Antioxidant and antiradical properties of red grape wines

Abstract

The article presents the results of studies of the antioxidant and antiradical capacity of red table wines. It is shown that the antioxidant and antiradical properties of red wines due to the varieties of grapes and processing technologies. A correlation between the concentration of phenolic components of the complex and antiradical properties, as well as antioxidant and antiradical properties of red wines has been established. Antioxidant and antiradical properties were higher in variants with the highest concentration of the most important components of a phenolic complex – catechins and tannins. Their greatest content has been identified in the wine materials Saperavi made on technologies which can extract components polyphenol complex not only from grape skin, and grape seed (seed) containing ellagitannins and gallocatechin (using Vinificator company Padovan; prepared by fermenting mash irrigation heated mash, using a fermentation mash by Fludase). Depending on the grape varieties and production technology, the antioxidant activity varied by more than 30%. These data indicate that the technology can increase the production of wine intravarietal (for grapes) antioxidant activity of 10 to 20%.

Keywords:antioxidant activity of wine, winemaking technology, the amount of phenolic compounds, tannins, catechins

Вопр. питания. - 2015. - № 2. - С. 63-67.

В последнее время серьезное внимание уделяется так называемому оксидативному стрессу - окислительному повреждению биологических молекул, который генерируется в основном свободными радикалами [6, 7]. Такие заболевания, как рак, атеросклероз, болезнь Паркинсона, ряд воспалительных заболеваний, катаракта, сердечно-сосудистые заболевания и процессы старения, все чаще ассоциируют с последствиями свободнорадикального окисления. Для предотвращения оксидативного стресса могут быть использованы природные антиоксидантные системы с разным принципом действия. Высокой антиоксидантной активностью характеризуются аскорбиновая кислота, вещества полифенольной природы, которые содержатся в различных соотношениях и композициях в винограде и продуктах его переработки.

Разделяют 2 основных класса растительных полифенолов (танинов): конденсированные (проантоцианидины) и гидролизуемые танины, содержащиеся в красных сортах винограда и винах в достаточно большом количестве [3, 5]. Концентрации указанных веществ существенно различаются в зависимости от сорта винограда и технологии производства вина.

В связи с этим целью работы стало исследование антирадикальных свойств красных вин, приготовленных по различным технологиям.

Материал и методы

При проведении исследований использовали красные вина, приготовленные по различным технологиям.

Вариант 1 - столовое красное вино, приготовленное из сорта винограда "Каберне-Совиньон" путем брожения мезги с погруженной шапкой.

Вариант 2 - столовое красное вино, приготовленное из сорта винограда "Каберне-Совиньон" путем брожения мезги с плавающей шапкой.

Вариант 3 - столовое красное вино, приготовленное из сорта винограда "Каберне-Совиньон" с применением винификатора (флюдаза) фирмы "Padovan".

Вариант 4 - столовое красное вино, приготовленное из сорта винограда "Каберне-Совиньон" путем орошения бродящей мезги подогретым суслом.

Вариант 5 - столовое красное вино, приготовленное из сорта винограда "Каберне-Совиньон" с применением ферментации мезги препаратом флюдаза в оптимальной концентрации.

Варианты 6-10 - варианты, аналогичные по технологии получения вариантам 1-5, произведенные из сорта винограда "Саперави".

Вариант 11 - столовое красное вино, приготовленное из сорта винограда "Мерло" с применением винификатора фирмы "Padovan".

Вариант 12 - столовое красное вино, приготовленное из сорта винограда "Мерло" с применением винификатора фирмы "Padovan".

В качестве контроля (вариант 13) использовали экстракт из виноградной выжимки сорта "Саперави", переработанного по белому способу.

Экстрагент - минеральная кислота (соляная), используемая в промышленном производстве натуральных красителей по ГОСТ 857-95.

Для определения антирадикальных свойств был использован метод определения антирадикальной активности, основанный на принципе кос- венного определения количества пероксидов [7] путем измерения количества йода, высвобожденного из насыщенного раствора калия йодида (ГОСТ 4232-74, "чда") в результате окисления пероксидами. В качестве генератора пероксид-радикалов использовали 2,2’-азобис(2-амидинопропан)д игидрохлорид (ААРН) ("Sigma-Aldrich", Германия).

При инкубации при 35-400 °С ААРН распадается, реагируя с кислородом воздуха с получением водорастворимых пероксид-радикалов. Количество йода, полученное в результате индуцированного окисления, определяли потенциометрическим титрованием. Антирадикальную активность (АРА, %) определяли по отношению к контрольной пробе, не содержащей антиоксидант. Концентрацию антиоксиданта, при которой наблюдается ингибирование 50% свободных радикалов (IС50), рассчитывали из результатов построения зависимости АРА от концентрации. В работе была использована 6-гидрокси-2,5,7,8-тетраметилхроман-2-карбоновая кислота (TROLOX) ("Sigma-Aldrich", Германия).

Для установления зависимости антирадикальных свойств вина от концентрации полифенолов в исследуемых образцах определяли сумму фенольных соединений, концентрацию танинов, катехинов и антиоксидантную активность. Суммарную концентрацию фенольных соединений, а также отдельно катехинов и танинов определяли с применением винного анализатора "Winescan Flex" ("FOSS Electriс", Дания) методом ИК-Фурье спектрометрии с использованием базы данных, сформированной научным центром виноделия Северо-Кавказского зонального НИИ садоводства и виноградарства.

Результаты и обсуждение

В процессе исследования были определены массовые концентрации (в мг/дм3) суммы фенольных веществ, катехинов, танинов, а также антиоксидантная активность в пересчете на TROLOX (в мг/дм3) и ингибирование 50% свободных радикалов (IС50) (в мкг/см3). Полученные результаты приведены в таблице. Анализ полученных данных свидетельствует о том, что ингибирование активности свободных радикалов зависит от сортовых особенностей винограда и условий производства вина. Установлено, что увеличение концентрации как суммы полифенолов, так и отдельных ее компонентов - катехинов и танинов - приводит к увеличению антиоксидантной активности и антирадикальных свойств. Полученные данные согласуются с выводами ряда авторов, которые оценивали антиокислительные свойства танинов по ингибированию супероксидрадикалов, генерируемых системой оксидаз и радикалов в процессе реакции Майарда [1].

Статистическая обработка результатов исследований показала существование линейной корреляционной зависимости между массовой концентрацией суммы фенольных веществ и антирадикальными свойствами. При этом установлено, что при больших концентрациях полифенолов степень расхождения в параллельных испытаниях значительно ниже, чем при меньших концентрациях суммы фенольных соединений (рис. 1). Аналогичные результаты получены при статистической обработке зависимости антирадикальных свойств от концентрации катехинов. При сопоставлении полученных результатов возникло предположение о возможном существовании корреляционной зависимости между антиоксидантной способностью и антирадикальными свойствами, так как во многом значения этих показателей обусловливаются одними и теми же химическими соединениями - процианидинами, стильбенами, катехинами.

Кроме того, величины этих показателей обусловливаются с химической точки зрения высокими концентрациями полифенольных веществ, а также большим количеством гидроксильных групп в пересчете на одну молекулу. Полученные результаты (рис. 2) показали наличие корреляции между антиоксидантными и антирадикальными свойствами.

Таким образом, антиоксидантное (мембраностабилизирующее, цитозащитное) действие фенольных соединений определяется их более высокой, чем у других действующих начал, противорадикальной активностью. Возможно, более высокие значения антирадикальной и антиоксидантной активности в виноматериалах, произведенных с применением ферментативного катализа, связаны с повреждением различных компонентов твердых элементов мезги, включая виноградные семена. Из проанализированных вин наибольшая антирадикальная способность выявлена у виноматериалов из сорта винограда "Саперави", приготовленного с применением ферментации мезги ферментным препаратом флюдаза (содержащим β-глюконазу и пектолитические ферменты) в оптимальной концентрации.

Антиоксидантные и антирадикальные свойства имели более высокие значения в вариантах с наибольшей концентрацией важнейших компонентов фенольного комплекса. Эти данные говорят о том, что в целях энотерапии следует производить виноматериалы по специально разработанным технологиям, способствующим извлечению компонентов полифенольного комплекса не только из кожицы винограда, но и из виноградных косточек (семян), содержащих эллаготанины и галлокатехины. Достоверность полученных данных была подтверждена ранее проведенными экспериментальными исследованиями интактных животных и клиническими испытаниями на добровольцах [2, 4].

Доказано, что прием различных красных вин, в том числе кагора, приводил главным образом к активации лимфоцитов крови, но не к количественным показателям в субпопуляционном составе лимфоцитов. Каких-либо заметных различий в иммунотропных эффектах, в том числе негативных, по влиянию вин, имеющих высокое и низкое содержание дигликозидов антоцианов, на рецепторный аппарат лимфоцитов здоровых лиц не обнаружено.

Литература

1. Запрометов М.Н. Фенольные соединения. - М.: Наука, 1993. - 345 с.

2. Маркосов В.А. Особенности влияния вин на состояние иммунной системы у экспериментальных животных // Тез докл. конф. "Человек и лекарство". - Краснодар, 2008. - С. 107.

3. Маркосов В.А., Агеева Н.М. Биохимия, технология и медикобиологические особенности красных вин. - Краснодар: Просвещение-Юг, 2008. - 224 с.

4. Маркосов В.А. Агеева Н.М., Ханферьян Р.А. Влияние энотерапии винами с различным содержанием антоцианов на рецепторный аппарат лимфоидных клеток человека // Кубан. науч. мед. вестн. - 2009. - № 3. - С. 28-32.

5. Огай Ю.А. Антиоксидантная активность концентрата суммарных полифенолов винограда "Эноант" // Магарач. Виноградарство и виноделие. - 2000. - № 1. - С. 37-38.

6. Dewick P.M. Medicinal Natural Products: A Biosynthetic Approach. - John Wiley and Sons, 2002. - 487 p.

7. Fontecave M., Lepoivre M., Elleingand E. et al. Resveratrol, a remarkable inhibitor of ribonucleotide reductase // FEBS Lett. - 1998. - Vol. 421, N 3. - P. 277-279.