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


Антоцианины

Результаты хромато-масс-спектроскопии антоцианинов

Молекулярная масса

Тайфи розовый

Маранди шемахинский

Победа

Асма черная

%*

Время удержания, мин

%*

Время удержания, мин

%*

Время удержания, мин

%*

Время удержания, мин

Дельфинидин-3,5-0-диглюкозид

627

Следы

0,0763

14,177

0,1931

13,950

Следы

Петунидин-3,5-0-диглюкозид

641

0,4360

14,299

0,4475

14,957

1,4411

15,066

»

Дельфинидин-З-0-моноглюкозид

465

0,0277

14,796

0,4700

15,477

3,4293

15,262

2,8828

13,666

Мальвидин-3,5-0-диглюкозид

655

Следы

Следы

39,4913

16,666

Цианидин-З-0-моноглюкозид

449

66,3010

15,163

72,1618

15,878

0,6523

15,806

1,5937

14,543

Петунидин-З-0-моноглюкозид

479

Следы

Следы

6,3695

16,168

4,8797

14,943

Пеонидин-З-0-моноглюкозид

463

То же

24,0276

17,170

Следы

10,6632

15,856

Мальвидин-З-0-моноглюкозид

493

19,5062

16,467

0,0087

17,807

16,9765

17,302

44,7866

16,102

Дельфнидин-З-0-ацетил моноглюкозид

507

Следы

Следы

0,2134

17,743

0,1225

16,612

Петунидин-3-(6-0-р-кумароил),5-0-диглюкозид

787

»

»

Следы

Следы

Петунидин-З-0-ацетилмоноглюкозид

521

»

»

»

0,6946

17,824

Мальвидин-3-(6-0-р-кумароил),5-0-диглюкозид

801

»

»

11,0025

22,159

Следы

Пеонидин-З-0-ацетил моноглюкозид

505

»

»

Следы

0,0024

18,320

Мальвидин-З-0-ацетилмоноглюкозид

535

2,9040

19,624

0,1729

19,937

»

10,3927

19,026

Дельфинидин-З-(6-0-р-кумароил) моноглюкозид

611

Следы

0,0072

19,197

»

Следы

Мальвидин-З-(6-0-кафеоил) моноглюкозид

655

»

Следы

»

»

Цианидин-З-(6-0-р-кумароил) моноглюкозид

595

3,5083

20,705

0,8107

21,210

»

»

Петунидин-З-(6-0-р-кумароил) моноглюкозид

625

Следы

Следы

»

2,5955

20,307

Пеонидин-З-(6-0-р-кумароил) моноглюкозид

609

3,3600

21,998

0,0513

22,229

3,6468

20,973

Следы

Мальвидин-3-(6-0-р-кумароил) моноглюкозид

639

0,0796

21,305

Следы

8,0027

22,502

21,0438

21,610

Дельфинидин-3-0-(6-0-р-кумароил) моноглюкозид перувиковой кислоты

679

Следы

»

Следы

Следы

* 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


Антоцианы

Соотношение идентифицированных антоцианов. %

Маранди шемахинский

Тайфи розовый

Перед закладкой

После хранения

Разница

Перед закладкой

После хранения

Разница

Ед.

%

Ед.

%

Дельфинидин-3,5-0-диглюкозид

Следы

0,0025

0,0763

0,0718

0,0045

5,9

Петунидин-3,5-0-диглюкозид

0,4360

0,3870

0,049

11,2

0,4475

0,4160

0,0315

7,0

Дельфинидин-3-0-моноглюкозид

0,0277

0,0185

0,0092

33,2

0,4700

0,4320

0,038

8,1

Мальвидин-3,5-0-диглюкозид

Цианидин-З-0-моноглюкозид

66,3010

63,4520

0,2849

4,3

72,1618

70,674

1,4878

2,1

Петунидин-З-0-моноглюкозид

Следы

Следы

Следы

Пеонидин-З-0-моноглюкозид

19,5062

17,6780

1,8282

9,4

24,0276

23,1860

0,8416

3,5

Мальвидин-З-0-моноглюкозид

Следы

Следы

0,0087

0,0078

0,0009

10,3

Дельфинидин-З-0-ацетилмоноглюкозид

То же

То же

Следы

Следы

Петунидин-3-(6-0-р-кумароил),5-0-диглюкозид

»

»

То же

То же

Петунидин-З-0-ацетилмоноглюкозид

»

»

»

»

Мальвидин-3-(6-0-р-кумароил),5-0-диглюкозид

»

»

»

»

Пеонидин-З-0-ацетил моноглюкозид

»

»

»

0,0025

Мальвидин-З-0-ацетил моноглюкозид

2,9040

2,5680

0,336

11,6

0,1729

0,1572

0,0157

9,1

Дельфинидин-З-(6-0-р-кумароил) моноглюкозид

Следы

Следы

0,0072

0,0068

0,0004

5,5

Мальвидин-З-(6-0-кафеоил) моноглюкозид

То же

0,0036

Следы

Следы

Цианидин-З-(6-0-р-кумароил) моноглюкозид

3,5083

3,1520

0,3563

10,2

0,8107

0,7428

0,0679

8,3

Петунидин-З-(6-0-р-кумароил) моноглюкозид

Следы

Следы

Следы

Следы

Пеонидин-З-(6-0-р-кумароил) моноглюкозид

3,3600

3,1510

0,209

6,2

0,0513

0,0488

0,0025

4.9

Мальвидин-З-(6-0-р-кумароил) моноглюкозид

0, 0796

0,0610

0,0186

23,4

Следы

Следы

Дельфинидин-З-0-(б-0-р-кумароил) моноглюкозид перувиковой кислоты

Следы

Следы

То же

0.0048

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)


Антоцианы

Соотношение идентифицированных антоцианов. %

Победа

Асма черная

Перед закладкой

После хранения

Разница

Перед закладкой

После хранения

Разница

ед.

%

ед.

%

Дельфинидин-3,5-0-диглюкозид

0,1931

0,1540

0,0391

20,2

Следы

Следы

Петунидин-3,5-0-диглюкозид

1,4411

1,2516

0,1895

13,1

»

»

Дельфинидин-3-0-моноглюкозид

3,4293

2,8451

0,5842

17,0

2,8828

2,2650

0,6178

21,4

Мальвидин-3,5-0-диглюкозид

39,4913

37,2556

2,2357

5,7

Следы

Следы

Цианидин-З-0-моноглюкозид

0,6523

0,5642

0,0881

13,5

1,5937

1,2867

0,307

19,3

Петунидин-З-0-моноглюкозид

6,3695

5,8760

0,4935

7,7

4,8797

4,2650

0,6147

12,6

Пеонидин-З-0-моноглюкозид

Следы

Следы

10,6632

8,9657

1,6975

15,9

Мальвидин-З-0-моноглюкозид

16,9765

14,8695

2,107

12,4

44,7866

40,8514

3,9352

8,8

Дельфинидин-З-0-ацетилмоноглюкозид

0,2134

0,1975

0,0159

7,4

0,1225

0,1056

0,0169

13,8

Петунидин-3-(6-0-р-кумароил), 5-0-диглюкозид

Следы

0,056

0,044

Петунидин-З-0-ацетилмоноглюкозид

»

Следы

0,6946

0,5864

0,1082

15,6

Мальвидин-3-(6-0-р-кумароил),5-0-диглюкозид

11,025

10,0085

0,9940

9,3

Пеонидин-З-0-ацетил моноглюкозид

Следы

Следы

0,0024

0,0018

0,0006

25,0

Мальвидин-З-0-ацетилмоноглюкозид

»

0,0035

10,3927

8,6754

1,7173

16,5

Дельфинидин-З-(6-0-р-кумароил) моноглюкозид

»

Следы

Следы

Мальвидин-З-(6-0-кафеоил) моноглюкозид

»

»

»

»

Цианидин-З-(6-0-р-кумароил) моноглюкозид

»

»

»

»

Петунидин-З-(6-0-р-кумароил) моноглюкозид

»

»

2,5955

2,1867

0,4088

15,8

Пеонидин-З-(6-0-р-кумароил) моноглюкозид

3,6468

3,1546

0,4922

13,5

Следы

0,0018

Мальвидин-З-(6-0-р-кумароил) моноглюкозид

8,0027

7,0186

0,9840

12,3

21,0488

18,5460

2,4978

11,9

Дельфинидин-З-0-(6-0-р-кумароил) моноглюкозид перувиковой кислоты

Следы

0,0016

Следы

0,0022

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.