Экстрагирование фенолов в красных винах во время брожения: новый пектиназный продукт

David Guerrand, Lallemand BP 59, 31702 Blagnac, Cedex, France Jean-Philippe Gervais, Chambre d’Agriculture de la Gironde 39 rue Michel Montaigne, 33290 Blanquefort, France Перевод: Ярослав Филько

Новый пектолитический фермент изучался в течении двух лет, при использовании Каберне Совиньон из Франции. Результаты, полученные на молодом вине и винах, выдержанных в течение одного года, показывают положительное воздействие этого нового фермента на цветовую и танинную структуру вина. Анализ определенных ароматических и фенольных составляющих показал, что этот фермент очень эффективен для улучшения полимерных фенолов и сортовой ароматики в рассматриваемом вине. При дегустации вина, обработанные ферментом, получили предпочтения, особенно за их аромат и полноту.

ВВЕДЕНИЕ

Известно, что пектолитические ферменты применялись в период предброжения, чтобы увеличить и ускорить извлечение фенольных составляющих во время мацерации красных вин. 

Производители фермента для данной цели разработали специализированный ферментный препарат (Ducruet и др., 1997; Laperche и Görtges, 2001). 

Цель этой работы состояла в том, чтобы продемонстрировать преимущества использования нового, специально разработанного, пектолитического фермента Lallzyme EX-V, для увеличения стабильности цвета и экстракции фенолов. Этот фермент – препарат пектиназы, произведенный селекционированным грибком Aspergillus niger.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА 

Виноград 
Cabernet Sauvignon (Vitis vinifera), ручной сборки, Chambre d’Agriculture de la Gironde vineyards in Haut Medoc (Bordeaux, France), вызревавший до 8 октября 1999года. Образцы целых ягод были отобраны для химического анализа.

Ферменты
LallzymeEX-V – это пищевой пектолитический фермент, произведенный Aspergillus niger. Основная активность этого фермента– пектиназная (полигалакторуназа, пектинэстераза, и пектинлиаза). Также отмечено положительное действие на целлюлазу и гемоцеллюлазу. Lallzyme EX-V специально разрабатывался, чтобы свести отрицательные действия (цинамил эстеразы и беттаглюкозидазы) к самому низкому уровню. Фермент относится к пищевым пектолитическим ферментам, произведенным Aspergillus niger, характеризован, преимущественно, пектиназной активностью.

Обработка 
Виноград был отделен от гребней, подроблен, разделен на равные гомогенные части, и помещен в резервуары из нержавеющей стали по 100 литров. Сульфитация с применением пиросульфита калия (6 г/ Гл). Обработка включала: 
1. Контрольный, 2 x 100 кг винограда. (Con)
2. Простой фермент 2 x 100 кг винограда. (REF)
3. Обработка EX-V 2 x 100 кг винограда. (EX-V)
Каждая партия была привита Saccharomyces cerevisiae (активные сухие дрожжи дозировкой 25г/Гл) и сбраживалась при 20°C. Ферменты были добавлены во время инокуляции дрожжей. После завершения алкогольного брожения вина были привиты ЧК ЯМБ (1г/Гл).

ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

Основные исследования 
Цветовая интенсивность и оттенок были проанализированы спектрофотометрическими методами в 420 нм, 520 нм и 620 нм через 1-миллиметровые кварцевые кюветы. Общее количество антоцианов и содержание танинов были определены спектрофотометрическими методами (Ribereau-Gayon и Stonestreet, 1965; 1966). Индекс терпкости танина был определен по методу De Freitas (1995). Для определения pH фактора, титруемой кислотности, содержания двуокиси серы и алкоголя использовались стандартные методы. 

Анализ фенольных компонентов 
Фенольные составляющие были проанализированы в ETS Laboratories (St. Helena, California) фотодиодометрическим методом (Price et al., 1995). 

Ароматические составляющие 
Соединения ароматического ряда были проанализированы в INRA-Institutdes Produits de la Vigne в Montpellier (Франция), при использовании газовой хроматографии и масс-спектрометрии (GC-MS). 

Сенсорный анализ
Дегустационная группа состояла из 25 человек. Описания были внесены в графические карты (система ULISIINRA ®).

Каждый показатель оценивался от 0 до 5 баллов. Общая оценка качества вина оценивалось от 0 до 20 баллов.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ

1. Сырьё
Используемый виноград имел потенциал по алкоголю 10.8%; титруемая кислотность 5.1г/л при pH3.2; содержание антоцианов 633мг/л; индекс полифенолов равнялся 30.

2. Брожение
Алкогольное брожение и мацерация продлились 14 дней для всех образцов. ЯМБ длилось 13 и 16 дней для контрольных и обработанных ферментами вин, соответственно.

3. Параметры вин
3.1. После алкогольного брожения

Применение фермента не оказало влияния на выход самотеком. Однако после прессования, по сравнению с контрольной партией, выход увеличился на 2 % для обеих обработанных ферментом партий (Табл. 1).

Использование фермента имело положительный эффект на экстрагирование красящих веществ. Содержание антоцианов в винах, обработанных простым ферментом и EX-V, выше на 5 % и на 15 %, соответственно. Далее, у вин, обработанных EX-V на 15 % более высокое общее содержание полифенольных составляющих.

3.2. После ЯМБ
Из таблицы 2 видно, что интенсивность окраса обработанных ферментом вин была выше, чем контрольных (без ферментов). По сравнению с контрольным образцом EX-V дал 15%-ое увеличение в цвете. Контрольный образец имел значение винного оттенка выше, чем у вин, обработанных ферментами (-10 % и -15 % для REF и EX-V, соответственно). 

Из этих трех образцов фермент EX-V дал самый высокий индекс полифенолов (+15 % по сравнению с контрольным). 

Кроме того, индекс терпкости танинов для обработанных ферментами вин был в два раза выше контрольного. Обработка EX-V дала на 125 % более высокий индекс терпкости танинов относительно контрольного образца. В целом, новый фермент EX-V дал превосходные показатели, особенно относительно цвета и полифенольного состава.

3.3. После 1 года хранения при 12°C 

ОСНОВНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

После одного года хранения при 12°C, антоцианы и цвет были более устойчивыми в обработанных ферментами винах, чем в контрольных образцах вин. При сравнении начальных показателей в контрольных образцах с теми же самыми показателями спустя один год, было определено, что: цвет в винах контрольных образцов снизился на 11 %; в винах, обработанных стандартным ферментом – на 8 %; и только на 2 % в вине, обработанном EX-V. Также содержание антоцианов уменьшилось на 14 % в контрольных винах, в то время как в вине с EX-V только на 7 % (Рис.1).

Общие танины и индекс терпкости танинов уменьшились на 10 % для всех образцов. 

АНАЛИЗ ФЕНОЛЬНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ

По сравнению с контрольными винами, содержание чесночной кислоты, катехинов и эпикатехинов было ниже у обработанных ферментами вин (-25 %). Также содержание полимеризированных танинов было выше в винах, обработанных ферментами (+10 % и +38 % для REF и EX-V, соответственно). Мономерные и полимерные антоцианы были также в более высоких концентрациях после использования фермента, особенно для вин с EX-V (на 25 % выше, чем у контрольных вин).

И для полимерных антоцианов, и для танинов, фермент EX-V более эффективен, чем простой фермент (Табл. 3 и Рис. 2). Также интересно отметить, что глюкозный мальдивин ([С17Н16О8]) не гидролизировался после использования фермента: не дал никакого увеличения. Это очень важное наблюдение, поскольку мы знаем, что определенные формы бетта-глюкозидаз в состоянии гидролизировать глюкозированные антоцианы, создавая молекулы агликона, которые менее устойчивы, и могут со временем привести к потере цвета.

АНАЛИЗ СОЕДИНЕНИЙ АРОМАТИЧЕСКОГО РЯДА 

Ноизопреноиды, известные, как носители цветочных нот (бетадамасценон, бета-ионон и альфа-ионон), были обнаружены в концентрации 2812 нг/л в контрольном вине. Использование пектолитических ферментов, особенно EX-V, увеличило содержание ноизопреноидов. По сравнению с контрольными, обработка EX-V привела к 19%-ому увеличению ноизопреноидов. В основном ноизопреноиды присутствовали в виде бетадамасценона. (Табл. 4).

2-метокси-3-изобутил пиразин (IBMP) присутствовал в контрольном вине в концентрации 26 нг/л (выше порога его обнаружения 15нг/л). Только EX-V привел к небольшому увеличению концентрации IBMP в вине (31нг/л). Мы знаем, что химический анализ соединений ароматического ряда в винах только частично отражает слаженность вин, и что сенсорный анализ предоставляет самую надежную информацию о полном качестве вина. Использование ферментов в этом опыте, особенно EX-V, оказало положительное влияние на ароматическую слаженность вин, не изменяя их типаж. 

СЕНСОРНЫЙ АНАЛИЗ

Когда анализ проводился непосредственно после разлива, все три образца не показывали существенного различия. После однолетнего хранения при 12°C, группа дегустации отметила, что обработанные ферментами вина были выше по качеству, чем контрольное. 

Вино контрольной партии иногда описывалось как «зеленое» или «растительное». По сравнению с винами, обработанными простым ферментом, вино с EX-V было описано как с наличием большего цвета, большего количества слаженности, и с более сильным остаточным вкусом. Кроме того, у вин, обработанных EX-V была отмечена большая округлость (Рис. 3).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Испытания, сделанные на Каберне Совиньон в 1999 году, позволили нам доказать преимущества нового пектолитического фермента (Lallzyme EX-V) для экстрагирования внутриклеточных составов, приводящих к улучшению качества красных вин. После одного года хранения анализ вин показал, что извлеченные составы были устойчивы к этому периоду времени. Детальный анализ фенольных компонентов с применением методов HPLC, показал положительный эффект EX-V на экстрагирование полифенолов. Полифенолы, содержащиеся в вине, положительно влияют на стабильность окраса, и наряду с тем являются очень сильными антиокислителями с положительными эффектами для здоровья человека (David and Martin, 1999). При помощи анализа ноизопреноидов, беттадамасценона и Изобутилметоксипиразина доказано, что фермент EX-V способствует экстрагированию ароматических составляющих. Следует отметить, что существенные различия между винами были получены спустя один год хранения в бутылках. В течение 2002 года проводились дальнейшие исследования и дегустации этих вин и снова лучшие результаты были определены у вин, обработанных Lallzyme EX-V. Во всем мире, начиная с 1999 года, с применением Lallzyme EX-V изготавливали вина, например, Sangiovese (Италия), Tempranillo (Испания), Grenache (Франция) и Merlot (Чили). Результаты их исследований были такими же. Все результаты и анализы показывают, что этот фермент рекомендуется для применения при производстве высокоструктурированных красных вин из высококачественного винограда.

ЛИТЕРАТУРА

David, J.P. and Martin, P. (1999) Polyphenol content and antioxydant properties of red wines: interest of enzymes in red winemaking. XXIV OIV Congress, Section 2, Oenology, pp260-267. De Freitas (1995) Thèse de Doctorat OEnologie-Ampélologie, Université de Bordeaux II. Ducruet, J. (1997) Vinozym G: a macerating pectinase preparation for red winemaking. 48th annual ASEV meeting, San Diego, pp1-10. 
Guerrand, D. (2000) Préparations enzymatiques: profils d’activité et performances. Revue Française d’oenologie, 183:19-24. Laperche, S. and Görtges, S. (2001) Highly active processing enzyme preparations for red winemaking. The Australian & New Zealand Grapegrower & Winemaker, Annual Technical Issue, pp99-110. Price, S.F., Breen, P.J., Valladao, M. and Watson, B.T. (1995) Cluster sun-exposure and quercetin in Pinot Noir grapes and wines. American Journal of Viticulture and Enology, 46:187-194. Ribéreau-Gayon, P. and Stonestreet, E. (1966) Dosage des tanins du vin rouge et détermination de leur structure. Chim. Anal., 48:188-196. 
Ribéreau-Gayon, P. and Stonestreet, E. (1965) Le dosage des anthocyanes dans le vin rouge. Bull. Soc. Chim., 9:2649-2652.
Большинство результатов, представленных в этой статье, было ранее издано во Франции Revue Française d’Oenologie, September/October 2001, N°190. Редакторы Revue Française d’Oenologie разрешают публиковать эту информацию в данной статье. Авторы также благодарят д-ра Andrew Markides, отделение Lallemand, Австралия, за помощь и комментарии относительно перевода.