Часть 1. Химический состав винограда и вина

Виноград	Вино
	Вещества, переходящие в вино из винограда	Вещества, которых не было в винограде
Углеводы Кислоты Азотистые вещества Фенольные вещества Ароматообразующие вещества Ферменты Витамины Минеральные вещества	Углеводы Кислоты Азотистые вещества Фенольные вещества Ароматообразующие вещества Ферменты Витамины Минеральные вещества	Этиловый спирт Глицерин и др. многоатомные спирты Высшие спирты Летучие (жирные) кислоты Альдегиды Сложные эфиры Нелетучие кислоты

В винограде содержатся (см. схему): углеводы, кислоты, азотистые вещества, фенольные вещества, ароматообразующие вещества, ферменты, витамины, минеральные вещества.

Вино состоит из:

1. Вещества, перешедшие в вино из винограда: углеводы (очень мало), кислоты, азотистые вещества (в 2-3 раза меньше), фенольные вещества (неполностью переходят), ароматообразующие вещества (частично теряются), ферменты (меньше), витамины (меньше), минеральные вещества (примерно такое же количество);

2. Вещества, которых не было в винограде и которые образовались при брожении: этиловый спирт (в большом количестве), глицерин и другие многоатомные спирты, высшие спирты, летучие (жирные) кислоты, альдегиды (в большом количестве), эфиры сложные, кетокислоты, нелетучие кислоты (молочная, янтарная, пировиноградная) и другие.

Глава 1. Кислоты

В се кислоты, содержащиеся в винограде и вине, можно условно разделить на следующие группы:

Рассмотрим подробнее каждую группу.

1.1. Неорганические кислоты

Фосфорная кислота - H₃PO_4­.

Содержится в виде фосфатов, которые поступают в виноград из почвы. Фосфорная кислота и ее соли являются необходимым источником питания дрожжевых клеток (микроорганизмы эллипсоидной формы, которые осуществляют процесс брожения).

Серная кислота - H₂SO₄.

Также содержится в виде солей.

Угольная кислота - H₂CO₃.

Практически не содержится в винограде, но содержится в вине. Она образуется в процессе брожения, содержится в молодых столовых винах (концентрация примерно 1 г/л). Особенно много угольной кислоты в игристых и шампанских винах - 810 г/л. В таких концентрациях угольная кислота предотвращает возможность возникновения процесса брожения. В игристых и шампанских винах угольная кислота образуется при естественном сбраживании сахара в герметичном сосуде (бутылке, резервуаре). Содержание угольной кислоты в шипучих винах несколько меньше, чем в игристых. Но это не продукт естественного брожения, а технологический прием - сатурация (газирование) вина.

По теории профессора Агабальянца, наряду со свободными формами, углекислый газ содержится в шампанских винах и в виде связанных форм, природа которых недостаточно изучена.

По мнению профессора Мержаниана, углекислый газ способен связываться с белками, пептидами, аминокислотами.

Предполагалось, что одной из химических форм связанного углекислого газа является диэтилкарбонат (диэтиловый эфир пирокарбоновой кислоты). Эксперименты показали, что это вещество не обнаруживается в шампанских винах. Кванто-механическими расчетами сотрудников кафедры было доказано, что углекислый газ способен образовывать химически устойчивые соединения с образованием ковалентных связей с аминокислотами и спиртами.

Сернистая кислота - H₂SO₃.

Также практически не содержится в винограде, но содержится в вине. Считается, что это продукт искусственного внесения диоксида серы SO₂ в виноградный сок и вино.

Работы молдавских ученых показали, что сернистая кислота частично образуется при брожении в концентрации 20-40 мг/л. Это явление также имеет большое технологическое значение, особенно при производстве коньяка и получении коньячного виноматериала.

Так при производстве коньячных виноматериалов запрещено вносить диоксид серы в виноградный сок, так как образующаяся в дальнейшем сернистая кислота разъедает медные аппараты при перегонке, взаимодействие сернистой кислоты с компонентами вина вызывает образование меркаптана, имеющего неприятный запах.

Сернистая кислота широко используется в виноделии, также нашел применение искусственный диоксид серы.

Сернистый ангидрид дозируется в виноградный сок в концентрации 30-100 мг/л.

Основные функции, которые выполняет диоксид серы:

1. Предотвращение сбраживания;

2. Снижение влияние кислорода (в качестве антиоксиданта);

3. Ингибирование действие активного окислительного фермента - полифенолоксидазы (данный фермент вызывает потемнение вин).

Функции диоксида серы:

1. Антисептик;

2. Антиоксидант;

3. Ингибитор активного фермента полифенолоксидазы. Этот фермент ускоряет потемнение сока.

Однако, диоксид серы - нежелательный продукт в вине.

1.2. Органические кислоты

Их номенклатура намного шире, чем неорганических. В виноделии различают титруемую кислотность, обусловленную нелетучими кислотами, и летучие кислоты.

1.2.1. Летучие (жирные) кислоты

Это одноосновные алифатические кислоты. Среди них в наибольшем количестве содержится уксусная кислота СН₃ - СООН, на долю которой в вине приходится ~80% всех летучих кислот.

Эти кислоты практически не содержатся в винограде, а образуются в процессе брожения (т.е. являются продуктом жизнедеятельности микроорганизмов).

Уксусная кислота и ее гомологи

Обладает острым, неприятным вкусом и резким запахом. В больших концентрациях ухудшает качество вина.

Содержание уксусной кислоты в столовых винах ~0,30,5 г/л; в красных винах ~0,81,0 г/л; в марочных винах ~1,21,4 г/л.

Уксусная кислота является нормальным, естественным продуктом спиртового брожения. Она образуется в результате метаболизма дрожжевых клеток из продуктов анаэробного метаболизма гексоз - глюкозы и фруктозы. Относится к числу вторичных продуктов спиртового брожения. Уксусная кислота может образовываться при уксуснокислом скисании (брожении). Уксуснокислое скисание вызывается уксуснокислыми бактериями и является болезнью вина. Уксуснокислое скисание возникает при хранении столовых вин в неполных емкостях. Это результат аэробного ферментативного превращения этилового спирта в уксусную кислоту.

При уксуснокислом скисании концентрация уксусной кислоты и ее эфира с этиловым спиртом СН₃ - СОО-С₂Н₅ (этилацетатом) увеличивается в несколько раз. В вине возникает неприятный резкий привкус и аромат уксусного скисания - ШТИХ. Такие вина подлежат забраковке и лечению.

Пропионовая СН₃ - СН₂ - СООН и масляная СН₃ - (СН₂)₂ - СООН кислоты имеют неприятный прогорклый запах. В вине их концентрация незначительна, но она резко возрастает при болезни вин, которые вызываются пропионово- и маслянокислыми бактериями. Эти вина трудно излечить, они подлежат забраковке и уничтожению.

В вине также содержатся следующие кислоты:

изовалериановая кислота	валериановая кислота
СН3 - (СН2)4 - СООН	СН3 - (СН2)5 - СООН
капроновая кислота	энантовая кислота
СН3 - (СН2)6 - СООН	СН3 - (СН2)7 - СООН
каприловая кислота	пеларгоновая кислота
СН3 - (СН2)8 - СООН	СН3 - (СН2)10 - СООН
каприновая кислота	лауриновая кислота
СН3 - (СН2)12 - СООН	СН3 - (СН2)14 - СООН
миристиновая кислота	пальмитиновая кислота

Эти кислоты содержатся в виде сложных эфиров и являются твердыми веществами. Этиловые эфиры кислот с 6-10 атомами углерода (С₆-С₁₀) относятся к разряду ЭНАНТОВЫХ ЭФИРОВ, которые создают ВИННЫЙ ТОН. Велико содержание энантовых эфиров в коньячных спиртах.

Кроме насыщенных жирных кислот, в вине содержатся и ненасыщенные жирные кислоты (имеющие в своем составе двойные связи).

К ним относятся олеиновая, линолевая и линоленовая кислоты (содержат в своем составе одну, две и три двойные связи соответственно). Эти кислоты содержатся в основном в липидах винограда (воска. покрывающие кожицу ягоды), в жирах вина в виде глицеридов жирных кислот.

1.2.2. Нелетучие кислоты

К нелетучим кислотам относятся:

1. Оксикислоты (содержат в своем составе гидроксильную группу);

2. Кетокислоты (содержат в своем составе кетогруппу или карбонильную группу);

3. Алифатические кислоты;

4. Монокарбоновые кислоты (содержат в своем составе одну карбоксильную группу);

5. Дикарбоновые кислоты (содержат в своем составе две карбоксильные группы);

6. Трикарбоновые кислоты (содержат в своем составе три карбоксильных группы).

К оксикислотам относятся такие кислоты, как

ОН – СН2 - СООН
гликолевая кислота	молочная кислота

Характерный представитель кетокислот

пировиноградная кислота

Дикарбоновые кислоты

Янтарная кислота	щавелевая кислота
яблочная кислота	винная кислота

К трикарбоновым кислотам относится лимонная кислота

лимонная кислота

Винная кислота

	D-Винная кислота	L-Винная кислота

В винограде в основном содержится D-винная кислота.

На долю винной кислоты приходится 40-60% в вине от всех нелетучих кислот, т.е винная кислота является основной кислотой в вине.

Винная кислота участвует в процессах созревания вина.

Окислительно-восстановительный процесс превращения винной кислоты при созревании вина:

Винная кислота	Диоксифумаровая кислота	Дикетоянтарная кислота

Эта система является окислительно-восстановительной и приводит к снижению окислительно-восстановительного потенциала, из-за чего вино приобретает восстановительные свойства.

Если доступ кислорода ограничен, происходит медленное окисление и образование большого количества диоксифумаровой кислоты. При длительном окислении происходит созревание вина. Винная кислота оказывает влияние на стойкость вина, особенно ее соли - такие как виннокислые калиевые и кальциевые соли. При повешенном содержании таких солей винной кислоты, а также их смесей (такие смеси носят название “ВИННЫЙ КАМЕНЬ”), в вине выпадает кристаллический осадок. Вознкает “кристаллическое” помутнение, что является признаком недоброкачественности вина.

Существует два направления борьбы с данным явлением:

1. Охлаждение вина до температуры, близкой к замерзанию, и выдерживание вина в течение некоторого времени. Обработка вина холодом приводит к выделению осадка этих солей. Также интенсификация процесса выпадения осадка солей происходит при добавлении в вино порошка солей винной кислоты, кристаллы которых являются центрами кристаллизации.

2. Стабилизация вина с помощью введения коллоидов или химических веществ (метавинная кислота).

Но основным является первое направление борьбы с кристаллическими помутнениями.

Следует отметить, что французские ученые Жан Риберо-Гайон и Эмиль Пейно, а также советский ученый А.К.Родопуло, уделяли большое внимание изучению роли винной кислоты, в процессах созревания и старения вина. При многолетней выдержке винная кислота остается практически не этерифицированной.

Яблочная кислота

Яблочная кислота, как и винная, относится к дикарбоновым кислотам.

Яблочная кислота содержится в незрелых ягодах винограда. В незрелом винограде яблочной кислоты больше, чем винной кислоты. Но по мере созревания винограда содержание яблочной кислоты уменьшается. Большое содержание яблочной кислоты придает вину “зеленый привкус”, что является недостатком вина. Таким вкусом обладают некоторые вина Молдавии и Ростовской области. Содержание яблочной кислоты в созревшем винограде в два раза меньше винной кислоты.

Яблочная кислота - продукт, который может утилизироваться бактериями, называемые бактериями яблочно-молочного брожения.

Яблочно-молочное брожение играет положительную роль для высококислотных вин, так как приводит к появлению в вине мягкого вкуса за счет снижения кислотности вина.

Образование этиллактата (этилового эфира молочной кислоты)

Этиллактат является косвенным показателем высококачественных красных столовых и шампанских вин.

Яблочно-молочное брожение очень полезно для вин северных районов, так как они являются высококислотными.

По мнению французских ученых, яблочно-мо111111Ѐое брожение обязательно для получения высококачественных красных вин, таких как Бордосские вина.

Обычно яблочно-молочное брожение протекает вслед за спиртовым брожением, иногда оно начинается весной, когда повышается температура .

Для южных районов яблочно-молочное брожение является нежелательным, потому что южные вина имеют низкую кислотность и при прохождении яблочно-молочного брожения (ЯМБ) вино приобретает “плоский вкус” (за счет очень сильного понижения кислотности вина). При интенсивном прохождении процесса ЯМБ вино приобретает вкус кислой капусты.

Важную роль ЯМБ играет в производстве фруктовых (плодово-ягодных) вин, в которых важными кислотами являются лимонная и яблочная. Однако для фруктовых вин падение кислотности равнозначно потере вина, поэтому не следует допускать ЯМБ.

При яблочно-молочном брожении бактерии используют (разлагают) не только яблочную, но и лимонную кислоту.

Янтарная кислота

Янтарная кислота

Янтарная кислота содержится в небольшом количестве в винограде и образуется при брожении как вторичный продукт.

Образование этилсукцината и диэтилсукцината

По мере увеличения возраста вина в нем накапливается очень большое количество этилсукцината, а в очень выдержанных винах - диэтилсукцината. Данные вещества являются показателями выдержки вина.

Кислоты влияют на формирование вкуса, букета и стабильности вина, придают вину кислый вкус. Избыточное содержание кислот в вине вызывает “зеленую кислотность”, а очень низкое содержание кислот придает плоский вкус. Низкое рН вина препятствует размножению болезнетворных микроорганизмов. Так, при эпидемии холеры врачи рекомендуют пить столовые вина.

Вопросы для самоконтроля:

1. На какие группы делятся кислоты, содержащиеся в винограде и вине?

2. Какие кислоты относятся к неорганическим и какова их роль?

3. Роль сернистого ангидрида в виноделии?

4. На долю какой кислоты приходится 80% всех летучих кислот?

5. Классификация нелетучих кислот.

6. Причины и методы борьбы с "винным камнем".

7. Яблочная кислота и ее свойства.

8. Технологическое значение кислот?

Тесты по теме:

1. Янтарная кислота относится к:

А) Кетокислотам; Б) Оксикислотам; В) Дикарбоновым кислотам; Г) Неорганическим кислотам.

2. Винным камнем называется:

А) Смесь виннокислого магния с кислым виннокислым натрием; Б) Смесь виннокислого кальция с кислым виннокислым калием; В) Смесь виннокислого кальция с кислым виннокислым железом.

3. Трикарбоновые кислоты в вине представлены:

А) Молочной кислотой; Б) Линолевой кислотой; В) Лимонной кислотой; Г) Эруковой кислотой.

4. К летучим кислотам относятся:

А) Валериановая кислота; Б) Сернистая кислота; В) Уксусная кислота; Г) Угольная кислота.