ВИНО: ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ, ПИЩЕВЫЕ СВОЙСТВА, ОСОБЕННОСТИ БИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ И ПОТРЕБЛЕНИЕ
В.П. Нужный
Введение Классификация вин и содержащихся в них компонентов Химический состав, пищевые свойства и особенности биологического действияЧеловечество с незапамятных времен использует вино в качестве пищевого продукта и лечебного напитка. В странах Западной Европы на протяжении 18-19-го веков и в России, начиная с 70-х годов прошлого века, вино часто применялось в качестве лекарственного средства в клиниках терапевтического профиля [5, 9, 29, 31]. По Российской фармакопее (6-е издание, 1910 г.) числились официнальными белое и красное столовые вина, а также ряд специальных лекарственных вин [33]. Последнее упоминание о применении вина в медицинских целях в России относится к периоду Великой Отечественной войны [19]. Интерес к вину как лечебному средству угас в связи с развитием фармакологии, появлением большого количества высокоэффективных лекарственных средств узконаправленного действия, а также осознанием сложности и масштабности проблем, порождаемых употреблением алкоголя.
Последние годы характеризуются реабилитацией и легализацией методов и средств так называемой традиционной, народной медицины. Это относится и к энотерапии (лечение вином). Появились популярные издания, посвященные этой проблеме [44], а в средствах массовой информации все чаще мелькает реклама вин и других алкогольных напитков, обладающих теми или иными целебными свойствами. Распространение информации о радиопротекторном действии вина послужило причиной увеличения его потребления населением территорий, прилегающих к Чернобыльской зоне [11]. Рост популярности вина в различных странах мира в последнее время связан с публикациями о так называемом "французском парадоксе", который заключается в том, что заболеваемость ишемической болезнью миокарда во Франции, особенно в ее южных регионах, существенно ниже, чем в других странах Западной Европы. Последнее связывают с кардиозащитным действием некоторых компонентов вина, которое является основным источником алкоголя и существенной составной частью традиционного рациона населения этих регионов [47, 51].
Административный запрет или ограничение производства и продажи вино-водочной продукции неизбежно приводит к развитию подпольного производства и оборота суррогатов алкоголя, упадку виноградарства и виноделия, и, как следствие, к опережающему росту потребления крепких алкогольных напитков. Об этом свидетельствует опыт Исландии (1912-1923 гг.), Швеции (1914-1921 гг.), Норвегии (1919-1924 гг.), Финляндии (начиная с 1919 г.), США (1920-1932 гг.) и России (1914-1925 и 1985-1989 гг.) [18, 27, 29].
Бытовые ритуалы потребления водки и самогона в России носят в целом достаточно примитивный характер. Большинство пьющих преследует цель как можно быстрее привести себя в состояние алкогольного опьянения, вплоть до оглушения ("стиль рауш"). Напротив, потребление вина, являясь древнейшим элементом мировой культуры, освящено традициями и бытовыми ритуальными условностями, которые определяют стереотипы застольного поведения и препятствуют быстрому достижению состояния опьянения. Наконец, скорость абсорбции этанола в кишечнике и нарастания его концентрации в крови при употреблении вина ниже, чем при потреблении эквивалентного по содержанию этанола количества водки. Учитывая вышеизложенное, можно ожидать, что увеличение производства и потребления вина при одновременном ценовом ограничении потребления крепких напитков способно внести определенный вклад в смягчение алкогольной ситуации в стране. Между тем, сведения о химическом составе вина, его свойствах и механизмах биологического действия в отечественной медицинской литературе отсутствуют уже на протяжении нескольких десятилетий.
Классификация вин и содержащихся в них компонентов
Вина представляют собой продукт ферментации сока различных ягод и плодов и подразделяются на виноградные и плодово-ягодные. Виноградные вина классифицируют по содержанию в них этилового спирта и сахара с учетом технологии их приготовления [2, 30, 39] следующим образом:
1. Столовые (сухие и полусладкие). Сухие вина получают путем полного сбраживания виноградного сока. Содержание сахара - не более 0,5 %, спирта- 8-14% об. (Рислинг, Цинандали, Каберне). Полусладкие вина получают при неполном сбраживании сока путем резкого охлаждения бродящего сусла. Содержание сахара - 3 -10%, спирта - 8-12% об. (Ахашени, Киндзмараули, Псоу).
2. Крепленые или десертные (крепкие, полусладкие и сладкие). Получают путем внесения спирта в бродящее сусло. В крепких винах содержание сахара - 3-14%, спирта - 17-20% об. (Портвейн, Херес, Мадера, Марсала). В полусладких - сахара - 8 -14%, спирта - 15-16% об. (Хванчкара, Твиши). В сладких винах сахара - 16-20%, спирта - 16-17% об
. (Кагор, Мускат, Токай).3. Ароматизированные (Вермут). Получают путем добавления в виноматериалы настоев трав, цветов и кореньев. Содержание сахара - 10-16%, спирта - 16-18% об. ("вермут" в переводе с немецкого - полынь).
4. Игристые (сухие, полусухие, полусладкие и сладкие). Получают путем вторичного сбраживания в закрытых резервуарах сухого виноградного вина при добавлении сахара и специальной культуры дрожжей. Содержание сахара - 3-10%, спирта - 11-13% об. (Шампанское).
В настоящее время разработан проект Закона РФ о винограде и вине, в котором предлагается делить вина на натуральные (без добавления спирта) и специальные (с добавлением спирта). По содержанию спирта и сахара вина подразделяются: натуральные - на сухие, сухие особые, полусухие и полусладкие; специальные - на сухие, крепкие, полудесертные, десертные и ликерные. Выделяются ароматизированные и шипучие вина [36].
Виноградные вина, кроме того, подразделяют на сортовые (красные или белые), приготовленные из одного сорта винограда, и купажированные - из нескольких сортов, а также на приготовленные европейским (сбраживается хорошо отжатый сок) и кахетинским способом (брожение на первом этапе протекает в присутствии мезги) [6, 22].
Для медицинских целей использовали в основном виноградные сухие и полусладкие вина [9]. Так, большой популярностью в конце 19-го века пользовалось Сен-Рафаэльское вино, содержавшее сахара 10-11%, спирта 12-14% об. и дубильных веществ 15-16 % [5].
Компоненты, входящие в состав вина, могут быть классифицированы следующим образом [52]:
1. Соединения, являющиеся компонентами винограда (вода, связанные кислоты, сахара, азотсодержащие соединения, фенолы, пектины, клейкие вещества, минеральные соединения, витамины, ферменты, ароматические соединения).
2. Соединения, образующиеся в процессе ферментации (этанол, высшие спирты, многоатомные спирты, связанные и свободные кислоты, альдегиды, кетоны, эфиры и двуокись углерода).
Химический состав, пищевые свойства и особенности биологического действия
Спирты.Этанол
(Э) является основным продуктом спиртового брожения. Он определяет токсические, аддиктивные, калорические свойства вина и других алкогольных напитков [27]. Установлено, что Э в умеренных дозах оказывает антистрессорное [48, 54], кардиозащитное [26, 50] и радиопротекторное [57] действие. Калорийность столового сухого вина (570-980 ккал/л) почти полностью обеспечивается окислением Э, а других вин - и окислением сахаров (до 1500 ккал/л) [7, 42]. Определение размеров безопасного потребления алкогольных напитков основывается на оценке количества поступающего в организм Э. Предельно допустимые дозы Э в случае его систематического употребления, согласно различным экспертным оценкам, составляют для мужчин 34 г/дн [49], 40 г/дн [53] или 60 г/дн [56]. В пересчете на сухое вино с содержанием Э 10% об. это равняется 0,43-0,75 л в день. Дозы, рекомендуемые для женщин, примерно в два раза ниже. Диетологи Франции считают оптимальным потребление сухого вина для мужчин пожилого возраста в количестве, составляющем 5-7% от общей калорийности рациона, что соответствует 0,4- 0,5 л в день [46]. В соответствии с этими данными пищевые свойства вина в настоящей статье будут оцениваться из расчета его потребления 0,5 л в день. Потребление такого количества вина, при условии сбалансированного питания, не оказывает негативного влияния на организм [45, 46]. Увеличение калорийности рациона за счет продуктов, содержащих белок, животный жир, сахар и крахмал, у лиц, потребляющих вино в пределах 0,5 л/дн, ведет к увеличению массы тела и повышению риска развития гипертензии, ишемической болезни сердца и желчекаменной болезни [11].Метанол спонтанно образуется в процессе энзиматических преобразований пектинов. Особенно много его в красных винах, приготовленных кахетинским способом. Содержание метанола в белых винах обычно колеблется от 20 до 100 мг/л, а в красных - от 80 до 350 мг/л, но может достигать 3000 мг/л и более. В некоторых странах его содержание в вине лимитируется в пределах 16002380 мг/л.
Алифатические одноатомные спирты (АОС) - пропиловый, бутиловый, изобутиловый, амиловый, изоамиловый, гексиловый и др. - являются продуктами метаболизма дрожжей. На 20 -40% АОС в винах представлены изоамиловым и изобутиловым спиртами. Содержание АОС составляет в белых винах 150-400 мг/л, в красных - 300-600 мг/л. В небольших количествах они формируют аромат вин, а в больших - ухудшают их органолептические свойства.
Содержание алифатических двух- и трехатомных спиртов достигает 16-18 г/л. На 90% они представлены 2,3 бутиленгликолем (300-1500 мг/л) и глицерином (400-15000 мг/л), которые смягчают вкус вина.
Алифатические ненасыщенные спирты (0,5-8,0 мг/л), представленные терпеновыми спиртами (гераниол, линалиол, цитронеллол и др.), и ароматические спирты
(около 1 мг/л), представленные в основном фенилэтиловым спиртом, определяют ароматические свойства вин.Все спирты, кроме Э, в количествах, определяемых в вине, безопасны в токсикологическом отношении и пищевой ценности, за исключением глицерина, не представляют [12, 15, 17, 27, 39, 52].
Альдегиды жирного ряда в винах на 90% представлены уксусным и на 10 % - пропионовым альдегидами. Вина, не подвергавшиеся обработке двуокисью серы, содержат от 30 до 50 мг/л ацетальдегида, а обработанные - до 200 мг /л. Содержание ацетальдегида возрастает при хересовании (до 600 мг /л), старении, аэрации вин и действии посторонней микрофлоры. В больших количествах он придает оттенок старого, ровного вина и относится к числу основных факторов, определяющих вкус вин типа марсалы. Из-за высокой реакционной способности альдегиды конденсируются с веществами, содержащими аминогруппу, с образованием меланоидов, восстанавливаются в соответствующие спирты и взаимодействуют с другими продуктами брожения. Содержание альдегидов фуранового ряда (фурфурол, оксиметилфурфурол и метилфурфурол) в винах не превышает 30 мг/л.
Кетоны (ацетон, диацетил, 2-бутанон, 2-пентанон и бутиролактон) содержатся в вине в следовых количествах. Лишь ацетоин определяется в концентрациях 3-30 мг/л. Альдегиды и кетоны на токсические и пищевые свойства вина влияния не оказывают [1, 17, 27, 52].
Содержание этиловых эфиров жирных кислот в вине составляет обычно 50-200 мг/л, этиловых эфиров оксикислот - 100-500 мг/л. Преобладает этилацетат (20-200 мг/л). При длительной выдержке в винах накапливаются в основном кислые эфиры винной, яблочной и янтарной кислот. Максимальное содержание сложных эфиров определяется в хересе (до 1000 мг/л). Большинство эфиров обладает приятным фруктовым запахом. Установлено, что энантовый эфир значительно улучшает, а эфиры уксусной, масляной и валериановой кислот - ухудшают органолептические свойства вина.
Ацетали, продукты взаимодействия альдегидов со спиртами, содержатся в винах в количестве 1-20 мг/л. Основной представитель - диэтилацеталь - обладает приятным фруктовым ароматом. Воски и масла присутствуют в вине в ничтожных количествах. Все эти соединения малотоксичны и не влияют на пищевую ценность вина [1, 17, 32, 52].
Основные моносахариды винограда - глюкоза и фруктоза - почти полностью утилизируются дрожжевыми клетками при приготовлении сухих вин. Сахароза обычно превращается в инвертированный сахар. Кроме гексоз, в винах обнаруживают L-арабинозу (500-1260 мг /л), следы других пентоз и полисахариды. К последним относятся пектиновые вещества, содержание которых достигает 800 мг/л при суточной потребности 15-16 г. Это не позволяет причислить их к категории соединений, определяющих детоксикационные и радиопротекторные свойства вина. Углеводы в крепленых винах могут обеспечивать более 50% их калорийности [17, 30, 41, 52].
Кислоты вин частично поступают в них из винограда и частично образуются в процессе ферментации как интермедианты метаболизма дрожжей. Из алифатических монокарбоновых кислот в наибольших количествах представлены уксусная (400-1500 мг/л), муравьиная (20-100 мг/л), пропионовая (10-150 мг/л), изомасляная (30- 100 мг/л), изовалериановая (30-100 мг/л), капроновая (10-100 мг/л), каприловая (10-150 мг/л) и каприновая (10-150 мг /л) кислоты.
Из алифатических поликарбоновых кислот присутствуют щавелевая (до 150 мг/л) и янтарная (250-1500 мг/л). Алифатические монокарбоновые оксикислоты представлены в основном молочной (500-5000 мг/л) и глюконовой (до 120 мг/л) кислотами. Среди алифатических поликарбоновых оксикислот центральное место принадлежит винной (1500-5000 мг/л) и яблочной (10- 5000 мг/л). Другие (метил-яблочная, слизевая, сахарная и лимонная) содержатся в незначительных или следовых количествах.
Альдегидо- и кетокислоты (глиоксилевая, глюкуроновая, галактуроновая, пировиноградная и альфа-кетоглутаровая) присутствуют в вине в количестве, не превышающем 1000 мг /л.
Ароматические кислоты бензойного и коричного рядов (п-оксибензойная, протокатехиновая, ванилиновая, галловая, сиреневая, салициловая и др.) типичны прежде всего для красных вин (50-100 мг/л). В белых винах их существенно меньше (1-5 мг/л). Большинство этих кислот имеют фенольный радикал и соответственно могут быть отнесены к классу фенолокислот.
Активная кислотность вин (pH) обычно колеблется в пределах 3,0-4,2, а титруемая - 5-7 г/л в пересчете на самую сильную кислоту - винную. Органические кислоты находятся, в основном, в связанном или полусвязанном состоянии. Они определяют бактерицидные, вкусовые и ароматические свойства вина. Конкретные данные о пищевой ценности кислот вин отсутствуют. Однако, учитывая высокую биологическую активность некоторых из них, можно предположить, что органические кислоты способны вносить определенный вклад в пищевые свойства вин [6, 17, 39, 52].
Вина содержат мало азотистых соединений - от 70 до 780 мг/ л. 55% всего азота приходится на полипептиды, от 25 до 40% - на свободные аминокислоты и только 3% - на белки, поступающие из виноградной кожуры. Из соединений этого класса выделяется аминокислота пролин, содержание которой в вине достигает 150 мг/л. Азотсодержащие вещества являются необходимой питательной средой дрожжей и субстратом для синтеза альдегидов. Они и продукты их взаимодействия оказывают влияние на цвет, аромат, вкус и стабильность вин. Пищевой ценности не представляют [6, 17, 25, 28, 39, 52].
Содержание минеральных веществ (МВ) в винах сильно варьирует в зависимости от сорта винограда, состава почвы, климатических условий и др. МВ присутствуют в вине в органической и неорганической форме. Их общее содержание колеблется в пределах 1,5-3 г/л, что примерно на 50% меньше, чем в винограде. Калий, кальций, натрий и железо частично утилизируются дрожжевыми клетками. Алюминий, медь, свинец и олово на 80-90% взаимодействуют с сульфатами и выпадают в осадок. Цинк, марганец, свинец, медь и кобальт включаются в ферментные комплексы дрожжей и, по мере их отмирания, также выпадают в осадок. Калий выпадает в осадок в виде винного камня. Снижение количества МВ продолжается при обработке и выдержке виноматериалов [4, 13, 17, 20, 39, 52].
Из таблицы 1 следует, что систематическое потребление 0,5 л вина в день позволяет на 5-20% обеспечивать суточную потребность взрослого человека в МВ. Исключение составляют йод и фтор, поступление которых с вином может полностью удовлетворить потребности человека в этих микроэлементах. Весьма вероятно, что в винодельческих регионах с низким содержанием иода в окружающей среде (Кавказ и Карпаты) традиционное потребление вина восполняет дефицит йода и препятствует развитию эндемического зоба [43].
Все витамины, присутствующие в вине, поступают в него из винограда. В процессе ферментации значительная часть их аккумулируется дрожжами. Поэтому молодое вино существенно обеднено витаминами. По мере выдержки вина и аутолиза дрожжевых клеток витамины постепенно освобождаются и снова поступают в вино. В процессе ферментации почти полностью исчезают аскорбиновая кислота и тиамин. Часть витаминов теряется при обработке и хранении вина.
Из таблицы N 2 следует, что витамины, содержащиеся в вине, могут обеспечить около 10% суточной потребности в них человека. Лишь мезоинозит и витамин Р, при потреблении вина в указанных выше пределах, обеспечивают потребность в них организма [6, 10, 17, 21, 22, 38, 52].
Фенольные соединения (ФС) в винах представлены в основном флавоноидами, в состав которых входят фенолокислоты, флавонолы, катехины, лейкоантоцианидины и антоцианидины (таблица 3). Продукты полимеризации катехинов и лейкоантоцианидинов принято называть танинами, которые включаются в более широкое понятие дубильных веществ. Особенно много ФС переходит из винограда в вина, приготовленные кахетинским способом. Общее содержание ФС в вине достигает 6 г/л [6, 55].
ФС вин обладают очень низкой токсичностью и, согласно современным представлениям, являются исключительно важными биологически активными веществами. Флавоноиды определяют Р-витаминную активность вин. Ряд ФС, входящих в состав вин, обладают антигипоксическим, антигипертензивным, противовоспалительным, антиаллергическим, кардио- и гепатопротективным, гиполипидемическим, противоопухолевым и радиопротекторным действием. Достаточно сказать, что флавоноиды рассматриваются в качестве наиболее перспективных соединений для создания высокоэффективных полифункциональных лекарственных препаратов. Широкий спектр их биологической активности обусловлен регулирующим влиянием на деятельность ряда ферментных комплексов, а
также способностью оказывать антиоксидантное и мембраностабилизирующее действие [3, 14, 34, 35, 40, 55].Показано, что содержание флавоноидов в красном вине в 20 раз превышает их содержание в белом [58]. Несмотря на широкое распространение ФС в растительном мире, вино может выступать в качестве их основного источника для человека. Подсчитано, что для населения США, потребляющего достаточно большое количество растительной пищи, употребление двух бокалов красного вина в день увеличивает содержание флавоноидов в диете на 40% [59]. Для населения регионов, потребляющего ограниченное количество овощей и фруктов этот процент может быть существенно выше. Недавно установлено, что биодоступность ФС вина значительно превосходит биодоступность ФС, содержащихся во фруктах и овощах. В растениях они находятся в виде полимеров и гликозидов, которые устойчивы к действию пищеварительных соков, мало растворимы в водной среде и потому почти не абсорбируются в кишечнике. В процессе ферментации вина такие аггрегаты распадаются до мономерных форм, благодаря присутствию этанола находятся в растворимой форме, длительно сохраняются в вине и хорошо абсобируются в кишечнике [60]. Наконец, вина содержат соединения фенольной природы, которые практически отсутствуют в растительном мире. К
числу таких соединений отностится триоксистилбен - ресвератрол. Он синтезируется в процессе ферментации красного вина дрожжевыми клетками Vitis vinifera [61]. В биологически значимых количествах, помимо вина, он обнаружен только в земляном орехе [62]. Согласно результатам недавних экспериментальных исследований ресвератролу отводится центральное место в реализации положительного влияния вина на здоровье человека [60].
К растворенным в винах газам относятся двуокись углерода и двуокись серы. Двуокись углерода образуется в значительном количестве. Большая часть ее рассеивается в воздухе, а меньшая - растворяется в вине, образуя угольную кислоту (до 5 г/л в игристых винах). Двуокись серы поступает в вина из винограда и используется в качестве пищевой добавки, оказывающей антимикробное и антоксидантное действие. Ее содержание лимитируется: в красных винах - 175 мг /л, а в белых - 225 мг/л [52].
Среди факторов, определяющих напряженность алкогольной ситуации в нашей стране, немаловажная роль отводится предпочтительному употреблению крепких алкогольных напитков. Расчет показывает, что население России более 80% алкоголя потребляет в виде водки, самогона и других крепких напитков. Согласно данным государственной статистики потребление вина в России за период с 1970 по 1985 годы колебалось в пределах 14 - 21 л на душу населения в год. В период проведения антиалкогольной кампании (1985 - 1977 гг.) оно сократилось до 6 - 8 л и, вопреки ожиданиям, продолжало уменьшаться, достигнув минимальной
отметки в 1993 году - 2,9 л на душу населения в год. В последующие, 1994-96 гг. наметился незначительный рост этого показателя. Таким образом, потребление вина в настоящее время составляет около 5 л на душу населения в год [16].Почти во всех винодельческих странах Западной Европы в последние двадцать лет отмечается устойчивая тенденция к сокращению потребления вина. Например, за период с 1982 по 1991 годы среднедушевое потребление этой категории алкогольных напитков сократилось во Франции с 88,0 до 66,8
л в год, Италии - с 91,4 до 56,8 л и Португалии - с 78,4 до 62,0 л. Напротив, в странах с исходно низким потреблением вина наблюдается рост его потребления. Так, за тот же период времени среднедушевое потребление этой категории алкогольных напитков увеличилось в Финляндии с 5,2 до 7,4 л в год, Норвегии - с 3,5 до 6,9 л, Швеции - с 10,4 до 12,3 л и Великобритании с 7,8 до 11,5 л. В странах, занимающих промежуточное положение по этому показателю, потребление вина изменилось незначительно [8, 37].Из приведенных данных следует, что Россия занимает одно из последних мест в Европе по объемам потребления вина. При предполагаемом суммарном объеме среднедушевого потребления чистого алкоголя в 14,5 л в год, на долю вина в нашей стране приходится около 4 % этанола (менее 1 л). Между тем, в странах с наиболее низким уровнем потребления вина (Финляндия, Швеция, Норвегия, Великобритания) на долю вина приходится 12 - 20% потребляемого чистого алкоголя. В “винопьющих” странах эта величина достигает 70 - 80%.
По своему токсическому потенциалу и способности вызывать развитие зависимости вино является значительно менее опасным напитком по сравнению с крепкими, дистиллированными алкогольными напитками. Учитывая примерно равное суммарное потребление алкогольных напитков
(в пересчете на абсолютный алкоголь) населением России, Франции и Италии, можно предположить, что значимость обусловленных алкоголем социальных и медицинских проблем в этих странах имеет разный удельный вес.Таким образом, виноградное вино, если рассматривать его как продукт питания, значительно превосходит по своим пищевым свойствам другие алкогольные напитки. Вино, особенно красное, является источником важных в биологическом отношении веществ, поступление которых в организм с другими пищевыми продуктами
ограничено или невозможно. Потребление вина в количестве, составляющем для мужчин 5-7% и для женщин 2-4% калорийности суточного рациона, при условии сбалансированного питания, не оказывает негативного влияния на организм. Изменение соотношения потребляемых населением алкогольных напитков в пользу вина способно положительным образом повлиять на алкогольную ситуацию в России.