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
- Жеребцов Н.А. Биохимия. Учебник/Н.А. Жеребцов, Т.Н. Попова, В Г. Артюхов. — Воронеж, 2002. 96 с.
- Набиев А.А. Химия вина/А.А. Набиев. — Баку: Элм, 2010. 472 с.
- Методы технохимического контроля/Под общей редакцией В.Г. Гержиковой. Симферополь: Таврида, 2009. 304 с.
- 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).
- 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.
- Фаталиев, X.K. Технология хранения и переработки продуктов растительного происхождения//. К. Фаталиев. — Баку: Элм, 2010. 432 с.