Спектроскопическое и электрофоретическое исследование изменений качественного состава коньячной продукции в процессе выдержки

новыми бидесмозидами с двумя углеводными цепями, обладают слабым токсическим эффектом на клетки инфузории T pyriformis. Отсутствие мутагенных свойств и потеря токсического действия в присутствии белка свидетельствует о пищевой безопасности исследованных сапонинов и подтверждает возможность их использования в качестве технологических добавок для приготовления продуктов питания.

ЛИТЕРАТУРА

1. Güçlü-Üstünda О., Mazza G. Saponins: Properties,

Applications and Processing: a review // Food science and nutrition. -2005.-V. 45.-P. 231-258.

2. Francis G., Kerem Z., Makkar P.S., Becker K. The biological action of saponins in animal systems: a review // Br. J. Nutr. -2002.-V. 88.-P. 587-605.

3. Pat. JP60166676, МПК A23L1/302, A61K9/10; Vitamin E solubilized composition / Saitou Katsura. -№jp19840022290 19840209; заявитель Riken Vitamin Oil Co Ltd; опубл. 1985-08-29.

4. Pat. JP59007106, МПК A61K8/30; A61K8/06;

Emulsifiable composition / Tajima Masahiro; Komazaki Hisayuki;

Kumano Yoshimarn. -№jp19820117494 19820706; заявитель Shiseido Co Ltd; опубл. 1984-01-14.

5. Юдина Т.П. Научное обоснование технологий функциональных продуктов питания с использованием растительных сапонинов: Дис. ... д-ра техн. наук. - Владивосток, 2009. - 310 с.

6. Oakenfull D. Saponins in food: a review // Food Chem. -1981. - P. 19-40.

7. Игнатьев А.Д., Шаблий В.Я. Использование инфузории тетрахимены пириформис как объекта при биологических исследованиях в сельском хозяйстве.-М.: ВНИИТЭИСХ, 1978.-52с.

8. Деканосидзе Г.Е., Чирва В.Я., Сергиенко Т.В., Уварова Н.И. Исследование тритерпеновых гликозидов. - Тбилиси: Мец-ниереба, 1982. - 151 с.

9. Фролова Г.М., Юдина Т.П., Черевач Е.И., Бабин Ю.В. Сапонины Saponaria officinalis: свойства и применение // VI Всерос. конф. «Химия и технология растительных веществ». -СПб., 2010.-С. 296.

10. Protein-Saponin Interaction and Its Influence on Blood Lipids / S.M. Potter, R. Jimenez-Flores, J.A. Pollack et al. // J. Agric. Food Chem.- 1993.-V. 41.-P. 1287-1291.

Поступила 08.09.10 г.

FOOD SAFETY SAPONINS OF ROOTS OF SAPONARIA OFFICINALIS L.

T.P. YUDINA \ T.G. SAKHAROVA2, O.V. SAKHAROVA2, A.A. YUFEROVA \ E.I. CHEREVACH \ G.M. FROLOVA3

1Pacific State University of Economics,

19, Okeanskiy av., Vladivostok, 690091;ph./fax: (4232) 40-65-60, e-mail: u.t.p@list.ru 2 Far Eastern State Technical Fisheries University,

25, Svetlanskaya st., Vladivostok, 690090; ph./fax: (4232) 26-42-84, e-mail: solo_78@bk.ru 3 Pacific Institute of Bioorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences Far Eastern Branch,

159, Stoletiya av., Vladivostok, 690022; fax: (4232) 31-40-50, e-mail: frolova@piboc.dvo.ru

Food safety of dominant saponins (triterpene glycosides) of roots of cultivated Saponaria officinalis L. (double form) was studied in biotest using infusoria ciliate Tetrahymena pyriformis. It was shown that investigated glycosides - bidesmosides containing two carbohydrate chains - have weak toxic effect on live cell. The absence of mutagenic properties and loss of toxic action in the presence of protein testifies to food safety of investigated glycosides.

Key words: roots of Saponaria officinalis L. glycosides, saponins, food safety, biological activity, Tetrahymena pyriformis.

543.545:664

СПЕКТРОСКОПИЧЕСКОЕ И ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ КАЧЕСТВЕННОГО СОСТАВА КОНЬЯЧНОЙ ПРОДУКЦИИ

В ПРОЦЕССЕ ВЫДЕРЖКИ

Т.Г. ЦЮПКО, И.Н. ГУНЬКИН, З.А. ТЕМЕРДАШЕВ

Кубанский государственный университет,

350040, г. Краснодар, ул. Ставропольская, 149; тел.: (861) 219-95-71, электронная почта: tsypko@kubsu.ru

По данным спектроскопических и электрофоретических исследований изучены изменения в процессе выдержки качественного состава коньяков и коньячных спиртов, произведенных ОАО АПФ «Фанагория». Установлена динамика накопления основных критериальных соединений в процессе выдержки коньячных спиртов в контакте с древесиной дуба.

Ключевые слова: коньяк, коньячный спирт, нелетучие компоненты, ароматические альдегиды, ароматические кислоты, галловая кислота, величина рН.

В процессе созревания коньячных спиртов летучие цессе созревания компонентов древесины дуба пред-и нелетучие вещества экстрагируются из дубовой боч- ставляется возможным изучить с помощью методов

ки, при этом некоторые компоненты реагируют друг с спектроскопии и капиллярного электрофореза. Спек-

другом, диссоциируют и их концентрации изменяются троскопические данные позволяют оценить измене-в процессе выдержки [1]. Состав и качество экстраги- ния, происходящие с коньячной продукцией в процес-

рованных в коньячный спирт и сформированных в про- се выдержки, помогают выделить группу веществ, со-

относящихся с этими изменениями. Преимуществом электрофоретических методов анализа при оптимизированных условиях является высокая чувствительность к компонентам образца, возможность четкого разделения смеси компонентов и их количественное определение.

Цель настоящей работы - исследование изменений в процессе выдержки качественного состава коньячных спиртов и коньяков, произведенных ОАО АПФ «Фанагория». Компания является одним из лидеров нового поколения производства «премиальных» вин в России, с 2009 г производит коньяк, который, ввиду недавнего появления в розничной сети, не исследовался.

В качестве критериев выбраны величина рН, массовая концентрация флавоноидов, величина максимума поглощения при X = 280 нм («коньячный пик»), также были определены индивидуальные экстрактивные компоненты коньяков и коньячных спиртов.

По величине рН судят о качестве выдержки спиртов и наличии компонентов, обеспечивающих буферность системы; кроме того, по значению рН возможно прогнозирование розливостойкости коньяка и оценка его влияния на органолептические показатели и гидролитические процессы [2]. Известно, что при фракционной перегонке и при выдержке коньячных спиртов значение pH снижается [1]. Это зависит от содержания кислот, от крепости спирта, от состояния древесины дуба, с которым контактирует спирт в процессе выдержки. По данным [1], наиболее резко водородный показатель снижается в первые два года выдержки, а после десяти лет остается практически неизменным. Это связано с повышением диссоциации карбоксильных групп при уменьшении крепости спирта в процессе созревания. Тенденция снижения значения рН в процессе выдержки наблюдается и для коньячных спиртов, произведенных ОАО АПФ «Фанагория» (табл. 1).

Таблица 1

Коньячная продукция Возраст, лет рН Содержание флавоноидов, мг/дм3 УФ (280 нм), разб. пробы 1/100

Спирт коньячный 1 4,68 70 ±2 0,229

2 4,37 92 ± 1 0,413

3 3,97 106 ± 1 0,507

Спирт коньячный* 10 3,89 202 ± 1 0,608

Коньяк 3 3,37 87 ±2 0,389

5 3,65 126±1 0,445

Коньяк КВВК 7-8 3,78 130 ±2 0,454

Коньяк КС > 10 3,82 180 ± 1 0,579

Примечание: п = 3,р = 0,95; *спирт коньячный (Франция), используется для купажирования.

Одним из показателей подлинности и качества коньяка является наличие в нем фенольных веществ. Компоненты коньячного спирта представлены широким рядом полифенольных соединений, особое место среди которых занимают флавоноиды (кверцетин, рутин). Эти вещества способны выступать в качестве лигандов при взаимодействии с металлами, например

алюминием. В результате взаимодействия реагента с С-4 кетогруппой и С-3 или С-5 гидроксильной группой флавоноидов образуются кислотоустойчивые комплексы, имеющие максимумы поглощения в диапазоне длин волн 400-405 нм. При использовании в качестве комплексообразователя алюминия на спектре поглощения коньяка также проявляется максимум в этом диапазоне длин волн [3]. Данное свойство положено в основу определения общего содержания флавоноидов в коньячных спиртах и коньяках в пересчете на рутин. Нами установлено, что с увеличением срока выдержки коньячного спирта и, соответственно, коньяка содержание флавоноидов увеличивается (табл. 2). Для коньячных спиртов этот показатель возрастает с 70 ± 2 (1-летний коньячный спирт) до 202 ± 1 (10-летний коньячный спирт), а для готовых к розливу коньяков: от 87 ± 2 (3-летний коньяк) до 180 ± 1 мг/дм3 (10-летний коньяк), что свидетельствует о соблюдении всего технологического цикла производства и качестве бочек.

Одним из приемов, позволяющим определить подлинность коньячной продукции, является измерение оптической плотности разбавленных растворов коньяка при 280 нм, соответствующей максимуму светопо-глощения полифенольных соединений [4]. Были получены спектрограммы исследуемых образцов, которые имеют сходные профили. Для всех анализируемых образцов спиртов и коньяков при 280 нм наблюдается увеличение светопоглощения с возрастанием срока их выдержки (табл. 1). Так, после 2 лет выдержки этот показатель для коньячных спиртов возрастает в 1,8 раза. При последующем выдерживании происходит дальнейшее накопление полифенольных веществ, что приводит к увеличению этого показателя в 1,2 раза. Для образцов коньяка эта тенденция не так ярко выражена.

Оценка качества продукции по данным спектроскопии не в полной мере достоверна, ввиду того, что в этой же области наблюдается поглощение других веществ, входящих в состав добавок коньяков. В таких ситуациях целесообразно знать состав индивидуальных экстрактивных компонентов коньячной продукции. Например, фенольные кислоты и ароматические фенольные альдегиды накапливаются в коньячном спирте в процессе этанолиза лигнина [5]. Поэтому для оценки качества продукции необходимо иметь представление и о других компонентах, входящих в коньячный спирт и образующихся в процессе его выдержки. Для этих целей наиболее приемлем метод капиллярного электрофореза. Актуальность его применения продиктована необходимостью осуществлять текущий контроль практически без пробоподготовки.

Электрофоретическое разделение компонентов проводили на системе капиллярного электрофореза Капель 105 (НПФ АП «Люмекс») с положительной полярностью, УФ-детектором и пневматическим вводом пробы. В работе использован немодифицированный кварцевый капилляр с внешней полиамидной пленкой общей (эффективной) длиной 60 (50) см и внутренним диаметром 75 мкм, прозрачный в УФ-области спектра.

44.4 тДи

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 мин

Рис. 1

В качестве буферного раствора применяли тетраборат-ный электролит с концентрацией 50 мМ, содержащий 5% этилового спирта. Пробу в капилляр вводили пневматическим способом, со скоростью 300 мбар/с. Экстрактивные компоненты детектировали при длине волны 215 нм. Перед электрофоретическим определением пробу коньяка центрифугировали в течение 5 мин при 6000 мин-1, после чего очищали от взвешенных частиц фильтрованием через целлюлозно-ацетатный фильтр с диаметром пор 22 мкм (ЗАО НТЦ «Владипор»). На рис. 1 приведена типичная электрофореграмма коньяка КС производства ОАО АПФ «Фанагория», где пик 1 соответствует синаповому альдегиду, 2 - кониферилово-му альдегиду, 3 - сиреневому альдегиду, 4 - ванилину, 5 - сиреневой кислоте, 6 - ванилиновой кислоте, 7 -галловой кислоте.

Как было установлено, данные соединения образуются уже в коньячных спиртах 1-летней выдержки, кроме того концентрация индивидуальных экстрактивных компонентов в целом повышается с увеличением времени выдержки коньячного спирта в бочках.

Были проведены исследования с целью установления особенностей и индивидуальных тенденций при накоплении экстрактивных компонентов в коньячных спиртах ОАО АПФ «Фанагория». Исследования, проведенные в коньяках различных категорий, показали, что динамика накопления в них экстрактивных компонентов аналогична динамике накопления данных веществ в коньячных спиртах. Результаты исследований концентрации ароматических альдегидов, сиреневой,

ванилиновой, галловой кислот в образцах коньячных спиртов и коньяков представлены в табл. 2.

Установлено, что концентрации синапового, кони-ферилового, сиреневого альдегидов, ванилина и сиреневой кислоты в исследуемых образцах коньяков взаимосвязаны между собой. Содержание синапового альдегида изменяется в пределах (1,2 ± 0,1-15 ± 1) мг/дм3, а кониферилового - (1,1 ± 0,3-6,6 ± 0,7) мг/дм3. В целом, как для коньячных спиртов, так и коньяков различных сроков выдержки, соблюдается соотношение синаповый альдегид/конифериловый альдегид 2:1. Тогда как соотношение конифериловый альдегид/сиреневый альдегид для коньячных спиртов составляет 1:1, для коньяков 1: (1,5-2).

Для оценки качества коньячной продукции используют показатель - соотношение сиреневый альдегид/ванилин, величина которого в натуральных коньяках колеблется в пределах 2-4, т. е. значительно преобладает сиреневый альдегид. Ароматизация коньячной продукции ванилином эту пропорцию изменяет [5]. Во всех исследованных образцах коньячных спиртов и коньяков этот показатель составляет 2.

Анализ динамики накопления ароматических кислот в образцах коньячных спиртов и коньяков показал, что ванилиновая и сиреневая кислоты содержатся в меньших количествах, чем соответствующие им альдегиды, их концентрация также растет с увеличением срока выдержки продукта. При рассмотрении соотношений альдегид/соответствующая ему кислота было установлено соответствие между сиреневым альдегидом и сиреневой кислотой. Так, в коньячных спиртах и коньяках оно составляет 2:1.

Экспериментальные исследования показали, что в коньячных спиртах и коньяках наиболее отчетливо изменяется концентрация галловой кислоты, которая экстрагируется из древесины дуба и образуется в результате гидролиза дубильных веществ (табл. 2). По-видимому, ее содержание является наилучшим маркером, определяющим возраст коньяка, что можно проиллюстрировать на примере исследуемой коньячной продукции. Зависимость содержания галловой кислоты в коньячных спиртах (рис. 2, а) и коньяках (рис. 2, б) от года их выдержки характеризуется высоким коэффициентом корреляции - 0,9985 и 0,9936 соответственно.

Таблица2

Коньячная продукция Возраст, лет Массовая концентрация, мг/дм3

Синаповый альдегид Кониферило-вый альдегид Сиреневый альдегид Ванилин Сиреневая кислота Ванилиновая кислота Галловая кислота

Спирт коньячный 1 8,2 ± 0,3 3,4 ± 0,6 3,6 ± 0,7 1,7 ± 0,6 1,5 ±0,5 0,4 ±0,1 3,8 ± 0,4

2 11 ±1 5,8 ±0,9 5,7 ± 3,2 ± 0,5 2,2 ± 0,6 0,7 ± 0,2 7,7 ± 0,9

3 20 ± 1 9,7 ± 0,7 9 ± 1 4,7 ± 0,5 4,2 ± 0,3 1,2 ±0,5 12±1

Спирт коньячный* 10 17 ±0,7 8,2 ± 0,3 12±1 5,4 ± 0,3 5,6 ± 0,5 3,5 ±0,3 21,4 ±0,7

Коньяк 3 1,2 ±0,1 1,1 ±0,3 2,6 ± 0,3 1,24 ± 0,2 1,07 ± 0,2 0,4 ±0,1 4,8 ± 0,4

5 2,8 ±0,3 1,4 ± 0,2 2,7 ± 0,4 0,8 ± 0,2 1,4 ±0,3 0,6 ±0,1 8,9 ± 0,4

Коньяк КВВК 7-8 3,3 ±0,4 1,6 ±0,1 4,5 ± 0,5 2,3 ± 0,2 2,8 ± 0,3 1,6 ± 0,2 14,2 ±0,4

Коньяк КС > 10 15 ± 1 6,6 ± 0,7 10 ±1 4,6 ± 0,2 4,5 ± 0,3 2,4 ± 0,5 20,3 ±0,5

Примечание: п = 3, Р = 0,95; *спирт коньячный (Франция), используется для купажирования.

1,5 2

Выдержка, лет

6 8 Выдержка, лет

Рис. 2

Полученные экспериментальные значения содержания экстрактивных компонентов в коньяках и коньячных спиртах, произведенных ОАО АПФ «Фанагория», отличаются от аналогичных показателей коньячной продукции СКП «Прасковейское» и ЗАО «Новокубанское» [6]. Это, вероятно, позволит идентифицировать продукцию данного производителя.

вывод

С увеличением сроков выдержки коньячного спирта и коньяка, произведенных ОАО АПФ «Фанагория», наблюдается повышение массовой концентрации фла-воноидов, ароматических альдегидов и кислот, галловой кислоты.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант № 09-03-96529).

ЛИТЕРАТУРА

1. Скурихин И.М. Химия коньяка и бренди. - М.: Пищевая пром-сть, 2005. - 296 с.

2. Лепшеева А.Н., Агеева Н.М. Оценка подлинности российских коньяков по содержанию нелетучих компонентов // Изв. вузов. Пищевая технология. -2010. - № 1.-С. 117-118.

3. Исследование спектрофотометрических характеристик коньячной продукции / В.В. Перекотий, Н.Е. Крутых, Т.Г. Цюпко и др. // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. - 2008. - 74.-№12.-С. 7-8.

4. Савчук С.А., Власов В.Н., Апполонова С.А. Применение хроматографии и спектрофотометрии для идентификации подлинности спиртных напитков // Журн. аналит. химии. - 2001. - 56. -№ 3. - С. 246-264.

5. Оселедцева И.В., Гугучкина Т.И. Динамика ароматических альдегидов и кислот в коньячных спиртах и коньяках // Виноделие и виноградарство. - 2008. - № 6. - С. 15-17.

6. Соболев Э.М., Оселедцева И.В. Идентификация подлинности и уровня качества коньячной продукции // Изв. вузов. Пищевая технология. - 2005. - № 5-6. - С. 98-101.

Поступила 26.07.10 г.

SPECTROSCOPIC AND ELECTROPHORETIC RESEARCH OF CHANGES OF QUALITATIVE COMPOSITION COGNAC PRODUCTION IN THE PROCESS OF AGEING

T.G. TSYUPKO, I.N. GUNKIN, Z.A. TEMERDASHEV

Kuban State University,

149, Stavropolskaya st., Krasnodar, 350040;ph.: (861) 219-95-71, e-mail: tsypko@kubsu.ru

According to spectroscopic and electrophoretic researches changes of qualitative composition of cognacs and cognac spirits made by JSC APF Fanagoria in the process of ageing are studied. Dynamics of accumulation of the basic criterion compounds in the process of ageing of cognacs and cognac spirits in contact to oak wood is established.

Key words: cognac, cognac spirit, nonvolatile components, aromatic aldehydes, aromatic acids, gallic acid, pH value.