Ацетали, сложные эфиры, липиды в винограде и вине

Представители всех этих соединений содержатся в винограде, потом, в биотехнологических процессах брожения, переходят в вино, многие из них образуются в процессе изготовления вин. Ацетали − это простые диэфиры гидратов альдегидов. Сложные эфиры характеризуются как производные кислот, в которых атом водорода в карбоксиле замещен радикалом:

формула Сложных эфиров

В связи с тем, что одним из способов получения сложных эфиров является отделение молекулы воды от молекулы кислоты и спирта, их следует рассматривать как ангидриды кислоты и спирта (например, уксусно-этиловый эфир или этилацетат).

Ацетали образуются в результате химической реакции альдегидов со спиртами.

Например, образование диацетила происходит следующим образом:

образование диацетила

В коньяках и винах основным фактором, влияющим на концентрацию ацеталей, является содержание спирта. Например, в вине с объемной долей спирта 10 % только 3 % ацетальдегида может быть связано в ацетали, а при спиртуозности вина 20 % об. – 6,3 %. Легче всего ацетали образуют алифатические альдегиды. В значительных количествах ацетали образуются в коньячных спиртах и коньяках с высокой концентрацией спирта.

Основное количество ацеталей в винах приходится на этилацеталь. В хересах его содержание достигает 300 мг/дм3 и это является одним из показателей хорошего Хереса. В обычном вине до 20 мг/дм3 этилацеталя. В концентрациях 10 – 100 мг/дм3 он придает вину приятные тона плодового аромата. В готовом хересе соотношение альдегидов и ацеталей должно быть 1:1.

Сложные эфиры относятся к наиболее важным производным карбоновых кислот. Механизм образования их из кислот и спиртов был выяснен сравнительно недавно с применением изотопов. Образуются сложные эфиры и биологическим путем во время брожения под действием ферментов дрожжей. По данным Риберо-Гайона в результате химической этерификации образуются, в основном, кислые сложные эфиры, а вследствие биологической этерификации – нейтральные сложные эфиры.

Основным сложным эфиром является Уксусноэтиловый эфир (этилацетат), образуемый при взаимодействии уксусной кислоты и этилового спирта:

образование Уксусноэтилового эфира

уксусная                         этанол                             этилацетат

кислота

При брожении виноградного сусла сложные эфиры образуются под воздействием ферментных систем дрожжей. В вине эфиров содержится во много раз больше, чем в винограде. Основной сложный эфир этилацетат возрастает с 2 - 5 до 200 мг/дм3. Каждый из остальных сложных эфиров жирных кислот возрастает с 0,1 – 0,5 до 1 – 10 г/дм3. В значительных количествах в вине образуются этиловые эфиры оксикислот (диэтиллактат, диэтилсукцинат, диэтилмалат), которых нет в винограде: до 100 – 500 мг/дм3.

В винограде американских сортов и в гибридах на их основе обнаружен Метиловый эфир антраниловой кислоты. Это соединение обладает сильным специфическим «лисьим» запахом, который называют гибридным тоном винограда и вина.

Этиловые эфиры жирных кислот С3-С20 (представители сложных эфиров) является составной частью энантового эфира, имеют приятный фруктовый запах и принимают участие в формировании фонового аромата молодых виноматериалов. Этиловые эфиры жирных кислот образуются при спиртовом брожении, на их синтез влияют условия брожения (температура и др.), раса дрожжей и продолжительность выдержки виноматериалов на осадке дрожжей. При брожении они синтезируются в концентрациях выше равновесных, а при хранении и выдержке виноматериалов их содержание уменьшается. Массовая концентрация в вине составляет 0,012...0,20 г/дм3.

Этиловые эфиры органических кислот (представители сложных эфиров) при брожении синтезируются в концентрациях ниже равновесных, а при хранении и выдержке виноматериалов их содержание увеличивается. Они относятся к нелетучим веществам, принимающим участие в формировании качественных показателей вина. Массовая концентрация в вине не превышает 1 г/дм3.

В основном, сложные эфиры простейших и средних представителей кислот и спиртов являются летучими жидкостями, они легче воды. Большинство из них имеет приятный фруктовый запах, а неприятные по запаху кислоты (масляная и валерьяновая) в процессе этерификации образуют вещества с приятным ароматом.

В воде растворяются только те сложные эфиры, которые имеют наименьшее число атомов углерода в молекуле, но большинство из них плохо растворяется в воде. Они хорошо растворяются в этиловом спирте и диэтиловом эфире.

В сравнении с температурами кипения и плавления органических кислот, соответствующие температуры сложных эфиров более низкие. Но из-за высокой летучести сложные эфиры более стойкие к нагреванию, чем свободные кислоты, и могут легко перегоняться в тех условиях, при которых кислоты распадаются.

Омыление эфиров щелочью более эффективно и происходит в тысячи раз быстрее, чем кислотой. Особенно легко омыляются низкомолекулярные эфиры жирных кислот, и этот биохимический процесс может протекать при комнатной температуре. Наоборот, гидролиз высокомолекулярных эфиров происходит эффективно только при высокой температуре. Такое свойство используется для качественного разделения смеси высоко - и низкомолекулярных сложных эфиров.

При нагревании в кислой среде сложные эфиры способны к переэтерификации (в присутствии большого количества другого спирта). Они способны достаточно легко образовывать с аммиаком и его производными амиды (реакция амонолиза). В этом случае амонолиз может происходить при комнатной температуре под действием раствора аммиака на сложный эфир.

С гидроксиламином сложные эфиры при взаимодействии образуют гидроксаматы. Такая реакция используется для количественного определения сложных эфиров (в присутствии железа гидроксаматы дают характерный темно-синий цвет).

В винограде сложных эфиров, в основном эфиров жирных кислот и алифатических спиртов, немного, их количество составляет от 5 до 30 мг/дм3. В винах сложных эфиров содержится на много больше, чем в винограде. Их количество зависит от условий брожения, вида и расы дрожжей. Содержание этиловых эфиров жирных кислот с парным числом атомов углерода в молекуле при брожении увеличивается до 200 мг/дм3 и больше, а также небольшое количество кислых эфиров винной, янтарной и яблочной кислот. Этиловые эфиры высокомолекулярных жирных кислот (от С3 до С20) являются основной составной частью энантового эфира, в составе которого преобладают эфиры жирных кислот с парным числом атомов углерода.

Энантовый эфир имеет сильный, приятный фруктовый аромат и значительно влияет на формирование букета вин.

При выдержке вина накапливаются, главным образом, кислые эфиры винной, яблочной и янтарной кислот: в молодых до 50 мг/дм3, в выдержанных больше 10 лет – до 300 мг/дм3. При хранении вина вместе с этерификацией происходит омыление, а также реакция переэтерификации.

Количество сложных эфиров значительно увеличивается в процессе биотехнологии вин типа херес. Например, при выдержке вина под пленкой хересных дрожжей происходит интенсивное образование средних эфиров жирных (от С2 к С10), а также двухосновных кислот, придающих вину специфический приятный аромат.

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить