Курсовая работа: Химический состав винограда

Щавелевая кислота (HOOCCOOH∙2H₂ O) кристаллизуется из воды в виде бесцветных белых кристаллов с двумя молекулами воды. Хорошо растворима в воде и диэтиловом спирте, нерастворима в хлороформе. Щавелевая кислота содержится в клеточной ткани незрелого винограда в виде кристаллов. Она содержится в сусле в количестве от 0,05 до 0,1 г/л. Она не участвует в синтезе углеводов в растениях и накапливается в виде кристаллов.

В вине при интенсивном проветривании винная кислота распадается до щавелевой кислоты через диоксифумаровую, дикетоянтарную, мезоксалевую и глиоксалевую. Щавелевая кислота в присутствии оксидазы щавелевой кислоты легко окисляется до углекислоты и воды.

Пировиноградная (α-кетопропионовая кислота) - это бесцветная жидкость, имеющая запах уксусной кислоты. В винограде встречается в незначительном количестве от 0,12 до 0,16 г/л. Количество пировиноградной кислоты в вине и шампанском значительно больше, так как она является промежуточным продуктом алкогольного брожения.

α-кетоглутаровая кислота образуется из глютаминовой кислоты, а также через цикл трикарбоновых кислот. α-кетоглутаровая кислота содержится в шампанском в количестве от 15 до 40 мг/л, во французских вин – от 2 до 341 мг/л.

Мезоксалевая (α-кетомалоновая) кислота является нормальным продуктом обмена веществ, обладает всеми типичными реакциями кетонов и кислот.

Молочная кислота представляет собой прозрачную сиропообразную жидкость, которая с трудом кристаллизуется. Хорошо растворима в спирте, эфире и глицерине, нерастворима в бензине и хлороформе, перегоняется с перегретым паром.

В винограде содержится L-молочная кислота. В молодом вине она может образоваться в заметных количествах (до 0,5 г/дм³ ) из сахара как вторичный продукт спиртового брожения. Основные количества её получаются в результате яблочно-молочнокислого брожения. Высокое содержание молочной кислоты в вине обычно свидетельствует о заболевании вина. В здоровых белых винах молочной кислоты найдено от 0,5 до 1,5 г/дм³ , в красных - от 1 до 5 г/дм³ , в больных - до 12 г/дм³ .

Глицериновая кислота (CH₂ OHCHOHCOOH) представляет собой твёрдое вещество, существует в оптически деятельных формах. В винограде и вине содержится в небольших количествах.

Глюконовая кислота является твёрдым веществом. В природе обычно встречается D-глюконовая кислота, окислении образующаяся при ферментативном окислении β- D-глюкозы. В винограде, поражённом благородной гнилью, найдено до 2 г/дм² глюконовой кислоты, в вине из такого винограда - до 2,5; в вине из винограда, поражённого серой гнилью, - до 10 г/дм³ .

Уксусная кислота представляет собой бесцветную жидкость, легко кристаллизующуюся при температуре 16°C, поэтому её называют ледяной. Примесь небольшого количества воды значительно снижает температуру плавления уксусной кислоты. Свинцовые соли уксусной кислоты - Pb(CH₃ COO)₂ ∙3H₂ O (свинцовый сахар) и основная соль - Pb(CH₃ COO)₂ ∙Pb(OH)₂ (свинцовый уксус) - применяются в лабораторной практике для осаждения фенольных соединений и белков при определении сахаров и других веществ.

Олеиновая, линолевая и линоленовая кислоты содержатся в винограде и вине в свободном состоянии, но большая часть их - в связанном состоянии - в маслах и восковом налёте ягоды. Линолевая и линоленовая кислоты являются более насыщенными по сравнению с олеиновой кислотой и имеют соответственно: первая - две, вторая - три двойные связи.

Слизевая кислота (муциновая или галактаровая) представляет собой кристаллическое вещество. Трудно растворима в воде, легко получается окислением галактоновой кислоты. В здоровом винограде и вине содержится в небольших количествах. В винограде, поражённом грибком Ботритис цинереа (Botrytiscinerea), её содержание может достигать 0,5 г/дм³ . В вине образует с кальцием труднорастворимую соль, выпадающую в осадок.

Сахарная кислота представляет собой кристаллическое вещество. Хорошо растворима в воде. Образуется окислением глюконовой кислоты. В заметных количествах сахарная кислота найдена в сусле и вине из винограда, поражённого грибком Ботритис цинереа (Botrytiscinerea).

Образование органических кислот в винограде происходит в процессе дыхания, в результате окисления сахаров и аминокислот. Вместе с тем органические кислоты могут служить источником биосинтеза углеводов, аминокислот, белков и эфиров. В зелёных ягодах винограда при температуре 10-15°C ночью происходит синтез органических кислот, а при высокой температуре днём (30-37°C) - синтез углеводов.

Органические кислоты характеризуют такой важный показатель, как кислотность сусла и вина. Активная кислотность вин (pH) обычно колеблется в пределах 3,0-4,2 г/дм³ . Повышенное содержание в вине кислот, особенно яблочной, обусловливает неприятную резкость во рту. В этом случае такую кислотность называют зелёной. При недостаточной кислотности вино получается "плоским". В виноделии практикуется как подкисление, так и снижение кислотности сусел и вин. Операции эти проводятся в разных странах по-разному, в одних исправляется кислотность сусла, в других - вина.

Исследования последних лет показывают эффективность использования электродиализа для регулирования кислотности соков и вин. Повышенное содержание летучих кислот неблагоприятно влияет на качество вин, придавая им, резкость во вкусе и может свидетельствовать о заболевании вин. Поэтому во всех странах установлены нормы содержания летучих кислот в винах. Снизить их содержание можно добавлением вина в сбраживаемое сусло либо выдержкой под плёнкой хересных дрожжей.

Не только сами органические кислоты, но и продукты их взаимодействия (эфиры и другие) и превращений (продукты окисления винной кислоты) играют важную роль в процессе изготовления вина. При этом соли органических кислот (битартрат железа, оксалат железа) могут активно участвовать в ряде этих превращений (например, при окислении винной кислоты) в качестве катализаторов. Ряд солей органических кислот (винной, щавелевой, слизевой) могут быть причиной кристаллических помутнений вин.

Одним из основных показателей кондиционности (характеризующей соответствие выпускаемого продукта требованиям стандарта) вина является титруемая кислотность. Она находится в прямой зависимости от содержания кислот в сырье, из которого изготовляется вино. Под титруемой кислотностью принято понимать содержание в вине или соке плодов и ягод свободных кислот и их кислых солей. Титруемая кислотность определяется при помощи титрования щёлочью определённого объёма исследуемой жидкости и выражается в граммах на литр (г/л) для виноградного виноделия в пересчёте на винную кислоту и для плодово-ягодного - на яблочную. Изменение величины титруемой кислотности служит показателем хода созревания винограда. Определение её приобретает важное значение при приёмке плодово-ягодного сырья.

Во время созревания винограда титруемая кислотность снижается. Для технически зрелого винограда она колеблется в зависимости от сорта от 3,5 до 14 г/л, составляя в среднем около 7 г/л. Количество сахара в ходе созревания возрастает. Соотношение между содержанием сахара (С) и титруемой кислотностью (К), т.е. С:К, носит название глюкоацидометрического (сахарокислотного) показателя. В зависимости от величины этого показателя определяется время сбора винограда с учётом типа вина, который предполагается получить из данного сорта. Глюкоацидометрический показатель зависит также от метеорологических условий года.

Большое практическое значение в виноделии имеет также активная кислотность. Активная (истинная) кислотность в отличие от титруемой кислотности показывает концентрацию ионов водорода в исследуемой жидкости. Она обычно выражается через так называемый водородный показатель, который представляет собой отрицательный десятичный логарифм концентрации водородных ионов и обозначается символом pH. Известно, что кислоты в водных растворах диссоциируют, то есть распадаются на обладающие определённым зарядом ионы водорода и ионы кислотного остатка. При одинаковых концентрациях степень диссоциации разных кислот различна. Высокой степенью диссоциации обладают соляная и серная кислота, которые почти полностью диссоциируют в слабых растворах. Органические кислоты. Например, винная, яблочная и лимонная, диссоциируют незначительно, причём винная больше, чем яблочная и лимонная.

Активная кислотность сусел и вин колеблется в среднем в пределах pH 2,8-3,8, однако, в винах, приготовленных из винограда южных районов, величина pH достигает 4,6. Созревание ягод характеризуется увеличением значения pH. При низком pH исключается возможность грибковых и некоторых бактериальных заболеваний сусла и вина, вина меньше подвержены окислению. Большая величина pH сказывается неблагоприятно на качестве вин. При pH больше 3,5 развиваются бактерии, разлагающие винную кислоту и её солей, изменяется окраска вин. Виноградное сусло и приготовленные из него вина, содержащие в основном винную кислоту, имеют более низкую величину pH при более низкой титруемой кислотности.

1.2 Технологическое значение органических кислот

Органические кислоты характеризуют такой важный показатель, как кислотность сусла и вина. Активная кислотность вин (pH) обычно колеблется в пределах 3,0-4,2 г/дм³ . Повышенное содержание в вине кислот, особенно яблочной, обусловливает неприятную резкость во рту. В этом случае такую кислотность называют зелёной. При недостаточной кислотности вино получается "плоским". В виноделии практикуется как подкисление, так и снижение кислотности сусел и вин. Операции эти проводятся в разных странах по-разному, в одних исправляется кислотность сусла, в других - вина.

Для подкисления сусла (вина) используется винная и лимонная кислоты, сусло недозрелого винограда и купаж сусел и вин с разной кислотностью. Количество винной кислоты, вводимой в сусло, в некоторых странах не лимитируется, в других - добавление её в вино (сусло) ограничивается (например, до 2 г/дм³ ). Лимонную кислоту разрешается вводить в сусло (вино) только в некоторых странах в количестве от 0,5 до 2 г/дм³ . При этом считается, что главным является не столько само подкисление, сколько образование комплексов лимонной кислоты с железом. Недостатком этого технологического приёма является то, что лимонная кислота, будучи малоустойчивой, в вине, может быть источником летучих кислот. Образующихся под действием молочнокислых бактерий. Недостатком использования сусла недозрелого винограда является возможность привнесения в вино специфического привкуса недозрелого винограда. Купаж сусел и вин с разной кислотностью получил наибольшее распространение.

Избыток в сусле (вине) яблочной кислоты удаляют биологическим способом, который основан на способности некоторых микроорганизмов сбраживать яблочную кислоту. В виноделии нашли применение молочнокислые бактерии и дрожжи рода (Schizosaccharomyces) (шизосахаромицес). Поскольку при молочнокислом брожении из двухосновной яблочной кислоты образуются одноосновная молочная кислота и диоксид углерода, снижение титруемой кислотности происходит наполовину сброженной яблочной кислоты. Дрожжи рода шизосахаромицес сбраживают яблочную кислоту с образованием спирта и диоксида углерода (яблочно-спиртовое брожение). Поэтому величина снижения титруемой кислотности в этом случае равна количеству сброженной яблочной кислоты. Молочнокислые бактерии используются при производстве столовых вин, дрожжи рода шизосахаромицес - как столовых, так и креплёных. Биологический способ снижения кислотности сусла (вина) трудоёмок, что сдерживает его распространение.

Иссл