Превращения сернистой кислоты в вине

Формы сернистой кислоты

Для предупреждения окисления ценных компонентов сусла и вина в виноделии применяют сернистую кислоту. Её получают растворением Сернистого ангидрида (диоксид серы (IV) – SO2) в сусле или вине. Водным раствором (1 - 2 %) диоксида серы пользуются для ополаскивания бутылок и всех поверхностей, соприкасающихся с вином. Как антисептик, как дезинфицирующее средство с давних времен используют также газообразное SO2. Его всегда получали сжиганием серы прямо на месте применения. Им окуривают для уничтожения грибков и других микроорганизмов подвалы, винные бочки и бродильные чаны. SO2 находит применение и для обработки изюма, сабзы, других сушеных фруктов, для отбеливания шерсти и шелка путем сжигания обычной серы. В старое время для обработки новых дубовых бочек использовали сульфитированную воду, которую готовили в специальных серокурках путем сжигания и распыления воды над сернистым газом. Для виноделия SO2 (диоксид серы) готовят в виде сжиженного (сжатого) газа в специальных стальных баллонах.

В продуктах переработки винограда сернистая кислота содержится в двух формах: Свободной и связанной, каждая из которых имеет свои свойства и значение.

Под термином «Свободная Сернистая кислота» подразумевают сумму SO2 и всех его производных: H2SO3, HSO3−, SO3−2 – соотношение которых зависит от рН и температуры среды. При этом в растворе обычно обнаруживается следовые количества SO2, 3-5 % недиссоциированной кислоты, 94–96 % анионов HSO2− и до 1 % анионов SO32−.

Антисептическое действие сернистой кислоты против культурных дрожжей вида Saccharomyces vini значительно слабее, чем против других дрожжей и бактерий. Поэтому и сульфитируется свежеотжатое сусло, направляемое на отстаивание. Под влиянием H2SO3 практически вся микрофлора виноградного сусла погибает и его брожение осуществляется на чистой культуре дрожжей.

«Связанные формы сернистой кислоты» Образуются при её взаимодействии с сахарами, ацетальдегидом, высшими альдегидами, кетокислотами, фенольными и другими веществами. Сумма свободной и связанной сернистой кислоты называется «общей сернистой кислотой». Обычно свободные формы составляют 10 – 30 % общего количества сернистой кислоты. Общее и свободное количество H2SO3 определяется йодометрическим титрованием и строго нормируется правилами производства виноградных вин.

Сернистая кислота пока является единственным универсальным средством одновременной избирательной антимикробной и антиоксидантной обработки сусла и вина. Все остальные заменители её неэффективны или вредны для человека.

Диссоциация. Находясь в водном растворе, S02 образует сер­нистую кислоту H2SO3, которая диссоциирует с образованием ионов бисульфита и сульфита в различных соотношениях:

Наибольшей антимикробной активностью обладает недиссоцийрованная форма сернистой кислоты. Она хорошо подавляет молочнокислые и уксуснокислые бактерии, несколько хуже - дикие и пленчатые дрожжи, слабо действует на плесени. Наиболее устойчивы к H2S03 приученные к ней культурные дрожжи Saccharomyces vini.

Окисление. Сернистая кислота является сильным восстано­вителем, необратимо окисляясь растворенным в сусле или вине кислородом:

H2S03+1/2О2 →H2S04.

Образующаяся серная кислота в свободном виде не остается, а вытесняет органические кислоты из их солей и тем самым по­вышает активную кислотность среды:

H2S04+2KHC4H406 → 2Н2С4Н406+K2S04.

Количество образующихся сульфатов в пересчете на K2SO4 должно быть ограничено 2 г/л.

Подвергаясь окислению, сернистая кислота, таким образом, не дает окисляться другим веществам (ароматическим, крася­щим): кроме того, она блокирует деятельность окислительных ферментов, смягчает естественные окислительно-восстановитель­ные процессы в сусле и вине. Сульфитация при настаивании мезги мускатных сортов винограда дозами до 100 мг/л гарантирует хорошее экстрагирование эфирных масел и надежную защиту их от окисления.

Взаимодействие сернистой кислоты с ацетальдегидом. Легче всего связывается сернистая кислота с ацетальдегидом, образуя нестойкую, но химически сильную альдегидсернистую кислоту:

В этой реакции 66 мг сернистой кислоты связывают 44 мг ацетальдегида. Это явление особенно нежелательно для бродя­щего сусла шампанского и столового направления, так как про­исходит искусственное накопление в виноматериалах ацетальде­гида за счет распада альдегидсернистой кислоты при ее окисле­нии:

Связывание кислоты в комплексы. Сернистая кислота связы­вается с сахарами, имеющими альдегидную группу (глюкоза, арабиноза и др.). Это характерно для сусла, полусладких и де­сертных вин. Скорость связывания H2S03 с сахарами зависит от температуры и рН, а процесс продолжается в среднем 10—20 ч, что вполне достаточно для настаивания мезги и отстаивания сус­ла, так как связанная сернистая кислота антимикробным дей­ствием не обладает.

Сернистая кислота соединяется также с кетокислотами, пек­тиновыми веществами, аминокислотами. Для красных и розовых вин особенно важно временное, связывание сернистой кислотой антоцианов. При этом окрашенные соединения — антоцианы пре­вращаются в бесцветные антоциан-сернистокислые соединения. Со временем, при нагревании, а также переливках и обработках вин их цвет восстанавливается, сохраняя чистый и яркий перво­начальный тон. Это объясняется тем, что при нагревании антоциан-сернистокйслый комплекс распадается, а при переливках и обработках кислород или образующийся ацетальдегид вытес­няют антоцианы, связываясь с H2SO3.

Некоторые виды дрожжей способны продуцировать сернистую кислоту на основе сульфатов или элементарной серы, которой опыливают виноград. В йодометрическом титровании могут участвовать природные антиоксиданты типа аскорбиновой кислоты и это может несколько завысить показатель уровня сульфитации сусла и вина.

Винные дрожжи в облигатно – анаэробных условиях способны восстанавливать сернистую кислоту до элементарной серы и сероводорода. Интенсивное проветривание вина устраняет этот недостаток.

Таким образом, процессы, происходящие в сусле до начала брожения, носят в основном ферментативный биохимический ха­рактер. Однако немаловажное значение для качества будущего вина имеют физические, химические и физико-химические про­цессы, в том числе связанные с использованием сернистой кисло­ты. Умение управлять ими и составляет основу технологии пере­работки винограда.