загрузка...
Биохимия вина  |  Органические кислоты и их метаболизм
Биохимия вина

Винная кислота

В виноградной лозе и в ягодах винограда преобладает d-вин-ная кислота.l-Винная кислота присутствует в значительных количествах в листьях Beuchina retuculata (до 50 г на 1 кг). Из листьев можно получить довольно большие количества ее. Мезо-винная кислота в растениях не встречается. Она образуется из всех изомеров винной кислоты при кипячении их со щелочью.

По данным Ж. Риберо-Гайона, в молодых листьях и стеблях виноградной лозы концентрация винной кислоты достигает 3,7% на сухую массу. В зрелом винограде количество винной кислоты колеблется от 0,2 до 1%. Виноград является единственным источником получения винной кислоты в промышленном масштабе.

По химическим свойствам все формы винной кислоты одинаковы, но отличаются рядом физических свойств (температурой плавления, растворимостью и др.). Так, например, d- и l-винные кислоты имеют температуру плавления 170°С, виноградная 240— 246° С, а мезовинная 140° С. Растворимость d- и l-винной кислот в. воде выше, чем виноградной.

Поскольку винная кислота является двухосновной, она дает два рода солей — кислые и средние. Кислая соль калия винной кислоты (КНС4Н406) труднорастворима в воде и даже в вине, вследствие чего в значительном количестве выпадает из вина в осадок. Средняя соль калия винной кислоты (К2С4Н4О6), а также средняя соль натрия хорошо растворимы в воде. При действии едкой щелочи на кислую калийную соль винной кислоты образуется сегнетова соль (KNaC4H406 4H20).

Растворимость солей винной кислоты (винный камень) в вине зависит от содержания некоторых аминокислот (глицин, лейцин, фенилаланин, аспарагиновая кислота) и особенно белковых веществ. Согласно данным С. Мончева, неодинаковая растворимость винного камня в отдельных винах объясняется различием в составе и количественном отношении аминокислот. Поэтому вина, выдержанные на дрожжах, обладают большей стабильностью к помутнениям.

Винная кислота и ее соли являются главным компонентом сусла и вина. Значение их в том, что, обладая кислым вкусом, в сочетании с сахаром они создают определенную вкусовую гармонию.

Винная кислота и ее соли создают кислую реакцию сусла и вина и препятствуют развитию ряда микроорганизмов, портящих вкус и аромат. С другой стороны, кислая среда способствует развитию винных дрожжей, которые обладают более высокой кис-лотовыносливостью и при рН 2,8—3,8 способны сбраживать сахар.

Ж. Риберо-Гайон и П. Риберо-Гайон исследовали механизм синтеза винной кислоты в листьях и ягодах винограда сорта Каберне Совиньон. Ими было установлено, что при введении глюкозы, меченой в разных положениях С14, меченая винная кислота образовывалась только в ягодах, но когда вводили С14О2 на свету, то меченая винная кислота образовывалась и в ягодах и в листьях.

К. Иамада, Т. Кодама, Т. Обата и Н. Такахаши изучали механизм образования винной кислоты из глюкозы микробиологическим путем с помощью glucono bacterium Suboxidans. Вначале глюкоза окисляется в глюконовую кислоту, которая затем превращается в 2-кетоглютаровую и 5-кетоглютаровую. Последняя распадается на винную и гликолевую кислоты.

По схеме Ж. Риберо-Гайона и др. из глюкозы образуется ке-то-5-глюконовая кислота, которая превращается в альдегид винной кислоты, а затем окисляется в винную кислоту. При этом из кето-5-глюконовой кислоты, кроме альдегида винной кислоты, образуется еще гликолевый альдегид.

Впоследствии выяснилось, что 5-кетоглютаровая кислота образует винную и гликолевую кислоты, а 4-кетоглютаровая кислота превращается в претартариковую кислоту, которая распадается на винную и гликолевую, как это показано на схеме:

Как видно из этой схемы, претартариковая кислота имеет эфирную связь и легко гидролизуется с образованием винной кислоты и гликолевого альдегида.

X. Руффнер и Д. Раст показали другой путь образования винной кислоты в листьях и ягодах винограда. Они вводили в листья и ягоды кроме меченой С14-глюкозы еще меченую С14-гликолевую кислоту в отдельности. В случае применения меченой С14-глюкозы была выделенаравномерно меченая винная, а при применении меченой С14-гликолевой кислоты была получена винная кислота, меченая с одним атомом углерода. В листьях винограда меченая глюкоза была превращена через глюконат. в претартариковую кислоту [1,2-диоксиэтил-l( + )-винная кислота], которая расщепляется между С-4 и С-5, в результате, как было показано выше, образуются l-винная и гликолевая кислоты.

В 1965 г. Ж. Риберо-Гайон установил наличие в ягодах винограда эфиров фенольных соединений с винной кислотой: моно-каффеил, моно-р-кумарил и эфир феруил-d-винной кислоты.

В листьях винограда впервые был обнаружен моноэтиловый эфир винной кислоты. Этот эфир очень лабильное соединение и легко превращается в винную и яблочную кислоты.

загрузка...

С. Нагель и др. идентифицировали методом жидкостной хроматографии из винограда сложные эфиры оксикоричной и винной кислот, а также кофейной, кумариновой и конифериловой кислот.

Винная кислота играет важную роль в ягодах винограда, а также при технологии вина. Она участвует в дыхании и в обмене веществ виноградной лозы. Винная кислота образует комплексную соль виннокислого железа, которая катализирует окислительно-восстановительные процессы, необходимые для созревания вина. Первым продуктом окисления винной кислоты является диоксифумаровая кислота. Она обладает восстанавливающими свойствами, благодаря чему ускоряется созревание вина.

Диоксифумаровая кислота образуется также в винограде в результате дегидрирования винной кислоты специфической дегид-рогеназой винной кислоты в присутствии НАД.

Наши исследования показали, что в винограде содержится оксидаза диоксифумаровой кислоты, которая окисляет ее в дике-тоянтарную кислоту. Последняя легко декарбоксилируется в ме-зоксалевую кислоту.

В дальнейшем мезоксалевая кислота путем окислительного декарбоксилирования превращается в глиоксалевую. Все эти превращения винной кислоты можно представить по следующей схеме:

Слабой стороной этой схемы является восстановление щаве-левоуксусной кислоты в мезовинную, хотя некоторые исследова-тели считают, что такой путь возможен.

По представлению И. Вольфа, Т. Беннет-Кларка, К. Тимана и С. Боннера органические кислоты возникают из углеводов, а при созревании, наоборот, образование углеводов происходит за счет реутилизации органических кислот. Однако вследствие низкого уровня восстановленности винной кислоты (0,625) такой прямой переход представляется очень сомнительным.

Винная кислота может превратиться в углеводы при дегидрировании ее в диоксифумаровую. Последняя, декарбоксилируясь, образует гликолевый альдегид. Согласно реакции Фантона, гли-колевый альдегид обладает более высоким уровнем восстановленности (1), чем винная кислота.

Известно, что гликолевый альдегид может полимеризироваться в углеводы.

  • Реклама