1. Кишковский з.Н., Скурихин и.М. Химия вина.-2-е изд.,перераб. И доп. – м.:Агропромиздат, 1988.- 254 с.

2. Нилов в.И.,Скурихин и.М. Химия виноделия.- м.: Пищевая промышленность,1967.-441 с.

3. Родопуло а.К. Биохимия виноделия.- м.:Пищевая промышленность,1971.-371 с.

Наряду с органическими соединениями в винограде и вине содержатся минеральные вещества. Общее количество их может быть охарактеризовано содержанием золы (остаток после сжигания органических соединений), в состав которой входят катионы и анионы.

Содержание золы в винах зависит от сорта винограда, почвенно- климатических условий, технологии переработки винограда и может составить 1,1-4,6 г/дм³.

Состав минеральных веществ

Одни минеральные вещества в винограде и вине представлены в довольно ощутимых количествах (например, калий), содержание других не превышает 1 мг/дм³. В сусле обнаружены минеральные вещества в количестве 3-5, в вине – 1,5-3,0 г/дм³, что составляет 5-15% общего количества экстрактивных веществ (без сахара) как в сусле, так и в вине.

Уменьшение количества минеральных веществ в винах обусловлено выпадением в осадок части элементов в виде солей в процессе брожения, обработки и хранения вина ( при оклейке,термическом воздействии и др.). Часть минеральных веществ используется дрожжами.

Содержание минеральных веществ в винах зависит от сорта винограда, места его произрастания, агротехники, технологии переработки. Оно может колебаться в значительных пределах.

Минеральные вещества в винограде и вине находятся как в неорганической, так и в органической форме. Так,от 10 до 60% фосфорной кислоты находится в органической форме ( в виде лецитина, гексозо-, пентозо- и триозофосфатов, в составе некоторых витаминов). Примерно 10% серы приходится на метионин и глютатион, сера входит в состав белков, ферментов и других органических веществ. Многие элементы содержатся в витаминах, ферментах, белках и других органических соединениях.

Железо, например, образует комплексные соли с винной, лимонной и некоторыми другими кислотами. Органические формы минеральных веществ прочнее неорганических.

Содержание минеральных веществ в винограде ( а следовательно, и в вине) в значительной мере зависит от сорта, степени зрелости, климатических условий, состава почвы и приемов агротехники.

В винограде, выращенном вблизи моря, содержание хлора и натрия может составить до 2г/дм³, брома – до 3мг/дм³.Эти количества значительно превышают обычные. При внесении на виноградниках минеральных удобрений содержание некоторых элементов в винограде может заметно увеличиваться.Так, при внесении в почву суперфосфата повышается содержание фосфора в винах.

При нормальном созревании винограда содержание минеральных веществ в нем обычно увеличивается и возрастает щелочность золы. Из структурных элементов ягоды в наибольшей степени при созревании обогащается минеральными веществами мякоть, затем кожица, тогда как в семенах содержание их изменяется незначительно.

Соотношение элементов в разных частях грозди заметно колеблется. Содержание минеральных веществ увеличивается при обработке сусел и вин бентонитом, при гипсовании,меловании, сульфитации.

При брожении сусла общее содержание минеральных веществ значительно снижается вследствие выделения в осадок солей K, Ca, Mg и других металлов, ассимиляции дрожжами фосфорной кислоты Fe, Cu, Zn, As, Pb ,Mo,W и других элементов. В зависимости от исходного содержания этих элементов, расы дрожжей и условий брожения дрожжами может потребляться от 20 до 90% указанных элементов. В крепких и особенно в десертных винах содержание минеральных веществ, как правило, выше, чем в сухих.

При выдержке вина происходит выделение в осадок некоторых элементов. Например, K и Cu выделяются в виде тартратов и оксалатов, Fe, Cu, Pb, взаимодействуя с фенольными веществами и белками, образуют трудно растворимые танаты или танино-белковые соединения и выпадают в осадок. Сходные явления наблюдаются при оклейке вин желатином, рыбным клеем или другими белковыми оклеивающими веществами. Наоборот, при обработке бентонитом возрастает содержание Ca, Fe. При выдержке вин в железобетонных или металлических резервуарах без соответствующих покрытий, длительном контакте с металлическим оборудованием происходит заметное обогащение вин некоторыми элементами. В отдельных случаях содержание железа в винах достигает 50 мг/дм³.

Среди минеральных веществ вина особое место занимают по своей значимости диоксид углерода и диоксид серы. Первый, как известно, является естественной составной частью вина и содержится во всех винах. Значительные количества его содержатся в игристых винах. Диоксид серы может образовываться некоторыми расами дрожжей при брожении, а также вноситься искусственно в сусло и вино. Благодаря своим специфическим свойствам он находит сейчас самое широкое применение в виноделии.

Диоксид углерода. Присутствует во всех винах. Прежде всего это СО₂ брожения, в винах он может появляться также в результате микробиальных и окислительных процессов.

В игристых винах содержание СО₂ составляет ( в г/дм³): в белых – 5,5-6, в красных – 9,6-9,9. Присутствие диоксида углерода в таких количествах обусловливает специфику вкуса, а также игристые и пенистые свойства игристых вин.

Специфические свойства шампанского в значительной степени определяются диоксидом углерода, адсорбированным на коллоидах вина . В присутствии экстрактивных веществ вина, в том числе аминокислот и особенно белков, а также при добавлении желатина и автолизатов дрожжей количество связанного СО₂ увеличивается. Это объясняется тем, что молекулы белка адсорбируют СО₂, а их азотсодержащие функциональные группы химически взаимодействуют с диоксидом углерода.

Диоксид углерода, растворенный в вине (1-2,5г/дм³), тормозит размножение дрожжей. Повышенное содержание СО₂ (до 15мг/дм³) задерживает брожение.

Диоксид серы.Ранее считалось, что SO2 не является естественной составной частью винограда и вина. В последнее время было, однако, показано, что некоторые винные дрожжи из соединений серы, содержащиеся в винограде, при брожении могут образовывать заметные количества SO₂ – до50 мг/дм³ и более.

Диоксид серы широко используется на разных этапах переработки винограда и изготовления вина, что обусловлено его антисептическими и антиоксидантными свойствами.

В суслах и винах, помимо свободных форм, сернистая кислота находится в соединении с некоторыми компонентами. Эту часть условно называют связанной. Сумма свободной и связанной сернистой кислоты называют общей. Обычно свободные формы SO₂ составляют 10-30% общего количества SO₂, лишь редко до 40%.

Диоксид серы связывается главным образом карбонильными соединениями (альдегиды, кетоны). Прочность образовавшихся веществ зависит от типа такого соединения, рН,температуры. Так, в щелочной среде они нестабильны уже при обычной температуре, в кислой – для их разрушения нужны повышенные температуры (десульфитация соков).

Основными веществами, связывающими SO₂, являются продукты метаболизма дрожжей, образующиеся при брожении,-этаналь, пировиноградная и 2-кетоглутаровая кислоты, а также соединения самого винограда.

Другие содержащиеся в винах карбонильные соединения менее активно реагируют с SO₂ и дают непрочные лабильные соединения, которые легко распадаются и восполняют свободный диоксид серы при его расходовании. Установление в этом случае равновесия между свободными и связанными формами SO₂ может длиться много дней, в то время как в случае этаналя оно происходит за минуты.

Моносахариды (глюкоза, фруктоза, арабиноза и др.) слабо связывают SO₂. В растворах сахаров альдегидные и кетонные функции проявляются формами, занимающими транзитное положение в равновесии ациклических и циклических их форм.

Рассмотрим важнейшие соединения, которые образуются при связывании сернистой кислоты в винах.

Альдегидсернистая кислота образуется в результате реакции H₂SO₃ с альдегидом:

Альдегидсернистая кислота характерна для сухих вин и сбраживаемых сусел. В сухих винах (особенно белых)представлено до 50-70% сязанных форм SO2. Константа диссоциации альдегидсернистой кислоты очень низка, поэтому свободного диоксида серы в присутствии этой кислоты в растворе может содержаться около 1-3%. Изменение рН в кислой зоне ( в пределах рН вина) не влияет на константу диссоциации кислоты. Повышение температуры, например, с 20 до 37⁰С также заметно не изменяет константу диссоциации, что очень важно, так как концентрация SO₂ в результате распада соединений с альдегидами не может заметно повышаться в желудке человека при потреблении вина.

При выдержке вина вследствие постепенного снижения содержания свободного диоксида серы ( испарение, окисление, реакция с другими веществами) происходит распад альдегидсернистой кислоты и освобождение свободного ацетальдегида, который в свою очередь, вступает в реакцию с другими компонентами вина, например с красящими веществами.

Антимикробное действие SO₂. Количество SO₂, вводимого в сусло или вино, не является той концентрацией, действию которой подвергаются микроорганизмы. Установлено, что только свободный SO₂ является основной формой, обладающей антимикробным действием.

Для предупреждения брожения необходимо обеспечить в сусле концентрацию молекулярного SO₂ 1,5 мг/дм³. Для обеспечения биологической стойкости вин, содержащих остаточный сахар, достаточно молекулярного SO₂ 1,2 мг/дм³. Более низкие его концентрации могут быть использованы в случае хранения вин при пониженных температурах. Характерный запах диоксида серы появляется при концентрациях его молекулярной формы 2 мг/дм³ и более.

Подробное изучение механизма действия SO₂ на микроорганизмы показало,что молекулярный SO₂ действует на клеточные мембраны дрожжей и разрушает их структуру. Он также ингибирует ферментные системы и может иметь мутагенное действие. Устойчивость разных родов и штаммов дрожжей к SO₂ неодинакова и может быть им присуща или приобретена. В последнем случае она связана с мутагенным действием SO₂ и является следствием скорее генетических изменений, чем физиологического действия SO₂. Приобретенная к SO₂ устойчивость способна передаваться у дрожжей по наследству и сохраняться.

Технологическое значение минеральных веществ

Минеральные вещества играют важную роль в развитии виноградного растения, а также в процессах, происходящих при изготовлении вина. Они входят в простетические группы большого числа ферментов, содержатся в витаминах, образуют комплексы с другими органическими соединениями. Так медь и железо содержатся в о-дифенолоксидазе, пероксидазе, каталазе, цитохромоксидазе; магний – в β- фруктофуранозидазе, некоторых фосфатазах; марганец, кобальт, цинк – в малатдегидрогеназе, декарбоксилазе щавелевоуксусной кислоты. Кобальт входит также в состав витамина В₁₂, магний - в состав хлорофилла.

В процессе образования комплексных соединений химическая активность некоторых металлов может значительно возрастать. Так, комплексная соль тартрата железа весьма активно катализирует окисление винной кислоты в диоксифумаровую. Некоторые микроэлементы используются для корневой либо внекорневой подкормки виноградников. Они улучшают обмен веществ растений, вследствие чего урожайность винограда увеличивается, повышается его сахаристость.

Минеральные вещества активно участвуют в процессах, происходящих при изготовлении вин. Так, наличие их в сусле необходимо для развития дрожжей. Как правило, в сусле содержатся все химические элементы, необходимые для нормальной их жизнедеятельности.

Ряд металлов, прежде всего железо и медь, активно участвует в окислительно-восстановительных процессах при созревании вин.Например, железо в окисной форме (Fe³⁺) с фенольными веществами вин образует труднорастворимые танаты черноватого цвета, которые могут вызвать помутнения (черный касс). Образование осадка зависит от рН вина. Наибольшие количества его образуются при рН от 3 до 3,5 и наличие в вине свободного железа. Свободное железо может при взаимодействии с фосфорной кислотой в белых винах образовывать труднорастворимое соединение белого цвета. В результате этого в вине появляется помутнение, называемое белым кассом.

Некоторые органические кислоты (лимонная, яблонная, в меньшей степени винная), напротив, способны связывать некоторые металлы, в частности железо, в растворимые комплексы. В связи с этим лимонная кислота используется в ряде стран для предотвращения помутнений вин , содержащих повышенные количества железа . Железо, связанное в комплексы, не вызывает помутнений. Известны случаи, когда вина,содержавшие 50-70 мг/дм³ железа( так называемого общего), были устойчивы в отношении кассов, так как большая часть его находилась в форме комплексного соединения. Причем, только при содержании общего железа не более 7 мг/дм³ помутнений, связанных с этим металлом, практически не возникает.

Медь также может в присутствии сернистой кислоты и белковых веществ образовывать труднорастворимый коричневый осадок ( медный касс). В отличие от железа в этой реакции участвует восстановленная форма меди (Сu¹⁺ ). Критическая концентрация меди, способная вызвать помутнения, равна 1 мг/дм³. Имеются также данные об образовании труднорастворимых

соединений меди с лейкоантоцианами, которые дают коричнево-красный осадок, быстро растворяющийся на свету.

Помутнения, связанные с повышенным содержанием в винах алюминия, наблюдаются чаще всего в белых крепленых винах. В сухих винах, имеющих сравнительно низкий рН, осадок обычно растворяется. При содержании алюминия более 5мг/дм3 в вине появляются наприятные тона в аромате и во вкусе, вино обесцвечивается. Частично алюминий может быть удален при обработке вина желтой кровяной солью.

Олово, так же как и алюминий, вызывает помутнения главным образом в белых винах, в них появляется белый осадок. В осадке обычно обнаруживаются белки и сера. Хотя по санитарно-гигиеническим нормам в вине допускается содержание олова до 50 мг/дм³, с технологической точки зрения во избежание образования помутнений количество его не должно превышать 1 мг/ дм³. Для предотвращения помутнений, обусловленных повышенным содержанием олова, в вино добавляют лимонную кислоту.

Цинк и никель также вызывают помутнения вин, если количество их превышает определенную величину. В образовавшихся осадках содержатся белки и следы других элементов. При этом наблюдается также нежелательное изменение цвета, вкуса и аромата вина.

В разных странах ведутся исследования в целях установления предельно допустимых норм химических элементов. Работа эта координируется Международной организацией виноградарства и виноделия.

В винах всегда содержится диоксид серы. Как в технологическом, так и в экономическом отношении он остается наиболее универсальным и приемлемым средством в виноделии. Ориентация на максимальное снижение его содержания в вине сохраняется и диктуется прежде всего требованиями повышения качества вина, его санитарного состояния. Исследования позволили глубже изучить механизм действия SO₂ в вине и влияние на проявление его свойств технологических приемов на разных стадиях производства. Это послужило основой разработки более рациональных технологий, обеспечивающих значительное снижение содержания SO₂ в готовом вине, отмечаемое во многих странах. В настоящее время использование имеющихся средств и возможностей позволяет производить вина с минимальным содержанием SO₂ ( не более 100 мг/дм³) при необходимом качестве.

ЛЕКЦИЯ № 8

ВЕЩЕСТВА АРОМАТА ВИНОГРАДА И АРОМАТА БУКЕТА

ПЛАН

1. Вещества винограда и продукты, появляющиеся в процессе брожения.

2. Формирование аромата и букета.

3. Эфирные масла винограда.

Литература: