• 1.2.7. Странични активности на комерцијални пектинолитички ензимски препарати
  • Глава 2. Грозје 2 .1. Грозје и структура на зрно од грозје
  • 2 .1.1. Механички и хемиски состав на грозјето



  • страница4/10
    Дата22.01.2019
    Размер2.02 Mb.

    Примена на ензими во винарската индустрија


    1   2   3   4   5   6   7   8   9   10
    1.2.6. Комерцијални пектинолитички ензимски препарати

    кои се користат во винарската индустрија

    Пектинолитичките ензимски препарати почнале да се користат во обработка на грозјето за добивање вино во раните 1970-ти и најмногу за подобрување на приносот на сок од изгмеченото грозје и олеснување на бистрењето на сокот. Кога грозјето е термовинифицирано, ензимите мора да бидат додадени после ладење. Најмногу пектиназите за грозје и обработка на вино содржат пектинестерази и ендо- полигалактуроназни активности, а може исто така да содржат пектин-лиази и протеази или протопектинази. Во поново време ензимските компании ги модифицирале пектинолитичките препарати со додавање мали количества целулазни и хемицелулазни ензими за да би се постигнало поцелосно разбивање на клетките и на овошната структура [25]. Ензимите за мацерација може да бидат употребени за делумна или целосна екстракција од овошјата во релативно краток временски период.

    Комерцијалните ензимски препарати се разликувале во нивните пектиназни концентрации и странични активности. Секоја формулација се разликувала од условите на екстракцискиот капацитет [30].

    Примената на пектинази за бело и црвено грозје, мора да има економски олеснувања со зголемување на вкупниот рандман од слободен проток на сок, намалување на времето за пресување, добивање брзо разбистрување и помалку талог, и олеснување на филтрацијата [6, 23, 27].

    Во правењето на бели вина, важните избори се прават пред алкохолната ферментација, затоа што потоа нема можност за поправки или дотерувања. Кога еднаш ќе започне алкохолната ферментација, потенцијалниот вкус од бели вина е веќе во голема мера оформен. Исто така било сугерирано дека со примената на пектинолитички и мацерациски ензимски препарати за црвена шира би ја забрзала и зголемила екстракцијата на боја и феноли од црвените грозја.

    Пектинолитичките ензими понекогаш биле штетни за црвеното вино поради антоцианазната активност, која била присутна во некои препарати како штетна странична активност [31, 32]. Денешните трговци вовеле мацерациски ензимски препарати што се направени за производство на црвено вино. Овие препарати се мешавина од пектин- лиаза, пектин-метилестераза, полигалактуроназа, хемицелулаза, целулаза, и протеаза, но тие немаат глукозидазна активност што е штетна за антоцианите. Мацерациската активност ја пробива клеточната структура на лушпата од грозје и помага во ослободувањето на антоциани и копигментациски фактори.

    Употребата на пектинолитички ензими во производството на црвено вино може да предизвика зголемување на полимерните пигменти, а ова може или не мора да биде проследено со намалување на мономерните антоциани и на густината на бојата на виното [33, 34].

    Количеството на екстракцискиот сок и екстракцијата на соединенија кои се присутни главно во лушпата како антоциани, феноли, калиум и ароматични соединенија се зголемени со зголемувањето на времето на контакт со лушпата пред пресување. Со кратко време на контакт со лушпата, пектиназите може да го зголемат рандманот на сок без значајно екстрахирање на флавoноидните феноли од лушпата, а додека со подолга мацерација, екстракцијата на феноли е зголемена [6]. Исто така било најдено дека за едно дадено време на контакт со лушпата, ензимскиот третман екстрахира повеќе вкупни феноли отколку контролниот без ензим. Ензимски третираните вина имале појака густина на боја отколку контролните, поради појаката пигментна екстракција, но оваа разлика меѓу третманите била намалена со зголемувањето на времето на контакт со лушпата [5].

    Екстракцијата на боја со пектинази во почетокот на првите 6 до 8 часа била бавна, исто како ензимското разложување на пектините од лушпата, затоа ензимската мацерација за црвени вина треба да биде дозволена да напредува најмалку за ова време, (6 до 8 часа) под саканите услови, пред инокулирање со квасец [27].

    Активноста на пектинолитичките ензими се намалува на ниско рН на ширата и релативно ниски температури, традиционално употребувани за време на обработката на грозјето. Натамошното кочење е предизвикано со зголемување на содржината на добиениот етанол за време на ферментацијата, како и ослободувањето на големо количество феноли.

    Фенолните соединенија во црвените вина се екстрахираат од лушпата за време на мацерацијата и ферментацијата кога има контакт помеѓу сокот и грозјето. Специфичните пектинази се употребувале за време на мацерацијата за да ја зголемат екстракцијата на интрацелуларните соединенија. Интрацелуларните соединенија, екстрахирани благодарение на ензимските активности, може да ги имаат следниве влијанија: зголемување на интензитетот на бојата, стабилност на бојата, подобрување на екстракцијата на арома и танини и др..

    На грозје од сортата пино ноар биле испитувани погодностите од пектиназа на екстракцијата на боја и стабилноста [35]. Бојата останала стабилна по 18 месеци во ензимски третираното вино, во споредба со контролното.

    Зголемено ослободување на фенолните соединенија што биле врзани во клеточните sидови било успешно со средства за ензимски третман со деградирачки ензими. Комерцијалните ензимски препарати со пектинолитички, целулолитички и протеолитички активности поединечно или во мешавина се одговорни за оваа цел.

    Ресвератрол е јак антиоксидант, присутен во лушпата од грозје која има потенцијал да биде ослободен во ширата за време на мацерацијата под дејство на пектиназите. Еден тим во Австралија испитувал со комерцијални пектинази на грозје од сортата шираз за време од 6 дена мацерација, потоа ја анализирале концентрацијата на изомерот на ресвератролот во виното [36]. Ензимски третираното вино содржело 21% и 16% повеќе од транс- и цис-ресвератрол соодветно. Според овие автори, користењето на мацерациските пектинази го подобрувале здравјето и нутриционистичките вредности на црвеното вино од сортата шираз.

    Употребата на пектинази за време на мацерацијата во црвените грозја е многу корисно за пресувањето и филтрациските операции. Како прво, ширата е помалку вискозна благодарение на деградацијата на пектините, па притисокот применет на грозјето за пресување може да биде понизок, а поради тоа се намалува ризикот од прекумерна екстракција од зелените и сурови танини од семките. Подобрената филтрабилност вообичаено значи намалување на филтрациските помошни средства, за кои е добро познато дека може да отстранат дел од некои корисни соединенија во виното.

    Проби на лабораториска (А) и комерцијална (Б) опрема биле извршени за процена на ефикасноста на пет комерцијални ензимски препарати во обработката на грозјето во шира [37]. Резултатите покажале зголемување на вкупниот рандман на шира на опремата-А 8,5%, а на опремата Б-4,9%.

    Бели шири од грозје од осум различни вида биле третирани со пектинолитички ензимски препарати [3]. Овие третмани довеле до зголемување на вкупните сокови приноси, бистрината на виното, филтрабилноста, винскиот квалитет, како и количеството на исталожени цврсти тела.

    Со испитување на ефектот на употребата на четири типа пектинолитички ензимски препарати на квалитетот на црвено вино, се добило обогатување со фенолни соединенија и подобрен визуелен аспект на виното, чија стабилност се разгледувала за време на складираниот период [38].

    Ефектот од претферментациската ензимска мацерација на антоциани, феноли, боја и параметри на боја биле испитувани во вината на пино ноар [28]. Вината биле направени од шира на пино ноар која била мацерирана 12 часа на 20оС со комерцијален ензимски препарат, со и без додавање на SO2. Вината произведени со ензимска мацерација имале зголемен видлив интензитет на боја кој одговарал на густината на бојата и полимерните пигменти. На крајот од ферментацијата, ензимски третираните вина имале повеќе полимерни пигменти, а помалку мономерни антоциани отколку ензимски нетретираните вина.

    Испитувањата на примената на комерцијален ензимски препарат за време на мацерација за алтернативни процеси на 7 поединечни вида на вината порт, довело до зголемување на приносот на шира (до 6%), зголемување екстракцијата на боја (до 40%), а и брзината на филтрација на виното била значително побрза во ензимски третираните вина [2].

    Проучување на ефектот на употреба на пектинолитички ензими на боените карактеристики и фенолни соединенија од млади црвени вина, направени од тинто фино покажало повисоко ниво на вкупен катеин отколку контролното вино. Некои вина покажале поголем интензитет на сино, а некој на црвено зависно од видот на ензимскиот препарат, а контролното вино имало повисок тоналитет на жолто [39].

    Направена е споредба на неколку комерцијални пектинолитички ензимски препарати, применети во технологијата на вино за поефикасна екстракција на пожелни црвени пигменти од грозје блауфренкиш и други фенолни соединенија кои се сигурно во растителните клетки и може да бидат побрзо ослободени со дејството на пектинолитичките ензими [40]. Максималното ослободување на пигментите од црвеното грозје блауфренкиш се случило во 4 или 5 дена после додавањето на пектинолитички ензимски препарати за време на претферментацијата. Во контролниот примерок без ензимски препарат требало 7 дена за постигнување на истиот ефект, т.е. 2-3 дена повеќе отколку примероците со ензимски препарати. Освен тоа, времето на филтрација било десет пати пократко од контролниот примерок, а брзината на таложење била два до три пати побрза споредено со контролниот примерок.

    Како што е прикажано низ различните примери на употребени комерцијални пектинолитички ензимски препарати произведени од чисти култури на микроорганизми, пред сè од Aspergillus niger имаат широк опсег на погодности во производството на вино. Тие делуваат на низок опсег на делување (вообичаено 2-3 g/hl) со многу видливи резултати на квалитетот на виното.

    1.2.7. Странични активности на комерцијални

    пектинолитички ензимски препарати

    Индустриските пектинолитички ензимски препарати се најобичен екстрацелуларен материјал произведен во контролирана ферментација во ферментори под аеробни услови од чисти култури (на прехранбен степен) микроорганизми, особено фунги од Аspergillus niger или Trichoderma lougibrachiatum. Производителите ги оптимизирале условите на ферментација за секоја посебна ферментација, а припремената средина и супстрати може да се разликуваат меѓу производителите. На пример, средина богата со пектин ќе ги предизвика микроорганизмите да излачуваат пектиназа (пектинолитички ензими) во средината.

    Ензимите добиени со ферментацијата се двојат од клеточниот и нерастворливиот материјал со филтрација или центрифугирање, а добиената сурова течност потоа се концентрира, вообичаено на ниска температура со испарување под вакуум. Од концентрираната течност вообичаено се врши таложење на ензимите со соли (Na2SO4, (NH4)2SO4, NaCl, или Na3PO4), проследено со сушење. Вака добиените суви, прашкести ензимски препарати се сурови, и освен што содржат различни пектинази, тие содржат вообичаено и различни други секундарни (странични) активности како глукозидази, естерази, протеази, хемицелулази, и целулази. Меѓу овие активности некои се многу непожелни во енологијата, како цинамилестераза и антоцианаза. Цинамилестеразата во добивањето на розе и бели вина, може да произведе несакани соединенија како винил-феноли, тоа се испарливи феноли кои му даваат на виното непожелни фармацевтски мириси. Употребата на непрочистени ензимски препарати кои содржат антоцианази може да ја дестабилизираат винската пигментација и да предизвикаат губење на бојата во розе и црвените вина. Комерцијалните пектинолитички ензимски препарати, добиени од различни производители, може да бидат со големи разлики меѓу активностите [38].

    Во иднина подобрувањето на чистотата и специфичниот состав на комерцијалните ензимски препарати може да бидат добиени со генетско инженерство од фунгални видови [41, 42], a подалечна можност со генетска технологија е да се преместат гени за појавување на специфични пектинолитички ензими во квасците за вино [43].

    Променливите и контрадикторни резултати од пектинолитичките ензими, употребени за екстракција на боја и стабилност на црвените вина биле препишани на страничните активности во ензимските препарати, а како најзначајна е β-глукозидазата. Оваа активност била прва одредена во фунгален ензимски екстракт од Аspergillus од Huang (1955) [44], каде што било одредено дека има значаен ефект на обезбојување на пигментните екстракти од различно овошје, вклучувајќи и грозје. Активноста на обезбојување се разликувала меѓу овошјето, зависно од различниот состав на антоциани. Откако, β-глукозидазата била изолирана од комерцијални пектиназни препарати во многубројни примери [41, 45-47], потоа била идентификувана во комерцијалните сокови и обработени вина со пектинази [48, 49].

    β- глукозидазата ја отцепува глукозата од положба 3 во антоцианите, создавајќи антоцианидин и глукоза, следено со спонтана трансформација од нестабилен аглукон во безбојна халкон форма (C6H5 · CH : CH · CO · C6H5), според даден механизам [50].

    Во постапката за проверка на оваа странична активност било подобро да се користат овошни сокови отколку стандарден супстрат р- нитрофенилглукопиранозид [48]. Tоа е интересно да се забележи дека оваа анализа не е во добра врска со стандардните анализи за глукозидазна активност, кои користат р-нитрофенилглукопиранозид супстрати, но анализите со овошни сокови подобро ги одразуваат ефектите кој ензимите ги имаат кога се употребени за обработка на сок или вино.

    На обработка на комерцијално црвено грозје со ензими кој имале β-глукозидазна активност и ослободени ензими од тоа, биле правени проверки на β-гукозидазна активност [31]. Ензимите кои биле ослободени од β-гукозидазна активност не покажале зголемување на екстракцијата или стабилизирачки својства на бојата, споредено со контролата. Оние ензими кои покажале намалување на мономерните антоцианин-3-глукозиди исто така произвеле зголемување на полимерните пигменти.

    Друга странична активност која може да биде присутна во пектиназите е фенол естераза [51]. Ефектот од оваа активност на црвената боја на виното била многу важна. Нивното присуство најчесто ги намалувало хлорогенските киселини, а ги зголемувало кофеинските киселини [38], или ги намалувало естрите на винска киселина од грозје, проследено со зголемување на нивните слободни киселини [31].

    Глава 2. Грозје

    2.1. Грозје и структура на зрно од грозје

    Грозјето е овошје кое расте во гроздови (група зрна) од неколку до стотина, на многу годишно и листовито растение-винова лоза од родот Vitis. Тоа може да се јаде сирово или се користи за правење џем, сок, желе, оцет, вино, суво грозје, масло од семките од грозје и др..

    Постојат податоци дека виновата лоза се одгледувала во стариот Египет. Научниците верувале дека старите Грци, Фениканци и Римјаните одгледувале грозје за јадење и правење вино. Подоцна, одгледувањето на грозје се проширило во Европа, северна Африка, и најпосле во САД. Грозјето може да биде темноцрвено, црвено, црно, темноплаво, жолтозелено, жолто или виолетово.

    Според FAO (Food and Agriculture Organization, 2008), 75.866 km2 од светот се под лозја, околу 71% од светското грозје е произведено во вино, 27% како свежо овошје, и 2% како суво овошје. Најголеми светски производители на грозје се : Италија, Франција, Кина, САД, Шпанија, Турција, и др., а најголеми светски производители на вино се: Шпанија, Франција, Италија, Турција, САД, Иран, Романија, Португалија и др..

    Според податоци од Министерството за земјоделство, Македонија има околу 25.000 хектари лозја (250 km2), од кој 70% се користат за производство на винско грозје, а 30% за трпезно грозје. Во последниве петнаесет години од македонските лозја се произведуваат околу 184.000 тона винско грозје, од кои винариите прават од 80 до 120 милиони литри вино годишно.

    2.1.1. Механички и хемиски состав на грозјето

    Под механички состав на грозјето се подразбира уделот на одделни делови на гроздот во суровината од која започнува производството на вино [52]. Тука имаме:



    • 2 до 8% петелки;

    • 92 до 98% зрна.

    Просечен состав на зрната е:

    • 5 до 11% лушпи;

    • 80 до 90% месо;

    • 2 до 5% семки.

    На Сл. 3 се дадени соединенијата што се присутни во зрното од црвено грозје кои се важни за квалитетот на виното. Од тука се гледа важноста на сите делови (лушпа, месо и семки) на зрното од грозје.

    На Сл. 4 е дадена структурата на зрно од грозје. Секој од овие делови на гроздот содржи одредени хемиски соединенија кои влијаат врз квалитетот на виното.Така, петелките содржат големи количества полифеноли (најважен е леукоцианидол-полимер танин и d-катеин), кој се екстрахираат во текот на ферментацијата (затоа петелките треба да се одвојат после мелењето).

    1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

    Коьрта
    Контакты

        Главная страница


    Примена на ензими во винарската индустрија