Фенольные соединения — натуральный фенол и полифенолы — встречаются в вине естественным образом . Они включают в себя большую группу из нескольких сотен химических соединений , которые влияют на вкус , цвет и ощущение во рту вина. Эти соединения включают фенольные кислоты , стильбеноиды , флавонолы , дигидрофлавонолы , антоцианы , мономеры флаванола ( катехины ) и полимеры флаванола ( проантоцианидины ). Эту большую группу природных фенолов можно в целом разделить на две категории: флавоноиды и нефлавоноиды. Флавоноиды включают антоцианы и танины , которые способствуют цвету и ощущению во рту вина. [1] Нефлавоноиды включают стильбеноиды , такие как ресвератрол , и фенольные кислоты, такие как бензойная , кофейная и коричная кислоты.
Природные фенолы неравномерно распределены в винограде. Фенольные кислоты в основном присутствуют в мякоти, антоцианы и стильбеноиды в кожице, а другие фенолы ( катехины , проантоцианидины и флавонолы ) в кожице и семенах. [2] Во время цикла роста виноградной лозы солнечный свет увеличивает концентрацию фенолов в ягодах винограда, их развитие является важным компонентом управления пологом . Поэтому доля различных фенолов в любом вине будет варьироваться в зависимости от типа винификации . Красное вино будет богаче фенолами, обильно содержащимися в кожице и семенах, такими как антоцианы , проантоцианидины и флавонолы , тогда как фенолы в белом вине в основном будут происходить из мякоти, и это будут фенольные кислоты вместе с меньшим количеством катехинов и стильбенов . Красные вина также будут содержать фенолы, обнаруженные в белых винах.
Простые фенолы вина далее трансформируются во время выдержки вина в сложные молекулы, образованные, в частности, конденсацией проантоцианидинов и антоцианов, что объясняет изменение цвета. Антоцианы реагируют с катехинами, проантоцианидинами и другими компонентами вина во время выдержки вина, образуя новые полимерные пигменты, что приводит к изменению цвета вина и снижению терпкости . [3] [4] Среднее общее содержание полифенолов, измеренное методом Фолина, составляет 216 мг/100 мл для красного вина и 32 мг/100 мл для белого вина. Содержание фенолов в розовом вине (82 мг/100 мл) является промежуточным между содержанием в красных и белых винах.
В виноделии процесс мацерации или «контакта с кожицей» используется для увеличения концентрации фенолов в вине. Фенольные кислоты находятся в мякоти или соке вина и обычно встречаются в белых винах, которые обычно не проходят период мацерации. Процесс выдержки в дубовых бочках также может привнести в вино фенольные соединения, в частности ванилин , который придает винам аромат ванили . [5]
Большинство винных фенолов классифицируются как вторичные метаболиты и не считаются активными в первичном метаболизме и функции виноградной лозы. Однако есть доказательства того, что в некоторых растениях флавоноиды играют роль эндогенных регуляторов транспорта ауксина . [6] Они водорастворимы и обычно секретируются в вакуоль виноградной лозы в виде гликозидов .
Vitis vinifera , обычная виноградная лоза, из которой во всем мире производят вина европейского стиля, производит много фенольных соединений. Существует влияние сорта на относительный состав.
В красном вине до 90% фенольного содержания вина попадает под классификацию флавоноидов . Эти фенолы, в основном полученные из стеблей, семян и кожицы, часто выщелачиваются из винограда во время периода мацерации виноделия. Количество выщелоченных фенолов известно как экстракция . Эти соединения способствуют терпкости , цвету и вкусовым ощущениям вина. В белых винах количество флавоноидов уменьшается из-за меньшего контакта с кожицей, который они получают во время виноделия. Продолжаются исследования пользы для здоровья вина, получаемой из антиоксидантных и химиопрофилактических свойств флавоноидов. [7]
В категории флавоноидов есть подкатегория, известная как флавонолы , которая включает желтый пигмент - кверцетин . Как и другие флавоноиды, концентрация флавонолов в виноградных ягодах увеличивается по мере того, как они подвергаются воздействию солнечного света. Виноград, подвергающийся слишком сильному воздействию солнца, может испытывать ускоренный период созревания, что приводит к снижению способности к синтезу флавонолов. [8] Некоторые виноградари используют измерение флавонолов, таких как кверцетин, в качестве показателя воздействия солнца на виноградник и эффективности методов управления пологом.
Антоцианы — это фенольные соединения, встречающиеся во всем растительном мире , которые часто отвечают за сине-красные цвета, встречающиеся в цветах , фруктах и листьях . В винном винограде они развиваются на стадии созревания , когда кожица красного винограда меняет цвет с зеленого на красный и черный. По мере увеличения содержания сахаров в винограде во время созревания увеличивается и концентрация антоцианов. Проблема, связанная с изменением климата, заключается в том, что накопление сахаров в винограде быстро ускоряется и опережает накопление антоцианов. [8] Это оставляет виноградарям выбор между сбором винограда со слишком высоким содержанием сахара или со слишком низким содержанием антоцианов. В большинстве сортов винограда антоцианы находятся только во внешних слоях клеток кожицы, в результате чего виноградный сок внутри остается практически бесцветным. Поэтому для получения цветовой пигментации в вине ферментирующее сусло должно контактировать с виноградной кожицей, чтобы извлечь антоцианы. Следовательно, белое вино можно сделать из красного винограда таким же образом, как и многие белые игристые вина делаются из красного винограда Пино нуар и Пино менье . Исключением является небольшой класс винограда, известный как тентюрье , такой как Аликанте Буше , который имеет небольшое количество антоцианов в мякоти, что дает пигментированный сок. [9]
В винограде содержится несколько типов антоцианов (в виде гликозидов ), которые отвечают за широкий диапазон окраски от рубиново-красного до темно-черного цвета, встречающегося в винограде. Ампелографы могут использовать это наблюдение для помощи в идентификации различных сортов винограда . Европейское семейство виноградных лоз Vitis vinifera характеризуется антоцианами, которые состоят только из одной молекулы глюкозы , в то время как невинные лозы , такие как гибриды и американский Vitis labrusca, будут иметь антоцианы с двумя молекулами. Это явление обусловлено двойной мутацией в гене антоциановой 5-O-глюкозилтрансферазы V. vinifera . [10] В середине 20-го века французские ампелографы использовали эти знания для тестирования различных сортов винограда по всей Франции, чтобы определить, какие виноградники все еще содержат невинные посадки . [9]
Известно также, что сорта винограда Пино с красными ягодами не синтезируют паракумароилированные или ацетилированные антоцианы, как другие сорта. [11]
Изменение цвета в готовом красном вине частично происходит из-за ионизации антоциановых пигментов, вызванной кислотностью вина . В этом случае три типа антоциановых пигментов - красный, синий и бесцветный, причем концентрация этих различных пигментов определяет цвет вина. Вино с низким pH (и такой большей кислотностью) будет иметь более высокое содержание ионизированных антоцианов, что увеличит количество ярко-красных пигментов. Вина с более высоким pH будут иметь более высокую концентрацию синих и бесцветных пигментов. По мере старения вина антоцианы будут реагировать с другими кислотами и соединениями в вине, такими как танины, пировиноградная кислота и ацетальдегид , что изменит цвет вина, заставив его приобрести более «кирпично-красные» оттенки. Эти молекулы будут связываться, создавая полимеры , которые в конечном итоге превысят свою растворимость и станут осадком на дне винных бутылок. [9] Пираноантоцианы — это химические соединения, образующиеся в красных винах дрожжами во время процессов ферментации [12] или во время контролируемых процессов оксигенации [13] во время выдержки вина . [14]
Танины относятся к разнообразной группе химических соединений в вине, которые могут влиять на цвет, способность к старению и текстуру вина. Хотя танины нельзя обонять или пробовать на вкус, их можно почувствовать во время дегустации вина по тактильному ощущению терпкости и горечи, которые они могут оставить во рту. Это связано с тенденцией танинов реагировать с белками , такими как те, которые содержатся в слюне . [15] В сочетании еды и вина продукты с высоким содержанием белков (например, красное мясо ) часто сочетаются с танинными винами, чтобы минимизировать терпкость танинов. Однако многие любители вина считают восприятие танинов положительной чертой, особенно в том, что касается ощущений во рту. Управление танинами в процессе виноделия является ключевым компонентом в конечном качестве. [16]
Танины содержатся в кожице, стеблях и семенах винограда, но также могут быть введены в вино с помощью дубовых бочек и щепы или с добавлением порошка танина. Натуральные танины, содержащиеся в винограде, известны как проантоцианидины из-за их способности выделять красные антоциановые пигменты при нагревании в кислом растворе. Виноградные экстракты в основном богаты мономерами и небольшими олигомерами (средняя степень полимеризации < 8). Экстракты виноградных косточек содержат три мономера (катехин, эпикатехин и галлат эпикатехина) и олигомеры процианидина. Экстракты виноградной кожицы содержат четыре мономера (катехин, эпикатехин, галлокатехин и эпигаллокатехин), а также олигомеры процианидинов и продельфинидинов . [17] Танины образуются ферментами в ходе метаболических процессов виноградной лозы. Количество танинов, естественным образом содержащихся в винограде, варьируется в зависимости от сорта, причем Каберне Совиньон , Неббиоло , Сира и Таннат являются 4 наиболее танинными сортами винограда. Реакция танинов и антоцианов с фенольными соединениями катехинами создает другой класс танинов, известных как пигментированные танины , которые влияют на цвет красного вина. [18] Коммерческие препараты танинов, известные как энологические танины , изготавливаемые из древесины дуба , виноградных косточек и кожицы, желчи растений , каштана , квебрахо , гамбье [19] и плодов миробалана [20] , могут добавляться на разных этапах производства вина для улучшения стойкости цвета. Танины, полученные из дуба, известны как «гидролизуемые танины», они создаются из эллаговой и галловой кислоты, содержащейся в древесине. [16]
В виноградниках также все чаще проводится различие между «зрелыми» и «неспелыми» танинами, присутствующими в винограде. Эта « физиологическая зрелость », которая приблизительно определяется путем дегустации винограда с лозы, используется вместе с уровнем сахара для определения времени сбора урожая . Идея заключается в том, что «более зрелые» танины будут иметь более мягкий вкус, но все же придадут некоторые компоненты текстуры, которые считаются благоприятными для вина. В виноделии количество времени, которое сусло проводит в контакте с виноградной кожицей, стеблями и семенами, будет влиять на количество танинов, присутствующих в вине, при этом вина, подвергнутые более длительному периоду мацерации, будут иметь больше экстракта танинов. После сбора урожая стебли обычно выбираются и выбрасываются до ферментации, но некоторые виноделы могут намеренно оставлять несколько стеблей для сортов с низким содержанием танинов (например, Пино нуар), чтобы увеличить экстракт танинов в вине. Если в вине избыточное количество танинов, виноделы могут использовать различные осветляющие агенты, такие как альбумин , казеин и желатин, которые могут связываться с молекулами танинов и выпадать в осадок. По мере старения вина танины образуют длинные полимеризованные цепи, которые дегустатор воспринимает как «более мягкие» и менее дубильные. Этот процесс можно ускорить, подвергнув вино воздействию кислорода , который окисляет танины до хиноновых соединений, которые склонны к полимеризации. Метод виноделия микрооксигенации и декантации вина использует кислород для частичной имитации эффекта старения на танины. [16]
Исследование производства и потребления вина показало, что танины в форме проантоцианидинов оказывают благотворное влияние на здоровье сосудов. Исследование показало, что танины подавляют выработку пептида, ответственного за затвердение артерий. В поддержку своих выводов исследование также указывает на то, что вина из регионов юго-западной Франции и Сардинии особенно богаты проантоцианидинами, и что эти регионы также производят популяции с более длительной продолжительностью жизни. [21]
Реакции танинов с фенольным соединением антоцианидинами создают другой класс танинов, известных как пигментированные танины , которые влияют на цвет красного вина. [18]
Коммерческие препараты танинов, известные как энологические танины , полученные из древесины дуба , виноградных косточек и кожицы, желчи растений , каштана , квебрахо , гамбира [19] и плодов миробалана [20] , могут добавляться на разных стадиях производства вина для улучшения стойкости цвета.
Танины являются естественным консервантом в вине. Невыдержанные вина с высоким содержанием танинов могут быть менее приятными на вкус, чем вина с более низким уровнем танинов. Танины можно описать как оставляющие сухое и сморщенное ощущение с «шерстяным» вкусом во рту, которое можно сравнить с заваренным чаем, который также очень танинный. Этот эффект особенно выражен, если пить танинные вина без еды.
Многие любители вина рассматривают натуральные танины (особенно в таких сортах, как Каберне Совиньон , и часто подчеркиваемые тяжелой выдержкой в дубовых бочках) как признак потенциальной долговечности и способности к выдержке . Танины придают вину терпкость, когда оно молодое, но «распадаются» (через химический процесс, называемый полимеризацией ) в изысканные и сложные элементы «бутылочного букета », когда вино выдерживается в погребе при соответствующих температурных условиях, предпочтительно в диапазоне постоянных 55–60 °F (13–16 °C). [22] Такие вина смягчаются и улучшаются с возрастом, а танинный «хребет» помогает вину сохраняться до 40 лет и более. [23] Во многих регионах (например, в Бордо ) танинный виноград, такой как Каберне Совиньон , смешивают с виноградом с низким содержанием танинов, таким как Мерло или Каберне Фран , разбавляя танинные характеристики. Белые вина и вина, которые винифицируются для употребления молодыми (например, см. новые вина ), обычно имеют более низкий уровень танинов.
Флаван-3-олы (катехины) — это флавоноиды, которые способствуют образованию различных танинов и способствуют восприятию горечи в вине. Они содержатся в самых высоких концентрациях в виноградных косточках, но также в кожице и стеблях. Катехины играют роль в микробной защите виноградной ягоды, вырабатываясь в более высоких концентрациях виноградной лозой, когда она подвергается атакам таких болезней винограда, как ложная мучнистая роса . Из-за этого виноградные лозы в прохладном, влажном климате вырабатывают катехины в больших количествах, чем лозы в сухом, жарком климате. Вместе с антоцианами и танинами они повышают стабильность цвета вина, что означает, что вино сможет сохранять свою окраску в течение более длительного периода времени. Количество присутствующих катехинов варьируется в зависимости от сорта винограда: такие сорта, как Пино нуар, имеют высокие концентрации, в то время как Мерло и особенно Сира имеют очень низкие уровни. [17] Существуют некоторые исследования, посвященные изучению пользы для здоровья умеренного потребления вин с высоким содержанием катехинов, являющихся антиоксидантами. [24]
В красном винограде основным флавонолом в среднем является кверцетин , за которым следуют мирицетин , кемпферол , ларицитрин , изорамнетин и сирицинтин . [25] В белом винограде основным флавонолом является кверцетин, за которым следуют кемпферол и изорамнетин. Флавонолы, подобные дельфинидину, мирицетин, ларицитрин и сирицинтин, отсутствуют во всех белых сортах, что указывает на то, что фермент флавоноид 3',5'-гидроксилаза не экспрессируется в белых сортах винограда. [25]
Мирицетин , ларицитрин [26] и сирицитин [27], флавонолы , которые присутствуют только в красных сортах винограда, можно найти в красном вине. [28]
Гидроксикоричные кислоты являются наиболее важной группой нефлавоноидных фенолов в вине. Четыре наиболее распространенных из них - это эфиры винной кислоты транс -кафтаровая , цис- и транс - кутаровая и транс - фертаровая кислоты . В вине они присутствуют также в свободной форме ( транс - кофейная , транс - п-кумаровая и транс - феруловая кислоты ). [29]
V. vinifera также продуцирует стильбеноиды .
Ресвератрол содержится в наибольшей концентрации в кожице винограда. Накопление в спелых ягодах различных концентраций как связанного, так и свободного ресвератрола зависит от степени зрелости и сильно варьируется в зависимости от генотипа. [30] Как красные, так и белые сорта винограда содержат ресвератрол, но более частый контакт с кожицей и мацерация приводят к тому, что красные вина обычно содержат в десять раз больше ресвератрола, чем белые вина. [31] Ресвератрол, вырабатываемый виноградными лозами, обеспечивает защиту от микробов, а производство может быть дополнительно искусственно стимулировано ультрафиолетовым излучением . Виноградные лозы в прохладных, влажных регионах с более высоким риском заболеваний винограда, таких как Бордо и Бургундия , как правило, производят виноград с более высоким уровнем ресвератрола, чем более теплые, сухие винодельческие регионы, такие как Калифорния и Австралия . Различные сорта винограда, как правило, имеют разные уровни, при этом мускатные и семейство пино имеют высокие уровни, а семейство каберне имеет более низкие уровни ресвератрола. В конце 20-го века интерес к возможной пользе для здоровья ресвератрола в вине был вызван обсуждением французского парадокса , связанного со здоровьем любителей вина во Франции. [32]
Пицеатаннол также присутствует в винограде [33], откуда его можно извлечь и найти в красном вине. [28]
Ванилин — это фенольный альдегид, который чаще всего ассоциируется с ванильными нотками в винах, выдержанных в дубе. Следовые количества ванилина естественным образом содержатся в винограде, но они наиболее заметны в лигниновой структуре дубовых бочек. Более новые бочки будут давать больше ванилина, при этом его концентрация уменьшается с каждым последующим использованием. [34]
Дубовая бочка добавит такие соединения, как ванилин и гидролизуемые танины ( эллагитанин ). Гидролизуемые танины , присутствующие в дубе, получены из лигниновых структур в древесине. Они помогают защитить вино от окисления и восстановления . [35]
4-Этилфенол и 4-этилгваякол образуются во время выдержки красного вина в дубовых бочках, зараженных бреттаномицетами . [36]
Низкомолекулярные полифенолы, а также эллагитаннины, подвержены экстракции из пробковых пробок в вино. [37] Идентифицированные полифенолы - это галловая, протокатеховая , ванилиновая , кофейная, феруловая и эллаговая кислоты; протокатеховый , ванилиновый , конифериловый и синаповый альдегиды; кумарины эскулетин и скополетин ; эллагитаннины - это робурины А и Е, грандинин , вескалагин и касталагин . [38]
Гваякол является одной из молекул, ответственных за появление пробкового привкуса в вине. [39]
Технология мгновенного высвобождения используется при прессовании вина . [40] Эта технология позволяет лучше извлекать фенольные соединения. [41]
Воздействие кислорода на вино в ограниченных количествах влияет на содержание фенолов. [42]
В зависимости от методов производства, типа вина, сортов винограда, процессов выдержки в вине могут быть обнаружены следующие фенолы. Список, отсортированный в алфавитном порядке распространенных названий, не является исчерпывающим.
Полифенольные соединения могут взаимодействовать с летучими веществами и способствовать ароматизации вина. [49] Хотя предполагается, что полифенолы вина обладают антиоксидантными или другими полезными свойствами, существует мало доказательств того, что полифенолы вина на самом деле оказывают какое-либо влияние на людей. [50] [51] [52] [53] Ограниченные предварительные исследования показывают, что полифенолы вина могут снижать агрегацию тромбоцитов , усиливать фибринолиз и повышать уровень холестерина ЛПВП , но высококачественные клинические испытания не подтвердили такие эффекты по состоянию на 2017 год. [50]