2.4.1 Біологічна схема виробництва

Технологія хересу заснована на сукупності біохімічних і фізико-хімічних процесів, що протікають за участю компонентів вина і дріжджів, що знаходяться в плівковій (аеробній) стадії розвитку.

Cпиртове бродіння. При виробництві виноматеріалів для хересу проходить первинне бродіння виноматеріалу – спиртове. Під дією дріжджів цукор виноградного сусла перетворюються на етиловий спирт з виділенням вуглекислого газу. Безпосередньо зброджуються: глюкоза, фруктоза, маноза, галактоза; із дисахаридів - мальтоза, сахароза - після розщеплення їх ферментами дріжджів. Окрім основних продуктів з цукрів утворюються інші продукти бродіння. Зі 100 г С₆Н₁₂О₆ утворюється 48,4 г етилового спирту, 46,6 г діоксиду вуглецю, 3,3 г гліцерину, 0,5 г янтарної кислоти і 1,2 г суміші молочної кислоти, ацетальдегіду, ацетоіна та інших органічних сполук.

Під час спиртового бродіння розщеплення глюкози починається гліколітичним шляхом. У гліколітичних реакціях глюкоза розщеплюється і окиснюється до двох молекул пірувату, відбувається сусбтратне фосфорилювання двох молекул АДФ із утворенням АТФ, а також відновлюються до НАДH дві молекули НАД⁺. За аеробних умов НАДH знову окиснюється віддаючи електрони через ряд посередників на молекулярний кисень, і тоді знову може бути використаний у процесі гліколізу. В анаеробних умовах регенерація НАД⁺ відбувається у кінцевих етапах бродіння, під час яких акцептором електронів є сам піруват або його похідні: у випадку спиртового бродіння — ацетальдегід.

Ацетальдегід утворюється із пірувату шляхом декарбоксилювання (відщеплення вуглекислого газу), яке каталізується піруватдекарбоксилазою. Цей фермент потребує присутності іонівMg²⁺ та містить ковалентно приєднаний кофермент тіамінпірофосфат.

Наступним кроком є відновлення ацетальдегіду до етилового спирту завдяки перенесенню гідрид іона із НАДH, утвореного у гліколізі. Реакція відбувається за участі ферментуалкогольдегідрогенази, що містить в активному центрі іон цинку, який поляризує карбонільну групу субстрату полегшуючи приєднання гідриду. Кінцевими продуктами спиртового бродіння на одну молекулу глюкози є дві молекули етилового спирту, дві молекули CO₂, та дві молекули АТФ.

Рис. 2.2 - Схема спиртового бродіння

СООН — СНОН - СН₂ - СООН - I _> сн₃ — СН₂ОН + 2С0₂

Рис. 2.3 – Яблучно-молочне бродіння

Хересування. У період дозрівання і старіння вин всі групи речовин, що входять до їх складу, піддаються складним перетворень, загальний характер яких може бути представлений схемами (табл. 2.7):

Таблиця 2.7 – Хімічні перетворення у вині

Процеси	Групи речовин	Кінцеві продукти
Окислювально-відновні процеси	Фенольні сполуки Азотисті речовини Вуглеводи Органічні кислоти Спирти	Хінони Альдегіди Кислоти
Етерифікація	Спирти Кислоти	Эфіри
Меланоідиноутворення	Азотисті речовини Карбонільні сполуки	Альдегіди Кислоти Спирти Меланоідіни
Гідроліз	Азотисті сполуки Вуглеводи	Пептиди Амінокислоти Моноцукри
Полімеризація Конденсація	Фенольні сполуки Азотисті сполуки	Танати Полімери

У розвитку смаку вина, тонів зрілості вносить вклад кожна з реакцій. Букет формується головним чином під впливом окисно-відновних процесів, процесів етерифікації та меланоідиноутворення. Колір і прозорість (випадання осадів) залежить від окисно-відновних процесів, полімеризації та конденсації, а також меланоідиноутворення.

Окисно-відновні процеси. Окисно-відновні процеси, що протікають у винах, обумовлені поглинанням кисню повітря при технологічних операціях (переливка, фільтрація). Розчинність кисню у виноматеріалах залежить від температури, вмісту спирту, вмісту екстрактивних речовин. При підвищенні температури і екстрактивності розчинність кисню знижується, а при збільшенні концентрації спирту - збільшується. Максимальна розчинність кисню у виноматеріалах може коливатися в межах 8 - 10 мг / л.

Зі зменшенням розчиненого кисню у вині під плівкою спостерігається падіння окисно-відновного потенціалу, який до кінця хересування знижується з 480 до 264 мв і відповідно рН знижується з 22,99 до 15,45 в кінці. Формування ясно вираженого хересного тону в вині відзначено при рН 16,85. Швидкість витрачання кисню у вині залежить від температури, концентрації розчиненого кисню і хімічного складу вина. В середньому його витрачається 0,5 мг/л на добу. На інтенсивність поглинання кисню вином впливають вміст фенольних сполук, сірчистої кислоти, деяких органічних кислот і ряду металів, наявність окисних ферментів.

Утворення альдегідів та ацеталей. Процес хересування умовно включає дві стадії - на першій стадії відбувається переважне накопичення альдегідів, а на другій - ацеталей. При цьому дозрівання Хереса можна характеризувати відношенням альдегід/ацеталь, яке для витриманих високоякісних вин постійно зменшується, наближаючись до 1.

Основним альдегідом вина є оцтовий альдегід (ацетальдегід). У Хересі виявлені поряд з ним фурфурол, пропіоновий, масляний і валеріановий альдегіди, а також ароматичні альдегіди - ванілін, бузковий, коніферіловий і сенаповий. Комплекс цих альдегідів складає основу винного аромату. Кожен з вище вказаних альдегідів надає вину свої відтінки аромату:

Ферментативне окислення етилового спирту в ацетальдегід:

С₂Н₅ОН ↔ СН₃СНО + Н₂

Хересний тон обумовлений не тільки альдегідами, але і ацеталями, які повідомляють провину м'якість і приємний аромат. Головну роль при цьому відіграє діетілацеталь, який утворюється шляхом конденсації етилового спирту з оцтовим альдегідом:

С₂Н₄O + 2С₂Н₅ОН = СН₃СOОС₂Н₅) 2 + Н₂О

Найважливішими компонентами букета Хереса є також ефіри і спирти. Так етилмаслянний і малоновий ефіри надають вину аромат ананасу, етілянтарний і глутаровий - приємний фруктовий аромат.

Утворення ефірів. Особливу роль у формуванні букета хереса грають висококиплячі ефіри етилкапронат і етилкаприлат, а також етиллактат, які є основними компонентами аромату іспанських вин цього типу. Велике значення мають і різні спирти, які часто мають приємним квітковим ароматом - ізобутиловий, аміловий, н-гексиловий, ізоаміловий, бета-фенілетиловий. Ізомасляний альдегід і етиловий ефір утворюються лише за наявності хересних дріжджів і тим в більшій кількості, чим довше виноматеріал витримується під плівкою. Під хересною плівкою відбувається також утворення етилового ефіру масляної кислоти, діетиловий ефір масляної, валеріанова, малеїнової і винної кислот, фумарової кислоти. У той же час пропіонова кислота і етиловий ефір валеріанової кислоти в процесі хересування повністю зникають.

Складний букет хереса не обмежується вмістом альдегідів, ацеталей, спиртів і ефірів, він включає цілий ряд інших сполук, серед яких важливе значення належить ацетоіну, діацетілу, 2,3-бутиленгліколь, гліцерину та інших продуктів бродіння виноградного сусла.

Перетворення органічних кислот. У процесі хересування компоненти вина зазнають глибокі зміни. Винні дріжджі володіють повним комплексом окисно-відновних ферментів, які каталізують перетворення органічних кислот вина. Хересування супроводжується значною зміною летючих кислот, відбувається зниження, головним чином, оцтової кислоти, ізомасляної, капронової та каприлової, в той же час декілька зростає вміст н-валеріанової і капріновой кислот. Змінюється і якісний склад кислот. У порівнянні з вихідним вином у Хересі з'являється щавлева, гліколева, фумарова і глутарова кислоти.

Метаболізм нелетких органічних кислот при хересуванні має складний характер і залежить від багатьох факторів, серед яких переважне вплив робить спосіб хересування. При цьому можна виділити загальну тенденцію процесу - зниження вмісту практично всіх органічних кислот. В той же час в окремих випадках при плівковому методі хересованія зростає концентрація лимонної, молочної та янтарної кислот, при беспленочной методі - янтарної і оцтової, при глибинному - лимонної і яблучної.

Вміст яблучної кислоти, яка служить гарним субстратом для розвитку бактерій кислотознижувачів, здатних використовувати альдегіди і призводити до дехересезаціі вина, у виноматеріалах, що спрямовуються на виробництво Хереса, має бути мінімальним. У винах з рН нижче 3,5 молочнокислі бактерії, що викликають різні захворювання, не розвиваються, тому для виробництва Хереса обирають виноматеріали з низьким рН (3,2 - 3,3), що виключає можливість розвитку молочнокислих бактерій.

Джерела азоту. Під плівкою хересних дріжджів відбувається зниження вмісту і повне споживання аміачного азоту. При цьому в найбільшій мірі використовується тирозин, лейцин, гістидин, аланін, аргінін, валін і лізин. В той же час практично без зміни залишається зміст цистину, лізину, аспарагінової і гамма-аминомаслянной кислот, серину й проліну.

Сутність метаболізму амінокислот, незалежно від способу хересування, складають їх реакції окислювального дезамінування, переамінування і декарбоксилювання, а також участь в обміні органічних кислот, що каталізуються ферментами. Таким чином, амінокислоти виступають в якості генетичних попередників різних кетокислот, альдегідів, середніх ефірів і вищих спиртів, що визначають характерні особливості смаку та аромату Хереса.

Вітаміни та дубильні речовини також потрібні в процесі хересування. Хересні дріжджі потребують обов'язково біотин. Вітамін В₁ вони здатні синтезувати самі. За півроку витримування вин під хересною плівкою кількість рибофлавіну знижується на 48 – 50 %, тіаміну на 40 – 100 %, нікотинової кислоти на 13 – 30 %. Додавання ряду вітамінів до вина перед витримуванням позитивного ефекту не дає. З введенням автолізату дріжджів в вино перед витримуванням кількість зазначених вітамінів підвищується. При введенні 1 % автолізату вдвічі збільшується вміст тіаміну і нікотинової кислоти в 2,5 рази.

Грубість смаку пов'язана із підвищеним вмістом у вині таніну. Підвищений вміст таніну гальмує утворення хересної плівки і освітлення вина. Встановлено, що танін в дозах 0,3 - 0,4 г/л затримує ріст дріжджів і викликає потемніння плівки; вона стає тонкою, вологою і швидко опадає.