Введение
Академик В. И. Вернадский в 1965 г. отметил
способность живых и инактивированных клеток
микроорганизмов взаимодействовать с различными
металлами в водной среде и концентрировать
отдельные элементы на своей поверхности с целью
последующего использования.
Вино – продукт жизнедеятельности винных
дрожжей рода Saccharomyces cerevisiae – является
электролитом, в состав которого входят различные
катионы металлов, микро- и макроэлементы, а также
токсичные элементы в нормируемых количествах.
Продолжительный контакт виноматериала с дрож-
жами – обычная энологическая практика. Ее
целью является улучшение качества вина,
стабилизация его аромата и обогащение ценными
компонентами дрожжевой клетки, в том числе
азотистыми соединениями, смягчающими вкус вина,
ароматическими компонентами, аминокислотами,
глицерином и т. п. [1, 2]. Для этого используют
дрожжевые осадки, образующиеся в результате
производства вина – сбраживания виноградного
633
Агеева Н. М. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2022. Т. 52. № 4. С. 631–639
сусла чистыми культурами винных дрожжей рода
S. cerevisiae. По завершении алкогольного брожения
дрожжевые клетки выпадают в осадок, формируя
подвижную и рыхлую субстанцию – жидкие
дрожжевые осадки.
Жидкие дрожжевые осадки отделяются от
виноматериала путем прессования с использованием
пневматических или тканевых прессов, фильтрации
или центрифугирования. Полученные таким образом
плотные дрожжевые осадки, не содержащие вина,
утилизируют, в том числе перерабатывают с по-
лучением новых продуктов, включая дрожжевые
биосорбенты. Кроме винной кислоты и этилового
спирта, дрожжевые осадки содержат все незаменимые
аминокислоты, витамины и высокомолекулярные
полисахариды (маннан, маннопротеины, глюкан и
трегалозу), а также их комплексные соединения
(липополисахариды и липопротеины). В связи с
этим дрожжевые осадки являются ценным сырьем
для получения дрожжевых оболочек – биосорбентов,
которые применяются для осветления и стабили-
зации винопродукции, в качестве питательных
добавок для кормовых смесей животных, а также
для производства других биотехнологических
продуктов [3–8].
Учеными и специалистами было разработано
большое количество разнообразных коммерческих
продуктов, полученных из клеток винных дрожжей
и применяемых для обработки винодельческой
продукции с целью улучшения ее органолептичес-
ких характеристик, стабилизации пигментов и
ароматических свойств, предотвращая их окисление.
Этими продуктами являются инактивированные
по специальным технологиям винные дрожжи,
клеточные стенки и маннопротеины, применяемые
в контексте выдержки виноматериала, и экстракты
белков дрожжей для оклейки виноматериала.
Отечественные предприятия приобретают такие
препараты (глутаром, элевит, биопротект, фулпротект,
натуралис и др.) за рубежом, преимущественно во
Франции, хотя технология их получения проста и
не требует существенных финансовых затрат [9, 10].
Основу технологии составляют такие приемы, как
термическая обработка дрожжевой биомассы, ее
очистка от балластных примесей, преимущественно
белково-липидного комплекса, и последующая
лиофильная сушка. При необходимости производят
активацию поверхности полученных оболочек с
целью сосредоточения на их поверхности активных
центров, несущих определенный электрокинетический
потенциал.
В последние 30 лет в нашей стране дрожжевые
осадки не перерабатываются, их разбавляют водой и
подвергают перегонке с получением спирта-сырца.
Плотные дрожжевые осадки вывозят с территории
винодельческих предприятий на виноградники и
перепахивают.
В зависимости от технологии производства
вина и расы дрожжей выход дрожжевых осадков
составляет от 3 до 8 % от объема произведенного
вина. Переработка такого количества вторичного
сырья может обеспечить дрожжевыми оболоч-
ками-биосорбентами 2–3 крупных винодельческих
предприятия. В связи с этим актуальным вопросом
является разработка технологии производства
дрожжевого биосорбента из дрожжевых отходов
виноделия и исследование его сорбционного действия
для дальнейшего применения в винодельческой
промышленности при обработке виноматериалов.
Цель работы – оценка влияния дрожжевого
биосорбента из дрожжевых осадков винодельческого
производства, полученного по авторской техноло-
гии, на органолептические и физико-химические
показатели белого и красного вина, в том числе на
содержание токсичных элементов (тяжелых металлов).
Объекты и методы исследования
В работе использовались плотные дрожжевые
осадки, полученные путем прессования жидких
дрожжевых осадков на различных предприятиях
Краснодарского края в 2021 г. Физиологическое
состояние дрожжей было различным: содержались
как живые (около 75 %), так мертвые клетки.
Для производства биосорбента плотные дрожжевые
осадки трехкратно промывали дистиллированной
водой с целью удаления различных балластных
примесей и механических включений. Дрожжевые
осадки считали хорошо промытыми, если жидкость
на их поверхности становилась прозрачной. По
окончании промывания в образовавшийся жидкий
дрожжевой осадок вносили 3–4-кратный объем
0,1 N раствора соляной кислоты и 5–6 стеклянных
шариков (на 1 дм3 суспензии) диаметром 8–10 мм
(для большего диспергирования суспензии). Сус-
пензию помещали на платформу горизонтального
встряхивателя АВУ 6С и проводили перемешивание
в течение 3 ч при скорости встряхивания 150 об/мин.
По окончании процесса суспензию снова промывали
дистиллированной водой до нейтральной реакции и
центрифугировали. Образовавшуюся твердую массу
(дрожжевой биосорбент) сушили в сушильном шкафу
при температуре 60–65 °С до постоянной массы.
Затем диспергировали с помощью электромельницы
и рассеивали с помощью сит, выделяя сорбент с
размером частиц 0,4–0,5 мм. Полученный биосор-
бент использовали для обработки белых и красных
виноматериалов с целью оценки его влияния на
физико-химические и органолептические показатели
продукции. Физико-химические показатели качест-
ва виноматериалов определяли традиционны-
ми методиками в соответствии с действующими
стандартами:
– объемную долю этилового спирта – ареометром в
дистилляте после перегонки виноматериалов;
634
Ageyeva N.M. et al. Food Processing: Techniques and Technology. 2022;52(4):631–639
– массовую концентрацию титруемых кислот –
титрованием аликвоты виноматериала 0,1 N раст-
вором едкого натра в присутствии индикатора
бромтимолового синего и с применением потен-
циометра до получения нейтральной реакции;
– массовую концентрацию летучих кислот – путем
титрования 0,1 N раствором едкого натра летучих
кислот, выделенных из продукта путем перегонки
с водяным паром;
– массовую концентрацию приведенного экстракта –
методом, основанным на высушивании при тем-
пературе 105 ± 2 °С до постоянной массы остатка,
полученного в результате выпаривания определен-
ного объема виноматериала в выпарительной
чашке, доведенной до постоянной массы. Массовую
концентрацию приведенного экстракта вычисляют
по разности значений массовой концентрации
общего экстракта и массовой концентрации сахаров,
определенной методом Бертрана;
– массовую концентрацию белка – по методу Лоури
с предварительным построением калибровочного
графика по альбумину;
– массовую концентрацию суммы полисахаридов –
колориметрически фенолсерным методом Дише;
– массовую концентрацию суммы фенольных сое-
динений – спектральным методом с применением
реактива Фолина-Чокальтеу;
– величину окислительно-восстановительного потен-
циала – потенциометрически;
– интенсивность окраски – спектрофотометрическим
способом путем сложения величин оптической
плотности при длинах волн 420 и 540 нм;
– массовую концентрацию катионов металлов, в
том числе токсичных элементов, – методом атомно-
абсорбционной спектроскопии с использованием
прибора Квант-Z (Россия) с предварительным
озеленим проб.
Для обработки белых и красных виноматериалов
в цилиндры вместимостью 200 см3 вносили данные
виноматериалы и биосорбент в дозировке 0,2 и
0,5 г/дм3, перемешивали вручную и оставляли в
покое до полного осветления виноматериала (18–
20 ч). В качестве контроля использовали препа-
рат глутаром (Франция), являющийся продуктом
переработки дрожжевых осадков. Обработку вино-
материалов глутаромом проводили аналогично
экспериментальным образцам биосорбентов в
дозировке 0,5 г/дм3.
Аналитические исследования проведены на
базе научного центра «Виноделие» и ЦКП «При-
борно-аналитический» ФГБНУ СКФНЦСВВ. Органо-
лептический анализ виноматериалов до и после
обработки биосорбентами включал оценку внешнего
вида (прозрачность), цвета, вкуса и аромата вина
и проводился дегустационной комиссией научного
центра «Виноделие» ФГБНУ СФНЦСВВ, в состав
которой входили эксперты-дегустаторы.
Результаты и их обсуждение
Применение биосорбента способствовало улуч-
шению качественных показателей вин (табл. 1).
Объемная доля этилового спирта и массовая кон-
центрация сахаров не претерпевали существенных
изменений. Отмечено небольшое снижение мас-
совой концентрации титруемых кислот. Массовая
концентрация летучих кислот (в пересчете на
уксусную) при обработке белых вин уменьшалась
на 20 %. С увеличением дозировки биосорбента
до 0,5 г/дм3 массовая концентрация летучих
кислот в красных винах уменьшилась в 1,5 раза,
что способствовало улучшению их аромата и
вкуса. Это позволяет рекомендовать применение
дрожжевого биосорбента для обработки вин
с повышенной концентрацией летучих кислот.
Массовая концентрация приведенного экстракта
снижалась на 0,2–0,7 г/дм3 с увеличением дозировки
сорбентов. При обработке белого вина в 1,5–1,8 раза
снижалась массовая концентрация белка, на 110–
115 мг/дм3 – массовая концентрация полисахаридов.
Это способствует пролонгированию коллоидных
помутнений, в том числе белково-полисахаридной
природы.
Изменения физико-химических показателей
произошли в результате обработки красного вино-
материала. Произошло снижение содержания
фенольных соединений на 13–37 % (в зависимости
от дозировки сорбента), связанное с сорбцией
конденсированных полифенолов. Их наличие
обуславливает появление нежелательных корич-
невых и гранатовых оттенков в цвете красного
вина. Антоцианы, ответственные за интенсивность
окраски, не претерпевали существенных изменений:
их концентрация уменьшалась на 2,3–5,1 % при
дозировке биосорбента в количестве 0,2 и 0,5 г/дм3
соответственно. Полученные результаты коррелиру-
ют с величиной окислительно-восстановительного
потенциала красного вина: его значение снизилось
с 203 мВ в необработанном виноматериале до 164–
180 мВ в образцах, обработанных биосорбентами.
В результате проведенных исследований ус-
тановлено, что кинетика снижения концентрации
полифенолов при обработке красных виноматериалов
биосорбентами состоит из двух фаз. Первая фаза
снижения концентрации полифенолов прошла
за первые 1–2 часа, вторая – за несколько суток.
Сначала в течение 1–2-х ч сорбировалось большее
количество полифенолов (примерно 60–70 % от
общего количества сорбированных фенольных
веществ). При обработке биосорбентом в количестве
0,5 г/дм3 (табл. 1) общее снижение концентрации
фенольных соединений составило 200 мг/дм3, из ко-
торых 120–140 мг/дм3 были сорбированы в первые
1–2 ч взаимодействия. Остальные 60–80 мг/дм3 – в
течение последующих 3–4-х суток. Основную долю
635
Агеева Н. М. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2022. Т. 52. № 4. С. 631–639
осажденных биосорбентами полифенолов составляли
их полимерные формы, что согласуется с данны-
ми [11–13]. Такая кинетика изменения концентрации
фенольных соединений может быть связана не
столько с электростатическим взаимодействием
между отрицательно заряженными полифено-
лами виноматериала и белками поверхностного
слоя биосорбентов, сколько с их адгезией и взаи-
модействием с активными центрами.
При обработке белого виноматериала отмечено
небольшое снижение концентрации фенольных
соединений, которое влияет на его окраску: исчезли
золотистые тона и вино приобрело соломенные
оттенки. Также улучшился вкус вина: при дегустации
контрольного образца отмечались легкие тона
окисленности и редукции, исчезнувшие после
обработки биосорбентами.
В полученных образцах установлена интенсивность
цвета (рис. 1), которую рассчитывали для белых вин
путем сложения оптических плотностей толщины слоя
вина при длинах волн 420 и 520 нм, красных – 420,
520 и 620 нм [14]. В красных винах дополнительно
установлена доля красного оттенка, определяемая
при длине волны 520 нм. В образцах белых вин,
где использовали биосорбент, интенсивность
составила от 0,15 до 0,17, в контроле – 0,23, в
красных обработанных винах – от 1,22 до 1,30, в
контроле – 1,35. Доля красного оттенка в контроле
составила 63 %, в обработанных винах – от 68 до
73 %, что подтверждает более яркую и насыщенную
окраску красных вин.
Уменьшилась величина окислительно-восста-
новительного потенциала: с 184 мВ в исходном
образце необработанного белого виноматериала до
145–154 мВ в вариантах, обработанных различными
дозировками биосорбента. С увеличением дозировки
выявлено большее снижение величины окислительно-
восстановительного потенциала.
В винах, обработанных биосорбентами, улуч-
шилась органолептическая оценка (рис. 2). Наи-
большие улучшения отмечены в красных винах,
которые обладали более мягким, округлым и
Таблица 1. Влияние обработки виноматериалов биосорбентом на физ ико-химические показатели белого
и красного вина
Table 1. Effect of the new biosorbent on the physicochemical profile of white and red wine
Наименование показателя Необработанный
виноматериал
Вино обработанное
Биосорбентом Глутаромом,
0,2 г/дм3 0,5 г/дм3 0,5 г/дм3
Белое вино Шардоне
Объемная доля этилового спирта, % 12,7 ± 0,1 12,7 ± 0,1 12,6 ± 0,1 12,6 ± 0,1
Массовая концентрация сахаров, г/дм3 3,5 ± 0,2 3,5 ± 0,2 3,4 ± 0,2 3,3 ± 0,2
Массовая концентрация титруемых кислот в пересчете
на винную кислоту, г/дм3
6,8 ± 0,1 6,4 ± 0,1 6,3 ± 0,1 6,4 ± 0,1
Массовая концентрация летучих кислот в пересчете
на уксусную кислоту, г/дм3
0,56 ± 0,04 0,44 ± 0,03 0,44 ± 0,03 0,44 ± 0,03
Массовая концентрация приведенного экстракта, г/дм3 25,4 ± 0,4 25,2 ± 0,4 25,0 ± 0,4 24,7 ± 0,4
Массовая концентрация белка, мг/дм3 12,3 ± 0,2 8,2 ± 0,1 6,8 ± 0,1 7,2 ± 0,1
Массовая концентрация полисахаридов, мг/дм3 650 ± 2 540 ± 2 500 ± 2 520 ± 2
Массовая концентрация суммы фенольных соединений,
мг/дм3
144 ± 1 132 ± 1 128 ± 1 126 ± 1
Окислительно-восстановительный потенциал, мВ 184 ± 2 154 ± 2 147 ± 2 145 ± 2
Красное вино Мерло
Объемная доля этилового спирта, % 14,3 ± 0,1 14,3 ± 0,1 14,2 ± 0,1 14,2 ± 0,1
Массовая концентрация сахаров, г/дм3 3,0 ± 0,2 2,8 ± 0,2 2,8 ± 0,2 2,4 ± 0,2
Массовая концентрация титруемых кислот в пересчете
на винную кислоту, г/дм3
6,0 ± 0,1 6,0 ± 0,1 5,8 ± 0,1 5,8 ± 0,1
Массовая концентрация летучих кислот в пересчете
на уксусную кислоту, г/дм3
0,64 ± 0,04 0,60 ± 0,04 0,40 ± 0,03 0,52 ± 0,03
Массовая концентрация приведенного экстракта, г/дм3 28,6 ± 0,4 28,2 ± 0,4 27,8 ± 0,3 27,3 ± 0,3
Массовая концентрация белка, мг/дм3 15,7 ± 0,3 13,8 ± 0,2 10,4 ± 0,1 10,0 ± 0,1
Массовая концентрация полисахаридов, мг/дм3 840 ± 4 800 ± 3 770 ± 3 770 ± 3
Массовая концентрация суммы фенольных соединений,
мг/дм3
3120 ± 9 3020 ± 9 2920 ± 9 2860 ± 8
в том числе антоцианов 540 ± 2 523 ± 2 513 ± 2 510 ± 2
Окислительно-восстановительный потенциал, мВ 203 ± 2 180 ± 2 164 ± 2 167 ± 2
636
Ageyeva N.M. et al. Food Processing: Techniques and Technology. 2022;52(4):631–639
гармоничным вкусом и ярким ароматом с вы-
раженными сортовыми тонами. В результате обра-
ботки в винах ликвидированы тона окисленности,
что связано с сорбцией хинонов и конденсирован-
ных форм полифенолов [12, 13]. Такая реакция
связана с образованием прочных комплексов между
маннопротеинами поверхности биосорбентов
и танинами вина [11, 12]. Физико-химические
взаимодействия между маннопротеинами и поли-
фенолами рассматриваются как ключевой механизм.
Хотя β-глюканы также являются основными
компонентами клеточных стенок, их потенциальная
роль никогда не рассматривалась [12, 15].
Сравнивая полученные результаты, можно от-
метить идентичность влияния биосорбента,
приготовленного нами из дрожжевых отходов
виноделия, и препарата глутаром, произведенного
во Франции из автолизированных винных дрожжей.
Этот факт позволяет сделать вывод об идентич-
ности механизма действия экспериментальных и
промышленных сорбентов.
Дрожжевые оболочки дрожжей рода Saccharomyces
cerevisiae, состоящие из полисахаридных комплексов
и маннопротеинов, являются хорошими сорбентами
тяжелых металлов, в том числе токсичных элементов,
концентрация которых в винодельческой продукции
нормируется ТР ТС 021/2011 [16, 17]. В связи с этим
проведено сравнительное исследование сорбцион-
ных свойств экспериментальных биосорбентов,
полученных из дрожжевых отходов виноделия, с
импортным аналогом глутаромом, представляющим
собой инактивированные клеточные оболочки,
насыщенные глутатионом и специфическими поли-
сахаридами с известной концентрацией ман-
нопротеинов [10].
Исследования проведены на модельных смесях,
представляющих собой виноградный виноматериал
с добавлением токсичных элементов в виде их
растворимых солей азотной кислоты. Дополнительно
оценено влияние биосорбентов на концентрации
катионов железа и меди, являющихся в виноделии
т. н. «технологическими элементами», оказывающими
влияние на устойчивость вин к металлическим кассам
и коллоидным помутнениям. Дозировка сорбентов
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
Н/о* Биосорбент,
0,2 г/дм3
Биосорбент,
0,5 г/дм3
Глутаром,
0,5 г/дм3
Н/о* Биосорбент,
0,2 г/дм3
Биосорбент,
0,5 г/дм3
Глутаром,
0,5 г/дм3
Интенсивность цвета Оптическая плотность при длине волны 520 нм
Белое вино Красное вино
* необработанный виноматериал
Рисунок 1. Влияние обработок виноматериалов дрожжевыми сорбента ми на цветовые характеристики красного
и белого вина
Figure 1. Effect of the new yeast sorbents on the color of red and white wine
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
Н/о* Биосорбент,
0,2 г/дм3
Биосорбент,
0,5 г/дм3
Глутаром,
0,5 г/дм3
Н/о* Биосорбент,
0,2 г/дм3
Биосорбент,
0,5 г/дм3
Глутаром,
0,5 г/дм3
Интенсивность цвета Оптическая плотность при длине волны 520 нм
Белое вино Красное вино
* необработанный виноматериал
8,0
8,2
8,4
8,6
8,8
Необработанный
виноматериал
Обработка
биосорбентом,
0,2 г/дм3
Обработка биосорбентом,
0,5 г/дм3
Обработка
глутаромом,
0,5 г/дм3
Белое вино Шардоне
Красное вино Мерло
8,0
8,2
8,4
8,6
8,8
Необработанный
виноматериал
Обработка
биосорбентом,
0,2 г/дм3
Обработка биосорбентом,
0,5 г/дм3
Обработка
глутаромом,
0,5 г/дм3
Белое вино Шардоне
Красное вино Мерло
Рисунок 2. Результаты органолептической оценки
красного и белого вина в зависимости от проведенных
обработок
Figure 2. Sensory evaluation of red and white wines
637
Агеева Н. М. [и др.] Техника и технология пищевых производств. 2022. Т. 52. № 4. С. 631–639
составила 0,2 и 0,5 г/дм3. Выбор винной модель-
ной смеси, а не водной, объясняется следующими
факторами. Ранее проведенными исследованиями
с помощью электрофореза в полиакриламидной
слое доказано, что дрожжи и сорбенты на их
основе в водной смеси имеют отрицательный
электрокинетический заряд поверхности [18].
При попадании в виноматериал в результате
взаимодействия с компонентами винодельческой
продукции биосорбенты, как и любые дрожжевые
клетки, становятся электронейтральными. При этом
на их поверхности сохраняется большое количество
активных центров, имеющих как положительный,
так и отрицательный заряды. Поэтому проведение
экспериментов на винной модельной среде позволяет
получить объективные данные о протекании физико-
химических процессов при обработке биосорбентами.
Проведенные исследования показали (табл. 2),
что дрожжевые сорбенты эффективно сорбировали
катионы металлов из модельной среды. Можно
отметить следующий факт: сорбция катионов металлов
из красного виноматериала была больше, чем у белого.
Это связано с наличием высоких концентраций
реакционно-способных фенольных соединений,
активно взаимодействующих с положительно заря-
женными катионами металлов. Установлено, что
с увеличением дозировки как экспериментального
образца биосорбента, полученного из дрожжевых
осадков, так и глутарома их сорбционная способность
возрастает относительно всех исследованных катионов
металлов.
При обработке белого виноматериала биосор-
бентом отмечена следующая тенденция: массовая
концентрация кадмия, в зависимости от дозировки,
уменьшалась на 65–86 %, ртути – на 40–67 %,
мышьяка – на 64–80 %, свинца – на 71–83 %, железа –
на 56–81 %, меди – на 48–72 %. Близкие результаты
получены при использовании глутарома.
При обработке красного виноматериала получены
следующие результаты: массовая концентрация
кадмия, в зависимости от дозировки, уменьшалась
на 70–89 %, ртути – на 100 %, мышьяка – на 70–
88 %, свинца – на 75– 89 %, железа – на 48–72 %,
меди – на 48–86 %.
Такую высокую сорбционную способность био-
сорбентов можно объяснить исходя из химического
состава оболочек винных дрожжей рода S. cerevisiae,
выполняющих роль клеточного скелета [13, 19]. Их
внешний слой состоит из сильно гликозилированных
белков – маннопротеинов, а внутренний слой – из
β-глюкана и хитина. Глюкан является важным
структурным компонентом клеточной стенки,
ответственным за поддержание ее прочности. Хитин
участвует в построении первичной перегородки
клеточной мембраны и ее проницаемости. Эти два
слоя связаны между собой ковалентными связями,
что приводит к надмолекулярной архитектуре,
которая характеризуется физическими и химическими
свойствами, включая жесткость, пористость и
биосорбцию. Более позднее свойство возникает
из-за наличия на поверхности оболочек дрожжей
отрицательно заряженных активных центров раз-
личной природы, определяющих эффективность
биосорбции.
Наличие в структуре биосорбента –СООН-групп
позволяет рассматривать сорбцию тяжелых металлов
в гетерофазной системе сорбент – водный раствор
как ионный обмен на карбоксильных группах [20].
Кроме того, сорбирование катионов металлов кле-
точными оболочками дрожжей может происходить в
Таблица 2. Изменение массовой концентрации катионов металлов по д действием биосорбентов
Table 2. Effect of the new biosorbent on the concentration of metal cations
Элемент Массовая концентрация катионов металлов в виноматериале, мг/мд3
Необработанном Обработанном биосорбентом Обработанном глутаромом
0,2 г/дм3 0,5 г/дм3 0,2 г/дм3 0,5 г/дм3
Белое вино Шардоне
Кадмий 0,84 ± 0,01 0,31 ± 0,01 0,12 ± 0,01 0,40 ± 0,01 0,12 ± 0,01
Ртуть 0,020 ± 0,001 0,008 ± 0,001 0,003 ± 0,001 0,008 ± 0,001 0,003 ± 0,001
Мышьяк 0,88 ± 0,01 0,32 ± 0,01 0,18 ± 0,01 0,21 ± 0,01 0,17 ± 0,01
Свинец 0,75 ± 0,01 0,22 ± 0,01 0,13 ± 0,01 0,28 ± 0,01 0,17 ± 0,01
Железо 10,2 ± 0,1 5,6 ± 0,1 3,8 ± 0,1 6,3 ± 0,1 3,8 ± 0,1
Медь 7,4 ± 0,1 4,6 ± 0,1 2,1 ± 0,1 3,8 ± 0,1 1,9 ± 0,1
Красное вино Мерло
Кадмий 0,76 ± 0,01 0,23 ± 0,01 0,08 ± 0,01 0,32 ± 0,01 0,08 ± 0,01
Ртуть 0,020 ± 0,001 Нет Нет Нет Нет
Мышьяк 0,78 ± 0,01 0,24 ± 0,01 0,10 ± 0,01 0,27 ± 0,01 0,12 ± 0,01
Свинец 0,72 ± 0,00 0,18 ± 0,01 0,08 ± 0,01 0,22 ± 0,01 0,10 ± 0,01
Железо 9,6 ± 0,1 5,0 ± 0,1 2,7 ± 0,1 5,4 ± 0,1 2,2 ± 0,1
Медь 7,6 ± 0,1 4,2 ± 0,1 1,1 ± 0,1 3,1 ± 0,1 1,2 ± 0,1
638
Ageyeva N.M. et al. Food Processing: Techniques and Technology. 2022;52(4):631–639
электростатическом поле с помощью отрицательно
заряженных фосфорильных, гидроксильных и
карбоксильных групп поверхности биосорбентов. При
этом процесс сорбции металлов протекает как процесс
адгезии – комплексообразование металлсвязывающих
белков и металлов на поверхности клеток [21, 22].
Большой интерес представляет исследование
кинетики сорбции исследованных катионов металлов.
Согласно данным [25] максимальная сорбция
тяжелых металлов поверхностью дрожжей рода
S. cerevisiae из водного раствора, содержащего
ионы тяжелых металлов, достигается в течение 5
мин. Проведенные кинетические исследования в
белом и красном виноматериалах показали, что
достижение состояния равновесия при биосорбции
всех исследуемых катионов достигается в различное
время контактирования. Это обуславливается много-
образием химического состава виноматериалов,
содержанием в них различных компонентов,
несущих как положительный (белки, аминокислоты,
катионы металлов и т. п.), так и отрицательный
(полисахариды, фенольные соединения, анионы)
заряды поверхности. Установлено, что при обработке
белых виноматериалов максимальная сорбция кадмия,
железа и меди наблюдалась через 30–35 мин с момента
обработки, свинца и мышьяка – через 45–50 мин,
ртути – в течение 2-х ч. При обработке красных
виноматериалов максимальная сорбция кадмия – через
40–45 мин, железа и меди – через 50 мин, свинца и
мышьяка – через 55–60 мин, ртути – в течение 3-х ч.
На протяжении следующих 30–60 мин десорбции
ионов металлов не наблюдалось. Это свидетельствует
о возникновении прочных связей с функциональными
группами поверхностного аппарата биосорбентов.
Выводы
Биосорбенты, полученные из дрожжевых от-
ходов винодельческой промышленности, обладают
высокими сорбционными свойствами к феноль-
ным соединениям и к катионам металлов, в том
числе к токсичным элементам виноматериалов.
Высокая сорбционная способность дрожжевых
биосорбентов объясняется электростатическим меха-
низмом, связанным с наличием на их поверхности
активных центров различной природы, а также с
комплексообразованием металлсвязывающих бел-
ков и металлов на поверхности биосорбента. С
увеличением дозировки биосорбентов эффективность
их действия возрастает. Отмечено разное время
сорбции исследуемых катионов металлов. Выявлено
снижение концентрации фенольных соединений не
только в красных, но и в белых винах. Антоцианы,
ответственные за интенсивность окраски в красных
винах, не претерпевали существенных изменений.
Биосорбенты не оказывают значительного влияния
на объемную долю этилового спирта, массовую
концентрацию сахаров и титруемых кислот и
способствуют снижению массовой концентрации
летучих кислот (в пересчете на уксусную кислоту),
белка и полисахаридов. Применение биосорбента для
обработки виноматериалов способствует улучшению
их органолептических показателей.
Критерии авторства
Все авторы в равной степени принимали участие
в написании рукописи и несут ответственность
за достоверность информации и уникальность
разработок.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта
интересов.
Журналы КемГУ
Вестник КемГУ. Серия: Гуманитарные и общественные науки
Вестник КемГУ. Серия: Политические, социологические и экономические науки
Вестник КемГУ. Серия: Биологические, технические науки и науки о Земле
СибСкрипт (до 17 февраля 2023 г. – Вестник Кемеровского государственного университета)
Cтратегирование: теория и практика
Foods and Raw Materials
Виртуальная коммуникация и социальные сети
Техника и технология пищевых производств
Молочная промышленность
Сыроделие и маслоделие
Science Evolution
