Аннотация

В виноделии для улучшения органолептических характеристик вина и стабилизации пигментов и ароматических свойств применяют препараты, полученные из клеток винных дрожжей. Цель работы – получение дрожжевого биосорбента и изучение его влияния на органолептические и физико-химические показатели вина, а также оценка сорбционной способности в отношении катионов тяжелых металлов.
Объектами исследования являлись красные и белые вина, обработанные биосорбентом, которые получили по авторской технологии из дрожжевых отходов виноделия. В качестве контроля использовался коммерческий препарат глутаром (Франция). В работе применялись физико-химические, органолептические и биохимические методы исследования в соответствии с действующими стандартами.
В ходе исследования было установлено, что дрожжевые биосорбенты практически не оказывают влияния на объемную долю этилового спирта и массовую концентрацию сахаров и титруемых кислот в вине. Отмечено снижение массовой концентрации летучих кислот (в пересчете на уксусную): при обработке белого вина на 20 %, красного – на 50 %. С увеличением дозировки сорбента массовая концентрация приведенного экстракта снижалась на 0,2–0,7 г/дм3. При обработке белого виноматериала концентрация белка снизилась в 1,5–1,8 раза, полисахаридов – на 110–115 мг/дм3. Содержание фенольных соединений снизилось на 13–37 % (в зависимости от дозировки сорбента) за счет их конденсированных форм. Исследованные дрожжевые биосорбенты эффективно сорбировали катионы металлов, в том числе токсичных элементов. Установили разное время сорбции исследуемых катионов металлов. С увеличением дозировки биосорбентов эффективность их сорбционного действия возрастала. В винах, обработанных биосорбентами, улучшились органолептические показатели. Наибольшие улучшения были отмечены в красных винах: более мягкий, округлый и гармоничный вкус и яркий аромат с выраженными сортовыми тонами.
Авторы отметили идентичность влияния биосорбента, приготовленного из дрожжевых отходов виноделия, и коммерческого препарата глутаром, произведенного из автолизированных винных дрожжей. Биосорбенты обладают высокими сорбционными свойствами к фенольным катионам металлов, в том числе к токсичным элементам. Применение биосорбента для обработки виноматериалов способствует улучшению органолептических показателей вин. Разработанные биосорбенты могут стать аналогами импортных коммерческих препаратов и найти свое применение на винодельческих предприятиях.

Ключевые слова

Инактивированные дрожжи, виноматериалы, вино, биосорбенты, фенольные соединения, тяжелые металлы, сорбция

ФИНАНСИРОВАНИЕ

Исследование выполнено при финансовой поддержке Кубанского научного фонда в рамках научного проекта № МФИ-20.1/22.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Alfonzo A, Prestianni R, Gaglio R, Matraxia M, Maggio A, Naselli V, et al. Effects of different yeast strains, nutrients and glutathione-rich inactivated yeast addition on the aroma characteristics of Catarratto wines. International Journal of Food Microbiology. 2021;360. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2021.109325
2. Berbegal C, Polo L, García-Esparza MJ, Lizama V, Ferrer S, Pardo I. Immobilisation of yeasts on oak chips or cellulose powder for use in bottle-fermented sparkling wine. Food Microbiology. 2019;78:25–37 https://doi.org/10.1016/j.fm.2018.09.016
3. Bahut F, Romanet R, Sieczkowski N, Schmitt-Kopplin P, Nikolantonaki M, Gougeon RD. Antioxidant activity from inactivated yeast: Expanding knowledge beyond the glutathione-related oxidative stability of wine. Food Chemistry. 2020;325. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2020.126941
4. Petruzzi L, Baiano A, De Gianni A, Sinigaglia M, Corbo MR, Bevilacqua A. Differential adsorption of Ochratoxin A and anthocyanins by inactivated yeasts and yeast cell walls during simulation of wine aging. Toxins. 2015;7(10):4350–4365. https://doi.org/10.3390/toxins7104350
5. Gabrielli M, Aleixandre-Tudo JL, Kilmartin PA, Sieczkowski N, du Toit WJ. Additions of glutathione or specific glutathione-rich dry inactivated yeast preparation (DYP) to Sauvignon blanc must: Effect on wine chemical and sensory composition. South African Journal of Enology and Viticulture. 2017;38(1):18–28. https://doi.org/10.21548/38-1-794
6. Ferri M, Vannini M, Ehrnell M, Eliasson L, Xanthakis E, Monari S, et al. From winery waste to bioactive compounds and new polymeric biocomposites: A contribution to the circular economy concept. Journal of Advanced Research. 2020;24:1–11. https://doi.org/10.1016/j.jare.2020.02.015
7. Řezanka T, Palyzova A, Sigler K. Waste brewery and winery yeast as a raw material for biotechnological productions. Kvasny Prumysl. 2017;63(4):158–162. https://doi.org/10.18832/kp201718
8. Yeast Products. Yeast products for stabilisation and mouthfeel [Internet]. [cited 2022 Feb 27]. Available from: https://laffort.com/en/ranges/yeast-products
9. Ageyeva NM, Tikhonova AN, Globa EV, Biryukova SA. Study of the reological characteristics of yeast and adhesive sediments of grape wines. Fruit Growing and Viticulture of South Russia. 2021;67:332–342. (In Russ.). https://doi.org/10.30679/2219-5335-2021-1-67-332-342
10. Биопрепараты из дрожжей. URL: https://ioc.eu.com/ru/products/alternativesru (дата обращения 27.02.2022).
11. Božič JT, Butinar L, Albreht A, Vovk I, Korte D, Vodopivec BM. The impact of Saccharomyces and non-Saccharomyces yeasts on wine colour: A laboratory study of vinylphenolic pyranoanthocyanin formation and anthocyanin cell wall adsorption. LWT. 2020;123. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2020.109072
12. Dergacheva DI, Mashkova AA, Isakova EP, Gessler NN, Deryabina YuI. Influence of resveratrol and dihydroquercetin on physiological and biochemical parameters of the poly-extremophilic yeast Yarrowia lipolytica under temperature stress. Applied Biochemistry and Microbiology. 2019;55(2):158–165. (In Russ.). https://doi.org/10.1134/S0555109919020041
13. Mekoue Nguela J, Poncet-Legrand C, Sieczkowski N, Vernhe A. Interactions of grape tannins and wine polyphenols with a yeast protein extract, mannoproteins and β-glucan. Food Chemistry. 2016;210:671–682. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2016.04.050
14. Anikina NS, Cherviak SN, Gnilomedova NV. Methods for evaluating the color of wines. The review. Analytics and Control. 2019;23(2):158–167. (In Russ.). https://doi.org/10.15826/analitika.2019.23.2.003
15. De Iseppi A, Lomolino G, Marangon M, Curioni A. Current and future strategies for wine yeast lees valorization. Food Research International. 2020;137. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2020.109352
16. Wang J, Chen С. Biosorption of heavy metals by Saccharomyces cerevisiae: A review. Biotechnology Advances. 2006;24(5):427–451. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2006.03.001
17. Chakraborty R, Asthana A, Singh AK, Jain B, Susan ABH. Adsorption of heavy metal ions by various low-cost adsorbents: a review. International Journal of Environmental Analytical Chemistry. 2022;102(2):342–379. https://doi.org/10.1080/03067319.2020.1722811
18. Ageeva NM, Biryukov AP, Awanesianz RW. Biosynthesis of proteinases and pectinases by wine yeasts. Periodico Tche Quimica. 2019;16(32):497–508.
19. Giovinazzo G, Carluccio MA, Grieco F. Wine polyphenols and health. In: Mérillon J-M, Ramawat KG, editors. Bioactive molecules in food. Cham: Springer; 2019. pp. 1135–1155. https://doi.org/10.1007/978-3-319-78030-6_81
20. Chwastowski J, Staroń P. Influence of Saccharomyces cerevisiae yeast cells immobilized on Cocos nucifera fibers for the adsorption of Pb(II) ions. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2022;632. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2021.127735
21. Mohebbrad B, Bonyadi Z, Dehghan AA, Rahmat MH. Arsenic removal from aqueous solutions using Saccharomyces cerevisiae: Kinetic and equilibrium study. Environmental Progress and Sustainable Energy. 2019;38(S1):S398–S402. https://doi.org/10.1002/ep.13074
22. Skugoreva SG, Kantor GYa, Domracheva LI. Biosorption of heavy metals by micromycetes: Specificity of the process, mechanisms, kinetics. Theoretical and Applied Ecology. 2019;(2):14–31. (In Russ.). https://doi.org/10.25750/1995-4301-2019-2-014-031
23. Биосорбция ионов тяжелых металлов дрожжевыми клетками, модифицированными наночастицами магнетита / М. В. Солопов [и др.] // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Химия. Биология. Фармация. 2019. № 1. С. 96–102.