% общего содержания азотистых веществ винограда и вина. Отмечается, что в винах содержится не менее 20 – 25 представителей первичных (R – NН 2), вторичных и третичных аминов и диаминов.
Среди них найдены тирамин (до 3 мг/дм3), этиламин (до 3 мг/дм3), метиламин, Н – пропиламин, изопропиламин, Н – бутиламин, изобутиламин, Н – амиламин, изоамиламин, β– фенилэтиламин, пирролидин, диэтиламин, диметиламин, путресцин. В последнее время в винах обнаружен гистамин.
Содержание его обычно не превышает 3 мг/дм3, но в некоторых винах достигает 30 мг/дм3. В красных винах гистамина найдено больше. В сусле гистамин не обнаружен. Дрожжи не способны как синтезировать, так и разлагать гистамин. Образование его в вине обусловлено деятельностью бактериальной микрофлоры, развивающейся после брожения. Гистамин обладает высокой физиологической активностью.
Полипептиды. Полипептидыявляются полимерами аминокислот, соединенными амидными связями в цепи:
|
|
|
NH2CНR CO – (NH CH RCO)n – NHCHRCOOH
Это обычно твердые вещества с молекулярной массой меньше 10000. Полипептиды не задерживаются целлофановой мембраной при диализе. В зависимости от молекулярной массы они осаждаются либо сульфатом аммония, либо танином, либо фосфовольфрамовой кислотой. Ди и трипептиды при этом не осаждаются.
Полипептиды винограда и вина мало исследованы. В винограде и вине они составляют примерно 1/3 от общего содержания азотистых веществ. Важное биохимическое значение имеет глютатион (состоит из остатков глютаминовой кислоты, цистеина, глицина). Он участвует в окислительно–восстановительных процессах, а также способен оказывать влияние на активность многих ферментов.
Белки – это сложные азотсодержащие органические соединения, в большинстве своем коллоидной природы, с огромным молекулярным весом. В природе белки играют исключительно важную роль – они являются носителями жизни. Некоторые белки содержат фосфор (казеин молока, нуклеины), другие – железо (гемоглобин крови), известны белки в состав которых входят йод, медь, кремний.
Белки подразделяют на простые белки (протеины) и сложные белки (протеиды). Простые белки состоят исключительно из аминокислот. В сложных белках белковая часть связана с небелковыми компонентами (какими либо другими органическими веществами – углеводами, фосфорной кислотой, витаминами и др.)
|
|
|
Обычно водные растворы белков имеют кислотный характер, так как кислая диссоциация превалирует над щелочной. При кислотном, щелочном или ферментативном гидролизе простых белков образуются аминокислоты, а из сложных белков, кроме аминокислот, получается еще и небелковый компонент.
Белки относятся к гидрофильным положительно заряженным коллоидам. Они дают целый ряд цветных реакций. Важнейшие из них следующие:
1. Биуретовая реакция – появление фиолетового окрашивания при обработке белков солями меди в щелочной среде.
2. Ксантопротеиновая реакция – появление при действии азотной кислоты желтой окраски, переходящей от добавления аммиака в оранжевую.
3. Милоновая реакция – проявление розово – красной окраски при нагревании белков с водным раствором азотнокислой ртути в азотной кислоте, содержащей азотистую кислоту.
В виноградном соке всегда присутствует воднорастворимый белок – альбумин. Обычно альбумин выпадает в осадок при нагревании сусла до 700С. От общего количества азота винограда он составляет 1 – 4%.
Исходное сусло более богато белковыми веществами, чем полученные из него вина.
При переработке винограда общее содержание белковых веществ изменяется в зависимости от используемых технологических приемов. Так, прессовые фракции сусла содержат больше белков, чем сусло – самотек. При отстаивании сусла часть белковых веществ выделяется в осадок. Если сусло настаивают на мезге, то белки могут частично экстрагироваться из твердых частей ягоды (кожицы, семян).
При нагревании меди содержание белкового азота в сусле уменьшается вследствие выделения в осадок белков под воздействием тепла (белки виноградного сусла и вина коагулируют при температуре около 71 – 720С). Возможно, что это уменьшение обусловлено расщеплением белков ферментами, поскольку в семенах винограда обнаружены протеолитические ферменты, способные гидролизовать белки при температуре 70 – 80 0С.
Тепловая обработка сусла и вина вызывает уменьшение содержания в них белков. Значительно снижается количество белков в сусле и винах при обработке их бентонитом. При брожении сусла содержание белковых веществ в нем заметно снижается (до 30%). Большее количество их (до 50%) удаляется при сбраживании по красному способу, что обусловлено действием высокомолекулярных фракций фенольных соединений на белки, а также адсорбцией белков на твердых частях винограда, например на мезге. При выдержке вин происходит постепенное выделение в осадок белковых веществ в результате их взаимодействия с высокомолекулярными полифенолами, а также некоторыми металлами (медь, железо). На скорость выделения белков из вина оказывает влияние величина РН вина.
Технологическое значение азотистых веществ
Азотистые вещества оказывают значительное влияние на качество виноградных вин. Они прямо и косвенно участвуют в образовании аромата, вкуса, цвета вина, определяют во многом его стабильность к помутнением. В состав азотистых веществ вин входят азотистые вещества винограда, а также дрожжей. Содержание в винах общего азота, а также его отдельных фракций зависит в значительной степени от типа вин, технологических приемов, использовавшихся при их изготовлении.
При выдержке вина на дрожжах количество азотистых веществ в нем увеличивается в зависимости от времени контакта с дрожжами, количества их и температуры среды. Важнейшим источником азота для дрожжей служат аминокислоты винограда.
Большое содержание азота в винах из винограда, росшего на богатых черноземных почвах, делает эти вина предрасположенными к заболеваниям, так как азотистые вещества создают благоприятную среду для размножения различных вредных для вина микробов. Коллоидная природа белков обусловливает их неустойчивость в вине и сусле. Они легко выпадают в осадок как при нагревании, так и при охлаждении сусел и вин, при спиртовании, а вступая во взаимодействие с дубильными веществами, образуют хлопьевидные осадки – танаты. С белками тесно связаны помутнения вин и сусел и образование в них осадков. На взаимодействии белков с дубильными веществами основан технологический прием осветления вина, называемый оклейкой. Белковые вещества поверхностно активны, обладают способностью снижать поверхностное натяжение сусла и вин. Это имеет большое значение для пенообразующей способности шампанских виноматериалов, так как стабильная пена является одним из показателей высоких качеств шампанского. Возникновение в винах неприятного «мышиного тона» приписывают образованию азотистого вещества – ацетамида.
Аминокислоты служат исходными продуктами для образования в вине высших спиртов (сивушных масел) и янтарной кислоты. А так как высшие спирты с кислотами вина могут образовывать эфиры, то аминокислоты, таким образом, считают косвенной причиной образования некоторых букетистых веществ вина.
Аминокислоты способны также взаимодействовать с веществами, содержащими карбонильную группу, в частности с восстанавливающими сахарами. В результате реакции образуются альдегиды, аммиак, углекислота, фурфурол и его производные. Образовавшийся фурфурол и его производные вновь реагируют с новым количеством аминокислоты или белками, образуя окрашенные вещества, называемые меланоидинами. Эта реакция особенно энергично протекает при повышении температуры. По всей вероятности, приятно пахнущее альдегиды и окрашенные меланоидины определенным образом влияют не аромат и вкус вин, подвергнутых тепловой обработке.
Состав азотистых веществ сусла меняется в результате жизнедеятельности дрожжей, благодаря выделению дрожжами в бродящую среду свойственных им белковых соединений. Азотистые вещества, выделяемые в вино при разложении дрожжей (в определении условиях), играют положительную роль в улучшении качества игристых вин, сообщая или характерный приятный «подсолнечный» тон в букете. На этом основана дополнительная выдержка (настаивание) на дрожжах в течение 2 – 3 месяцев молодых сухих виноматериалов, предназначенных для шампанизации резервуарным методом, а также длительная послетиражная выдержка бутылочного шампанского (в течении 3 лет). Такая длительная выдержка на дрожжах называется «лизатной» (от слова «лизаты» или «автолизаты»- вещества, выделяющиеся при автолизе дрожжей, т.е при саморастворении, распаде тканей под действием тканевых ферментов).
Некоторые азотные вещества вина, находящихся в нем в небольших количествах, играют, однако, существенную роль в пищевом режиме человека. Так, триптофан является, безусловно, незаменимой лля огранизма человека и животных аминоекислотой. При отсуствии этой аминокислоты в пище животные погибают, так как она необходима для построения белков и обладает способностью предупреждать заболевание пеллагрой.
ЛЕКЦИЯ № 6
Дата добавления: 2015-12-21; просмотров: 124; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!