Ugrás a tartalomhoz

Borászati kémia

Kállay Miklós

Mezőgazda Kiadó

Vitaminok és enzimek

Vitaminok és enzimek

Vitaminok

A vitaminok az emberi és állati szervezet számára nélkülözhetetlen, életfontosságú anyagok. A szervezet energiamérlegében nem játszanak szerepet, de kis mennyiségben feltétlenül szükségesek az életműködés fenntartásához, a szervezet által felvett tápanyag helyes kihasználásához. Hiányuk betegségeket, súlyosabb esetben halált okozhat.

A vitaminok a növényi sejtekben képződnek. Két csoportra oszthatók oldhatóságuk alapján:

1. zsírban oldható vitaminok (A-, D-, E-, K-vitamin),

2. vízben oldható vitaminok (B-vitaminkomplexum, C-vitamin).

A szőlőben az A-vitamin provitaminja, a karotin mutatható ki, amely a szőlő egyik sárga festékanyaga.

A C-vitamin, L-aszkorbinsav (C6H8O6) egy dioxi-ketonsav. Igen erősen redukáló tulajdonságú. Semleges vagy lúgos közegben könnyen oxidálható, míg savakban eléggé állandó. Első oxidált formája a dehidroaszkorbinsav (36. ábra).

36. ábra - Az aszkorbinsav (C-vitamin) redox-rendszere

kepek/36-abra.png


A dehidroaszkorbinsav még teljes C-vitamin hatású, redukálva könnyen visszaalakulhat aszkorbinsavvá. Az aszkorbinsav savas tulajdonsága a két enolos hidroxilgyökön alapul. A dehidroaszkorbinsav nem savas tulajdonságú, mivel nincs enolcsoportja. A dehidroaszkorbinsav további oxidációval már irreverzíbilis módon elbomlik.

A zöld növényekben a C-vitamin mindig kimutatható. Az újabb specifikus vizsgálati módszerekkel megállapítható, hogy a szőlőlé és a must C-vitamint csak nyomokban vagy egyáltalán nem tartalmaz.

Egyéb vízoldható vitaminban viszont a szőlő és a must meglehetősen gazdag, így tartalmazza a B-vitaminkomplexum számos tagját, H- és PP-vitamint, pantoténsavat, folsavat, mezo-inozitot, kolint, p-amino-benzoesavat (8. táblázat, 37. ábra).

8. táblázat - A mustok vitamintartalmának szélső értékei (Ferenczi, 1966)

Vitaminok

Szélső értékek a mustban

B1 Tiamin (µg/l)

160 - 450

B2 Riboflavin (µg/l)

3 - 60

B6 Piridoxin (mg/l)

0,16 - 0,50

B12 Cobalamin (µg/l)

0

H Biotin (µg/l)

1,5 - 4,2

PP Nikotin-amid (mg/l)

0,86 - 2,60

Pantoténsav (mg/l)

0,5 - 1,4

Mezo-inozit (mg/l)

380 - 710

p-amino-benzoesav (µg/l)

15 - 92

Folsav (pteroil-glutaminsav) (µg/l)

0,9 - 1,8

Kolin (mg/l)

19 - 39


37. ábra - Néhány mustban található vitamin szerkezeti képlete

kepek/37-abra.png


Az E-vitaminok igen fontosak: mint a mustban levő élesztők és baktériumok növekedési faktorai, jelentősen befolyásolják azok életét és tevékenységét.

A B-vitaminok koncentrációja érett szőlő esetében 1000 db bogyóra vonatkoztatva, μg/l-ben (USSEGLIO-TOMASSET, 1995):

Tiamin

253,

Riboflavin

3,6,

Pantoténsav

660,

Nikotinamid

700,

Piridoxin

260,

Biotin

2,2,

Mezoinozit

297,

p-amino-benzoesav

14,

Folsav

1,3,

Kolin

24.

Enzimek

Az enzimek (fermentumok) bonyolult összetételű szerves katalizátorok, amelyek az élő sejtben képződnek, de hatásukat a sejten kívül is ki tudják fejteni. Biokatalizátoroknak is nevezik őket, az élő szerves anyag katalizátorainak.

A legtöbb enzim kémiai felépítése még nem ismeretes, valószínűleg nagy molekulájú fehérjetestek. Sok enzim megkülönböztethetően két részből áll: egy igen komplikált kolloid fehérjetestből, amelyet apoenzimnek neveznek, és egy egyszerűbb, nem fehérjeszerű, hőállóbb anyagból, amelyet koenzimnek neveznek. A koenzim magában nem hatásos, csak az apoenzimmel együtt, összekapcsolódva keletkezik a hatóképes teljes enzim, a holoenzim. A legtöbb enzim ebből a két összetevőből áll, de vannak egykomponensű, specifikus összetételű enzimek is. Legjellemzőbb tulajdonságuk, hogy szubsztrát- és reakciófajlagosak.

Az enzimkinetikus reakcióknál a hőmérséklet befolyása még jelentősebb, mint más kémiai reakcióknál. A hőmérséklet növekedésével ugyan egy darabig itt is növekszik a reakciósebesség, ugyanakkor azonban az enzim állapotában is változás megy végbe, bekövetkezik az enzim mindig gyorsabb bomlása (denaturálódás), amely azután a reakciósebesség csökkenését eredményezi, sőt már 60 °C-on a legtöbb enzim tartósan inaktiválódik. Ezzel szemben sok enzim károsodás nélkül elvisel igen alacsony hőfokot is.

A legtöbb enzim gyengén savas oldatban fejti ki optimális hatását, egyesek azonban gyengén lúgos közegben hatnak legerősebben. Az élő sejtből elkülönített szabad enzimeket egyes antiszeptikumok (kloroform, toluol) nem károsítják, míg magában az élő sejtben teljesen gátolják működésüket. Más mérgek (cián-hidrogén, arzénsav, formaldehid) viszont mind az élő sejtben, mind sejten kívül hatástalanítják az enzimeket.

Az enzimeket tehát csoportosíthatjuk szerkezet szerint (38. ábra) és funkcióik szerint (39. ábra). Eszerint a szőlő, illetve a must enzimei a következők:

38. ábra - Enzimek felosztása szerkezet szerint

kepek/38-abra.png


39. ábra - Enzimek felosztása funkció szerint

kepek/39-abra.png


Oxidázok. Polifenoloxidázok, fenoloxidázok: legfontosabb a tirozináz és a Botrytis által termelt lakkáz. A tirozinázaktivitás a legnagyobb az érés kezdetén. A szubsztrátot (polifenol) a must oxidációjával el lehet távolítani.

Peroxidázok és katalázok. A szőlőben és a mustban nagy mennyiségben fordulnak elő, felelősek a fenolok, aminok, aminosavak oxidációjáért, ha az peroxidon keresztül történik. Kékszőlőkben nagyobb enzimkoncentráció mérhető.

Szacharáz. Főleg a levélben található, mert a szacharóz fontos transzportforma, ez képződik glükózból és fruktózból. Az érés kezdetén még a bogyó is részt vesz a fotoszintézisben, ezért itt is van szacharózaktivitás. Az erjedés során lecsökken, a szedimenttel kiülepszik.

Invertáz. A bogyóban betárolt szacharózt elbontja, érés során csökken az aktivitása. Botrytises szőlőkben kisebb aktivitás tapasztalható. A szacharózhidrolízis a cefrében függ:

  • a hőmérséklettől,

  • a pH-értéktől,

  • a szilárd bogyórészek mennyiségétől,

  • a hozzáadott szacharóz mennyiségétől.

Az SO2-szint nem befolyásolja.

Az élesztő invertáz más, mint a szőlő invertáza: membránhoz kötött, nem oldható. Több más enzim is részt vesz a cukoranyagcserében: hexokináz, glükóz-6-foszfát-dehidrogenáz, szacharóz-foszfatáz stb.

Proteázok. A mustban lévő proteázok a bonyolultabb összetételű nitrogénvegyületek lebontásában játszanak szerepet.

Malát-dehidrogenáz (almasavbontó) enzimek. A savanyagcsere fontos enzimei az érés folyamatában először a savnövekedésért, majd a csökkenésért felelősek. A malát-dehidrogenáz és a piruvát-dekarboxiláz aktivitás alig változik, a foszfoenolpiruvát-karboxiláz aktivitása az érés során csökken.

Glikozidázok. A szőlőbogyó komponensei közül sok (terpének, atocianinok stb.) glükozidos kötésben van. Ezeket bontják (pl. poliszacharidok hidrolízise hemicellulózig, ami vízoldható).

Észterázok. Legfontosabb a pektinészteráz, a pektinbontás alapenzime. Szerepet játszanak a mustok öntisztulásában. Az érés folyamán nő az aktivitásuk, egyre könnyebb a héj feltárása (40. ábra). A pH-optimumuk elég magas (7,0-7,2), de aktívak 4,0 körüli pH-n is.

Poligalakturonáz növeli a pektinanyagok lebontását, különösen nemesrothadásnál.

40. ábra - A szőlő pektinbontó enzimei

kepek/40-abra.png


A szőlőpektin szerkezetét, valamint a lebontás mechanizmusát a 41. és a 42. ábra szemlélteti. A különböző technológiai célok elérése érdekében a különböző enzimeket adagolni is szokták a mustba.

41. ábra - A szőlőpektin szerkezete

kepek/41-abra.png


42. ábra - Pektinbontó enzimek

kepek/42-abra.png


A legkorszerűbb enzimek ma már granulátum formájában kerülnek forgalomba és mentesek a cinnamylészteráztól (FCE jelölés!), mely a későbbi oxidációs folyamatokban játszik szerepet.