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葡萄与葡萄酒中的单宁及其与葡萄酒的关系

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葡萄与葡萄酒中的单宁及其与葡萄酒的关系 万方数据 14 农业工程学报 2单宁的特性 3单宁与葡萄酒品质的关系 2.1 与蛋白质或其它聚合体(如多糖)结合 单宁与蛋白质的结合是其最重要的特征,单宁与水 溶性蛋白质如唾液蛋白结合,使其沉淀出来,与不溶于 水的蛋白质,如胶原纤维的结合,则使其化学稳定性、物 理稳定性增强,起到鞣制作用[4],单宁的这种能力称为 收敛性或涩性。单宁与蛋白质的反应是氢键和疏水键 协同作用的结果[1引,虽然单宁对于蛋白质都有结合能 力,但不同的单宁对于不同的蛋白质的亲合力有差 异[1⋯。单宁要与蛋白质形成稳定的复合体...
葡萄与葡萄酒中的单宁及其与葡萄酒的关系
万方数据 14 农业学报 2单宁的特性 3单宁与葡萄酒品质的关系 2.1 与蛋白质或其它聚合体(如多糖)结合 单宁与蛋白质的结合是其最重要的特征,单宁与水 溶性蛋白质如唾液蛋白结合,使其沉淀出来,与不溶于 水的蛋白质,如胶原纤维的结合,则使其化学稳定性、物 理稳定性增强,起到鞣制作用[4],单宁的这种能力称为 收敛性或涩性。单宁与蛋白质的反应是氢键和疏水键 协同作用的结果[1引,虽然单宁对于蛋白质都有结合能 力,但不同的单宁对于不同的蛋白质的亲合力有差 异[1⋯。单宁要与蛋白质形成稳定的复合体,其分子量 是一关键因素。研究发现,只有当单宁的分子量在500 ~3000u之间时,单宁与蛋白质才键合形成较稳定的复 合体[1⋯。单宁与生物碱(如咖啡因)或多糖(如纤维素, 环糊精)也可发生与单宁一蛋白质结合相似的复合效 应。这三种复合反应稳定常数之间存在一定对应关系, 都可用单宁的收敛性示。单宁收敛性是其多种生理 活性的基础[3],作用也与葡萄酒口感密切相关。 2.2与花色苷的结合 单宁与花色苷分子缩合成单宁花色苷缩合物,保证 了贮酒过程中葡萄酒颜色的稳定性。这种结合态的花 色苷,pH变化和添加二氧化硫,色调变化不明显,而且 在相同pH条件下,结合态的花色昔的呈色分子比例要 高于游离态的花色苷[16|。此外,单宁与花色苷结合会 增加乙醛的生成量,乙醛与花色苷反应生成易与儿茶酚 和原花色素相结合的复合物,这样就限制了花色苷的氧 化和sO。的脱色,有助于稳定红葡萄酒颜色。而且乙 醛的消耗,阻止了老化味和氧化味的出现[17|。 2.3在酒精中比在纯水中的溶解度大 温度越高,其溶解度也越大。因此,热浸提发酵或 带皮发酵,可促使单宁进入葡萄酒,同时促进单宁与色 素及多糖的结合,这些复合物是优质红葡萄酒所必需 的。 2.4单宁的抗氧化性 单宁的酚羟基,尤其邻位酚羟基(邻苯二酚,邻苯三 酚)容易被氧化,在有酶、空气、水分、碱性的条件下氧化 加快,表现为颜色加深。单宁与维生素E、维生素C具 有协同的抗氧化效应。许多研究表明,单宁具有很强的 清除自由基的能力,尤其是对超氧物阴离子自由基、羟 自由基和过氧化氢具有极强的清除能力。单宁的聚合 程度越大,酚羟基个数越多,对自由基的抑制也就越强。 单宁的抗氧化性表明,单宁在氧化条件下可以延迟其它 物质的氧化,有利于葡萄酒成熟和醇香的形成。 2.5与金属离子的反应 单宁分子内有多个邻位酚羟基,可作为多基配体与 一个中心金属离子,如铅、锡、锌、铁、铜络合,形成环状 的螯合物,在不同的pH值下发生沉淀。在葡萄酒中, 单宁主要与铁反应形成不溶性化合物,引发葡萄酒的 “铁破败病”,因此在酿酒和陈酿过程中应尽量避免金属 的污染。 单宁是葡萄和葡萄酒中重要的组成成分,主要来源 于葡萄的果皮,果梗及种籽,其中以葡萄籽中含量最高。 由于红葡萄酒在酿造过程中,葡萄皮、梗及籽要与葡萄 汁一起发酵,其所含单宁也会进入发酵汁中,故红葡萄 酒中单宁含量高于白葡萄酒。红葡萄酒具有的涩味和 苦味主要与单宁和蛋白、糖或生物碱的相互作用有关; 其所具有的深红色或红宝石色泽,则与单宁和花色素的 相互作用相关。所以单宁对葡萄酒风味的形成起到重 要的作用,对于酒的类型和品质尤为重要。在红葡萄酒 的保存及陈酿过程中,由于单宁缩合状态的变化,使葡 萄酒的颜色和口感也相应变化。 3.1对葡萄酒陈酿的影响 单宁在红葡萄酒陈化过程中,占有很重要的地位。 葡萄果实中的单宁和色素物质,在发酵初期会较快溶入 醪液中,因此酒液的上色速度比较明显,这对生产单宁 含量较低的、酒色鲜艳、果香浓郁、陈化时期不长的红葡 萄酒是有利的,一般一周已足够。但若欲生产陈酿红葡 萄酒,那么发酵时的浸渍时间还得延长,这样随着乙醇 含量的不断提高,酒液的色泽则会有所下降,单宁的含 量却会不断上升。这样的葡萄原酒还必需贮存在橡木 桶中,以获得水解类优质单宁。红葡萄酒在桶内老熟过 程中,氧能通过桶板自然地渗人酒液,单宁和色素会缓 慢地氧化,也有利于单宁软化,首先反映在酒色由鲜红 转变为橙红,最终呈瓦红色泽;其次,单宁的苦涩味和粗 糙感会逐步降低,甚至消失而呈现圆润感。此外,单宁 和色素会与蛋白质、多糖等聚合形成沉淀,使酒液进一 步澄清。单宁具有抗氧化性质,所以红葡萄酒在陈化过 程中不会变坏。而白葡萄酒一般没有或含有很少量的 单宁,不宜长期陈化,适于新鲜饮用。 3.2对红葡萄酒色泽的影响 发酵初期,花色苷分子易水解成花色素后与醋酸 根、咖啡酸根或香豆酸根同葡萄糖分子一起被释放。此 外,类黄酮单宁也会从葡萄皮、梗及籽中浸出,其中游离 的花色苷和花色面可与儿茶素和原轿菊素酚类物质发 生聚合反应。研究发现,发酵结束时,约有25%的花色 苷与单宁聚合,一年内聚合量上升至40%。几年后聚 合量达到100%。在不同葡萄品种中可与花色苷聚合 、的单宁含量不同,这也导致不同葡萄酒品种间颜色稳定 性不同。聚合可避免花色素分子氧化或发生其他化学 反应不同。提高对sO。、高pH值更有抗性[1川,提高也 使黄盐和醌的比例都增加[18’1引。正是由于花色分子聚 合和氧化,使其色调变为棕黄色。红色的损失及黄盐和 醌型花色苷~单宁聚合物的棕黄色使葡萄酒渐渐带上 砖一样的颜色口引。 在新葡萄原酒中发现的花色素分子小,溶解性高, 与花色苷生成可溶性复合物。随着陈酿的进行,花色素 结合生成大分子缩合单宁,引起色素沉淀和颜色损失。 无氧条件下,低pH值会增加酒中黄盐的浓度,促进花 色素与花色苷聚合。但一般认为,乙醛存在时花色素与 万方数据 万方数据 农业工程学报 氧化物质。越来越多的事实证明,缩合单宁中的原花色 素(PA)具有广泛潜在的医疗作用[1引。PA可以和蛋白 质及金属离子相互作用表现出抗氧化和基团清除作用, 著名的“法兰西奇迹(FrenchParadox)”就跟葡萄酒中 的PA有关,因为它们可以预防一些慢性疾病和心血管 疾病(如毛细管脆弱、末梢慢性静脉不全、小血管症等), 减小血小板在血管上的聚集,调整二十烷酸的合成,阻 止低密度脂蛋白的氧化,能提高健康细胞对有毒物质和 致癌因素的抗性[38|。此外,PA还具有抗酶作用(对 XanthineOxidase、Elastase以及Collagenase等都有较 强的抑制作用)、在真核细胞内抑制核以及线粒体的变 异、抗白内障、抗馈疡等[15|。也有医学研究发现,水解 单宁水解后的产物鞣花酸和没食子酸具有抗癌作用,鞣 花酸的抗氧化能力是单宁酸的10倍口'31J。目前,对单 宁在人体内脏的吸收降解过程不是很清楚。尽管如此, 适量饮用红葡萄酒对心血管病有预防功能,有益无害。 但据美国心脏学会建议;喝红葡萄酒每天不要超过 300mL,因为酒精过量对肝、胃和胰脏有不良影响。 研究发现,葡萄酒对某些肠内菌感染有抑制作用, 葡萄酒的单宁物质起着重要的作用。由于有结合蛋白 质的能力,单宁可通过修饰酶的活性与结构来抑制酶的 作用,从而达到对某些感染菌的抑制作用。此外,单宁 还可与膜磷脂和膜蛋白结合,破坏膜功能,从而发挥抑 菌作用。 ’ 大量医学实验表明,过剩的自由基是诱发组织器官 老化和多种老化疾病的一种重要因素。而葡萄酒中的 单宁类物质因其强消除氧自由基的作用,能对自由基诱 发的生物大分子损伤起到保护,维护细胞膜的流动和蛋 白质的构象,防止辐射诱发的DNA断裂(可能插入碱 基对平面),从而在抑制脂质过氧化、心血管病、抗癌、抗 突变、抗衰老、抗自内障等方面有独到功效口9’4叫。 此外,calixto等[4嵋发现葡萄酒中的单宁还会影响 到人体对钙、铁离子的吸收;Akira等[42]研究发现,单宁 酸与细胞外或组织外的钙离子的络合,可拮抗平滑肌和 心肌钙诱导的收缩,降低血压。 5 结束语 综上所述,葡萄酒中的单宁类物质来自于葡萄果 实、果梗以及橡木桶。单宁类物质作为一大类复杂的具 有多种生理活性的物质,对葡萄果实色泽、风味以及葡 萄酒的色泽、滋味和口感及葡萄酒的陈酿老化、人体健 康等都具有重要的作用。对酿造优质红葡萄酒尤为重 要。当前对葡萄及葡萄酒中的聚合单宁(如原花色素) 研究得较多,而对葡萄及葡萄酒的水解性单宁却知之甚 少;对葡萄及葡萄酒中水解性单宁,鞣花酸,没食子酸之 间的关系也尚无研究报道。进一步研究鉴定葡萄水解 性单宁;生物合成途径、成熟过程中的变化规律及影响 因子;水解性单宁对葡萄酒品质的影响;水解性单宁与 鞣花酸、没食子酸之间的关系;酿造工艺对水解性单宁 的影响,将是今后对葡萄及葡萄酒中单宁类物质研究的 重点,从而为葡萄酒生产中调控没食子单宁,鞣花单宁, 鞣花酸,没食子酸平衡和提高葡萄及葡萄酒的品质提供 理论依据。 [参 考 文 献] [1]高尧来,温其标,张福艳.葡萄酒中的多酚类物质及其保健 功能[J].食品与发酵工业,2002,28(8):68—72. 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Keywords:grape;wine;tannin;quality 万方数据 葡萄与葡萄酒中的单宁及其与葡萄酒的关系 作者: 陈建业, 温鹏飞, 黄卫东, Chen Jianye, Wen Pengfei, Huang Weidong 作者单位: 中国农业大学食品科学与营养工程学院葡萄酒研究中心,北京,100083 刊名: 农业工程学报 英文刊名: TRANSACTIONS OF THE CHINESE SOCIETY OF AGRICULTURAL ENGINEERING 年,卷(期): 2004,20(z1) 参考文献(42条) 1.Lee J H;Stephen TT Ellagic acid and ellagitannins affect on sedimentation in Muscadine juice and wine[外文期刊] 2002(14) 2.Quinn M K;Singleton V L Isolation and identification of ellagitannins from white oak wood and an estimation of their roles in wine 1985 3.Puech J L;Feuillat F;Mosedale J R The tannins of oak heartwood: structure, properties, and their influence on wine flavor[外文期刊] 1999(04) 4.Masson G;Puech J L;Moutounet M Localization of the ellagitannins in the tissue of Quercus robur and Quercus petraea woods[外文期刊] 1994 5.Haslam E Natural polyphenols (vegetable tannins) as drug: possible modes of action 1996 6.石碧;狄莹 植物多酚 2000 7.AKIRA N;Takashi S Uptake and recovery of Gold by immobilized persimmon tannin 1993 8.Calixto J;Nicolau M;Rae G Pharmacological actions of tannic acid: effects on isolated smooth and cardiac muscles and on blood pressure[外文期刊] 1985 9.Chung K T Tannins and human health[外文期刊] 1998 10.Gust J;Suwalski J Use of mossbauer spectroscope to study reaction products of polyphenols and iron compounds[外文期刊] 1994 11.Renaud S;Lorgeril D M Wine, alcohol, platelets, and the French paradox for coronary heart disease 1992 12.Manchado P S;Deleris A;Avallone S Analysis and characterization of wine condensed tannins precipitated by proteins used as fining agent in enology[外文期刊] 1999(01) 13.CHEYNIER V;Souquet J M;Kontek A Anthocyanin degradation in oxidizing grape musts 1994 14.Plaza E G;Munoz R G;Roca J M Phenolic compounds and color stability of red wines:effect of skin maceration time[外文期刊] 2001(03) 15.Sims C A;Bates R P Effects of skin fermentation time on the phenols, anthocyanins, ellagic acid sediment, and sensory characteristics of red vitis rotundifolia wine 1994 16.Thorngate JM;Singleton V L Reactions of monomeric and polymeric flavan-3- ols with monomeric pigment in model wine solutions 1994 17.Auw J M;Blanco V;Keefe S F Effect of processing on the phenolics and color of Cabernet Sauvignon: Chambourcin and Noble wines and juice[外文期刊] 1996(3) 18.Stephen T T;Lee J H Ellagic acid and flavonoid antioxidant content of muscadine wine and juice[外 文期刊] 2002 19.Musingo M N;Sims C A;Bates R P Changes in ellagic acid and other phenols in Muscadine grape(Vitis rotundifolia)juices and wines during storage[外文期刊] 2001(02) 20.Olien W C The Muscadine grape:botany,viticulture,history,and current industry 1990(07) 21.Lin T Y;Vine R P Identification and reduction of ellagic acid in Muscadine grape uice 1990 22.Boyle J A;Hsu L Identificatiom and quantitation of ellagic acid in Muscadine grape juice 1990 23.Gomez M I;Lacueva C A;Raventos R M Differences in phenolic profile between oak wood and stainless steel fermentation in white wines[外文期刊] 2001(02) 24.樊玺;李记明 不同种酿酒葡萄酚类物质特性研究 2000 25.Stephen T T;Carmen H B;Danielle M P Phytochemical stability and color retention of copigmented and processed Muscadine grape juice[外文期刊] 2003(4) 26.Sims C A;Morris J R A comparison of the color components and color stability of red wine from Noble and Cabernet Sauvignon at various pH levels 1985 27.狄莹;石碧 植物单宁化学研究进展 1999 28.Kanner J K;Frankel E;Granit R Natural antioxidants in grapes and wines[外文期刊] 1994 29.Yokotsuka K;Singleton V L Effect of seed tannins on enzymatic decolorization of wine pigments in the presence of oxidizable phenols 2001(02) 30.Bakker J;Bridle P;Honda P Identification of an anthocyanin occurring in some red wines[外文期刊] 1997 31.Vivar-quintana A M;Santos-Buelga C;Francia-Aricha E Formation of anthocyanin-derived pigments in experimental red wines[外文期刊] 1999 32.Yokotsuka K;Singleton V L Disappearance of anthocyanins as grape juice is prepared and oxidized with PPO and PPO substrates[外文期刊] 1997 33.Sarni-Manchado P;Cheynier V;Moutounet M Reactions of polyphenoloxidase generated caftaric acid o- quinone with malvidin- 3 - 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