Технологическое и физиологическое значение углеводов

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 4.50 (2 Голоса)

Значение углеводов при формировании органолептических показателей качества вина

Углеводы играют очень важную роль в формировании органолептических показателей качества вина. Это характеризуется тем, что сами они и продукты их биохимических реакций значительно влияют на вкус, цвет, аромат и стабильность вина. Поэтому, все биотехнологические приемы, используемые при изготовлении полусухих и полусладких, крепких и десертных вин, должны быть направлены на сохранение в них естественных сахаров винограда.

Виноделы всех стран мира используют сахарозу при изготовлении вин специальных типов, а также ликеров при изготовлении шампанских и игристых вин, и при производстве вермутов и коньячном производстве.

Для смягчения вкуса коньяка в коньячном производстве сахарозу используют практически на всех стадиях технологического процесса. Из сахарозы готовят также колер, используемый для коррекции цвета коньяков (бренди).

Высокое содержание сахаров в десертных винах обеспечивает их биологическую стабильность при небольших концентрациях спирта.

На органолептические свойства вин влияют некоторые высшие полисахариды. Например, положительно влияют на вкус вина декстрины.

Очень большое значение для показателей качества вина имеют биохимические преобразования углеводов на разных технологических этапах его изготовления. В процессе сбраживания сахаров, вместе с этиловым спиртом и диоксидом углевода, образуются вторичные и побочные продукты, которые значительно влияют на формирование аромата и вкуса вина.

Сложные преобразования углеводов проходят при созревании и старении вина, а также при его термической обработке. Например, пентозы и гексозы могут быть источником образования фурфурола, метилфурфурола и оксиметилфурфурола.

Участие моносахаридов в реакции меланоединообразования также имеет важное значение в виноделии. Промежуточные и конечные продукты этой реакции существенно влияют на такие органолептические показатели как аромат, вкус и цвет вина.

Полисахариды в коллоидном состоянии влияют на осветление и стабильность вин. Негативно влияют на качественные показатели вин пектиновые вещества. Владея свойствами защитных коллоидов, они тормозят выпадение в осадок взвешенных частичек, находящихся в сусле, а также усложняют отделение сусла от мезги при ее прессовании. Необходимо с помощью ферментных препаратов разрушить излишек пектиновых веществ в виноматериалах. Коллоидные (полисахаридные) помутнения образуются при участии таких нейтральных полисахаридов как глюкан и другие.

Для предупреждения таких помутнений необходимо проводить гидролиз полисахаридов в сусле с помощью ферментных препаратов. Стабильность вин к полисахаридным помутнениям достигается при содержании нейтральных полисахаридов не более 200 мг/дм3 в столовых и до 150 мг/дм3 в крепких винах.

Растительные камеди могут быть использованы как защитные коллоиды для стабильности вин.

Углеводы, содержащиеся в винограде, испытывают большие биохимические преобразования и характеризуются следующими свойствами при формировании вкуса и букета вин:

Сахара, в целом, используются дрожжами, молочнокислыми и уксуснокислыми бактериями в процессе их жизнедеятельности. Массовая концентрация в сусле – 150...350 г/дм3; в сухих винах – не больше 3 г/дм3; полусухих винах – 5...25 г/дм3; полусладких – 30...80 г/дм3; крепких – 2...110 г/дм3; десертных 120...190 г/дм3; ликерных 200...300 г/дм3.

С физиологической стороны углеводы подразделяются на соединения, усваиваемые организмом человека (глюкоза, фруктоза, мальтоза, галактоза, лактоза, инулин, рафиноза, крахмал и декстрины, как продукты промежуточного гидролиза крахмала), и соединения, которые не усваиваются, то есть пищевые волокна (гемицеллюлозы, целлюлоза, пектиновые вещества, камеди и декстрины). Усваивание углеводов зависит от наличия в желудочно-кишечном тракте определенных ферментов. Под влиянием микроорганизмов, в толстом кишечнике гемицеллюлоза и пектин частично расщепляются на простые моносахариды, преобразуются в летучие жирные кислоты и всасываются через стенку кишечника.

Усваиваемые организмом углеводы являются основным источником энергии для организма, они принимают участие в важных процессах обмена и выполняют защитную роль. В большом количестве они содержатся в растительных продуктах. Углеводы усваиваются в кишечном тракте с помощью ферментов в виде простых соединений, в печени превращаются в гликоген и используются в энергетических обменных процессах.

Углеводы – это сложные органические вещества, в которые входят углерод, водород и кислород. Они представлены широким спектром соединений.

Виноградный сахар (глюкоза, фруктоза и другие моносахариды) хорошо растворяется в воде и очень быстро всасываются из кишечника в кровь.

Дисахариды хорошо растворимы в воде, особенно в теплой, но всасываются из кишечника очень сложно из-за больших размеров их молекул. В процессе пищеварения дисахариды легко расщепляются до моносахаридов.

Молекулы наиболее сложных углеводов – полисахаридов – при гидролизе распадаются на большое количество молекул моносахаридов. К полисахаридам относятся крахмал, гликоген, клетчатка и др.

В процессе пищеварения сложные углеводы расщепляются путем гидролиза на глюкозу и легко всасываются в кровь.

Фруктоза сбраживается дрожжами медленнее, чем глюкоза, утилизируется бактериями, в результате чего образуется манит. Имеет биологическую и пищевую ценность. Массовая концентрация в сусле – 75...140 г/дм3; в сухих винах – 0,2...3 г/дм3.

Арабиноза винными дрожжами не сбраживается, усваивается молочнокислыми бактериями. Массовая концентрация в сусле – 0,3...1,5 г/дм3; в вине 0,3...1 г/дм3.

Ксилоза дрожжами сбраживается полностью. Массовая концентрация в сусле 0,03...0,1 г/дм3; в вине 0,03...0,4 г/дм3.

Сахароза в винограде присутствует в значительном количестве, легко гидролизуэтся кислотой или ферментами. В годы с плохими климатическими условиями разрешается добавление ее в сусло перед брожением в количестве не выше 20 г/дм3. При нагревании проходит ее дегидратация с образованием полимеризованых продуктов, которые в виде колера используются в коньячном производстве.

Полисахариды представленны в сусле и вине кислыми (пектиновыми веществами) и нейтральными формами. Их массовая концентрация в сусле составляет 0,2...1,8 г/дм3, в вине 0,15...0,7 г/дм3.

Пектиновые вещества - это кислые полисахариды, молекулы которых состоят из остатков галактуроновых кислот, связанных гликозидными связями с частично этерификоваными метанолом и карбоксильными группами. Пектиновые вещества включают в себя протопектин, пектин, пектиновую кислоту и ее соли.

Растворимый пектин мешает осветлению сусла, при брожении эгализируется до олигомеров под воздействием дрожжей. Имеет радиопротекторное действие. При гидролизе вино может обогащаться метанолом. Массовая концентрация пектиновых веществ в сусле составляет 0,1...0,6 г/дм3, в вине – 0,05...0,2 г/дм3.

Источником нейтральных полисахаридов в виноматериале и в вине является виноград и дрожжи. Нейтральные полисахариды виноградного происхождения представлены арабиногалактаном и глюкомананом. Они выполняют роль защитных коллоидов, тормозя осветление и фильтрование вин, принимают участие в образовании коллоидных помутнений и входять в состав веществ, обуславливающих полноту вкуса.

В мире растений углеводы – преобладающие вещества, а потому основным источником углеводов для людей и животных являются пищевые продукты растительного происхождения. Кроме попадания с растительными продуктами и напитками, углеводы в организме человека и животных могут образовываться из аминокислот.

Углеводы – основной источник энергии в организме человека. При окислении углеводов освобождается 4,1 ккал энергии. Для полного окисления углеводов необходимо меньше кислорода, чем для окисления других пищевых веществ. Это объясняется относительно большим содержанием кислорода в молекулах углевода по сравнению с другими компонентами – углеродом и водородом.

Суточная потребность человека в углеводах для людей, не занимающихся физической работой, составляет 450 г, а для людей, выполняющих трудную физическую работу – 600 г.

Углеводы поступают в кровь в виде глюкозы. При избыточном ее поступлении из кишечника, количество глюкозы в крови повышается. Такое явление наблюдается и при некоторых эмоциональных состояниях. Из крови глюкоза направляется в клетки, где полностью используется, принимая участие в процессах биохимического окисления. Другим простым углеводом, который также всасывается в кровь, а потом направляется в клетку, является фруктоза.

Снижение уровня глюкозы в крови отражается на состоянии здоровья всего организма и, в первую очередь, на центральной нервной системе. При этом наблюдается снижение трудоспособности и нарушение психической деятельности. Это явление быстро проходит при употреблении глюкозы растительного происхождения.

Полисахариды играют важную роль в нормализации деятельности желудочно-кишечного тракта. Они влияют на питательную среду бактерий в кишечнике и являются для них одним из важнейших источников питания. Расщепляясь в кишечнике под влиянием бактерий до кислых продуктов, полисахариды останавливают развитие гнилостных процессов.

Наибольший интерес в виноделии вызывает водорастворимая фракция полисахаридов, которая содержится в соке (30 %), переходит из твердых частей ягоды и грозди (70 %) при получении сусла из винограда, и присутствует в вине. Количество водорастворимой фракции полисахаридов в винограде составляет 3...4 г/кг.

Источниками полисахаридов в винах являются полисахариды винограда, молочнокислые бактерии и винные дрожжи. В столовых белых винах полисахаридов с молекулярной массой 8000...60000 содержится от 200 до 2100 мг/дм3. В сусле и вине полисахариды могут находиться в виде высокомолекулярных комплексов с белками и фенольными соединениями.

Пектины, относящиеся к полисахаридам, имеют высокие адсорбционные свойства: перемещаясь по кишечнику, они вытягивают слизи, вредные бактерии, соли тяжелых металлов и холестерин. Растительные волокна обволакивают слизистую оболочку кишечника, защищают его от механических и химических раздражителей.

Содержание клетчатки в яблоках составляет 2 г на 100 г фруктов, в виноградных косточках - 13, апельсинах - 2, пшеничных отрубях - 42, в яблочной кожице - 40 г на 100 г кожицы.

Потребность здорового организма в углеводах зависит от характера энергетических затрат человека и составляет от 350 до 550 г в сутки. Уменьшение поступления количества углеводов с пищевыми продуктами и напитками приводит к нарушению обмена веществ и к использованию белков и жирных кислот самого организма.

Отсутствие или недостаток в организме пищевых волокон (клетчатки) за счет потребления рафинированных пищевых продуктов и напитков приводит к нарушению обмена желчных кислот, холестерина и стероидных гормонов. При этом провоцируется рак толстой кишки.

Особенно важны углеводы как источник энергии при мышечной работе. При продолжительной физической нагрузке запас углеводов может уменьшаться, вследствие чего распадаются белки и жиры. Углеводы необходимы для сердечной мышцы, которая должна функционировать непрерывно. Определенное количество гликогена требует печень, принимающая участие в детоксикации вредных веществ. Важной функцией углеводов является регулирование обмена белков и жиров. Основным источником глюкозы, обеспечивающей нормальное функционирование центральной нервной системы, также являются углеводы.

Глюкоза легко всасывается в кровь и вызывает секрецию инулина поджелудочной железы. Излишек в организме глюкозы может значительно изменить нормальный гормональный статус организма человека. Поэтому содержание моно - и дисахаридов в суточном рационе не должно превышать 100 г, и, вдобавок, чрезмерное употребление сахарозы служит причиной риска кариеса зубов и сахарного диабета.

Взрослый человек при равномерной умственной и физической нагрузке должен употреблять в день около 400 г усваиваемых углеводов. Чрезмерное количество их в рационе приводит к ожирению, возникновению диабета и атеросклероза. Особенно опасно чрезмерное потребление сахарозы и крахмала.


Технологическое и физиологическое значение углеводов - 4.5 out of 5 based on 2 votes