Хімічний склад рослинної сировини для лікеро-горілчаних виробів

Хімічний склад рослинної сировини для лікеро-горілчаних виробів

Рослинна сировина, що використовується в лікеро-горілчаному виробництві, різноманітна і складна за хімічним складом, який до того ж залежить від виду і сорту сировини, грунтово-кліматичних умов вегетації, умов зберігання та інших факторів.

Свіжа плодово-ягідна сировина містить до 90% води. Вона знаходиться у вільному і колоїдно-звя’заному стані. Кількість останньої коливається від 10 до 25% від маси сировини.

Із СР у сировині присутні вуглеводи, багатоатомні спирти, органічні кислоти, глюкозиди, алкалоїди, дубильні, барвні й азотисті речовини, ліпіди, ефірні олії, мінеральні речовини. Деякі з них, однак, присутні не в усіх, а тільки в окремих видах сировини.

Для лікеро-горілчаного виробництва важливі розчинні, або екстрактивні, речовини. До них належать цукри, багатоатомні спирти, органічні кислоти, дубильні речовини, глюкозиди, алкалоїди, ефірні олії, азотисті й пектинові речовини.

Розглянемо найголовніші компоненти екстрактивних речовин, їх роль у формуванні якості напоїв і вплив на протікання технологічних процесів лікеро-горілчаного виробництва.

Цукри. У соку містяться моносахариди – глюкоза, фруктоза і дисахарид – цукроза. Співвідношення їх у різних видів плодів та ягід різне. У насіннєвих плодах переважає фруктоза (від 6 до 12%), а в кісточкових і цитрусових – цукроза (від 3 до 11%). Звертає на себе увагу незначний вміст цукрози в ягодах (від 0,1 до 1%), в деяких з них цукрози взагалі не міститься (червона смородина). Глюкози в різній плодово-ягідній сировині міститься від 1 до 7%.

За вмістом цукру ще не можна судити про солодкість плодів, так як на солодкість впливає присутність органічних кислот, дубильних речовин, алкалоїдів і глюкозидів.

Шестиатомні спирти. Ці спирти утворюються при відновленні гексоз, наприклад D-глюкози до D-сорбіту, D-фруктози до D-маніту і D-сорбіту. Сорбіт і маніт широко розповсюджені в рослинах. Сорбіт у помітних кількостях зустрічається в сливах, айві, яблуках, вишні, черешні; у плодах горобини вміст його досягає 7%. Шестиатомні спирти – кристалічні сполуки, добре розчинні у воді й спирті. Вони солодкі на смак; солодкість, наприклад, сорбіту складає 50% солодкості цукрози.

Полісахариди. Із полісахаридів у рослинній сировині містяться целюлоза (клітковина), геміцелюлози і крохмаль. Целюлоза є основною частиною оболонок рослинних клітин і завжди супроводжується геміцелюлозами.

Крохмаль знаходиться лише в деяких плодах, наприклад, в яблуках і кореневищах.

При одержанні спиртованих соків, морсів і спиртованих настоїв целюлоза, більшість геміцелюлоз залишаються без зміни. Невелика частина геміцелюлоз і крохмалю під дією ферментів і кислот може піддаватись частковому гідролізу і розчиненню.

Пектинові речовини. Така збиральна назва для групи полісахаридів, в яких елементарною ланкою є галактуронова кислота. У пектинових речовинах розрізняють протопектин, пектин, пектинову кислоту і пектинати, пектову кислоту і пектати.

Протопектин – нерозчинний у воді природний пектин, складної будови. Вважають, що до складу його входять усі розглянуті вище комплекси.

Пектин, або розчинний пектин, - водорозчинні полігалактуронові кислоти, метаксильовані в різному ступені, утворюється із протопектину під дією кислот, лугів або ферменту протопектинази.

Пектинова кислота – високомолекулярна полігалактуронова кислота, частина карбоксильних груп якої етерифікована метиловим спиртом. Солі її називаються пектинатами.

Пектова кислота одержується із пектинової кислоти в результаті її повного деметоксилювання. Розчинність пектової кислоти менша, ніж пектинової. Солі пектової кислоти називаються пектатами.

Пектин погано розчиняється в холодній воді, краще в гарячій з утворенням колоїдного розчину – золю. Розчинність пектину зростає зі зменшенням молекулярної маси і збільшенням ступеню етерифікації. Пектинові кислоти нерозчинні у воді. Пектини із водних розчинів осаджуються спиртом ті іншими органічними розчинниками.

У присутності цукрів і кислот пектин утворює драглі. Желейна здатність пектинів збільшується зі збільшенням молекулярної маси і ступеню етерифікації. Багаті метоксильними групами пектини яблук, смородини, агрусу,, сливи, черешні, цитрусових (0,7 – 1,8%).

Пектинові речовини в лікеро-горілчаному виробництві відіграють негативну роль. Вони знижають соковіддачу при пресуванні плодів, соки одержуються каламутними, довго прояснюються, готові напої при зберіганні мутніють і виділяють осади.

Органічні кислоти. Вони широко розповсюджені в рослинах і знаходяться як у вільному стані, так і в зв’язаному з різними металами та іншими сполуками.

Органічні кислоти та їх кислі солі визначають характерний кислуватий присмак, притаманний майже всім плодам і ягодам. У них містяться різні кислоти, але в кожному виді переважає лише одна з них, по якій звичайно і виражають загальний вміст кислот.

У лікеро-горілчаному виробництві лимонна кислота служить підкислювачем, тому кислотність усіх плодів і ягід виражають за нею. Кислотність визначають титруванням водної витяжки із плодів розчином їдкого натру в присутності фенолфталеїну як індикатора і перераховують на 100 г плодів. При цьому 1 мл 0,1 н. розчину NаОН відповідає 0,0064 г лимонної кислоти.

Сама розповсюджена – яблучна кислота. Більш інших кислот її міститься в насіннєвих і кісточкових плодах: в яблуках, айві, вишні, сливі, брусниці та обліписі. У горобині, кизилі й барбарисі присутня тільки яблучна кислота., у цитрусових плодах і в клюкві (журавлині) її нема.

Винна кислота міститься у винограді, у невеликих кількостях вона знайдена в червоній смородині, агрусі, брусниці, суниці, айві, черешні, сливах, абрикосах та інших плодах і ягодах, крім чорниці, чорної смородини й яблук.

Лимонна кислота, як правило, супроводжує в плодах яблучну кислоту. У значних кількостях вона є в лимонах (6-8%), апельсинах (0,4-2,6%0, мандаринах (0,7-1%), гранатах, клюкві, малині, суниці, чорній смородині й агрусі. Цитрусові, гранати і клюква містять тільки лимонну кислоту.

Щавлева кислота в незначних кількостях (від 0,008 до 0,06%) міститься в чорниці, малині, чорній смородині, суниці, вишні й яблуках.

Янтарна кислота в невеликих кількостях присутня в яблуках, недозрілій вишні, червоній смородині, агрусі, черешні, полину.

Бензойна кислота міститься в брусниці і клюкві як у вільному, так і в зв’язаному стані у вигляді глюкозиду вакциніну. Вільна кислота має асептичні властивості, перешкоджаючи заброджуванню соку.

Саліцилова кислота міститься у вигляді метилового ефіру в суниці, малині й вишні.

Хінна кислота широко розповсюджена в природі, у великих кількостях міститься в корі хінного дерева і в кавових бобах, до 1% її в сливі та клюкві.

Крім цих кислот у невеликих кількостях містяться кислоти: мурашина – у малині; борна – у гранатах; анісова – в паличках ванілі, плодах анісу, бад’яну, фенхелю та інших, що містять анетол; Ангелова – у кореневищах дягелю; мелілотова – у траві доннику; міристинова – у мускатному горіху і кореневищах ірису.

Усі перелічені кислоти є типовими слабкими електролітами. Дужча за інших щавлева кислота, за нею в убутному порядку йдуть винна, лимонна, яблучна й янтарна. Вони володіють більш кислим смаком, ніж можна було б чекати, виходячи концентрації водневих іонів, і кислотність їх обумовлюється головним чином недисоційованими молекулами. Як не парадоксально, але при однаковій величині рН кислий смак проявляється тим дужче, чим слабкіша кислота.

У плодах, за рідким винятком, характерна перевага вільних кислот над зв’язаними (у вигляді солей). У листях переважають зв’язані кислоти.

Велику загальну кислотність мають лимони, чорна смородина, агрус, апельсини, вишня, суниці й сливи.

Глікозиди. Це ефіроподібні сполуки моно - й олігосахаридів зі спиртами і деякими іншими сполуками невуглеводного характеру. Глікозиди являють собою нелеткі кристалічні, рідше аморфні речовини, добре розчинні у воді й спирті.

Більшість з них має гіркий смак або специфічний аромат. Так, глюкозид абсинтин, який міститься в листях полину, надзвичайно гіркий. Гіркий смак мають гесперидин, нарингін, цитронін і ауронциманін – у шкірці цитрусових плодів.

Глюкоянтарна кислота міститься в незрілих ягодах смородини, агрусу, у незрілих яблуках, сливах, вишнях; вакцинін – у брусниці й клюкві. При гідролізі вакциніну утворюється глюкоза і бензойна кислота.

Із ароматичних глікозидів важливе значення мають іридин, амігдалін і пікрокроцин. Іридин присутній в кореневищах ірису і при розщепленні ферментами звільнює ірисову ефірну олію. Амігдалін зустрічається в насінні яблук, груш, айви, горобини, вишні, сливи, але більше його в ядрах гіркого мигдалю і насінні персика. З наявністю цього глікозиду пов’язані специфічний смак і аромат гіркого мигдалю, а також абрикосових, сливових і персикових кісточок. Амігдалін утворений із дисахариду генціобіози, синильної кислоти і бензальдегіду. У рослинних матеріалах він завжди супроводжується ферментом емульсином, який розщеплює його на складові частини і гідролізує генціобіозу до глюкози. Таку ж дію мають і мінеральні кислоти.

Алкалоїди. Під алкалоїдами розуміють гетероциклічні, азотовмісні сполуки, які мають основний характер і справляють сильну фізіологічну дію. Вони гіркі на смак, майже не розчинні у воді, але розчинні в спирті. Нерідко алкалоїди містяться в рослинах у вигляді солей органічних кислот і в цьому випадку розчиняються у воді.

Більшість алкалоїдів є похідними піридину, піперидину, піролідину, хіноліну й ізохіноліну. У рослинах звичайно міститься не один який-небудь алкалоїд, а ціла група їх, наприклад, у корі хінного дерева нараховується до 25 різних алкалоїдів.

Для приготування гірких настоянок важливі піперин перцю з дуже пекучим смаком, хінін і цинхонін – найголовніші алкалоїди кори хінного дерева; кофеїн, який міститься в зернах кави, чаю і бобах какао; теобромін, присутній в бобах какао (до 4%), майже не розчинний ні у воді, ні в спирті.

Дубильні речовини. Дубильними називають групу природних речовин поліфенольного характеру, які добре розчиняються у воді, володіють терпким, в’язким смаком. Їх молекулярна маса коливається від 600 до 2000. Усі дубильні речовини поділяють на дві великі групи: гідролізовні і конденсовані.

Гідролізовні дубильні речовини – це в більшості випадків складні ефіри глюкози й ароматичних оксикарбонових кислот – галової, протокатехової – і похідних цих кислот. Типовим представником цих дубильних речовин є танін. При гідролізі (ферментом таназою або кислотами) утворюється одна молекула глюкози і п’ять молекул галової або метадигалової кислоти.

У конденсованих дубильних речовин бензольні ядра зв’язані між собою через вуглецеві атоми; вони не є ефірами і не гідролізуються. До них відносяться катехіни.

Для катехінів характерно окиснення киснем повітря до “флобафенів” (“червоних” речовин), які не розчиняються у воді, але добре розчиняються в спирті. Окиснення особливо інтенсивно протікає в присутності окиснювальних ферментів, чим пояснюється швидке побуріння відпресованого яблучного соку.

Дубильні речовини зосереджені головним чином у корі дерев і оболонках плодів, причому в останніх переважно конденсовані. Таніни знайдені в ожині й винограді. Багато дубильних речовин міститься в терені, горобині, кизилі, чорній смородині, черемсі. У недозрілих плодах їх звичайно більше, ніж у стиглих.

У лікеро-горілчаному виробництві ціняться антисептичні властивості дубильних речовин, важливі при зберіганні сировини, здатність надавати напоям повноту і свіжість смаку. Дубильні речовини сприяють проясненню плодово-ягідних напівфабрикатів і напоїв, так як осаджують білкові речовини.

При заморожуванні плодів вміст у них дубильних речовин зменшується. Соки і морси, одержані із виморожених ягід горобини, кизилу і терну, мають м’який смак і вважають за кращі для приготування плодових алкогольних напоїв.

Ефірні олії. Це леткі пахучі речовини рослин, звичайно не розчинні у воді. Як правило, це – складні суміші вуглеводнів, спиртів, фенолів, альдегідів, кетонів, окисів, ефірів, кислот тощо. Широко розповсюдженою частиною ефірних олій є терпени та їх кисневі похідні.

Терпени являють собою ненасичені вуглеводні загальної формули С₁₀Н₁₆.

Із моноциклічних терпенів (ментадієнів) важливі лимонен, феландрен і терпінен. Усі вони – безколірні, оптично діяльні речовини, які мають декілька ізомерів, з характерним запахом лимона; входять у лимонну, померанцеву, мандаринну, апельсинову, кминну, коріандрову, м’ятну та інші ефірні олії.

Найбільш розповсюдженими із біциклічних терпенів є пінен, камфен і сабінен. Пінен і сабінен – рідини, камфен – один із небагатьох твердих терпенів. Вони мають смолистий запах і складовою частиною ефірних олій: лимонної, апельсинової, кардамонової, ялівцевої {можжевелового}тощо.

Сесквітерпени. До них відносяться вуглеводні складу С₁₅Н₂₄, рідше С₁₅Н₂₆ або С₁₅Н₂₂ та їх кисневмісні похідні. Із останніх з відкритим ланцюгом відомі первинний спирт фарнезол і третинний спирт неролідол. Фарнезол у вигляді складних ефірів знаходиться в квітах липи і акації, неролідол – у померанцевій ефірній олії.

Моноциклічні секвітерпени – бесалобен і цингіберен – містяться відповідно в лимонній та імбирній ефірній олії.

Альдегіди і кетони. Найбільш розповсюджені альдегіди: анісовий, оцтовий, бензальдегід, ванілін, дециловий, коричний, ноніловий, цитраль, цитронелаль тощо.

Із кетонів в ефірних оліях присутні карвон, дигідрокарвон, ментон, ірон.

Запах карвона кминний, ментона – м’ятний, дигідрокарвона –суміші карвона і ментона, ірона – фіалки. Карвон міститься в багатьох оліях, головним чином у кминному, ментон – у м’ятній, ірон – в олії ірису.

Спирти і феноли. В ефірних оліях зустрічаються аліфатичні й моноциклічні терпенові спирти (кисневі похідні терпенів). Із перших цікаві первинний діетиловий спирт гераніол, третинний спирт ліналоол і нерол.

Гераніол і нерол – безколірні рідини із запахом троянди, складова частина трояндової, неролієвої, лавандової та інших олій. Ліналоол – також рідина, але із запахом конвалії {ландыша}; входить у бергамотову, коріандрову, м’ятну і неролієнову олію.

Із моноциклічних терпенових спиртів відомі ментол, тимол і терпінеол, із біциклічних – борнеол (похідний камфори), які є кристалічними речовинами. Ментол має приємний м’ятний запах і холодний пекучий смак. Терпінеол пахне гіацинтами, борнеол – камфорою. Тимол і карвакрол містяться в ефірних оліях містяться в ефірних оліях базиліку, материнки {душицы}, чебрецю. Ментол входить до складу ефірної олії перцевої м’яти, терпінеол – у кардамонову, майоранову, померанцеву, лимонну тощо, борнеол – до складу лавандової, кардамонової та інших олій.

Із одноатомних фенолів в ефірних оліях присутній метилхавікол – зі слабким запахом анісу. Із багатоатомних фенолів міститься евгенол – слабко-жовта рідина, яка при окиснюванні перетворюється у ванілін і ванілінову кислоту. Евгенол має запах гвоздики і переважає в ефірних оліях гвоздики, бад’яну, евгенольного базиліку.

Ефіри. До цієї групи входять багаточисленні представники як простих, так і складних ефірів. Із простих ефірів типовим є анетол, який міститься у великих кількостях в ефірних оліях анісу, бад’яну, фенхелю.

Складні ефіри утворені різними спиртами і кислотами: мурашиною, оцтовою, саліциловою, бензойною тощо.

Лактони. Циклічні складні ефіри оксикислот. Найбільш типовий – кумарин. Це тверда речовина із запахом свіжоскошеного сіна, найважливіша складова частина ефірної олії буркуну {донника}і зубрівки.

Барвні речовини. У рослинах та їх плодах містяться різноманітні за хімічною природою барвні речовини. Крім зеленого пігменту хлорофілу, який не розчиняється у воді й спирті й тому не викликає інтересу для лікеро-горілчаного виробництва, присутні флавони, антоціани, катехіни і каротиноїди.

Флавонами називаються жовті, оранжеві й бурі пігменти, які являють собою похідні γ-пірону. Забарвленим є флавонол і поліоксипохідні флавону, які містяться в каві, листях, квітах і плодах багатьох рослин.

Флавоноли утворюють різноманітні глікозиди. Наприклад, у листях яблуні містяться три глікозиди кверцетину. В апельсині – нарирутин і дидимін; в яблуках – рутин і кверцетин; в обліписі – олігозиди кверцетину, ізорамнетину і кемпферолу; у суниці – глюкозиди кверцетину і кемпферолу.

У рослинній сировині містяться також азотисті речовини, ліпіди, вітаміни, ферменти і мінеральні речовини.

Дата добавления: 2015-09-28