7.7. Влияние ферментных препаратов на качество виноградного вина

Препараты, используемые при выработке виноградных соков и столовых вин, при внесении их в минимальных дозах (0,0005 — 0,001 %) должны быстро осветлять и повышать скорость фильт­рации в 3—4 раза.

В процессе обработки мезги ферментными препаратами проис­ходят значительные изменения в химическом составе виноград­ного сусла. Прежде всего происходит существенное изменение в содержании фенольных веществ в винах, даже при кратковремен­ном контакте сусла с мезгой. Поэтому в технологической схеме приготовления белых столовых вин использование ферментных препаратов должно быть предусмотрено на стадии осветления сус­ла, в этом случае заметного обогащения фенольными веществами не происходит.

При приготовлении вин, требующих длительного контакта с мезгой, использование ферментных препаратов особенно эффек­тивно, так как оно способствует процессу мацерации, что дает возможность сократить время настаивания на мезге и отделить этот процесс от спиртового брожения. Комбинированная обра­ботка ферментными препаратами в сочетании с нагревом эффек­тивна не только для красных, но и для белых сортов винограда. Рекомендуется нагревать мезгу при 35...45 ºС в течение 2—З ч, при этом оказывается возможным в дальнейшем вести брожение по белому способу.

Вкус вин, полученных из отпрессовых фракций сусла, при об­работке ферментным препаратом смягчается, устраняются излиш­няя горчинка и грубость.

Приготовление красных вин, технология которых предусматри­вает контакт сусла с мезгой, нагрев мезги или брожение на мезге, сопровождается значительным обогащением сусла и соответст­венно виноматериалов фенольными веществами. Увеличение сум­мы фенольных веществ при этом может достигать 60 %, а крася­щих — 70 %.

Обработка мезги ферментными препаратами способствует уве­личению содержания лейкоантоцианов и катехинов в сусле, повы­шению биологической ценности соков и вин. Существенное влия­ние на сохранение биофлавоноидов в виноградном соке оказывает способ осветления полуфабриката. В период брожения проис­ходит значительное уменьшение общего количества фенольных веществ и антоцианов.

Вина, приготовленные из сусла и мезги, обработанных фер­ментами, быстрее созревают и требуют более раннего розлива.

При хранении вин, обработанных ферментными препарата­ми, уменьшаются сумма фенольных веществ и интенсивность окраски. Аналогичные изменения происходят в контрольных об­разцах (без добавления ферментных препаратов), особенно силь­но они проявляются в первый год. В течение последующих двух-трех лет указанные процессы идут значительно медленнее. В первые 6 мес теряется около 50 % красящих веществ вина. Вто­рой год выдержки характеризуется более медленным снижением содержания фенольных веществ в образцах вин, обработанных ферментами.

Таков же характер изменения красящих веществ. Первоначаль­ная пурпурная окраска постепенно приобретает оттенки рубиново-красный, красно-коричневый, коричнево-красный с луко­вичными тонами. Обработка мезги ферментными препаратами ускоряет этот процесс, однако одновременно в молодых винах происходит некоторое увеличение содержания красящих веществ вследствие превращения лейкоантоцианов в антоцианы, причем установлено, что чем дольше сусло соприкасалось с мезгой в процессе переработки винограда, тем интенсивнее становится окраска при хранении. Действие пектолитических ферментные препаратов усугубляет этот процесс в связи с более энергичной экстракцией фенольных веществ. Особенно этому способствует аэрация вин при повышенной температуре. Использование одних ферментных препаратов способствует превращению фенольных веществ, другие не обладают таким действием, т. е. возможен вы­бор препарата, действие которого было бы оптимальным для дан­ного типа вина.

Для гидролиза пектиновых веществ могут быть рекомендованы такие препараты, как Пектаваморин, Пектофоетидин, Полигалактуроназа, Ультразим, Винфлоу, Винозим, Пектинекс.

Для интенсификации сокоотделения применяют также препа­раты, в которых наряду с пектолитическими присутствуют фер­менты, гидролизующие нейтральные полисахариды — целлюлозу и гемицеллюлозу. Это препараты Вильзим АК, Ксилонигрин, Поликанесцин, Целловиридин, Целлофоетидин. Гидролиз нейтраль­ных полисахаридов сопровождается высвобождением связанных с ними лигниноподобных и других фенольных веществ. При доступе кислорода фермент 0-дифенолоксидаза, присутствующий в сырье, катализирует окисление фенольных веществ. Образующиеся хиноны полимеризуются, что является причиной побурения окраски сусла. Хиноны комплексуются с белками, вызывая коллоидное помутнение. Дополнительный вклад в этот процесс вносит маце­рация тканей под действием комплекса цитолитических фермен­тов. Для удаления темноокрашенных продуктов и коллоидных частиц применяют сорбенты — бентонит, полиоксиэтилен, поливинилпирролидон.

Ферментативную обработку применяют при получении различ­ных видов виноматериалов. Разработана схема производства крас­ных столовых виноматериалов, которая включает сульфитацию мезги, внесение 0,01 % Пектофоетидина П10Х, брожение мезги до остаточной сахаристости 1—3%, отделение, дображивание и ку­пажирование виноматериалов. Ферментативная обработка мезги увеличивает выход красящих веществ на 10—30 %, повышает кол­лоидную стабильность виноматериалов.

При получении белых десертных полусладких вин сульфитированную мезгу подогревают до 50 °С, вносят Ксилонигрин П10Х (0,01 %) или Полигалактуроназу Г10Х (0,00005 %), настаивают мезгу при произвольном остывании в течение 12—48 ч, после чего отделяют сусло, производят дображивание, спиртование, сульфи­тацию, обработку бентонитом и холодом.

При получении сусла из мезги смеси белых сортов винограда возможна ее обработка 0,02 % Поликанесцина Г20Х или 0,02 % Вильзима АК Г20Х. При этом общий выход сусла повышается на 4 %. Для обработки мезги сорта Алиготе рекомендован Целлови­ридин Г20Х (0,02 %), позволяющий увеличить выход сусла на 3,5 %.

Обработка мезги Поликанесцином Г20Х положительно влияет на аромат виноматериалов, что связано с увеличением концентра­ции терпеновых спиртов и β-фенилэтанола за счет действия гликозидаз препарата на предшественников терпеновых спиртов.

В настоящее время большинство пектолитических ферментных препаратов, выпускаемых как в России, так и за рубежом, имеют грибное и реже бактериальное происхождение. При необходимости целенаправленного использования полигалактуроназы эти препараты вызывают ряд трудностей из-за того, что они содержат помимо полигалактуроназы пектинэстеразу, протеиназы, целлюлазы, гемицеллюлазы и ряд других сопутствующих ферментов. Все отрасли, применяющие пектолитические ферментные препараты, особенно при производстве соков и вин, постоянно предъявляют повышенные требования к чистоте и составу используемых фер­ментных препаратов.

Дрожжевые культуры синтезируют значительно меньше гидро­литических ферментов. Дрожжевая полигалактуроназа ГХ (про­дуцент Zygofabospora marxiana BKM Y-848), применяется для ос­ветления виноградного сусла. При этом скорость фильтрации в 3,5—6 раз выше, чем в контроле, и не возрастает содержание ме­танола. В одинаковых условиях обработки сусла Пектофоетидин П10Х несколько превосходит по эффективности дрожжевую полигалактуроназу, но уступает мультиэнзимной композиции дрож­жевой полигалактуроназы и Поликанесцина Г20Х (табл. 7.3).

В технологии белых столовых вин и шампанских виноматериалов могут быть использованы лишь те препараты, которые не бу­дут способствовать интенсификации в них окислительных про­цессов и потемнению окраски. Установлено, что ферментативное обесцвечивание вина происходит вследствие восстановления хинонов в семихиноны с последующим получением стабильных бес­цветных димеров или в связи с полным восстановлением хинонов в фенолы в результате действия системы NAD + H₂ ↔ NADH₂. Таким образом, в виноделии должны использоваться ферментные препараты с определенным набором гидролаз и оксидоредуктаз.

В технологии столовых белых вин ферментные препараты вносят не в мезгу, а в сусло, поступающее на отстаивание. Сусло при этом должно быть засульфитировано из расчета введения 100 мг SO₂ дм³. Опыт использования ферментных препаратов в производственных условиях свидетельствует о том, что полезно проводить обработку вина бентонитом и затем ферментным пре­паратом. Введение флокулянтов будет способствовать более быст­рому осаждению взвесей и уплотнению осадков. Если технология переработки винограда предусматривает процесс отстаивания сус­ла в течение 18 —20 ч, то дозы препарата могут быть минимальны­ми — 0,001—0,005 % в пересчете на стандартную активность 3000 ед/г.

Ферментные препараты гидролитического действия использу­ют для стабилизации вин от коллоидных помутнений.

Виноградный сок содержит коллоидные компоненты клеточ­ного сока, твердых частей ягоды и грозди. Основным источником биополимеров сусла и вина являются структурные элементы яго­ды (кожица, клеточные стенки мякоти), о чем свидетельствует сходство фракционного состава биополимеров кожицы и виноматериалов. В составе биополимеров преобладают полисахариды (разновидности гемицеллюлоз) и фенольные вещества.

Комплексы биополимеров виноградного сока имеют различ­ную растворимость. В свежеотделенном соке зрелого винограда основную часть коллоидной фракции составляют углеводы (пек­тиновые вещества, нейтральные полисахариды), в нее входят так­же фенольные соединения, белки и зольные элементы, среди ко­торых преобладают железо, кальций и кремний.

В процессе брожения коллоидная система вина обогащается биополимерами автолизирующихся дрожжей: глюканом и маннопротеином клеточных стенок, продуктами неполного расщеп­ления белков. Эти компоненты наряду с биополимерами виногра­да участвуют в формировании коллоидных помутнений.

На основании исследований химической природы частиц кол­лоидных помутнений вин разработана мультиэнзимная компози­ция МЭК-1 для виноделия, которая используется для стабилиза­ции вин различных типов. В состав композиции входят ферменты β-глюканаза, β-маннаназа, полигалактуроназа и кислая протеаза. Содержание углеводного компонента биополимеров вина сни­жается при действии β-глюканазы на 19—27 %, β-маннаназы — на 42—44, полигалактуроназы — на 17—28 %. Кислая протеаза гидролизует 27—49 % белкового компонента. Снижается до минимума концентрация крупных коллоидных частиц. Оптимальная доза МЭК-1 составляет 0,005—0,02 %. Продолжительность обработки: для белых столовых виноматериалов — 8 ч, красных столовых — 16, крепких виноматериалов — 24 ч. Схема стабилизации виноматериалов против коллоидных помутнений включает: купаж ви­номатериалов, введение ЖКС, МЭК-1, экспозицию в течение 8—24 ч, введение оклеивающих веществ, осветление и снятие с осадка, обработку холодом или пастеризацию, фильтрацию и роз­лив продукта. При обработке МЭК-1 экстрактивность повышается на 0,3—0,6 г/дм³, сохраняется окраска красных вин. Вина, обра­ботанные МЭК-1, сохраняют стабильность в течение одного года.

Проводились комплексные исследования эффективности раз­личных ферментных препаратов в сочетании с оклеивающими веществами при осветлении и стабилизации труднообрабатывае­мого виноматериала типа портвейн белый Таврида. Использова­ние препаратов Поликанесцин Г20Х, Целловиридин Г20Х и Вильзим АК Г20Х в дозах 0,005—0,02 % позволяет снизить содержание белков в 2,1—4,4 раза, полисахаридов — в 1,4—2 раза; прозрач­ность вин сохраняется свыше 8 мес.

Хорошие результаты при стабилизации соков и вин дают им­мобилизованные препараты кислых протеаз — пепсина, кислой грибной протеазы. При этом достигается расщепление белка на 80—95 %. Основными продуктами гидролиза являются пептиды, что положительно влияет на полноту вкуса соков и вин.

Применение гидролаз весьма эффективно при переработке винограда, пораженного серой гнилью. Для осветления сусла из ви­нограда со степенью поражения 20—30 % используют композицию Пектофоетидина П10Х и Амилоризина П20Х в дозах соответствен­но 0,025 и 0,005 % или 0,01 и 0,0025 %. Осветление сусла увеличи­вается в 2—3 раза, скорость фильтрации — в 2,25—3 раза. Снижа­ется содержание токсинов: пестицидов — на 62—71 %, патулина — на 78, гистамина — на 36—47 %. При гидролизе биополимеров, с которыми ассоциированы токсины, последние переходят в свобод­ное состояние, но, имея низкую растворимость в воде, ресорбируются на взвешенной фракции. Удаление этой фракции в процессе фильтрации приводит к снижению содержания токсинов в сусле.

Большинство ферментативных способов стабилизации вин и соков от коллоидных помутнений основано на расщеплении полисахаридных и белковых, но не фенольных компонентов колло­идных частиц. Для гидролиза фенольной составляющей может быть использован фермент танназа, катализирующий расщепле­ние сложноэфирной связи фенолкислот с фенолами или углевода­ми. Препараты танназы производят за рубежом, где и используют в виноделии и консервной промышленности.

Для удаления фенолов из виноматериалов используют флокулянты, сорбенты, фильтрующие материалы. При этом связывают­ся полимерные формы фенольных соединений и их комплексы с белками и полисахаридами. Мономерные формы фенолов сохра­няются в растворе и с течением времени подвергаются окислению и конденсации, что служит источником помутнений. Для удале­ния мономерных фенолов предложена обработка сусла ферментом монофенолмонооксигеназой, выделенной из культуры гриба вешенки. Окисление монофенолов происходит за счет растворенно­го кислорода, поэтому при обработке сусло постоянно перемеши­вают. Продолжительность обработки 0,5—1 ч, доза фермента — 50—150ед/дм³. При обработке прессового сусла окисляется 60% монофенолов. Окисление монофенолоз приводит к их конденса­ции и образованию комплексов с другими коллоидами сусла. Эти комплексы удаляются после обработки сорбентами и сепарации. Осветленное сусло пригодно для получения качественных соко- и виноматериалов. Ферментативная обработка прессовых фракций сусла не только повышает коллоидную стабильность, но и облаго­раживает вкус напитков.

Контрольные вопросы

1. Каковы цели применения ферментных препаратов в производстве плодово-ягодных соков, вин и безалкогольных напитков? 2. Какова особенность производ­ства пастеризованных соков из плодов и ягод? 3. Каковы основные стадии техно­логического процесса получения виноградных и плодово-ягодных вин? 4. Какие требования предъявляют к ферментным препаратам при производстве соков? 5. Какие биохимические превращения субстрата происходят под действием фер­ментов? 6. Какие факторы обусловливают сокоотдачу плодов и ягод под действи­ем ферментов? 7. По каким признакам разделяют плодово-ягодное сырье? 8. Как предотвратить нежелательные побочные процессы при обработке плодово-ягод­ной мезги и соков ферментами? 9. Какие ферментные препараты используют для осветления и стабилизации соков и вин? 10. Какие окислительно-восстановитель­ные ферменты применяют в производстве соков и напитков? 11. Как изменяется химический состав виноградного сусла и вина под влиянием ферментов? 12. Ка­кое влияние оказывают ферментные препараты на созревание и качество вин?