การจัดการออกซิเจนละลายน้ำด้วยคอนแทคเตอร์เมมเบรนใยกลวงโพลีโพรพีลีนส่งผลต่อการเสื่อมสภาพของไวน์

ติดต่อ:tina.xiang@wecistanche.com

เชิงนามธรรม

พื้นหลัง: การปฏิบัติทางโภชนาการหลายอย่างสามารถทำให้เกิดออกซิเจนละลายในไวน์มากเกินไป ดังนั้นจึงกำหนดข้อบกพร่องทางประสาทสัมผัสและสีในระยะสั้นและระยะยาว ดังนั้นจึงจำเป็นต้องจัดการออกซิเจนส่วนเกินก่อนบรรจุขวด วิธีการศึกษา: ในการศึกษานี้ การจัดการปริมาณออกซิเจนละลายน้ำโดยใช้อุปกรณ์คอนแทคเตอร์เมมเบรนใยกลวงชนิดโพลีโพรพีลีนได้ดำเนินการในไวน์สองชนิดจากองุ่นพันธุ์ต่างๆ (Aglianico และ Falanghina) ไวน์ได้รับการวิเคราะห์หลังจากอายุ 11-เดือน ปริมาณแอนโธไซยานินและอะซีตัลดีไฮด์ถูกประเมินโดย HPLC นอกจากนี้ อื่นๆฟีนอลวิเคราะห์สารประกอบและลักษณะสีโดยวิธีสเปกโตรโฟโตเมตริก การวิเคราะห์ NMR และ HR ESIMS ดำเนินการเพื่อประเมินจำนวนของโปรแอนโธไซยานินและสารสีโพลีเมอร์ ผลลัพธ์: หลังจากอายุมากขึ้น 11 เดือน ในไวน์ทั้งสองชนิด ตรวจพบ SO2 ฟรีและลดลงโดยรวมเมื่อเทียบกับค่าเริ่มต้น ในไวน์ที่มีระดับออกซิเจนละลายน้ำสูงสุด จะสังเกตเห็นการสูญเสียที่เด่นชัดกว่า ไม่พบความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในแง่ของพารามิเตอร์สี ในไวน์แดงที่มีปริมาณออกซิเจนสูงสุด จะเกิดพอลิเมอร์จำนวนมากเม็ดสีและพบสารแทนนินปฏิกิริยา BSA เมื่อเทียบกับไวน์ที่มีระดับออกซิเจนต่ำ สรุป: การศึกษาแสดงให้เห็นว่าคอนแทคเตอร์เมมเบรนสามารถพิสูจน์เครื่องมือที่ประสบความสำเร็จในการจัดการออกซิเจนที่ละลายในไวน์เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการเน่าเสียจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน

คีย์เวิร์ด: ออกซิเดชัน; คอนแทคเมมเบรน; ไวน์; เม็ดสีโพลีเมอร์

คลิกเพื่อรับข้อมูลเพิ่มเติม

1. บทนำ

ไวน์เป็นระบบไดนามิกทางเคมี และแม้กระทั่งหลังจากการหมัก องค์ประกอบของไวน์ก็ยังคงวิวัฒนาการต่อไปในระหว่างการเก็บรักษา การเปลี่ยนแปลงหลังการหมักเหล่านี้เรียกว่าการบ่ม แต่ความแตกต่างระหว่างการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นระหว่างระยะสุก (เช่น การจัดเก็บไวน์จำนวนมากในถังหรือถัง) เมื่อยังคงอนุญาตให้ผู้ผลิตไวน์เข้าไปแทรกแซง วางในช่วงอายุของไวน์เมื่อไวน์ถูกปิดผนึกในขวดและการแทรกแซงที่เป็นไปได้เพียงอย่างเดียวคือการเลือกเงื่อนไขการจัดเก็บที่เหมาะสมที่สุด

ในบรรดาสารประกอบไวน์ ฟีนอลเป็นสารที่ได้รับผลกระทบจากอายุมากที่สุด พวกเขามาจากองุ่น(ฟลาโวนอยด์และไม่ใช่ฟลาโวนอยด์) และเป็นหนึ่งในพารามิเตอร์คุณภาพไวน์ที่สำคัญที่สุด ในระหว่างการผลิตไวน์และการแก่ชรา ฟีนอลส่วนใหญ่จะได้รับออกซิเดชันปฏิกิริยาซึ่งไม่เพียงแต่ส่งผลกระทบต่อองค์ประกอบฟีนอลิกเท่านั้น แต่ยังกำหนดการเปลี่ยนแปลงในแง่ของลักษณะทางประสาทสัมผัส เช่น สีและความฝาด

สารประกอบฟีนอลิกเป็นสารตั้งต้นที่จะถูกออกซิไดซ์เมื่อมีออกซิเจนและโลหะ (Fe3 บวก Cu2 บวก ) ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่อาจส่งผลให้ไวน์เสื่อมสภาพมากเกินไป [1] ไวน์ออกซิเดชันประกอบด้วยชุดของปฏิกิริยา: อย่างแรก ออกซิเจนจะลดลงเป็นไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์โดยทำปฏิกิริยากับโลหะทรานซิชัน รวมทั้งไอออนของเหล็กและทองแดง โดยมีหน่วยย่อย catechol ที่ถูกออกซิไดซ์เป็นควิโนน [2] ควิโนนทำปฏิกิริยาอย่างรุนแรงกับสารประกอบนิวคลีโอฟิลิก เช่น สารต้านอนุมูลอิสระ (ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ กลูตาไธโอน กรดแอสคอร์บิก) ไธออลกลิ่นหอมที่พึงประสงค์

(กล่าวคือ 3-sulfanylhexanol), อะโรมาไทออลที่ไม่ต้องการ (เช่น ไฮโดรเจนซัลไฟด์), กรดอะมิโน (เช่น ฟีนิลอะลานีน, เมไทโอนีน) และโพลีฟีนอลจำนวนมาก (ส่วนใหญ่เป็นฟลาโวนอล) ผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาเหล่านี้อาจนำไปสู่การก่อตัวของควบแน่นเม็ดสีโพลีเมอร์—มีความสำคัญอย่างยิ่งในไวน์แดง—หรือแม้แต่การสูญเสียสีและลักษณะของพันธุ์ต่างๆ [3] ในขั้นตอนต่อไป สปีชีส์เหล็กหรือคิวปุรัสทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์โดยปฏิกิริยาเฟนตันเพื่อให้เกิดไฮดรอกซิลเรดิคัล ซึ่งเป็นสารออกซิแดนท์ที่แรง สามารถทำปฏิกิริยากับองค์ประกอบอินทรีย์ทั้งหมดตามสัดส่วนของความเข้มข้น [4] สารประกอบอินทรีย์ที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดในไวน์คือเอทานอล ซึ่งจะถูกเปลี่ยนเป็นอะซีตัลดีไฮด์เมื่อถูกออกซิไดซ์โดยไฮดรอกซิลเรดิคัล

เป็นผลมาจากออกซิเดชันในเม็ดสีแอนโธไซยานินพื้นเมืองของไวน์แดงจะถูกเปลี่ยนเป็นเม็ดสีที่เสถียรมากขึ้นอย่างรวดเร็วผ่านปฏิกิริยาประเภทต่างๆ เช่น ปฏิกิริยาควบแน่นที่มีอัลดีไฮด์เป็นสื่อกลางกับแทนนินและปฏิกิริยาการเติมไซโคลที่นำไปสู่การก่อตัวของโปรแอนโธไซยานิน [5] ปฏิกิริยาออกซิเดชันยังมีส่วนช่วยในการปรับเปลี่ยนความฝาดของไวน์ด้วยการเปลี่ยนโครงสร้างแทนนินอันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาภายในและระหว่างโมเลกุลที่อาศัยออกซิเจน [6] "ผลิตภัณฑ์ที่ทำให้คงตัว" แอนโธไซยานินหรือสารแทนนินที่มีสีเหล่านี้คงอยู่ในไวน์ได้นานกว่าในรูปแบบเริ่มต้น [7] ดังนั้น ออกซิเจนในปริมาณต่ำในไวน์แดงจึงมีความสำคัญในการรักษาเสถียรภาพของสีหรือความฝาด ในการศึกษาเกี่ยวกับไวน์ของปาสเตอร์เอง ได้ตั้งทฤษฎีว่าเมื่อไวน์ได้รับออกซิเจนเท่านั้น ไวน์จะพัฒนาคุณลักษณะที่ทำให้เป็นผลิตภัณฑ์คุณภาพสูงที่ผ่านการบ่มอย่างประณีตได้ ในระหว่างการผลิตไวน์ ออกซิเจนมีบทบาทสำคัญในกระบวนการหมัก มันส่งเสริมการสังเคราะห์สารชีวมวลของยีสต์และสนับสนุนการหมักเสียง การศึกษาหลายชิ้นแสดงให้เห็นว่าความเสี่ยงของการหมักแบบติดค้างและเฉื่อยลดลงหลังจากเติมออกซิเจน 10-20 มก./ลิตร [8]

ในไวน์ขาว การเกิดออกซิเดชันมักเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของสีที่สำคัญ ปกติแล้วสีน้ำตาลจะไม่เป็นที่ต้องการเพราะเป็นสัญญาณของการเกิดออกซิเดชันในไวน์ขาวแบบโต๊ะ สีน้ำตาลสามารถเกิดขึ้นได้จากปฏิกิริยาออกซิเดชันของเอนไซม์หรือทางเคมีที่อาศัยออกซิเจนเป็นสื่อกลาง หลังจะช้ากว่าการเกิดออกซิเดชันที่เกิดจากเอนไซม์ ไวน์ขาวมักไวต่อ O มากกว่าไวน์แดง แม้แต่การเพิ่ม O. ลงในไวน์ขาวเพียงเล็กน้อยก็อาจทำให้สูญเสียกลิ่นได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งความมีรสของผลไม้ที่มีรสชาติที่ผิดเพี้ยนที่อธิบายว่าเป็นคาราเมล หืน อาหารในฟาร์ม คล้ายน้ำผึ้ง และผักที่ปรุงสุก quinones ที่เกิดจากการออกซิเดชันสามารถทำปฏิกิริยากับ thiols โดยปฏิกิริยาการเติม Michael หรือสร้าง H2O2 ตามที่รายงานข้างต้น สภาพแวดล้อมที่เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันตลอดทุกขั้นตอนของการผลิตไวน์มีความสัมพันธ์เชิงบวกกับการก่อตัวของผลิตภัณฑ์เหล่านี้ ในช่วงอายุของไวน์แดงในถังไม้โอ๊ค กระบวนการออกซิเดชันยังกระตุ้นการก่อตัวของโซโตโลนผ่านการเกิดออกซิเดชันของทรีโอนีนหรือโดยปฏิกิริยาของอะซีตัลดีไฮด์กับกรดคีโตบิวทีริก การย่อยสลายด้วยปฏิกิริยาออกซิเดชันของฟีนิลอะลานีนและ -ฟีนิลเอธานอลในถังยังนำไปสู่ความเข้มข้นของฟีนิลอะซีตัลดีไฮด์ที่สูงขึ้นด้วย [9]

ตามที่อธิบายไว้ข้างต้น ออกซิเจนอาจมีผลดีหรือผลเสียต่อคุณภาพไวน์ ระดับการได้รับออกซิเจนของไวน์ในระหว่างการผลิตไวน์หรือการบ่มไวน์เป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากอาจส่งผลต่อผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายได้ Singleton [10] ประมาณการปริมาณออกซิเจนที่ไวน์ขาวหรือไวน์แดงสามารถดูดซับได้ก่อนที่จะเกิดข้อบกพร่องด้านออกซิเดชัน ในไวน์ขาว ค่าความทนจะอยู่ที่ประมาณ 10 ความอิ่มตัวของอากาศ เมื่อเทียบกับไวน์แดง ซึ่งสามารถทนต่อความอิ่มตัวของอากาศได้มากกว่า 30 ระดับ (180 mLO2/L) เขายังแนะนำประมาณ 10 ความอิ่มตัวเพื่อปรับปรุงคุณภาพของไวน์แดง

การจัดการออกซิเจนระหว่างขั้นตอนการทำให้เป็นองุ่นและการเก็บรักษาจึงมีความสำคัญและต้องจัดการตามความรู้ที่ได้รับเพื่อหลีกเลี่ยงการลุกลามของลักษณะออกซิเดชัน หลังจากการผลิตไวน์ ไวน์มักจะผ่านแนวปฏิบัติในการรักษาเสถียรภาพต่างๆ เช่น การริน การแช่เย็น และการกรองที่สามารถระบุช่องเติมออกซิเจนที่ไม่สามารถควบคุมได้ นอกจากนี้ วิธีการกลั่นแบบใหม่ที่ใช้ถังสแตนเลสและระบบที่ช่วยให้สามารถควบคุมการจ่ายออกซิเจนแบบไมโคร (ไมโครออกซิเจน) ได้ตามปกติ แม้ว่าจะมีความพยายามอย่างเฉพาะเจาะจงในการผลิตไวน์ซึ่งมีความทนทานต่อปริมาณออกซิเจนที่เพิ่มขึ้น ออกซิเจนที่ละลายในน้ำที่ไม่สามารถควบคุมได้ทั้งหมดในไวน์สามารถกำหนดการพัฒนาเพิ่มเติมของตัวออกซิไดซ์เมื่อบรรจุขวด ในบริบทนี้ การใช้คอนแทคเตอร์แบบเมมเบรนเพื่อจัดการออกซิเจนในไวน์ก่อนบรรจุขวดอาจเป็นกลยุทธ์ที่ประสบความสำเร็จเพื่อให้ได้ไวน์ที่ดีที่สุด

คอนแทคเตอร์แบบเมมเบรนเป็นหนึ่งในระบบอุตสาหกรรมที่มีการใช้งานมากที่สุด และเทคโนโลยีนี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์ในการใช้งานของเหลว/ของเหลวและก๊าซ/ของเหลวในการหมัก ยารักษาโรค การบำบัดน้ำเสีย การแยกไครัล การผลิตเซมิคอนดักเตอร์ การอัดลมของเครื่องดื่ม การสกัดไอออนของโลหะ , การสกัดโปรตีน, VOC re-moval จากก๊าซเสีย, การกลั่นด้วยออสโมติกและการแยกไวน์ออกจากไวน์ [11,12] เป็นอุปกรณ์ที่บรรลุการถ่ายโอนมวลของก๊าซ/ของเหลวหรือของเหลว/ของเหลวโดยไม่มีการกระจายของเฟสหนึ่งภายในอีกเฟสหนึ่ง แม้ว่าเทคโนโลยีเมมเบรนคอนแทคเตอร์ถูกนำมาใช้เป็นเครื่องมือสำหรับการจัดการก๊าซในไวน์ [13,14] จนถึงขณะนี้มีการศึกษาเพียงไม่กี่ชิ้นที่เกี่ยวข้องกับประสิทธิภาพของการประยุกต์ใช้ก่อนที่จะบรรจุขวดเพื่อควบคุมวิวัฒนาการของไวน์ขาวและไวน์แดงในช่วงอายุของขวด

ในการศึกษานี้ ดำเนินการ deoxygenation บางส่วนในไวน์ monovarietal 2 ชนิด ได้แก่ Aglianico และ Falanghina ผลของการกำจัดออกซิเจนต่อพารามิเตอร์ของไวน์หลายตัวเป็นปริมาณ SO2 และอะซีตัลดีไฮด์อิสระและผูกมัดได้รับการประเมินหลังจากอายุขวด 1 ลิตร สำหรับไวน์แดง ยังได้ประเมินผลกระทบต่อลักษณะสีและสารประกอบฟีนอลิกหลักด้วย

2. ผลลัพธ์และการอภิปราย

ในการศึกษานี้ ไวน์เชิงพาณิชย์ 2 ชนิด (Aglianico (R) และ Falanghina(W)) ถูกส่งไปยังกระบวนการกำจัดออกซิเจนโดยใช้เทคโนโลยีเมมเบรนคอนแทคเตอร์เพื่อให้ได้ไวน์สามชนิดที่มีระดับออกซิเจนละลายน้ำ (สูง (H) ปานกลาง (M) ลดลง และต่ำ (L) สำหรับไวน์แต่ละชนิด) ก่อนขั้นตอนการบรรจุขวด หลังจากอายุขวดมากขึ้น 11 เดือน ผลกระทบต่อซัลเฟอร์ไดออกไซด์ อะซีตัลดีไฮด์ ลักษณะสีเม็ดสีโพลีเมอร์, VRF, BSA-แทนนิน และฟีนอลิกทั้งหมดได้รับการประเมิน

2.1. ซัลเฟอร์ไดออกไซด์

ความเข้มข้นของ SO2 อิสระและทั้งหมดได้รับการตรวจสอบหลังจากอายุ 11 เดือนในไวน์ Aglianico (ตารางที่ 1) สำหรับตัวอย่างทั้งหมด พบว่ามีการสูญเสีย SO2 เมื่อเทียบกับเวลาบรรจุขวด (SO ​​อิสระ 18 มก./ลิตร SO ทั้งหมด 43 มก./ลิตร) และพบว่าค่า SO2 ทั้งหมดลดลงมากที่สุดในไวน์ที่มีค่าสูงกว่า ปริมาณออกซิเจนที่บรรจุขวด (RHO2 และ RMO2) ตามที่คาดไว้

ในระหว่างกระบวนการชราภาพ SO2 อิสระที่มีปริมาณมากที่สุดที่ pH ของไวน์ ไบซัลไฟต์ไอออน (HSO ในสภาวะสมดุลกับ SO โมเลกุล) จะถูกบริโภคโดยปฏิกิริยากับไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์และส่วนประกอบไวน์อิเล็กโทรฟิลิกหลายชนิด เช่น ผลิตโดยน้ำตกออกซิเดชัน รวมทั้ง quinone และ acetaldehyde [15] ในโรงกลั่นเหล้าองุ่น เป็นเรื่องปกติที่จะวัดสิ่งที่เรียกว่า "SO อิสระ" นั่นคือผลรวมของ SO โมเลกุลและไบซัลไฟต์ไอออน สารประกอบหลังนี้สามารถก่อรูปโควาเลนต์แอดดักต์ที่มีอิเล็กโตรไฟล์ เรียกว่าสารยึดเกาะ SO2 ซึ่งสามารถจำแนกได้ว่าอ่อนหรือแรงตามค่าคงที่การแยกตัวของแอดดักต์ซัลไฟต์ที่เกิดขึ้น ซัลไฟต์แอดดักต์เหล่านี้เรียกว่า SO ที่ถูกผูกไว้ และผลรวม

ของ SO ที่เป็นอิสระและถูกผูกไว้จะให้ "SO ทั้งหมด" SO อิสระและถูกผูกมัดอยู่ในสมดุลระหว่างกันในไวน์ นอกจากนี้ ในระหว่างการออกซิเดชัน โดยดุลยภาพระหว่าง SO2 ทั้งสองรูปแบบนี้และโดยการใช้ SO2 อิสระ รูปแบบที่รวมกันจะถูกปล่อยออกมาเพื่อคืนสมดุล ในไวน์แดงที่ผ่านการบำบัดแล้วทั้งหมด ตรวจพบค่า SO2 อิสระที่ต่ำกว่า 3.84 มก./ลิตร หลังจากอายุขวดมากขึ้น 11 เดือน ค่าเหล่านี้ต่ำกว่าขีดจำกัดการหาปริมาณของวิธีการวิเคราะห์ SO2 ฟรี [16] อย่างเป็นทางการ ดังนั้นจึงเป็นการถูกต้องกว่าที่จะพิจารณาค่า SO อิสระเพียงเล็กน้อย ในขณะที่ค่า SO ทั้งหมดมีค่าต่ำกว่าในตัวอย่างที่บรรจุขวดที่มีปริมาณออกซิเจนละลายน้ำ (RHO2) สูงกว่า การเปลี่ยนแปลงระหว่างการบ่มไวน์แบบอิสระและแบบผสมผสานอาจเป็นสาเหตุที่ทำให้ระดับ SO2 ทั้งหมดลดลงในไวน์เนื่องจากออกซิเจนละลายในขวดเพิ่มขึ้น นอกจากการใช้ SO2 อันเนื่องมาจากปฏิกิริยาออกซิเดชันแล้ว บางส่วนของ SO2 ยังสามารถหายไปได้ในระหว่างการเสื่อมสภาพเนื่องจากปฏิกิริยาของซัลเฟอร์ไดออกไซด์กับฟลาโวนอล กลไกการเกิดผลิตภัณฑ์ 4/ß-sulfonated ยังคงไม่แน่นอน มีการตั้งสมมติฐานว่าอนุพันธ์มอนอเมอร์ 4ß-sulfonated เกิดจากการดีพอลิเมอไรเซชันที่เร่งปฏิกิริยาด้วยกรดของโปรแอนโธไซยานิดิน [17]

ความเข้มข้นของ SO2 ฟรีและทั้งหมด (ตารางที่ 1) ได้รับการตรวจสอบหลังจากอายุ 11 เดือนในไวน์ขาวซึ่งมีพฤติกรรมเหมือนกับในไวน์แดง นอกจากนี้ ในกรณีนี้ ตรวจพบการสูญเสีย SO2 อิสระและทั้งหมดเมื่อเทียบกับค่าเริ่มต้น (SO ฟรี 26 มก./ลิตร และทีโอที SO 89 มก./ลิตร) นอกจากนี้ ไวน์ที่มีปริมาณออกซิเจนสูงกว่าที่ การบรรจุขวด (WHO2) แสดงเนื้อหาที่ต่ำกว่าของ SO2 ฟรีและรวม

อะซีตัลดีไฮด์ที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของเอธานอลที่เร่งด้วยโลหะในระหว่างการออกซิเดชันของไวน์ สูงขึ้นเมื่ออายุ 11 เดือนในตัวอย่าง WHO เมื่อเทียบกับตัวอย่าง WMO และ WLO ตามที่คาดไว้เมื่อพิจารณาจากเนื้อหาที่ต่ำกว่าของ SO ฟรีและรวมใน WHO ตัวอย่าง (ตารางที่ 2) เนื่องจากอัตราส่วนน้ำหนักระหว่างอะซีตัลดีไฮด์และซัลเฟอร์ไดออกไซด์คือ 1.4/1 (ใช้ SO2 1.4 มก. ต่อ CH3CHO 1 มก.) เราจึงสามารถประเมินได้ว่าปริมาณอะซีตัลดีไฮด์ในตัวอย่าง WHO ถูกรวมเข้ากับ SO ทั้งหมด (อะซีตัลดีไฮด์ 50 มก. รวมกับ 70 มก. ของ SO2) และเมื่อพิจารณาถึงระดับซัลเฟอร์ไดออกไซด์อิสระเพียงเล็กน้อยหลังจากอายุ 11 เดือน คาดว่าการสัมผัสกับออกซิเจนต่อไปอาจนำไปสู่การปรากฏตัวของอะซีตัลดีไฮด์อิสระ

ในไวน์แดง ความเข้มข้นของอะซีตัลดีไฮด์ไม่แตกต่างกันในตัวอย่างที่วิเคราะห์ นี่อาจเป็นเพราะความจริงที่ว่า เมื่อมีแอนโธไซยานินและฟลาโวนอลที่มีความเข้มข้นสูงกว่า อะซีตัลดีไฮด์มีส่วนเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาจำนวนหนึ่งกับฟีนอลิกเหล่านี้ในช่วงอายุมากขึ้น ตามที่กล่าวไว้ด้านล่าง ปฏิกิริยาที่สำคัญที่สุดที่เกี่ยวข้องกับอะซีตัลดีไฮด์ แอนโธไซยานิน และฟลาโวนอลคือการก่อตัวของสารประกอบเอทิลบริดจ์ [18,19] และโอลิโกเมอร์ที่เชื่อมโยงกับเอทิล ซึ่งสามารถทำปฏิกิริยาเพิ่มเติมกับอะซีตัลดีไฮด์ แอนโธไซยานิน และฟลาโวนอลเพิ่มเติมเพื่อสร้างไพแรน วงแหวนหรือโครงสร้างประเภทโพลีเมอร์อื่นๆ ในที่สุด ผลิตภัณฑ์เหล่านี้สามารถเปลี่ยนแปลงคุณลักษณะทางประสาทสัมผัสของไวน์ [20] โดยส่งผลต่อลักษณะสำคัญบางประการของไวน์ เช่น สี รส และความฝาด

2.2. ผลกระทบต่อสีและลักษณะรงควัตถุ

ข้อมูลเกี่ยวกับเนื้อหาของโมโนเมอร์แอนโธไซยานินในไวน์แดงที่ผ่านการบำบัดแล้วหลังจากอายุขวดมากขึ้น 11 เดือนแสดงให้เห็นว่า (ตารางที่ 3 และวัสดุเสริม รูปที่ S1) การสูญเสียมัลวิดิน-3-กลูโคไซด์ในตัวอย่าง RHO2 ที่มีความเข้มข้นของออกซิเจนสูงกว่าใน RMO2 และ RLO2 ตรวจพบความแตกต่างในแง่ของปริมาณแอนโธไซยานินทั้งหมดในไวน์อย่างสม่ำเสมอ (รูปที่ 1) ไวน์ที่มีความเข้มข้นของออกซิเจนต่ำในการบรรจุขวดแสดงให้เห็นว่ามีความเข้มข้นของแอนโธไซยานินทั้งหมดที่มีความเข้มข้นสูงกว่าเมื่อเทียบกับไวน์ที่มีความเข้มข้นของออกซิเจนละลายน้ำสูงกว่า ผลของการบำบัดคอนแทคเตอร์แบบเมมเบรนต่อคลาสของเม็ดสีต่างๆ ซึ่งกำหนดโดยวิธี Harbertson รวมถึงความเข้มข้นต่ำที่คาดว่าจะมีนัยสำคัญใน SPP (เม็ดสีโพลีเมอร์สั้น) ในตัวอย่าง RLO เทียบกับตัวอย่าง RHO2 และ RMO2 ที่แสดงให้เห็นการเพิ่มขึ้นสูงสุดของสารสำคัญเหล่านี้ สารประกอบที่เสถียร (ตารางที่ 4) LPP (เม็ดสีโพลีเมอร์แบบยาว) ไม่มีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติในทุกตัวอย่าง เม็ดสีโพลีเมอร์ (SPP และ LPP) ถูกกำหนดให้เป็นเม็ดสีที่ทนต่อการฟอกสีด้วยไบซัลไฟต์ เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาระหว่างแอนโธไซยานินและแทนนินในช่วงอายุของไวน์ [21] ซึ่งนำไปสู่ความเสถียรของสีเมื่อเวลาผ่านไป ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเม็ดสีทั้งสองประเภทนี้คือ LPP มีแนวโน้มที่จะตกตะกอนด้วยโปรตีนต่างจาก SPP [22] เมื่ออายุของไวน์แดง มักพบการก่อตัวของ LPP มากขึ้นเมื่อเทียบกับ SPP ดังนั้น การเปลี่ยนแปลงที่ตรวจพบสำหรับ SPP และไม่ใช่สำหรับ LPP สามารถสะท้อนสถานะออกซิเดชันของไวน์ Aglianico ในช่วงต้นหลังจากอายุ 11 เดือน การมีส่วนร่วมของแอนโธไซยานินพื้นเมืองในปฏิกิริยาที่ให้สีโพลีเมอร์ใหม่นั้นสอดคล้องกับการลดลงของแอนโธไซยานินดั้งเดิมทั้งหมดที่แสดงใน (ตารางที่ 4) และมีผลคล้ายกันที่สังเกตพบในไวน์แดงในระหว่างการให้ออกซิเจนในระดับไมโคร [23]

เมื่ออายุของไวน์และผ่านการได้รับออกซิเจนที่แตกต่างกัน เม็ดสีโพลีเมอร์เหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อสีไวน์และอะซีตัลดีไฮด์จำนวนเล็กน้อยสามารถทำปฏิกิริยากับแอนโธไซยานินเพื่อผลิตเม็ดสีแดงที่เสถียรใหม่ [19,24] ข้อเท็จจริงที่ตรวจไม่พบความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในแง่ของความเข้มของสีและเฉดสี (ตารางที่ 5) อาจเป็นเพราะ LPP ที่สังเกตพบแล้ว เนื่องจากมีอายุค่อนข้างสั้น

2.3. ผลกระทบต่อเม็ดสีไวน์แดง: การวิเคราะห์ NMR และ HR ESIMS

เพื่อจุดประสงค์ในการทำความเข้าใจพื้นฐานระดับโมเลกุลของการเปลี่ยนแปลงที่สังเกตพบในไวน์ที่ได้รับการบำบัดด้วยออกซิเจนในระดับต่างๆ ตัวอย่างของ RHO2, RMO2 และ RLO ได้รับการวิเคราะห์ตาม NMR ตามที่อธิบายไว้ในหัวข้อที่ 3 การตรวจสอบอย่างละเอียดของ สเปกตรัม H-NMR ที่ได้รับจากตัวอย่างทั้งสามไม่ได้ทำให้เกิดความแตกต่างที่มองเห็นได้ระหว่างไวน์สามชนิดที่เปรียบเทียบกัน (วัสดุเสริม รูปที่ S2) ดังนั้นเราจึงตัดสินใจตรวจสอบไวน์ชนิดเดียวกันโดยใช้ HR ESIMS เนื่องจากความไวในตัวของเทคนิคสูงขึ้นเมื่อเทียบกับ NMR spectroscopy ไวน์สามชนิดถูกแยกส่วนโดย HPLC/Vis โดยใช้คอลัมน์ C-18 ได้เศษส่วนมาสามส่วนสำหรับไวน์แต่ละชนิด: เศษส่วนแรกเก็บจาก 15 ถึง 25 นาที (เศษส่วนที่ 1) ส่วนที่สองจาก 25 ถึง 30 นาที (เศษส่วน 2) และสุดท้าย ส่วนที่สาม (เศษส่วน) 3) ตั้งแต่ 30 นาทีจนถึงสิ้นสุดการทำงานโครมาโตกราฟี สอดคล้องกับข้อมูลที่รายงานในวรรณคดี [25] ในส่วนของแอนโธไซยานินที่ไม่ใช่อะซิติเลตส่วนแรกนั้นคาดว่าจะเกิดขึ้น ในขณะที่มีการรวบรวมไพราโนแอนโธ-ไซยานินที่เป็นไปได้ในส่วนที่สอง เศษส่วนที่ได้รับสามส่วน (1-3) สำหรับไวน์ที่วิเคราะห์แต่ละชนิดจากทั้งหมดสามชนิด (RHO, RMO และ RLO) ทั้งหมดอยู่ภายใต้การวิเคราะห์ HR ESIMS แบบสแกนแบบเต็มในโหมดไอออนบวก การละเมิดกฎข้อที่ 1 ของไวน์ทั้งหมด เราตรวจพบพีคของไอออนที่กำหนดให้กับมัลวิดิน-3-O-glucoside (493.1332;△=-1.648; ซึ่งสอดคล้องกับ C23H2sO12 plus ) ในขณะที่พีคไอออนเกี่ยวข้องกับค่าปกติอื่นๆ เมื่อตรวจพบไวน์แอนโธไซยานิน พบว่ามีข้อผิดพลาดมากกว่า 10 ppm และไม่ถือว่าเชื่อถือได้ (วัสดุเสริม รูปที่ S3) สำหรับเศษส่วนที่ 2 และ 3 ของ RMO2 และ RLO พวกมันกลับกลายเป็นว่าซ้อนทับกันได้ในขณะที่มวลสเปกตรัม ของเศษส่วนที่ 2 และ 3 ของ RHO ไวน์มีลักษณะเฉพาะที่น่าสนใจ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ใน RHO เศษ 2 พีคของไอออนที่มีศูนย์กลางที่ m/z517.1317(△=-4.569; ซึ่งสอดคล้องกับ C25H25O12) ถูกสังเกตพบ จุดสูงสุดนี้เกิดจาก Vitisin B (วัสดุเสริมรูปที่ S4) [26] ในสเปกตรัมมวลของเศษส่วนที่ 3 ของ RHO สองยอดไอออนที่ m/z809.2294(△=0.827; ซึ่งสอดคล้องกับ Ca0H4O18)(วัสดุเสริม รูปที่ S5) และ 1029.2871(△=-0.065 ; สอดคล้องกับ CsH53O25) (วัสดุเสริม รูปที่ S6) ตามลำดับ ถูกบรรจุไว้ ไอออนพีคเหล่านี้บ่งบอกถึงการเกิดขึ้นของสีโพลีเมอร์ พีคที่ m/z 809 เกิดจากไดเมอร์ที่ถูกเชื่อมด้วยเอทิลลิดีนที่ประกอบด้วยมัลวิดินหนึ่งหน่วย-3-O-กลูโคไซด์และหนึ่ง(อีพิ)คาเทชินมอยอิตี[27I, และพีคที่ m/z1029 ถูกกำหนดให้กับเอทิลลิดีน- บริดจ์ไดเมอร์ประกอบด้วยมัลวิดินสองหน่วย-3-หน่วยโอ-กลูโคไซด์ โดยหน่วยหนึ่งเกิดขึ้นในรูปแบบฟลาวิเลียมและอีกหน่วยหนึ่งอยู่ในรูปแบบฐานเทียม [28,29]

Vitis ในสารสี B และเอทิลลิดีนบริดจ์ (m/z 809 และ 1029) เป็นผลมาจากปฏิกิริยาเคมีระหว่างอะซีตัลดีไฮด์และแอนโธไซยานินหรือฟลาแวน-3-ols อะซีตัลดีไฮด์สามารถทำหน้าที่เป็นนิวคลีโอไฟล์ที่ตำแหน่งอัลฟาหรือเป็นอิเล็กโทรไฟล์ที่การทำงานของคาร์บอนิล ปฏิกิริยาระหว่างนิวคลีโอไฟล์อะซีตัลดีไฮด์และตำแหน่งอิเล็กโตรไฟล์ C4 ของแอนโธไซยานินนำไปสู่การก่อตัวของ Vitisin B ซึ่งเป็นสารประกอบที่ค่อนข้างเสถียรซึ่งจำแนกเป็นไพราโนแอนโธไซยานิน ในทางกลับกัน เมื่ออะซีตัลดีไฮด์ทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรไฟล์โดยผ่านการโจมตีด้วยนิวคลีโอฟิลิกโดย C8 และในระดับที่น้อยกว่าแม้โดยตำแหน่ง C6 ของฟลาแวน-3-ออลหรือแอนโธไซยานินอย่างใดอย่างหนึ่ง ไดเมอร์ที่เชื่อมด้วยเอทิลลิดีนจะก่อตัวขึ้น ไม่น่าแปลกใจที่เราสังเกตเห็น Vitisin B และเม็ดสีแดงในไวน์ RHO2 เท่านั้น เนื่องจากผลิตภัณฑ์ดังกล่าว ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาของ acetaldehyde กับ anthocyanins และ flavan-3-ols และ acetaldehyde เป็นโมเลกุลส่วนใหญ่ เป็นผลมาจากกระบวนการออกซิเดชันที่เกิดขึ้นโดยไวน์เมื่อเวลาผ่านไปโดยการสัมผัสกับออกซิเจนในบรรยากาศ ดังนั้น ปริมาณอะซีตัลดีไฮด์ในปริมาณที่สูงกว่าจึงมีอยู่ใน RHO อย่างแน่นอน มากกว่าใน RMO และ RLO ซึ่งเป็นไวน์ที่ดูเหมือนว่าจะได้รับการปกป้องจากออกซิเจนไปยัง

2.4. ผลกระทบต่อ VRF, BSA-Tannins และ Total Phenols

แม้ว่าหลังจากการบำบัดด้วยเมมเบรนคอนแทคเตอร์ไม่นาน ระดับของฟีนอลทั้งหมดจะใกล้เคียงกันในไวน์ที่ผ่านการบำบัด หลังจากอายุขวดมากขึ้น 11 เดือน จำนวนฟีนอลทั้งหมดก็สูงขึ้นในตัวอย่างที่มีความเข้มข้นของออกซิเจนสูงขึ้นในการบรรจุขวด ดังแสดงในตารางที่ 6 นี่อาจเป็นเพราะบทบาทของออกซิเจนในการก่อตัวของสารประกอบฟีนอลซึ่งทำปฏิกิริยากับเหล็กได้ดีกว่า และในความผันแปรของโครงสร้างโมเลกุลของโครงสร้างฟีนอลิกโมโนเมอร์และโพลีเมอร์ดังที่แสดงไว้แล้วในไวน์ที่ได้รับออกซิเจนที่แตกต่างกันในช่วงอายุที่เพิ่มขึ้น [6] สิ่งนี้ได้รับการยืนยันโดยแนวโน้มที่สังเกตได้ในตารางที่ 6 สำหรับปฏิกิริยา BSA ต่อแทนนินและฟลาแวนที่ทำปฏิกิริยากับวานิลลิน และในตารางที่ 4 สำหรับ SPP ซึ่งแสดงความแตกต่างทางสถิติหลังจากอายุ 11 เดือน

ขอบเขตที่มากกว่า RHO2

ความเข้มข้นของแทนนินที่ทำปฏิกิริยากับโปรตีน BSA ถูกกำหนดโดยวิธี Habertson ใน RHO, RMO และ RLO ในช่วงอายุมากขึ้น สังเกตการเพิ่มขึ้นของระดับของแทนนินที่ตอบสนองต่อ BSA ใน RHO2 ซึ่งสอดคล้องกับพอลิเมอไรเซชันที่เป็นไปได้ของโครงสร้างแทนนิน [27 ]. อันที่จริง Harbertson [30] แสดงให้เห็นว่าการตกตะกอนของ BSA เพิ่มขึ้นตามหน้าที่ของระดับที่เพิ่มขึ้นของการเกิดพอลิเมอไรเซชัน (หรือขนาด) จาก trimers ไปจนถึง octamers ด้วยเหตุนี้ ทุกการเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบและขนาดของแทนนินอาจส่งผลต่อความสามารถในการทำปฏิกิริยากับ BSA การเกิดออกซิเดชันของแทนนินทำให้เกิดพันธะภายในโมเลกุลและพันธะระหว่างโมเลกุลระหว่างฟลาโวนอยด์ อย่างหลังทำให้พอลิเมอร์ยืดออกและมีปฏิกิริยาตอบสนองต่อโปรตีนน้ำลายมากขึ้น [31] ปฏิกิริยาประเภทนี้อันที่จริงแล้วสามารถปรับเปลี่ยนโครงสร้างแทนนิน และด้วยเหตุนี้ พันธะไฮโดรเจนและปฏิกิริยาที่ไม่ชอบน้ำกับโปรตีน [32]

เนื่องจากความฝาดเกิดจากการรวมตัวของสารแทนนินและการตกตะกอนของโปรตีนน้ำลาย [33] การเพิ่มขึ้นของ BSA-แทนนินใน RHO2 บ่งชี้ว่าการเปลี่ยนแปลง

ผ่านแทนนินโดยปฏิกิริยาเหล่านี้ในช่วงอายุสามารถนำไปสู่การปรับเปลี่ยนการรับรู้ฝาด

Vanillin-reactive flavans (VRF) สามารถให้ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับขนาดของแทนนินควบแน่นได้ อันที่จริง วานิลลินทำปฏิกิริยากับวงแหวน A ของฟลาโวนอลที่ตำแหน่ง 6 หรือ 8 แต่อะซีตัลดีไฮด์ก็ทำปฏิกิริยากับตำแหน่งเดียวกันของวงแหวน A ของฟลาโวนอล ดังนั้น การลดลงของ VRF อาจถือได้ว่าเป็นการวัดทางอ้อมของการเกิดปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันของฟลาโวนอลที่เชื่อมโยงกับปฏิกิริยาที่เกิดจากอะซีตัลดีไฮด์และเกี่ยวข้องกับแทนนินและแอนโธไซยานิน [34]

ในการศึกษาของเรา พบความเข้มข้นของ VRF ที่ต่ำกว่าเล็กน้อยในตัวอย่าง RMO2 การขาดแนวโน้มที่ชัดเจนในฐานะหน้าที่ของปริมาณออกซิเจนอาจเนื่องมาจากความจริงที่ว่าโมเลกุลเหล่านี้สามารถผ่านการแตกแยกด้วยไฮโดรไลติกเมื่อมีออกซิเจนโดยการจัดเรียงโมเลกุลใหม่ด้วยการก่อตัวของพันธะภายในและระหว่างโมเลกุลใหม่ [6]

3. วัสดุและวิธีการ

3.1. ไวน์

มีการใช้ไวน์ Aglianico สีแดงเชิงพาณิชย์และไวน์ Falanghina สีขาวที่ผลิตในอิตาลีตอนใต้โดยโรงบ่มไวน์ Cantina del Taburno รายละเอียดของตัวอย่างพร้อมกับพารามิเตอร์พื้นฐานบางตัวแสดงไว้ในตารางที่ 7 พารามิเตอร์พื้นฐานถูกกำหนดตามบทสรุป OIV ของวิธีการไวน์ระดับสากลและต้องวิเคราะห์ (2007)

3.2. การจัดการออกซิเจนในไวน์

ระบบอุตสาหกรรม ISIOX(Tebaldi srl) ที่ติดตั้งคอนแทคเตอร์เมมเบรนของแก๊ส-ของเหลว (Liqui-Cel9, Transverse-flow, South Lakes Dr. Charlotte, NC, USA, ตัดออก 50 ก./โมล) และปั๊มหอยโข่งเป็นสแตนเลส ใช้แล้ว. เมมเบรนมีส่วนต่อประสานที่คงที่และกำหนดไว้อย่างดีสำหรับการถ่ายโอนมวลก๊าซ/ของเหลวโดยไม่ต้องจ่ายเฟสหนึ่งไปอีกเฟสหนึ่ง โครงสร้างของคอนแทคเตอร์เมมเบรน (เส้นใยกลวงที่ไม่ชอบน้ำ) ทำจากโพลีโพรพีลีน (PP) และมีพื้นที่สัมผัสที่ใหญ่มาก (แก๊ส/ของเหลว) ที่ 20 ตร.ม.

กระบวนการดีออกซิเจเนชันประกอบด้วยวัฏจักรต่อเนื่อง โดยที่ N, สุญญากาศ หรือการรวมกันของสองกระบวนการแรก (ผสม) ที่หมุนเวียนอยู่บนพื้นผิวหนึ่งของเมมเบรนโพลีโพรพีลีนจะค่อยๆ เสริมสมรรถนะด้วยออกซิเจนที่มาจากไวน์ที่หมุนเวียนอยู่อีกด้านหนึ่งของเมมเบรน แรงผลักดันสำหรับกระบวนการนี้คือความแตกต่างของความดันบางส่วนของออกซิเจนในเมมเบรน ในระหว่างกระบวนการ ไวน์จะหมุนเวียนอย่างต่อเนื่องจากถังปิดไปยังอุปกรณ์กำจัดออกซิเจน

เพื่อให้ได้ระดับออกซิเจนที่ต้องการ ปริมาณออกซิเจนในไวน์ได้รับการตรวจสอบตลอดกระบวนการทั้งหมดจนกว่าจะถึงระดับเป้าหมาย

การควบคุมกระบวนการดำเนินการโดยการตรวจสอบ O ระดับในไวน์โดยใช้พีซีที่รวมตรรกะการโปรแกรมที่ง่ายมากและเซ็นเซอร์เฉพาะ ซึ่งจะตรวจสอบอุณหภูมิและปริมาณออกซิเจน (ระบบเรืองแสง Hach Lange ช่วงการวัด {{{{2} }}} ถึง 20 mg/LO, ความละเอียด: 0.01 mg/L O2, ความแม่นยำ:0-5mg/LO2±0.1) เพื่อควบคุมแรงดันขาเข้าและขาออก สวิตช์แรงดันอิเล็กทรอนิกส์ถูกนำมาใช้ เช่นเดียวกับความดันของก๊าซในกระบวนการและระดับของสุญญากาศใดๆ

การบำบัดด้วยออกซิเจนที่แตกต่างกันถูกนำไปใช้กับไวน์เพื่อให้ได้ตัวอย่างที่แตกต่างกันที่ปริมาณออกซิเจนที่ต่างกัน ปริมาณออกซิเจนในไวน์ขาวตามลำดับคือ white High O2, WHO2=2.7 mg/L, white Medium O2, WMO2=1 mg/L, white Low O2, WLO2= 0 25 มก./ลิตร

ปริมาณออกซิเจนในไวน์แดงมีค่า O สูงสีแดง, RHO,=1 มก./ลิตร, O2 ปานกลางสีแดง, RMO2=0.5 มก./ลิตร, O2 ต่ำสีแดง, RLO2=0 ตามลำดับ .2 มก./ลิตร ไวน์ทั้งสองชุดกรองที่ 1 ไมโครเมตรก่อนจะฉีดเข้าไปในเครื่อง โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อหลีกเลี่ยงปรากฏการณ์การเกิดคราบและการทำให้เมมเบรนเปียก [35]

3.3. ตัวอย่างการบรรจุขวดและอายุ

หลังการรักษา ไวน์ถูกบรรจุขวดและขวดทั้งหมดถูกปิดผนึกโดยใช้วัสดุสังเคราะห์ Nomacorc coextruded (Nomacorc SA, Thimister Clermont, Belgium)select green 100 ซึ่งช่วยให้ออกซิเจนผ่านเข้าไปในจุกได้ ลักษณะการควบคุม (0.4 มก. O2 หลังจาก 3 เดือน 0.7 มก. O หลัง 6 เดือน 1.2 มก. O หลังจาก 12 เดือนและ 1.1 มก. O ปีหลังจากปีแรกของอายุ) ขวดมีอายุ 11 เดือน ที่อุณหภูมิ 15 องศา

3.4. วิธีการวิเคราะห์

3.4.1. การตรวจวัดโครมาโตกราฟีของเหลวประสิทธิภาพสูงของอะซีตัลดีไฮด์

การวิเคราะห์อะซีตัลดีไฮด์ถูกดำเนินการโดยการทำให้ไวน์ตัวอย่างทดลองเป็นอนุพันธ์และ HPLC

การวิเคราะห์อนุพันธ์ได้ดังนี้∶ตัวอย่างไวน์100μLofถูกจ่ายลงในขวด ตามด้วยการเพิ่ม20μLของ SO ที่เตรียมใหม่ 1.120mg/L สารละลาย 20μL ของกรดซัลฟิวริก 25 เปอร์เซ็นต์ (สารทำปฏิกิริยา Carlo Erba 96 เปอร์เซ็นต์) และ140μL 2g /L2,4-รีเอเจนต์ไดไนโตรฟีนิลไฮดราซีน หลังจากผสมแล้ว สารละลายได้รับอนุญาตให้ทำปฏิกิริยาเป็นเวลา 15 นาทีที่ 65 องศา จากนั้นให้เย็นลงทันทีที่อุณหภูมิห้อง [36]

HPLC ที่ใช้คือเครื่องมือ ADVP ของ Shimadzu LC10 (Shimadzu Italy, Milan, Italy) ที่ติดตั้งตัวควบคุมระบบ SCL-10AVP, ปั๊ม LC-10ADVP สองเครื่องเพื่อสร้างการไล่ระดับตัวทำละลายที่จำเป็น , เครื่องตรวจจับ AVP SPD-M 10 และระบบหัวฉีด Rheodyne รุ่น 7725 เต็มรูปแบบ (Rheodyne, Cotati, CA, USA) การแยกสารดำเนินการบนคอลัมน์ Waters Spherisorb (C 18, พื้นผิวอนุภาคซิลิกา, ODS2 250×4.6 มม., เส้นผ่านศูนย์กลางอนุภาค 5 um, ขนาดรูพรุน 80 A) พร้อมเสาป้องกัน ได้ประสิทธิภาพสูงสุดของการแยกสารโดยใช้อัตราการไหล 0.75 มล./นาที อุณหภูมิคอลัมน์ 35 องศา ; ตัวทำละลายแบบเคลื่อนที่ได้คือ: (A) กรดฟอร์มิก 0.5 เปอร์เซ็นต์ (Sigma Aldrich มากกว่าหรือเท่ากับ 95 เปอร์เซ็นต์ ) ในน้ำ milli-Q (Sigma Aldrich) และ (B) acetonitrile (Sigma Aldrich มากกว่าหรือเท่ากับ 99,9 เปอร์เซ็นต์ ) ; โปรโตคอลการชะเกรเดียนต์คือ: 35 เปอร์เซ็นต์ B ถึง 60 เปอร์เซ็นต์ B(t=8 นาที), 60 เปอร์เซ็นต์ B ถึง 90 เปอร์เซ็นต์ B(t=13 นาที), 90 เปอร์เซ็นต์ B ถึง 95 เปอร์เซ็นต์ B(t{{29) }} นาที,2-นาที), 95 เปอร์เซ็นต์ B ถึง 35 เปอร์เซ็นต์ B（t=17 นาที, 4- นาที), เวลาทำงานทั้งหมด, 21 นาที, ตัวอย่างการฉีด50μLและ การตรวจจับถูกดำเนินการโดยการตรวจสอบสัญญาณการดูดกลืนแสงที่ 365 นาโนเมตร

The calibration curves were made up by injecting 5 solutions(in triplicate) containing their respective standards covering the range of linearity 10-120mg/L and were characterized by a correlation coefficient (R7)>0.976. ทำซ้ำการวิเคราะห์สามครั้งสำหรับการจำลองการทดลองแต่ละครั้ง

3.4.2. การวิเคราะห์โครมาโตกราฟีของเหลวประสิทธิภาพสูงของแอนโธไซยานิน

การวิเคราะห์แอนโธไซยานินตามธรรมชาติถูกดำเนินการโดยเครื่องมือ HPLC Shimadzu LC10 ADVP (ชิมาดซูอิตาลี, มิลาน, อิตาลี) ที่ติดตั้งตัวควบคุมระบบ SCL-10AVP, ปั๊ม LC-10ADVP สองเครื่องเพื่อสร้างเกรเดียนต์ตัวทำละลายที่จำเป็น เครื่องตรวจจับ SPD-M 10 AVP และระบบหัวฉีดแบบเต็มรูปแบบ Rheodyne model7725 (Rheodyne, Cotati, CA, USA) ตามวิธีการที่อธิบายไว้ใน OIV Compendium of International Methods of Analysis of Wine and Musts [37]

ตัวทำละลาย HPLC มีดังต่อไปนี้: ตัวทำละลาย A: น้ำ milli-O(Sigma-Aldrich, Milan, Italy)/formic acid (Sigma-Aldrich Greater than or 95 เปอร์เซ็นต์ )/acetonitrile (SigmaAldrich Greater than or equal to 99.9 เปอร์เซ็นต์ ) (87:10:3)/v; ตัวทำละลาย B: น้ำ/กรดฟอร์มิก/อะซิโตไนไตรล์(40:10:50)o/v. การไล่ระดับสีคือ: เงื่อนไขศูนย์เวลา 94 เปอร์เซ็นต์ A และ 6 เปอร์เซ็นต์ B; หลังจาก 15 นาที ปั๊มจะถูกปรับเป็น 70 เปอร์เซ็นต์ A และ 30 เปอร์เซ็นต์ B ที่ 30 นาทีถึง 50 เปอร์เซ็นต์ A และ 50 เปอร์เซ็นต์ B ที่ 35 นาที ถึง 40 เปอร์เซ็นต์ A และ 60 เปอร์เซ็นต์ B ที่ 41 นาที สิ้นสุดการวิเคราะห์ 94 เปอร์เซ็นต์ A และ 6 เปอร์เซ็นต์ B ใช้เวลาปรับสมดุลใหม่ 5 นาทีก่อนการวิเคราะห์ต่อเนื่องตามที่รายงานโดย [38] คอลัมน์ที่ใช้ในการวิเคราะห์คือน้ำ

คอลัมน์ทรงกลม (C 18, พื้นผิวอนุภาคซิลิกา, ODS2 250 ×4.6 มม., เส้นผ่านศูนย์กลางอนุภาค 5 μm, 80 ขนาดรูพรุน) ที่มีพรีคอลัมน์ถูกนำมาใช้ ปริมาณ 50 ไมโครลิตรของมาตรฐานการสอบเทียบหรือไวน์ถูกฉีดเข้าไปในคอลัมน์ ตรวจพบสัญญาณการดูดกลืนแสงที่ 520 นาโนเมตร ความไวของเครื่องตรวจจับคือ 0.01 หน่วยดูดกลืนเต็มสเกล (AUFS) ตัวอย่างทั้งหมดถูกกรองผ่านตัวกรองเมมเบรน Durapore 0.45 um (Millipore-Ireland) ลงในขวดแก้วและฉีดเข้าสู่ระบบ HPLC ทันที

กราฟการปรับเทียบได้มาจากการฉีดสารละลาย 5 ชนิด (เป็นสามเท่า) ที่มีความเข้มข้นของมัลวิดิน-3-โมโนกลูโคไซด์ที่เพิ่มขึ้น (เอ็กซ์ทราซินธิส ลียง ฝรั่งเศส) การสอบเทียบมีลักษณะเฉพาะด้วยค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ (R')=0.996 ช่วงความเป็นเชิงเส้นของกราฟการสอบเทียบคือ 2-200 มก./ลิตร ความแม่นยำของวิธีการที่ใช้ได้รับการทดสอบโดยการวิเคราะห์ซ้ำหกครั้งของตัวอย่างไวน์แดงที่มี 118.4 มก./ลิตร ของโมโนเมอร์แอนโธไซยานินทั้งหมด ค่าสัมประสิทธิ์การแปรผันถูกรวมไว้ระหว่าง 1.1 เปอร์เซ็นต์ (สำหรับมัลวิดิน 3-โมโนกลูโคไซด์) และ9.1 เปอร์เซ็นต์ (สำหรับมัลวิดิน 3-(6II-คูมาโรอิล)-กลูโคไซด์) และแสดงให้เห็นถึงความสามารถในการทำซ้ำที่ดีของการวิเคราะห์ HPLC ความเข้มข้นของโมโนเมอร์แอนโธไซยานินถูกแสดงออกเป็นมิลลิกรัม/ลิตรของมัลวิดิน-3-โมโนกลูโคไซด์

การแยกส่วนของไวน์ RLO2, RMO2 และ RHO2 ถูกดำเนินการตามวิธีการวิเคราะห์ของ OIV โดยใช้ HPLC Shimadzu LC10 ADVP ที่เหมือนกันตามที่รายงานไว้ข้างต้น ทำซ้ำการวิเคราะห์สามครั้งสำหรับการจำลองการทดลองแต่ละครั้ง

3.4.3. ความละเอียดสูง Electrospray Ionization Mass Spectrometry (HR ESIMS) การวิเคราะห์ของไวน์แดง

การแยกไวน์แดงด้วย HPLC ดำเนินการตามที่อธิบายไว้ข้างต้นให้เศษส่วนสามส่วนสำหรับไวน์แต่ละชนิด เศษส่วนแรกถูกรวบรวมจาก 15 ถึง 25 นาที (เศษส่วน 1) ส่วนที่สองจาก 25 ถึง 30 นาที (เศษส่วน 2) และเศษส่วนที่สาม (เศษส่วน 3) จาก 30 นาทีจนถึงจุดสิ้นสุดของโครมาโตกราฟี วิ่ง (45 นาที) เศษส่วนที่เก็บรวบรวมแต่ละส่วนถูกทำให้แห้ง ละลายในเมทานอล และวิเคราะห์โดย HR-ESIMS ในการฉีดแบบไหลต่อเนื่องในโหมดไอออนบวก การทดลอง HR ESIMS ถูกดำเนินการบนระบบ Agilent 1260 Infinity IⅡ HPLCquaternary ควบคู่กับเครื่องดักจับไอออนเชิงเส้น LTQOrbitrap XL ไฮบริดฟูเรียร์ทรานส์ฟอร์ม MS (FTMS) ที่ติดตั้งแหล่งกำเนิด ESI ION MAX (เทอร์โม-ฟิชเชอร์) ใช้การตั้งค่าแหล่งที่มาต่อไปนี้ (ช่วงมวล m/z 100-2000): แรงดันสเปรย์ 4.5 kV อุณหภูมิของเส้นเลือดฝอย 300 องศา แรงดันเส้นเลือดฝอย 15 V ก๊าซฝัก 20 และก๊าซเสริม 21 (หน่วยตามอำเภอใจ) แรงดันเลนส์หลอด 140 V และพลังงานปะทะ 25 เปอร์เซ็นต์ การคำนวณสูตรองค์ประกอบดำเนินการโดยใช้ซอฟต์แวร์ Xcalibur เวอร์ชัน 2.0.7 โดยมีข้อจำกัดความทนทานต่อมวลที่ 5 ppm

3.4.4. การทดลอง NMR

ปริมาณ 2 มล. ของตัวอย่างไวน์แต่ละตัวอย่าง (RHO2, RMO2 และ RLO2) ถูกทำให้เยือกแข็งและละลายใน 700 ไมโครลิตรของ CDOD (6H 3.31;5c49.0ppm) การทดลอง NMR ดำเนินการบนสเปกโตรมิเตอร์ Varian Unity Inova 700 ที่ติดตั้ง HCN Cold Probe 13C Enhanced และโดยการใช้หลอด NMR ขนาด 5 มม. ของ Shigemi ใช้ลำดับพัลส์แปรผันมาตรฐาน H-NMR

3.4.5.มาตรฐานการวิเคราะห์ทางเคมีและการวัดสเปกโตรโฟโตเมตริก

ตาม "OIV Compendium of International Wine and Must Analysis of Wine and Musts Analysis 2007"[37], การวิเคราะห์ทางเคมีมาตรฐาน (ความแรงของแอลกอฮอล์คำนวณโดยปริมาตร, น้ำตาลรีดิวซ์, ความเป็นกรดทั้งหมด, pH, ความเป็นกรดระเหย, ความเป็นกรดมาลิก, และวัตถุแห้งทั้งหมด ) ถูกวัด

การวิเคราะห์ด้วยสเปกโตรโฟโตเมตรีดำเนินการโดยเครื่องสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ Jenway 7305 กำหนดลักษณะสี ความเข้มของสี และเฉดสีตามวิธี OIV [37] ความเข้มของสีถูกกำหนดเป็นผลรวมของ abs 420nm, abs 520 nm และ abs 620 nm และฮิวเป็นอัตราส่วน abs 420 nm/abs 520 nm

สารแทนนินที่ทำปฏิกิริยากับ BSA, เม็ดสีโพลีเมอร์สั้น (SPP), เม็ดสีโพลีเมอร์ขนาดใหญ่ (LPP) และฟีนอลทั้งหมดถูกกำหนดโดย Harbertson et al การทดสอบ [22]. ได้สารสีโพลีเมอร์ชนิดสั้น (SPP) และเม็ดสีโพลีเมอร์ขนาดใหญ่ (LPP) โดยการรวมการวิเคราะห์ส่วนลอยเหนือตะกอนที่ได้รับหลังจากการตกตะกอนของโปรตีนโดยใช้โบวีนซีรัมอัลบูมิน BSA

(Sigma-Aldrich) ด้วยการฟอกสีด้วยไบซัลไฟต์ของเม็ดสีในไวน์ สารเชิงซ้อน BSA-แทนนินในเม็ดถูกละลายซ้ำ เติมด้วยเฟอริกคลอไรด์ และอ่านที่ 510 นาโนเมตร ฟีนอลทั้งหมดถูกหาปริมาณโดยการอ่านที่ 510 นาโนเมตรของตัวอย่างดังต่อไปนี้∶ 50 ไมโครลิตรของไวน์ถูกเติมลงใน 825 ไมโครลิตรของบัฟเฟอร์ C และอ่านที่สเปกโตรโฟโตมิเตอร์เป็นสารละลายเปล่า หลังจากการเติมเฟอร์ริกคลอไรด์ 125 ไมโครลิตร ตัวอย่างจะถูกอ่านอีกครั้งเพื่อหาปริมาณของฟีนอลที่ทำปฏิกิริยากับเหล็ก

Vanillin-reactive flavans (VRF) ถูกกำหนดหาตาม Gambuti et al [39]. โดยสังเขป 750 ไมโครลิตรของสารละลายวานิลลิน (4 เปอร์เซ็นต์ในเมทานอล) ถูกเติมลงในไวน์เจือจาง 125 ไมโครลิตร และหลังจาก 5 นาที กรดไฮโดรคลอริกเข้มข้น 375 ไมโครลิตรก็ถูกเติมลงไป หลังจากการฟักตัวของส่วนผสมเป็นเวลา 15- นาทีที่ 20 องศา การดูดกลืนแสงถูกกำหนดหาที่ 500 นาโนเมตร และอ่านเทียบกับสารละลายเปล่าซึ่งใช้เมทานอลบริสุทธิ์แทนสารละลายวานิลลิน ความเข้มข้นถูกคำนวณเป็น (บวก )-คาเทชิน (มก./ลิตร)

3.4.6. การวิเคราะห์ทางสถิติ

ข้อมูลเชิงปริมาณถูกเปรียบเทียบโดยใช้ขั้นตอนความแตกต่างที่มีนัยสำคัญน้อยที่สุดของ Tukey ความแปรปรวนทั้งหมดทำให้เกิดเป็นเนื้อเดียวกัน เมื่อความแปรปรวนไม่เป็นเนื้อเดียวกัน ข้อมูลจะถูกวิเคราะห์โดยใช้การทดสอบ Kruskal-Wallis เมื่อผลการทดสอบ Kruskal-Wallis มีนัยสำคัญ (p<0.05), the="" significance="" of="" between-group="" differences="" was="" determined="" by="" the="" bonferroni-dunn="" test="" (5%="" significance="" level).="" these="" analyses="" were="" performed="" using="" xlstat(version="" 2013.6.04;="" addinsoft,="" paris,="" france).="" all="" data="" are="" means="" of="" three="">

4. บทสรุป

ผลลัพธ์ที่ได้จากการศึกษานี้ยืนยันว่าปริมาณออกซิเจนที่แตกต่างกันในไวน์บรรจุขวดมีผลกระทบต่ออายุไวน์และการเกิดออกซิเดชัน

การจัดการออกซิเจนในไวน์ Aglianico โดยผู้รับเหมาเมมเบรนเส้นใยกลวงโพลีโพรพีลีนกำหนดหลังจากอายุ 11 เดือนจะมีปริมาณ SO2 ฟรีและรวมในตัวอย่างที่มีระดับออกซิเจนละลายน้ำสูงขึ้น พบพฤติกรรมเดียวกันนี้ในไวน์ Falanghina ที่มีการเพิ่มขึ้นของ acetaldehyde ในตัวอย่างที่มีออกซิเจนในระดับที่สูงขึ้น

ในส่วนของสารประกอบฟีนอลิก พบว่ามีการสูญเสียแอนโธไซยานินทั้งหมดมากกว่าในไวน์แดง เนื้อหาของพวกเขาสูงกว่าในไวน์ที่มีความเข้มข้นของออกซิเจนต่ำกว่า อย่างไรก็ตาม การสูญเสียแอนโธไซยานินทั้งหมดไม่ได้ส่งผลกระทบต่อพารามิเตอร์สีของไวน์ เช่น ความเข้มของสีและโทนสี

แทนนินที่ทำปฏิกิริยากับ BSA และฟลาแวนที่ทำปฏิกิริยากับวานิลลินมีค่าต่ำกว่าในตัวอย่างที่มีระดับออกซิเจนปานกลางและต่ำเมื่อเทียบกับตัวอย่างที่มีปริมาณออกซิเจนสูงกว่า นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าออกซิเจนมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาออกซิเดชันเห็นพ้องกันในการก่อตัวของเม็ดสีโพลีเมอร์ ตามที่คาดไว้ ในไวน์แดงที่มีปริมาณออกซิเจนละลายน้ำสูงสุดหลังการบำบัดด้วยคอนแทคเตอร์แบบเมมเบรน Vitisin B, ethylidene-bridged dimers และ acetaldehyde มีปริมาณมากกว่าเมื่อเทียบกับไวน์ที่ได้รับการบำบัดโดยมีปริมาณออกซิเจนต่ำกว่าในระยะก่อนบรรจุขวด .

โดยสรุป การทำ deoxygenation ของไวน์โดยผู้ผลิตเมมเบรนอาจเป็นเทคนิคที่เหมาะสมสำหรับอุตสาหกรรมไวน์ เพื่อป้องกันปรากฏการณ์ออกซิเดชันทั้งหมดที่อาจเปลี่ยนคุณภาพขั้นสุดท้ายของไวน์แดงและไวน์ขาวที่ส่งผลต่อเนื้อหาของซัลเฟอร์ไดออกไซด์และอะซีตัลดีไฮด์ (โดยเฉพาะในไวน์ขาว) . อย่างไรก็ตาม นักวิทยาวิทยาต้องคำนึงว่าปริมาณออกซิเจนที่ลดลงอาจส่งผลต่อความคงตัวของสีในไวน์แดง

วัสดุเสริม: ข้อมูลต่อไปนี้มีอยู่ทางออนไลน์ รูปที่ S1: การขยายสเปกตรัม H-NMR ของไวน์ RHO, RMO2 และ RLO ที่ลงทะเบียนใน CD: OD รูปที่ S2: โครงสร้างของมัลวิดิน 3-O-glucoside และ HR ESIMS สัมพัทธ์ในโหมดไอออนบวก รูปที่ S3: โครงสร้างของ Vitisin B และ HR ESIMS สัมพัทธ์ในโหมดไอออนบวก รูปที่ S4: โครงสร้างของไดเมอร์ที่เชื่อมด้วยเอทิลลิดีนซึ่งประกอบด้วยมัลวิดินหนึ่งหน่วย 3-O-glucoside (ด้านล่าง) และหนึ่งหน่วยของ (epi) catechin (บนสุด) ที่มี HR ESIMS สัมพัทธ์ในโหมดไอออนบวก รูปที่ S5: โครงสร้างของไดเมอร์บริดจ์เอทิลลิดีนประกอบด้วยมัลวิดินสองหน่วย 3-O-glucoside โดยหนึ่งที่อยู่ด้านล่างอยู่ในรูปแบบฟลาวิเลียมและอีกอันหนึ่งอยู่ด้านบนในรูปแบบฐานเทียมพร้อมด้วย HR ESIMS สัมพัทธ์ในโหมดไอออนบวก

อ้างอิง

1. วอเตอร์เฮาส์ อลาบาม่า; Laurie, VF การเกิดออกซิเดชันของไวน์ฟีนอล: การประเมินและสมมติฐานที่สำคัญ เป็น. เจ อีนอล. ไวติก. 2549, 57, 306–313.

2. Danilewicz, JC กลไกการเกิด autoxidation ของโพลีฟีนอลและการมีส่วนร่วมของซัลไฟต์ในไวน์: บทบาทสำคัญของธาตุเหล็ก เป็น. เจ อีนอล. ไวติก. 2011, 62, 319–328. [ข้ามอ้างอิง]

3. นิโคลันโทนากิ, ม.; Waterhouse, AL วิธีการหาปริมาณอัตราปฏิกิริยาควิโนนกับนิวคลีโอไฟล์ที่เกี่ยวข้องกับไวน์: กุญแจสู่ความเข้าใจเกี่ยวกับการสูญเสียออกซิเดชันของ varietal thiols เจ. อากริก. เคมีอาหาร. 2012, 60, 8484–8491. [CrossRef] [PubMed]

4. อีเลียส อาร์เจ; แอนเดอร์เซน มลรัฐแมสซาชูเซตส์; Skibsted, LH; Waterhouse, AL การระบุตัวกลางของอนุมูลอิสระในไวน์ออกซิไดซ์โดยใช้การดักจับอิเล็กตรอนแบบพาราแมกเนติกเรโซแนนซ์ เจ. อากริก. เคมีอาหาร. 2552, 57, 4359–4365. [CrossRef] [PubMed]

5. Oliveira CM; เฟอเรร่า เอซีเอส; De Freitas, V.; Silva, AM กลไกการเกิดออกซิเดชันที่เกิดขึ้นในไวน์ ความละเอียดของอาหาร อินเตอร์ 2554, 44, 1115–1126. [ข้ามอ้างอิง]

6. Mouls, L.; Fulcrand, H. UPLC-ESI-MS ศึกษาตัวทำเครื่องหมายออกซิเดชันที่ปล่อยออกมาจากกระบวนการดีพอลิเมอไรเซชันของแทนนิน: ไปสู่การจำแนกลักษณะที่ดีขึ้นของวิวัฒนาการของแทนนินในการแปรรูปอาหารและเครื่องดื่ม เจ. มวลสาร. 2555, 47, 1450–1457. [CrossRef] [PubMed]

7. Waterhouse, AL ฟีนอลไวน์ แอน. นิวยอร์ก อเคด วิทย์. 2545, 957, 21–36. [ข้ามอ้างอิง]

8. โรเซนเฟลด์ อี.; เชฟเฟอร์ เจ.; โบวัวร์, บี.; การแยกปลาแซลมอน JM และคุณสมบัติของโปรไมโตคอนเดรียจากเซลล์ยีสต์แบบไม่ใช้ออกซิเจน แอนโทนี ฟาน ลีเวนฮุก 2004, 85, 9–21. [ข้ามอ้างอิง]

9. จารุตา, ไอ.; แคช เจ.; Ferreira, V. ปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นพร้อมกันซึ่งก่อให้เกิดกลิ่นหอมของไวน์ในช่วงอายุของไม้โอ๊ค: การศึกษาเชิงวิเคราะห์ เจ. อากริก. เคมีอาหาร. 2548, 53, 4166–4177. [ข้ามอ้างอิง]

10. ซิงเกิลตัน วีแอล; ทรูสเดล อี.; Zaya, J. ออกซิเดชันของไวน์. 1. ไวน์ขาวอายุน้อยสัมผัสกับอากาศเป็นระยะ เป็น. เจ อีนอล. ไวติก. 2522, 30, 49–54.