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Interactions between protein fining agents and several wine proanthocyanidins

Author(s): Martins, Maria Fernanda Gil Cosme cv logo 1

Date: 2007

Persistent ID: http://hdl.handle.net/10348/114

Origin: Repositório da UTAD

Subject(s): Vinho; Cola; Proteína; Proantocianidinas; 663.24(043.2)


Description
As características sensoriais dos vinhos bem como a sua estabilidade são factores de grande importância para a sua competitividade e consequentemente para a sua comercialização nos mercados internacionais e nacionais. Uma das operações tecnológicas mais utilizada na elaboração dos vinhos é a colagem proteica, pois influência as características sensoriais (amargor e adstringência) bem como a estabilidade do vinho. A eficiência e a actuação das colas proteicas dependem por um lado da composição em proantocianidinas existentes nos vinhos que tem por base a casta e o processo de vinificação utilizado, por outro das características físico-químicas das diversas colas proteicas. Um dos objectivos do presente trabalho foi procurar conhecer os perfis tânicos de algumas variedades de castas Vitis vinifera bem como dos vinhos monovarietais delas resultantes. Pretendeu-se também caracterizar as principiais colas proteicas comercializadas no mercado português bem como avaliar a sua eficácia em relação às diferentes fracções de proantocianidinas dos vinhos tintos e brancos. Por fim, foram adicionadas as colas proteicas anteriormente caracterizadas a soluções modelo semelhantes ao vinho, em que cada uma das soluções era constituída por proantocianidinas com diferentes graus médios de polimerização com o intuito de aprofundar o conhecimento sobre a influência da estrutura das proantocianidinas, da concentração de proantocianidinas, do pH e da temperatura no processo de colagem. Com este estudo pretende-se disponibilizar informação de suporte à escolha do tipo de cola a usar em função do tipo de produto final a obter, e consequentemente optimizar a operação de colagem. Os resultados mostraram que a quantidade e as características estruturais das proantocianidinas presentes nas grainhas e nas películas são diferentes entre as castas estudadas. Os vinhos monovarietais obtidos a partir dessas castas apresentavam proantocianidinas com um grau médio de polimerização que oscila entre 2,1 e 9,6. Nos vinhos monovarietais obtidos em dois anos consecutivos, verificou-se haver uma variação da concentração em proantocianidinas, no entanto o grau médio de polimerização das proantocianidinas manteve-se inalterado para cada casta. Os vinhos monovarietais analisados após seis meses mostraram uma redução de 39-59 % na quantidade de proantocianidinas e também se constatou uma modificação quanto à distribuição das diferentes proantocianidinas com distintos graus médios de polimerização. Parece ter ocorrido em simultâneo uma polimerização das proantocianidinas com um grau médio de polimerização mais baixo e uma perda das proantocianidinas com um grau médio de polimerização mais elevado. As colas proteicas comerciais caracterizadas mostraram diferentes características físico-químicas, quanto à distribuição da sua massa molecular, ponto isoeléctrico e quanto à densidade de carga de superfície. Essas variações verificam-se não só entre colas de diferentes tipos, como seria de esperar, mas também entre cada tipo de cola. Assim, o caseinato de potássio, a caseína, a albumina de ovo e a ictiocola sólida (obtida da bexiga natatória de peixes) são caracterizados por bandas individualizadas, respectivamente nos 30,0 kDa, na vizinhança dos 43,0 kDa e por várias bandas bem definidas superior a 94,0 kDa, entre 94,0 e 43,0 kDa e nos 20,1 kDa, enquanto que o perfil electroforético das gelatinas e ictiocolas líquidas, de uma gelatina sólida e da ictiocola sólida (obtida da hidrólise da pele dos peixes) são caracterizados por uma polidispersão na distribuição das suas massas moleculares. Em duas outras gelatinas sólidas não foram detectadas bandas entre as massas moleculares de 14,4 a 94,0 kDa. A densidade de carga de superfície também apresenta valores diferentes entre as colas estudadas. Assim, a albumina de ovo, a ictiocola e a gelatina (em soluções a 1%) mostraram densidade de carga de superfície superior quando estas se apresentavam sobre a forma sólida. A adição de colas proteicas com diferentes características físico-químicas a vinhos tintos e brancos mostrou que estas actuam diferenciadamente sobre as fracções de proantocianidinas de diferentes graus médios de polimerização. Foi também mostrado que o decréscimo depende da cola proteica mas também do grau médio de polimerização da fracção de proantocianidina. As duas ictiocolas estudadas decresceram as fracções de grau médio de polimerização 1,5 e de 3,4 do vinho tinto, no entanto a ictiocola obtida da bexiga natatória do peixe reduziu o dobro essas fracções do que a ictiocola caracterizada por uma polidispersão inferior a 20,1 kDa. Os resultados sugerem que a acção das colas depende do tipo de moléculas de proantocianidina com que interage e não tanto se a operação se efectua em vinho tinto ou branco. Assim, a adição de ictiocolas, não induziu uma diminuição notória nas proantocianidinas com um grau médio de polimerização de 3,8 no vinho branco bem como na fracção de proantocianidinas com um grau médio de polimerização de 3,4 no vinho tinto. Por outro lado, foram a caseína e a gelatina caracterizada por uma baixa massa molecular as que mais reduziram a fracção de grau médio de polimerização 1,5 em ambos os vinhos. Após aplicação de colas proteicas as características estruturais das proantocianidinas que permanecem no vinho colado são diferentes das do vinho inicial. Constatou-se um decréscimo do grau médio de polimerização das proantocianidinas induzido pela albumina de ovo na fracção mais polimerizada de 26 % no vinho branco e de 24 % no vinho tinto, e nos ensaios com as outras proteínas foi registrado um decréscimo de 6 a 14 % no vinho tinto e de 3 a 24 % no vinho branco. A intensidade corante bem como as moléculas relacionadas com a cor foram menos influenciadas pela colagem proteica comparativamente às proantocianidinas. Pelo método do CIELab verificou-se que em todos os vinhos tintos colados, a luminosidade (L*) aumentou acentuadamente o que parece estar associado a uma redução dos vermelhos (a*), proporcionado pela redução dos pigmentos. Estes dados estão em concordâncias com os resultados obtidos para as antocianinas monoméricas bem como para os pigmentos totais e poliméricos. No que diz respeito à limpidez, foi constatado, que quanto maior for a densidade de carga de superfície da proteína maior é a capacidade de clarificação do vinho. Foi estabelecida uma correlação linear entre a densidade de carga de superfície total e o decréscimo da turvação. Nos estudos efectuados em soluções modelo, mostrou-se que as ictiocolas e as gelatinas apresentam uma correlação (r=0.52 e r=- 0.49, respectivamente; P< 0,05) estatística significativa entre a percentagem de decréscimo das proantocianidinas e o grau médio de polimerização das fracções de proantocianidinas presentes nas soluções. Foi ainda mostrado que o decréscimo de proantocianidinas era sempre superior à temperatura de 10 ºC do que à temperatura de 20 ºC. Para uma concentração de proantocianidinas superior, verificou-se um maior decréscimo para as fracções de proantocianidinas de grau médio de polimerização mais elevado. Não se verificou influencia do pH, quando se aplicou a ictiocola obtida da bexiga natatória de peixe na fracção de proantocianidinas com um grau médio de polimerização superior e quando se aplicou a ictiocola obtida da hidrólise da pele de peixe na fracção de proantocianidinas com um grau médio de polimerização inferior. Wine sensory characteristics and stability are of great importance for the wine competitivity and consequently for their commercialization on the national and international market. One of the most required technological process in winemaking is protein fining which influenced wine sensory (bitterness and astringency) and stability. The effect of protein fining depends on the wine proanthocyanidin composition, which is influenced by the grape variety and the wine production process employed as well as on the physic-chemical characteristics of the protein fining agents. The aim of this work was to know the tannic profile of grapes from Vitis vinifera varieties and from their monovarietal wines as well as to characterise commercial protein fining agents. The characterised proteins were added to white and red wine in order to better understand their action on the proanthocyanidin fractions and on the sensory characteristics. The characterised proteins were also added to wine-like model solutions containing each one proanthocyanidin fractions with an identified mean degree of polymerisation to enhance the information of the influence of environmental factors (pH and temperature), proanthocyanidin structural characteristics and concentration on the fining process. With these work we want to improve the knowledge of the protein fining agents and consequently allow the optimisation of the fining process. The results showed that the quantity and the structural characteristics of the proanthocyanidins of grape seeds and skins differed between the V. vinifera L. cv grape varieties studied. On the monovarietal wines obtained from these grape varieties, the mean degree of polymerisation ranged from 2.1 to 9.6. In monovarietal wines obtained from two different vintages was observed that the concentration altered but the mean degree of polymerisation remained unchanged. The monovarietal wines analysed after 6 month showed a reduction of 39-59 % on the amount of proanthocyanidins and the distribution of the diverse proanthocyanidin fractions is different. The different proteins characterised showed distinct physic-chemical characteristics such as molecular weight distribution, isolectric point and surface charge densities. These differences are not only confirmed among the different proteins as it would be accepted, but also in fining agents obtained from the same type of protein The addition of proteins with different physic-chemical characteristics to red and white wines showed that they decrease differently the proanthocyanidin fractions with diverse mean degree of polymerisation. The decrease depends on the fining agent but also on the mean degree of polymerisation of the proanthocyanidin fraction. Therefore, the two isinglasses assayed decreased the proanthocyanidin fractions with mean degree of polymerisation 1.5 and 3.4 from red wine, however isinglass obtained from fish swim bladder decreases these fractions more than the twice as effectively as isinglass obtained from fish skin. The results suggested that the proteins acted in function of the mean degree of polymerisation of the proanthocyanidins independently they come from red or white wine. Any of the isinglass diminished the proanthocyanidins with a mean degree of polymerisation of 3.8 in white wine as well as with 3.4 in red wine. After employ of proteins the structural characteristics of the proanthocyanidin remained in the fined wine were different from that presented on the initial wine. Regarding the mean degree of polymerisation of fined wines, the egg albumin induced a decrease on the mean degree of polymerisation of 24 % in red wine and 26 % in white wine for the more polymerised tannin fraction; although within all assays were observed a decrease ranged from 6 to 14 % in red wine and from 3 to 24 % in white wine. Colour intensity and molecules related to wine colour were shown to be less influenced by proteins than proanthocyanidins. A linear correlation was found between total surface charge density and decrease of turbidity. In wine-like model solution was shown that isinglasses and gelatines presented a statistical significant correlation between the decrease of the percentage of proanthocyanidins and the mean degree of polymerisation of the proanthocyanidin fractions presented in the solution. The proanthocyanidin decrease was always higher at 10 ºC than at 20 ºC. At a higher proanthocyanidin concentration, a greater decrease was shown for the proanthocyanidin fractions with higher mean degree of polymerisation. The pH did not influenced the decrease of proanthocyanidin fractions with higher mean degree of polymerisation after fining with swim bladder isinglass, and the proanthocyanidin fractions with lower mean degree of polymerisation after fining with isinglass obtained from fish skin. Tese de doutoramento em Ciência Alimentar
Document Type Doctoral Thesis
Language English
Advisor(s) Laureano, Olga
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