Исследование нового красного технического сорта винограда Красень и биологически активных, минеральных компонентов виноматериала в условиях южного берега Крыма

Актуальность работы. Сочетание в виноградном вине органических кислот, минеральных веществ, в том числе и микроэлементов, витаминов, фенольных соединений, легкоусвояемых сахаров делает его лечебным напитком [5], мощное энотерапевтическое свойство которого издавна использовалось человеком.. Благодаря исследованиям стало известно, что полифенолы являются основными биологически активными веществами продукции из красных сортов винограда [1; 2; 9], действие которых может уберечь организм человека от многих болезней [14 ; 15]. Поэтому исследование различных форм полифенолов, минеральных веществ, участвующих в формировании диетической, питательной и лечебной ценности ягоды, вина, продуктов переработки винограда является актуальным. Учитывая также потребность в совершенствовании сортимента технических сортов винограда для культивирования в зонах виноградарства Крыма для исследования был выбран сорт винограда новой селекции с окрашенной ягодой.

Цель работы: в связи с расширением ассортимента технических сортов для приготовления высококачественной продукции виноделия и специализированной функциональной направленности с целью снижения уровня заболеваемости человека проводили исследование минеральных компонентов и различных форм полифенолов столового виноматериала из нового красного технического сорта винограда Красень, выращенного в условиях Южнобережной зоны виноградарства Крыма (ЮБК).

Материалы и методы исследований. Материалом исследований являлся столовый виноматериал, полученный из нового красного технического сорта винограда Красень (Антей Магарачский х Сверхранний бессемянный Магарача [6]) в условиях микровиноделия и ЮБК.

Экспериментальный образец виноматериала исследуемого сорта был приготовлен методом микровиноделия согласно технологическим схемам [13]. Физико-химические показатели виноматериала определялись стандартизированными и принятыми в виноделии методами [3; 10]. Качественный и количественный состав фенольных соединений определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) с использованием хроматографической системы Agilent Technologies (модель 1100) с диодно-матричным детектором и аналогичным методикам [11]. Для разделения веществ полифенольной природы использовали хроматографическую колонку Zorbax SB-C18 размером 2,1 × 150 мм, заполненную силикагелем с привитой октадецилсилильной фазой с размером частиц сорбента 3,5 мкм. Хроматографирование проводили в градиентном режиме. Для антоцианов хроматограммы регистрировали при длине волны 525 нм. Идентификацию компонентов производили по их времени удерживания. Расчет количественного содержания индивидуальных компонентов производили с использованием калибровочных графиков зависимости площади пика от концентрации вещества, построенных по растворам индивидуальных веществ. Содержание антоцианов определяли в пересчете на хлорид мальвидин-3-О-глюкозида, содержание производных оксикоричных кислот – в пересчете на кофейную кислоту, содержание процианидинов – в пересчете на (+)-D-катехин. Все определения проводили в трех повторностях. Результаты исследований обрабатывали стандартными методами математической статистики.

Массовую концентрацию магния, калия, натрия, кальция в виноматериале определяли методом атомно-абсорбционной спектрометрии с помощью атомно-абсорбционного спектрофотометра типа С-115-М1 в следующих диапазонах: магний – 40-250 мг/дм3, калий -100-2000 мг/дм3, натрий – 0-2000 мг/дм3, кальций – 20-250 мг/дм3 [10]. Массовую концентрацию меди, железа, цинка в исследуемом образце определяли атомно-абсорбционым методом по ГОСТ 30178 [7] в следующих диапазонах: медь – 0-5 мг/дм3, цинк – 0-5 мг/дм3, железо – 0-5 мг/дм3.

Метод измерения массовых концентраций калия, натрия, магния, кальция, железа, меди, цинка с помощью атомно-абсорбционного спектрофотометра основан на измерении интенсивности излучения атомов элементов, возбуждаемых в пламени [7 ; 10]. Определение железа, меди, цинка проводили с предварительной минерализацией объекта методом сухого озоления. Магний, калий, натрий определяли непосредственно в разбавленном образце методом атомно-абсорбционной спектроскопии. Кальций определяли непосредственно в разбавленном образце методом атомно-абсорбционной спектрометрии после добавления спектрального буферного раствора.

Массовую концентрацию определяемого элемента в разбавленном образце в мг/дм3 находили по калибровочному графику. Массовую концентрацию (М) магния, кальция, калия, натрия в исследуемых образцах, мг/дм3, рассчитывали по формуле: М = С х К, где

С- массовая концентрация, мг/дм3, найденная по калибровочному графику, К- коэффициент разбавления (для магния и натрия -100, для калия – 500, для кальция – 25).

Результаты и их обсуждение. В исследуемом образце виноматериала основные химико-технологические показатели сооответствовали ГОСТ Р 52523 [8]. В ходе исследования виноматериала были идентифицированы флавоноидные и нефлавоноидные формы полифенолов:    катехины, антоцианы, олигомерные процианидины, полимерные процианидины, флавонолы, фенолокислоты; определены их количественные значения (табл.). Установлено, что сумма идентифицированных антоцианов в исследуемом образце виноматериала из винограда сорта Красень составила 1221,7 мг/дм³, что - почти 20% от значения суммы фенольных соединений, также в 12-17 раз в больше по сравнению с европейским сортом Каберне –Совиньон и соответственно почти в 107; 16; 8 раз больше, чем в других сортах новой селекции: Бастардо Магарачском, Рубиновом Магарача, Антее Магарачском [4]. Флавоноиды в данном образце из сорта винограда Красень представлены антоцианами в форме глюкозидов мальвидина, дельфинидина, петунидина, пеонидина, цианидина, диглюкозидов (1079,2 мг/дм³), на долю которых приходится соответственно 88   % антоцианового (АК) и 17,5 % фенольного комплексов (ФК) и отсутствие которых наблюдается в указанных новых сортах, также кверцетином и его глюкозидом (25,3 мг/дм³- 0,4% ФК), катехинами (48,3 мг/дм³- около 1,0 % ФК): (+)-D-катехином (7,0 мг/дм³), (-)-эпикатехином (41,3 мг/дм³). Накопление кверцитина и его глюкозида – в сорте Красень соответственно на 94% и 62% больше по сравнению с новыми сортами Рубиновый Магарача и Антей Магарачский . Также в значительном количестве обнаружены процианидины (до 77% ФК), которые составляют основную часть полифенолов виноматериала из винограда сорта Красень: олигомерные процианидины (катехиновые единицы 2-6) до 7% ФК и полимерные процианидины (катехиновые единиц более 6) до 70% ФК.

Таблица

Исследование методом ВЭЖХ различных форм фенольных соединений виноматериала из винограда сорта новой селекции

Красень в условиях ЮБК

Среди нефлавоноидных форм полифенолов идентифицированы фенолокислоты (1,6% от ФК): оксибензойные (галловая, сиреневая) и оксикоричные (трас-кафтаровая, транс-коутаровая). Изменений по качественному составу полифенолов в зависимости от зоны произрастания сорта винограда Красень не отмечено [1].

Установлено с помощью метода атомно-абсорбционной спектроскопии, что значения концентраций катионов металлов в исследуемом виноматериале, выработанном из красного технического сорта Красень в виноградарском районе Южного Берега Крыма, составили: 570 мг/дм³ катионов калия, которые поддерживают осмотическое давление в крови, принимают участие в транспортировке различных веществ в клетку, обеспечивая этим ее функционирование, участвуют в регуляции кислотно-щелочного равновесия в крови и других органах, активируют ферменты при синтезе коллагена, участвуют в регуляции возбудимости мышц, прежде всего сердечной мышцы [5]; 43 мг/дм³ катионов кальция, которые участвуют во всех жизненных процессах организма (свертываемость крови происходит только в присутствии солей кальция ) [5]; 80 мг/дм³ катионов магния, которые являются необходимой составной частью всех клеток и тканей, участвуя вместе с ионами других элементов в сохранении ионного равновесия жидких сред организма; входит в состав около 300 ферментов, обладают спазмолитическим и сосудорасширяющим свойствами [5]; 14 мг/дм³ ионов натрия, которые участвуют в регуляции осмотического давления, обмена веществ, в поддержке щелочно-кислотного равновесия, выполняют важную роль в регуляции функции сердечной и скелетных мышц [5]. Содержание катионов металлов калия, магния, натрия, магния соответствует типичному составу виноматериала из красных технических сортов винограда и значение концентрации катионов варьируют в допустимых пределах; содержание катионов железа, меди, цинка соответствует требованиям нормативных правовых актов РФ [12]. Выявлено, что массовая концентрация всех катионов находится в характерных диапазонах для виноматериалов: кальций 30-200 мг/дм3, магний 30-240 мг/дм3, калий 100-1800мг/дм3, натрий 10-200 мг/дм3 [10].

Таким образом, установлено, что исследуемый новый красный технический сорт винограда Южнобережной виноградарской зоны Крыма пригоден для приготовления вин, другой оздоравливающей специализированной продукции, являющейся ценным источником биологически активных и минеральных веществ, полезных для организма.

Выводы. 1. В результате проведенных исследований столового виноматериала из нового красного технического сорта винограда Красень был идентифицирован качественный состав отдельных форм полифенолов: флавоноидной природы- катехины, антоцианы, олигомерные процианидины, полимерные процианидины, кверцитин и его глюкозид; нефлавоноидной природы - оксибензойные (галловая, сиреневая) и оксикоричные кислоты (трас-кафтаровая, транс-коутаровая), а также катионы металлов (калий, кальций, натрий, магний, железо, медь, цинк); определены их количественные значения и доля отдельных форм фенольных соединений в ФК. Выявлено, что сорт винограда Красень по сравнению с другими сортами новой селекции значительно лидирует по содержанию фенольных соединений, в том числе флавоноидов. Установлено, что значения массовых концентраций катионов металлов в исследуемом виноматериале, выработанном из сорта Красень в виноградарском районе Южного Берега Крыма, составили: 570 мг/дм³ катионов калия, 43 мг/дм³ катионов кальция, 80 мг/дм³ катионов магния, 14 мг/дм³ ионов натрия.

2. Данные компонентного состава фенольных и минеральных веществ виноматериала из нового красного технического сорта винограда Красень позволяют дать объективную оценку исследуемому сорту института «Магарач», расширить ассортимент и рекомендовать его для получения     высококачественных     красных вин     и других специализированных пищевых продуктов оздоровительного характера, обогащенных минеральными, биологически активными компонентами фенольной природы с широким спектром полезных свойств, в Южнобережной зоне виноградарства Крыма и близких к ней по почвенноклиматическим условиям других регионов России.