1.1.2 Полисахариды первого порядка.

Содержат от 2 до 12 остатков моноз. В винограде больше всего содержится сахарозы, немного мальтозы, мелибиозы, рафинозы.

Сахароза (тростниковый, свекловичный сахар) содержится от 0 до 0,7 г/дм³ в сусле. В вине следы. Представляет собой дисахарид, состоящий из глюкопиранозы и фруктофуранозы, соединенных 1,2-гликозидной связью.

Сахароза не восстанавливает фелингову жидкость, так как не имеет свободного гликозидного гидроксила. Хорошо растворяется в воде. При 20 ⁰С в воде (в 100г) растворяется 204 г сахарозы.

При нагревании до 200 ⁰С происходит дегидратация сахарозы с образованием карамелей, органических кислот и др. Этот продукт называется колер, и широко используется в коньячном производстве для придания окраски коньякам.

Сахароза появляется в ягоде при достижении определенного уровня содержания в ней глюкозы и фруктозы. Сахароза расщепляется инвертазой, образуя смесь равных количеств глюкозы и фруктозы, называемую инвертным сахаром. В кислой среде инверсия замедляется. В вине в сутки может инвертироваться сахарозы 0,6 - 3 г/дм³. Сульфитирование замедляет инверсию. Дрожжи расщепляют и легко сбраживают сахарозу. Доказано, что в европейских сортах винограда содержание сахарозы 6 – 40 г/дм³, в армянских 0,2 – 15 г/дм³, в американских до 50 г/дм³, в мичуринских до 75 г/дм³.

Мальтоза (солодовый сахар) образуется при расщеплении крахмала при действии амилаз. В свободном состоянии содержится в растениях в небольшом количестве.

мальтоза лактоза

Мальтоза имеет свободный пулуацетальный гидроксил и восстанавливает фелингову жидкость, хорошо сбраживается дрожжами. В винограде и вине найдена в небольшом количестве.

Мелибиоза входит в состав рафинозы. Состоит из галактозы и глюкозы в пиранозных формах. Сбраживается дрожжами низового брожения, в винограде и вине содержится в небольших количествах.

Рафиноза (мелитриоза) содержится в сахарной свекле, семенах хлопчатника и других растениях. В винограде она обнаружена в небольших количествах. Представляет собой трисахарид, состоящий из остатков галактозы, глюкозы, фруктозы. Не восстанавливает фелингову жидкость и не имеет сладкого вкуса.

1.1.3 Полисахариды второго порядка.

Высокомолекулярные соединения, содержащие от нескольких десятков до многих тысяч остатков моноз. В воде либо не растворяются, либо образуют коллоидные растворы. В винограде обнаружены пентозаны, крахмал, гликоген, целлюлоза, пектиновые вещества, камеди, декстраны.

Пентозаны (С₅Н₈О₄)_n, входят в состав гемицеллюлоз, легко гидролизуются с образованием соответствующих пентоз. Содержание в винограде от 0,3 до 2 г/дм³, в вине 0,2 – 1,2 г/дм³. Не восстанавливают фелингову жидкость. В вине преобладают арабаны, меньше ксиланы, их соотношение 3:1. В виноградном соке их нет, они содержатся в клеточных оболочках ягоды и гребнях. В гребнях 1-3 %, в кожице 1-1,5 %, в семенах 3,9 – 4,5 %. При настаивании на мезге в сусло, а затем в вино переходит до 2 г/дм³. В обычных винах, как правило, пентозанов содержится меньше чем в сусле в связи с частичным ферментативным гидролизом, а также выпадением их в осадок.

Крахмал (С₆Н₁₀О₅)_n, содержится в листьях, плодоножках и гребнях, а также в зеленых ягодах. В сусле и вине – следы.

Углеводная часть крахмала состоит из амилозы (10-20 %) и амилопектина (80 – 90 %). Амилоза и амилопектин построены из остатков - D- глюкозы, однако свойства и строение их различны. Молекула амилозы представляет собой длинные не разветвленные или мало разветвленные цепи, содержащие в среднем 1000 – 6000 глюкозных остатков. Амилоза растворяется в воде, дает с йодом синее окрашивание. В молекуле амилопектина цепи глюкозных остатков сильно разветвлены. Молекулярная масса его значительно выше, чем у амилозы. При кислотном гидролизе крахмал образует - D- глюкозу. Под действием фермента амилазы. Содержащегося в большом количестве в проросшем зерне, в слюне и в соке, выделяемом поджелудочной железой, происходит ферментативное осахаривание крахмала до мальтозы.

Гликоген – животный крахмал (С₆Н₁₀О₅) _n. В основном содержится в дрожжах до 32 %, как запас питательных веществ, также в тканях тела человека и животных, в грибах. По строению сходен с амилопектином, имеет большую ветвистость. Молекулярная масса гликогена больше миллиона, гидролизуется до α-D- глюкозы. С йодом даёт окраску от винно – красной до красно – бурой.

Целлюлоза (С₆Н₁₀О₅)_n, составляет главную массу клеточных тканей виноградного растения. Присутствует либо сама по себе, либо с лигнином. Молекула целлюлозы длинная неразветвлённая цепь, состоит из нескольких тысяч остатков -D- глюкозы, нерастворима в воде, так как гидроксильные группы её реагируют между собой, образуя поперечные связи, и образование водородных связей с водой оказывается невозможным.

Пектиновые вещества – гелеобразные аморфные вещества, которые входят в состав первичных клеточных стенок и соединительных пластинок. Пектиновые вещества участвуют в регулировании водного режима тканей растений в связи со способностью удерживать большое количество воды. По физико-химическим свойствам пектиновые вещества разделяются на ряд фракций в зависимости от растворимости и степени метоксилирования полигалактуроновой кислоты:

• Пектин (до 40% метоксильных групп)

• Протопектин

• Пектиновая кислоты и ее соли (пектинаты)

• Пектовая кислота и её соли (пектаты)

При гидролизе образуют галактуроновые кислоты и метанол, то есть являются эфирами галактуроновых кислот и метилового спирта. Степень этерификации виноградного пектина 24 – 46 %.

пектин

Растворимый пектин легко извлекается водой. В высушенном виде – порошок белого или сероватого цвета, не имеет запаха. Помимо остатка галактуроновых кислот в состав молекул пектина включены сахара: арабиноза, ксилоза и галактоза (до 10 – 12 %). Пектин обладает свойствами лиофильного коллоида. Зола пектина переходит в гель только в присутствии сахара или кислоты. Для получения плотного желе необходимо 58 % сахара и 1 % пектина при рН 2,6 – 3,1. Наилучшими желирующими свойствами обладают пектины с большей молекулярной массой и высокой степенью этерификации: яблочный, цитрусовый, клюквенный. Степень этерификации и молекулярная масса определяют и растворимость пектина в воде – она будет тем больше, чем выше метоксильное число и меньше степень полимеризации.

Протопектин – нерастворимый пектин, состоит из полигалактуроновых кислот, связанных с крахмалом, целлюлозой или пентозанами. Выделяют разбавленными растворами кислот. Химическая природа плохо изучена. При кислотном гидролизе переходит в растворимый пектин.

Пектиновая кислота и её соли. - это высокомолекулярная полигалактуроновая кислота, частично (на 40-80 %) этерифицированная метиловым спиртом. Плохо растворяется в воде. В состав ее входит до 200 остатков галактуроновой кислоты.

Пектовая кислота - это пектиновые кислоты, обладающие коллоидными свойствами, почти не содержащих метоксильных групп. Содержит около 100 остатков галактуроновой кислоты.

Таким образом, основная составляющая часть пектиновых веществ – полигалактуроновые кислоты. Каждая группа пектиновых различается между собой молекулярной массой, степенью метоксилирования, содержанием сахаров.

В винограде и вине содержатся все группы пектиновых веществ, в сусле растворимый пектин составляет 50 %, пектиновая кислота – 30 %, пектовая – 20 %. Протопектин содержится во всех частях виноградной лозы, за исключением сока. Высокая твёрдость незрелой ягоды обусловлена протопектином, по мере созревания протопектин переходит в пектин и ягода размягчается, при перезревании происходит гидролиз пектина и образуется пектиновая кислота и метанол.

Виноградный пектин содержит около 6 % метоксильных групп (метоксилировано 40-65 % карбоксильных групп) и 1-1,5 % ацетальных групп.

Содержание пектиновых веществ в винограде зависит от сорта и колеблется от 0,5 – 2 г/дм³. В мускатных сортах 3-4 г/дм³. В красных больше, чем в белых. Содержание увеличивается при настаивании.

Растворимый пектин затрудняет осветление сусла, поэтому используют пектинолитические ферменты (пектофоетидин), снижающие вязкость сусла.

Пектиновая и пектовая кислота и их соли частично выпадают в осадок. При брожении содержание пектиновых веществ уменьшается на 50- 80 %, происходит деметоксилирование пектиновых веществ и содержание метанола возрастает в 10 – 20 раз, но его концентрация не превышает установленной законом нормы – 0,05 % об. В вине после брожения остается не более 0,1-1 г/дм³ пектиновых веществ. В процессе выдержки наблюдается дальнейшее довольно быстрое снижение их содержания и через год хранения вина пектинов в нем обнаруживается от следов до 0,7 г/дм³.

Камеди - высокомолекулярные кальциевые, магниевые или калийные соли кислот, состоящих из остатков гексоз, пентоз, метилпентоз и уроновых кислот. Хорошо растворимы в воде, студней не образуют, осаждаются при добавлении спирта. В гидролизатах камедей винограда, кроме галактуроновой кислоты найдены галактоза, ксилоза, арабиноза, манноза, рамноза.

Содержание камедей 0,3 – 4 г/дм³. При брожении содержание уменьшается до 50 %. В молодом вине камедей содержится 0,2 – 3 г/дм³. При выдержке вина наблюдается дальнейшее снижения их содержания.

Декстраны. - слизистые вещества, высокомолекулярные полимеры глюкозы с молекулярной массой более 1 миллиона. Главные цепи в их молекулах могут иметь линейную и неразветвленную структуру. Продукты гидролиза декстранов с молекулярной массой от 70 тыс. до 90 тыс. применяются в качестве заменителей плазмы крови. Обладают защитными свойствами. В большом количестве содержатся в сусле, полученном из винограда, поражённого грибом Ботритис цинереа, и, возможно, потому вина, приготовленные из такого сусла, обладают более мягким вкусом. В небольших количествах декстраны найдены и в сусле из здорового винограда.