2.1. Antocianii din struguri i vinuri

2,1.1. Natur i structur Antocianii, conform clasificrii propuse de Harborne i Simmonds (1964) fac parte din grupa substanelor fenolice naturale cu structura global C6 - C3 - C6, denumite flavonoide, ce include flavonele, flavonolii, calconele i compuii lor derivai. Ele cuprind agliconii, numii antocianidine i formele lor glucozidificate numite antocianine. n natur sunt rspndite ase antocianidine: pelargonidina, cianidina, peonidina, delfinidina, petunidina i malvidina, cianidina fiind cea mai rspndita n regnul vegetal. n struguri s-au pus n eviden ultimile cinci antocianidine, malvidina fiind preponderent.

Ri = R2 = H; pelargonidina Ri = OH; R2 = H; cianidina Ri | OCH3; R2 = H; peonidina Ri = R2 = OH; delfinidina Ri | OCH3; R2 = OH; petunidina Ri = R2 == OCH3; malvidina Aceste substane au acelai schelet fundamental, fenil 2-benzopiriliui sau flavilium, fiind difereniate prin numrul i poziia gruprilor hidroxil metoxil la nivelul gruprii fenil-2. Ca i alte flavonoide, antocianidinele ni exist n natur ca atare, ci sub form de heterozide, la care se cunosc circa 20 de tipuri diferite, ozidele~3 fiind cele mai rspndite. Forma glucozidificat % pozi{ia 3 este indispensabil stabilitii pigmentului n cazul diglucozidelor, a doua molecul de zahr este legat ntotdeauna n poziia 5. Hidroliza antocianinelor cu acid clorhidric conduce la antocianidine i un zahr oarecare, amestecuri de zaharuri sau de zaharuri cu acizi organici. Molecula de zahr ce intervine frecvent este glucoza, aa cum se ntlnete la antocianii din struguri, ns pot aprea i alte zaharuri n cazul altor plante. Poziia 5 a antocianilor, n cazul diglucozidificrii, este ntotdeauna ocupat cu glucoza, zaharurile fiind legate de agliconi prin gruparea OH de la Ci al ciclului piranic n forma beta. Existena antocianilor acilai a fost demonstrat n plante i n struguri. n pigmeni, molecula acidului organic este esterificat cu o grupare hidroxil glucidic, gruprile hidroxilice fenolice neparticipnd la esterificri. n structura antocianilor acilai din struguri s-au pus n eviden acizii p - cumaric, cafeic i ferulic. Antocianidinele fiind derivate de la fenil 2 - benzopirilium sau flavilium, cationul pirilium este un ion oxoniu la care atomul de oxigen este tetravalent cu sarcin electric pozitiv. n acest caz, caracterul "aromatic" este dat de prezena dublelor legturi conjugate, care asigur stabilitatea moleculei. Datorit caracterului cationitic al flaviliumului, respectiv al antocianidinelor, acestea sunt ntotdeauna asociate cu un anion sub form de sare. n laborator, antocianii sunt izolai sub form de cloruri, iar n natur sunt asociai cu diferii anioni (malat, citrat etc). De regul, la exprimarea pigmentului antocianic se indic un cation i nu sarea ca atare. In afara formei de oxonium se poate admite c acioneaz i forma carbonium, unde sarcina electric pozitiv este localizat pe C2 sau C4 ce devine irivalent Conform teoriilor moderne asupra structurii electronice a moleculelor, ntrun sistem conjugat ca ionul flavilium, sarcina electric pozitiv nu este reacioneaz uor cu reactivi nucleoflli i a centrilor nucleofli (C6, c ) r reactivitate ns mai slab fa de reactivii electrofili. Aceast structur a antocianilor fundamenteaz proprietile Jor chimice i fizico - chimice i interaciunea lor cu alte substane existente mediul vegetal, ducnd la formarea de noi substane colorante, cu rol foarte important n caracterizarea produselor i evoluia culorii lor.

2.1.2. Proprietile fizice i chimice ale antocianilor a. Spectrele antocianilor. Antocianii prezint, n vizibil, spectre caracterizate printr-o absorbie minim la circa 420 nm i maxim la circa 520 nm. Valorile acestor absorbii, deplasarea batocrom (spre 700 nm) sau hipsocrom (spre 400 nm) a spectrului sunt determinate de natura pigmentului, numrul de grupri OH din radicalul fenil, gradul de metoxilare, de glucozidificare i natura solventului (ap, etanol, metanol). Dei alura spectrelor nu se modific, valorile i deplasrile acestora sunt mult influenate de prezena substanelor care interacioneaz cu antocianii (ionii de H4", CO2, metale, ali fenoli). De asemenea, absorbiile n UV i infrarou prezint unele caracteristici care contribuie la identificarea antocianilor. b. Reacii reversibile ce conduc la modificarea structurii i culorii antocianilor. te i Influena pH-ului; variaiile de pH (1... 10) determina trei echilibre ntre stmcturile de antociani, ceea ce conduce la modificarea culorii; sub pH = 6 culoare roie, la pH = $ culoare albstruie i la pH = 10 culoare verzuie. Stabilitatea maxim a antocianilor este dat de pH = 1...2, iar cea minim de pH = 8... 10 (fig. 1). Modificarea coloraiei antocianilor funcie de pH a dat posibilitatea elaborrii metodei de dozarea acestora n soluii, sucuri i vinuri 0, Ribereau - Gayon i Stonestreet,

1965). OH Reacia cu anhidrida sulfuroas produce decolorarea antocianilor prin fixarea sulfitului HS03" la carbonul electrofil C2 sau C4. Blocarea acestor centri electrofili cu ali reactani nucleofili (flavani, aminoacizi etc.) conduce la decolorarea antocianilor, iar dioxidul de sulf nu mai reacioneaz cu compuii noi formai. Astfel, dioxidul de sulf protejeaz antocianii fa de oxidare, iar dup dispariia sulfitului antocianii i recapt coloraia. Acionnd asupra centrilor electrofili ai antocianilor, S02 manifest o aciune anticondensant fa de ali flavani. Proprietatea de decolorare a antocianilor cu dioxid de sulf a condus ,1a elaborarea unei metode de dozare a antocianilor (P. Ribereau - Gayon, Stonestreet, 1965). Reducerea antocianilor poate s aib loc n timpul fermentrii, cnd are loc decolorarea pigmendor; prin aerare, antocianii i recapt parial culoarea, deoarece o parte din antocianii decolorai (flavene) pot trece ireversibil Reacia cu metalele (Fe, Mg, Al etc.) este caracteristic tuturoi ortochfenolilor, rezultnd compui cu coloraii diferite. Reacia este folosita pentru relevarea cromatogrameor i identificarea antocianilor. Datorit structurii malvidinei, ea nu d compleci cu metalele, respectiv fierul. Acesta intervine asupra culorii ca element catalizator al oxidru, reacia cu taninurile fiind ns mai important. Compuii metalo - antocianici manifest un efect batocrom, similar cu copigmentarea (de la culoarea roie la albastru i la violet). Reacia de copigmentare dintre antociani i copigmeni (acizi fenoli, flavone) are loc prin intermediul legturilor de hidrogen, rezultnd asociaii cu culori i nuane diferite, cu rol important n colorarea florilor i fructelor. Copigmenii au un efect batocrom asupra antocianilor. m uicuiui auu rezunu euiiuwauiuv/n uv wuVM.v Gradul de condensare i oxidare a acestor taninuri determin stabilitatea lor n vinuri, reacia cu proteinele i ali reactivi electrofili, participarea lor n sistemul de oxidoreducere al vinului, ca atare la culoare (galben - brun) i asupra astringenei specifice vinurilor roii. Polimerizarea i copoiimerizarea antocianilor. Formarea i depunerea unor precipitate colorate n timpul evoluiei vinurilor roii au fost constatate cu mult timp n urm n practica vinicol. Studiul formrii acestor depuneri de substane colorate a artat c unele apar fr participarea oxigenului din aer, iar altele apar n timpul evoluiei vinului la butoi cu intervenia oxigenului din aer. Dei coninutul de antociani din vinul rou se micoreaz o dat cu evoluia vinului, acesta i pstreaz culoarea, a crei tonalitate se modific, de la roie - vie la roie - crmizie. Lucrrile lui Somers Glories i Bourzeix au stabili natura chimica pigmeilor din vin, culoarea fiind dat de 3 fraciuni: antociani monomcri, polimeri de culoare roie i polimeri de culoare galben - brun. Ponderea acestor fraciuni este funcie de vrsta vinului, n vinurile vechi antocianii monomeri disprnd n totalitate. Fraciunea polimeric roie se caracterizeaz prin aceea c este puin sensibil la variaiile de pH i fa de dioxidul de sulf Ea se formeaz prin reacii de polimerizare ntre moleculele de antociani sau de copoiimerizare ntre antociani i flavani. Mecanismul de polimerizare se explic prin existena ionului carbonium la molecula de antociani i centrii nucleofiii (C^ Cg) Ia molecula de Havani. in cazul cnd dimerul conine proantocianidol, condensarea poate continua la C4 i se obin flavolani - precursori ai taninului. Exist posibilitatea condensrii unei molecule de antociani (Q - carbonium) cu alt molecul de antociani sub form de pseudobaz. Reacia conduce la formarea unei dimcrflaven uor oxidabil, cu tent roie, ns nu mai este decolorat de SO2 deoarece C4 este substituit O alt posibilitate de condensare ar fi prin reacia dintre un carbocation (C4) ce ia natere n urma depolimerizrii procianidolilor condensai cu molecula de antocian (C6, Cg); se formeaz un compus polimeric la care proprietile cromofore sunt condiionate de potenialul redox al vinului n reaciile de condensare ale substanelor fenolice din vinuri particip i aldehida acetic ce se formeaz n timpul evoluiei vinurilor. Reacia dintre fenoli i aldehide este o reacie de condensare cunoscut n chimie. Aldehida (reactiv electrofil n mediu acid) se condenseaz la flffelul centrilor nucleofli (C6 Cg) ai flavonoidelor (fig. 2, 3). Betacianele. Din categoria betacianeior face parte colorantul rou de sfecl, care conine n fapt att pigmeni roii ct i galbeni. Pigmenii roii sau betacianele sunt formate n proporie de 75-95% din betanin. Pigmenii galbeni sau betaxantinele sunt reprezentate de vulgaxantina I i II (fig. 2.4).

H Fig. 2.4. Formula structural a betaninei. Roul de sfecl se obine prin procedeul de extracie n baterie a tieilor de sfecl roie, cu ap acidulat la pH 4,5, extractul obinut fiind apoi concentrat sau uscat prin pulverizare. Se utilizeaz la fabricarea buturilor nealcoolice, produselor de patiserie i panificaie, deserturilor pe baz de gelatin, budincilor, supelor, amestecurilor pulbere. Fiind sensibil la cldur i la pH, nu d rezultate satisfctoare la nroirea preparatelor din came. Poate fi utilizat drept colorant pentru carnea tocat n amestec cu derivate proteice texturate, destinate obinerii de perioare, chiftele, hamburger, la care se cere culoarea roie pentru amestecul ca atare, dar care se poate brunifica n timpul tratamentului termic (ceea ce este