Созревание вина

Созревание вина - Период с конца формирования вина до начала старения.

Этап включает период с конца формирования вина (первой переливки) до начала старения. Созревание вина проходит при доступе к нему кислорода воздуха в период бочковой (резервуарной) выдержки и обеспечивает развитие в нем органолептических качеств и придание стабильности (розливостойкости).

Характеризуется этап химическими и физическими процессами (ОВ-процессы, этерификация, распад, конденсация, полимеризация, экстракция, испарение и др.).

Наибольшее значение в этот период имеют ОВ-процессы, обусловливаемые поглощением вином кислорода, содержащегося в воздухе и поступающего в вино во время его выдержки, а также технологических операций (переливки, фильтрации и др.). За период созревания вина в зависимости от типа вином потребляется кислорода от 20 до 200 мг/дм3. Избыток кисло­рода может привести к излишней окисленности (переокисленности) вина, неблагоприятно отражающейся на его стабильности, окраске, аромате и вкусе. Недостаток кислорода при созре­вании вин не позволяет получать стабильные вина с хорошо развитыми ароматом и вкусом.

При созревании вин все группы входящих в их состав ве­ществ участвуют в проходящих при этом процессах. Так, пре­вращение моносахаров идет, в основном по пути окисления, дегидратации, взаимодействия с азотистыми веществами. В ре­зультате их количество в процессе созревания несколько умень­шается. Имеет место гидролиз полисахаридов и выделение их и их комплексов (полисахарид, белок, полифенол) в осадок. Такие комплексы могут включать и липиды. Меняется количе­ственный и качественный состав липидов. Так, выделяются в осадок свободные и связанные стеролы, высокомолекулярные жирные кислоты, их глицериды и др.

Содержание органических кислот в винах при их созревании заметно изменяется. Некоторые одноосновные алифатические кислоты (например, уксусная) накапливаются, содержание ряда многоосновных алифатических кислот (особенно винной) заметно уменьшается. Снижение содержания винной кислоты происходит в результате выпадения в осадок винного камня, а также ее окисления и участия в реакции этерификации. Содержание яблочной и лимонной кислот также снижается как за счет жизнедеятельности практически всегда присутствующих в винах, особенно столовых, микроорганизмов (молочнокислых бактерий и др.), превращающих их соответственно в молочную и лимонно-яблочную кислоты, так и за счет этерификации. По снижению активности в процессе этерификации основные кислоты вина можно разместить в следующем порядке: янтарная, яблочная, молочная, винная, лимонная, уксусная. Много­основные кислоты образуют преимущественно кислые эфиры.

Все группы фенольных веществ при созревании вина активно участвуют в окислительно-восстановительных реакциях, реакциях конденсации, взаимодействия с азотистыми соединениями, альдегидами, образования биополимерных комплексов. Особенно важна их роль на стадии инициирования в свободно-радикальном сопряженном окислении различных составных веществ вина. Окисление катехинов сопровождается как их конденсацией с образованием веществ с большой молекулярной массой, так и разрушением до СО2 и воды. Это приводит к постепенному исчезновению свободных катехинов. Окисленные высококонденсированные продукты катехинов постепенно выпадают в осадок. Осадки могут образовываться также за счет взаимодействия конденсированных катехинов с белками в про­цессе созревания вина.

Катехины и продукты их конденсации способны реагировать с аминокислотами, органическими кислотами, альдегидами, не­которыми металлами (Fe, Ca, К и др.), сернистой кислотой. Механизм реакций с ними слабо изучен. Эти реакции также приводят к образованию труднорастворимых соединений, спо­собных выделяться в осадок.

При созревании вина наблюдается полимеризация антоцианов независимо от содержания кислорода, хотя она ускоряется в его присутствие. Лейкоантоцианидины в вине находятся большей частью в полимерной форме и заметного снижения их количества не обнаружено. Полагают, что флавоны и флавонолы, подобно катехинам и антоцианам, подвергаются полимеризации, и большая часть их выпадает в осадок. Структура танинов в процессе созревания значительно меняется. При этом важное место занимает их окислительная конденсация, усиливающая собственный цвет танинов.

Значительные изменения происходят при созревании вина в качественном и количественном составе азотистых веществ, в частности аминокислот. Последние участвуют в карбониламинных реакциях, а также распадаются под действием растворен­ного в вине кислорода. В обоих, случаях происходит их дезаминирование и декарбоксилирование с образованием альдегидов, имеющих углеродный скелет исходной аминокислоты, но на один атом углерода меньше, а также других соединений с кар­бонильной или оксигруппой.

О превращениях пептидов при созревании вина известно мало. Они могут так же, как и белки, подвергаться гидролизу, участвовать в реакциях с сахарами, фенольными соединения­ми, с последующим выпадением образовавшихся комплексов в осадок.

В процессе созревания вина активность ферментов посте­пенно снижается. Полагают, что наиболее активной остается β-фруктофуранозидаза. Содержание витаминов в результате их частичного окисления, а также минеральных веществ уменьша­ется. Количество ряда металлов (К, Са) снижается вследствие постепенного выпадения в осадок труднорастворимых солей винной и щавелевой кислот. Этот процесс наиболее интенсив­но проходит в начале созревания, затем скорость его посте­пенно падает. Однако выпадение осадков не прекращается и после 30—40 лет выдержки вина. Это обусловлено тем, что большинство солей органических кислот в вине обладает повы­шенной растворимостью вследствие образования ими разных комплексных соединений с рядом других веществ вина — белками, аминокислотами, углеводами, полифенолами и др. В процессе созревания вина эти вещества постепенно удаля­ются, изменяется рН и соли выпадают в осадок. Интенсивное их выпадение вызывает кристаллические помутнения.

Естественное созревание вина требует длительного времени, поэтому в практике виноделия для ускорения выделения ве­ществ, способных вызвать помутнения вин, грубость во вкусе, а также для более быстрого формирования органолептических свойств вин используют разные технологические приемы (оклейку, обработку минеральными осветлителями, фильтра­цию, обработку теплом и холодом, электрофизические способы обработки, применение органических полимеров и др.).

Превращение основных компонентов вина

В период созревания и старения вин все группы веществ, вхо­дящие в их состав, подвергаются сложным превращениям, общий характер которых может быть представлен следующей схемой (по 3. Н. Кишковскому и И. М. Скурихину):

Главенствующую роль при созревании вина играют ОВ-процессы, с которыми сопряжены все остальные реакции. Растворение кислорода, взаимодействие его с легкоокисляемыми компонентами вина, образование пероксидов, окисление пероксидами водорода, кислот, аминокислот, полифенолов и других веществ. Это инициирует не только ОВ-реакции, но и реакции Э, МО, ПК и другие. Условно процесс созревания вин можно изобразить схемой:

В развитии вкуса вина, тонов зрелости вносит вклад каждая из реакций. Букет формируется главным образом под влиянием ОВ, Э, МО. Цвет и прозрачность (выпадение осадков) зависит от ОВ, ПК, и МО.

Наиболее важными процессами, которые связаны с непосред­ственным окислением легко и трудноокисляемых компонентов вина кислородом воздуха или отнятием водорода (дегидрирова­нием), являются окислительно-восстановительные.

В самом простом виде окисление—это присоединение моле­кулярного кислорода к легкоокисляемым неорганическим вещест­вам, например при сгорании серы (S+O2 → SО2) или при окисле­нии сернистой кислоты (H2SO2 + О2 → H2SO4). Эти реакции необ­ратимы.

Отнятие у вещества водорода—дегидрирование—тоже явля­ется окислительным процессом. Например, сероводород (H2S), иногда образующийся при брожении сусла от восстановления по­павшей с виноградом серы, после переливки с хорошим проветри­ванием окисляется снова в серу за счет дегидрирования.

Наконец, существует третий вариант окисления вещества - за счет электрохимического переноса электронов без участия кисло­рода или водорода. Вещество, теряющее электрон, окисляется и приобретает положительный заряд. Так, двухвалентное железо, теряя электрон, окисляется в трехвалентное:

И наоборот, вещество, приобретающее электрон, восстанавли­вается. Например,

Сущность ОВ-процессов состоит в том, что одно вещество окисляется, а другое в это же время восстанавливается. В бескис­лородном варианте окисления — восстановления на примере тя­желых металлов это выражается следующей реакцией:

Fe2+ + Cu2+ →Fe3+ + Cu+

Где, как видно, железо окисляется, а медь восстанавливается.

Интенсивность ОВ-процессов и баланс между обратимыми и необратимыми реакциями характеризуется конкретной электро­движущей силой—величиной ОВ-потенциала, измеряемого спе­циальным прибором — потенциометром. Величина ОВ-потенциа­ла колеблется от 120—200 мВ в неокисленных винах до 350— 450 мВ — в переокисленных.

К неокисленным винам относятся игристые вина, к малоокисленным—мускаты и столовые белые вина, к окисленным— портвейн, марсала, красные столовые вина, к переокисленным— херес, токайское вино, мадера.

Виноградное сусло и вино являются сложной смесью органи­ческих и неорганических веществ. Как и большинство других биологических сред, сусло и вино содержат в себе смесь обрати­мых и необратимых ОВ-систем с низкой скоростью прохождения в них ОВ-реакций. Это объясняется тем, что органические веще­ства трудно вступают во взаимодействие с довольно инертным молекулярным кислородом, а соли тяжелых металлов находятся в вине обычно в незначительных количествах. Окислению сусла и вина препятствуют и так называемые редуктоны—вещества-восстановители типа аскорбиновой кислоты, глютатиона дрож­жей и др.

Активирование молекулярного кислорода и сдерживание ин­тенсивности окислительно-восстановительных реакций являют­ся двумя противоположными процессами, имеющими большое значение для созревания вина.

Если в биологической системе сусла или вина преобладают окислительные реакции необратимого характера, это ведет к переокислению вина. Если же, наоборот, преобладают восстанови­тельные процессы, связанные с присоединением ионов водорода или приобретением электронов,— вино восстанавливается в не-окисленное или малоокисленное состояние.

Скорость протекания ОВ-процессов зависит от поступления кислорода, температуры, наличия активаторов и ингибиторов окисления — редуктонов, от соотношения трудно - и легкоокисляемых веществ.

Составные компоненты вина по окисляемости можно разде­лить на несколько групп:

Трудноподдающиеся окислению спирты, аминокислоты, орга­нические кислоты, высококипящие фракции эфирных масел;

Легкоокисляемые вещества: аскорбиновая кислота (витамин С), фенольные вещества, альдегиды, двухвалентное железо, сер­нистая кислота, комплексная соль виннокислого железа (FeC4H306H20);

Необратимо окисляемые соединения: аскорбиновая кислота, эфирные масла винограда, сернистая кислота, некоторые фрак­ции фенольных веществ;

Перекидные соединения (оксигеназы) - братимо окисля­емые вещества, которые являются переносчиками кислорода; ио­ны тяжелых металлов, большинство фенольных веществ, некото­рые органические кислоты. Их кислородактивирующее действие напоминает реакции окисления, осуществляемые окислительны­ми ферментами-оксидазами, которые внедряют в субстрат один атом кислорода (монооксигеназы) или два атома молекулярного кислорода (диоксигеназы).

Неферментативное окисление вина происходит прежде всего под действием системы Fe2+ → Fe3+ О2- которой железо играет роль катализатора оксигеназ или же само осуществляет окис­ление.

Окислительное действие трехвалентного железа на органиче­ские компоненты (субстрат) вина может быть упрощенно пред­ставлено в следующем виде. На первом этапе электрон от желе­за переносится на инертный молекулярный кислород, вследствие чего происходят активация кислорода и превращение двухвалент­ного железа в трехвалентное в комплексе с активированным кис­лородом: Fe2+ + О2→ Fe3+ О2- (комплекс). Такой комплекс при взаимодействии с субстратом окисления (Л) отнимает от него электроны, восстанавливая ионы трехвалентного железа в двухвалентное, а образовавшийся анионный радикал кислорода «атакует» субстрат, присоединяясь к нему: Fe3+ + О2- + А→ Fe2+ АО2.

Реакция необратима. Аналогично железу могут реагировать и другие тяжелые металлы.

В качестве активатора окислительных процессов железо вы­ступает в виде металлоорганических комплексов, например с винной кислотой, с яблочной и лимонной кислотами, с некоторы­ми полифенолами (пирокатехин и др.). Установлено, что если из вина полностью удалить ионы железа и меди, то потребление кислорода резко снижается. Однако оно вновь восстанавливает­ся, если добавить эти металлы в деметаллизированное вино.

Таким образом, тяжелые металлы, и, прежде всего железо, играют решающую роль в окислительно-восстановительных про­цессах. При избытке железа и кислорода воздуха вино за корот­кий срок может быть окислено до полной потери аромата и по­ложительных вкусовых качеств.

Однако в окислении и переокислении вина главную роль иг­рают органические переносчики кислорода.

Способностью активировать кислород обладают органические оксикислоты с непредельной связью, например аскорбиновая и другие кислоты, склонные к образованию дикетокислот. В этом случае активный атомарный кислород образуется по следующей схеме:

Замечено, что в винах, к которым добавлена аскорбиновая кислота, после аэрирования быстро появляются тона переокисленности.