Научно-практические аспекты оценки биохимического состава сырья для производства фруктовых дистиллятов

Качественные характеристики спиртных напитков на основе фруктовых дистиллятов формируются в основном за счет концентрации и соотношения ароматобразующих летучих компонентов, часть из которых переходит в продукт из исходного сырья. Анализ данных по биохимическому составу отдельных видов косточкового сырья дает возможность научно обосновать режимные параметры отдельных стадий производства, а также позволяет выявлять случаи фальсификации. В данном обзоре рассматриваются вопросы, касающиеся поиска химических маркеров для плодовых водок, изготовленных на основе дистиллятов из сливы, алычи, вишни, черешни, абрикоса и персика. Приведены данные по содержанию редуцирующих сахаров, титруемой кислотности, свободных аминокислот, рН и по сахарокислотному индексу рассматриваемого фруктового сырья. Показаны значительные интервалы варьирования этих показателей в зависимости от вида сырья и региона культивирования. Рассмотрены вопросы оценки пектинового комплекса отдельных видов косточкового сырья. Представлена схема гидролиза пектиновых веществ фруктового сырья, проходящего на стадии его подготовки к дистилляции. Показана важная роль этого процесса в формировании качественных характеристик фруктовых дистиллятов и спиртных напитков на их основе (плодовых водок). Приведены данные по составу и концентрации ароматобразующих летучих компонентов отдельных видов косточкового сырья. Представлены данные по основным физико-химическим характеристикам ароматобразующих летучих компонентов, обнаруженных в рассматриваемых видах свежих фруктов, и способам их исследования. Дана обобщенная оценка технологических особенностей подготовки отдельных видов фруктового сырья к сбраживанию и дистилляции в зависимости от его биохимического состава. В целом анализ данных, представленных в настоящем обзоре, позволил сделать заключение о перспективности исследований, направленных на разработку идентификационных показателей фруктовых дистиллятов и плодовых водок с использованием первичных ароматобразующих летучих компонентов сырья.

1. Balcerek, M., Pielech-Przybylska, K., Patelski, P., Dziekońska-Kubczak, U., Strąk, E. (2017). The effect of distillation conditions and alcohol content in “heart” fractions on the concentration of aroma volatiles and undesirable compounds in plum brandies. Journal of the Institute of Brewing, 123(3), 452–463. https://doi.org/10.1002/jib.441

2. Rodríguez-Bencomo, J. J., Pérez-Correa, J. R., Orriols, I., López, F. (2016). Spirit distillation strategies for aroma improvement using column reflux. Food and Bioprocess Technology, 9(11), 1885–1892. https://doi.org/10.1007/s11947–016–1776–0

3. Vyviurska, O., Zvrškovcová, H., Špánik, I. (2017). Distribution of enantiomers of volatile organic compounds in selected fruit distillates. Chirality, 29(1), 14–18. https://doi.org/10.1002/chir.22669

4. Agalarov, R., Ragimov, R., Gasanov, R. (2017). Characterization of traditional fruit brandy produced in Azerbaijan. Advances in Biology and Earth Sciences, 2(3), 263–270.

5. Раджабов, А.К., Попов А. Е., Воскобойников, Ю.В., Фесютин, И.А. (2021). К вопросу о подборе и размещении сортов яблони для выращивания в товарных садах в средней зоне плодоводства России. Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии, 2, 5–13. https://doi.org/10.26897/0021–342Х2021–2–5–13

6. Мельников, А.Б., Михайлушкин, П.В., Ищенко, Н.В. (2020). Роль продукции садоводства в обеспечении продовольственной безопасности России. Международный сельскохозяйственный журнал, 6(378), 8–10. https://doi.org/10.24411/2587–6740–2020–16105

7. Куликов, И.М., Минаков, И.А. (2018). Приоритетные направления развития садоводства в условиях импортозамещения и формирования экспортоориентированнной экономики. Экономика, труд, управление в сельском хозяйстве, 9(42), 30–36. https://doi.org/10.33938/189–30

8. Coldea, T. E., Socaciu, C., Moldovan, Z., Mudura, E. (2014). Minor volatile compounds in traditional homemade fruit brandies from Transylvania-Romania, as determined by GC–MS analysis. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca, 42(2), 530–537. https://doi.org/10.1583/nbha4229607

9. Bajer, T., Hill, M., Ventura, K., Bajerová, P. (2020). Authentification of fruit spirits using HS-SPME/GC-FID and OPLS methods. Scientific Reports, 10(1), Article 18965. https://doi.org/10.1038/s41598–020–75939–0

10. Cvetković, D., Stojilković, P., Zvezdanović, J., Stanojević, J., Stanojević, L., Karabegović, I. (2020). The identification of volatile aroma compounds from local fruit based spirits using a headspace solid-phase microextraction technique coupled with the gas chromatography-mass spectrometry. Advanced Technologies, 9(2), 19–28. https://doi.org/10.5937/savteh2002019c

11. Teševic, V., Nikicevic, N., Jovanovic, A., Djokovic, D., Vujisic, L., Vuckovic, I. et al. (2005). Volatile components from old plum brandies. Food Technology and Biotechnology, 43(4), 367–372.

12. Абильфазова, Ю.С. (2017). Биохимическая оценка плодов персика в условиях черноморского побережья Kраснодарского края. Новые технологии, 3, 64–68.

13. Абильфазова, Ю.С. (2021). Биохимический состав плодов персика в субтропиках России. Садоводство и виноградарство, 2, 19–23. https://doi.org/10.31676/0235–2591–2021–2–19–23

14. Попова, А.Ю. (2014). Оценка потребительских свойств и биохимического состава сортов сливы коллекции ВНИИГиСПР им. И. В. Мичурина. Плодоводство и ягодоводство России, 39, 181–184.

15. Pino, J.A., Quijano, C.E. (2012). Study of the volatile compounds from plum (Prunus domestica L. cv. Horvin) and estimation of their contribution to the fruit aroma. Food Science and Technology (Campinas), 32(1), 76–83. https://doi.org/10.1590/S0101–20612012005000006

16. Чалая, Л.Д., Причко, Т.Г. (2015). Химические изменения биологически активных веществ при хранении плодов абрикоса (Armeniaca Vulgaris Lam.): сортовые особенности. Cельскохозяйственная биология, 50(5), 620–627. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2015.5.620rus

17. Борзых, Н.В., Жбанова, Е.В., Богданов, Е.Р., Кружков, А.В. (2020). Оценка сортов сливы и вишни по некоторым химико-технологическим показателям плодов. Селекция и сорторазведение садовых культур, 7(1–2), 30–33. https://doi.org/10.24411/2500–0454–2020–11208

18. Wang, H., Ma, Y., Li, M., Shi, L., Zhang, S., Wang, W. et al. (2018). Volatiles of ripe fruit Prunus salicina L. cv. Friar as determined by gas chromatography-mass spectrophotometry as developed during cold storage. International Journal of Food Properties, 21(1), 2622–2631 https://doi.org/10.1080/10942912.2018.1536149

19. Bianchia, T., Weesepoel, Y., Koot, A., Iglesias, I., Eduardo, I., GratacósCubarsí, M. et al. (2017). Investigation of the aroma of commercial peach (Prunus persica L. Batsch) types by Proton Transfer Reaction–Mass Spectrometry (PTR-MS) and sensory analysis. Food Research International, 99, 133–146. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2017.05.007

20. Макаркина, М.А., Павел, А.Р., Ветрова, О.А. (2020). Изучение биохимического состава плодов во ВНИИСПК. Селекция и сорторазведение садовых культур, 7(1–2), 99–102. https://doi.org/10.24411/2500–0454–2020–11225

21. Дубинина, Е.В., Крикунова, Л.Н., Песчанская, В.А., Тришканева, М.В. (2021). Научные аспекты разработки идентификационных критериев дистиллятов из фруктового сырья. Техника и технология пищевых производств, 51(3), 480–491. https://doi.org/10.21603/2074–9414–2021–3–480–491

22. Fariña, L., Medina, K., Urruty, M., Urruty, M., Dellacassa, E., Carrau, F. (2012). Redox effect on volatile compound formation in wine during fermentation by Saccharomyces cerevisiae. Food Chemistry, 134(2), 933– 944. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2012.02.209

23. Saerens, S.M.G., Delvaux, F., Verstrepen, K.J., Van Dijek, P., Thevelein, J.M., Delvaux, F. R. (2008). Parameters Affecting Ethyl Esters Production by Saccharomyces cerevisiae during Fermentation. Applied and Environmental Microbiology, 74(2), 454–461. https://doi.org/10.1128/AEM.01616–07

24. Оганесянц, Л. А., Панасюк, А. Л., Рейтблат, Б. Б. (2011). Теория и практика плодового виноделия. Москва: Развитие, 2011.

25. Дубинина Е. В., Крикунова Л. Н., Трофимченко В. А., Томгорова, С. М. (2020). Сравнительная оценка способов сбраживания кизила при производстве дистиллятов. Пиво и напитки, 2, 45–49. https://doi.org/10.24411/2072–9650–2020–10020

26. Донченко, Л.В., Фирсов, Г.Г. (2007). Пектин: основные свойства, производство и применение. Москва: ДеЛи принт, 2007.

27. Созаева, Д.Р., Джабоева, А.С., Шаова, Л.Г., Цагоева, О.К. (2016). Содержание пектинов в различных видах плодовых культур и их физико-химические свойства. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий, 2(68), 170–174. https://doi.org/10.20914/2310–1202–2016–2–170–174

28. Ovodov, Yu.S. (2009). Current views on pectin substances. Russian Journal of Bioorganic Chemistry, 35(3), 269–284.

29. Patova, O.A., Golovchenko, V.V., Ovodov, Y.S. (2014).Pectic polysaccharides: structure and properties. Russian Chemical Bulletin, 63(9), 1901– 1924. https://doi.org/10.1007/s11172–014–0681–9

30. Бодякина, И.М., Багрянцев, В.А., Котов, В.В., Лукин, А.Л. (2012). Потенциометрическое определение состава и степени этерификации молекул пектина. Вестник Воронежского государственного университета, серия: Химия. Биология. Фармация, 2, 9–13.

31. Lurie, S., Zhou, H.-W., Lers, A., Sonego, L., Alexandrov, S., Shomer, I. (2003). Study of pectin esterase and changes in pectin methylation during normal and abnormal peach ripening. Physiologia Plantarum, 119(2), 287–294. https://doi.org/10.1034/j.1399–3054.2003.00178.x

32. Тры, А. В. (2015). Химическая характеристика пектина, выделенного из растительного сырья. Приволжский научный вестник, 2, 8–10.

33. Gawkowska, D., Cybulska, J., Zdunek, A. (2018). Structure-related gelling of pectins and linking with other natural compounds: A Review. Polymers, 10(7), Article 762. https://doi.org/10.3390/polym10070762

34. Хайтметова, С.Б., Тураев, А.С., Мухитдинов, Б.И., Халилова, Г.А. (2021). Выделение и физико-химические характеристики пектина из нетрадиционного природного сырья. Химия растительного сырья, 4, 75–82. https://doi.org/10.14258/jcprm.2021048412

35. Mohnen, D. (2008). Pectin structure and biosynthesis. Current Opinion in Plant Biology, 11(3), 266–277. https://doi.org/10.1016/j.pbi.2008.03.006

36. Freitas, C.M.P., Coimbra, J.S.R., Souza, V.G.L., Sousa, R.C.S. (2021). Structure and applications of pectin in food, biomedical, and pharmaceutical industry: A Review. Coatings, 11, Article 922. https://doi.org/10.3390/coatings11080922

37. Крикунова, Л.Н., Дубинина, Е.В. (2018). Способы снижения содержания метанола в дистиллятах из растительного сырья. Ползуновский вестник, 3, 19–24.

38. Бутова, С.Н. (2004). Биотехнологическая деградация отходов растительного сырья. Москва: Типография Россельхозакадемии, 2004.

39. Rodionova, N.A., Bezborodov, A.M. (1997). Localization of enzyme systems that degrade cell wall polysaccharides in higher plants: pectinases (Review). Applied Biochemistry and Microbiology, 33(5), 415–432.

40. Canton, M., Drincovich, M.F., Lara, M. V., Vizzotto, G., Robert, P. W., Famiani, F. et al. (2020). Metabolism of stone fruits: Reciprocal contribution between primary metabolism and cell wall. Frontiers in Plant Science, 11, Article 1054. https://doi.org/10.3389/fpls.2020.01054

41. Причко, Т.Г., Чалая, Л.Д., Смелик, Т. Л. Содержание ароматических веществ в концентрированных соках из плодов яблони и вишни. Электронный ресурс https://fh.kubstu.ru/juk/issues/issue09/st0907.pdf Дата доступа 15.04.2022

42. Салина, Е.С., Левгерова, Н.В., Сидорова, И.А. (2018). Технологическая характеристика новых сортов вишни селекции ВНИИСПК для производства сока. Современное садоводство, 2(26), 22–27. https://doi.org/10.24411/2312–6701–2018–10204

43. Оганесянц, Л. А., Песчанская, В.А., Дубинина, Е.В., Алиева, Г.А. (2013). Качественный и количественный состав летучих компонентов плодовых водок. Виноделие и виноградарство, 6, 22–24.

44. Nunes, C., Coimbra, M.A., Saraiva, J., Rocha, S.M. (2008). Study of the volatile components of a candied plum and estimation of their contribution to the aroma. Food Chemistry, 111(4), 897–905. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2008.05.003

45. Śliwińska, M., Wiśniewska, P., Dymerski, T., Wardencki, W., Namieśnik J. (2015). The flavour of fruit spirits and fruit liqueurs: A review. Flavour and Fragrance Journal, 30(3), 197–207. https://doi.org/10.1002/ffj.3237

46. Guillot, S., Peytavi, L., Bureau, S., Lepoutre, J.-P., Crouzet, J. et al. (2006). Aroma characterization of various apricot varieties using headspace — solid phase microextraction combined with gas chromatography — mass spectrometry and gas chromatography — olfactometry. Food Chemistry, 96(1), 147–155. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2005.04.016

47. Оганесянц, Л.А., Песчанская, В.А., Алиева, Г.А., Дубинина, Е.В. (2013). Ресурсосберегающая технология дистиллята из вишневой мезги. Пищевая промышленность, 7, 29–31.

48. Feng, J.-R., Xi, W.-P., Li, W.-H., Liu, H.-N, Liu, X.-F., Lu, X.-Y. (2015). Volatile characterization of major apricot cultivars of Southern Xinjiang Region of China. Journal of the American Society for Horticultural Science, 140(5), 466–471. https://doi.org/10.21273/jashs.140.5.466

49. Zhang, X., Jiang, Y. M., Peng, F. T., He, N. B., Li, Y. J., Zhao, D. C. (2007). Changes of aroma components in Hongdeng sweet cherry during fruit development. Agricultural Science in China, 6, 1376–1382. https://doi.org/10.1016/S1671–2927(07)60186–2

50. Bernalte, D. M., Hernandez, M. T., Vidal-Aragon, M. C., Sabio, E. (1999). Physical, chemical, flavor and sensory characteristics of two sweet cherry varieties grown in ‘Valle del Jerte’ (Spain). Journal of Food Quality, 22(4), 403–416. https://doi.org/10.1111/j.1745–4557.1999.tb00173.x

51. Vavoura, A. V., Badeka, A. V., Kontakos, S., Kontominas, M. G. (2015). Characterization of four popular sweet cherry cultivars grown in greece by volatile compound and physicochemical data analysis and sensory evaluation. Molecules, 20(2), 1922–1940. https://doi.org/10.3390/molecules20021922

52. Serradilla, M.J., Martín, A., Ruiz-Moyano, S., Hernández, A., LópezCorrales, M., Córdoba, M.D.G. (2012). Physicochemical and sensorial characterization of four sweet cherry cultivars grown in Jerte Valley (Spain). Food Chemistry, 133, 1551–1559. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2012.02.048

53. Matsui, K. (2006). Green leaf volatiles: hydroperoxide lyase pathway of oxylipin metabolism. Journal of Current Opinion in Plant Biology, 9(3), 274–80. https://doi.org/10.1016/j.pbi.2006.03.002

54. Girard, B., Kopp, T. C. (1998). Physico-chemical characteristics of selected sweet cherry cultivars. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 46(2), 471–476. https://doi.org/10.1021/jf970646j

55. Sun, S. Y., Jiang, W. G., Zhao, Y. P. (2010). Characterization of the aroma-active compounds in five sweet cherry cultivars grown in Yantai (China). Flavour and Fragrance Journal, 25(4), 206–213. https://doi.org/10.1002/ffj.1994

56. Zhu, J., Xiao, Z. (2019). Characterization of the key aroma compounds in peach by gas chromatography — olfactometry, quantitative measurements and sensory analysis. European Food Research and Technology, 245(1), 129–141. https://doi.org/10.1007/s00217–018–3145-x

57. Liu, W., Zhang, Y., Ma, R., Yu, M. (2022). Comparison of aroma trait of the white-fleshed peach ‘Hu Jing Mi Lu’ and the yellow-fleshed peach ‘Jin Yuan’ based on odor activity value and odor characteristics. Horticulturae, 8(3), Article 245. https://doi.org/10.3390/horticulturae8030245

58. Wen, Y.-Q., He, F., Zhu, B.-Q., Lan, Y.-B., Pan, Q.-H., Li, C.-Y., Reeves, M.J. et al. (2014). Free and glycosidically bound aroma compounds in cherry (Prunus avium L.). Food Chemistry, 152, 29–36. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2013.11.092

59. Malaman, F. S., Moraes, L. A. B., West, C., Ferreira, J., Oliviera, A. L. (2011). Supercritical fluid extracts from the Brazilian cherry (Eugenia uniflora L.): Relationship between the extracted compounds and the characteristic flavour intensity of the fruit. Food Chemistry, 124(1), 85–92. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2010.05.109

60. Восканян, О. С., Фаизова, Д. В., Жирова, В. В., Загорулько, А. В. (2019). Влияние способа обработки сырья на показатели абрикосового сока для приготовления плодовой водки. Вопросы науки: инноватика, техника и технологии, 1, 135–138.

61. Крикунова, Л.Н., Дубинина, Е.В. (2018, 23–28 февраля). Способ повышения эффективности производства вишнёвого дистиллята. В сборнике: Материалы конференций ГНИИ «Нацразвитие», Санкт-Петербург, Российская Федерация, 67–70.

62. Chauhan, S.K., Tyagi, S.M., Singh, D. (2001). Pectinolytic liquefaction of apricot, plum, and mango pulps for juice extraction. International Journal of Food Properties, 4(1), 103–109. https://doi.org/10.1081/JFP100002190

63. Wiśniewska, P., Śliwińska, M., Dymerski, T., Wardencki, W., Namieśnik, J. (2016). The analysis of raw spirits — A review of methodology. Journal of the Institute of Brewing, 122(1), 5–10. https://doi.org/10.1002/jib.288

64. Winterová, R., Mikulíková, R., Mazáč, J., Havelec, P. (2008). Assessment of the authenticity of fruit spirits by gas chromatography and stable isotope ratio analyses. Czech Journal of Food Sciences, 26(5), 368–375. https://doi.org/10.17221/1610-cjfs