Коллоидные явления в винах - Разделение и идентификация коллоидов вина электрофорезом

На рис. 11.6 показана схема электрофореза. В настоящее время разделение и идентификацию электрофорезом осуществляют на ленте из бумаги или ацетилцеллюлозы, что более практично, и на очень малых объемах. Лента, представляющая зону миграции электрически заряжённых веществ, обычно плотно прилегает к гибкой пластмассовой подложке. Она изогнута, и оба ее конца погружены в две горловины (отверстия) небольшого сосуда. В каждое из этих отверстий опущен электрод. Между электродами создают электрическое напряжение постоянного тока. Вещество, миграцию которого хотят проследить, отмечают соответствующим реактивом. В том же самом сосуде, поскольку горловины разделены на несколько патрубков, можно разместить несколько полос одна возле другой и проводить несколько операций одновременно.
Кох методом электрофореза на бумаге осуществил разделение белков вина на несколько фракций, из которых одна, наиболее обильная, коагулировалась и осаждалась при нагревании, тогда как бентонит поглощал все белки. Кох и его сотрудники продолжали эти работы, которые были доложены в свободном, докладе на Первом международном симпозиуме по энологии (Бордо, 1963). Растворимые белки виноградного сока осаждают сульфатом аммония или изолируют посредством ультрафильтрации, затем разделяют на несколько фракций, перемещающихся к аноду. Таким путем автор смог с достаточной точностью исследовать удаление протеинов вина нагреванием или различными бентонитами. Нужно также указать на совместные доклады о протеинах вина, которые опубликовали в 1966 г. Кордонье и Ференци (исследование белков и азотистых веществ. Их эволюция во время энологических обработок. Условия белковой стабильности вин).
Усельо-Томасет (1958 и 1959) распространил способ электрофореза на исследование всего комплекса коллоидов вина. Тизелиус после обсуждения принципов и методов, на которых основан электрофоретический анализ, доказал присутствие в суслах и винах четырех групп коллоидов, обнаруживаемых электрофорезом и характеризуемых разными электрофоретическими мобильностями.
Определение электрофоретической мобильности заключается в измерении скорости перемещения под воздействием электрического тока коллоидной частицы, более или менее заряженной электричеством в результате присутствия ионизируемых групп или адсорбированных ионов. Среда должна быть точно определена, поскольку характер и число присутствующих ионов могут влиять на заряд изучаемой частицы. Она должна быть забуферена, чтобы избежать в ходе эксперимента изменений pH, которые могли бы действовать на диссоциацию ионизируемых групп коллоидов, таких, как —NH₂ или —СООН, и, следовательно, на их заряд. Это достигается диализом: соки, содержащие коллоиды, вводят в целлофановый мешочек, погруженный в большой объем избранного буфера.
Фракции, разделенные электрофорезом, идентифицировали как декстрины и пентозаны, белки, пектины, красящие вещества. Этот метод позволяет не только характеризовать эти вещества, но и получать оценку их концентрации. Исследования на суслах, полученных из винограда, сильно пораженного Botrytis cinerea, показали увеличение количества коллоидов, обладающих слабой электрофоретической мобильностью, т. е. коллоидов (производных от глюкозы), которые не относятся к пектиновым веществам, характеризуемым высокой отрицательной электрофоретической мобильностью.
Было проведено специальное исследование заряда электрофоретической мобильности и природы пектинов в суслах и винах. Пектины — это полигалактуроновые кислоты, образующиеся в результате полимеризации галактуроновой кислоты в глюкозидной цепи; они обладают карбоксильными группами, частично этерифицированными метиловым спиртом (—СООСН₃) и частично свободными (—СООН), следовательно, способными превращаться в соли. Отрицательный заряд частиц, изменяющийся в зависимости от степени их связанности, зависит прежде всего от свободных карбоксилов. Усельо-Томасет сравнил метод количественного анализа пектинов посредством электрофореза с химическим методом Пейно.
Электрофорез, обеспечивающий дифференциацию пектинов, камедей и белков, показывает, что содержание пектинов в суслах и винах намного меньше, чем предполагали, и дает процентное содержание этерифицированных карбоксилов в пектиновых веществах вина. Такое сравнение обеспечивает информацию об их структуре, и в частности о том, что пектины вина состоят не только из галактуроновой кислоты, но также содержат некоторое число карбоксильных групп, которое меньше числа таких групп у полигалактуроновой кислоты. В целом пектины имеют структуру, в которой число этерифицированных карбоксильных групп меньше, чем предполагали.
Позднее (1963) автор констатировал, что анализ пектинов с помощью электрофореза, т. е. физическим способом, согласуется с анализом по Пейно. С другой стороны, при исследовании вина метод электрофореза всегда дает заметно более высокие значения, чем метод Пейно; спиртовое брожение, по-видимому, вызывает значительное диметилирование. Другие исследования, проведенные совместно с Тарантола (1963), подтвердили эти различия между двумя методами.
Усельо-Томасет представил Первому Международному симпозиуму по энологии (Бордо, 1963), первый обзор работ по коллоидам вина в связи с проблемой прозрачности. Отмечают в вине присутствие арабанов, галактанов, пектинов, в некоторых случаях полимеров глюкозы, гемицеллюлоз. Но автор также констатирует, что если существуют явления флокуляции, которые связаны с присутствием различных веществ коллоидного характера, то имеющиеся сегодня знания относительно коллоидов вина, их природы, свойств и влияния на прозрачность еще далеко не достаточны. Влияние арабанов, галактанов, гемицеллюлоз, пектинов, на прозрачность все еще представляет серию нерешенных проблем.
В 1974 г. Усельо-Томасет опубликовал сообщение о своих работах по коллоидам винограда и вина. Эти исследования проводились с использованием методов электрофореза в свободной фазе, фильтрации на геле, хроматографии на бумаге и в тонком слое, электрофореза на стекловолокне, абсорбционной и эмиссионной спектрометрии. Были получены более детальные данные о коллоидах глюцидной природы сусел и вин. Но автор заключает, что, несмотря на заметный прогресс, изучение коллоидов вина еще далеко до своего завершения. Еще остаются открытыми многие проблемы относительно специфического влияния различных коллоидов на явления осаждения и на стабилизацию вин.
Установлено, что существует не какой-то один коллоид сложной структуры, а целая смесь коллоидов различного состава. Следовательно, процентное содержание каждой из составных частей в каждой фракции, полученной путем хроматографии на геле, не остается постоянным. Так, содержание галактозы колеблется от 30 до 57%, маннозы — от 5 до 15, арабинозы — от И до 28, рамнозы от 3 до 10, галактуроновой кислоты — от 12 до 50%. Автор констатирует, что еще позднее Датунашвили не находила в вине рамнозу (вопреки данным Бюхи и Дойеля и ему самому).