CC BY
52
лизе стандартного субстрата проявляется при рН 5,0, а при гидролизе зернового субстрата при рН 5,5-6,0.
Исследование влияния температуры на активность препаратов грибных протеаз показало (рис. 3), что температурный оптимум для Дистицима (а) при действии на оба субстрата составляет 60°С, а для Протеазы вС-106 (б) - 50°С. Из графика видно, что препарат Дистицим сохраняет большую часть своей активности при повышении температуры также при действии на оба субстрата (90% при 70°С и 80% при 80°С). Активность Протеазы вС-106 при 70°С снижается до 20 и 30% для стандартного и зернового субстрата соответственно.
Таким образом, полученные данные свидетельствуют о влиянии субстрата на оптимум рН и температуры бактериальных и грибных протеиназ и позволяют правильнее оценить возможности использования исследуемых препаратов на разных стадиях обработки зернового сырья. Так, перерабатывая зерно ржи по механико-ферментативному способу обработки сырья, можно, выбрав соответствующий ферментный препарат и создав оптимальные условия для ферментативного гидролиза, сохранить норму ввода ферментного
препарата без ухудшения технологических параметров полупродуктов спиртового производства, в частности содержания в осахаренном зерновом сусле уровня азотного питания для спиртовых дрожжей.
ЛИТЕРАТУРА
1. Поляков В.АРимарева Л.В., Ксандопуло Г.Б. Пер -
спективные биотехнологические процессы для спиртовой промыш -ленности // Производство спирта и ликероводочных изделий. - 2002.
- № 1. - С. 6-8.
2. Поляков В.А., Римарева Л.В., Оверченко М.Б., Три -фонова В.В. Сравнительная характеристика ферментных препаратов протеолитического действия по степени гидролиза микробного белка // Прикладная биохимия и микробиология. - 2000. - 36. - № 3.
- С. 299-302.
3. Римарева Л.И., Оверченко М.Б., Серба Е.М., Трифо -нова В .В. Сравнительная характеристика микробных протеаз по степени гидролиза белковых субстратов // Прикладная биохимия и микробиология. - 1997. - 33. - № 1. - С. 43^8.
4. Быков В.Г., Павлюченков А.К. Зерновые ресурсы и рынок зерна в Российской Федерации // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2003. - № 9. - С. 22-23.
5. Сизенко Е.И. Научное обеспечение производства и пе -реработки зерна озимой ржи в Российской Федерации // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2003. - № 5. - С. 7-8.
Кафедра биохимии и зерноведения
Поступила 23.03.05 г.
668.748.663.2
ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ В ТЕХНОЛОГИИ ВИНРАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ
Б.В. БУРЦЕВ, Э.М. СОБОЛЕВ
Кубанский государственный технологический университет
Гетероциклические соединения играют в технологии специальных и натуральных вин значительную роль. К их образованию приводят термообработка на различных стадиях приготовления вина, длительная выдержка вин, а также специфические операции, характерные для некоторых типов специальных вин, -хересование, портвейнизация, мадеризация.
Простейшие кислородные гетероциклы, образующиеся в результате глубокого кислотного высокотемпературного распада моносахаров,- фурфурол, метил-фурфурол и оксиметилфурфурол известны достаточно хорошо [1]. Глубина процессов деградации углеводов зависит от химического состава сахаров, их концентрации, интенсивности и продолжительности теплового воздействия, pH среды. При pH вина распад сахаров проходит самопроизвольно и приводит к образованию альдегидов фуранового ряда. При этом из пентоз образуется фурфурол, из метилпентоз - метилфурфурол, из гексоз - оксиметилфурфурол.
Было исследовано влияние состава среды на образование простейших гетероциклических соединений, а также влияние на эти процессы этилового спирта. Модельные растворы, состоящие из глюкозы и аминокислоты (глицин, лейцин, метионин), сравнивали с мо-
дельными растворами, содержащими глюкозу, аминокислоту и этиловый спирт в количестве 20% от объема модельной смеси. Растворы нагревали при температуре 65-70°С в течение 15 сут (pH 3,5), в среде определяли содержание оксиметилфурфурола (табл. 1).
Из результатов опыта следует, что этиловый спирт катализирует образование простейших гетероциклических соединений. На ход реакции влияет также природа аминокислоты - при одинаковом а-положении аминной группировки наибольшее катализирующее воздействие оказывает кислота с наиболее длинной углеродной цепью.
Таблица 1
Модельные системы
Содержание оксиметилфурфурола, мг/дм
без добавления этилового спирта
с добавлением 20% этилового спирта
Г люкоза-глицин Г люкоза-ле йцин Глюкоза-метионин
30
37
242
46
48
347
Основное количество гетероциклических соединений образуется в вине в результате двух реакций - са-хароаминной (меланоидиновой) реакции и реакции термолиза углеводов (карамелизации). Эти реакции в большинстве случаев происходят в вине одновременно, образуя сложный комплекс взаимосвязанных пре-
вращений, определяющих цвет, вкус и аромат специальных вин.
Один из путей их взаимосвязи заключается в том, что меланоидиновая реакция в результате распада аминокислот по Штреккеру обогащает реакционную среду аммиаком, который связывается с ненасыщенными глюкозонами - продуктами глубокого распада углеводов - с образованием азотистых гетероциклов, содержащих азо- и енаминные группировки. В результате этих реакций в среде возникают производные пиррола, которые, окисляясь кислородом воздуха, дают темно-окрашенные продукты. Переаминирование аминокислот с редуктонами, которые образуются в реакционной среде в результате распада кетоз, приводит к образованию альдегидов. Это главная реакция включения азота в коричневые продукты реакции меланоидинообразо-вания. Механизм взаимодействия реакций меланоиди-нообразования и карамелизации при образовании азотистых гетероциклов можно представить в виде схемы (рисунок).
Кислородные гетероциклические структуры образуются в основном при взаимодействии фурфурола, метилфурфурола и оксиметилфурфурола - продуктов деградации сахаров - с различными компонентами вина.
С появлением современных аналитических методов в вине был идентифицирован целый ряд новых, ранее неизвестных О-гетероциклов, оказывающих на вино как положительное, так и отрицательное воздействие. Содержание в вине этих веществ, которые образуются в результате превращений сахарного комплекса, взаимодействий его с галактуроновой, глюконовой и аскорбиновой кислотами, варьируется от нескольких миллиграммов до нескольких микрограммов в 1 дм3. Но благодаря низким пороговым концентрациям этих веществ, а также вследствие синергетического эффекта, они непосредственно участвуют в сложении органолептических показателей вина.
Проследить путь образования какого-либо конкретного гетероциклического соединения в вине практически не представляется возможным ввиду чрезвычайной сложности и комплексного характера этого процесса. Образование каждого индивидуального гетероциклического соединения зависит от наличия в среде тех или иных углеводов и аминокислот, техноло-
гических режимов переработки винограда, длительности выдержки полученных виноматериалов, условий выдержки - теплового и кислородного режима и т. д.
В высокосахаристом сусле на начальном этапе брожения под действием ферментов возникает эфирная связь между образующимся этанолом и еще не вступившими в брожение сахарами. Технологические операции, применяемые в технологии специальных вин: остановка брожения спиртованием, последующее нагревание или длительная выдержка ведут к дегидратации остатка сахара, что приводит к возникновению связанной со спиртом гетероциклической структуры. В результате образуются этиловые эфиры и ацетали фуранов, обладающие приятным ароматом, причем повышение содержания сахаров в исходном сусле влечет за собой увеличение количества этиловых эфиров гетероциклов в получаемом вине [2-4].
В процессе перегонки многих вин соединения фу-ранового ряда вместе с фурфуролом и метилфурфуро-лом переходят в коньячные спирты. При хранении коньячного спирта в дубовой бочке содержание и качество идентифицированных веществ повышается по сравнению со спиртом, находящимся в стеклянной таре.
Таблица 2
Компонент Площадь пика на хроматограмме, мм2, при хранении в таре
стеклянной дубовой
5-оксиметилфурфурол 9 14
5-этоксиметилфурфурол 5 5
3-окси-2-пиранон 3 32
2- окси-3- м етил- 2- циклопен-тен- 1-он _ 48
5-метил-4-окси-3(2Н)-фура- нон 6 14
2,5- диметил-4-ок-си-3(2Н)-фуранон - 8
2,3- дигидро-3,5-диок-си-6-метил-4-пиранон 2 19
Результаты хроматографического исследования [3] идентичных коньячных спиртов, выдержанных равное время в стеклянной и дубовой тарах, свидетельствуют (табл. 2), что в спирте, прошедшем бочковую выдержку, обнаружены новые вещества, отсутствующие в спирте, хранившемся в стеклянной таре. Например, карбоциклическое соединение 2-окси-3-метил-2-цик-лопентен-1-он, обладающее ярко выраженным карамельно-древесным ароматом; или Р-метил-у-окталак-тон, обусловливающий тон выдержки в дубовой бочке - тон старости. Его содержание в готовых коньяках и бренди в зависимости от времени выдержки варьируется от следов до 0,48 мг/дм3 цис-формы лактона и 0,22-1,54 мг/дм3 транс-формы.
На основании этого следует сделать вывод, что эти соединения образуются при распаде сахаров и аскорбиновой кислоты, находящихся в древесине дубовой бочки.
Ароматы глубокого кислотного высокотемпературного распада углеводов условно можно разделить
на приятные (карамельные, бальзамные, печеного хлеба, ореховый, ванильный, клубничный, ягодный, фруктовый и т. д.) и малоприятные (жженый, горелый, жгучий, горький).
В натуральных винах, подвергавшихся термической обработке до или после розлива с целью стабилизации и обеспечения микробиологической чистоты, нередко развиваются неприятные и нехарактерные для этого типа вин тона, обусловленные быстрым распадом несброженных пентоз и уроновых кислот, что приводит к образованию фурфурола, фуранкарбоновой кислоты, фурфурилового спирта и кротонлактона, которые отрицательно воздействуют на органолептику вина.
В специальных винах, благодаря тому, что технология их получения включает операцию спиртования, большое количество гексоз остается несброженным, и образование новых гетероциклических структур идет за счет дегидратации фруктозы. В результате этого образуются соединения с приятными ароматами, а отрицательная роль продуктов разложения пентоз и уроно-вых кислот существенно затушевывается.
Таким образом, необходимо отметить значительную роль гетероциклических соединений в органолептике вина. Эти соединения оказывают отрицательное воздействие на натуральные малоспиртуозные вина (главным образом белые), внося в их нежный цветочно-фруктовый аромат грубые смазанные горелые нотки. Поэтому при производстве натуральных вин необходимо исключить обработку теплом, отдавая пред-
почтение другим способам стабилизации. Но с другой стороны, гетероциклические структуры определяют характерные органолептические особенности специальных вин, сообщая им пряные, ванильные, миндальные, карамельные, смолистые оттенки. Альтернативой применяемому сейчас на винодельческих предприятиях методу спиртования специальных вин чистым спиртом-ректификатом может стать спиртование молодыми коньячными спиртами, полученными ускоренными методами. Введение молодых коньячных спиртов позволит повысить содержание в винах О-гетероцикли-ческих структур, а значит, получать вина с более полным вкусом и богатым ароматом. В озможно также, что этот метод позволит сократить время выдержки готовых вин.
ЛИТЕРАТУРА
1. Кишковский З.Н. Химия вина. - М.: Агропромиздат, 1988. - 250 с.
2. Писарницкий А.Ф., Егоров И.А. Изучение продуктов распада углеводов как ароматообразующих веществ в коньячных спиртах // Прикл. биохимия и микробиология. - 1979. - 15. - № 6. -С. 902-907.
3. Писарницкий А.Ф. О-гетероциклические соединения в аромате винодельческой продукции // Виноградарство и виноделие.
- 2002. - № 3. - С. 22-23.
4. Щербаков В.Г., Лобанов В.Г., Прудникова Т.Н., Ми -накова А. Д. Биохимия. - СПб.: ГИОРД, 2003. - 440 с.
Кафедра технологии и организации виноделия и пивоварения
Поступила 22.11.04 г.
ПАТЕНТЫ
Патент на изобретение № 2248709 ЯИ МПК 7 А 21 Б 13/08. Способ приготовления затяжного печенья / Н.В. Ходус, И.Б. Красина, Ю.Ф. Росляков и др. Заявка № 2002132534; Заявл. 03.12.2002; Опубл. 27.03.2005.
Способ включает получение теста путем смешивания эмульсии из сахаросодержащего сиропа, воды, соли, сахара, меланжа, сухого молока, маргарина и смеси крахмала. В полученную эмульсию вносят муку пшеничную высшего сорта, химический разрыхлитель, улучшитель до получения однородной массы. Затем проводят прокатку теста на ламинаторе до толщины тестовой ленты 1-3 мм. Формуют тесто на штамп-машине и выпекают тестовые заготовки. В качестве сахаросодержащего сиропа используют глюкозный сироп концентрацией 25-30% сухих веществ, полученный двойным ферментативным способом гидролиза муки из рисовой сечки, в количестве 44-48% к массе муки. В тесто дополнительно вносят фермент Нейтраза. Компоненты теста берут в соответствующем количестве.
Патент на изобретение № 2243990 ЯИ МПК 7 С 11 В 1/00. Способ послеуборочной обработки свежеуб-ранных масличных семян / С.К. Мустафаев, С.Ю. Ксандопуло, Н.Н. Сираш. Заявка № 20031381684; Заявл. 31.12.2003; Опубл. 10.01.2005.
Способ предусматривает разделение семян на две фракции, охлаждение активным вентилированием, сушку, хранение семян первой фракции и переработку без хранения семян второй фракции. Семена разделяют на две фракции по кислотному числу масла в них: первую фракцию - до 2,5 мг КОН/г включительно, вторую - более 2,5 мг КОН/г. Первую фракцию сушат до влажности, на 1-2% превышающей критическую, после чего охлаждают вентилированием в течение 40-60 ч до температуры 2-10°С и направляют на хранение. Вторую фракцию сушат до критической влажности и направляют на переработку. Изобретение позволяет увеличить выход масла из семян и повысить его качество по перекисному числу за счет биохимических процессов в семенах.
