Role polyfenolů extrahovaných z hroznů při generování Streckerových aldehydů a v nestabilitě polyfunkčních merkaptanů během oxidace modelového vína, část 2
Mar 18, 2022
Prosím kontaktujteoscar.xiao@wecistanche.comPro více informací
Akumulace acetaldehydu
Během oxidačního stárnutí se nahromadilo méně než očekávané množství acetaldehydu. Rozdíly mezi vzorky byly významné, ale malého rozsahu, protože akumulované hladiny se pohybovaly mezi 1 l a 15 mg/l a nesouvisely s odrůdou hroznů.
Je třeba poznamenat, že hladiny nahromaděného acetaldehydu jsou velmi nízké, vezmeme-li v úvahu velkou dávku spotřebovaného O a nepřítomnost SO. Lze odhadnout, že pokud by se všechen vytvořený {{0}HER přeměnil na acetaldehyd, vzniklé hladiny byly mezi 67,5 a 56.86 mg Ll, takže nahromaděný acetaldehyd je jen 16-26 procent z maxima očekávaný. Tento nesoulad je třeba připsat známé schopnosti vína
a polyfenoly, se kterými se má reagovatacetaldehyd10,37 existenci antioxidantů schopných uhasit radikál 1-HER.46 V současné době není možné posoudit relativní význam těchto dvou procesů v prevenci akumulace acetaldehydu. Je pozoruhodné, že množství nahromaděného acetaldehydu pozitivně koreluje s celkovým množstvím fenolových kyselin (viz tabulka 2), což může naznačovat, že prokázaná 1-schopnost těchto sloučenin* zhášet radikály HER* není kritická pro stanovení tvorby acetaldehydu.
Akumulace SAS.Akumulace SA významně souvisí s kultivarem hroznů, ze kterých byly polyfenoly extrahovány, jak je jasně vidět v tabulce 1 a na obrázku 1. Vzorky obsahující polyfenoly extrahované z Tempranillo nashromáždily nejmenší množství těchto sloučenin, v průměru o 30 procent méně než vzorky obsahující polyfenoly extrahované z Garnacha nebo Moristel. Rozdíly mezi vzorky byly značné velikosti a dosahovaly faktorů mezi 2,4 a 2,9. Dva aldehydy dosahující nejvyšší úrovně byly methion afenylacetaldehyd, které v jednom vzorku z Garnachy byly nalezeny na 196 a 208 ug/l （1,88 a 1,73 μmol）, v tomto pořadí. Maximální hladiny dosažené izobutanolem, 3-methylbutanalem a 2-methylbutanalem byly 51, 57 a {{10}} ug/l （0,71, 0,66 a 1.{16 }} mol）, resp. Vzhledem k tomu, že aminokyseliny byly přítomny ve všech vzorcích ve stejné koncentraci (10 mg/l, 60-85 mmol), znamená to, že methionin a fenylalanin jsou mnohem reaktivnější než valin, leucin a isoleucin, v souladu s předchozím 16,38 pozorování.“
Jak je shrnuto v tabulce 2, akumulace SA pozitivně a významně koreluje s obsahem fenolových kyselin, monomerních flavanolů a nepigmentovaných taninů a negativně koreluje s obsahem prodelfinidinů, antokyanů a barvy. Modely PLS vztahující úrovně SA akumulované při oxidaci k původnímu chemickému složení polyfenolických extraktů, klasifikovaných podle strukturních skupin, jsou uvedeny v tabulce 3. Sestavené modely jsou ze statistického hlediska celkem uspokojivé a jsou schopny vysvětlit více než 77 procento původního rozptylu křížovou validací ve všech případech. Modely PLS jsou poměrně jednoduché a vysvětlují akumulaci SA pouze s pěti obecnými proměnnými složení: anthokyany, fenolové kyseliny, flavonoly, flavanoly a mDP. Molekulární konformace těchto polyfenolů, jejich funkční skupiny a úroveň jejich polymerace jsou tedy charakteristiky polyfenolického profilu, které definují schopnost vzorků akumulovat SA. Modely jsou v podstatě ekvivalentní pro 5 SA, protože spolu silně korelují. Modely by potvrdily to, co naznačovaly jednorozměrné korelační koeficienty:antokyanyflavonoly a kondenzovanější taniny, které jsou všechny relativně silnými antioxidanty, brání akumulaci SA, zatímco fenolové kyseliny aflavanoly, které jsou obecně slabšíantioxidantya mohl by být také klasifikován jako náchylnější k tvorbě stabilních o-chinonů, může reagovat s aminokyselinami Streckerovou degradací, čímž podporuje tvorbu SA.
Cistanche může zlepšit imunitu
Záporné koeficienty anthokyanů v tabulkách 2 a 3 byly pozorovány již v předchozí zprávě, kde byly předběžně připisovány známé schopnosti anthokyanů reagovat s aldehydy. Tyto záporné koeficienty by však také měly souviset s komplexními molekulárními přeskupeními, kterými tyto molekuly trpí během oxidace. Několik autorů uvádí, že chinon v kruhu B vzniklý oxidací di- a trihydroxyanthokyaninů, což je pravděpodobně a-dikarbonyl podstupující Streckerovu degradaci aminokyselin, je pouze přechodným stavem, který rychle redukuje 39 一43 odebírající elektrony z štěpení kruhu C. V důsledku toho mohou antokyany působit jako obětní antioxidanty, které zabraňují degradaci Streckera.
Negativní korelace prodelfinidinů pozorovaná v tabulce 2 může souviset s vyšším elektrofilním charakterem jejich chinonů, jak uvádí Mouls a Fulcrand4 a Imran et al.45 Prodelfinidiny jsou tvořeny převážně trihydroxylovanými flavan-3-oly. Takový vyšší elektrofilní charakter by způsobil, že by tyto chinony podléhaly různým reakcím s různými nukleofily, což by snížilo jejich dostupnost pro Streckerovu degradaci aminokyselin.
Vyšší antioxidační charakter flavonolů souvisí s jejich dvojnou vazbou v 2-3 uhlíkech a s karbonylem v
647 Taková dvojná vazba je konjugována s těmi v kruhu C."
chinon vzniklý v kruhu B, který zavádí poněkud odlišnou reaktivitu.“ Některé flavonoly, jako je kvercetin, navíc tvoří chinony s geometrickou strukturou odlišnou od struktur ortho-chinonů, což může bránit indukci Streckerovy degradace.]Nakonec , v případě mDP, kromě již vyššího antioxidačního charakteru nebo více kondenzovaných tříslovin, lze mít za to, že stérické
překážka by mohla omezit účinnost chinonů při vyvolání degradace Streckera.
To vše kontrastuje s prokázanou schopností flavonolů, fenolových kyselin a nepigmentovaných taninů tvořit chinony, což by vysvětlovalo pozitivní korelace.
Pozoruhodné je, že všechna tato pozorování jsou obecně v souladu s těmi, která provedli Carrasco et al. Tito autoři zjistili, že nejvyšší spotřeba fenylalaninu a methioninu během oxidace vína byla ve vínech s nízkým poměrem antokyanin/tanin a ve vínech s vysokým obsahem katechin a nízké hladiny EGC. Tato vína byla také chudá na SO, spotřebitelé, což může naznačovat, že SO může účinněji reagovat s vysoce elektrofilními chinony tří-
hydroxylových flavanolů nebo anthokyanů než s chinony dihydroxylových flavanolů.
Na rozdíl od těchto pozorování bylo nedávno prokázáno5, že na modelech vína při 80 °C mají katechin a EC omezenou schopnost produkovat fenylacetaldehyd Streckerovou degradací fenylalaninu, alespoň ve srovnání s kyselinou kávovou, kyselinou galovou a 3,{{ 3}}dihydroxybenzoová kyselina. Jiní výzkumníci pracující při vyšších teplotách také zjistili podobné výsledky týkající se omezené schopnosti katechinů tvořit fenylacetaldehyd ve vztahu s menšími ortho-difenoly nebo trifenoly, jako je katechol, methyl katechol nebo pyrogallol. To by mělo být přičítáno nukleofilnímu charakteru kruhu A katechinů, který není přítomen v jednoduchých mononukleárních fenolech. V každém případě naše výsledky silně naznačují, že katechin a EC patří mezi nejaktivnější fenolické sloučeniny podporující Streckerovu degradaci ve vínech.
Je třeba poznamenat, že malá množství aldehydů, kromě 2-methylbutanalu, byla také nalezena ve vzorcích skladovaných v úplné anoxii. Ve většině případů byly úrovně okrajové, obecně méně než 5 procent množství nashromážděných v oxidační proceduře. Ve dvou vínech akumulujících maximální hladiny fenylacetaldehydu se však hladiny vytvořené v anoxii této sloučeniny blížily 30 ug/l. Pozorovaná vysoká opakovatelnost silně naznačuje, že to nebyl problém s anoxickým postupem. Je třeba si spíše myslet, že i přes pečlivost, s jakou byl experiment proveden, kompletní modely vína již obsahovaly nějaký a-dikarbonyl schopný vyvolat reakci.
Ztráty PFM oxidací. PFM jsou klíčovými aromatickými složkami, protože mají hlavní roli ve svěžesti a typu ovoce vnímaného ve vůni vína.27Jejich přítomnost je nezbytná pro životnost vína. V našem experimentu byla úroveň oxidace způsobená vzorkům velmi silná, takže úrovně PFM zbývajících po oxidaci bylo velmi nízké, jak je vidět na obrázku 2b. Volné a celkové zbývající hladiny 4MMP byly mezi 5 a 23 ug/l nebo mezi 8 a 27,5 ug/l, v daném pořadí; hladiny 3MH byly mezi 7 a 15 ug/l a 9 a 48,7 ug/l, zatímco volné hladiny MHA byly ve všech případech menší než 4,5 ug/l a celkové hladiny se pohybovaly mezi 4 a 13 ug/l. Srovnání s anoxickými kontrolami v tabulce 1 ukazuje, že ve vzorcích vykazujících maximální poklesy (sloupec označený min) bylo oxidací ztraceno více než 92 procent volných forem a 100 procent celkových forem 4MMP a 3MH. Oxidační ztráty MHA byly poměrně menší, protože tato sloučenina se také ztrácí chemickou hydrolýzou, čímž se získá 3MH a kyselina octová.
Možná kvůli tak silné oxidaci nebyly rozdíly mezi kultivary hroznů tak jasné. Pouze poklesy volných forem 3MH a celkových forem 4MMP a MHA souvisely významně s kultivarem (tabulka ). Mezi vzorky a také mezi sloučeninami však byly jasné rozdíly, jak je vidět v tabulce 1.
Rozdíl mezi volnou a celkovou formou by měl být přisuzován přítomnosti disulfidů, které se pravděpodobně tvoří s GSH přidaným do modelů nebo alternativně s jinými merkaptany existujícími v médiu, jako jsou nativní proteiny bohaté na cystein společně extrahované s polyfenolickými látkami, nebo s některými merkaptany. -polyfenol vzniklý při přípravě modelů. Tvorba disulfidu může zabránit nevratné ztrátě PFM Michaelovým přidáním na chinony. Nedávný výzkum ve skutečnosti prokázal, že stabilita vín versus oxidace silně souvisí s přítomností sloučenin obsahujících síru, většinou proteinů. 4}}.87,0.79 a 0.69, významné na 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="">
Vzorky tvořící reaktivnější chinony Nikolantonaki et al.8 a mající méně dostupných merkaptanů jen stěží vytvoří disulfidy. Je pozoruhodné, že hladiny disulfidů 4MMP a MHA negativně korelovaly se zvýšením aktivity taninu (významné při p= 0.046 a p= 0.004), což může naznačovat, že tvorba těchto aktivnější chinony souvisí se zvýšením parametru aktivity taninu.
Nejpozoruhodnější je, že hladiny celkového 4MMP přežívajícího po oxidaci významně a negativně korelovaly s obsahem vzorku v pigmentovaných taninech (p= 0.0073) a také pozitivně korelovaly s poklesem pigmentovaných taninů pozorovaným během oxidace (p =0.0029), což silně naznačuje, že 4MMP reaguje během oxidace hlavně s pigmentovanými taniny. Reakce hroznových taninů s těkavými thioly byla popsána, ale neexistují žádné předchozí zprávy o zvláštní reaktivitě vůči pigmentovaným taninům. Taková vyšší reaktivita by však byla kompatibilní s
jejich známý více elektrofilní charakter. V případě MHA byly přežívající celkové hladiny po oxidaci negativně spojeny se zvýšením pozorovaným v parametru aktivity taninu. Je pozoruhodné, že pigmentované třísloviny souvisejí s tvorbou lepkavého atributu.
Modely PLS v tomto případě nebyly tak úspěšné jako u SA (data neuvedena) Ztráty PFM za anoxických podmínek. V případě vzorků skladovaných v anoxii došlo poměrně překvapivě k významným poklesům volných a v některých případech i celkových hladin PFM, jak je vidět na obrázku 2a a obrázku 3. Takové poklesy by měly být zcela připsány přímým nebo nepřímá reaktivita polyfenolické frakce vůči PFM a ne vůči externím oxidačním procesům, protože anoxie byla přísná. U některých vzorků, jako je vzorek 5, je zřejmé, že většinu poklesu lze připsat reverzibilní oxidaci merkaptanů za vzniku disulfidů. Avšak v některých dalších, jako je vzorek 3, byla tvorba disulfidů okrajová alespoň pro 4MMP a 3MH, takže v těchto vzorcích byly PFM nevratně ztraceny s největší pravděpodobností přímou reakcí s polyfenoly. Tato reaktivita nebyla očekávána. Je třeba vzít v úvahu, že PAF byly pečlivě extrahovány a že jakmile byly rekonstituovány, byly několik týdnů před experimentem udržovány v prostředí bez kyslíku, aby se zajistilo, že redoxní potenciál směsí bude negativní. Výsledky však naznačují, že takový redukční potenciál nemusí být neslučitelný s přítomností některých chinonů pravděpodobně vzniklých během přípravy vzorku a odpovědných za nevratný pokles PFM za anoxických podmínek. Na druhou stranu polyfenoly extrahované z nefermentovaných hroznů by měly být vůči merkaptanům reaktivnější než polyfenoly z vína, protože polyfenoly z vína byly dříve v kontaktu s malým množstvím H, S a merkaptany produkovanými kvasinkami během fermentace. Mělo by být provedeno více experimentálních prací k posouzení tohoto.
V každém případě byl jasný vliv odrůdy hroznů na množství zbývajících volných a celkových forem, jak je vidět na obrázku 3. Nejméně reaktivními polyfenolickými extrakty byly extrakty z Garnacha, u kterých byly pozorovány maximální hladiny pro tři PFM . Je pozoruhodné, že hladiny zbývajících PFM pozitivně korelovaly se součtem hladin GC a EGC a také s hladinami fenolových kyselin a negativně korelovaly s nepigmentovanými taniny a s taninovou aktivitou, jak je vidět v tabulce 2.
Další odrůdové aromatické směsi. V této práci nebylo žádné fermentační aroma, protože veškerá práce byla provedena s nefermentovanými vzorky. Protože však byly aromatické prekurzory koextrahovány s polyfenoly, došlo během anoxického nebo oxického skladování vzorků k významnému vývoji některých odrůdových aromatických sloučenin. Stejně jako v předchozích studiích některé zprávy naznačovaly, že oxidace může ovlivnit aromatické sloučeniny, a konkrétně jsme zkontrolovali, zda oxidace způsobuje rozdíly v hladinách alespoň tří relevantních odrůdových aromatických sloučenin, jako je linalool, geraniol a TDN. Výsledky jsou uvedeny na obrázku 4 a ukazují, že i při silné úrovni způsobené oxidace nejsou žádné rozdíly mezi úrovněmi vybraných odrůdových aromatických sloučenin nalezených v anoxických kontrolách a těmi, které byly nalezeny v oxidovaných vzorcích. Tento výsledek je v rozporu s některými předchozími pozorováními různých autorů, včetně nás, kteří se zabývali tím, které hladiny linaloolu by mohly mít negativní vztah k O, spotřebovanému při prvním nasycení a nepoužívané k oxidaci SO, nebo k pozorovaným poklesům linaloolu těchto vzorky skladované při 50 stupních pod O. Ve druhé studii došlo také k jasnému zvýšení hladin TDN souvisejících s přítomností O. Výsledky zde uvedené však ukazují, že za normálních skladovacích podmínek jsou hladiny těchto aromatických sloučenin špatně ovlivněn O.
Tento článek je převzat z https://doi.org/10.1021/acs.jafc.1c05880 J. Agric. Food Chem. 2021, 69, 15290–15300