2020 Fiscal Year Research-status Report
Evaluation of pigments and astringent taste by non-enzymatic oxidationn in red wine
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20K05874
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
久本 雅嗣 山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (00377590)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ワイン / アントシアニン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
赤ワインの品質の評価する上で色調は重要な要素であり，赤ワインの赤色はブドウ果皮に含まれるアントシアニンに由来している．近年の温暖化の影響により赤ワイン用のブドウの着色不良（アントシアニンの蓄積）の問題は国内外の銘醸地で報告されており，ワインの品質に影響している．この課題を解決するため，赤ワイン醸造の工程で色素の安定化・増強する取り組みが行われているが，これらの多くは細かな議論が多く，醸造全体を通して最終的に赤ワインの色素は安定化したのか？その原因は何か？という問いに対して明確に説明できる回答はほとんどない。本研究課題は，ワイン醸造全体を通して色素の安定化のメカニズムや生産方法に着目し，①アルコール発酵前の色素の安定化，②ワインのアルコール発酵中の色素の安定化，③ワインの熟成中の色素の安定化，④ワインの渋味への影響について検討し，赤ワインの色素安定化とその要因と味への影響を明らかにすることである．
本研究計画の初年度は，アントシアニンがアセトアルデヒドのような発酵中に生成するエタノール由来のプロトン化したカルボニル化合物と反応して安定なアントシアニン誘導体を形成するだけでなく，ブドウの破砕直後の浸漬状態やアルコール発酵がほとんど起こっていないマセレーション初期の段階の実験を実施した．具体的にはブドウ果汁の中での反応系（モデルブドウ果汁）を作成し，アントシアニンと酒石酸から生成するアントシアニン誘導体の同定とその特徴について検討した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
アントシアニンはpH条件によって色調が変化し、ワインで酸化防止剤として添加される亜硫酸によって無色化する。しかし、アントシアニンが他の化合物と反応して新たな誘導体を形成して着色形態での安定化が起きる。ブドウ果汁中に含まれる酒石酸の分解によって生じるグリオキシル酸はアルデヒド基を有しており、反応性が高いことから、グリオキシル酸架橋反応でアントシアニン誘導体を形成している可能性がある。そこでグリオキシル酸架橋反応で生成するアントシアニン誘導体の構造を明らかにし、色の評価と性質を調べることを目的とした。
Malvidin- 3-O-glucoside（Mv3g）の終濃度が4.0 mMになるように、pH 4.0に調整した10 mMグリオキシル酸溶液を添加した。サンプルは25℃の暗所で反応させ、UPLC-DAD-MS/MSで反応の様子を観察した。新たに生成した化合物を分取し、UPLC-MS/MSとNMRを用いて構造解析を行った。また、試料を長時間反応させると新たに別の化合物が生成したことを観測したため、この化合物についてpH変化、亜硫酸添加による色（Lab）の評価を行った。
反応28時間で試料の色調が赤から紫に変化し、新たな化合物が生成し（Compound 1）、Mv3gのC8位同士で、グリオキシル酸架橋によって結合した二量体であることが示唆された。また、Compound 1をさらに反応させて生成した化合物（Compound 2）はMv3gと比べてpH変化に対しても安定で、亜硫酸による影響を受けにくいことがわかった。また、Compound 2はCopigmented Anthocyanin由来の化合物ではないことが示唆された。
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| Strategy for Future Research Activity |
ワイン中ではアセトアルデヒドがアルデヒド類の90%を占めると考えられており，赤ワインにおいて，グリオキシル酸に関する研究はあまり行われていない．しかしながら，グリオキシル酸は条件によってはワイン中で大きく増加する．また，アセトアルデヒドに比べ，カテキンの様な求核位置を持つフェノール類との高い反応性と，水素結合による安定性を持つことが示唆されており，重要な意味を持つ可能性がある．そこで，2021年の実験結果を踏まえ、遷移金属とグリオキシル酸，およびアントシアニンの相互作用について明らかにすることで，完全な理解を得ることが難しい赤ワイン製造と色調の関係について新たな知見を提供する．そのために本研究では発酵開始以前のアントシアニン誘導体化に着目し，グリオキシル酸または、酒石酸および遷移金属のFe存在下でアントシアニン誘導体形成と色調への影響，その後の誘導体の挙動について明らかにする．
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