Nyitrainé Sárdy Diána 1 Nagy Balázs 2 Leskó Annamária 3 A 2014-es évjárat hatása rezisztens szőlőfajtákból készült borok kémiai összetételére The effect of vintage 2014 in the wines chemical content from resistant grape varieties diana.sardy@uni-corvinus.hu 1 BCE KTK SZBI, Borászati Tanszék, egyetemi docens 2 BCE KTK SZBI, Borászati Tanszék, egyetemi tanársegéd 3 BCE KTK SZBI, Borászati Tanszék, egyetemi adjunktus BEVEZETÉS Új, alternatív termelési technológiák kerültek előtérbe a világon a mezőgazdaság minden területén, melyek alkalmazása lehetővé teszi a környezet megóvását. Hazánkban is egyre népszerűbbek ezek a gazdálkodási módok, minden területen lehet már találkozni biotermékekkel, melyek a tudatos életmódra, a környezet kímélésére tanítják az embereket és az egészségesebb táplálkozás hirdetői. Mint a mezőgazdaság minden területén, a szőlőtermesztésben is alkalmaznak ilyen technológiákat. Ehhez azonban újabb fajták nemesítésére volt szükség, melyek rezisztensebbek a különböző kártevőkkel és betegségekkel szemben. Ehhez a már meglévő, különböző fajok, különböző fajtáit keresztezték egymással és a legelőnyösebb tulajdonságúakat kezdték el telepíteni. Ezek az interspecifikus fajták egyenértékűek a világfajtákkal, bár érzékszervileg nem biztos, hogy felveszik a versenyt velük. A polifenolok és a közéjük tartozó színanyagok az egyik leglényegesebb vegyületcsoportot alkotják. Peri és Pompei (1971) csoportosítása alapján megkülönböztetünk nem flavonoid-fenolokat, flavonoid-fenolokat és tanninokat. Ezek a vegyületek a szőlőből kerülnek át a borba. Koncentrációjukat a technológia mellett nagyban befolyásolja többek között a művelésmód, fajta, érettségi állapot, évjárat. Oxidációra hajlamosak, barnulással járó és más kiválások okozói, jelenlétük vörösborok esetében a borjelleg kialakításában rendkívül fontos. (Eperjesi et. al., 2000) A vörösborokban íz és zamatképzésben, a flavonoid-fenolok játszanak jelentős szerepet, míg velük ellentétben fehérborok esetében a nem flavonoid fenolok a nagyobbik fenolos csoport. (Lőrincz et. al., 1998) Fehérborokban a flavonoid koncentráció leginkább a katechinekből (flaván- 3-ol) és leukoantocianinekből (3,4-diol) áll. (Caro et. al., 2010) Azonban ezek a vegyületek keserű ízérzetet hordoznak, jelenlétük mindössze korlátozott mennyiségben kívánatos. A borokban növekedhet a húzós ízérzet a fahordóban történő érlelés hatására, mivel ilyenkor hidrolizálható tanninok oldódnak be a borba. A tölgyfahordókból kivont fahéjaldehid- és benzaldehid származékok szintén hozzájárulnak a nem flavonoid fenoloktól származó keserű ízérzetéhez. (Kállay, Nyitrainé-Sárdy, 2003) A tirozol melynek átlagos mennyisége kb. 25 mg/l, szintén hozzájárulhat a fehérborok keserű ízérzetének a kialakulásához. Az alkoholos erjedés során tirozinból képződik oxidativ dekarboxileződéssel. (RIBEREAU-GAYON et.al., 2000) Másrészről növeli a fehérborok antioxidáns, szabadgyökfogó kapacitását. A rezveratrolnak két geometriai izomerje létezik, melyek közül a transz-stilbén található a természetben. Gyakran fordul elő ß-glikozidos formában, ahol a rezveratrol ß-glikozidos kötéssel egy cukormolekulához kötődik. Ez az ún nevezett piceid vagy polidatin, amely glikozidos kötés felbomlásával rezveratrollá alakul. (Kállay, 2010) A kvercetin általában glükozidos formában van jelen a szőlőfürtben, melyet aztán az élesztőgomba β- glikozidáz enzimaktivitása bont fel kvercetinné és cukorrésszé az erjedés folyamán (Nikfardjam 2008). Napjainkban a flavonoidok és az egyéb polifenolos vegyületek tudományos kutatása előterébe került köztudott pozitív élettani hatásaik miatt. Szent-Györgyi és munkatársai már 1936-ban kimutatták, hogy a citrusfélékből származó flavonoidok növelik a kapillárisok rugalmasságát és csökkentik permeabilitását. A mai kutatások is bizonyítják a polifenolok antioxidáns, gyulladáscsökkentő, betegségmegelőző és egészségvédő hatását. Emellett a flavonoidok C-vitamin-védőhatásúak, mely tulajdonság szintén az antioxidáns jelleggel függ össze. Számos közlemény adott ki cikket a flavonoidok és a rezveratrol antimutagén és antikarcinogén hatásával kapcsolatosan végzett vizsgálatokról. A kutatási eredmények arra mutattak rá, hogy a flavonoidok gátolják a fázis I. enzimeket, melyek a karcinogéneket aktiválják, visszaszorítják a rákos sejtek proliferációját, kivédik a γ-sugárzás genotoxikus hatását és gátolják a DNS-adduktok képződését a benzo(a)pirén expozíció esetén. Ezt alátámasztja 311
Kimura és Okuda (2001) publikációja is, ami a Polygonum cuspidatum gyökeréből izolált rezveratrol tumornövekedés gátlásáról szól, a Lewis Lung Carcinoma-t hordozó egerekben. Az étrendi flavonoidok, mint a kvercetin és a rutin megakadályozza a H 2O 2-indukálta DNS károsodást humánvastagbél sejtekben. Hazánkban a természetes gyógymódokra és a gyógyszernek nem minősülő gyógyhatású készítményekre egyre nagyobb a kereslet, minek hatására megsokszorozódott a flavonoid tartalmú készítmények száma is a piacon (Lugasi, 2001). A kvercetinről és sikiminsavról Bertelli és munkatársai (2008) is publikáltak a Tamiflu kapcsán: Először a madárinfluenza (H5N1), majd a sertésinfluenza (H1N1) révén esett szó az antivirális hatású Tamiflu nevű gyógyszerről. Két hatóanyaga a borokban, elsősorban a fehérborokban jelentős mennyiségben fordul elő. Ezek a sikiminsav és a kvercetin. Összességében elmondható, hogy a legtöbb polifenol vegyület humán szempontból kedvező tulajdonságú, melyet az E- és C-vitaminnal, valamint a tokoferolokkal együtt fejti ki, erősítve azok hatását (Rak, 2010).A biogén aminok kis móltömegű lebomlási termékek, amelyek kisebb-nagyobb mértékben bázikusak, mikroorganizmusok, növényi és állati szervezetek anyagcsere-folyamatai során keletkeznek. A biogén aminok képződésének többféle módja lehetséges, melyek közül esetünkben a legjelentősebbek az aminosavak dekarboxileződése. A borok biogénamin-tartalma más fermentált élelmiszerekhez képest alacsony. Kutatásuk oka, hogy az emberi szervezetben történő lebontódásuk a monamino-oxidáz enzim hatására játszódik le. Ez az enzim gyógyszerek, illetve alkohol hatására bizonyos mértékben, vagy teljesen gátlódik, melynek következtében a borokban lévő aminok felhalmozódnak és allergiás tüneteket okozhatnak (KÁLLAY, 1991). A kadaverin, putreszcin, spermidin egyaránt megtalálhatók az állati és növényi szervezetben. Szerepet játszanak a sejtosztódásban és sejtnövekedésben, Továbbá a tumorok kifejlődésében is (BARDÓCZ et.,al., 1993). A biogén aminok közül nagy jelentősége van a szerotoninnak is. A gyógyászatban antidepresszánsként alkalmazzák. Különösen magas szerotonin-tartalommal bír a gyümölcsök közül a banán. Nemcsak a növényekben, hanem állati szövetekben is kimutatták a szerotonin jelenlétét, így halakban, darazsakban, skorpiók és varangyok mérgében is (BAUZA et. al., 1995). A hisztamin hatásai a legismertebbek. Közismert allergén és gyulladáskeltő hatása, nagyobb mennyiségben sokkos állapot kialakulását is okozhatja, illetve különböző adagokban mérgező hatással bír. Határértéke az egyes bortermelő országokban különböző. (BUSTO et. al., 1996). Korábbi szakirodalmi adatok szerint a tejsavbaktériumik mellett az élesztők is hatással vannak a biogén aminok termelődésére. CÉLKITŰZÉS Jelen munkánkban azt vizsgáltuk, hogy a 2014-es évjárat mennyire befolyásolta egy rezisztens fajtából, a Biancából készült borok kémiai összetételét, különös tekintettel a polifenol típusú vegyületekre, illetve a biogénaminokra. Mivel az élesztők jelentős hatással vannak a borok polifenol-összetételére, ezért két különböző, forgalomban lévő bioélesztővel oltottuk be a mustokat. Vizsgáltuk, hogy létezik-e szignifikáns különbség a különböző bioélesztőkkel beoltott borok között a polifenol tipusú vegyületekre, illetve az aminokra vonatkozóan. ANYAG ÉS MÓDSZER Bianca mustot 24 órás ülepítés után erjesztettünk ki laboratóriumi körülmények között. 1-1l mustot kereskedelmi forgalomban lévő bioélesztőkkel oltottunk be, egy 1l mustot kontroll mintaként nem oltottunk be. A beoltáshoz használt bioélesztők mennyisége 20g/hl volt. Mindegyik minta 50 mg/l-es kénessav adagot kapott. A kísérleteket háromszoros ismétlésben végeztük, az eredmények a minták átlagértékei. Az alapanalízist: titrálható savtartalom mérése, sav-bázis titrálással, ph mérés kombinált üvegelektróddal, cukortartalom meghatározása refraktométerrel a magyar Borkönyv Borok analízis című fejezetben foglaltak alapján végeztük. Az összes polifenol tartalom meghatározása Folin Ciocalteau reagens alkalmazásával, galluszsavra kalibrálva, (Kállay, Török, 1999) 312
A leukoantocianinok mennyiségét, vas (II) szulfátot tartalmazó sósav-butanol, 40:60 arányú elegyével történő melegítés után, spektrofotométeresen, Flanzy (1970), módosított módszere alapján A katechin tartalmat, alkohollal higított borban kénsavas vanilinnel reagáltatva, 500 nm-en, spektrofotométeresen (Rebelein, 1965.) Az egyszerű fenol-összetétel meghatározására HPLC-s technikát alkalmaztunk. A detektáláshoz diódasoros detektort használva lehetőség van fahéjsav-származékok, mint pl. kávésav ill. azok borkősavval képzett észtereinek pl. kaftársav meghatározására is. Szükséges vegyszerek - hangyasav (p.a. spektroszkópiás minőség) - metanol (HPLC minőség) - tirozol (p-hidroxifeniletanol) standard (Sigma) Berendezés: HP 1090 tip. HPLC-berendezés Detektor: HP, diódasoros Kolonna: Nucleosil 100-5C18 5μ(4,0x250 mm) Folyadékáram: 0,4 ml/perc T o C: 40 λ: 280 nm Eluensek: A: 0,5 v/v%-os vizes hangyasav-oldat B: 2,0 v/v% metanolos hangyasav-oldat A borok cisz-transz-rezveratrol koncentrációját közvetlen injektálással, HPLC-s módszerrel határoztuk meg (Kállay, Török, 1997.) A kvercetin- és kvercetinglükozid-tartalom mérése HPLC-technikával, (Purospher RP18, 250 4 (5 μm) (Merck, Germany) oszlop, 0,45 ml/perc folyadékáram, 30 C, 370 nm-en. Biogén aminok meghatározása HPLC készülékkel Minta előkészítés: A bort 0,45 μm átmérőjű membránszűrőn szűrjük, majd OPA-val (orto-phtal-aldehid) reagáltattuk borátpuffer jelenlétében. Borát-puffer készítése: 1g H 3BO 3 hoz 38 ml desztillált vizet adtunk, majd a ph-értéket 40 g/100ml Kálium-hidroxid oldattal 10,4-re állítjuk be. OPA-reagens készítése: 45 mg OPA-a 0,5 ml metanolban oldottuk fel, majd 0,1 ml merkaptoetanolt adtunk hozzá. A minta a puffer és az OPA-reagens összekeverése után 4 perces reakcióidő elteltével 20μl-t injektáltunk a berendezésbe. A kromatográfiás körülmények az alábbiak voltak: Berendezés: HP típusú HPLC Kolonna: Nukleosil 100 C-18 (250 x 4mm) Detektálás: HP 1046 A Fluorescens detektor Folyadékáram: 1 ml/min. Hőmérséklet: 30 o C 313
λ:340nm λ: 440 nm Eluens összetétel: A oldat: 0,08 M ecetsav B oldat: HPLC minőségű acetonitril A fordított fázisú kromatográfiás elválasztás hatékonyságát gradiens elúciós technika alkalmazásával fokoztuk. A gradiens összetételt, annak időbeli lefutását a 2. táblázat szemlélteti. 1. Táblázat: Gradiens összetétel Idő (min.) A% B% 3,5 70 10 35 21 28 22 20 25 20 30 70 30 65 72 80 80 30 A komponensek azonosítása standard-ek segítségével, koncentrációjuk meghatározása a belőlük készített kalibrációs egyenesek alapján történt. A kalibrációs egyenes alapján az egyes vegyületek azonosítása az elúciós idő alapján történt. EREDMÉNYEK ÉS ÉRTÉKELÉSEK Az eredményeket egytényezős varianciaanalízis segítségével értékeltük ki. Az alapanalízis eredményeit a 2. táblázatban foglaltuk össze. A minták között jelentős különbséget nem lehetett kimutatni. Minden minta kierjedt, a borok alkoholtartalma 12v/v% körül mozgott. Az egyes élesztők illósav termelésben sem különböztek egymástól szignifikánsan. A 2014-es évjárat hatását a tirtálhatósav tartalom igen jól tükrözi. A Bianca borokban elég magas a 7 g/l körüli titrálhatósav-tartalom mennyisége. 2. táblázat: A borok alapanalízisének eredményei titrálhatósav tartalom (g/l) alkoholtartalom (v/v%) ph-érték illósav-tartalom (g/l) szín intenzitás SP/A 7,0 12,70 3,54 0,80 0,149 SP/B 7,0 12,64 3,62 0,83 0,154 B-Red/A 7,0 12,26 3,63 0,87 0,206 B-Red/B 7,0 12,23 3,64 0,84 0,254 Bio/A 7,3 12,02 3,62 0,83 0,204 Bio/B 7,3 12,11 3,61 0,86 0,181 A polifenol-összetételt is meghatároztuk és diagramon ábrázoltuk. (1. ábra) 314
1. ábra: A borok polifenol-összetételének alakulása 350 300 250 polifenol leukoantocianin katechin 200 150 100 50 0 SP/A SP/B B-Red/A B-Red/B Bio/A Bio/B Az összes polifenol-tartalomban nem lehetett szignifikáns különbséget kimutatni az egyes minták között, ezek az összes polifenol-koncentrációk megfelelnek az irodalmi adatoknak. A leukoantocianin és katechin koncentráció az élesztővel beoltott mintákban magasabb volt a spontánerjedéssel készített mintákhoz képest, ugyanakkor az élesztővel beoltott tételek között nem lehetett szignifikáns különbséget kimutatni. A quercetin és quercetin- glükozid, illetve a sikiminsav, borostyánkősav és fumársav eredményeit a 3. táblázatban foglaltuk össze. A quercetin és quercetin glükozid koncentrációkban a minták között jelentős különbséget tapasztaltunk. A 2. bioélesztővel készített borban jóval magasabb koncentrációban volt mérhető a két vegyület. Egyértelmű magyarázat az élesztő-polifenol interakciója. A savak mennyiségében is jelentős eltérést tapasztaltunk az egyes mintákat illetően. A savak mennyiségénél szintén jelentős eltérés mutatkozik, jóval magasabb a fumársav és a sikiminsav koncentrációja a spontán erjesztéssel készített mintákban. Evvel ellentétben a borostyánkősav, a bioélesztővel beltott mintákban van nagyobb mennyiségben jelen. (3.táblázat) 3.táblázat: A borok quercetin és quercetin-glükozid koncentrációjának alakulása, illetve egyes savak mennyisége quercetin quercetin-gl sikiminsav borostyánkősav (g/l) fumársav SP/A 0,32 0,54 59,3 0,91 15,94 SP/B 0,4 0,64 55,5 0,88 14,61 B-Red/A 0,47 0,74 18,4 1,1 10,67 B-Red/B 0,48 0,72 17,8 1,02 10,31 Bio/A 0,64 0,8 17,6 1,07 9,99 Bio/B 1,24 0,96 18,1 1,14 10,21 315
A nitrogéntartalmú vegyületek közül a biogénaminok mennyiségét is meghatároztuk. A legfontosabb élettani hatással rendelkező aminokat diagramon ábrázoltuk (2. ábra), a többi amint táblázatban szemléltetjük. (4.táblázat) 2. ábra: A borok hisztamin, tiramin és szerotonin koncentrációja 3,5 3 2,5 2 1,5 1 hisztamin tiramin szerotonin 0,5 0 sp/a sp/b B-red/a B-red/b Bio/a Bio/b A hisztamin koncentrációja a spontán erjedéssel készült tételben magasabb volt, azonban a kritikus 10 mg/l-es érték alatt van minden mintában a hisztamin mennyisége. A szerotonin koncentrációja és a tiramin mennyisége az élesztővel beoltott mintákban magasabb volt, ugyanakkor ez nem jelent az egyes minták között szignifikáns különbséget. A 4. táblázat adataiból egyértelműen látszik, hogy nincs lényeges eltérés az egyes aminok koncentrációja között. 4. táblázat: A biogénaminok eloszlása a mintákban mg/l etilamin metilamin putreszcin 2feniletilamin kadaverin Sp/a 4,9 2,2 0 0 0 Sp/b. 5,1 2,3 0 0 0 B-red/a 5,2 2,7 0,2 0 0 B-red/b 5,2 2,6 0,5 0 0 Bio/a 6,8 2,2 0,6 0 0 Bio/b 6,6 2,7 0,4 0 0 Vizsgálataink eredményeiből egyértelműen megállapítható, hogy a rezisztens fajták és a belőlük készített borok megfeleltek az elvárásoknak, illetve a polifenol-összetétel és a biogénaminok mennyiségi és minőségi megoszlás tekintetében a világfajtákkal azonos módon alakultak. Az évjárat hatása a savösszetételben mutatkozik meg igazán. Jelentős eltérést tapasztaltunk a különböző bioélesztővel beoltott minták között. Egyértelmű tendenciát nem lehetett jelen vizsgálati körülmények között levonni. Vizsgálatainkat a jövőben is folytatjuk. 316
Irodalomjegyzék 1. Bardócz S., Grant G., Brown D.S., Ralph A., Pusztai A. (1993): Polyamines in food implications for growth and health. Journal of Nutritional Biochemistry, 4. 66-71p. 2. Bauza T., Blaise A., Teissedre P.L., Mestres J.P., Daumas F., Cabanis J.C.(1995): Changes in biogenic amines contant in musts and wines during the winemaking process, Scientes des Alimentes 15. (6) 559-570p. 3. Bertelli, A. A. E., Mannari, C., Santi, S., Filippi, C., Migliori, M., Giovannini, L. (2008): Immunomodulatory Activity of Shikimic Acid and Quercitinin Comparison With Oseltamivir (Tamiflu) in an In Vitro Model. Journal of Medical Virology. 80:741-745. 4. Busto O., Guash J., Borrull F. (1996): Biogenic amines in wine: a review of analytical method. J. International des Sciences de la Vigne et du Vin, 30. (2) 85-101 p. 5. Eperjesi Imre - Kállay Miklós - Magyar Ildikó (2000): Borászat, Mezőgazda Kiadó 6. Goodwin, T. W. (1976): Chemistry and Biochemistry of PlantPigments. Academic Press. London. 7. Hencshke P.A. Jiranek V., (1993): Yeasts metabolism of nitrogen compounds. Wine microbiology and biotechnology, 77-164p. 8. Jiranek, V.-Langride, P.-Hanschke, P.A. (1995): Amino acid and ammonium utilization by Saccharomyces cereavisiae wine yeasts from a chemically defined medium. Am. J. Enol. Vitic., 46. 75-83 p. 9. Kállay M. (1991): Magyar borok biogén amin tartalmának és azok változásának tanulmányozása, különös tekintettel a hisztamin és a tiramin koncentrációjára. Kandidátusi értekezés, BME 10. Kállay M. (2010): Borászati kémia, Mezőgazda Kiadó 11. Kállay M., Leskó A. (2007): Olaszrizling mustok és borok azonnal felvehető nitrogén és prolintartalmának vizsgálata, Borászati Füzetek, Kutatási melléklet 17. (2) 13-16. (2007) 12. Kállay M., Nyitrainé Sárdy D. (2007): Vizsgálatok hazai vörösborok rezveratrol összetételére, Borászati Füzetek, 2007/6. 7-11.o. 13. Kállay M., Nyitrainé-Sárdy D. (2003): Tokaji borkülönlegességek biogénamin-tartalmának vizsgálata, Borászati Füzetek, Kutatási melléklet 13. (1) 16-20. (2003) 14. Kállay M., Nyitrainé-Sárdy D. (2006): A mustok aminonitrogén-tartalmának hatása az erjesztésre illetve a borminőségre Borászati Füzetek, Kutatási melléklet 16. (4) 1-5. (2006) 15. Kállay M., Török Z. (1999): Magyar fehérborok és tokaji borkülönlegességek antioxidáns hatásának vizsgálata. Borászati Füzetek, 11. 1-5. 16. Kimura, Y., Okuda, H. (2001): Resveratrol Isolated from Polygonum cuspidatum Root Prevents Tumor Growth and Metastasisto Lung and Tumor-Induced Neovascularizationin Lewis Lung Carcinoma- Bearing Mice. The Journal of Nutrition 131:1844-1849 17. Nyitrainé Sárdy D., Kállay M. (2005): Mitteilungen Klosterneuburg, 55. 3-4 94-100p. 18. Nyitrainé Sárdy D., Kállay M., Leskó A., Eisenberger Zs. (2010): A 2009-es évjáratú bioborok biogénamintartalmának feltérképezése, Borászati Füzetek, 2010/6 9-13. o. 19. Peri C., Pompei C. (1971): An assay of difference phenolic fractions in wines, Am. J. Enol and Vitic. 22: 55-58 p. 20. Vos P.J.A., Gray R.S. (1979): The origin and control of hydrogen sulfide diuring fernetation of grape must. Am. J. Enol. Vitic., 30. 187-197 p. 317