Influenta Biogenezei Nutrientilor DIN Struguri Asupra Calitatii Alimentelor Obtinute Prin Procesare
”INFLUIENȚA BIOGENEZEI NUTRIENȚILOR DIN STRUGURI
ASUPRA CALITĂȚII ALIMENTELOR OBȚINUTE
PRIN PROCESARE”
CUPRINS
INTRODUCERE
DEFINIȚII ȘI NOȚIUNI
1. STUDIUL BIBLIOGRAFIC
1.1. Structura anatomică a strugurelui. Noțiuni generale
1.2. Dinamica compușilor chimici în procesul de creștere și maturare a strugurilor
1.3. Acumularea substanțelor organice în boabele de struguri în perioada de maturare
1.3.1. Glucidele. Transportarea și acumularea în boabe de struguri
1.3.2. Biosinteza acizilor organici în struguri
1.3.3. Biosinteza acidului tartric
1.3.4. Biosinteza acidului malic
1.3.5. Substanțele azotoase
1.3.6. Compușii fenolici din struguri și vin
1.3.6.1. Biosinteza compușilor fenolici în boabele strugurilor
1.3.7. Potasiul conținut în boabele de struguri și vin
1.4. Valoarea nutritivă a sucului de struguri
1.4.1. Activitatea biologică a polifenolilor din struguri
1.4.2. Activitatea și rolul vitaminelor din struguri
1.4.3. Substanțele minerale din struguri
1.5. Alternative de valorificare a strugurilor
1.6. Instrucțiune tehnologică de producere a sucului de struguri natural, limpezit și pasteurizat (elaborată și aprobată de Asociația de cercetare și producere „Nectar” 29.03.1990)
2. MATERIALE ȘI METODE
2.1.Metoda de determinare a substanțelor uscate solubile conform GOST 28562-90
2.2. Metode de determinare a acidității titrabile conform GOST 25555.0-82
2.3. Metodă de dozare a glucidelor din suc de struguri prin cromatografie lichidă de înaltă performanță (HPLC) conform Resolution Oeno 23/2003
2.4. Metodă de dozare a acizilor organici din suc de struguri prin cromatografie lichidă de înaltă
performanță (HPLC) conform Méthode générale OIV
3. REZULTATE ȘI DISCUȚII
3.1. Indicii organoleptici
3.2. Indici fizico-chimici
3.2.1. Glucide prezente în suc de struguri
3.2.2. Aciditate titrabilă
3.2.3. Acizi organici prezenți în suc de struguri
3.2.4. Indice zahăr/acid
3.2.5. Substanțe polifenolice în suc de struguri
CONCLUZII
BIBLIOGRAFIE
ANEXE
Introducere
Viticultura este o ramură independentă a fitotehniei, iar împreună cu industria prelucrătoare ea devine o ramură a economiei naționale. Viticultura se ocupă de cultivarea viței de vie cu scopul obținerii strugurilor, care au o mare valoare alimentară, dietică și curativă [1].
Milioane de oameni consumă strugurii proaspeți și produsele prelucrărilor lor. Calitățile curative ale acestei plante sunt universale. E de mare folos acest produs sub diverse forme: proaspăt, stafidit, suc și sirop, vin, compot și dulceață, lăstari tineri și frunze, semințe, coarde etc.
La sfîrșitul secolului ХIХ din Franța, Italia și America au fost aduse, testate și implementate noi soiuri, mai apoi – și hibrizi. La ora actuală în Republica Moldova există peste o sută de soiuri de vița-de-vie (Vitis vinifera L., Vitis labrusca) [53, 41].
Valorificarea soiurilor de struguri Vitis Labrusca a devenit problematică în Republica Moldova din cauza reducerii cererii vinurilor din aceste soiuri pe piețele de desfacere a țărilor CSI și armonizării regulilor la cerințele europene (Regulamentul CE 1493) care prevede excluderea soiurilor respective la producerea vinurilor. Unul din motive a servit faptul că la fermentarea alcoolică a strugurilor se formează cantități de metanol, ce depășesc uneori limitele admise, și la macerație trec în vin antociane cu diglicozide ce prezintă risc pentru sănătatea consumatorilor. Ca urmare vinurile menționate au rămas în stocuri la producători și a scăzut prețul de cumpărare a strugurilor aproximativ de 1,5 ori, astfel viticultorii suportă pierderi economice [48, 16].
Pe teritoriul Republicii Moldova au rămas circa 9,8 mii ha plantații cu soiuri viță de vie „Vitis Labrusca” (Izabela, Lidia, Noah, Baco, Zeibel ș. a.) majoritatea în zona de centru – 80%, în 2011 era preconizată producție circa 50 mii tone, direcționate spre prelucrare 20 mii tone, recolta medie fiind de 7-8 t/ha. Condițiile pedologice și climaterice favorabile ale zonei permit cultivarea acestor soiuri și pot fi obținuți struguri cu conținut optim de glucide, acizi organici, substanțe polifenolice [45, 46].
Alt factor favorabil este prezența în zonă a întreprinderilor de prelucrare a fructelor și legumelor, precum fabricile de conserve „ Călărași”, „Orhei-Vit” și „Eco-Vit” or. Ungheni. Din struguri pot fi obținute cu succes și produse nealcoolice – sucuri, pireuri, concentrate ce posedă valoare nutritivă înaltă [12, 49]. Fabricarea produselor non-alcoolice din struguri de soiuri Vitis Labrusca este o alternativă bună de valorificare, de asemenea pot fi prelucrați cu acest scop și strugurii de soiuri europene sau autohtone. Se poate obține cu succes o gamă largă de acidulanți, sucuri, pireuri, cupaje, matrici leguminoase și fructoase etc., ce nu implică procese de fermentare.
Investigațiile științifice efectuate în instituții de profil agroalimentar din Franța și Italia arată că din struguri nematurizați se poate fabrica un sortiment bogat de băuturi, sucuri, paste, pireuri, ce pot substitui băuturile cu aditivi alimentari de origine chimică.
Strugurii de soiurile Vitis Labrusca dau randament de suc mai mic la presare în raport cu cele europene, conținutul de substanțe pectice, celuloză și hemiceluloză fac dificil acest proces, fiindcă ei sunt solicitați pe larg și ca soiuri de masă, avînd pulpă crocantă și pieliță mai tare. Însă indicii organoleptici aromă, gust, culoare ai produselor obținute pot atrage un număr considerabil de consumatori, de asemenea pot fi fabricate și cupaje [11].
Cercetarea strugurilor în diferite faze ale procesului de coacere, în special dinamica metabolismului principalilor nutrienți: glucide, acizi organici, substanțe polifenolice, minerale, etc. poate oferi rezultate suficiente elaborării procedeelor optimizate de prelucrare (pretratare termică cu microunde, tratare cu enzime, eliminare parțială a tartraților prin osmoză inversă sau schimb de ioni) și, în dependență de conținutul de substanțe acumulate, se va stabili ce tipuri de produse se vor fabrica [47].
Pe perioada verii 2014 s-au efectuat investigații științifice privind metabolismul principalelor substanțe de interes nutritiv, astfel compoziția strugurilor nematurizați erau studiată în dinamică și s-a scos în evidență coraportul dintre glucide : acizi organici pentru a stabili criteriile de identificare a noilor produse preconizate.
Datele experimentale obținute în urma cercetărilor și mostrele de produse obținute în condiții de laborator vor servi ca bază pentru crearea unei game de compoziții nutritive, obținute din struguri nematurizați. Se va lucra asupra îmbunătățirii calității produselor și la optimizarea procesului tehnologic de producere.
Scopul și obiectivele tezei. Scopul principal este de a efectua cercetări științifice a proceselor biochimice ce au loc în struguri pe durata coacerii și în baza lor vor fi elaborate tehnologii de fabricare a unui sortiment larg de produse, care posedă calități nutritive înalte, indici organoleptici specifici, proprietăți curativ-dietetice. În acest context s-a propus realizarea următoarelor sarcini:
Studiul procesului de maturare a strugurilor din soiurile Noah și Isabella în vederea determinării momentului optim de recoltare;
Determinarea principalelor substanțe nutritive: acizi organici, glucide, substanțe polifenolice; biosinteza și dinamica lor de acumulare, importanța pentru valoarea nutritivă;
Utilizarea datelor obținute pentru crearea unei game de compoziții nutritive produse din struguri nematurizați.
Definiții și noțiuni
Nutrimenți – substanțe nutritive sunt substanțele chimice de bază care prin diferite căi de metabolism asigură activitatea vitală al organismului.
Valoarea nutritivă – reprezintă calitatea unui produs alimentar de a satisface necesitățile nutritive ale organismului uman, ea se evidențiază prin conținutul în proteine, glucide, lipide, vitamine, macro- și microelemente sub aspect cantitativ și calitativ, inclusiv substanșele chimice care se formează în diferite substanțe nutritive.
Calitate – totalitatea însușirilor unui produs, care îi conferă acestuia aptitudinea de a satisface anumite cerințe sau calitatea produselor reprezintă ansamblul însușirilor unei valori de întrebuințare ce exprimă gradul în care acestea satisfac nevoile sociale în funcție de parametri tehnico-economici, estetici dradul de utilitate și eficiența economică în exploatarea și consum.
Bigeneză – Totalitate a proceselor biochimice din organism, care asigură producerea substanțelor necesare vieții; asimilație.
Fotosinteza – este procesul de fixare a dioxidului de carbon din atmosferă de către plantele verzi (cu clorofilă), în prezența radiațiilor solare, cu eliminare de oxigen și formare de compuși organici (glucide, lipide, proteine) foarte variați.
Viță de vie – este o liană care poate atinge o lungime de 35 m. Frunzele alternează, sunt lobate palmat și au o lungime și lărgime de 5–20 cm. Fructule este o bacă, boabele respective dezvoltându-se într-un ciorchine cunoscut sub numele de strugure.
A procesa – a modifica forma, dimensiunile, constituția sau aspectul unui material (pentru a obține produse finite, materii prime etc.). A adapta unor scopuri determinate o operă literară, științifică etc.
Acid organic – majoritatea exemplelor de acizi organici sunt acizi carboxilici, a căror aciditate provine de la grupa carboxil -COOH. Alte grupe pot cauza de asemenea aciditate slabă: grupa hidroxil -OH, -SH, grupa enol, -OSO3H (acid para toluen sulfonic, acid metil sulfonic etc.), grupa fenol.
Studiul bibliografic
Structura anatomică a strugurelui. Noțiuni generale
Strugurul este considerat un fruct, clasificat într-o grupă de fructe cărnoase însămînțate. Boabele sînt organizate într-un grup. Fiecare bob este atașat la ax printr-un pedicel mic care conține vasele ce alimentează boabele cu apă și substanțe nutritive [4].
Fig.1.1. Strugurul de viță de vie: a)boabe de struguri la maturitate; b)structura strugurelui Semințele reprezintă 0-6% din greutatea boabelor și conțin 35% carbohidrați și 15-20% din uleiul semințelor în esență constituie acizii oleic și linoleic. Semințele sunt o sursă importantă de compuși fenolici mai ales în timpul procesului tehnologic de producție a vinurilor roșii. Semințele ating dimensiunea lor maximă înaintea perioadei véraison. În acest moment semințele ajung la maturitatea lor fiziologică [15].
Bobul de strugure este constituit din epicarp (pielița), mezocarp (pulpa) și endocarp. Pielița constituie între 8-20% din greutatea bobului, în funcție de soi. Ea este formată din epidermă și 10-15 straturi de celule. Epiderma este constituită dintr-un singur strat de celule de 30-40 microni. La suprafața epidermei celulele sunt îngroșate și cutinizate. Grosimea cuticulei este specifică pentru diferite specii, iar după datele lui A. Bonnet (1903) ea variază în urmatoarele limite: la V.vinifera între 1,5-3,8 microni; la V. Rupestris între 4,1-4,6 microni; la V. Berlandieri între 8,1-8,5 microni; iar la V. Corilaceea pînă la 10 microni. În pielița strugurilor verzi se conține în cantități semnificative acid malic, care este metabolizat în mod activ pe perioada maturării. Deasemenea în pieliță se conține în cantități semnificative compuși fenolici și aromatici, care au o importanță biologică majoră. Pe lîngă acestea în pieliță se mai conține și acizii benzoic, cinamic, flavonoide și substanțe tanante. În plus în pielița strugurilor soiurulor roșii se conțin antociani, cei conferă culoare [17].
Pulpa (mezocarpul) constitue cea mai mare parte din bob avînd o fracție de la 75-85%. Conținutul vacuolelor din celulele strugurilor conțin unele părți solide (citolpasma, pereții celulari) ce constituie mai puțin de 1% din masa pulpei. Ea este formată din 11-16 straturi de celule mari, de structură parenchimatică. Fiecare celulă este formată dintr-o membrană fină și sucul celular, care constitue de fapt mustul de struabelor și conțin 35% carbohidrați și 15-20% din uleiul semințelor în esență constituie acizii oleic și linoleic. Semințele sunt o sursă importantă de compuși fenolici mai ales în timpul procesului tehnologic de producție a vinurilor roșii. Semințele ating dimensiunea lor maximă înaintea perioadei véraison. În acest moment semințele ajung la maturitatea lor fiziologică [15].
Bobul de strugure este constituit din epicarp (pielița), mezocarp (pulpa) și endocarp. Pielița constituie între 8-20% din greutatea bobului, în funcție de soi. Ea este formată din epidermă și 10-15 straturi de celule. Epiderma este constituită dintr-un singur strat de celule de 30-40 microni. La suprafața epidermei celulele sunt îngroșate și cutinizate. Grosimea cuticulei este specifică pentru diferite specii, iar după datele lui A. Bonnet (1903) ea variază în urmatoarele limite: la V.vinifera între 1,5-3,8 microni; la V. Rupestris între 4,1-4,6 microni; la V. Berlandieri între 8,1-8,5 microni; iar la V. Corilaceea pînă la 10 microni. În pielița strugurilor verzi se conține în cantități semnificative acid malic, care este metabolizat în mod activ pe perioada maturării. Deasemenea în pieliță se conține în cantități semnificative compuși fenolici și aromatici, care au o importanță biologică majoră. Pe lîngă acestea în pieliță se mai conține și acizii benzoic, cinamic, flavonoide și substanțe tanante. În plus în pielița strugurilor soiurulor roșii se conțin antociani, cei conferă culoare [17].
Pulpa (mezocarpul) constitue cea mai mare parte din bob avînd o fracție de la 75-85%. Conținutul vacuolelor din celulele strugurilor conțin unele părți solide (citolpasma, pereții celulari) ce constituie mai puțin de 1% din masa pulpei. Ea este formată din 11-16 straturi de celule mari, de structură parenchimatică. Fiecare celulă este formată dintr-o membrană fină și sucul celular, care constitue de fapt mustul de struguri. Membranele celulelor pulpei nu aderă compact una la alta, rămînînd între ele doar spații intrecelulare, spații de intracomunicare, prin care au loc schimbul de gaze, cu mediul exterior. Mustul reprezintă un lichid tulbure constituit din marea parte din principalele zaharuri: în mare parte din fructoză și glucoză. Zaharoza, care este o formă migratoare de zahăr în plante, există numai în rămășițe. Zaharoza hidrolizează în glucoză și fructoză în interiorul vacuolelor celulelor srtugurelui.
În pulpă se evidențiază două zone. Prima care se gasește imediat sub pielița și este formată din cîteva straturi de celule care ating dimensiuni mari, pană la 0,3-0,4 mm în diametru. Membranele acestor celule sunt foarte fine și adesea în timpul coacerii se înmoaie. A doua zonă este constituita în mare parte din celule dispuse tot radiar, dar membranele lor sunt ceva mai groase și nu se înmoaie.Stratul interior din pulpa, care aderă la semințe, constituie endocarpul. El este format de asemenea din celule dispuse radiar [3, 17].
Fig.1.2. Structura celulei din strugur
Numărul total al straturilor de celule, de la epidermă pînă la endocarp inclusiv, care constitue bobul de strugure, este de aproximativ 25-30, ca și la ovar. In felul acesta, marimea volumului bobului se realizează prin creșterea celulelor și nu prin marirea numarului lor.
Cercetările lui A. S. Merjanian (1940) au arătat ca în prima etapă a creșterii bobolui între momentul fecundării și pînă cînd boabele ating dimensiunea de 2-3 mm în diametru, diviziunea celulelor are loc tangențial. Ulterior numărul de celule rămîne același, nu mai crește. După datele lui A. S. Merjanian (1940) numărul straturilor de celule care formează pulpa rămîne în tot timpul creșterii bobului foarte apropiat de numărul straturilor de celule care formează pielița [47].
Fig.1.3. Diferite țesuturi de struguri la scadență
Nu toate florile de pe ciorchine sînt fecundate și devin boabe. Ca regulă generală, o plantă poate genera doar 100-200 de boabe pe ciorchine, în funcție de soi. O proporție variabilă de boabe tinere fertilizate nu mai cresc și cad de pe ciorchină. Fenomenul este numit ”Sparge„ (couleur în limba franceză), și depinde de disponibilitatea de zahăr și efectele parametrilor climatici asupra procesului de fotosinteză și formare a zahărului. În cursul dezvoltării sale, de la ovar la fruct copt, strugurul trece prin trei faze de coacere care depind de următorii parametri cum ar fi diametrul boabelor, greutatea și volum [43]:
Fig.1.4. Etapele de dezvoltare ale Cluster struguri: B, floare; BS, boabe; V véraison; H, recoltare
Dinamica compușilor chimici în procesul de creștere și maturare a strugurilor
În procesul de coacere, strugurii trec prin trei perioade critice: 1) formarea și creșterea (începînd cu procesul de fecundare pînă la începutul coacerii); 2) maturizarea (de la începutul procesului de maturizare pînă la procesul de maturizare fiziologică); 3) răscoacere (de la coacerea fiziologică pînă la formarea stafidelor). Etapele critice se deosebesc prin diferite procese fiziologice și biochimice, de care depind compozițiile chimice din diferite structuri [2].
Fig.1.5. Fazele de dezvoltare a strugurelor
I perioadă critică – în această periodă boabele după proprietățile sale fiziologice și chimice nu se deosebesc de ciorchine și lăstari verzi. Ele posedă toate proprietățile celulelor parenchimoase: la începutul creșterii volumul boabelor se mărește datorită divizării celulelor și întinderii lor. Din cauza cheltuielilor de energie pentru respirație și dezvoltare, glucidele nu se acumulează. Boabele la etapa dată conțin glucoză (pînă la 0,5%), amidon, clorofil. În procesul de maturizare în boabe se concentrază pînă la 15 – 38 g/l acizi. În boabele verzi se mai conține și acid succinic, acid glicolic care participă la metabolism [41, 46].
II perioadă critică – coacerea strugurilor. Durează 30 – 60 de zile în dependență de soi, domeniul de utilizare și mediul ambiant. La începutul acestei perioade boabele ajung la mărimea lor la sfîrșitul coacerii. Schimbarea constantă a tuturor proceselor și a componenții chimice din struguri se petrec doar la temperaturi optimale. Odată cu ridicarea temperaturii mai sus de cea optimă se intensifică procesele de hidroliză și de respirație, ca rezultat cantitatea de glucide și acizi nu este ridicată. La temperaturi scăzute procesele se încetinesc. Există teoria dependenței procesului de coacere de temperatura pe parcursul zilei: ziua la temperaturi mai ridicate glucidele se acumulează în frunze, iar noaptea cînd temperaturile sînt mai mici se micșorează cantitatea de glucide utilizată pentru procesele fiziologice, în rezultatul căreia se marește cantitatea de substanțe migrante spre boabe [15].
Acumularea glucidelor în celulele boabelor strugurilor se efectuiază neuniform: la început acumularea glucidelor se petrece lent, apoi procesul se intensifică astfel încît în ultimele două săptămîni se acumulează pînă la 50% din glucide totale. Capacitatea de a acumula glucide este diferită pentru diferite soiuri de struguri. Acest factor trebuie luat în considerație la culegerea lor în anumite zone geografice și pentru diferite procese tehnologice. Se cunosc soiuri cu capacitatea de acumulare a glucidelor ridicate (Pino Negru, Bastardo, Morasteli – pînă la 34%, Caberne – Savingnon – pînă la 31%), însă sînt soiuri care acumulează glucide mult mai lent, chiar și în cantități mai scăzute pentru prelucrarea lor tehnologică.
Conținutul de glucide din membranele externă, centrală și intermediară a boabelor se deosebește cu 1% și mai mult, de aceea diferite fracții la presare conțin diferite cantități de glucide. Acumularea glucidel depinde deasemenea și de poziția pe ciorchine.
Dinamica acumulării glucidelor în struguri diferitor soiuri în procesul de coacere, strîns este legată de condițiile meteorologice. La începutul perioadei de coacere prevalează glucoza și se marcheză doar urme de fructoză. Diferite tempouri de acumulare a glucidelor sînt caracterizate pentru toate soiurile, dar mai des la soiurile timpurii. La unele soiuri prevalează glucoza, iar la altele fructoza. Conform datelor M. A. Horvenco (1900), din 52 de soiuri raportul dintre glucoză și fructoză este de 1:1 doar la un soi, la 11 soiuri raportul este de 0,9; de la 0,9 pînă la 0,8 au avut 36 de soiuri și două soiuri mai puțin de 0,8. Raportul în favoarea glucozei a fost doar la două soiuri. În boabele răscoapte ale soiurilor pentru vin sa gasit mai multă fructoză decît glucoză. Cercetări asemănătoare au fost efectuate de către N. M. Sisachin și S.A. Marutean (1948), demonstrînd că raportul între glucoză și fructoză nu sînt regulate. De acest fenomen trebuie să țină cont viticultorii pentru că prelevarea oricaruia din glucide conferă diferite nuanțe produsului. Fructoza ne dă senzația de două ori mai dulce decît glucoza.
La sfîrșitul procesului de coacere în boabe cîteodată se găsește și zaharoză. Cercetările efectuate de către K. Stoev (1960) au demonstrat lipsa zaharozei la primele etape de coacere a boabelor și numai la sfîrșitul coacerii cînd raportul de glucide este de 5 pînă la 22%, zaharoza începe să se acumuleze. După primele înghețuri de toamnă cantitatea de zaharoză crește considerabil. Pe lîngă zaharoză la sfîrșitul perioadei de coacere se mai găsesc și alte glucide ca: galactoza, ramnoza, riboza, melibioza, xiloza, maltoza, dezoxiriboza etc. Se acumulează pînă la 0,5% de pentoze. Amidonul lipsește în boabele coapte [22, 19, 26].
Schimbări esențiale în procesul de coacere suferă acizii organici. Din totalul acizilor organici aflați atît în stare liberă cît și în forma legată – tartric, malic, citric, glicolic, salicilic, benzoic, mandelic, formic, izocitric, glucosuccinic, oxalo-succinic, ascorbic, glioxilic, dioxifumaric, gliceric, fumaric etc. – primii au o importanță deosebită care reprezintă pînă la 90% din toți acizii. În procesul de coacere a boabelor fracțiile libere ale acizilor scad considerabil (la 0,9 – 1,4 g/l pe zi), pînă la dispariția lor totală [41]. Acest proces se petrece mai rapid la temperaturi ridicate. Tempoul de scădere a acidității depinde și de soi. Acidul tartric liber în strugurii copți se conține în cantități reduse, însă la un pH mai acid cantitatea ei crește. Cantitatea acidului tartric în procesul de coacere scade treptat cu 0,14 – 0,19 g/l per zi. Acidul malic în procesul de coacere deasemenea suferă o serie de schimbări, participînd în procesul de oxidare. Viteza de micșorare a acidului malic este mai ridicată în comparație cu acidul tartric constituind pînă la 0,5 – 1,0 g/l per zi. Indiferent de faptul că la începutul perioadei de coacere cantitatea acidului malic este ridicată (30 g/l), spre finele procesului o parte considerabilă a acidului dispare, însă în unele soiuri se mai păstrează [24, 41].
Raportul dintre acidul tartric și malic la finele procesului de coacere constituie de 3:1, acidul tartric găsinduse în cantitatea de 80 – 90% de la cantitatea inițială. S-a demonstrat că raportul acidului tartric către suma totală a conținutului acizilor este invers proporțională, deci cu cît aciditatea mustului este mai mică, cu atît mai mult acid tartric se conține în el. Raportul procentual a acidului tartric față de suma acidului tartric + acid malic la diferite soiuri este diferit [27]. La boabele coapte aciditatea sucului, la fel ca și conținutul de zahăr este diferit în dependență de zonă (la suprafața bobului – 6,5, în partea intermediară – 9,7, și în centru – 15,6 g/l). Din această cauză la presare aciditatea diferitor fracții de must sunt diferite. Cel mai ușor se obține suc din miezul bobului (mezocorp), mai încet din pieliță (epicarp) și din partea interioară (endocarp).
În procesul de coacere a strugurilor conținutul de acid citric se mărește neesențial (de la 0,26 pînă 0,37 g/l), 0,66 g/l fiind cantitatea maximă la care se ajunge. La coacere are loc pierderea și a altor acizi. Aproape total dispare acidul succinic și acidul glicolic, transformînduse în procesele metabolice în acid oxalic, care la rîndul său în procesul de fermentare se combină cu Ca și sedimentează. În procesul de maturizare se formează acizi volatili – în deosebi acid acetic și acid formic (70 – 280 g/l). A. K. Rodopolo (1960) indică la prezența în struguri a acidului piruvic (20 – 70 g/l) și a acidului cetoglutaric (15 – 40 g/l) [41, 28].
La începutul procesului de maturizare a boabelor în pulpă nu se conține pectină, dar pe parcursul procesul are loc trecerea protopectinei în pectină, cantitatea căreia crește. La diferite soiuri de struguri cantitatea de pectină este diferită. De exemplu la soiurile Muscat cantitatea de pectină este de la 0,2 pînă la 0,3%, majoritatea soiurilor – în limitele de la 0,1 la 0,23%, însă sunt soiuri sucul cărora conținea 0,6% de pectină. Soiurile cu conținut scăzut de pectină sînt mai prețioase deoarece pectina micșorează viteza de limpezire a sucurilor deschise. Pe timpuri ploioase sau în perioada de secetă conținutul de pectină crește considerabil.
Cantitatea substanțelor azotoase, acumulate în struguri pe perioada de maturizare, forma lor și componența este importantă pentru vinificatori, precum ele formează gustul și culoarea vinului, aroma și buchetul. Cantitatea de substanțe azotoase sînt diferite pentru fiecare soi. Substanțele azotoase conținute în struguri atît în formă neorganică cît și în formă organică (produsele proteice și produșii de hidroliză – peptone și peptide, aminoacizi, amide, nitrați, legături de amoniac), care pe parcursul maturării se schimbă considerabil la fiecare soi în parte. O dată cu mărirea conținutului de azot total la începutul procesului de maturare de 2 – 3 ori cantitatea de legături de azot se micșorează. În perioada de maturizare în struguri se găsește o cantitate mare de amoniu și peptide și mai puține legături lipidice și aminoacizi, ultimii constituie majoritatea – 23. Din conținutul total de substanțe azotice din struguri (de la 600 pînă la 2400 g/l) se găsește glicină – 3 – 13, arginina – 152 – 327, valina – 41 – 95, serina – pînă la 50, treonina – pînă la 200, lizina – 11 – 20, fenilalanina – 29 – 78, histidina – 57 – 143, tirozina – 7 – 49, prolina – 350, glutamina – 335 – 1067, triptofan – 22 – 65 g/l. La maturizare în struguri se conțin în cantitate mai mare prolina, treonina și arginina, iar cantitatea azotului nitrat se micșorează pînă la 19 mg/l. Pentru fiecare tip de vin este important conținutul de substanțe azotoase exemplu: pentru madeira – 800 mg/l, pentru șampanie – pînă la 700 mg/l, pentru vinuri de masă – nu mai mult de 350 mg/l. La coacerea strugurilor pentru unele soiuri cantitatea de substanțe azotoase crește – azot amoniacal – de 2 ori, azot lipidic – de 10 ori, polipeptide – de 4 ori. La unele soiuri cantitatea de substanțe azotoase se micșorează. Cantitatea substanțelor azotoase poate fi majorată în urma utilizării îngrășămitilor cu azot de exemplu în soiul Baian de la 750 pînă la 1080 mg/l [41].
La începutul perioadei de maturizare cantitatea substanțelor fenolice este maximă. Pe parcursul maturizării cantitatea lor scade considerabil. La momentul coacerii totale fracțiile legăturilor fenolice în ciorchine constituie 40 – 80, în pielița și semințe 15 – 30 și pulpă – 4 – 10% de la cantitatea inițială. Componența substanțelor fenolice la struguri este foarte complicată. În boabe în perioada de coacere se găsesc micromoleculare (polifenolcatehine), intermoleculare (tanine) și macromoleculare, forme coloidale (dizolvate în acizi – galocatehine, catehine, epicatehine). De obicei, pe timp de secetă cantitatea de taninuri crește mai mult de două ori, deasemenea cantitatea de substanțe fenolice se mărește odată cu sădirea lor prea aproape și la o încărcătură prea mare a roadei [35, 36]. O schimbare bruscă în consistență are loc și sub influiența argilei sure. Între cantitatea de glucide și substanțe fenolice nu se sesizează nici o legătură. De exemplu, la soiul Caberne-Savinion la conținutul de glucide de 27,1% în boabe, conținutul de substanțe fenolice este de 0,19%, iar la 27% de glucide conținutul substanțelor fenolice este între 0,04 și 0,14%. În așa fel soiul, proprietățile lor genetice și biochimice determină calea de determinare a perioadei de descompunere a lor, pe perioada de coacere. De exemplu, la soiul Recațeteli în semințe se acumulează 97 mg de substanțe fenolice la 1g de substanțe uscate, în pieliță – 74 mg la 1g substanțe uscate. În pielița boabelor soiurilor roșii conținutul substanțelor fenolice este de regulă mai mare, față de soiurile albe. De exemplu la soiul Kaberne – Savinion – 1,33, Pino – Negru – 1,53. Cantitatea de substanțe fenolice care trec din boabe în must – 65%. Cantitatea substanțelor fenolice, rămase în tescovină, depinde deasemenea de soi. De exemplu la soiul Caperavi conține mai multe substanțe fenolice în must, decît la soiul Hindognî (76,6 și 64,5%) [41].
Substanțele colorante determină culoarea boabelor în perioada de coacere, iar după fermentare – culoarea vinului. Diferite soiuri de struguri posedă proprietăți individuale de formare și acumulare a antocianelor. Ele reacționează diferit în condinții asemănătoare, însă unul și același soi în condiții diferite poate să primească diferite nuanțe, această proprietate se consideră de soi și în marea parte depinde de condiții de creștere. Pînă la începutul coacerii în boabe se conține clorifilă, xantofilă și carotină. Acumularea substanțelor colorante are loc treptat la conținutul de glucide cuprins între 7 – 10% și la aciditatea sucului 32 – 34 g/l și atinge maxima în perioada de coacere totală. Formarea substanțelor colorante depinde de intensitatea proceselor de oxidare, așa cum ele prezintă produsele protoplasmei. În procesul de coacere, substanțele conținute în bob care determină culoarea, se distrug, rămînînd doar urme, dar apar alți pigmenți: 1)flavonoli, care se compun din cverțetin și cverțetrin, care au culoarea galbenă și fiind produșii clorofilei, aceasta conferă boabelor de culoarea albă culori de la verde-deschis pînă la auriu de chihlimbar; 2) complexul antocianelor: la soiurile americane componentul principal – pigmentul ampelopsin, la cele europo – asiatice – epin; acest complex conferă culoarea roz, roșu și negru – albăstrui [34].
În complexul substanțelor colorate a soiurilor europene sînt prezente monoglicozide malvidol, delfinidol, cianidol, petunidol, peonidol și nu sînt agliconi liberi. La soiurile americane sînt găsite toate diglicozidele denumite mai sus. Conform datelor lui P. Ribero-Gayn (1059), la Vitis vinifera și V. Berlandieri lipsesc diglicozidele, însă unii cercetători au găsit diglicozide – malvidol și petunidol la V.vinifera. Unul sau altul din antociani sau diferite combinații ale lor se pot transmite din generație în generație. Derivații fiecărui antocian la anumit pH al sucului posedă diferite nuanțe (cianidol-violet, delfinidol-albastru), iar în boabele diferitor soiuri se conțin de la unu pînă la unsprezece derivați ai antocianelor, fiecărei nuanțe de culoare a boabelor corespunde un set determinat de derivați ai antocianelor. Pe lîngă toate acestea culoarea se schimbă în dependență de redistribuirea în diferite straturi ale pieliței sau pulpei. Conținutul de antociane în pielița diferitor soiuri poate să varieze în dependență de an și locul de plantare [21].
Condiția principală de acumulare a antocianelor – insolație solară ridicată, la o intensitate mai mică nuanța apare mai palidă. Însă sînt date care demonstrează formarea substanțelor colorante și la întuneric. Factorii principali care contribuie la formarea substanțelor colorante sînt: tensiunea înaltă de lumină, umeditatea și temperatura aerului. Un rol deosebit îl joacă componența chimică a solului, în special prezența în sol mangan, fier și a altor compuși, care activează procesele de oxido-reducere. Pentru producerea vinurilor din soiurile roșii, strugurii se culeg în stadiul de coacere fiziologică adică cu conținutul maxim de substanțe colorante. La majoritatea soiurilor substanțele colorante se concentrează în pieliță, și atunci cînd se fabrică vin roșu au loc următoarele procese tehnologice: concentrarea, fermentarea și încălzirea mustului împreună cu tescovină pentru o extracție mai bună a substanțelor colorante. În unele scheme tehnologice se prevede mărirea raportului dintre must și tescovină cu îndepărtarea unei părți de must (pentru fabricarea Cahor). La prepararea vinurilor spumante din soiurile de struguri albe sau negre în schemele tehnologice se prevede înlăturarea rapidă a mustului de la tescovină [41, 25].
Paralel cu acumularea substanțelor colorante și glucidelor în struguri se formează și substanțe aromatice. Acumularea substanțelor aromatice se începe la conținutul de zahăr pentru soiul Muscat – 23%, Aligote – 22% etc. Se observă careva devieri în dependență de an și zona de plantare. Cantitatea maximă de substanțe aromatice se acumulează în perioada maturării fiziologice. Există două puncte de vedere în sinteza acestor substanțe aromatice: 1) din glucide și 2) din produșii hidrolizei substanțelor proteice. Indiferent de faptul că cantitatea sumară a acestor compuși nu este mare ( aproape 0,03%), acțiunea lor asupra produselor finale este majoră. Ele conferă aroma soiului. Nu întotdeauna se sesizează legătura dintre cantitatea substanțelor aromatice și aroma strugurilor. De exemplu pentru soiul Aligote rezerva de substanțe aromatice și a uleiurilor eterice este destul de mare, însă aroma strugurilor este abia sesizată. Componența substanțelor aromatice este destul de complicată și depinde de soi, condițiile ecologice, tehnica agroindustrială. Conform datelor obținute de E. N. Datunașvili (1959), substanțele aromatice sînt prezentate de 13 alcooli (alcool etilic, metilic, N-butanol, octanol, izoamilic, N-hexilic, β-feniletanol etc.), 10 acizi organici (N-capronic, cumaric, glioxilic, lauric, caprilic, valeric, N-butiric, acetic etc.), 6 legături carbonilice (acetaldehidă, izobutiraldehidă, N-hexanol, α-ghecsanol, acetali, eteri complicați etc.). Substanțe aromatice separate se formează și în perioada procesului tehnologic, la fermentare, maturare și păstrare. Pentru fiecare soi în parte sînt caracteristice substanțe aromatice deosebite. De exemplu pentru soiurile Muscat, Risling, Kaberne-Savinion se simte o aromă accentuată, pe cînd altele sînt lipsite de ea. La soiul V. Vinifera aroma este mai fină [41, 23].
E. N. Datunașvili (1958) a găsit mari deosebiri în componența substanțelor aromatice la soiuri. Așa cum, pentru soiul Risling din componența totală a substanțelor aromate marea majoritate sînt alcooli și acizi organici liberi, partea minoră – eteri. Dintre alcooli – al. etilic, al. izobutilic, al. octaetilic și hexanol. Pentru soiul Traminer roz și Pino negru în componența substanțelor aromatice sînt prezente doar doi alcooli, pentru soiul Șardone – al.etilic și al. hexilic, pentru soiul Kaberne-Savinion – al. ghexilic. Fiecare soi are proprietățile sale de redestribuire a substanțelor aromatice în straturi pe parcursul maturizării. Culegerea roadei înainte sau după maturizarea fiziologică duce la pierderea aromei [41].
Vitaminele – componenta principală a strugurilor, ce caracterizează valoarea nutritivă și mersul procesul reacției de oxido – reducere și cele de cataliză. În struguri, într-o cantitate mai mare decît în mere și zmeură se conțin vitaminele grupului B: tiamin, riboflavin, piridoxină, ciancobalamină, pantoteină, pangomină și acid folic; conținutul lor este mult mai mare în pieliță decît în pulpă. Deci, în procesul de coacere la unele soiuri se acumulează tiamin – 17,0 – 33,0 mkg per 100 g, pentru soiuri cu bob negru mai mult decît la cele albe. Riboflavina se conține între 14 și 40 mkg per 100 g, în boabe albe pînă la 22. Aproximativ de două ori crește cantitatea de peridoxină și la coacerea totală devierile posibile între 84 și 13,5 mkg per 100 g, peridoxina liberă în boabe se acumulează pînă la 42 mkg per 100 g. În boabele coapte se conține de la 4,2 pînă la 10,2 mkg per 100 g acid folic.
Galocatehine și catehinele boabelor prezintă P-vitamine (de la 0,4 pînă la 5,14 mg/l), iar la unele soiuri la coacere se găsește și rutin. Cantitatea acidului ascorbic în boabele strugurilor este neesențială – de la 1 pînă la 15 mg per 100 g, în suc se conține de 4 ori mai puțin, decît în pieliță. Soiurile americane și hibrizii lor conțin 2 – 9 mg per 100 g, soiuri europene – de la 1,6 pînă la 22 mg. La coacerea boabelor se petrece acumularea acidului ascorbic, însă spre sfîrșitul perioadei cantitatea lor se micșorează din nou. În procesul de fermentare acidul ascorbic trece din must în tescovină.
Acidul nicotinic prezent în boabele albe în cantitate de 220 mkg per 100 g, în cele roșii – pînă la 310 și la unele soiuri atinge 79-375 mkg. La coacere cantitatea ei crește. Exact așa crește la începutul coacerii, și apoi scade cantitatea de biotină în perioada fiziologică cantitatea atinge 1,5 – 4,2 mkg per 100 g. Devieri mari suferă retinolul pentru diferite soiuri (de la 25 pînă la 300 mkg per 100 g.
În procesele biochimice pentru plante un rol important îl au fermenții, care se acumulează în boabe și trec în must la presare: fructofuranidoză (invertaza), β-glucozidaza, polifenoloxidaza, ascorbinatozidaza, proteaza, oxidoreductaza, peroxidaza etc. În perioada de coacere activitatea oxidoreductazei atinge picul maxim la începutul coacerii, iar spre sfîrșit se micșorează considerabil. În boabele coapte activitatea este minimă. La soiurile tîrzii activitatea este mai înaltă, decît la cele timpurii. Toți fermenții – substanțe biologic active participă într-un lanț de procese, de care depinde calitatea produselor [41, 39].
Substanțele minerale se conțin într-o cantitate mai mare în ciorchine, mai puțin în pieliță și în semințe. În pulpă se conțin într-o cantitate egală. Într-o cantitate mai mare în pulpă se conține caliu – 60-70%, fosfor – 7-6%, sulf – 2-11%. În dependență de condițiile de creștere conținutul substanțelor uscate se micșorează. Deasemenea conținutul depinde de soi, gradul de maturizare, utilajul industrial utilizat, în mare deosebire procesele de alimentare cu nitrați. Pe parcursul procesului de coacere crește considerabil cantitatea de potasiu, calciu și natriu (de la 25 pînă la 233 mg/%), se schimbă aciditatea cenușei și conținutul de anioni. Se sesizează devierile în conținutul de acid fosforic (în boabe – de la 0,07 pînă la 0,34%, în pulpă – 0,122 – 0,36%), o parte majoră (75-90%) sînt reprezentate prin forme neorganice. La coacere cantitatea acidului fosforic crește: pînă la 50% se acumulează în pulpă, 12% – în pieliță și 38% – în semințe. În procesul de coacere se mărește conținutul de microelemente (în deosebi se acumulează în pulpă și mai puțin în pieliță): mangan-1,2-7,8, cupru – 1,0-9,0, titan – 1,77-8,4, nichel – 0,97-9,2, siliciu – 18-225, aluminiu – 12-197 mg/%; în boabe sa determinat deasemenea rubidiu, cobalt, molibden, plumb, bismut, uran și altele [37, 41].
III perioadă critică – răscoacerea boabelor, în perioada care codița se înlemnește de la ciorchină, se întrerupe legătura dintre strugur și butuc. Însă transpirația continuă, ceea ce duce la pierderea turgescenței celulelor boabelor, care apoi se plisează și se usucă. Direcția tuturor proceselor biochimice se schimbă și boabele primesc altă calitate. La această etapă glucidele nu se mai acumulează, însă din contul pierderii de apă concentrația lor crește pînă la 35% și chiar 60-65%, idiferent de faptul că din cantitatea totală de glucide se consumă pentru procesele metabolice, respirație și altele. La răscoacerea boabelor din suma totală de glucide prevalează fructoza, uneori chiar de 1,5 ori. Așa precum sinteza acizilor organici nu are loc, cantitatea lor rapid se micșorează din contul proceselor metabolice. Se mărește cantitatea substanțelor azotoase. Cantitatea substanțelor pectice se mărește la maximum, însă la păstrarea ulterioară a strugurilor scade. Se micșorează și cantitatea substanțelor fenolice. Brusc se micșorează cantitatea substanțelor aromatice, cantitatea acidului ascorbic și tiamin, însă cantitatea de riboflavină crește pînă la 50 mkg per 100 g. Se intensifică activitatea oxidoreductazei.
În așa fel componența chimică a strugurilor este variată constituind mai mult de 50 de compuși din 10 grupe de substanțe. Toate aceste substanțe se află în legături complicate, schimbînduse în timp, în diferite locuri și depinde de diferiți factori. Astfel strugurii trebuie să fie colectați în aceea perioadă cînd cantitatea substanțelor și microelementelor este maximă, aici trebuie de ținut cont din cauza că majoritatea din ele trec în must și puțin se schimbă (pentozele, apa), altele se schimbă în procesul de fabricare, micșorînduse cantitativ (acizi organici, substanțele fenolice etc.), sau dispar total (zaharurile). Unele din ele chiar în doze minimale influiențează calitatea produsului final și proprietăților organoleptice, altele mai puțin influiențează aroma și gustul [41].
Acumularea substanțelor organice în boabe de struguri în perioada de maturare
Toate substanțele organice din bobul de strugure sînt supuse unor variații în procesele de creștere și de coacere a boabelor. Astfel, cantitatea unor substanțe crește, iar a altora scade. De cele mai multe ori creșterea cantității unor substanțe este însoțită de scăderea altora, totodată aceste procese se desfășoară sincronizat în pieliță și miez, dar deseori ele au un caracter antagonist.
Glucidele. Transportarea și acumularea în boabe de struguri
Asimilarea eficientă și utilizarea de substanțe nutritive de către plante are o importanță primordială pentru optimizarea productivității culturilor. Boabele de struguri, tipice „organe chiuvetă” se bazează pe utilizarea resurselor de carbohidrat disponibile, produse în urma procesului de fotosinteză pentru a susține creșterea și dezvoltarea lor. Transportul și localizarea glucidelor între „surse de țesut” fotosintetice și „țesuturile chiuvetă” heterotrofe sînt cunoscute ca asimilarea porționară și reprezintă un factor determinant la creșterea și productivitatea plantelor (Kingston-Smith 2001), (fig.1.6 ) [19].
Fig.1.6. Transport de zahăr pe distanțe lungi prin floem
Din punctul de sinteză din mezofil, zaharoză pot fi încărcate în elemente DE perforate/complexe mobile, fie prin plasmodesmata sau prin apoplast. Încărcarea apoplastică a zaharozei necesită exportatea din floem sau parenchimul vascular și recaptării lui în complexul SE/CC. Presiunea hidrostatică conduce circulația sevei spre țesutul chiuvetă. Scurgere pasivă poate avea loc de-a lungul căii (indicate prin săgeți punctate). Recaptareascurgerii zaharozei se produce de-a lungul floemului. Descărcarea apoplstică a zharozei prin floem implică existența unor exportatori (neindificați). Import de zahăr și alte substanțe dizolvate în țesut chiuvetă poate avea loc prin plasmodesmată sau transportatorii de zaharoză. Sistemul de transport vacuolar poate consta din zaharoză / H + antiporters și hexoze / H + antiporters. (1) Sursă Zaharoza / H + symporter; (2) Membrana plasmei + ATPazei H; (3) Tonoplast H + ATPazei; (4) pirofosfatază; (5) Zaharoza / H + antiporter; (6) hexoze / H + antiporter; (7) Chiuveta Zaharoza / H + symporter; (8) hexoze / H + symporter; invertază. (Adaptat de la Lalonde et al., 1999) [19].
Glucidele produse prin fotosinteză în mezofilul frunzelor mature sînt carbohidrați principali utilizați pentru transportul pe distanțe lungi (Swanson și El. Shishiny 1958). Zaharoza este acumulată în floem (țesutul vascular în plante care conduce zaharuri și alte produse metabolice în jos din frunze) fie printr-un mecanism symplastic (prin plasmodesmată) sau prin mecanism apoplastic (revizuit de Boss și Davies 2001). Potrivit ipotezei debitului de masă a lui Munch, zaharoza este un constitutiv osmotic în floem, care conduce forțat majoritatea compușilor sintetizași din floem. La sosirea în floemul boabelor, zaharoza poate fi evacuată prin mai multe căi. Acumularea masivă de glucoză și fructoză învacuolele celulelor mesocarpului are loc după véraison. Douăzeci de zile după această perioadă, conținutul de hexoză în boabe este aproape de 1 M, cu un raport de glucoză/fructoză de 1. Acumularea rapidă de hexoze caracteristică boabelor maturate trebuie să implice activitatea invertazei (Fillion și colab. 1999). Invertaza catalizează hidroliza zaharozei provenite din floem conducînd la complexul din glucoză și fructoză. Diferite izoforme de invertază sînt localizate în peretele celular, citoplasmă și vacuole.
Conținutul glucidelor în struguri este influențat de numeroși factori, dintre care principalii sunt: particularitățile biologice de soi și condițiile de cultură, condițiile de sol, umiditatea, latitudinea geografică, apropierea de surse de apă, expoziția, agrotehnica, etc. Influența factorilor ecologici asupra acumulării glucidelor în struguri este deosebit de complexă și multilaterală.
Pe pantele sud-vestice și nord-vestice acumularea glucidelor decurge de asemenea mai intens decît pe panta sudică. De exemplu: la soiul Couderc, acumularea glucidelor în august și septembrie atinge pe pante mai răcoroase 0,76% și respectiv 0,27% zilnic, iar pe cele expuse soarelui 0,11% și respective 0,30%. Pentru soiul Aligote datele repective sunt 0,46% și 0,34% pentru pantele răcoroase și pînă la 0,24% și 0,73% pentru cele calde. Aceste deosebiri privind acumularea glucidelor sînt explicate de autor prin intensitatea calorică neuniformă pe pante la diferite ore ale zilei. După intensitatea calorică pantele se înscriu în urmatoarea ordine descrescîndă: sudică, estică, vestică și nordică.
Un alt factor care exercită o influență puternică asupra acumulării glucidelor este temperatura. Problema importanței temperaturii este analizată în lucrările lui A. M. Negrul (1946), Branas (1946), K. Stoev (1960, 1963), A. S. Merjanian (1967). S-a stabilit că pentru fiecare variație de aproximativ 200º a sumei gradelor de temperatură conținutul glucidelor din struguri atrage după sine o modificare aproximativ de 1%.
Ribereau-Gayon (1959) a stabilit că atît deficitul de apă cît și excesul acesteia micșorează conținutul de glucide [19, 41, 42].
Biosinteza acizilor organici în struguri
În prezent mulți producători de sucuri și băuturi răcoritoare din Europa și occident, sunt interesați de acizi organici de proveniență naturală, cu scopul de a fabrica produse cu o valoare nutritivă înaltă și mai ecologice. Sa demonstrat faptul că acizii din sucul de struguri în proporții optime, în comparație cu cei din alte fructe și legume, au gust specific, plăcut, agreabil, și constituie un indice de calitate în seria de parametri organoleptici.
Scopul acestui studiu este cercetarea influienței biogenezei nurtienților asupra calității alimentelor obținute prin procesare și importanța biogenezei pentru valoarea nutritivă a sucului de struguri. Au fost determinați următorii acizi în componența strugurilor: tartric, malic, citric, fumaric, succinic, oxalic, glioxilic, shikimic etc. Cantitativ doar acizii tartric și malic prezintă mai mult interes, ei constitue în sumă de la 69-92% din toți acizii (Kliewer, 1966) [29].
Biosinteza acidului tartric
Strugurii de viță de vie sunt unicul fruct în care se acumulează cantități importante de acid tartric. El este sintetizat intensiv în perioada creșterii erbacee, în special forma L(+), la veraison concentrația lui este de 8-11g/L și la coacerea deplină scade pînă la 3-8 g/L must dintre care numai 0,6-0,8 g/L se găsește în stare liberă și imprimă gustul de „lăstar verde” (Țîrdea, 2007).
La începutul dezvoltării strugurelor, activitatea mecanismului de sinteză a acidului tartric este paralelă cu cea a sintezei acidului malic. Dar intensitatea formării lui diminuează rapid în perioada dezvoltării strugurelui și devine zero la momentul veraison, în comparație cu formarea acidului malic care este puțin modificată.
Frunzele tinere sintetizează acid tartric pînă ajung la mărimea lor definitivă, deci el este format numai în organe în fază de creștere. Acidul tartric a fost găsit și în rădăcini, dar aici nu este sintetizat ci transportat de la frunze, de asemenea a fost observat și transportul lui în sens invers – de la rădăcini spre frunze, fără nici o transformare (Ribereau Gayon și Peynod, 1971).
În 1954 savanții și chimiștii Vickery și Palmers au înaintat propunerea că sinteza acidului tartric are loc din glucoză avînd ca argument faptul că atomii de carbon 2 și 3 din molecula glucozei au aceeași configurație sterică ca și carbonii din interiorul moleculei de acid tartric [30].
S-a introdus o ipoteză care avea la bază procesul sintezei acidului tartric din pentoze, prezente activ în organele tinere ale viței de vie. În 1963 Okamoto a prezentat un studiu în care s-a descris obținerea acidului tartric din glucoză prin intermediul acidului gluconic, ca primul produs derivat sub formă fosforilată al glucozei, și constitue un precursor cel mai probabil pentru acid ceto-5-gluconic. Din acid ceto-5-gluconic prin ruptură între carbonii 4 și 5 se obține aldehida acidului tartric și glico-aldehida, respectiv aldehida acidului tartric este redusă la acid tartric.
Savanții Saito și Kasai în 1969 au demonstrat că acidul L-ascorbic este un bun precursor pentru acidul tartric utilizînd tehnici cu carbon C14, utilizînd aceeași metodă Stafford și Loewus în 1958, au demonstrat că acidul tartric se poate obține din acid ascorbic, care respectiv se obține din glucoză. Aceeași savanți în 1989 au prezentat un studiu privind acumularea acidului tartric în strugurii Vitis Labrusca, soi Delaware, care se obține în faza diurnă prin intermediul acidului ascorbic ca produs intermediar al bioconversiei D-glucozei. În 1999 Loewus propune un mecanism de formare a acidului tartric din acid ascorbic care conține etape cu prezența L-idonat și acid ceto-5-gluconic [20, 22, 30].
Ca rezultat, prezentam sinteza acidului tartric în struguri ca fiind un mecanism complex de reacții biochimice grupate în 3 procese : 1) fotosinteză cu formarea glucozei; 2) conversia glucozei în acid ascorbic; și 3) formarea acidului tartric din acid ascorbic.
Fotosinteza
1. Fotoliza apei sub acțiunea energiei solare (treaptă de acumulare a energiei):
2 H2O 2 H+ + 2 OH-
+ 2e- – 2e-
2 H H2O + ½ O2
Enzima nicotinamiddinucleotidfosfat captează atomii de hidrogen ce posedă energie mare :
NADP+ + 2 H NADPH + H+
această reacție este echivalentă cu captarea energiei de 3 molecule ATP (acid adenozintrifosfat).
2. Fosforilare (treaptă de acumulare a energiei)
n ADP + n H3PO4 n ATP
sumar poate fi prezentată reacția acestor două etape:
ADP + NADP+ + H2O + H3PO4 ATP + NADPH + H+ + ½O2
Fixare și reducere CO2 pînă la substanță organică (ciclu de reacții pînă la formare glucoză)
CH2OH
C=O
H–C–OH
H–C–OH
CH2O P
ribuloză-5-fosfat ribuloză-1,5-difosfat 2,3-enediol 3-ceto-arabinitol-1,5-difosfat
acid 3-fosfogliceric aldehida 3 fosfoglicerică
2-carboxi-3-ceto-arabinitol-1,5 difosfat
aldehida cetoza Fructoză
3-fosfoglicerică 3-fosfoglicerică 1,6-difosft
II. Conversia glucozei în acid ascorbic
D-glucoza acid D-glucuronic acid L-gulonic
L-gulonolactona 3-ceto-gulonolactona acid ascorbic
III. Formarea acidului tartric din acid ascorbic
În schema dată acidul L-treo-tetruronic este de fapt aldehida tartrică care posibil în prezența unei molecule de apă și enzimei NAD+ este oxidat la acid tartric cu reducerea enzimei la forma NADH + H+[26, 28].
1.3.4. Biosinteza acidului malic
În perioada de creștere erbacee a strugurilor cînd bilanțul energetic al fotosintezei la vița de vie este pozitiv se formează acidul malic (Țîrdea, 2007). În comparație cu acidul tartric, conținutul acidului malic variază mult pe perioada de creștere și maturare a boabelor, se acumulează în cantități importante în celulele pulpei spre sfîrșitul primei faze de creștere, atingînd valoarea maximă pînă la începutul perioadei veraison. Acidul malic se sintetizează atît în frunze cît și în strugurii verzi (Conde și al., 2007). Aproximativ 50% din acizi organici în strugurii verzi sunt rezultatul procesului de fotosinteză. Cea mai importantă cale de formare a acidului malic fiind β-carboxilarea fosfoenolpiruvatului (Meynhardt 1963, 1965; Ribereau-Gayon 1968; Hawker 1969). Fosfoenolpiruvat carboxilaza – enzima care catalizează ireversibil această reacție, în urma căreia se obține oxaloacetat care este redus la malat de enzima malat dehidrogenaza (Meynhardt 1965; Hawker 1969).
Acidul malic este un produs intermediar în ciclul Krebs și în consecință are un rol important în producerea energiei în vin. Strugurii asimilează CO2 din aer prin mecanismul C3, în faza de întuneric a fotosintezei frunzele și strugurii verzi fixează CO2 prin ciclul Calvin cu formare de aldehidă glicerică 3-fosfat în cloroplaste. Aldehida glicerică 3-fosfat (trioză fosfat) este transportată în citoplasmă și transformată în hexoză (fructoză difosfat) de enzimele aldolaze. O parte majoritară din hexoze, adică glucoza și fructoza, sunt utilizate la sinteza zaharozei, care este transportată și distribuită în plantă. Zaharoza poate fi convertită la acid malic în faza creșterii erbacee (preveraison) sau depozitată în vacuolele celulelor boabelor în perioada maturării. Conversia zaharozei în acid malic are loc prin o modificare a glicolizei și a ciclului Krebs [29].
Conținutul de acizi organici diminuează la începutul perioadei de coacere și este asociată cu inducerea bruscă a oxidării acidului malic, paralel are loc și acumularea de zaharuri [27]. Această constatare a presupus că acidul malic singur poate fi transformat în glucoză și fructoză sau utilizat ca sursă de carbon și energie pentru respirație. Se consideră că enzima NADP-malică joacă un rol esențial în cataliza transformării acidului malic prin decarboxilare oxidativă în piruvat și CO2 (Posner și al. 1981, Rufner și al 1984). O altă cale de transformare a acidului malic este difuzia și degradarea lui în mitocondrie sub acțiunea malat-dehidrogenazei în oxalo-acetat sau, alternativ, oxidarea lui sub acțiunea enzimei NAD-malică la piruvat. Se admite că izoformele malat-dehidrogenazei în citoplasmă și mitocondrie participă la sinteza acidului malic și respectiv la catabolismul lui în dependență de modificările metabolice ale creșterii și coacerii strugurelui (Taureilles-Saurel și al. 1995).
S-a cercetat transformarea acidului malic în glucoză. Procesul are importanță practică fiindcă diminuează aciditatea în timpul coacerii. Deci conținutul acidului malic scade nu numai prin respirație dar și prin transformare în glucoză prin reacții inverse procesului de glicoliză (Ribereau Gayon și Peynod, 1971).
Acidul malic poate fi sintetizat în frunze și struguri din acidul citric format în rădăcinile viței de vie. Acidul citric se găsește în cantități mici în frunze și struguri, dar este în cantități mai mari în rădăcini. S-a presupus că se formează mai mult în aceste organe, apoi transportat spre părțile aeriene, unde este oxidat în acid malic prin reacțiile ciclului Krebs. Această acumulare depinde de activitatea izocitrat dehidrogenazei care reglează reacția de dehidrogenare a acidului izocitric, ce se găsește în proporție de 1/10 din cantitatea de acid citric. Experiențele cu molecule marcate au confirmat acumularea acidului citric în rădăcini, introducerea de bicarbonat () în rădăcinile butucului de vie și expunerea frunzelor la 14CO2 au demonstrat că se formează acid citric cu mai mult în rădăcini. (Ribereau Gayon și Peynod, 1971).
Acidul citric în rădăcini poate fi format prin două mecanisme complementare (Kursanov, 1957) :
1. Fixare de CO2 provenit din sol (prin intermediul carbonaților) pe acid fosfo-enol-piruvic, după mecanismul precedent descris, cu formare de acid malic, apoi oxidat în acid citric conform reacțiilor ciclului Krebs.
2. Migrarea glucidelor din frunze spre rădăcini și oxidarea glucozei în acid citric conform reacțiilor glicolizei și ciclului Krebs. Această migrare este conformă rezultatelor obținute de Bouard în 1966.
Deci, putem prezenta sinteza acidului malic în struguri fiind un mecanism complex de reacții biochimice grupate în 3 procese : 1) fotosinteză cu formarea glucozei, 2) catabolismul glucozei pînă la acid posfoenolpiruvic, și 3) formarea acidului malic din acid fosfoenolpiruvic prin 3 căi:
a) prin intermediul acidului oxaloacetic, b) direct sub acțiunea enzimei malice, c) din acid citric.
1. Mecanismul fotosintezei a fost prezentat la sinteza acidului tartric.
2. Catabolismul glucozei pînă la acid fosfoenolpiruvic (glicoliza).
3. Formarea acidului malic din acid fosfoenolpiruvic :
a) prin intermediul acidului oxaloacetic b) direct sub acțiunea enzimei malice
;
acid 2-fosfo- acid oxaloacetic acid malic acid 2-fosfo- acid piruvic acid malic
enolpiruvic enolpiruvic
c) din acid citric
acid 2-fosfo acid piruvic acid acetic acetil coenzima A
Acetil acid
coenzimaA oxaloacetic acid citric acid cisaconitic acid izocitric
8-
acid oxalosuccinic acid α-ceto-glutaric succinil-coenzima A
Distribuția acizilor tartric, malic și citric, în diferite faze de maturare, în sucul a 5 soiuri de struguri cultivați în Turcia, a fost determinată prin metoda HPLC de cercetătorii Sabir, Kafkas și Tangolar. Rezulatele obținute pentru soiul Izabella sunt indicate în tabelul 1.1:
Tabel 1.1. Concentrații de acizi organici în boabe de struguri soi Izabella, cultivat în Turcia
Se observă cum diminuarea acidului malic este mai pronunțată decît cea a acidului tartric, de asemenea este evidentă micșorarea concentrațiilor acizilor pe durata de maturare a strugurilor.
În 1975 Kliwer și Lakso au studiat influența temperaturii asupra fosfoenolpiruvat carboxilazei și enzimei malice, astfel activitatea enzimei malice crește cu creșterea temperaturii pînă la , avînd stabilitate termică ridicată. În contrast, fosfoenolpiruvat carboxilaza are activitate optimă la temperatura aproximativ 38°C și rapid se inactivează mai jos de această temperatură. Diferite activități în dependență de temperatură ale acestor enzime au fost implicate în reglarea cantităților de acid malic în boabe de struguri, cu valoare maximă de acumulare între 20 și 25°C. Adițional, acumularea potasiului în boabe duce la formarea sărurilor de tartrat și malat, astfel influențează reducerea acidității totale.
În regiunile reci strugurii care cresc posedă concentrație ridicată de acid malic iar cei din regiunile calde au concentrație mică. Corelația inversă de temperatură și conținut de acid malic este condiționată de efectul temperaturii asupra echilibrului dintre sinteza și catabolismul acestuia. Se presupune că malat-dehidrogenaza din mitocondrie participă la degradarea acidului malic ca raspuns la condiții de creștere cu temperaturi ridicate, iar izoforma malat-dehidrogenaza din citoplasmă reduce acidul oxalo-acetic la acid malic în condiții de temperaturi mai joase (Conde și al. 2007).
1.3.5. Substanțele azotoase
Din compoziția chimică a boabelor de struguri fac parte și substanțele azotoase.Ca orice organism viu, lăstarii viței de vie au nevoie pentru creștere au nevoie de azot. O parte din acesta este absorbit de boabe, care apoi trece in vin, după ce a fost metbolizat de drojdii și bacterii. Lipsa azotului duce la frînarea dezvoltării lastarilor, în timp ce excesul poate prelungi considerabil procesul de creștere și maturare, poate favoriza dezvoltarea mucegaiului și putregiului care participă la reducerea nivelului de antociane și taninuri din boabe (Delgado și colab. 2004). După datele unor autori (Gherasimov, 1952; Sisakian, 1953) substanțele azotoase exercită o mare influență asupra formării buchetului vinului. În boabele de strugur cît și în must, azotul poate fi gasit sub diferite forme (NH4+, NO3- și NO2-) și sub formă de compuși organici (aminoacizi liberi, proteine și alți compuși organici cu azot cum ar fi uree, carbamat de etil și acizi nucleici). Conținutul total de azot în must poate varia de la 100 la 1200 mg/l, și de obicei, vinurile roșii au un conținut de azot mai mare în comparație cu vinurile albe. Acest azot este numit – azot fermentabil, deoarece el este folosit de către drojdii pentru a continua fermentarea alcoolică normală a mustului (Kunkee 1991; Jiranek et al. 1995).
Azotul mineral aflat sub formă de NH4+, înaintea perioadei véraison reprezintă 80% din totalul de azot, care se micșorează pînă la 5-10% și scade considerabil după fermentarea mustului. Conținutul de NO3- și NO2-, poate fi neglijat conținutul lor constituind aproximativ 0,5-2 mg/l și respectiv 5-40g/l (Blouin și Cruège 2003).
Mustul de struguri conține aproximativ treizeci de aminoacizi, dar în jur de numai șapte sînt prezenți în cantități mai mari de 100 mg/l: prolină, arginină, glutamină, alanină, glutamat, serină și treonină. Aminoacizii din vinuri au originea din diferite surse, cum ar fi compușii indigeni din strugur metabolizați de drojdii în faza de creștere, produșii de excreție a drojdiilor sau eliberate prin proteoliza în timpul fotolizei în urma decedării drojdiilor sau în urma degradării enzimatice a proteinelor din struguri (Cataldi colab. 2003). Conținutul total de aminoacizi poate varia într-un spectru larg cuprins între 3-500 mg/l și reprezintă aproximativ 20-50% din totalul de azot conținut în must (Huang și Gough 1991; Olanda și colab 1995).
Drojdiile și bacteriile folosesc acești aminoacizi pentru creștere și dezvoltare, participînd la fermentarea mustului, în urma căreia unii din ei trec înapoi în vin, cu toate acestea vinul este mai sărac în aminoacizi în comparație cu mustul inițial. Rolul aminoacizilor în formarea gustului vinului este neesențial, cu toate acestea conform lucrărilor Dartiguenave și colaboratorii (2000), care au arătat că aminoacizii conferă senzația de aciditate datorită capacității lor de tampon. Deasemenea ei pot servi ca precursori pentru sinteza compușilor aromatici ca acetat izoamilic, acid izovaleric, acid izobutiric (Ferreira și colab. 2000). Aminoacizii pot fi, de asemenea, prezenți în formă polimerizată ca oligopeptide mici de 2-4 aminoacizi, proteine mari pînă la 150 mii Da în dimensiune. Peptidele pot fi folosite de bacterii ca substanțe nutritive și pot avea, de asemenea, un rol în oxidarea mustului (Desportes și colab. 2001).
1.3.6. Compușii fenolici din struguri și vin
Din sutele de compuși odoranți volatili prezenți în vinuri, avînd în vedere că majoritatea compușilor au valoarea odorantă mai mică de 1, doar circa 60 dintre ei contribuie la aroma vinului.
Compușii fenolici pot fi definiți ca moleculele derivate natural din plante sau microorganisme, coloana vertebrală constînd dintr-un inel aromatic cu multe posibilități de substituire [32]. Unii fenoli, cum ar fi acizii cumaric, cafeic, ferulic și vanilic sînt relativ simpli, în timp ce alții sînt mult mai complexe formînd structuri polimerice, cum ar fi taninurile, care în mare parte contribuie la gust, calitate și intensitatea culorii vinurilor. În pielița boabelor se conțin taninuri și pigmenți, în pulpă nu se conțin pigmenți, însă semințele conțin taninuri. Compușii fenolici din struguri sînt împărțite în flavonoide și grupul de non-flavonoide. Flavonoidele constituie o parte semnificativă a materialului fenolic și includ mai multe clase, precum proantocianidine (taninuri), antociani și monomeri flavan-3-ol (Adams 2006; Kennedy et al. 2006).
Antocianele sînt responsabile de culoare roșie și sînt localizate împreună cu taninurile în pereții celulelor pieliței. Acești compuși absorb lumina vizibilă și sînt responsabile pentru majoritatea culorilor în țesuturile vegetale, variind de la roșu la albastru (Blouin și Cruège 2003; Adams 2006). Structurile antocianilor din strugurii V. vinifera și din vin au fost determinate în 1959 (Ribéreau-Gayon 1959). Fenolii grupului non-flavonoide (cu schelet simplu C6) se găsesc în struguri și vin, cu excepția acizilor hydroxycinamic, care sînt prezente în concentrații scăzute (Kennedy și colab. 2006). Fenoli volatili, cum ar fi benzaldehidă (conferă gust de migdale amare), fenilacetaldehidă, alcool benzilic, 2-feniletanol (trandafir) și vanilină (vanilie), se găsesc în piele, boabe și sunt implicate în formarea aromelor primare care se dezvoltă în timpul coacerii (Garcia et al. 2003).
1.3.6.1. Biosinteza compușilor fenolici în boabele strugurilor
Figura reprezintă căile de biosinteză a fenolilor în struguri. Biosinteza fenolilor solubile de la aminoacidul aromatic fenilalanina un produs al căii shikimat, primii precursori ai acestei căi sînt eritrozo-4-fosfat și fosfoenolpiruvat. Această cale este responsabilă pe lîngă producerea fenilalaninei și a altor aminoacizi aromatici cum sînt tirozina și triptofanul. Celulele în care se acumulează fenolii solubili cedează căii shikimat o cantitate de carbon proporțională cu cantitatea totală de fenoli care se produc și se acumulează. Prima enzimă responsabilă de sinteza fenolilor este PAL (fenil amoniac liază), care transformă fenilalanina în acid cinamic. Acest compus suferă o serie de transformări rezultînd formarea unor precursori ai mai multor fenoli simpli, cum ar fi acizi fenolici, precursori de lignină etc. Adiționarea a 3 molecule de către malonyl-CoA, produse pe calea acetat cu 4-cumaroil-CoA, conduce la transformarea fenilpropanoidică (Dias 2003). Acești compuși generează formarea compușilor fenolici complecși, cum ar fi flavonoidele sau stilbene în funcție de enzima utilizată, chalcosintaza (CHS) sau sintaza stilben (SS). Antocianele din pieliță, care formează un mic circuit, se comportă ca produse finale tipice. Celelalte clase fenolice reprezintă modele de acumulare și declin ulterior în timpul coacerii, sugerînd degradarea și utilizarea lor pentru biosinteza altor compuși. În toate cazurile se cunoaște mai mult despre anabolismul decît despre catabolismul polifenolilor, în perioada de dezvoltare și maturare a boabelor. Substanțțele tanante conținute în pieliță suferă schimbări neesențiale în perioadade la veraison pîna la recoltare, deși concentrația lor scade pe perioada de creștere a strugurilor (Kennedy et al. 2001).
Formarea de culoare roșie sau albastră din soiurile roșii de-a lungul procesului de maturare este un indicator vizual al proceselor biochimice care apar în boabele de struguri. Aceasta reflectă mai exact acumularea pigmenților antociani în vacuolele celulelor pieliței, absente la soiurile de struguri albe.
Aroma vinurilor tinere este influențată în mare parte de produsele secundare ale fermentației alcoolice, cum ar fi, esteri, alcooli, acizi volatili sau fenoli volatili. Acizii organici, alcoolii superiori, compușii sulfuroși slab volatili și esterii sînt componente senzoriale semnificative din vin și constituie principalul grup de compuși care formează "buchetul de fermentație". În plus, în vinurile roșii, fermentația malolactică are un rol important în complexitatea aromei.
În vinuri se gasesc 14 compuși fenolici cei mai importanți fiind: stirenul, esterul metilic al acidului vanilic, esterii etilici al acizilor vanilic, ferulic, p-hidroxicinamic, o- sau m-hidroxicinamic. Conform datelor bibliografice un conținut mai ridicat de p-etil cumarat sau etit ferulat poate fi un indicator că aceste vinuri au fost învechite în butoaie. De asemenea, 4-vinilguatacolul se găsește doar în vinuri albe, iar prezența acestuia în vinuri roșii și roze poate servi drept indicator pentru recunoașterea amestecului cu vinuri albe. Avînd în vedere că aroma sucului de struguri este relativ modestă în comparație cu cea a vinului, fermentarea alcoolică reprezintă procesul principal pentru dezvoltarea compușilor aromatici activi din aceasta.
Fig.1.7.Biosinteza compușilor fenolici în boabele de struguri [38]
Compușii sau clasele de compuși care se acumulează în fructe sînt evidențiate prin dreptunghiuri. Alte clase sînt prezente la un nivel foarte scăzut (adaptat de la Dias 2003 și Adams 2006). PAL – fenilalanina amonio-liaza, C4H – cinamat-4-hidroxilaza, C3H – cumarat-3-hidroxilaza, 4CL – 4-hidroxicinamat: ligaza CoA, COMT – acid cafeic Orto-metiltransferaza, SS – stilben sintaza, CHS – calcon sintaza. Liniile complete reprezintă conversia enzimatică directă, liniile punctate reprezintă intermediarii omiși și mecanismele încă necunoscute.
1.3.7. Potasiul conținut în boabele de struguri și vin
Compoziția minerală a solului precum și densitatea are o influiență esențială asupra formării calității strugurilor și a proprietăților organoleptice a produselor vinicole. Boabele de struguri sîn bogate în potasiu, care este un macronutrient esențial în procesul de creștere și dezvoltare a boabelor de struguri cît și pentru vița de vie. Ca și pentru alte plante, potasiul joacă un rol-cheie în fiziologia viței de vie: (1) activarea enzimelor; (2)controlul diferenței de potențial transmembranar a membranei plasmatice, care în mare măsură determină asimilarea multor cationi, anioni și diferite zaharuri, și (3) regularea potențialului osmotic. Deși alți cationi pot înlocui potasiul în unele funcții, acesta joacă un rol esențial datorită concentrației ridicate în țesuturile vegetale și permeabilitatea membranelor plantelor ridicată față de potasiu (Mpelasoka et al. 2003).
Potasiul este absorbit de rădăcini și distribuit în toate părțile ale viței de vie. La începutul sezonului cînd rata de creștere este mare, o mare parte de potasiu se acumulează în frunze. După veraison, se observă o creșterebruscă de potasiu în boabe, ca urmare a redistribuirii potasiului din frunze spre fructe (Blouin și Cruege 2003). Înainte de veraison, absorbția de potasiu este lentă și crește considerabil la începutul maturării (Ollat și Gaudillere 1996).
Antocianele sînt situate în pielița boabelor unde concentrația potasiului este în general mai mare decît în pulpă. Sucul de struguri conține în jur de 0,3-5 grame de potasiu per litru. Pielița de struguri conține aproximativ 9 grame de potasiu per litru. Prin urmare, conținutul de potasiu este mult mai mare la soiurile de struguri roșii, pentru că în timpul de fermentare a soiurilor roșii pielița este lăsată pentru o perioadă mai mare după zdrobire pentru extracția de antociani, perioada în care potasiul trece în suc.
Acumularea potasiului de către celule are loc prin multiple mecanisme.
În timpul de dezvoltare a boabelor, potasiul joacă diferite roluri în dependență de etapă de dezvoltare. În timpul fazei inițiale de dezvoltare a boabelor, celulele sînt împărțite și extinse într-un ritm ridicat, în care potasiul joacă un rol important de osmoregulator. După veraison, boabele de struguri continuă să se extindă ca urmare a expansiunii celulelor determinată de creșterea conținutului de zahăr în vacuole.
În boabele de struguri sînt prezente și alte minerale cum ar fi calciu, magneziu și cantități minime de sodiu și fier. Concentrația de calciu este maximă în perioada veraison, și rămîne stabilă sau scade în timpul maturării. Calciu are un rol important în rezistența împotriva infecției Botrytis. În suc conținutul său este de 80 mg/l. magneziu fiind o componentă a clorofilei, este prezent în struguri în aceeași cantitate ca și calciul. Strugurii au o cantitate foarte mică de fier și cupru, concentrațiile lor fiind de 10 g pînă la 1 mg/l, cu toate acestea cantitatea majorată a cuprului afectează aroma vinului prin oxidarea compușilor care conțin tiol (Blouin și Cruege 2003).
1.4. Valoarea nutritivă a sucului de struguri
Din punct de vedere fiziologic sucul de struguri este inclus în categoria băuturilor nutritive. Este o sursă bună de apă și posedă valoare nutritivă determinată de conținutul glucidelor, acizilor organici, substanțelor polifenolice, substanțelor minerale, vitaminelor și altor compuși [48].
Valoarea nutritivă a strugurilor este determinată prin conținutul de proteine, glucide, acizi organici, polifenoli, substanțe minerale, vitamine și alți compuși. Compușii proteici ale sucului în primul rînd sunt reprezentate de aminoacizi, care se conțin în cantități mici, dar într-un asortiment larg. În sucul de struguri sau determinat 18 aminoacizi dintre care 8 esențiali [48].
Tabelul 1.2. Conținutul de substanțe nutritive în sucul de struguri
Glucidele se conțin în mono- și di zaharide, chiar și unele polizaharide (amidon, dextrine). Zaharurile și alte glucide oferă cantitatea principală a energiei necesară pentru funcționarea normală a organismului [14]. În componența acizilor organici din sucul de struguri fac parte acid tartric, acid malic, acid citric, care condiționează în mare parte gustul și aroma sucului. Bobițele strugurilor conțin pînă la 35% glucide (glucoză și fructoză), care în organism sunt asimilate fără intervenția pancreasului, fapt care îl ocrotește, iar strugurii în acest caz devin un bun remediu împotriva diabetului [13].
1.4.1. Activitatea biologică a polifenolilor din struguri
Polifenolii (substanțe tanante), ce posedă gust amar și vîscos, ce intră în componența sucurilor și contribuie împreună cu glucidele și acizii organici la formarea gustului. În procesul schimbului de substanțe în organism, polifenolii joacă un rol esențial fiind compuși principali în majoritatea proceselor biochimice legate de respirație ți dezvoltare a organismului. Un șir de substanțe polifenolice posedă activitatea vitaminică P. În prezent la substanțele cu activitate vitaminică P se atribuie substanțe polifenolice ce exercită anumite acțiuni fiziologice asupra organismului. După caracter chimic acestea sunt bioflavonoizi legate prin structură comună C6 – C3 – C6. Sunt cunoscute în jur de 150 tipuri de flavonoizi, care posedă activitate P vitaminică. Catehine, flavonoide și antociane posedă proprietatea de a proteja sau de a micșora acțiunea razelor ultraviolete. Beneficiile farmacologice a compușilor polifenolici sînt strîns legate de proprietățile lor antioxidante, care sînt de 4-5 ori mai mare în comparație cu vitamina C și E. Conform unor studii s-a dovedit că polifenolii pot îmbunătăți relaxarea vaselor sangvine și scăderea tensiunii arteriale, cu toate acestea ei nu sînt substanțe nutritive fiind slab absorbite. Cantitatea mică introdusă în organism este metabolizată rapid și excretată prin urină și bilă [38].
1.4.2. Activitatea și rolul vitaminelor din struguri
Vitaminele ce se conțin în sucuri, joacă un rol important în procesele fiziologice și de restabilire a organismului. Din vitaminele conținute un rol primordial îl are vitamina C (acid ascorbic). Vitamina C (acidul ascorbic) este cea mai importantă vitamină cunoscută. Acțiunea antioxidantă a acestei vitamine reprezintă un factor important în reglarea sistemului imunitar și astfel este foarte importantă în prevenirea infecțiilor. Datorită caracterului antioxidant, aceasta protejeaza celulele de acțiunea radicalilor liberi.Este posibil ca vitamina C să ajute și la prevenirea cancerului. Vitamina C ajută și la ameliorarea stărilor de febră musculară și este recomandat ca după efort fizic să consumați un fruct sau un suc natural. Această substanță nutritivă nu poate fi sintetizată și nici stocată de organismul uman și de aceea trebuie să consumam zilnic câteva fructe și legume.Acidul ascorbic este esențial în producerea colagenului, proteina ce pastrează pielea fină și lipsită de riduri și în producerea norepinefrinei, un neurotransmițător care previne stările de depresie. Vitamina C participă și la eliminarea colesterolului și la arderea grasimilor din organism [40].
1.4.3. Substanțele minerale din struguri
Sucul din struguri este bogat cu substanțe minerale, care intră în componența celulelor și țesuturilor. Unele din ele sunt componenta principală a fermenților. Conținutul general al substanțelor minerale a strugurilor constituie 0,2 – 1,5% din masa totală. În sucuri conținutul substanțelor minerale este mai scăzut, aici ele se găsesc în formă ușor asimilabile. Conținutul total al substanțelor minerale din suc se determină prin metoda determinării substanțelor uscate. Macroelementele (potasiu, calciu, fosfor, natriu, magneziu, clor) se conțin în cantități mai mici de o sutime procente, microelementele (fier, cupru, zinc, iod, etc.) mai puțin de o miime de procente. Din macroelemente în suc se găsește într-un raport mai mare potasiul. Potasiul intră în componența țesutului muscular, ce contribuie la majorarea proprietăților de reținere a apei de către protoplasmă, împreună cu fierul intră în componența sîngelui [5].
1.5. Alternative de valorificare a strugurilor
Datorită faptului că la fermentarea alcoolică se formează cantități ridicate de metanol, iar la macerație în vin trec antocieni cu diglicozide care prezintă un risc pentru sănătatea consumatorului, s-a redus considerabil cererea vinurilor din soiurile Vitis Labrusca, însă devine oportună obținerea din struguri a unor produse nealcoolice. În funcție de glucide, acizi organici, substanțe polifenolice, substanțe minerale, vitamine variabil pe durata coacerii, poate fi fabricat un sortiment larg de produse cum ar fi: acidulanți ”sucuri verzi”, produse alimentare cupajate [48, 49].
Aceste produse, pure sînt destinate, în primul rînd copiilor, bolnavilor, persoanelor în vîrstă și deasemenea tuturor celorlalți consumatori [4]. Valorificarea strugurilor pentru produse nonalcoolice are mai multe avantaje, de exemplu: aplicarea agrotehnicii ecologice, fapt ce permite obținerea unei materii prime optime din punct de vedere al siguranței alimentelor; sucurile și pireurile obținute din struguri nematurizați au un conținut mai ridicat de acizi organici și pot fi pasteurizate/sterilizate în regimuri mai lejere; pot fi obținute compoziții nutritive valoroase cu raport optim de glucide: acizi organici: substanțe polifenolice: substanțe minerale; sucurile mai acide pot fi limpezite și concentrate, obținîndu-se acidulanți naturali; poate fi obținut un sortiment nou de băuturi funcționale, nectare, paste, cupaje cu produse din fructe/pomușoare cu proprietăți nutriționale înalte; ”sucurile verzi” după conținutul optim de nutrienți posedă activități biologice curative [6, 12].
Fig.1.8. Sortimentul de produse alimentare noi din struguri de soiuri Vitis Labrusca [12]
1.6. Instrucțiune tehnologică de producere a sucului de struguri natural, limpezit și pasteurizat (elaborată și aprobată de Asociația de cercetare și producere „Nectar” 29.03.1990)
Tehnologia de fabricare a sucului din struguri se evidentiaza prin faptul, că sucul conține două săruri a acidului tartric, tartrat de calciu neutru și tartrat de caliu acid (piatra vînătă) care precipită la păstrare, afectînd aspectul exterior al produsului. Deaceia la fabricarea sucului din struguri se utilizează o astfel de tehnologie care va micșora probabilitatea de precipitare a sărurilor a acidului tartric. Dizolvarea pietrei de tartar în suc depinde de mărimea pH-ului, temperatură și prezența alcoolului sau altor acizi. În apă curată piatra de tartar se descompune pînă la 4,9 g/dm3, iar în soluție de 6% alcool-3,58 g/dm3. La adăugarea acidului malic sau acidului lactic solubilitatea crește, iar la adăugarea acidului tartric – se micșorează. Micșorarea pH este invers proporțională cu solubilitatea pietrei de vin [48].
Temperatura influiențează esențial solubilitatea pietrei de vin, influiența este direct proporțională, cu micșorarea temperaturii scade și solubilitatea. Dacă la temperatura de 15 °C în stare dizolvată se află 2,91 g/dm3 piatră de vin, atunci la micșorarea temperaturii la -2°C în soluție rămîne 1,5 g/dm3piatră de vin.
Cea mai utilizată tehnologie de obținere a sucului este tehnologia în două etape. La prima etapă de obține suc-semifabricat, care se păstrează timp de cîteva luni în condiții antimicrobiene și la temperatură scăzută. Pe perioada de pastrare are loc sedimentarea sărurilor și substanțelor coloidale, astfel are loc procesul de limpezire. În a doua etapă are loc prelucrarea semifabricatului limpezit în produs final. Această etapă poate să includă și alte procese de limpezire [48, 49].
Pentru producerea sucului de struguri conform instrucțiunii prezente se folosește următoarea materie primă: struguri proaspeți recoltați manual pentru prelucrare industrială la vin materie primă; struguri proaspeți recoltați manual pentru producere conserve GOST 28472; must de struguri natural, proaspăt stors, după filtrare grosieră sau limpezire; sucuri semifabricate din struguri; acid ascorbic; acid metatartric; acid sorbic; bentonită; diatomită; enzime pectolitice; apă potabilă, ce nu conține spori de microorganisme anaerobe în 100 cm3; gelatină alimentară. Nu se admite adaos de apă, zahăr, coloranți, conservanți și aromatizatori decît cele admise și indicate în instrucție.
Procesul tehnologic include următoarele etape tehnologice:
Recepție: se recepționează struguri copți, de calitatea superioară și calitatea I, fără semne de alterare și fermentare, ce corespund condițiilor tehnice cu conținut de substanțe uscate solubile nu mai puțin de 14%. Strugurii recepționați sînt aranjați în lăzi de lemn, curate conform GOST 13359 și GOST 17812 cu masa nu mai mare de 12 kg, într-un singur strat. Strugurii se direcționează la prelucrare industrială nu mai tîrziu de 6 ore după ce au fost culeși și transportați în lăzi nu mai tîrziu de 4 ore după cules pentru transportarea în containere. Se recepționează struguri și must după cantitativ și calitativ. Cantitatea se determică prin cîntărire, calitatea se determină conform cerințelor documentelor tehnice normative în vigoare.
Păstrare: Strugurii sunt păstrați pe suprafețe acoperite, în depozite bine aerisite sau în camere frigorifice. Termene de păstrare admise:
6 ore pe suprafețe de păstrare a materiei prime, inclusiv și timpul de transport;
3 zile în camere frigorifice la temperatura de 0,5˚C.
Sortare: Descărcarea lăzilor cu struguri se efectuiază cu descărcător mecanizat de lăzi, containerele sunt descărcate de platforme basculante, materia primă este recepționată în buncăr, de aici strugurii sînt direcționați la transportor cu bandă rulantă într-un singur strat, unde muncitorii sortează manual eliminînd boabe și strugurii alterați, atacați de dăunători, corpuri străine. Banda se deplasează cu viteza de 0,15 m/s.
Spălare: Strugurii se spală în mașini de spălat cu ventilator tip КУВ sau А9-КНБ-12 într-un singur strat pe transportor cu jet de apă potabilă, la presiunea de 196 kPa (2 atm) și temperatura între 18-22°C. După spălare apa de pe struguri se îndepărtează cu flux de aer orientat de sus în jos, creat de ventilatoare axiale, la presiunea de 13,3 kPa (1,3 atm).
Desciorchinare-zdrobire: mustul se obține la liniile complexe tip ВПЛ-1 ce includ operațiile de desciorchinare și zdrobire, nu se admite folosirea zdrobitorilor centrifuge. Strugurii sortați și spălați se direcționează la desciorchinător-zdrobitor tip Д4-И-ТБ, ВДГ-10 sau ВДГ-20 unde boabele sunt separate de ciorchini și respectiv zdrobite. Masa de boabe zdrobită este acumulată în vană, aflată în partea inferioară a mașinii, apoi este transferată cu ajutorul pompei tip ВДГН-10, ВДГН-20 în scurgător, unde se separă 50-60% must (răvac).
Presare: Masa zdrobită, scursă de răvac, se încărcă în presă pneumatică tip ГППД-1,7 și se supune presării, este obținută fracția I, apoi a II-a fracție. Fracțiile III și IV se direcționează la vinificare. Din răvac se produc sucurile de marcă, din amestec de răvac și fracția I se produc sucuri de calitate superioară, din amestec de fracții I și II se produc sucuri de calitatea I.
Curățare: Sucul stors și cel obținut de la presă se supun curățirii grosiere pentru eliminarea fracției de ciorchini, boabe nestrivite, particule mari de pulpă. Operația se realizează în flux la trecerea prin site cu diametrul orificiilor de 0,8-1,3 mm în separatoare de particule grosiere.
Separare: după curățare sucul este supus separării prin site cu diametrul orificiilor 0,5-0,8 mm, pentru a elimina particule mai mici de pulpă, ce se găsesc în lichid în formă de suspensie.
Sedimentare la temperaturi joase: Sucul este răcit în schimbătoare de căldură pînă la temperatura de 0±1°C și este transferat în rezervoare, instalate în spații reci cu temperatura aerului de la -1°C pînă la -3°C. Durata sedimentării este 18-24 ore. La final sucul este decantat, iar sedimentul rămas după decantare este încălzit în schimbătoare de căldură tubulare pînă la temperatura 96±2°C, este răcit pînă la 43±2°C, apoi este tratat cu preparate enzimatice ce conține complex de enzime pectolitice. Durata tratării cu preparate enzimatice nu trebuie să depășească 2 ore. Sucul filtrat este amestecat cu sucul decantat.
Normele de obținere a sucurilor din soiuri de struguri tip Izabella prevăd ca din materie primă să fie obținut 510 kg must, 280 kg suc sumă de fracții II și III, 3% pierderi, iar suma deșeurilor și pierderilor să nu depășească 49%. Sucul obținut este transmis la păstrare ca suc semifabricat.
Păstrare: Sucul semifabricat este păstrat în rezervoare în atmosferă de CO2 la temperatura aerului din încăpere de la -2°C pînă la -3°C. Presiunea în rezervor trebuie să fie minim 0,02 MPa. Sucul semifabricat poate fi păstrat și cu adaos de acid sorbic. Pentru aceasta circa 1000 litri de suc după separare grosieră este încălzit pînă la temperatura de 80-85°C și transferat în rezervor cu agitator, unde prin agitare continuă se adaugă o cantitate de 5-6 kg acid sorbic și se continuă amestecarea 5-10 min. pînă la dizolvarea lui definitivă. Sucul separat de particule grosiere este încălzit pînă la 35-40°C și direcționat în rezervor mai mare, dotat cu agitator, unde se adaugă soluția concentrată de acid sorbic în raport de 1 parte la 9 părți suc. După amestecare intensă timp de 10 min sucul este pasteurizat în schimbător de căldură tubular sau cu plăci la temperatura de 86-88°C timp de 20 sec, apoi răcit pînă la 30-35°C și direcționat la păstrare în rezervoare.
Limpezire: Cu acest scop sucul proaspăt filtrat sau sucul semifabricat după păstare este tratat cu preparate enzimatice, gelatină sau bentonită. Limpezirea artificială a sucului semifabricat este efectuată înainte de păstrare sau după, dacă nu a avut loc o autolimpezire sau nu a fost suficientă.
Sunt folosite preparate enzimatice pentru limpezirea sucului de struguri care posedă activitate pectolitică și proteolitică, pot fi fabricate numai cu activitate pectolitică, fie cu ambele activități. Cantitatea necesară calculată de preparat enzimatic se adaugă la o cantitate de suc de 3-4 ori mai mare, încălzită în prealabil pînă la 40-45°C. Se obține o suspensie care trebuie minuțios amestecată și lăsată 35-40 min. pentru activare, apoi este introdusă cu porții mici în toată cantitatea de suc destinat limpezirii, în prealabil pînă la aceeași temperatură de 40-45°C. Cantitatea necesară de gelatină se amestecă cu apă în raport 1:9 pentru umflare, apoi este amestecată cu o cantitate de suc nelimpezit de 100-150 dm3, volumul obținut este încălzit pînă la 35-40°C agitînd intens pînă la dizolvarea totală a gelatinei. După 2-3 ore, produsul este decantat de pe sediment și direcționat la următoarea operație tehnologică.
Bentonita este folosită în doze ce nu depășesc 5 g/dm3 sub formă de suspensie apoasă cu concentrația de 15-20 g/dm3. Pentru a pregăti 100 kg suspensie se ia 20 kg bentonită și se adaugă 80 litri de apă fierbinte. Suspensia este tratată cu abur fierbinte timp de 2-4 ore fără agitare, apoi este amestecată intens și lăsată 8-12 ore pentru umflare. Suspensia se amestecă cu o cantitate de 5 ori mai mare de suc, apoi amestecul suspensie-suc se introduce împreună cu toată cantitatea de suc prin amestecător în rezervor, instalat în spațiu răcit. După 20-30 ore de sedimentare, produsul este decantat și direcționat la prelucrarea ulterioară.
Cupajare: Pentru îmbunătățirea calităților aromatice și gustative, sucurile cu aromă slab exprimată sau cu conținut mic de substanțe uscate solubile, sau cu aciditate mai mare 1,2% se recomandă de fi cupajate cu suc ce posedă aromă și gust bine exprimate, conținut înalt de substanțe uscate și aciditate titrabilă scăzută.
Filtrare: Această operație asigură limpezire definitivă a sucului de struguri. Procesul este efectuat la temperaturi de 35-40°C la filtre-prese la presiuni de la 29 pînă la 147 kPa, dotate cu carton de filtrare marca T GOST 12290, sau la filtre cu tambur dotate cu strat de Kieselgur (diatomită).
Introducere acid ascorbic: La fabricarea sucului de struguri cu acid ascorbic, el se adaugă în rezervorul cu suc filtrat. Pentru o dizolvare uniformă este introdus sub formă de soluție de 5%, obținută prin amestecare praf de acid cu suc de struguri. După amestecare intensă timp de 5-7 min și verificare organoleptică, sucul este direcționat la ambalare. Cantitatea de acid ascorbic adăugat trebuie să fie de 100 mg la 100 g suc, consumul fiind de 1,025 kg la 1 tonă, deoarece se pierd 2,5%.
Ambalare și ermetizare: Înainte de ambalare borcanele de sticlă, cutiile de metal și capacele sunt spălate, clătite și tratate cu abur conform instrucției de tratare sanitară în vigoare.
Pasteurizare: Regimurile de pasteurizare a sucului de struguri în pasteurizatoare în flux continuu, respectiv în autoclave sunt prezentate în tabelele 1.3 și 1.4, regimurile pentru suc cu acid ascorbic sunt aceleași ca și pentru sucuri fără adaos de acest acid. După pasteurizare în autoclavă, borcanele sunt spălate, clătite, uscate, supuse controlului vizual, etichetate și ambalate în cutii de carton ondulat. Produsul este păstrat în depozit la 10-12°C.
Tabel 1.3. Regimuri de pasteurizare a sucului de struguri în instalații de pasteurizare-răcire cu funcționare în flux continuu
Tabel 1.4. Regimuri de pasteurizare a sucului de struguri în autoclave
Pasteurizarea asigură o bună deproteinizare a mustului și distrugerea enzimelor oxidative. Pentru pasteurizarea rapidă a sucului de struguri (must) se folosesc pasteurizatoare cu plăci și pasteurizatoare tubulare. Temperatura și durata de pasteurizare depind de gradul de aciditate a sucurilor, de procentul de zahăr și de natura și numărul de microorganisme. Tratamentul termic trebuie să fie ridicat în cazul unui număr mare de microorganisme termorezistente.
2. Materiale și metode
Pentru determinarea valorii nutritive a strugurilor soiurilor Vitis Labrusca în perioada de coacere și maturare se utilizează următoarele metode chimice: metode de determinare a acidității titrabile conform GOST 25555.0-82, metoda de determinare a substanțelor uscate solubile conform GOST 28562-90, metodă de dozare a acizilor organici din suc de struguri prin cromatografie lichidă de înaltă performanță (HPLC) conform Méthode générale OIV, metodă de dozare a glucidelor din suc de struguri prin cromatografie lichidă de înaltă performanță (HPLC) conform Resolution Oeno 23/2003.
2.1.Metoda de determinare a substanțelor uscate solubile conform GOST 28562-90 [7]
2.1.1. Colectarea
Colectarea probelor se efectuiază conform cerințelor GOST 26313, pregătirea probelor se efectuiază conform GOST 26671.
2.1.2. Aparate, materiale, reactive
Pentru a determina substanțele uscate solubile avem nevoie de următoarele aparate, materiale și reactive:
Refractometru, cu scară gradată în unități parte de masă de zaharoză, cu diviziunea 0,5% și limita erorii absolute de ±0,25%;
refractometru, cu scară gradată în unități ai indicelui de refracție, cu diviziunea nu mai mare de 0,001 și limita erorii absolute ±0,0002;
termometru de sticlă cu mercur tip TL-4 4B2 sau TL-4 4-A2 conform GOST 28498;
cîntar de laborator de uz general confom GOST 24104, cu limita maximă de cîntărire 200g și limita erorii admise ±0,7500 mg;
cîntar de laborator de uz general conform GOST 24104, cu limita maximă de cîntărire 1 kg și limita erorii admise ±10,00 mg;
centrifugă de laborator;
păhar GOST 25336 cu volumul 100, 150 sau 250 cm3;
pîlnie de laborator GOST 25336;
bețișor din sticlă chimică de laborator GOST 21400;
alcool etilic rectificat tehnic GOST 18300;
vată medicinală higroscopică GOST 5556;
hîrtie de filtru GOST 12026;
apă distilată GOST 6709.
2.1.3. Pregătirea probelor pentru încercări
2.1.3.1. Pregătirea probei produsului
Probele lichide, care nu conțin mari cantități de particule în suspensie, sînt folosite direct pentru încercări. Probele lichide care conțin mari cantități de particule în suspensie sînt filtrate prin cîteva straturi de hîrtie de filtru sau vată; primele porții de filtrat sînt aruncate, iar următoarele sînt folosite pentru încercări.Produsele de culoare închisă sînt diluate cu apă distilată, nu mai mult de două ori.
2.1.3.2. Pregătirea refractometrului pentru lucru
Înainte de lucru prisma refractometrului se șterge cu tifon sau vată, se umezește cu apă sau alcool, apoi se usucă. Funcționarea aparatului se verifică după indicele de refracție al apei distilate (1,334) la temperatura de 20,0±0,1˚C conform instrucției de exploatare.
2.1.4. Modul de lucru
2.1.4.1. Toate încercările se vor efectua la temperatura cuprinsă între 10 – 40 cînd se utilizează scara gradată în unități ai indicelui de refracție. În timpul determinărilor temperatura se va menține în limitele ± 0,5°C. Dacă condițiile de mai sus nu se pot menține atunci se conectează sistemul de termostatare a prismei refractometrului și se reglează debitul de apă. Temperatura soluției de încercare se aduce pînă la valoarea, care se deosebește de temperatura prismei refractometrului nu mai mult de ±2˚C.
2.1.4.2. Înainte de a efectuaia fiecare determinare, suprafețele prismelor se spală cu apă distilată sau cu alcool, se șterg cu vată sau tifon și se usucă. Pe suprafața prismei fixe de lucru se picură cantități mici (2-3 picături) de soluție de cercetare și imediat se acoperă cu prisma mobilă. Se luminează bine cîmpul vizual, cu ajutorul manetei de reglare se ajustează linia care separă zona întunecată de cea luminoasă în ocular, exact la intersecția diagonalelor, se citește valoarea indicelui de refracție ce corespunde liniei de separare. Se efectuează 2 determinări paralele.
2.1.5. Prelucrarea rezultatelor
2.1.5.1. Rezultatele determinărilor sînt ajustate la temperatura 20°C.
La determinări după scara părții de masă de zaharoză este utilizată tabelul corecțiilor de temperatură, indicată în tabelul 2.1. și anexa 1.
Tabelul 2.1.Corecția de masă de zaharoză la temperatura diferita de 20°C
Continuare tabelul 2.1.
La determinări după scara indicelui de refracție, indicele de refracție a soluției la 20˚C se calculează după formula:
n20D = ntD + K(t – 20)(2.1)
unde ntD – indice de refracție a soluției la temperatura t;
K – schimbare a indicelui de refracție a soluției la schimbarea temperaturii cu 1 ˚C;
K = 0,00013 ˚C-1
t – temperatura la care a fost efectuată determinarea, ˚C, 15˚ ≤ t ≤ 25˚C.
Transformarea valorilor ai indicelui de refracție n20Dcalculate în valori parți de masă substanțe uscate solubile (zaharoză) se efectuează utilizînd anexa 1.
Remarcă. Se va admite la determinări care nu cer precizie înaltă, de a fixa punctul zero al refractometrului și de a efectua determinările la una și aceeași temperatură, constantă în limitele ±0,5˚C; în acest caz corecția de temperatură în rezultatele determinării nu se introduce. Astfel valoarea erorii adiționale absolute poate să atingă 0,3%, la determinarea părții de masă a substanțelor uscate solubile la măsurări în diapazonul de temperaturi 15˚C – 40˚C și diapazon părți de masă substanțe uscate solubile 2% – 80%.
2.1.5.2. Dacă produsul a fost diluat cu apă, atunci partea de masă a substanțelor uscate solubile în produs, X, se calculează în procente după formula:
(2.2)
unde a – valoarea parții de masă a substanțelor uscate solubile, obținută pentru produs diluat cu apă, %;
m1 – masa apei adăugate, g;
y – partea de masă a substanțelor uscate insolubile în apă, din produs, %;
y = 0 – pentru produse lichide transparente de culoare închisă;
m2 – masa probei de produs, g.
Rezultatul este rotunjit pînă la prima cifră zecimală.
2.2. Metode de determinare a acidității titrabile conform GOST 25555.0-82 [8]
Prezentul standard este aplicat produselor de procesare a fructelor și legumelor și stabilește metodele de determinare a acidității titrabile: potențiometric – pentru toate produsele, vizual – pentru produse necolorate și de culoare deschisă.Pentru efectuarea încercărilor sînt utilizate reactive calificate „pure pentru analiză” și apă distilată, ce nu conține acid carbonic. Cu acest scop apa distilată trebuie să fie proaspăt fiartă și răcită sau neutralizată cu soluție de hidroxid de sodiu C(NaOH)=0,1 mol/dm3 pînă la nuanță slab-roză după fenolftaleină.
2.2.1. Colectarea și pregătirea probelor
Colectarea probelor se efectuiază conform GOST 26313, GOST 27853 și pregătirea probelor conform GOST 26671.
2.2.2. Metoda potențiometrică
2.2.2.1. Principiul metodei
Metoda se bazează pe titrarea potențiometrică a soluției de cercetare pînă la ph=8,1 cu soluție hidroxid de sodiu C(NaOH) = 0,1 mol/dm3. Limitele erorii relative probabile a determinării ΔN=ΔV=3%; P=0,95.
2.2.2.2. Aparate, materiale și reactive
Pentru a determina substanțele uscate solubile avem nevoie de următoarele aparate, materiale și reactive:
pH-metru sau ionometru universal cu eroarea măsurărilor nu mai mult ±0,05 în diapazonul pH de la 4 pînă la 9;
electrod de măsurare (de sticlă) și electrod de referință (clorură de argint sau calomel) sau electrod combinat;
cîntar de laborator de uz general cu caracteristici metrologice conform GOST 24104, cu cea mai mare limită de cîntărire pînă la 500g, clasa de precizie 4;
pompă cu jet de apă conform GOST 25336 sau pompă Komovski;
colbe GOST 1770, 1-250-2 sau 2-250-2;
pipete după documentația tehnică normativă 2-2-25 sau 2-1-25, 2-2-50 sau 2-1-50, 2-2-100 sau 2-1-100;
biurete după documentația tehnică normativă 1-2-25-0,1 sau 2-2-25-0,1 sau 3-2-25-0,1;
colbe conice GOST 25336, Кн-2-250-34 ТХС;
păhare GOST 25336, В-1-50 ТС, Н-1-100 ТС, В-1-250 ТС;
pîlnii de laborator GOST 25336, В-56-80 ХС sau В-75-140 ХС sau В-100-150 ХС;
bețișor din sticlă chimică de laborator GOST 21400;
hîrtie de filtru GOST 12026 sau vată medicinală higroscopică GOST 5556;
soluții tampon cu pH 4,01 și 9,18;
hidroxid de sodiu GOST 4328, soluție pentru titrare C(NaOH)=0,1 mol/dm3.
2.2.2.3. Pregătirea probelor pentru încercări
Într-o colbă conică cu volumul de 250 cm3 se transferă cantitativ cu apă firbinte, proba de produs cu masa de la 5,0 pînă la 50,0 g, prin pîlnie, în dependență de aciditatea presupusă. După care în colbă se toarnă apă cu temperatura 80±5˚C pînă la jumătate din volumul ei, se agită intens și se lasă 30 min, periodic agitînd. După răcire, conținutul colbei se transferă cantitativ într-o colbă cotată de 250 cm3 și se aduce pînă la cotă cu apă distilată. Colba se astupă cu dop, se amestecă bine conținutul și se filtrează prin hîrtie de filtru sau vată. Dacă produsul este lichid, proba de 50,0 g luată cu eroarea nu mai mare de ±0,1g, este transferată cantitativ cu apă, avînd temperatura camerei, în colbă cotată de 250 cm3, se umple cu apă pînă la cotă, se amestecă, apoi se filtrează.
Remarcă. Înainte de analiză probele de produs care conțin bioxid de carbon, sînt eliberate de CO2 prin creare de vacuum timp de 3-4 min cu ajutorul pompei cu jet de apă. Corectitudinea indicațiilor pH-metrului se verifică cu ajutorul soluțiilor tampon corespunzătoare.
2.2.2.4. Modul de lucru
a) Într-un păhar chimic se prelevează cu pipeta de la 25 pînă la 100 cm3 filtrat, obținut conform p. 2.2.3. Cantitate de filtrat se preia în așa fel încît la titrare să se consume nu mai puțin 6 cm3 soluție NaOH.
b) Filtratul luat conform p. a) este titrat prin agitare continuă cu soluție hidroxid de sodiu la început într-un tempou mai rapid – pînă la pH=6,0, apoi mai lent pînă la pH=7,0, după care titrarea se realizează în felul următor: concomitent se picură 4 picături de titrant, înregistrînd cantitatea consumată și valoarea pH. Titrarea este finisată prin adăugarea nu mai puțin 4 picături soluție hidroxid de sodiu după atingerea valorii pH=8,1.Cantitatea de soluție de hidroxid de sodiu, corespunzătoare fix valorii pH=8,1 este determinată prin interpolarea datelor titrării. Valorile pH, luate la interpolare, trebuie să fie între limitele 8,1±0,2.
2.2.2.5. Prelucrarea rezultatelor
Aciditatea titrabilă (X) recalculată la acidul predominant, în procente, este calculată după formula:
X=(V·C·M/m)×(V0/V1)×0,1 (2.3)
unde V – volumul de titrant soluție hidroxid de sodiu, consumat la titrare, cm3;
C – concentrația molară a soluției de titrant hidroxid de sodiu, mol/dm3;
m – masa probei, g;
M – masa molară, g/mol, egală pentru:
acid malic M(1/2 C4H6O3) = 67,0;
acid tartric M(1/2 C4H6O6) = 75,0;
acid citric M(1/3 C6H8O7 · H2O) = 70;
acid acetic M(C2H4O2) = 60,0;
acid succinic M(1/2 C2H2O4) = 45,0;
acid lactic M(C3H6O3) = 90,1;
V0 – volum, pînă la care a fost turnat în colba cotată cu probă, cm3;
V1 – volum de filtrat, luat la titrare, cm3.
Ca rezultat final al încercării se ia media aritmetică a rezultatelor a două determinări paralele, diferența relativă între ele nu trebuie să depășească 5% (P=0,95). Rezultatele se rotunjesc pînă la prima cifră zecimală.
2.2.3. Metoda vizuală
2.2.3.1. Principiul metodei
Metoda este bazată pe titrarea soluției de cercetare cu soluție de hidroxid de sodiu C(NaOH) = 0,1 mol/dm3 în prezența indicatorului fenolftaleină. Limitele erorii relative probabile ale determinărilor ΔN=ΔV=3%; P=0,95.
2.2.3.2. Aparate, materiale și reactive
Cîntar de laborator de uz general cu caracteristici metrologice conform GOST 24104, cu cea mai mare limită de cîntărire pînă la 500g, clasa de precizie 4.
Pompă cu jet de apă conform GOST 25336 sau pompă Komovski.
Colbe GOST 1770, 1-250-2 sau 2-250-2.
Pipete după documentația tehnică normativă 2-2-25 sau 2-1-25, 2-2-50 sau 2-1-50, 2-2-100 sau 2-1-100.
Biurete după documentația tehnică normativă 1-2-25-0,1 sau 2-2-25-0,1 sau 3-2-25-0,1.
Colbe conice GOST 25336, Кн-2-250-34 ТХС.
Păhare GOST 25336, В-1-50 ТС, Н-1-100 ТС, В-1-250 ТС
Pîlnii de laborator GOST 25336, В-56-80 ХС sau В-75-140 ХС sau В-100-150 ХС.
Bețișor din sticlă chimică de laborator GOST 21400.
Hîrtie de filtru GOST 12026 sau vată medicinală higroscopică GOST 5556.
Hidroxid de sodiu GOST 4328, soluție pentru titrare C(NaOH)=0,1 moli/dm3.
Picurătoare GOST 25336;
Fenolftaleină, soluție alcoolică cu partea de masă 10g/dm3.
2.2.3.3. Pregătirea pentru încercări
În colba conică de 250 cm3 este transferată cantitativ cu apă fierbinte, prin pîlnie, proba de produs cu masa de la 5,0 pînă la 50,0 g în dependență de aciditatea presupusă. Apoi în colbă se toarnă pînă la jumătate din volumul ei apă cu temperatura 80±5˚C, se agită intens și se lasă 30 min, periodic agitînd. După răcire, conținutul colbei se transferă cantitativ în colba cotată de 250 cm3 și se toarnă apă pînă la cotă. Se astupă cu dop, se amestecă bine conținutul și se filtrează prin hîrtie de filtru sau vată. Dacă produsul este lichid, proba de 50,0 g luată cu eroarea nu mai mare de ±0,1g, este transferată cantitativ cu apă, avînd temperatura camerei, în colbă cotată de 250 cm3, se umple cu apă pînă la cotă, se amestecă, apoi se filtrează.
Remarcă. Probele de produs care conțin bioxid de carbon, înainte de analiză sînt eliberate de CO2 prin creare de vacuum timp de 3-4 min cu ajutorul pompei cu jet de apă.
2.2.3.4. Modul de lucru
În colba conică se prelevează cu pipeta de la 25 pînă la 100 cm3 filtrat, pregătit conform 2.3.3. Se ia așa cantitate de filtrat încît la titrare să se consume nu mai puțin 6 cm3 soluție hidroxid de sodiu.În colba cu filtrat se adaugă 3 picături soluție fenolftaleină și se titrează cu soluție de hidroxid de sodiu prin agitare continuă pînă la obținerea nuanței roze, care nu dispare timp de 30 sec.
2.2.3.5. Prelucrarea rezultatelor
Aciditatea titrabilă (X) recalculată la acidul predominant, în procente, este calculată după formula:
X=(V·C·M/m)×(V0/V1)×0,1 (2.4)
unde V – volumul de titrant soluție hidroxid de sodiu, consumat la titrare, cm3;
C – concentrația molară a soluției de titrant hidroxid de sodiu, mol/dm3;
m – masa probei, g;
M – masa molară, g/mol, egală pentru:
acid malic M(1/2 C4H6O3) = 67,0;
acid tartric M(1/2 C4H6O6) = 75,0;
acid citric M(1/3 C6H8O7 · H2O) = 70;
acid acetic M(C2H4O2) = 60,0;
acid succinic M(1/2 C2H2O4) = 45,0;
acid lactic M(C3H6O3) = 90,1;
V0 – volum, pînă la care a fost turnat în colba cotată cu probă, cm3;
V1 – volum de filtrat, luat la titrare, cm3.
Ca rezultat final al încercării se ia media aritmetică a rezultatelor a două determinări paralele, diferența relativă între ele nu trebuie să depășească 5% (P=0,95). Rezultatele se rotunjesc pînă la prima cifră zecimală.
2.3. Metodă de dozare a glucidelor din suc de struguri prin cromatografie lichidă de înaltă performanță (HPLC) conform Resolution Oeno 23/2003 [9]
2.3.1. Domeniul de aplicare și principiul metodei
Această recomandare specifică o metodă de dozare a fructozei, glucozei și zaharozei în must și vin. Glucidele și glicerolul sînt direct dozate prin HPLC și detectați prin refractometrie.
2.3.2. Reactive și prepararea soluțiilor de reactive
Apă demineralizată;
Acetonitril – minimum de transmisie la 200 nm – puritate > 99%;
Metanol – puritate > 99%;
Etanol – puritate > 99%;
Fructoză – puritate > 99%;
Glucoză – puritate > 99%;
Zaharoză – puritate > 99%;
Glicerol – puritate > 99%;
Azot – puritate > 99%;
Heliu – puritate > 99%.
Prepararea soluțiilor de reactive
Apa demineralizată: este obținută prin filtrare pe membrană de celuloză 0,45 µm cu ajutorul unui sistem de filtrare;
Eluentul: cu ajutorul unui cilindru gradat cu suport, cu volumul de 1 litru, se prelevează 800 ml acetonitril într-un flacon de 1 litru, apoi 200 ml apă. Amestecul este degazat în permanență cu heliu. În cazul cînd sistemul funcționează în circuit închis (reîntoarcere eluant în flacon) amestecul este reînnoit în fiecare săptămînă.
2.3.3. Aparate și recipiente
Fiole conice de 100 ml; eprubete cilindrice de 100 ml; eprubete cilindrice de 50 ml; pipete automatice de 10 ml; conuri pentru pipete de 10 ml; fiolă gradată de 100 ml; cilindru de 1 litru; flacon de 1 litru; seringi de 20 ml și ace; seringi de 10 ml și ace; sistem de filtrare; port-filtre; membrană din celuloză, 0,45 µm; membrană din celuloză, 0,8 µm; membrană din celuloză, 1,2 µm; membrană din celuloză, 5,0 µm; prefiltre din celuloză; cartuș de filtrare din siliciu grefat de grupe octadecilate (de ex. sep pack c18;) peliculă parafilm; fiole conice de 10 ml;
Aparataj de cromatografie lichidă de înaltă performanță (în cazul nostru Agilent 1200)
Coloana cu alchilamină de 5 µm și dimensiuni 250×4,5 mm (Zorbax NH2) – păstrarea coloanelor: coloanele sunt umplute și testate cu hexan. Ele trebuie spălate cu 50 ml metanol, înainte de trece prin ele amestec acetonitril/apă în raport 80:20. Este demarat fluxul lichidului la debit mic 0,1 ml/min, apoi este mărit progresiv pînă la 1ml/min pentru a evita precipitarea fazei;
Detector refractometric – se clătește celula de referință 1 dată sau 2 ori pe zi (între 2 analize) cu eluent acetonitril/apă. Se așteaptă 15-20 min pentru ca pe ecranul monitorului, în fereastra ce arată starea on-line a instalației HPLC, linia de bază să fie stabilă (dreaptă). Se reglează linia zero al refractometrului.
Baie cu ultrasunet.
2.3.4. Modul de lucru
2.3.4.1. Pregătirea eșantioanelor
Filtrare
a) Se prelevează 25 ml de eșantion cu ajutorul unei seringi de 20 ml dotată cu ac și se filtrează prin membrane grupate în bloc 0,45 – 0,8 – 1,2 – 5 µm + prefiltru pentru must sau vin nelimpezit.
b) Sucul sau mustul se diluează de 5 ori. Se prelevează 20 ml cu ajutorul unei pipete automatice de 10 ml dotată cu con, se transferă în fiolă gradată de 100 ml. Se ajustează pînă la 100 ml cu apă demineralizată, se astupă fiola cu peliculă Parafilm și se omogenizează.
Eliminare compușilor fenolici
c) Sucul sau mustul este trecut prin cartuș de filtrare C18. Pregătirea cartușului de filtrare C18: este trecut în contrasens 10 ml de metanol, apoi 10 ml de apă demineralizată.
d) Trecere prin cartuș de filtrare C18.
Seringa de 10 ml se clătește cu 2 ml eșantion. Se prelevează aproximativ 9 ml eșantion. Se branșează cartușul C18 prin orificiul mic cu seringa de 10 ml, se trece sucul prin cartuș eliminînd primii 3 ml. Se iau cei 6 ml rămași într-o fiolă conică de 10 ml. Se clătește cartușul de filtrare C18 în contrasens cu 10 ml metanol, apoi cu 10 ml apă demineralizată după fiecare eșantion. În acest caz cartușurile pot fi reutilizate.
e) Curățare curentă
Seringile și acele sînt clătite cu apă demineralizată după fiecare eșantion. Port-filtrul este clătit cu apă caldă, apoi cu metanol se lasă să se usuce la aer.
2.3.4.2. Analiza
A. Condiții analitice
Fază mobilă: eluent isocratic acetonitril/apă în raport de volum 80:20;
Debit 1 ml/min
Volum injectat 20 µl
Detector refractometric cu parametri conform instalației
Durata unei analize este aproximativ 50 min
B. Etalonare externă
Amestec etalon sintetic compus din:
fructoză (3.3.5.) 10 g/l ± 0,01 g/l;
glucoză (3.3.6.) 10 g/l ± 0,01 g/l;
zaharoză (3.3.7.) 10 g/l ± 0,01 g/l.
Calculul factorilor de răspuns:
RFi = suprafața i/Ci
Unde: suprafața i – suprafața picului produsului prezent în soluția de calibrare;
Ci – cantitatea de produs prezent în soluția de calibrare.
2.3.5. Prelucrarea rezultatelor
Calculul concentrațiilor:
Ce = suprafața e/Rfi (2.5)
Unde: suprafața e – suprafața picului produsului prezent în eșantion;
Rezultatele sunt exprimate în g/l, dar trebuie ținut cont de diluțiile făcute.
Controlul rezultatelor se face prin metoda comparativă; racordare indirectă la masă, volum și temperatură. Martori sintetici și/sau de referință sînt intercalați printre eșantioane.
2.3.6. Limitele de detecție și de cuantificare
LD fructoză = 0,12 g/l;
LD gluoză = 0,18 g/l;
LQ fructoză = 0,4 g/l;
LQ glucoză = 0,6 g/l.
2.4. Metodă de dozare a acizilor organici din suc de struguri prin cromatografie lichidă de înaltă performanță (HPLC) conform Méthode générale OIV [10]
2.4.1 Principiul metodei
Acizii organici din suc de struguri, must și vin pot fi separați pe 2 tipuri de fază staționară: siliciu grefat cu octil și rășină shimbătoare de ioni. Acizii sunt detectați prin spectrofotometrie de absorbție în ultraviolet. Pentru dozarea acizilor tartric și malic este preferabil de utilizat separarea pe siliciu grefat cu octil, iar pentru acizii citric și lactic – separarea pe reșină scimbătoare de ioni. Dozarea acizilor este efectuată în raport la un etalon extern analizat în aceleași condiții. Această metodă permite, printre altele, o evaluare a conținutului în acizi șichimic, acetic, succinic și fumaric. Alte tipuri de coloane de asemenea permit o separare bună.
2.4.2. Aparate și materiale
Dispozitiv de filtrare din membrană de celuloză (diametrul porilor 0,45 µm).
Cartușe dotate cu siliciu grefat cu octadecil (filtru Sep pack)
Cromatograf în fază lichidă de înaltă performanță (de ex. Agilent 1200) echipat cu:
– injector cu buclă de 10 µl;
– dispozitiv de termostatare;
– detector spectrofotometru care permite măsuri ale absorbanței la 210 nm
(în cazul nostru instalația Agilent 1200 este dotată cu Detector Matrice Diodică (DAD))
– înregistrator și eventual integrator.
Condiții de lucru
Separare acizi tartric, malic, lactic, șichimic, succinic și fumaric:
2 coloane (de ex Zorbax Sax 250 mm lungime și 4,6 mm diametru interior) plasate în serie, umplute cu siliciu grefat cu octadecil, particule sferice cu diamtru de 5 µm;
fază mobilă eluent soluție acid sulfuric cu concentrația C(H2SO4) = 0,005 N;
debitul fazei mobile: 0,5 cm3/min;
temperatura: 20˚C
2.4.3. Reactive
Apă distilată, metanol distilat, acid tartric, acid malic, lactat de sodiu, acid șichimic, acetat de sodiu, acid succinic, acid citric, acid fumaric, acid sulfuric 0,1 N,
Soluție de referință compusă din:
acid tartric 5 g/l acid malic 5 g/l
lactat de sodiu 6,22 g/l acid șichimic 0,05 g/l
acetat de sodiu 6,83 g/l acid succinic 5 g/l
acid fumaric 0,01 g/l acid citric 5 g/l
2.4.4. Modul de lucru
2.4.4.1. Pregătirea soluției de lucru
Se spală în prealabil un cartuș cu 10 ml metanol apoi cu 10 ml apă. Proba de suc sau must este degazată, apoi filtrată prin membrană de celuloză 0,45 µm. Se prelevează 8 ml eșantion filtrat cu o seringă în prealabil clătită cu soluția eșantion, se cuplează la cartuș și se trece prin el. Sunt eliminate primii 3 ml și sunt recepționați cei 5 rămași (de evitat situația de a ajunge pînă la cartuș sec).
2.4.4.2. Pregătirea eluentului
Se ia 50 cm3 soluție acid sulfuric 0,1 N cu pipeta și se transferă în colba gradată de 1000 cm3 și se adaugă apă bidistilată pînă la cotă. Soluția se amestecă atent, apoi se filtrează prin cartuș cu fluorplast 0,45 µm și se degazează 15 min., cuplînd flaconul cu eluent la pompa cu jet de apă.
2.4.4.3. Cromatografie
Se injectează în cromatograf 10 µl de soluție de referință, apoi 10 µl de eșantion pregătit conform 4.4.1. Se repetă de 3 ori aceste injecții în aceeași ordine. Coloana Zorbax Sax separă acizii respectivi, spectrofotometrul măsoară absorbția la 210 nm și înregistratorul transmite informația primită sub formă de cromatogramă.
2.4.5. Calcule
2.4.5.1. Analiza calitativă
Acizii organici sunt separați în următoarea ordinea de eluție:
Acid citric → acid tartric → acid malic → acid succinic+acid șichimic → acid lactic → acid fumaric → acid acetic.
În tabelul de mai jos sunt date timpurile de retenție orientative pentru unii acizi organici cercetăți:
Tabelul 2.2.Timpul de retenție a acizilor
2.4.5.2. Analiza cantitativă
Integratorul din setul de programe ce deservesc instalația HPLC măsoară suprafața fiecărui pic și determină media a trei răspunsuri pentru soluția de referință și proba-eșantion pentru analiză. El calculează concentrațiile acizilor organici din eșantion utilizînd factorii de răspuns determinați pentru aceiași acizi în soluția de referință:
RFi = suprafața i/Ci unde suprafața i – suprafața picului produsului prezent în soluția de referință;
Ce = suprafața e/Rfi unde suprafața e – suprafața picului produsului prezent în eșantion;
Concentrațiile sunt exprimate în g/l pentru acizii tartric, malic, lactic, succinic și în mg/l pentru acizii citric, acetic, fumaric.
La calculul concentrațiilor trebuie ținut cont de diluțiile făcute.
Rezultate și discuții
Problema vinurilor de masă produse din soiurile Vitis Labrusca este una cu aspectul nutrițional și igienic prin acumulare în produs a unei cantități de alcool metilic mai mari în comparație cu vinurile produse din soiuri europene. Sursa principală de formare a alcoolului metilic este prezența pectinelor înalt metilate. S-au efectuat unele studii medicale și nutriționiste care demonstrează că prezența alcoolului metilic în majoritatea cazurilor provoacă mai des ceroza ficatului și perturbează metabolismul calciului în organismul unam.
De asemenea prezența esterului metilantranilat, care provoacă și conferă produselor fermentate arome și gust foxat sau de ”vulpe”, este un alt dezavantaj al vinurilor produse din soiurile Vitis Labrusca conferindu-le calități organoleptice slabe. Produsele fabricate din soiurile Vitis Labrusca se caracterizează printr-o capacitate sporită la oxidare, ceea ce duce deasemenea la degradarea proprietăților organoleptice și de formarea a produselor intermediare (peroxizi), ceea ce demonstrează cercetările efectuate în oenologie. Acestea participă la reacția de oxidare a moleculelor cum ar fi vitamina C și vitaminele din grupa B.
Reieșind din aceste date, o axă prioritară de diversificare a produselor din soiurileVitis Labrusca trebuie să fie producerea alimentelor cu excluderea proceselor de fermentare a mustului sau a boștinei.
Strugurii din soiurile Vitis Labrusca și derivații din struguri (sucurile, concentartele și a.) reprezintă o sursă importantă de componenți naturali valoroși pentru alimentația umană. Produsele derivate din struguri reprezintă un amestec original de glucide (glucoză și fructoză, acizi organici, polifenoli, acizi aminici), posedă proprietăși antioxidative sporite, nutriționale și curative. Aceste produse pot dezlocui de pe piață o mare cantitate de băuturi importate fabricate în baza diferitor substanțe de sinteză (coloranți, aromatizatori, edulcoranți). Datele statistice ne demonstrează că anual în Moldova consumatorii absorb aproximativ 5 tone de coloranți organici de sinteză, marea parte a lor fiind obținute prin distilarea produselor petroliere ori pe alte căi chimice. Acești coloranți sunt răspîndiți în industriile de producere a băuturilor răcoritoare, inghețatei, de cofetărie și de conserve. Majoritatea coloranților posedă un nivel de toxicitate sporită în unele cazuri au fost depistate proprietățile lor cancerogene. Diversificarea produselor din soiurile de struguri reprezintă o sarcină importantă din punct de vedere a nutriției, igienei alimentare și sănătății publice. Lucrările anterioare mărturisesc că strugurii din soiurile Vitis Labrusca pot fi cu succes utilizați la producerea diferitor produse.
Nu se pune la îndoială și faptul prelucrării materiei prime accesibile din punct de vedere cantitativ și economic (preț) în vederea diversificării și obținerii noilor produse originale cu valoare nutritivă importantă, evitînd cheltuielile suplimentare din bugetul de Stat, legate de conversia plantațiilor de soiuri Vitis Labrusca sau defrișarea lor completă. Concomitent, medicii nutriționiști și, deasemenea, consumatorii informați, sunt îngrijorați de pericolul care vine din urma consumului produselor fabricate cu utilizarea compușilor de sinteză (coloranți, aromatizatori). Dimpotrivă produsele obținute pe bază de struguri reprezintă doar beneficii pentru sănătatea consumatorilor. Proprietățile curative, prezența activității de P-vitamina contribuie la formarea proprietăților organoleptice și nutriționale excepționale ale produselor obținute la procesarea soiurilor de struguri Vitis Labrusca. Este cert și acel fapt că crearea noilor produse vor implica în cîmpul de muncă noi specialiști din diferite domenii cum ar fi tehnologi în domeniul industriei alimentare, nutriționiști, medici, lucrători calificați a întreprinderilor și vor permite majorarea randamentului de utilizare a capacităților de producere deja existente. Tehnologiile de obținere a noilor produse vor fi plasate exclusiv la întreprinderile din zonele de producere a strugurilor, folosind instalațiile existente și cadrele profesioniste. Cu dezvoltarea pieților de desfacere a produselor noi va spori activitatea unităților existente pentru a satisface cererile crescînde a consumatorilor. Dezvoltarea acestor produceri în zona rurală va contribui la ocuparea și evitarea emigrației forței de muncă calificate.
În sezonul anului 2014 s-au colectat struguri de soiuri „Vitis Labrusca” Izabella și Noah, în diferite etape de maturizare a acestora, de pe loturile de teren plasate în raionul Anenii Noi. Datorită climei moderat-continentale care se caracterizează prin iarnă blândă și scurtă, cu puțină zăpadă și vară caldă de lungă durată, cu o cantitate scăzută de precipitații. Condițiile climaterice nu în ultimul rînd influiențează procesul de maturizare a strugurilor și acumularea substanțelor nutritive.
Strugurii s-au recoltat începînd cu luna august cu o periodicitate de 5 zile, pînă în luna septembrie, astfel obținînduse 5 mostre. Din fiecare partidă de struguri proaspăt recoltați, în Laboratorul verificarea calității produselor alimentare, au fost obținute mostre de suc conform unui proces tehnologic simplu. După recepționare strugurii s-au inspectat și sortat, s-au spălat cu apă potabilă, sub presiunea apei de 1,2-1,3 atm., după care a urmat procesul de blanșarea timp de 2-3 min cu apă fierbinte la temperatura de . Strugurii blanșați au fost desciorchinați și zdrobiți, mustuiala obținută s-a tratat cu enzime pectolitice la temperatura de 40- timp de 10 min, apoi s-a presat. După presare sucul obținut s-a filtrat și deburbat. Tratarea termică s-a efectuat la temperatura de 85°C, durata fiind stabilită după tipul materiei prime: 20 min. pentru sucul obținut din struguri cu aciditate titrabilă 2,0-2,5% și 25 min. pentru cel obținut din struguri cu aciditate 1,2-2,0 %. După tratarea termică a urmat turnarea sucului fierbinte în borcane și ermetizarea lor cu capace Twist-off cu volum 380 și 560 mL.
Mostrele de suc au fost supuse aprecierii organoleptice și analizelor fizico-chimice în scopul determinării acizilor organici, glucidelor și substanțelor polifenolice.
Mostrele de suc care au fost obținute din strugurii nematurizați de soi Izabella și Noah (hibrizi, producători direcți de soi Vitis Labrusca) sunt prezente în tabelul 3.1.
Tabelul 3.1 Mostrele de suc din strugurii soi Vitis Labrusca
3.1. Indicii organoleptici
Aceste produse au fost supuse analizelor organoleptice și fizico-chimice. S-a efectuat analiza organoleptică a mostrelor de sucuri obținute din struguri soiuri Vitis Labrusca, de către comisia de degustare din cadrul Laboratorului, strugurii fiind recoltați în diferite faze de coacere. Rezultatele obținute sunt prezentate mai jos:
3.1.1. Sucuri din struguri soi Noah
Sucul obținut pe data de 15.08.2014 e limpede, avînd culoarea galbenă pai, cu ușoară opalescență. Gust acid, plăcut, agreabil, specific soiului. Aroma plăcută, slab exprimată, caracteristic soiului Noah. Este prezent și precipitat.
Sucul obținut pe data de 26.08.2014 este relativ limpede, de culoare galbenă intensă, cu opalescență medie. Gust acid-dulce, plăcut, agreabil, mai echilibrat. Aroma plăcută, exprimată, caracteristic soiului Noah. Precipitatul nu este bine structurat
Sucul obținut pe data de 01.09.2014 are o limpiditate medie, de culoare galbenă intensă, cu puțină opalescență. Gust dulce-acid, plăcut, agreabil, cu nuanță pronunțată de dulce. Aroma plăcută, bine exprimată, caracteristic soiului Noah.
3.1.2. Sucuri din struguri soi Izabella
Sucul obținut pe data de 15.08.2014 e limpede, de culoare roză, cu ușoară opalescență. Gust acid, mai intens decît cel din 15.08 obținut din soi Noah, agreabil, specific soiului. Aroma plăcută, slab exprimată, caracteristic soiului Izabela. Este prezent și precipitat
Sucul obținut pe data de 26.08.2014 e relaiv limpede, de culoare roză-roșie, cu opalescență medie. Gust acid-dulce, plăcut, agreabil, mai echilibrat. Aroma plăcută, exprimată, caracteristic soiului Izabella. Precipitatul nu este bine structurat.
Sucul obținut pe data de 01.09.2014 are limpiditate medie, este de culoare roză intensă, cu opalescență relativ intensă. Gust dulce-acid, plăcut, agreabil, aciditate moderată, cu nuanță pronunțată de dulce. Aroma plăcută, bine exprimată, caracteristic soiului Izabella.
Discuții. Comisia de degustare a menționat că cele mai reușite mostre conform indicilor organoleptici au fost sucuri din struguri soi Noah recoltați pe data 01.09.2011 și respectiv din struguri soi Isabella recoltați pe data 01.09.2011.
3.2. Indici fizico-chimici
Pentru mostrele sucurilor soi Izabella și Noah au fost determinați următorii indici fizico-chimici: substanțele uscate solubile, aciditatea titrabilă, glucoza și fructoza, acizii organici ca: acid malic, tartric și citric, substanțele polifenolice reprezentate de indicele de polifenoli totali.
Substanțele uscate solubile sînt indicate în tabelul 3.1, prezentat anterior.
3.2.1. Glucide prezente în suc de struguri
Cantitatea de glucoză și fructoză s-a determinat prin cromatografie lichidă de înaltă performanță (HPLC) prin intermediul metodei de determinare a glucidelor, adaptată la instalație, în conformitate cu Resolution Oeno 23/2003. Mostrele prelevate de suc a cîte 25 ml, s-au filtrat prin blocuri de filtre de 0,45-0,8-1,2-5 μm+prefiltru și s-au diluat de 5 ori prin omogenizare 20 ml suc cu 80 ml apă distilată în colbe cotate de 100 ml. Din fiecare soluție diluată de suc s-a luat cîte 9 ml și s-a trecut prin cartuș de filtrare, din care au fost transferați în eprubete de lucru ultimii 6 ml. Instalația Agilent 1200 a fost pusă în funcție fiind activat programul la calculatorul de comandă, ce dirijează procesul de separare prin cromatografie lichidă de înaltă performanță. Faza mobilă a constituit eluent isocratic acetonitril:apă în raport 80:20, viteza fluxului 1 ml/min, temperatura în coloană 20°C. Analiza cantitativă este efectuată de detectorul refractometric. Inițial se introduc cîte 10 μl soluții standard de fructoză, glucoză și zaharoză, toate avînd concentrația de 5 g/L. Apoi se introduc cîte 10 μl soluție de lucru pregătite din sucuri de struguri din diferite faze de coacere. În coloana Zorbax-NH2 150×4,5 a avut loc reținerea pe perioade determinate, specifice pentru fiecare substanță. La momentul ieșirii din coloană glucidele trec prin detectorul refractometric transmițînd semnalul indice de refracție la calculator. Ariile picurilor glucidelor prezente în suc au fost comparate cu ariile picurilor glucidelor prezente în soluțiile standard și fiind direct proporționale cu concentrațiile, au fost determinate cantitățile de fructoză, glucoză în sucuri.
Tabelul 3.2.Dinamica acumulării glucidelor în struguri soiuri Vitis Labruscala diferite etape de coacere
Evoluția glucidelor în struguri pe perioada de maturizare a acestora este prezentată pe figurile 3.1 și 3.2, glucoza și fructoza au fost determinate în mostrele de suc.
Figura 3.1. Acumulare fructoză și glucoză în struguri soi Noah
Figura 3.2. Acumulare fructoză și glucoză în struguri soi Isabella
Discuții. În strugurii de soi Noah fructoza și glucoza se acumulează în cantități aproape egale în dinamică practic liniară. Spre sfîrșit perioadei de maturizare se acumulează mai mult fructoză, fapt sesizabil prin îndulcire a sucului la analiza organoleptică.
Acumularea glucozei și fructozei în struguri este explicată prin procesul intens de fotosinteză în frunze și strugurii verzi cu fixare CO2 din aer și participarea apei absorbite din sol. În faza de creștere erbacee a strugurilor, din partea considerabilă de glucoză sunt sintetizați o parte de acizi organici, de macromoleculele ce conferă structura diferitor țesuturi vegetative, etc. O dată cu acumularea în struguri a tuturor substanțelor necesare se începe procesul de maturare urmatde mecanisme de transformare a lor în glucide, substanțe polifenolice, substanțe aromatice, vitamine, etc. Astfel, se presupune că în perioada de acumulare mai lentă a glucozei și fructozei de fapt demarează mecanismul de sinteză a substanțelor polifenolice, precursori fiind eritroza și acidul piruvic, care se formează tot din glucoză. O parte din acizi organici de asemenea sunt metabolizați în glucide.
Evoluția conținutului de glucide/substanțe uscate solubile este prezentată pe figurile 3.3 și 3.4
Figura 3.3. Dinamica acumulării glucidelor și substanțelor uscate solubile
în strugurii de soi Noah
Figura 3.4. Dinamica acumulării glucidelor și substanțelor uscate solubile în strugurii de soi Izabella
Discuții. Putem observa că substanțele uscate solubile sînt reprezentate în majoritate de glucide, la începutul coacerii avem și conținut vizibil de acizi organici, în principal acizii tartric și malic, spre sfîrșit substanțele solubile din struguri sunt formate aproape în totalitate din glucoză și fructoză.
3.2.2. Aciditatea titrabilă
În mostre de sucuri de struguri s-a determinat indicele pH și aciditatea titrabilă exprimată în conținut de acid tartric. Mostrele de suc în volum de 50 ml au fost transferate cantitativ cu apă, la temperatura camerei în colbe cotate de 250 cm3, s-au umplut cu apă pînă la cotă, s-au amestecat, apoi s-au filtrat. Volum de 10 cm3 de fiecare soluție filtrată de suc a fost titrată cu soluție alcalină NaOH 0,1 N. Altă serie de soluții filtrate de suc de struguri au fost folosite la determinarea indicelui pH la pH-metru în diapazon 1-4 unități pH.
Rezultatele obținute sunt prezentate în tabelul 3.4.
Tabelul 3.3. Dinamica pH și aacidității titrabile în sucuri obținute din struguri soi Vitis Labrusca la diferite etape de coacere
Evoluția acidității titrabile în struguri pe perioada de maturizare a acestora este prezentată pe figurile 3.5 și 3.6.
Figura 3.5. Variația acidității titrabile în suc de struguri soi Noah și Izabella pe perioada coacerii
Discuții: Se poate observa o descreștere practic liniară la soiul Noah și mai intensă la soiul Isabella între 26.08 și 01.09, apoi lentă între 01-05.09. Probabil, fenomenul are loc ca consecință a metabolizării parțiale a acidului malic în glucoză și fructoză, consum de acizi malic și tartric la respirație în struguri pe durata coacerii și o parte sînt captați de cationii de potasiu, calciu, sodiu, ce provin din sol odată cu fluxul de apă în plantă preponderent. Evident cu cît temperaturile în perioada estivală sînt mai mari, cu atît aciditatea titrabilă diminuează mai mult.
3.2.3. Acizi organici prezenți în suc de struguri
Conținutul de acizi malic, tartric și citric s-a determinat prin cromatografie lichidă de înaltă performanță (HPLC) utilizînd metoda de determinare a acizilor organici, adaptată la instalație, în conformitate cu Metoda Generală OIV.
S-au prelevat mostre de sucuri a cîte 20 ml, au fost degazate, apoi filtrate prin membrană de celuloză de 0,45 μm+prefiltru. S-au luat cîte 8 ml de fiecare soluție de suc și s-a trecut prin cartuș de filtrare, din care au fost transferați în eprubete de lucru ultimii 5 ml. A fost pornită instalația Agilent 1200 și activat programul la calculatorul de comandă, ce dirijează procesul de separare prin cromatografie lichidă de înaltă performanță. Faza mobilă a constituit eluent soluție de acid sulfuric de , viteza fluxului 0,5 ml/min, temperatura în coloana cromatografică 20°C. Analiza cantitativă este efectuată de detectorul matrice cu diode (DAD) la lungimi de undă 192, 208 și 210 nm. Inițial s-au introdus cîte 10 μl soluții standard de acid malic, acid tartric și acid citric. Concentrațiile soluțiilor standard au fost : acid malic 0.8 g/l, acid tartric 2,5 g/l, acid citric 0,6 g/l. Apoi au fost introduse cîte 10 μl soluții de lucru pregătite din sucuri de struguri din diferite faze de coacere. În coloana cromatografică Zorbax Sax 250×4,6 mm a avut loc reținerea acizilor pe perioade determinate, specifice pentru fiecare substanță. La momentul ieșirii din coloană glucidele treceau prin detectorul matrice cu diode și era transmis semnal absorbanță la lungimi de undă 192, 208, 210 nm spre calculator. Ariile picurilor acizilor prezenți în suc au fost comparate cu ariile picurilor acizilor prezenți în soluțiile standard și fiind direct proporționale cu concentrațiile, au fost determinate cantitățile de acizi tartric, malic și citric. Datele obținute sunt prezentate în tabelul 3.3.
Tabelul 3.4. Dinamica diminuării acizilor organici în struguri soiuri Vitis Labrusca la diferite etape de coacere
Dinamica metabolizării acizilor organici în struguri pe perioada de maturizare a acestora este prezentată pe figurile 3.6 și 3.7.
Figura 3.6. Dinamica diminuării acizilor organici în strugurii de soi Noah
Figura 3.7. Dinamica diminuării acizilor organici în strugurii de soi Izabella
Discuții. La ambele soiuri observăm diminuarea concentrațiilor de acizi organici în sucul de struguri. La soiul Noah dinamica reducerii în cantitate a acizilor malic, tartric și citric pe toată durata au formă aproape liniară pentru fiecare. Conținutul de acid malic scade aproape de 2 ori, evident diminuarea e mai intensă decît cea a acidului tartric, a cărui conținut scade aproape cu 1/3. Conținutul de acid citric de asemenea scade aproape de 2 ori.
La soiul Isabella cantitatea de acid malic scade intens, aproape de 2,5 ori, ca urmare scăderea este mai lentă; cantitatea de acid tartric scade intens aproape de 2 ori, pe următoarea perioadă scăderea are ritm mai lent; cantitatea de acid citric scade similar acidului tartric, aproape de 2 ori.
Acizii menționați se acumulează intensiv în struguri în perioada de creștere ierbacee.
În procesul de fotosinteză se formează glucoza, care este transformată apoi în acid piruvic, acesta prin beta-carboxilare trece în acid malic sau prin intermediul acidului oxaloacetic trece tot în acid malic. Acidul se formează în strugurii verzi și în frunze, din care o parte migrează spre struguri. El constituie o rezervă de energie necesară proceselor biochimice. De aceea conform diagramelor vedem o acumulare intensivă a glucozei și fructozei cînd acidul malic diminuează intensiv.
Acidul tartric se formează la fel din glucoză dar prin intermediul acidului ascorbic, se acumulează în strugurii verzi și în frunzele tinere, de unde o parte migrează spre struguri. La maturare cantitatea lui în struguri scade, deoarece este neutralizat de ionii de K+ și Ca2+, o parte migrează spre rădăcini, o parte participă la respirație cu eliberare de energie, de asemenea o mică parte poate să participe la reacții biochimice complexe cu formarea substanțelor aromatice. Din diagrame vedem că acumularea intensă a glucozei și fructozei coincide cu perioada intensă de diminuare a acidului tartric, de aceea presupunem că o parte din el este transformat în glucoză. De asemenea o cantitate însemnată de acid este neutralizată de ionii de potasiu și calciu ce migrează din sol odată cu apa, formînd tartrați.
Acidul citric din struguri provine de la migrația dinspre rădăcini, unde s-a format din glucide prin glicoliză și o parte din ciclul Krebs.
3.2.4. Indice zahăr/acid
Pe baza rezultatelor obținute privind conținutul total de glucide și aciditatea titrabilă, a fost determinat indicele zahăr/aciditate în mostrele de sucuri soi Noah și Izabella (tabel 3.5).
Tabelul 3.5. Indicele zahăr/aciditate în sucuri obținute din struguri soiuri Vitis Labrusca
Evoluția indicelui zahar/aciditate titrabilă în struguri pe perioada coacerii acestora este prezentată pe figurile 3.8 și 3.9.
Figura 3.8. Variația indicelui zahăr/acid în suc soi Noah pe durata coacerii
Figura 3.9. Variația indicelui zahăr/acid în suc soi Izabella pe durata coacerii
Discuții. Observăm o creștere practic liniară a indicelui zahăr/acid la soiul Isabella și un pic mai intensă la soiul Noah între 01.09 și 05.09, fapt datorat acumulării glucozei și fructozei, și diminuării conținutului de acizi tartric, malic și citric.
Din punct de vedere organolepticele mai bune, sunt sucurile de struguri ce au acest indice cuprins între 18 și 27. Scopul principal al acestui studiu este de a aprecia produsul cu conținut mai ridicat de acizi organici. Astfel, mostra de suc soi Noah cu indice 14,0 din 01.09 și mostrele de suc Izabella cu indicii 13,0 respectiv 16,1 din 01.09 și 05.09 au fost alese de Comisia de degustare a Laboratorului ca cele mai optime după raportul dintre conținutul de glucide și aciditate. Mostrele au gust dulce-acid plăcut, culoare caracteristică soiului, aromă bine exprimată, dar nu intensă. Sucurile cu asemenea proprietăți poate fi consumate proaspete sau folosite în cupaj cu sucuri mai dulci ce nu posedă suficientă aciditate.
Sucurile de struguri ce au indice zahăr-acid între 5 și 10 pot fi folosite ca acidifianți la prepararea bucatelor, la prepararea sosurilor, la marinarea produselor din carne.
3.2.5. Substanțe polifenolice în suc de struguri
A fost studiată evoluția substanțelor fenolice pe perioada coacerii strugurilor soi Noah și Izabellla. Folosind metoda de determinare cu reactivul Folin-Ciocalteu a fost determinat indicele de polifenoli totali (IPT). Pentru aceasta s-a pregătit soluția standard de tanină de 0,03 g/dm3 apoi au fost obținute 6 soluții de calibrare cu concentrații 0,3; 0,6; 1,5; 3; 6; 7,5 mg/dm3, la fiecare colbă pînă la aducerea la cotă cu apă distilată fiind adăugate 1 cm3 reactiv Folin-Ciocalteu și 10 cm3 soluție Na2CO3 de 20%. Soluțiile au fost agitate și lăsate pe 30 min. Ca soluție de control a servit soluția apoasă de tanină de 0,3 mg/dm3 fără reactiv. Soluțiile au fost analizate la spectrofotometru dotat cu program de asistență Spekol, măsurînd absorbanța la 630 nm. Reeșind din rezultatele obținute a fost construit graficul de calibrare. Mostrele de suc au fost filtrate, apoi din fiecare s-a prelevat 1 cm3 suc și s-a transferat în colbe de 100 cm3, apoi s-a adăugat respectiv cîte 1 cm3 reactiv Folin-Ciocalteu și cîte 10 cm3 soluție Na2CO3 de 20%. Mostrele au fost agitate, lăsate pe 30 min, apoi a fost analizate la spectrofotometru la 630 nm, măsurînd absorbanța. Utilizînd graficul de calibrare, programul de asistență Spekol calculat concentrația de substanțe polifenolice în raport cu tanină, comparînd absorbanțele soluțiilor de calibrare cu cele ale mostrelor de suc. Rezultatele obținute sunt prezentate în tabelul 3.6, iar pe figura 3.11 este dată reprezentarea grafică.
Tabelul 3.6. Evoluția substanțelor polifenolice în struguri soiuri Vitis Labrusca
Figura 3.10. Evoluția substanțelor polifenolice în struguri soiuri Vitis Labrusca
Discuții. Conform datelor din tabelul 3.6. și figurii 3.10. se observă că substanțele polifenolice practic nu se acumulează la începutul perioada, începînd de la 26.08 are loc o creșere lentă, la soiul Isabella creșterea este de 2,5 ori mai mare totuși, și în perioada 01.09-05.09 tot la acest soi se observă o acumulare intensă, datorată preponderent substanțelor colorante (antociani în majoritate).
Strugurii de soi hibrid producător direct Isabella conține antocianozide diglucozilate în cantități mai mari decît cei de soiuri europene, în faza de maturitate deplină. Reglementările OIV limitează prezența diglicozidului malvina la maximum 5 mg/L în vinuri. Ținînd cont de faptul că sucul din struguri soi Isabella a fost obținut prin stoarcere, din diferite faze de coacere, n-a avut contact cu pielița mult timp și condiții favorabile de migrare a substanțelor colorante ca în cazul fermentării alcoolice la producerea vinurilor roșii, presupunem că mostrele de suc obținute din struguri recoltați pe 01.09 și 05.09 nu conțin antocianozide diglucozilate în cantități ce ar prezenta risc. Spre sfîrșitul perioadei de maturizare a strugurilor acumularea lor devine mai lentă. Temperaturile ridicate influențează pozitiv formarea în abundență a substanțelor polifenolice.
Concluzii
A fost efectuat studiul informațional privind sinteza acizilor malic și tartric în struguri, au fost prezentate mecanismele biochimice ce arată vădit că ei se formează din glucoză în faza de creștere erbacee, de asemenea a fost atrasă atenția și asupra formelor de metabolizare a lor.
Au fost studiate tehnologiile clasice de fabricare a sucului de struguri și au fost evidențiați parametrii necesari la producere și regimurile de pasteurizare/sterilizare. Au fost prezentate cerințele privind indicii de calitate a sucului de struguri natural, conform condițiilor tehnice stipulate în documentul normativ GOST 25892-90.
S-a prezentat informația privind valoarea nutritivă și activitățile biologice ale substanțelor polifenolice a sucului de struguri care au efect benefic pentru sănătatea organismului uman.
S-au însușit metode chimice și fizico-chimice performante pentru analiza substanțelor organice din sucuri și băuturi în condiții de laborator: spectrofotometrie și cromatografie lichidă de înaltă performanță cu prelucrarea datelor asistată de calculator, pH-metrie.
S-au colectat struguri de soiuri „Vitis Labrusca” tip Izabela și Noah din 4 date diferite a perioadei de coacere, în condiții de laborator din mostrele respective s-au produs partide experimentale de suc, conform unei scheme tehnologice care nu diferă esențial de tehnologiile clasice industriale. Mostrele de suc au fost supuse încercărilor. Cu ajutorul cromatografiei lichide de înaltă performanță a fost determinat conținutul de acizi organici – malic, tartric, citric și de glucide – glucoză, fructoză; cu ajutorul spectrofotometriei a fost stabilit indicele de polifenoli totali.
În baza rezultatelor experimentale obținute a fost determinat cum variază principalii componenți din struguri soiuri Izabela și Noah pe durata coacerii, ea nu diferă de cea caracteristică soirilor europene. Acizii malic, tartric și citric diminuează. Acidul malic este metabolizat în glucoză, dar participă și la respirație; acidul tartric este neutralizat de ionii de K+ și Ca2+, parțial se transformă în glucoză, migrează spre rădăcini și de asemenea participă la respirație. Glucoza și fructoza se acumulează atît prin proces de fotosinteză cît și parțial prin metabolizarea acizilor malic și probabil tartric. Acumularea glucidelor e mai lentă cînd o parte din ele servesc ca precursori pentru sinteze complexe ale substanțelor polifenolice, ce se acumulează abundent la soiul Izabela în perioada 07.09-16.09.
S-a efectuat analiza organoleptică a sucurilor fabricate din soiurile Izabela și Noah și s-a observat că au gust dulce-acid plăcut, aromă bine exprimată și aspect exterior optim mostrele cu indice zahăr/acid în limitele 13,0-16,0; aceste mostre corespund cerințelor de a obține produse nonalcoolice din struguri, cu aciditate mai pronunțată, ele pot fi folosite la cupajarea băuturilor de fructe, pentru preparate culinare, la marinarea produselor din carne.
Bibliografie
Constantinescu, Gh. și colab., 1970 – Ampelografia R.S.R., vol. I – VIII, Editura Academiei R.S.R., București.
Cotea V.D., Zănoagă C.V., Cotea V.V. Tratat de oenochimie, Ed. Academiei Române, București, vol.I, 2009, 686 p.
Cotea V.D., Zănoagă C.V., Cotea V.V. Tratat de oenochimie, București, Vol.2, Ed. Academiei Române, 2009, 750 p.
Duca M. Fiziologie vegetală. Chișinău: Știința, 2006. 288 p.
Instrucțiune tehnologică de producere a sucului de struguri natural, limpezit și pasteurizat (elaborată și aprobată de Asociația de cercetare și producere „Nectar” 29.03.1990)
GOST 25892-83. Suc de struguri natural, limpezit și pasteurizat. Condiții tehnice.
GOST 28562-90. Produse procesate din fructe și legume. Metodă refractomtrică de determinare a substanțelor uscate solubile.
GOST 25555.0-82. Produse procesate din fructe și legume. Metode de determinare a acidității titrabile.
Metodă de dozare a glucidelor din suc de struguri prin cromatografie lichidă de înaltă performanță (HPLC) conform Resolution Oeno 23/2003.
Metodă de dozare a acizilor organici din suc de struguri prin cromatografie lichidă de înaltă performanță (HPLC) conform Méthode générale OIV.
O.I.V., 1983 – Code des caractéres desriptifs des variétés et espéces de Vitis.
”Pomicultura, Viticultura și Vinificația” nr.2, 2012 E. Iorga, T. Achimova, R. Golubi ” Alternative de valorificare a strugurilor de soiurile Vitis Labrusca”.
Standard moldovean SM 84. Struguri proaspeți recoltați manual destinați prelucrării industriale. Chișinău: Departamentul Moldovastandard, 1995. 34 p.
Standard moldovean SM 153. Struguri de masă. Condiții tehnice. Chișinău: Departamentul Moldovastandard, 1997. 26 p.
V. Perstniov, V. Surgugiu, E. Moroșan, V. Corobca ”Viticultura„ p. 15, Chișină, 2000.
V. Sverdlic, B. Gaina – Evaluarea potențialului de obținere a produselor viti-vinicole ecologice/biologice în condițiile Moldovei, AȘM ”Unologie și oenologie” monografie, Chișinău, 2006.
Kuniu D. Stoev ”Fiziologia viței de vie”, editura ”Cerens”.
AMERINE M. A., WINKLER A. J., Maturity studies with California grapes. III. The acid content of grapes, leaves and stems. Proc. Am. Hort. Sci. 71, 1958.
P. J. Hardy “Metabolism of Sugar and Organic Acids in Immture Grape Berries”, Plant Physiologis, september 8, 1968.
LOEWUS F. A., STAFFORD H. A., Observations on the incorporation of C14 into tartaric acid and the labeling patern of D-glucose from an excited grape leaf administered L-ascorbic acid-6-C14, Plant Physiology 33, 1958.
Ribereau-Gayon P., 1989 – The anthocyanins of graoes and wines. Academic Press, London, 209-244.
Ribéreau-Gayon P., DubourdieuD., Donèche B., Lonvaud A., Traité d'OEnologie .Chimie du vin. Stabilisation et traitements. Paris, Ed. Dunod, 1998, 750 p.
Ribéreau-Gayon P., Glories Y., Maujean A. et Dubourdieu D. Traité d'oenologie. Vol. 2. Chimie du vin. Stabilisation et traitements. Dunod, Paris, 2004. 820 p.
RUFFNER H. P., POSSNER D., BREM S., RAST D. M., The physiological role of malic enzyme in grape ripening, Planta 160, 1984.
Ribéreau-GayonJ.,Peynaud E.,Ribéreau-GayonP., Sudraud P. Traité d'oenologie, Vol. 3. Sciences et techniques du vin. Vinifications, transformations du vin, Dunod, Paris, 1976, 520 p.
KLIEWER W. Mark, Sugar and Organic Acids of Vitis Vinifera, Journal Plant Physiology N 41, 1966.
KLIEWER W. M., LAKSO A. N., The influence of temperature on malic acid metabolism in grape berries, Plant Physiology 56, 1975.
LOEWUS F. A., Biosynthesys and metabolism of ascorbic acid in plants and analogs of ascorbic acid in fungi, Phytochemistry 52, 1999.
MEYNHARDT J. T., Biosynthesis of dicarboxilic acids through carbon dioxide fixation by an enzyme extract of Barlinka grape berries, South Africa Journal of Agricultural Science 8, 1965.
VICKERY H. B., PALMER J. K., The metabolism of the organic acids of tobacco leaves. VII. Effect of culture of excited leaves in solutions of (+)-tartrate. J. Biol. Chem. 207, 1954.
SAITO K., KASAI Z., Conversion of L-ascorbic acid to L-idonic acid, L-idono-lactone and 2-keto-L-idonic acid in slices of immature grape. Plant and Cell Physiology, 1982.
XIA En-Qin, DENG Gui-Fang, GUO Ya-Jun, Li Hua-Bin, Biological Activities of Polyphenols from Grapes, International Journal of Molecular Sciences, 11, 2010.
JUNG K., WALLIG M., SINGLETARY K., Purple grape juice inhibits 7,12-dimethylbenz-(a)-anthracene (DMBA)-induced rat mamary tumorigenesis and in vivo DNBA-DNA adduct formation, Cancer Lett., 233, 2006.
RIVERO-PEREZ M. D., MUNIZ P., GONSALEZ-SANJOSE M. L., Contribution of anthocianin fraction to the antioxidant properties of wine, Food Chem. Toxicology, 46, 2008.
AUGER C., TEISSEDRE P. L., GERAIN P., LEQUEUX N., BORNET A., SERISIER S., BESANCON P., CAPORICCIO B., CRISTOL J.P., ROUANET J.M., Dietary wine phenolics catechin, quercetin, and resveratrol efficiently protect hypercholesterolemic hamsters against aortic fatty streak accumulation, Journal of Agricultural and Food Chemistry, 53, 2005.
PINELLO M., RUBILAR M., SINEIRO J., NUNEZ M. J., A thermal treatment to increase the antioxidant capacity of natural phenols: catechin, resveratrol and grape extract cases., European Food Research Technology, 221, 2005.
SPRANGER I., SUN B., MATEUS A. M., DE FREITAS V., RICARDO-DA-SILVA J., Chemical characterization and antioxidant activities of oligomeric and polimeryc procyanidin fractions from grape seeds, Food Chemistry, 108, 2008.
SOOBRATEE M. A., NEERGHEENA V. S., LUXIMON-RAMMAA A., ARUOMAB O.I., BAHORUNA T., Phenolics as potential antioxydant therapeutic agents: Mechanism and actions, Mut. Res. Fund. Mol. Mech. Mutagen., 579, 2005.
CASTILLA P., ECHARRI R., DAVALOS A., CERRATO F., ORTEGA H., TERUEL J.L., LUCAS M. F., GOMEZ-CORONADO D., ORTUNO J., LASUNCION M. A., Concentrated red grape juice eserts antioxidant, hypolipidic and antiinflamatory effects in both hemodialisys patients and healthy subjects, Am. J. Clin. Nutr., 84, 2006.
QIAN Y. P., CAI Y. J., FAN G. J., WEI Q. Y., YANG J., ZHENG L. F., LI X. Z., FANG J.G., ZHOU B., Antioxidant-based lead discovery for cancer chemoprevention: the case of resveratrol, J. Med. Chem., 52, 2009.
А. М. Негрули, Л. Н. Гордеева, Т. Н. Калмыкова „Ампелография с основами виноградорства”, Москва – вышая школа, 1979.
Грозова В.М. Накопление, локализация и превращение углеводов в тканях виноградной лозы. В: Физиологические основы адаптации многолетних культур к неблагоприятным факторам среды. Кишинев: Штиинца, 1984, 193-203.
Жакотэ А.Г. Хлорофилл. В: Энциклопедия виноградарства, т. 3. Кишинев: Молд. Сов. Энциклоп., 1986, с. 377.
Колесник Л.В.Виноградарство. Кишинѐв: Картя Молдовеняскэ, 1968. 439 с.
Мартин А.Г. Вызревание побегов. В: Энциклопедия виноградарства, т. 1. Кишинев: Молд. Сов. Энциклоп., 1986, с. 284.
Морозова Г.С. Виноградарство с основами ампелографии. Москва: Агропромиздат, 1987. 253 с.
Савин Г.А. Интродукция растений. В: Энциклопедия виноградарства, т. 2. Кишинев: Молд. Сов. Энциклоп., 1986, с. 463-464.
Самсонова А. Н., Ушева В. Б. «Фруктовые и овощные соки» Техника и технология, издательство Агропром, 1990, 287 с.
Сборник технологических инструкций по производству консервов, том 2, «Консервы для детского и диетического питания – консервы фруктовые, быстроразмороженные продукты», Москва – пищевая промышленость, 1977.
„Analiza HPLC a compușilor fenolici din produse obținute din struguri” http://www.slideshare.net.
”Evaluarea conținutului de zahăr în must”, http://scribd.com .
National Grape Registry. [On-line] USA. http://www.ngr.ucdavis.edu (цит. 2.06.2009).
„Soiuri de vița de vie cultivate în Moldova” http://wine.md.
Serviciul Hidrometeorologic de Stat [On-Line]. www.meteo.md (цит. 05.01.2009).
Bibliografie
Constantinescu, Gh. și colab., 1970 – Ampelografia R.S.R., vol. I – VIII, Editura Academiei R.S.R., București.
Cotea V.D., Zănoagă C.V., Cotea V.V. Tratat de oenochimie, Ed. Academiei Române, București, vol.I, 2009, 686 p.
Cotea V.D., Zănoagă C.V., Cotea V.V. Tratat de oenochimie, București, Vol.2, Ed. Academiei Române, 2009, 750 p.
Duca M. Fiziologie vegetală. Chișinău: Știința, 2006. 288 p.
Instrucțiune tehnologică de producere a sucului de struguri natural, limpezit și pasteurizat (elaborată și aprobată de Asociația de cercetare și producere „Nectar” 29.03.1990)
GOST 25892-83. Suc de struguri natural, limpezit și pasteurizat. Condiții tehnice.
GOST 28562-90. Produse procesate din fructe și legume. Metodă refractomtrică de determinare a substanțelor uscate solubile.
GOST 25555.0-82. Produse procesate din fructe și legume. Metode de determinare a acidității titrabile.
Metodă de dozare a glucidelor din suc de struguri prin cromatografie lichidă de înaltă performanță (HPLC) conform Resolution Oeno 23/2003.
Metodă de dozare a acizilor organici din suc de struguri prin cromatografie lichidă de înaltă performanță (HPLC) conform Méthode générale OIV.
O.I.V., 1983 – Code des caractéres desriptifs des variétés et espéces de Vitis.
”Pomicultura, Viticultura și Vinificația” nr.2, 2012 E. Iorga, T. Achimova, R. Golubi ” Alternative de valorificare a strugurilor de soiurile Vitis Labrusca”.
Standard moldovean SM 84. Struguri proaspeți recoltați manual destinați prelucrării industriale. Chișinău: Departamentul Moldovastandard, 1995. 34 p.
Standard moldovean SM 153. Struguri de masă. Condiții tehnice. Chișinău: Departamentul Moldovastandard, 1997. 26 p.
V. Perstniov, V. Surgugiu, E. Moroșan, V. Corobca ”Viticultura„ p. 15, Chișină, 2000.
V. Sverdlic, B. Gaina – Evaluarea potențialului de obținere a produselor viti-vinicole ecologice/biologice în condițiile Moldovei, AȘM ”Unologie și oenologie” monografie, Chișinău, 2006.
Kuniu D. Stoev ”Fiziologia viței de vie”, editura ”Cerens”.
AMERINE M. A., WINKLER A. J., Maturity studies with California grapes. III. The acid content of grapes, leaves and stems. Proc. Am. Hort. Sci. 71, 1958.
P. J. Hardy “Metabolism of Sugar and Organic Acids in Immture Grape Berries”, Plant Physiologis, september 8, 1968.
LOEWUS F. A., STAFFORD H. A., Observations on the incorporation of C14 into tartaric acid and the labeling patern of D-glucose from an excited grape leaf administered L-ascorbic acid-6-C14, Plant Physiology 33, 1958.
Ribereau-Gayon P., 1989 – The anthocyanins of graoes and wines. Academic Press, London, 209-244.
Ribéreau-Gayon P., DubourdieuD., Donèche B., Lonvaud A., Traité d'OEnologie .Chimie du vin. Stabilisation et traitements. Paris, Ed. Dunod, 1998, 750 p.
Ribéreau-Gayon P., Glories Y., Maujean A. et Dubourdieu D. Traité d'oenologie. Vol. 2. Chimie du vin. Stabilisation et traitements. Dunod, Paris, 2004. 820 p.
RUFFNER H. P., POSSNER D., BREM S., RAST D. M., The physiological role of malic enzyme in grape ripening, Planta 160, 1984.
Ribéreau-GayonJ.,Peynaud E.,Ribéreau-GayonP., Sudraud P. Traité d'oenologie, Vol. 3. Sciences et techniques du vin. Vinifications, transformations du vin, Dunod, Paris, 1976, 520 p.
KLIEWER W. Mark, Sugar and Organic Acids of Vitis Vinifera, Journal Plant Physiology N 41, 1966.
KLIEWER W. M., LAKSO A. N., The influence of temperature on malic acid metabolism in grape berries, Plant Physiology 56, 1975.
LOEWUS F. A., Biosynthesys and metabolism of ascorbic acid in plants and analogs of ascorbic acid in fungi, Phytochemistry 52, 1999.
MEYNHARDT J. T., Biosynthesis of dicarboxilic acids through carbon dioxide fixation by an enzyme extract of Barlinka grape berries, South Africa Journal of Agricultural Science 8, 1965.
VICKERY H. B., PALMER J. K., The metabolism of the organic acids of tobacco leaves. VII. Effect of culture of excited leaves in solutions of (+)-tartrate. J. Biol. Chem. 207, 1954.
SAITO K., KASAI Z., Conversion of L-ascorbic acid to L-idonic acid, L-idono-lactone and 2-keto-L-idonic acid in slices of immature grape. Plant and Cell Physiology, 1982.
XIA En-Qin, DENG Gui-Fang, GUO Ya-Jun, Li Hua-Bin, Biological Activities of Polyphenols from Grapes, International Journal of Molecular Sciences, 11, 2010.
JUNG K., WALLIG M., SINGLETARY K., Purple grape juice inhibits 7,12-dimethylbenz-(a)-anthracene (DMBA)-induced rat mamary tumorigenesis and in vivo DNBA-DNA adduct formation, Cancer Lett., 233, 2006.
RIVERO-PEREZ M. D., MUNIZ P., GONSALEZ-SANJOSE M. L., Contribution of anthocianin fraction to the antioxidant properties of wine, Food Chem. Toxicology, 46, 2008.
AUGER C., TEISSEDRE P. L., GERAIN P., LEQUEUX N., BORNET A., SERISIER S., BESANCON P., CAPORICCIO B., CRISTOL J.P., ROUANET J.M., Dietary wine phenolics catechin, quercetin, and resveratrol efficiently protect hypercholesterolemic hamsters against aortic fatty streak accumulation, Journal of Agricultural and Food Chemistry, 53, 2005.
PINELLO M., RUBILAR M., SINEIRO J., NUNEZ M. J., A thermal treatment to increase the antioxidant capacity of natural phenols: catechin, resveratrol and grape extract cases., European Food Research Technology, 221, 2005.
SPRANGER I., SUN B., MATEUS A. M., DE FREITAS V., RICARDO-DA-SILVA J., Chemical characterization and antioxidant activities of oligomeric and polimeryc procyanidin fractions from grape seeds, Food Chemistry, 108, 2008.
SOOBRATEE M. A., NEERGHEENA V. S., LUXIMON-RAMMAA A., ARUOMAB O.I., BAHORUNA T., Phenolics as potential antioxydant therapeutic agents: Mechanism and actions, Mut. Res. Fund. Mol. Mech. Mutagen., 579, 2005.
CASTILLA P., ECHARRI R., DAVALOS A., CERRATO F., ORTEGA H., TERUEL J.L., LUCAS M. F., GOMEZ-CORONADO D., ORTUNO J., LASUNCION M. A., Concentrated red grape juice eserts antioxidant, hypolipidic and antiinflamatory effects in both hemodialisys patients and healthy subjects, Am. J. Clin. Nutr., 84, 2006.
QIAN Y. P., CAI Y. J., FAN G. J., WEI Q. Y., YANG J., ZHENG L. F., LI X. Z., FANG J.G., ZHOU B., Antioxidant-based lead discovery for cancer chemoprevention: the case of resveratrol, J. Med. Chem., 52, 2009.
А. М. Негрули, Л. Н. Гордеева, Т. Н. Калмыкова „Ампелография с основами виноградорства”, Москва – вышая школа, 1979.
Грозова В.М. Накопление, локализация и превращение углеводов в тканях виноградной лозы. В: Физиологические основы адаптации многолетних культур к неблагоприятным факторам среды. Кишинев: Штиинца, 1984, 193-203.
Жакотэ А.Г. Хлорофилл. В: Энциклопедия виноградарства, т. 3. Кишинев: Молд. Сов. Энциклоп., 1986, с. 377.
Колесник Л.В.Виноградарство. Кишинѐв: Картя Молдовеняскэ, 1968. 439 с.
Мартин А.Г. Вызревание побегов. В: Энциклопедия виноградарства, т. 1. Кишинев: Молд. Сов. Энциклоп., 1986, с. 284.
Морозова Г.С. Виноградарство с основами ампелографии. Москва: Агропромиздат, 1987. 253 с.
Савин Г.А. Интродукция растений. В: Энциклопедия виноградарства, т. 2. Кишинев: Молд. Сов. Энциклоп., 1986, с. 463-464.
Самсонова А. Н., Ушева В. Б. «Фруктовые и овощные соки» Техника и технология, издательство Агропром, 1990, 287 с.
Сборник технологических инструкций по производству консервов, том 2, «Консервы для детского и диетического питания – консервы фруктовые, быстроразмороженные продукты», Москва – пищевая промышленость, 1977.
„Analiza HPLC a compușilor fenolici din produse obținute din struguri” http://www.slideshare.net.
”Evaluarea conținutului de zahăr în must”, http://scribd.com .
National Grape Registry. [On-line] USA. http://www.ngr.ucdavis.edu (цит. 2.06.2009).
„Soiuri de vița de vie cultivate în Moldova” http://wine.md.
Serviciul Hidrometeorologic de Stat [On-Line]. www.meteo.md (цит. 05.01.2009).
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Influenta Biogenezei Nutrientilor DIN Struguri Asupra Calitatii Alimentelor Obtinute Prin Procesare (ID: 121653)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.