Ролята на екстрахираните от грозде полифеноли в генерирането на стрекер алдехиди и в нестабилността на полифункционалните меркаптани по време на моделно окисляване на вино, част 2

Моля свържете сеoscar.xiao@wecistanche.comза повече информация

Натрупване на ацеталдехид

По време на окислителното стареене са натрупани по-малко от очакваното количество ацеталдехид. Разликите между пробите бяха значителни, но с ниска величина, тъй като натрупаните нива варираха между 1l и 15 mg/L и не бяха свързани със сорта грозде.

Трябва да се отбележи, че нивата на натрупан ацеталдехид са много ниски, като се има предвид голямата доза O2, консумирана и липсата на SO. Може да се изчисли, че ако целият образуван 1-HER се трансформира в ацеталдехид, образуваните нива са между 67,5 и 56.86 mg Ll, така че натрупаният ацеталдехид е само 16-26 процента от максимума очакван. Това несъответствие трябва да се дължи на известната способност на виното

и към полифенолите, с които да реагираацеталдехид10,37 съществуването на антиоксиданти, способни да потушат 1-HER радикала.46 Понастоящем не е възможно да се оцени относителното значение на тези два процеса за предотвратяване на натрупването на ацеталдехид. Забележително е, че количеството на натрупания ацеталдехид корелира положително с общото количество фенолни киселини (вижте Таблица 2), което може да предполага, че демонстрираната 1-HER радикална способност на тези съединения* не е критична при определяне на образуването на ацеталдехид.

Моля, щракнете тук, за да научите повече

Натрупване на SAS.Натрупването на SA е значително свързано със сорта грозде, от който са извлечени полифенолите, както ясно се вижда в таблица 1 и на фигура 1. Пробите, съдържащи полифеноли, извлечени от Tempranillo, натрупват най-ниските нива на тези съединения, средно с 30 процента по-малко , отколкото проби, съдържащи полифеноли, извлечени от Garnacha или Moristel. Разликите между пробите са със забележима величина и достигат коефициенти между 2,4 и 2,9. Двата алдехида, достигащи най-високи нива, са метионал ифенилацеталдехид, които в една проба от Гарнача бяха открити съответно при 196 и 208 ug/L （1,88 и 1,73 μMol）. Максималните нива, достигнати от изобутанол, 3-метилбутанал и 2-метилбутанал, бяха 51, 57 и {{10}} ug/L （0,71, 0,66 и 1.{{16 }} mol）, съответно. Като се има предвид, че аминокиселините присъстват във всички проби в същата концентрация (10 mg/L, 60-85 mmol), това означава, че метионинът и фенилаланинът са много по-реактивни от валин, левцин и изолевцин, в съгласие с предишните 16,38 наблюдения.'

Както е обобщено в таблица 2, натрупването на SA е положително и значително свързано със съдържанието на фенолни киселини, мономерни флаваноли и непигментирани танини и отрицателно свързано със съдържанието на проделфинидини, антоцианини и цвят. PLS моделите, свързващи нивата на SA, натрупани при окисление, с първоначалния химичен състав на полифенолните екстракти, класифицирани по структурни семейства, са дадени в таблица 3. Изградените модели са доста задоволителни от статистическа гледна точка, като могат да обяснят повече от 77 процент от първоначалната дисперсия чрез кръстосано валидиране във всички случаи. PLS моделите са доста прости и обясняват натрупването на SA само с пет общи променливи на състава: антоцианини, фенолни киселини, флавоноли, флаваноли и mDP. По този начин молекулярната конформация на тези полифеноли, техните функционални групи и тяхното ниво на полимеризация са характеристики на полифенолния профил, който определя способността на пробите да натрупват SA. Моделите са по същество еквивалентни за 5 SA, тъй като са силно свързани. Моделите ще потвърдят какво предполагат едномерните коефициенти на корелация:антоцианини, флавоноли и повече кондензирани танини, всички от които са относително силни антиоксиданти, възпрепятстват натрупването на SA, докато фенолните киселини ифлаваноли, които като цяло са по-слабиантиоксидантии може също да бъде класифициран като по-склонен да образува стабилни о-хинони, може да реагира с аминокиселини чрез разграждане на Strecker, като по този начин насърчава образуването на SA.

Cistanche може да подобри имунитета

Отрицателните коефициенти на антоцианините в таблици 2 и 3 вече бяха наблюдавани в предишен доклад, където условно бяха приписани на известната способност на антоцианините да реагират с алдехиди. Въпреки това, тези отрицателни коефициенти трябва също да бъдат свързани със сложните молекулни пренареждания, претърпени от тези молекули по време на окисление. Няколко автора съобщават, че хинонът в пръстена В, образуван при окислението на ди- и трихидрокси антоцианини, което вероятно е a-дикарбонилът, подложен на разграждането на Strecker на аминокиселини, е просто преходно състояние, което бързо намалява 39一43, отнемайки електрони от разцепването на С пръстена. Внимавайки с това, антоцианините могат да действат като жертвени антиоксиданти, избягвайки разграждането на Strecker.

Отрицателната корелация на проделфинидините, наблюдавана в таблица 2, може да бъде свързана с по-високия електрофилен характер на техните хинони, както се съобщава от Mouls и Fulcrand4 и Imran et al.45 Проделфинидините се образуват основно от трихидроксилирани флаван-3-оли. Такъв по-висок електрофилен характер би накарал тези хинони да претърпят различни реакции с различни нуклеофили, което би намалило тяхната наличност за разграждане на Strecker на аминокиселини.

По-високият антиоксидантен характер на флавонолите е свързан с тяхната двойна връзка в 2-3 въглеродните атоми и с карбонила в

647 Такава двойна връзка е конюгирана с тези в С пръстена."

хинонът, образуван в пръстена В, което въвежда доста различна реактивност. Освен това някои флавоноли, като кверцетин, образуват хинони с геометрични структури, различни от тези на орто-хиноните, което може да възпрепятства индуцирането на разграждането на Strecker.] Накрая , в случая на mDP, освен вече по-високия антиоксидантен характер или повече кондензирани танини, може да се смята, че пространственото

препятствието може да ограничи ефективността на хиноните за индуциране на Strecker разграждане.

Всичко това контрастира с демонстрираната способност на флавонолите, фенолните киселини и непигментираните танини да образуват хинони, което би обяснило положителните корелации.

Забележително е, че всички тези наблюдения като цяло са в съответствие с тези, направени от Carrasco et al. Тези автори установиха, че най-високата консумация на фенилаланин и метионин по време на окисляването на виното се извършва във вина с ниско съотношение антоцианин/танин и във вина с високи нива на катехин и ниски нива на EGC. Тези вина също са лоши SO, потребителите, което може да предполага, че SO, могат да реагират по-ефективно със силно електрофилните хинони на три-

хидроксил флаваноли или на антоцианини, отколкото с хиноните на дихидроксил флаваноли.

Противно на тези наблюдения, наскоро беше демонстрирано5, че във винени модели при 80 градуса C, катехинът и EC имат ограничена способност да произвеждат фенилацеталдехид чрез разграждане на фенилаланин по Strecker, поне в сравнение с кафеената киселина, галовата киселина и 3,{{ 3}}дихидроксибензоена киселина. Други изследователи, работещи при по-високи температури, също откриха подобни резултати по отношение на ограничената способност на катехините да образуват фенилацеталдехид във връзка с по-малки орто-дифеноли или трифеноли, като катехол, метилкатехол или пирогалол. Това трябва да се дължи на нуклеофилния характер на А пръстена на катехините, който не присъства в простите мононуклеарни феноли. Във всеки случай, нашите резултати категорично предполагат, че катехинът и EC са сред най-активните фенолни съединения, насърчаващи разграждането на Strecker във вината.

Трябва да се отбележи, че малки количества алдехиди, с изключение на 2-метилбутанал, също са открити в проби, съхранявани в пълна аноксия. В повечето случаи нивата са незначителни, обикновено по-малко от 5 процента от количествата, натрупани в процедурата на окисление. В двете вина, натрупващи максимални нива на фенилацеталдехид, обаче, нивата, образувани при аноксия на това съединение, са близки до 30 ug/L. Наблюдаваната висока повторяемост силно подсказва, че това не е проблем с аноксичната процедура. По-скоро трябва да се мисли, че въпреки внимателността, с която беше проведен експериментът, пълните модели на вино вече съдържаха малко а-дикарбонил, способен да предизвика реакцията.

Загуби на PFM от окисление. PFM са ключови компоненти на аромата, тъй като те играят основна роля в свежестта и вида на плодовете, възприемани в аромата на виното.27 Тяхното присъствие е от съществено значение за дълголетието на виното. В нашия експеримент нивото на окисление, наложено на пробите, беше много силно, така че нивата PFMs, останали след окислението, е много ниско, както може да се види на Фигура 2b. Свободните и общите нива на оставащия 4MMP бяха съответно между 5 и 23 ug/L или между 8 и 27,5 ug/L; тези на 3MH бяха между 7 и 15 ug/L и 9 и 48,7 ug/L, докато свободните нива на MHA бяха във всички случаи по-малки от 4,5 ug/L и общите нива варираха между 4 и 13 ug/L. Сравнението с аноксичните контроли в таблица 1 разкрива, че в пробите, показващи максимални намаления (колона, оглавена с min), повече от 92 процента от свободните форми и 100 процента от общите форми на 4MMP и 3MH са загубени чрез окисление. Окислителните загуби на MHA са сравнително по-малки, тъй като това съединение също се губи чрез химическа хидролиза, като се получават 3MH и оцетна киселина.

Може би поради такова силно окисляване разликите между сортовете грозде не са толкова ясни. Само намаленията на свободните форми на 3MH и на общите форми на 4MMP и MHA са значително свързани със сорта (Таблица). Имаше обаче ясни разлики между пробите, а също и между съединенията, както може да се види в таблица 1.

Разликата между свободните и общите форми трябва да се дължи на наличието на дисулфиди, вероятно образувани с GSH, добавен към моделите, или алтернативно на други меркаптани, съществуващи в средата, като богати на цистеин естествени протеини, екстрахирани едновременно с полифенолите, или на някои меркапто -полифенол, образуван при подготовката на моделите. Образуването на дисулфид може да предотврати необратимата загуба на PFM чрез добавяне на Майкъл към хинони. Всъщност скорошни изследвания показаха, че стабилността на вината спрямо окисляването е силно свързана с наличието на съдържащи сяра съединения, предимно протеини.51 Тъй като нивата на дисулфиди от трите, анализираните PFM са значително корелирани между тях (r {{ 4}}.87, 0.79 и 0.69, значително при p<0.0001,p=0.0003, and="0.003," for="" the="" pairs="" 4mmp/mha,4mmp/3mh,="" and="" mha/3mp,="" respectively),="" it="" seems="" that="" the="" ability="" to="" form="" disulfides="" is="" mostly="" a="" characteristic="" of="" each="" sample.="" such="" a="" characteristic="" will="" be="" the="" result="" of="" the="" balance="" between="" the="" mercaptans="" present="" in="" the="" unoxidized="" sample="" and="" the="" number="" and="" activity="" of="" quinones="" formed="" during="" oxidation,="" as="" demonstrated="">

Проби, образуващи по-реактивни Nikolantonaki et al.8 хинони и имащи по-малко налични меркаптани, едва ли ще образуват дисулфиди. Забележително е, че нивата на дисулфиди на 4MMP и MHA са отрицателно свързани с повишаването на активността на танин (значително при p= 0.046 и p= 0.004, съответно), което може да предполага, че образуването на тези по-активните хинони е свързано с повишаване на параметъра на танинова активност.

Най-забележителното е, че нивата на общия 4MMP, оцелял след окисляването, са значително и отрицателно корелирани със съдържанието на пробата в пигментирани танини (p= 0.0073) и също са положително корелирани с намаляването на пигментираните танини, наблюдавано по време на окислението (p =0.0029), което силно предполага, че 4MMP реагира по време на окисление главно с пигментирани танини. Описана е реакцията на гроздови танини с летливи тиоли, но няма предишни съобщения за специална реактивност към пигментирани танини. Такава по-висока реактивност обаче би била съвместима с

известният им по-електрофилен характер. В случая на MHA, оцеляването на общите нива след окисление е отрицателно свързано с увеличението, наблюдавано в параметъра на танинова активност. Забележително е, че пигментираните танини са свързани с образуването на лепкавия атрибут.

PLS моделите в този случай не бяха толкова успешни, колкото за SA (данните не са показани) Загуби на PFM при аноксични условия. В случай на проби, съхранявани в аноксия, доста изненадващо имаше значителни намаления на свободните, а в някои случаи и на общите нива на PFM, както може да се види на Фигура 2а и на Фигура 3. Такива намаления трябва да се припишат изцяло на прякото или непряка реактивност на полифенолната фракция към PFMs, а не към външни процеси на окисление, тъй като аноксията е строга. В някои проби, като проба 5, е очевидно, че по-голямата част от намалението може да се отдаде на обратимото окисляване на меркаптаните до образуване на дисулфиди. Въпреки това, в някои други, като проба 3, образуването на дисулфиди е незначително поне за 4MMP и 3MH, така че в тези проби PFMs са били необратимо загубени най-вероятно чрез директна реакция с полифеноли. Тази реакция не се очакваше. Трябва да се има предвид, че PAFs са били внимателно извлечени и че след като са били възстановени, те са били държани в среда без кислород няколко седмици преди експеримента, за да се гарантира, че редокс потенциалът на смесите е отрицателен. Резултатите предполагат обаче, че такъв редукционен потенциал може би не е несъвместим с присъствието на някои хинони, вероятно образувани по време на подготовката на пробата и отговорни за необратимото намаляване на PFM при аноксични условия. От друга страна, полифенолите, извлечени от неферментирало грозде, трябва да бъдат по-реактивни от полифенолите на виното спрямо меркаптаните, тъй като полифенолите на виното преди това са били в контакт с малките количества H, S и меркаптани, произведени от дрождите по време на ферментацията. Трябва да се извърши повече експериментална работа, за да се оцени това.

Във всеки случай имаше ясно влияние на сорта грозде върху нивата на оставащите свободни и общи форми, както може да се види на фигура 3. Най-малко реактивните полифенолни екстракти бяха тези на Garnacha, за които бяха наблюдавани максимални нива за трите PFM . Забележително е, че нивата на оставащите PFM са положително корелирани със сумирането на нивата на GC и EGC, а също и с тези на фенолните киселини, и са били отрицателно корелирани с непигментирани танини и с танинова активност, както може да се види в таблица 2.

Други сортови ароматни съединения. В настоящата работа нямаше ферментационен аромат, тъй като цялата работа беше извършена с неферментирали проби. Въпреки това, тъй като прекурсорите на аромата са екстрахирани съвместно с полифеноли, е имало значително развитие на някои сортови ароматни съединения по време на аноксично или кислородно съхранение на пробите. Както и в предишни проучвания, някои доклади предполагат, че окисляването може да повлияе на ароматните съединения и ние специално проверихме дали окисляването причинява разлики в нивата на поне три съответни сортови ароматни съединения, като линалол, гераниол и TDN. Резултатите са дадени на Фигура 4 и разкриват, че дори при силното ниво на причинено окисление, няма разлики между нивата на избраните сортови ароматни съединения, открити в аноксичните контроли, и тези, открити в окислените проби. Този резултат контрастира с някои предишни наблюдения на различни автори, включително и нас, като се има предвид кои нива на линалол могат да бъдат отрицателно свързани с O, изразходван при първото насищане и неизползван за окисляване на SO, или с наблюдаваните понижения на линалол от тези проби, съхранявани при 50 градуса под О. В последното проучване също имаше ясно увеличение на нивата на TDN, свързани с наличието на О. Резултатите, представени тук, показват обаче, че при нормални условия на съхранение нивата на тези ароматни съединения са слабо повлиян от O.

Тази статия е извлечена от https://doi.org/10.1021/acs.jafc.1c05880 J. Agric. Food Chem. 2021, 69, 15290−15300