загрузка...
Биохимия вина    
Биохимия вина

Химический состав винограда, сусла и вина

В ягодах винограда содержатся сахара, главным образом глюкоза и фруктоза, ферменты, витамины, микроэлементы, органические кислоты, азотистые, дубильные и другие весьма важные для здоровья человека вещества. С производственной точки зрения виноград используют для приготовления вин различных типов.

Изучение химического состава виноградного сока издавна привлекало внимание многих исследователей.

За последнее время в связи с развитием техники газожидкостной хроматографии, масс-спектроскопии, ядерно-магнитного резонанса, а также изотопных методов исследования был проведен ряд работ по изучению химического состава виноградного сока и вина. В винограде было найдено более 400 компонентов и еще больше в вине. Более глубоко изучен состав эфирных масел, органических кислот, фенольных соединений, углеводов, азотистых веществ, витаминов и других, обусловливающих качество винограда и вина.

Рассмотрим состав этих соединений, а также их значение в биохимии технологических процессов при производстве вин различных типов.

Углеводы винограда, их образование и превращение

Главной составной частью лозы и. ягод винограда являются углеводы. Содержание их в некоторых сортах достигает 90%. В винограде соотношение сахара и кислот является главным критерием для определения качества винограда и вина. В процессе брожения сахара претерпевают глубокие изменения. Из них образуется главный продукт спиртового брожения — этанол, а также вторичные продукты брожения, имеющие важное значение для формирования вкуса и букета вина.

Фотосинтез

В винограде углеводы образуются в результате усвоения углекислоты зелеными частями виноградной лозы под действием энергии солнечного света, поглощаемой хлорофиллом. Этот процесс называется фотосинтезом. Благодаря фотосинтезу в природе непрерывно происходит круговорот углерода. Процесс фотосинтеза можно представить в виде следующей реакции:

Эта реакция, как и большинство суммарных уравнений в биохимии, не отражает промежуточных продуктов фотосинтеза и показывает лишь его конечные продукты. В результате фотосинтеза образуется одна молекула гексозы и 6 молекул кислорода.

На самом деле процесс протекает гораздо сложнее. Механизм процесса фотосинтеза можно объяснить следующим образом. При фотосинтезе происходит фоторазложение воды, при этом водород идет на восстановление углеродистых веществ, что приводит к образованию органических соединений.

Как предполагал А. Н. Бах, выделяющийся при фотосинтезе молекулярный кислород является кислородом воды. Это было экспериментально доказано в 1:947 г. методом изотопов А. П. Виноградовым.

Фотосинтез имеет огромное биологическое значение. Благодарят фотосинтезу ежегодно на нашей планете связывается около 100 млрд. тонн органического вещества и выделяется в атмосферу необходимый для жизнедеятельности живых организмов свободный кислород.

Процесс фотосинтеза осуществляется в растительной клетке при помощи особых биологических структур — хлоропластов. В этих хлоропластах содержатся пигменты, среди которых наибольшее значение имеют хлорофиллы.

Состав хлорофилла был изучен в начале XX в. методом хроматографического анализа. При этом было установлено, что зеленая окраска растений состоит из смеси пигментов: хлорофилла а и б, ксантофилла и каротина. Еще в начале XX в. К. А. Тимирязев впервые высказал предположение, что хлорофилл является сенсибилизатором процесса фотосинтеза. Впоследствии было доказано, что фотосинтез представляет собой цепь окислительно-восстановительных реакций. Это подтверждено А. А. Красновским путем обратимого восстановления хлорофилла аскорбиновой кислотой, являющейся донатором водорода. Как показали исследования А. Н. Теренина (1961—1965 гг.), при обратимом фотовосстановлении хлорофилла возникают свободные радикалы. Появление их в процессе фотосинтеза доказывается возникновением сигналов электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Функционирование хлорофилла в реакционных центрах фотосистем связано с образованием свободных радикалов. Свободные радикалы, образующиеся при функционировании хлорофиллов в реакционных центрах фотосистем, обусловливают появление характерных спектров ЭПР.

Советские и зарубежные исследователи изучали продукты, образующиеся при окислительно-восстановительных превращениях изолированных фотосинтетических пигментов, а также свободные радикалы при фотоокислении и фотовосстановлении хлорофилла и других пигментов методом инициирования цепной полимеризации. При этом установлено, что увеличение степени агрегации радикалов приводит к снижению фотохимической активности агрегированных форм пигментов.

  • Реклама