Основные окислительно-восстановительные процессы при брожении сусла при производстве шампанских виноматериалов

Основные окислительно-восстановительные процессы при брожении сусла при производстве шампанских виноматериалов.

Виноградное сусло как биологическая среда имеет определенный набор биокатализаторов, регулирующих скорость протекания окислительно-восстановительных процессов в зависимости от количества ферментов и их активности.

В процессе переработки винограда и отделении сусла от мезги с последующим осветлением сусла в аэробных условиях, появляются пигменты, характеризуемые как конечные продукты окислительных реакций. Кроме того, при дроблении ягод винограда проходят физико-химические и биохимические преобразования, определяющие ход последующих преобразований.

В целом, все окислительные процессы, протекающие при брожении сусла, зависят от степени разрушения мякоти кожицы и гребней. Фенольные и красящие вещества в процессе переработки винограда переходят в сусло и окисляются ферментами, адсорбированными на мякоти и кожице.

Итак, ферментативные биохимические процессы, протекающие в сусле, зависят от степени разрушения грозди винограда и обогащения сусла окислительными ферментами и их субстратами. При этом создаются специфические условия для протекания вторичных окислительных биохимических процессов.

Для получения высококачественных шампанских вин с биотехнологической точки зрения первичные и вторичные окислительные процессы, протекающие в сусле до брожения, имеют определенное значение. Производство шампанских вин характеризуется быстрым отделением мезги от сусла, для предупреждения обогащения фенольными, красящими, азотистыми веществами, а также окислительными ферментами. Качественные шампанские виноматериалы должны содержать минимальное количество этих веществ.

Эффективный контроль производства шампанских виноматериалов предусматривает контроль не только за окислительными ферментами в сусле в процессе его брожения, но и за теми биохимическими преобразованиями, которым подвергаются естественные субстраты сусла при действии на них других ферментов.

От интенсивности протекания сложных биохимических процессов зависит дальнейшие преобразования фенольных и красящих веществ, аскорбиновой кислоты, аминокислот и других органических кислот, определяющих качество шампанских виноматериалов.

При производстве шампанских виноматериалов используют только сусло-самотек, полученное после дробления винограда или прессования целыми гроздями. Прессовые фракции сусла на производство шампанских виноматериалов не поступают. Это объясняется тем, что активность окислительных ферментов и содержание дубильных веществ и хинонов при переходе от одной фракции сусла к другой разные. Доказано, что в процессе прессования ягод винограда наблюдается увеличение активности катехолоксидазы при переходе от одной фракции сусла к другой. Сусло высшего качества (первая фракция) содержит менее активную катехолоксидазу, чем 2 и 3 фракции.

В процессе дробления и прессования ягод винограда в сусло переходят клетки виноградной мякоти, а также протоплазма и ее структурные элементы, являющиеся носителями разных ферментов. Катехолоксидаза и пероксидаза находятся в виноградном соке, как в растворимом, так и в нерастворимом состоянии, причем нерастворимые ферменты преобладают. При этом в сусле-самотеке активность ферментов намного меньше, чем в первом и втором прессованном сусле.

Активность окислительных ферментов во многих случаях зависит от концентрации водородных ионов среды. Оптимальное значение рН для ферментов находится в пределах 5,3...6,8. Шампанские сорта винограда обычно собираются при технической зрелости, корда рН находится в пределах 2,7...3,2. Такие значения рН снижают активность окислительных ферментов, положительно влияющую на биотехнологию шампанских виноматериалов. Активность катехолоксидазы в виноградном сусле при рН 6,8 равняется 232 мкл О2, при рН 3,1 активность равняется 125,5 мкл О2. Отсюда видно, что активность катехолоксидазы при рН 3,1 практически в два раза меньше, чем при рН 6,8. А потому сбор шампанских сортов винограда проводится с более высокой кислотностью (10...11 г/дм3 при рН 2,8...3,1). В таком винограде окислительные ферменты менее активны и виноматериалы, изготовленные из него, имеют меньшую кислотность.

Кроме того, при переработке винограда на прессах сусло обогащается красящими, фенольными и азотистыми веществами. Самотек имеет меньшее количество азотистых веществ (413 мг/дм3), сусло первого давления – 547 мг/дм3. Наибольшее количество азотистых веществ находится в сусле следующих прессовых фракций – 590 мг/дм3.

Меньше количество общего азота, фенольных веществ, оксидаз и больше кислот в сусле-самотеке (по сравнению с остальными фракциями) обеспечивают высокое качество шампанских вин. Такое явление объясняется тем, что продукты окисления дубильных веществ вызывают переокисленность вин, а повышенное содержание азота содействует развитию молочнокислых бактерий.

Шампанские вина, полученные из сусла высшего качества, имеют тонкий приятный букет, так как они содержат значительно меньшее количество оксидаз, имеют высокую кислотность и подвергаются окислению значительно медленнее, чем вина, изготовленные из сусла прессовых фракций. Все это придает шампанским винам свежесть и фруктовый аромат, являющийся, по мнению виноделов, специфической особенностью шампанского.

В виноградном сусле, обогащенном фенольными веществами и окислительными ферментами, в результате поглощения кислорода и окисления фенольных веществ под действием оксидазы, окислительные процессы усиливаются. Окислительные процессы усиливаются также в связи с окислением полифенолов катехолоксидазой, с образованием хинонных соединений, вызывающих глубокие изменения в химическом составе сусла. Хиноны окисляют такие вещества как аскорбиновая и диоксифумаровая кислоты, оксикислоты, аминокислоты и другие химические соединения, в результате чего качество виноградного сусла ухудшается. В дальнейших биохимических процессах при расходовании аскорбиновой и диоксифумаровой кислот хиноны конденсируются, и продукты конденсации окрашивают сусло в коричневато-бурый цвет.

Итак, для получения малоокисленных шампанских виноматериалов необходимо быстро перерабатывать виноград и отделять сусло от мезги, так как кислород поглощается и связывается твердыми частичками значительно быстрее, чем суслом.

В дальнейшем, сусло перекачивают в эмалированные аппараты сульфитируют до общего содержания сернистой кислоты 100 мг/дм3 для полного ингибирования окислительных ферментов. Мутное сусло осветляется на протяжении 24 ч. В результате этого происходит осаждение взвешенных частичек и микрофлоры сусла. Процесс осаждения ускоряется при коагуляции фенольных веществ с белками и образованием танатов, которые при осаждении захватывают взвешенные частички, дрожжи и бактерии.

Брожение сусла в присутствии избыточного кислорода негативно влияет на качественные показатели шампанских виноматериалов. Нормальный цвет шампанского нарушается при избыточном окислении виноматериалов. Кроме того, это приводит к появлению чайных тонов, ухудшающих вкус и букет шампанского вина.

Следует отметить, что в Германии, Австрии и Швейцарии разработана новая технология получения белых столовых вин без участия кислорода. Сусло, полученное из доброкачественного винограда, сначала осветляется с помощью центрифуги, дальше сульфитируется (до 50 мг/дм3) и сбраживается при температуре 18 оС. После окончания брожения виноматериалы, насыщенные СО2, фильтруют в анаэробных условиях.

Исследования, проведенные Рудопуло А. К. с шампанскими виноматериалами, показали, что вина, получившие минимум кислорода, по органолептическим показателями были лучше, чем вина с повышенными дозами кислорода.

Таким образом, высококачественные шампанские виноматериалы можно получить, проводя все технологические операции с ограниченным доступом кислорода.