Введение

С древнейших времен природные органические соединения играли основную роль в производстве различных спиртных напитков (вино, пиво, «мед»). Современные химические и биологические исследования показали, что химический состав винограда и вина включает в основном различные классы органических соединений – углеводы, органические кислоты, альдегиды, кетоны, спирты, фенольные соединения, азотсодержащие органические соединения и многие другие.

Значение органических соединений в производстве вин различных типов трудно переоценить. Органические соединения играют важную роль в формировании органолептических качеств вин, то есть оказывают значительное влияние на вкус, цвет, аромат и стабильность вина. В процессе переработки винограда они переходят в вино, а также претерпевают сложные превращения и служат источником образования новых соединений. Эти превращения зависят от технологии и от химического состава сырья.

В данном учебном пособии описан химический состав винограда и вина, рассмотрены физико-химические и биохимические процессы, происходящие в винах на различных этапах его изготовления, а так же приведены методы определения основных показателей сусла и вина.

Глава 1 органические соединения винограда и вина

1.1 Углеводы

Углеводы – важнейшая группа химических соединений, входящих в состав виноградного растения. В винограде они образуются в зеленых ягодах и листьях при фотосинтезе.

Классификация углеводов

1.1.1 Моносахариды

В природе моносахариды широко распространены как в свободном состоянии, так и в виде полисахаридов. Получают моносахариды главным образом гидролизом полисахаридов. Из моносахаридов в винограде и вине преобладают пентозы и гексозы.

Пентозы в свободном состоянии содержатся в растениях в незначительном количестве, в основном являются составными частями сложных полисахаридов – пентозанов, а также растительных камедей. Из пентоз, обнаруженных в винограде и вине, преобладают арабиноза и ксилоза. Арабиноза входит в состав камедей, слизей, пектиновых веществ и гемицеллюлоз. Ксилоза (древесный сахар) обнаруживается не во всех винах. В винограде ее содержится мало. Она входит в состав ксиланов, камедей и слизей. В небольших количествах в винах найдены и другие пентозы – дезоксирибоза и рибоза. Они входят в состав нуклеиновых кислот и некоторых других биологически активных веществ. В вино они попадают из дрожжей. Дрожжами не сбраживаются, и, следовательно, полностью переходят в вино. В красных винах пентоз обычно содержится в два раза больше, чем в белых. Например, в белых винах 0,2 – 0,8 г/л, в красных 0,4 - 1,5 г/л. Обогащение вин пентозами происходит вследствие гидролиза пентозанов, содержащихся в твердых частях ягоды и гребней. Источником пентоз в винах могут быть и дубовые емкости.

Гексозы в отличие от пентоз, в свободном состоянии встречаются в природе более часто и в больших количествах. В винограде находят главным образом глюкозу и фруктозу.

α-D-глюкопираноза α-D-фруктофураноза

Глюкоза (декстроза или виноградный сахар) содержится в винограде 100 – 300 г/л, а также в меде и плодах. Представляет собой альдегидоспирт. Слабые окислители окисляют глюкозу до глюконовой кислоты, а сильные до сахарной. Глюкоза хорошо сбраживается дрожжами. При рН 7 и в кислой среде устойчива к окислению кислородом. Восстанавливает фелингову жидкость до Сu₂О, т. е. ей присуще все реакции моносахаридов. В винограде ее содержание вместе с фруктозой составляет 10-30 % и более.

Фруктоза (плодовый сахар, левулоза) содержится в винограде, пчелином меде, плодах. Фруктоза является кетоспиртом. Восстанавливает фелингову жидкость, соли тяжёлых металлов. Окисляется сначала до гликолевой, потом до щавелевой, муравьиной или винной кислот. Хорошо сбраживается дрожжами.

В начале формирования ягоды винограда общее количество моносахаров составляет примерно 10 г/дм³ и представлено глюкозой. Фруктоза появляется позже. Среднесуточный прирост сахаров при созревании винограда 2 - 5 г/дм³ и может достигнуть 10 г/дм³. К моменту технической зрелости соотношение глюкозы к фруктозе равно отношению 0,7 к 1,5. Общее содержание сахаров 170 - 250 г/дм³, сахаристость увяленного винограда, применяемого для изготовления некоторых типов вин (мускаты, токайские вина) достигает 350-500 г/дм³.

В сухих натуральных винах количество сахаров колеблется от 0,3 до 3 г/дм³. Большинство штаммов дрожжей предпочитают глюкозу. Существует мнение, что при сахаре до 200 г/дм³ дрожжи быстрее сбраживают глюкозу, а при содержании сахара от 200 до 250 г/дм³ - они сбраживают глюкозу и фруктозу с одинаковой скоростью. Если же сахаристость сусла более 250 г/дм³, то быстрее сбраживается фруктоза. Фруктоза значительно слаще глюкозы, следовательно, для крепких и десертных вин используют сорта, у которых отношение глюкозы к фруктозе в стадии технической зрелости меньше единицы.