Протеазы - Превращения в винограде

Оглавление
Превращения в винограде
Оксидоредуктазы
Измерение активности фермента
Различные формы фермента
Лакказа гриба Botrytis cinerea
Влияние различных факторов на оксидоредуктазы
Сернистый ангидрид
Другие факторы
Потребление кислорода виноградными суслами и винами
Пероксидаза
Пектолитические ферменты
Классификация пектолитических ферментов
Протеазы

До последних лет знание процессов протеолнтической активности виноградного сока было очень ограниченным (Пантанелли, 1911; Бальони и сотрудники, 1937). Недавно опубликованные интересные работы Кордонье (1971) дали более точное представление по этому вопросу (Кордонье и Дю-галь, 1968).

Структура протеинов

Следует напомнить, что протеины и пептиды состоят из цепей аминокислот, соединяющихся между  собой  очень специфичной    связью     (пептидной)  образованной между группой  органической кислоты и атомом водорода а минной группы.

Роль протеаз

Протеазы или пептидазы — это ферменты, ответственные за гидролиз пептидной связи. В результате гидролиза происходит или высвобождение аминокислот, если гидролиз происходит в конце цепей (экзопротеазы), или высвобождение пептидов с меньшей молекулярной массой, чем у первоначальной молекулы, если гидролиз происходит внутри цепи (эндопротеазы).  Экспериментально действие протеаз выражается в увеличении  концентрации -азота, растворенного в трихлоруксусной кислоте, в форме, в   которой  он легче всего усваивается микроорганизмами.
Протеазные активности винограда гидролиз гемоглобина суслами
Рис 2.23. Протеазные активности винограда  гидролиз гемоглобина суслами из здорового и загнившего винограда сортов Кариньян и Драмой при рН 2,0 и температуре 50°С (Кордонье и Дюгалъ, 1968)]:
1 — Кариньян пораженный плесенью; 2 — Арамон, пораженный плесенью; 3 — Кариньян здоровый; 4 — Арамон здоровый; 5 — контроль. Кариньян здоровый.

 Такое действие ферментов можно измерять или колориметрическим способом, или, что проще,   определением общего азота, растворимого в трихлоруксусной кислоте после минерализации по способу Кьельдаля. Очевидно, что для этого следует создать вполне определенные условия: рН 2,0 и температуру 55°С, используя в качестве субстрата белок — обычно 5%-ный гемоглобин в буфере цитрата с рН 2,0.
Значение протеазной или протеолитической активности показано на рис. 2.23, заимствованном из работы Кордонье и Дюгаль (1968).

Локализация активности протеаз в винограде

Измеряя протеазные активности различных партий винограда по способу Кордонье и Дюгаля (1968), можно составить табл. 2.13, из которой видно, что большая часть активностей здорового винограда находится в соке с мезгой.
Таблица 2.13
Распределение протеазных активностей в различных частях здорового винограда (Кордонье и Дюгаль, 1968)

 

Активность*

Элементы ягоды

на 1 г порошка

в различных частях ягоды

% от общсП активности

Целые ягоды

860

 

100

Мякоть + сок

550

455

81,6

Кожица

650

95

17

Семена

365

7,5

1.4

* Активность определяют в миллиграмм-эквивалентах азота, высвобожденного за 4 ч гидролиза при рН 2,3 и 65°С на ацетоновом порошке ягоды и ее различных компонентов.
Гниль на ягодах вызывает глубокие изменения активности. Действительно, тогда как большая часть протеолитических активностей здорового винограда ассоциируется с твердыми частями ягоды, большая часть этих активностей у винограда с гнилью находится в соке. С точки зрения технологии это различие представляет определенный интерес, так как оно указывает на обогащенность протеазной активностью осаждающихся частиц в сусле из здорового винограда (табл. 2.14).
Таблица 2.14
Протеазные активности (в %) различных сортов винограда (Кордонье и Дюгаль, 1968)

Сорт винограда

Сок+мсэга

Сок

% актив.
ности
в соке

Здоровый виноград

 

 

 

Кариньян

8,8

0,9

10,2

Кариньян

9,6

0,9

9,3

Сенсо

8,3

0,3

3,6

Обан

3,9

0,9

23,0

Арамон

6,4

1,3

20,0

Арамон

6,4

2,2

34,0

Виноград с гнилью

 

 

 

Кариньян

18,9

13,7

72,0

Кариньян

21,5

18,0

83,7

Сенсо

17,0

14,7

86,0

Арамон

17,6

17,9

100

Факторы, влияющие на активность протеаз

Из основных факторов, влияющих, на активность протеаз сусла, необходимо указать на рН, температуру, сернистый ангидрид и др., менее значительные.
рН. Как видно из рис. 2.24, максимум воздействия рН соответствует около 2,0, что указывает на большую стойкость ферментов по отношению к кислым рЫ. С другой стороны, отмечают, что в зоне рН сусел активность составляет 40—60% от максимальной, чем можно объяснить изменения ассимиляции азота дрожжами в зависимости от большей или меньшей зрелости собранного винограда.
Температура. Из рис. 2.25 видно, что максимум активности приходится на 55°С и можно констатировать, что при более высоких температурах (например, 70°С) ферментативная активность не прекращается.
Влияние рН на протеазную активность сусел
Рис. 2.24. Влияние рН на протеазную активность сусел.

Протеазы такого типа обладают высокой термоустойчивостью, поскольку они не разрушаются и при температуре 80°С. На рис. 2.26 дана кривая разрушения фермента в зависимости от температуры и продолжительности нагревания 15 и 30 мин при рН 3,15, который является средним рН сусел. Здесь также отмечается высокая устойчивость протеаз к действию повышенных температур.
Сернистый ангидрид. Влияние его на активность протеаз наглядно видно на табл. 2.15. Активности измеряли при рН 2,0 (оптимальный) и 3,15 (средний рН сусел).
Наблюдается отчетливо выраженное активирующее действие SO2 на здоровый виноград главным образом при дозах примерно 25 мг/л. Причем оно более значительно при пониженном рН. На винограде с гнилью это действие всегда проявляется в меньшей степени и при рН 2,0 оно становится равным нулю, тогда как результаты, полученные при рН 3,15 для доз 25 и 50 мг/л, почти идентичны.

Влияние температуры на протеазную активность сусел
Рис 2.25. Влияние температуры на протеазную активность сусел.
Влияние температуры и продолжительности нагревания на протеолитическую активность виноградного сока
Рис 2.26. Влияние температуры и продолжительности нагревания (в мин) на протеолитическую активность виноградного сока:
1 — 15; 2-30.

Действие малых доз S02 на ферментативную активность здорового винограда небезынтересно с точки зрения технологии, поскольку она может объяснить, по меньшей мере, частично активирующее действие небольших количеств SO2 в случае дображивания сусла из винограда красных сортов после остановки брожения. Различие между здоровым и загнившим виноградом может быть результатом очень быстрого связывания SO2 во втором случае, когда он находится только в свободной форме, играющей роль активатора.

Изменение протеазных активностей в ягоде
Рис. 2.27. Изменение протеазных активностей в ягоде в период ее развития:
1 — Кариньян (11.5% об.); / — 30 нюня; 2—13 июля;
3 — 29 июля; 4, 5—19 августа; 6" —7 сентября.
11 — Мускат   александрийский (12,8% об.);   7, 3 —
4 сентября; 9. /0 — 11 сентября.

Другие факторы. Нужно указать, что не отмечено никаких более или менее значительных различий в зависимости от сорта. Действие бентонита, по-видимому, проявляется неодинаково, как это вытекает из табл. 2.16.
Таблица 2.15
Влияние S02 на протеазные активности винограда (Кордонье и Дюгаль, 1968)


Сорт винограда

Активность (мг-экв азота на 1 ил сусла), измеренная при рН

2,0

3,15

 

 

 

 

 

 

 

контроль

25мг SO2/л

50 мг  SO2/л

контроль

25 мг SO2/л

50 мг SO,/л

Арамон

1,3

3.2

2,4

4,8

5,8

5,8

1,6

2,6

1.9

 

Кариньян

2,6

6,1

2,8

4,8

7,1

6.7

3,5

5,2

4.8

 —

Виноград с гнилью

Контроль

50 мг

100 мг

Контроль

50 мг

100 мг

 

SO2/л

SO2/л

SO2/л

SO2/л

Арамон

14

15

15

10,0

11.2

12

 

18

18

15

-

 

9

9

Кариньян

15

17

15

10,6

11,5

12,2

19

17

16

. —

—.

 

8,0

7,0

Активности измеряли после 2 ч гидролиза при рН 2,0 и температуре 55°С.
Таблица 2.16
Действие бентонита на протеазные активности (Кордонье и Дюгаль, 1968)


Сорт винограда

Актив-
ность.
мг-экв
азота на
1 мл сусла

Остаточ-
ная актив-
ность, %

Кариньян с гнилью

 

 

контроль

13.8

после обработки

7.3

47,5

Арамон с гнилью

 

 

Опыт I

 

 

контроль

14

после обработки

6,4

45

Опыт II

 

контроль

14

после обработки

12,8

91

Активности измеряли после 2 ч гидролиза при рН 2,0 и 55°С,
В процессе своего развития ягоды на зеленой стадии роста обладают слабой протеолитической    активностью,
которая мало изменяется до начала созревания. В период с начала созревания и до достижения зрелости констатируют резкое увеличение активности, которая продолжается и в период перезревания, но в меньшей степени (рис. 2.27).
Показанные концентрации SO2 соответствуют тем, которые реализуются в инкубационной смеси фермент — субстрат.
Спиртовое брожение. По-видимому, оно не вызывает заметного уменьшения активности ферментов, поскольку через 2 мес после брожения вино, хранившееся после удаления дрожжевого осадка, все еще сохраняет половину первоначальной общей протеазной активности.

Технологическое значение протеаз

Бесспорно, что более глубокое знание протеаз и факторов, усиливающих их действие, таких, как сернистый ангидрид, рН и температура, позволяют лучше объяснить некоторые явления в виноделии, природа которых зачастую остается невыясненной, как, например, активация спиртового брожения небольшими дозами SO2 или предварительным подогревом винограда красных сортов.

Метки: биология | вино |


 
< Улучшение качества винограда   Операции, общие для различных способов производства вина >
Искать по сайту:
или внутренним поиском:

Translator

Наверх