Исследование антоцианов в винограде при его хранении

В.М. ОРУДЖЕВ, аспирант; М.К. АБАДОВ, канд. биол. наук;
А.А. НАБИЕВ, д-р биол. наук, профессор Азербайджанский технологический университет
Л.П. ШУБЛАДЗЕ, канд. техн. наук Институт садоводства, виноградарства и виноделия при Аграрном университете Грузии
Ключевые слова: столовые сорта винограда, антоцианы, антоцианины, хромато-масс-спектрометрия
Keywords: tablegrape varieties, anthocyanins, chromatography-mass spectrometry

Введение.

Антоцианы широко распространены в растительном мире. Они активно участвуют во многих биохимических, биотехнологических процессах, протекающих в растительных организмах. Состав антоцианов зависит от сорта винограда, места его произрастания. Это обусловлено тем, что образование антоцианинов связано с общим обменом веществ винограда, которые, в свою очередь, влияют на его вкус и аромат. Антоцианы оказывают огромное влияние на процесс длительного хранения фруктов, ягод и овощей и служат важным компонентом химического состава ягод винограда. Моноглюкозиды антоцианидинов замедляют развитие плесневых грибов. В винограде и других продуктах питания 300 мг/дм³ антоцианов и более замедляют жизнедеятельность болезнетворных микроорганизмов и активность окислительных ферментов. Одна из основных биологических функций антоцианинов —  уменьшение содержания холестерина в организме человека, расширение мозговых сосудов, что способствует улучшению памяти. Кроме того, антоцианины положительно влияют на удаление из организма радиоактивных элементов (радионуклиды) [1, 2]. Использование в рационе питания красных и розовых столовых сортов винограда позитивно сказывается на здоровье человека.
Антоцианы также влияют на качество винограда при длительном холодильном хранении. Некоторые агликоны антоцианов обладают антиоксидантным и антимикробным свойством.

Цель исследований — изучить роль антоцианов в разных столовых сортах винограда и выявить пригодность их для длительного хранения в холодильнике. В настоящее время изучение теоретических основ и практических вопросов сокращения потерь питательной ценности — актуальная проблема при решении задач по обеспечению населения свежим виноградом в течение всего года.

Таблица 1

* Отношение площади хроматографического пика к сумме площадей всех идентифицированных пиков, %.

Созревший виноград столовых сортов Маранди шемахинский и Тайфи розовый (розовые), Победа и Асма черная (красные) для хранения собирали в фермерском хозяйстве села Караери Самухского района, сортировали, упаковывали в стандартные ящики вместимостью 7-8 кг и в тот же день помещали в холодильные камеры, которые перед закладкой тщательно дезинфицировали сернистым ангидридом. В течение 5-6 мес. при 0...5 °C и влажности воздуха 85-95% до конца хранения винограда холодильную камеру каждую неделю окуривали сернистым ангидридом из расчета 1,0-1,5 г/м³. Исследования проводили в Центральной лаборатории Института садоводства, виноградарства и виноделия при Аграрном университете Грузии в начале, середине и конце хранения. Количество антоцианов находили на хромато-масс-спектрометре [3-5].

Таблица 2

Для анализа брали 50 г ягод винограда, снимали с ягод кожицу, взвешивали их, растирали в фарфоровой ступке, переносили в колбу Эрленмейера, смывали остатки со ступы метанолом из расчета 1:2, закрывали и ставили в холодильник на 24 ч при 4 °C. Полученный экстракт фильтровали через воронку Бюхнера, а остаток вновь экстрагировали метанолом до полного удаления красящих веществ из кожицы. Полученные фильтраты объединяли, упаривали в роторном испарителе при 40 °C. Оставшийся водный остаток доводили до первоначального объема деионизированной водой и вновь пропускали через картридж С18 (Waters Sep-Pak 6 tC18), который предварительно подготавливали, пропустив через него 2 объема (2 мл) метанола, остаточное количество промывали деионизированной водой. Далее через картридж пропускали подготовленный антоциановый экстракт. Для удаления неадсорбированных веществ (например, сахара, кислоты) через картридж пропускали 2 объема деионизированной воды. Адсорбированные на картридже антоцианы смывали 50 мл метанола и перегоняли на роторном испарителе при 40 °C до почти сухого остатка, который растворяли в деионизированной воде. Образец готов для анализа на высокоэффективном жидкостном хроматографе ProStar-MS 500 (фирма Varian, USA).

Условия хроматографирования в системе LC/ESI-MS: хроматографическая колонка-018 (150 мм х 4,6 мм) (Waters Sun fire); УФ-детектор-VW-VIS, длина волны 518 нм; элюенты: А — 0,1%-ный водный раствор муравьиной кислоты; В — 0,1%-ный раствор муравьиной кислоты в ацетонитриле; градиентный режим для элюента В: 10-20% — 20 мин; 20% —  10 мин; 20-50% — 10 мин; 50% — 10 мин; скорость элюента 0,4 мм/мин.

Условия масс-спектрометрии: напряжение иглы — 3500 В; давление (азот, газ для сушки) — 25 psi; температура азота 350 °C; температура капилляра 325 °C; газ — распылитель-гель — 400 psi. По результатам хромато-масс-спектрометрии антоцианинов (антоцианов) винограда (табл. 1) во всех исследованных сортах винограда обнаружен 21 разный антоцианин молекулярной массой в пределах 449-801. Наибольшей молекулярной массой обладает мальвидин-3-(6-0-р-кумароил),5-0-диглюкозид, а наименьшей — цианидин-3-0-моноглюкозид. Наибольшее количество антоцианов содержится в красных сортах винограда: в сорте Победа обнаружено 11 разных антоциановых агликонов, а в сорте Асма черная — 12; в сортах Тайфи розовый и Маранди шемахинский — соответственно 8 и 10. Наибольшее количество цианидин-3-0-моногликозида содержится в розовых сортах винограда.
В розовых сортах винограда моноглюкозидов дельфинидин, мальвидин и пеонидин содержится меньше. В сорте Асма черная больше моноглюкозидов пеонидин, мальвидин, петунидин и дельфинидин, а дел ьфинидина-3-0-ацетил- моноглюкозида, пеонидина-3-0-ацетилмоноглюкозида меньше. Интересен тот факт, что в сорте Победа присутствовал мальвидин-3,5-0-диглюкозид. Это говорит о том, что сорт Победа является гибридом. В остальных столовых сортах винограда не обнаружены дигликозиды мальвидина. Отсюда можно сделать вывод: сорта винограда Тайфи розовый, Маранди шемахинский и Асма черная являются экологически чистыми.
Известно, что цианидин-3-0-моноглюкозид, пеонидин-3-0-моноглюкозид, мальвидин-3-0-моноглюкозид обладают антиоксидантным и антимикробным свойством [6]. После исследования антоцианинов все сорта винограда помещали в холодильную камеру (табл. 2). Перед закладкой в сорте Тайфи розовый по хромато-масс-спектроскопии обнаружено 8 разных антоцианинов, а после хранения — 10 антоциановых агликонов (табл. 2). В период хранения винограда появились новые антоцианины: дельфинидин-3,5-0-диглюкозид и мальвидин-3- (6-0-кафеоил) моноглюкозид.

Таблица 2 (продолжение)

В сорте Маранди шемахинский перед закладкой идентифицированы 10 антоцианинов, а после хранения — 12 антоциановых агликонов. В период хранения винограда появились пеонидин-3-0-аце- тилмоноглюкозид и дельфинидин-3-0- (6-0-р-кумароил) моноглюкозид перувиковой кислоты. Эти сдвиги наблюдаются также в сорте Победа и Асма черная. Это говорит о том, что при хранении винограда постоянно происходят метаболические процессы.
В процессе хранения изучаемых розовых и красных сортов винограда постоянно наблюдается уменьшение содержания идентифицированных антоцианинов: наименьшее снижение отмечено в сорте Маранди шемахинский (на 2,1-10,3%,), а в сортах Тайфи розовый, Асма черная и Победа соответственно на 4,3-33,2; 8,8-25,0 и 5,7-20,2%. В конце хранения в сорте Победа количество цианидина-3-0-моноглюкозида уменьшается на 13,5%, а в сортах Асма черная, Тайфи розовый и Маранди шемахинский соответственно на 19,3; 4,3 и 2,1%. Одновременно при хранении метаболизируются и другие агликоны антоцианов. Установлено, что антоцианы и их агликоны относятся к решающим факторам при замедлении окислительных процессов в ягодах винограда при длительном хранении в холодильных камерах. Именно этим обусловливается лучшая сохранность розовых сортов винограда. Несмотря на большее содержание антоцианинов в красных столовых сортах винограда в процессе хранения наблюдается их резкое уменьшение, что, по всей вероятности, происходит за счет увеличения активности окислительных ферментов, в том числе и о-дифенолоксидазы.

Выводы.

Согласно полученным данным, мы рекомендуем Маранди шемахинский хранить в течение 6 мес. и более, сорта Тайфи розовый и Асма черная — 5 мес, а сорт Победа, как гибридный сорт на хранение не закладывать, так как при этом ухудшаются его вкусовые качества.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Жеребцов Н.А. Биохимия. Учебник/Н.А. Жеребцов, Т.Н. Попова, В Г. Артюхов. — Воронеж, 2002. 96 с.
2. Набиев А.А. Химия вина/А.А. Набиев. —  Баку: Элм, 2010. 472 с.
3. Методы технохимического контроля/Под общей редакцией В.Г. Гержиковой. Симферополь: Таврида, 2009. 304 с.
4. Flamini R. Mass Spectrometry in Grape and Wine Chemistry/R. Flamini, P. Traldi//A. Yonn Wiley & Sons, Inc, Hoboken, New Yersey, 2010/ (http://wiley.com/go/permission).
5. Luis E. Rodrigue-Salona/Curren Protocols in Food Analitical Chemistry/E. Rodrigue-Salona Luis, Ronald E. Wrotstad — Alternate Protocol-Methanok Extraction of Antocyanins. Bazic Protocol 2-Antocyanin purification. 2001. Fl.l.l.-Fl.l.l.
6. Фаталиев, X.K. Технология хранения и переработки продуктов растительного происхождения//. К. Фаталиев. — Баку: Элм, 2010. 432 с.