Крепкие вина – Химическая природа веществ, обусловливающих букет вина

Химическая природа веществ, обусловливающих букет вина

Содержание материала

Глава 19
ХИМИЧЕСКАЯ ПРИРОДА ВЕЩЕСТВ, ОБУСЛОВЛИВАЮЩИХ БУКЕТ ВИНА
Букет и аромат вина образуются из эфирных масел винограда, из вторичных продуктов алкогольного брожения, а также из веществ, возникающих в процессе выдержки и старения. Различают букеты по происхождению (первичный букет) и образованию (букет брожения, выдержки и старения).
Первичный букет образуется из эфирных масел винограда; он связан с сортом и характеризует букет молодого вина, обладающего фруктовым ароматом, часто исчезающим при выдержке.
Букет брожения, или вторичные букетистые вещества, возникает во время алкогольного брожения и связан главным образом с превращением углеводов и аминокислот под воздействием винных дрожжей.
Букет выдержки образуется при хранении вина в дубовых бочках, а букет старения — при выдержке в бутылках или герметически закрытых эмалированных цистернах. Букет старения связан с протеканием окислительно-восстановительных процессов. Это последняя стадия развития вина, при которой оно достигает особой тонкости.

Вещества, образующиеся в процессе алкогольного брожения

Процесс алкогольного брожения сопровождается многими биохимическими реакциями, в результате которых образуются различные вещества. Специфичность этих реакций обусловлена наличием в среде ферментативных систем, которые предопределяют ход и направление биохимических процессов в ходе брожения. В связи с этим важная роль в формировании качества вина принадлежит не только главному продукту брожения — этиловому спирту, но и вторичным и побочным продуктам брожения. Химизм образования вторичных побочных продуктов алкогольного брожения изучали многие ученые.
В. З. Гваладзе (1936) и Л. Женевуа (1936|) считают, что основным соединением, которое участвует в образовании вторичных продуктов, является уксусный альдегид, от наличия которого зависит как образование этилового спирта, так и вторичных продуктов. С. В. Дурмишидзе (1963) показал, что из меченого уксусного альдегида образуются кислоты цикла Кребса: уксусная, янтарная, фумаровая, яблочная, лимонная, а также гликолевая кислота, глицерин, 2,3-бутиленгликоль.
Под воздействием дрожжей в среде образуются высшие спирты и летучие кислоты алифатического ряда, которые в присутствии эстераз этерифицируются с образованием сложных эфиров, обладающих фруктовым ароматом.

Превращение аминокислот в высшие спирты протекает не только путем окислительного дезаминирования, но и путем переаминирования аминокислот с кетокислотами. Дрожжи из аминокислот способны образовывать целый ряд соединений. Аспарагиновую кислоту они превращают в пропиловый спирт, глютаминовую — в α- кетоглютаровую и янтарную кислоты, изолейцин — в активный пентанол, лейцин — в изопентанол, серин — в этиленгликоль, аргинин — в янтарную кислоту и 2,3-бутиленгликоль, фенилаланин — в β-фенилэтанол, тирозин — в тиразол, триптофан — в β-индол и триптофол, гистидин — в β-имидазолэтанол.
Нами было показано, что β-фенилэтанол и n-оксифенилэтанол оказывают влияние на букет вина, в частности на букет шампанского.
Известно, что большая часть ароматических веществ вина возникает при брожении из имеющихся в виноградном соке углеводов, аминокислот и органических кислот.
В процессе алкогольного брожения некоторые компоненты эфирного масла остаются нетронутыми, но большинство из них подвергается изменению под действием дрожжей. К этим веществам относятся углеводороды, терпены, карбонильные соединения, а также вещества, содержащие двойные связи.
В винограде было найдено 25 углеводородов, а в вине не было обнаружено ни одного. Видимо, дрожжи их ассимилируют или же подвергают их трансформации. При брожении сока ненасыщенные альдегиды гексаналь и гексеналь, а также цис- и транс-гексен-2ол-1 превращаются в гексанол. Количество последнего при брожении сусла и формировании вина увеличивается.
Подвергаются изменению также линалоол, гераниол, нерол и а-терпинеол. Дрожжи частично превращают их в эфиры. Так, например, из линалоола они образуют линалилацетат, из гераниола — геранилацетат. Эфирные масла винограда в процессе брожения превращаются в другие вещества, обладающие сильным специфическим букетом.
Дрожжи в процессе алкогольного брожения синтезируют значительные количества новых веществ, часть которых сходна с соединениями, содержащимися в винограде. К ним относятся в первую очередь высшие спирты и основные компоненты сивушных масел. Они образуются как из аминокислот, так и из углеводов.
Известно, что бутиловый и амиловый спирты составляют 85% всего комплекса сивушных масел, формирующих букет вина и коньяка (Е. Пейно, 1959). Содержание сивушных масел в винах колеблется от 100 до 630 мг/л. Очень большое количество их придает вину грубость. Следовательно, происходящие при созревании и старении вина реакции этерификации облагораживают резкий запах сивушных масел за счет накапливающихся сложных эфиров.
Кроме того, в вине накапливаются свободные и этерифицированные альдегиды (ацетали)), кетоны, спирты терпенового ряда (цис- и транс-фарнезол), лак- тоны и фураноны, циклические и алициклические вещества, играющие важную роль в образовании букета вина.

Формирование аромата и букета вин

Формирование органолептических показателей вина

Важным показателем качества вина является его аромат или букет. Он обусловлен не одним специфическим веществом, а композицией целого ряда компонентов, насчитывающего больше 400 соединений. Он состоит из первичного аромата, приходящего из винограда, к нему добавляется аромат брожения и букет выдержки, обусловленный химическими реакциями, происходящими в процессе созревания виноматериалов.

Тонкий сортовой аромат имеют сорта группы Пино, Рислинг рейнский, Совиньон, Каберне-Совиньон. Более сильный и стойкий аромат у мускатных сортов. Американские сорта винограда (Изабелла, Лидия и др.) имеют навязчивый и приторно-яркий аромат земляники.

Многими учеными установлено, что вещества, отвечающие за аромат винограда, находятся, в основном, в кожице винограда и слоях мякоти, прилегающих к ней. Они входят в состав терпеновых спиртов и вместе со своими производными составляют основу так называемого эфирного масла винограда.

Терпеновые спирты обуславливают аромат мускатных и десертных вин. В винах с законченным алкогольным брожением терпеновые спирты подвергаются существенным изменениям, но их концентрация остается достаточно высокой для восприятия органами чувств.

В процессе брожения под действием дрожжей образуются вторичные продукты, к которым относятся сложные эфиры, высшие спирты, кетоны, ацетали, летучие кислоты и альдегиды. Они являются главными фоновыми компонентами аромата вин, без которых аромат терпеновых спиртов проявляется слабо.

Органы обоняния человека недостаточно чувствительны и по-разному реагируют на разные количества ароматических веществ, поэтому на аромат влияют только вещества, находящиеся в вине в концентрациях выше пороговой.

Пороговая концентрация – это минимальная концентрация вещества, которая может быть зафиксирована с помощью органов нюха. Влияние запаха того или другого вещества в общем аромате выражается с помощью числа аромата. Впервые это понятие ввели ученые из института биохимии им. Баха А. Н. Число аромата – это производное от деления массовой концентрации вещества на его пороговую концентрацию. Вещество принимает участие в формировании общего аромата при значении числа аромата больше единицы.

Терпеновые спирты имеют цветочный аромат. Например, линалоол имеет запах ландыша, гераниол – розы, α-терпинеол – сирени, β-ионон – фиалки. Их массовая концентрация в столовых винах варьирует от 0,01 до 5 мг/дм3, в мускатах – до 10 мг/дм3. Пороговые концентрации терпеновых спиртов находятся в диапазоне 0,5…3,0 мг/дм3.

Сложные эфиры придают вину фруктово-плодовые оттенки. К эфирам, имеющим фруктово-цветочные ароматы, принадлежат изоамилацетат, изоамилбутират, изоамилкаприлат, изобутиллаурат, этилкапринат, этилкаприлат и др.

Пороговые концентрации эфиров разные. Не имеют запаха или обладают слабым запахом этиллактат, диэтилмалат, этилмиристат. В составе средних эфиров жирных кислот преобладает этилацетат (30-200 мг/дм3), обладающий резким запахом фруктовой эссенции. Интенсивный запах дюшеса принадлежит изоамилацетату, содержание которого в винах колеблется от 3 до 85 мг/дм3.

Высшие спирты – бутанолы и пентанолы составляют 85 % всего комплекса сивушных масел, формирующих букет вин и коньяка. Большие концентрации этих спиртов придают вину грубость. А такие ароматобразующие спирты как b-фенилэтанол и n-оксифенилэтанол положительно влияют на вкус и букет вина.

Пороги аромата высших спиртов, имеющих неприятный запах, достаточно высоки (изопропиловый – 2000 мг/дм3, пропиловый – 100- 500 мг/дм3, изобутиловый – 100-200 мг/дм3, изоамиловый – 50-100 мг/дм3), а их содержание в винах незначительно для влияния на аромат. Исключением является изоамиловый спирт. Его массовая концентрация в винах колеблется в диапазоне 100-250 мг/дм3. Высшие спирты, обладающие приятным ароматом (октиловый, доциловый и нониловый), имеют низкие пороговые концентрации (1-5 мг/дм3) и в полной мере могут принимать участие в формировании аромата вина.

Учеными было установлено влияние альдегидов на букет и аромат вин. В состав алифатических альдегидов винограда входят уксусный, пропиловый, масляный, валерьяновый альдегид, гексеналь, гексаналь, цитраль. В концентрированном состоянии они имеют очень резкий запах, а при разведении запах становится приятно-фруктовым. В молодых столовых винах уксусный альдегид не может существенно влиять на аромат вин, так как его число аромата меньше единицы. При концентрациях ацетальдегида выше пороговой вина приобретают тона окисленности, несвойственные группе столовых вин.

В процессе брожения содержание алифатических альдегидов значительно повышается. Он начинает интенсивно накапливаться в начале брожения, потом его концентрация снижается за счет восстановления в этиловый спирт. Поэтому содержание альдегидов всегда будет выше в винах с незаконченным циклом брожения (группа крепких и десертных вин) по сравнению со столовыми винами.

Третья группа веществ букета формируется при созревании и технологических обработках вин. Эти вещества, конечно, характеризуют сам тип вина. Так, в портвейнах, в процессе тепловой обработки с ограниченным доступом кислорода, формируются высокоценные плодово-фруктовые тона и тона сухофруктов.

Технология таких вин как херес и мадера направлена на накопление альдегидов, так как они формируют букет вин и их типичность. Так мадерные (альдегидные) тона развиваются в мадере при тепловой обработке с избытком кислорода, поступающего сквозь поры бочки из воздуха. Иногда мадерные тона сравнивают с каленым орешком миндаля и коньячными оттенками. Хересные дрожжи при производстве хереса накапливают альдегиды, часть которых при выдержке превращается в ацетали. Эти вещества являются главными в формировании неповторимого хересного тона.

Процессы, происходящие при образовании вина

Вино является пищевым продуктом, в оценке которого вкус имеет решающее значение. Из различных процессов, происходящих в вине и обусловливающих его вкусовые качества, основными являются: образование вина, формирование, созревание, старение.

Образование вина охватывает весь период брожения виноградного сусла, в результате которого при участии дрожжей происходит превращение сахара в спирт и углекислый газ, а также сопутствующие изменения в сусле.

Основная группа составных частей сусла претерпевает во время брожения химические превращения. Наряду с образованием спирта и углекислого газа — главных продуктов брожения, получаются побочные продукты — глицерин, янтарная и молочная кислоты, уксусный альдегид, уксусная кислота и др. При нормальном брожении и умеренной сахаристости сусла сахар превращается в спирт почти полностью, в вине остается только ничтожно малая его часть.

Азотистые вещества во время алкогольного брожения претерпевают изменения, в результате которых возникают новые вещества, переходящие в вино. Установлено, что находящиеся в вине высшие спирты (амиловый, пропиловый, изобутиловый) являются продуктами превращения соответствующих аминокислот сбраживаемого сусла. Количество высших спиртов в вине незначительно, но они играют определенную роль в образовании букетов вина и коньяка. Таким образом, в результате превращения углеводов и белков во время брожения под влиянием деятельности дрожжей образуется ряд веществ, влияющих на букет вина.

Другая группа веществ, содержащихся в сусле, переходит в вино, не претерпевая химических изменений. К ним относятся вода, соли калия, натрия, кальция, магния, железа и других металлов, образующих соли с различными кислотами (винной, яблочной, серной, фосфорной и др.). Некоторые из перечисленных веществ, например калиевые и кальциевые соли винной кислоты, соли железа, белковые и пектиновые вещества, частично выпадают из раствора вследствие изменения состава среды при брожении. Количество фосфорных и азотных соединений уменьшается за счет потребления их дрожжами. Дубильные вещества частично окисляются и с белками выпадают в осадок в виде танатов.

Все вещества, перешедшие в вино из сусла без изменения и образовавшиеся во время брожения, являются составными частями любого вина. Только при изготовлении столовых вин с законченным брожением изменения виноградного сусла при брожении проявляются полностью. В крепленых винах эти процессы совершаются в большей или меньшей мере в зависимости от степени выбраживания.

Формирование вина включает превращения физического, химического и биологического характера, которые начинаются вслед за окончанием брожения и заканчиваются к моменту первой переливки. К этому времени дрожжи оседают, а вино осветляется (обычно в течение нескольких недель). В период формирования вина протекают следующие процессы.

Яблочная кислота под влиянием молочнокислых бактерий распадается на молочную кислоту и углекислый газ. Образовавшийся при брожении и растворенный в вине углекислый газ выделяется. Интенсивность выделения СО, зависит от температуры вина и процесса распада яблочной кислоты. Дрожжи оседают, что сопровождается осветлением вина. Прозрачность и полнота выбраживания служат главными показателями момента переливки вина — отделения от дрожжей. Продукты протеолитического распада белковых веществ дрожжей — амиды, органические основания и аминокислоты — в стадии формирования усваиваются. Под воздействием спирта белки частично свертываются и оседают на дно. В это же время выпадает в осадок большая часть пектиновых веществ. Виннокислые соли выпадают в осадок, что благоприятно влияет на вкусовые качества вина.

Оптимальная температура в стадии формирования должна быть около 12 °С. В период формирования улетучивается углекислый газ. Одновременно с этим увеличивается влияние на вино кислорода воздуха, вызывающего окислительные процессы. Окислительные процессы и их воздействие на составные части вина относятся также и к следующей стадии — созреванию.

Созревание вина. По окончании брожения кислород воздуха оказывает действие на вино при всех технологических операциях. Процессы созревания и старения вина имеют окислительно-восстановительный характер. Вино на различных стадиях своего образования не в одинаковой степени нуждается в кислороде. На стадии формирования в начальный период созревания доступ кислорода необходим вину. Знание окислительно-восстановительных процессов, происходящих при выдержке вина, позволяет создать режим его созревания. Большую роль играет сернистый ангидрид, который регулирует окислительновосстановительные процессы и предотвращает появление окислен-ности, часто наблюдаемой в белых винах. В сульфитированном вине развивается свойственный ему аромат, оно приобретает тонкий и благородный вкус.

Положительная роль кислорода в стадии созревания вина сводится к следующему: он активизирует вторичное брожение в том случае, если вино не полностью выбродило; удаляет растворенный в вине углекислый газ; путем окисления переводит в осадок вещества, являющиеся причиной помутнения вина (белковые, пектин, частично дубильные вещества). Для различных вин в процессе созревания потребность в кислороде неодинакова. На современных заводах при выдержке вина в крупных резервуарах, пользуясь специальной аппаратурой, поддерживают концентрацию растворенного кислорода на любом заданном уровне.

Для получения высококачественных вин большое значение имеет правильная выдержка, регулирование процессов окисления путем проведения своевременных переливок (открытых и закрытых), а также продолжительность выдержки. Сроки созревания и оптимальной выдержки вин различны. Легкие белые вина, например Алиготе, Рислинг, Цинандали, Садиллы, сладкие и ликерные мускаты проявляют свои лучшие свойства после двух-трехлетней выдержки. Более длительная выдержка (три-четыре года) желательна для красных столовых вин (Каберне, Мукузани, Саперави), крепкие вина (портвейн, мадера, херес) выдерживаются как красные столовые. Советское шампанское должно выдерживаться не более года. Особенно длительного созревания требуют коньячные спирты и коньяки.

Старение вина — одна из самых длительных стадий его образования. Старение осуществляется без доступа воздуха — вино находится в бутылках. На этой стадии происходит развитие вкуса и букета, характерных для старых вин. Продолжительность выдержки различных вин зависит от состава вина, сорта, типа и назначения. Оптимальный срок выдержки белых легких столовых вин (в бутылках) 4—5 лет, вин с высоким содержанием экстракта и сахара — до 10— 12 лет. Красные вина сравнительно медленно стареют. Продолжительность выдержки коллекционных вин может быть до нескольких десятков лет. Вина в период старения в бутылках выделяют осадок (в виде чешуек и гранул красящих веществ), окраска красных вин становится менее интенсивной и постепенно переходит в коричнево-красный цвет, а затем в желтый; белые вина теряют зеленоватые оттенки и приобретают легкие чайные тона.

Полимеризация и осаждение красящих веществ проходят независимо от воздействия кислорода. Эти явления возникают вследствие соединения красящих веществ с очень малым количеством уксусного альдегида. Альдегид в свободном состоянии возникает в вине и в отсутствие кислорода вследствие распада его соединений с сернистым ангидридом.

Улучшение качества и развитие букета вин при старении зависят от образования в них химических соединений, обладающих приятным специфическим запахом. Важную роль при образовании аромата старых вин имеют сложные эфиры — результат медленного взаимодействия кислот и спиртов, например:

Развитие букета, несомненно, является результатом процессов восстановления, поскольку он образуется только при полном отсутствии кислорода вто время, когда окислительно-восстановительный потенциал достигает достаточно низкого уровня. При легкой аэрации букет быстро исчезает или резко изменяется. Поэтому старые бутылочные вина не следует декантировать перед их употреблением. Следовательно, букет образуют окисляемые вещества, приобретающие приятный аромат только в своей восстановленной форме. Некоторое значение имеют и продукты взаимодействия аминокислот и сахаров (меланоидины).

В создании букета участвуют эфиры вина. Они могут быть средние и кислые. Средние эфиры летучи, с ними и связывают букет вина; они образуются одноосновными кислотами, преимущественно уксусной и молочной. Кислые эфиры не летучи, от них зависит вкус вина, они образуются главным образом многоосновными кислотами — винной, лимонной, яблочной, янтарной. Эфиры могут получаться ферментным и химическим путем. Возможность ферментного образования эфиров обусловлена наличием в вине эстеразы дрожжей. Химический путь более продолжителен, так как в вине спирты и кислоты очень разбавлены и, кроме того, реакция обратима, т.е. в конце концов наступает равновесие с определенным для данной среды пределом. С возрастом вина увеличивается содержание в нем летучих эфиров. Количество кислот, вступающих в реакцию с алкоголем, в каждом случае может быть различным. Старые вина представляют собой равновесную систему. Предел этерификации для каждого вина, находящегося в равновесии, остается неизменным. Поэтому справедливо считают, что введение искусственных эфиров, образованных одноосновными кислотами для повышения букета, всегда должно давать отрицательный результат, так как в тех случаях, когда естественная этерификация в вине достигла предела, введенные эфиры неизбежно разлагаются на составляющие их кислоты и спирты, что ухудшает букет и вкусовые свойства вина. Если естественная этерификация не достигла предела и введенная доза искусственного эфира умеренна и в сумме с имеющимися эфирами вина не превышает этого предела или равна ему, букет может улучшиться только на время, так как затем произойдет неизбежная перегруппировка между кислотами и спиртами, участвующими в этерификации. В результате этого могут освободиться спирты и кислоты введенного эфира и изменить натуральный букет и вкус вина.

Общее количество эфиров зависит от состава и возраста вина; средние (летучие) эфиры образуются биологически при брожении и медленно химическим путем при старении. Кислые эфиры получаются главным образом химическим путем при старении.

Для каждого типа и сорта вина существуют определенные сроки выдержки. При выдержке вина до определенного срока и в необходимых условиях оно улучшает свои качества, затем наступает момент равновесия (оно не изменяется), в дальнейшем происходят постепенный распад и отмирание вина.

Отмирание вина — это период, когда происходит ухудшение его качества, исчезает букет, выпадают красящие вещества, появляются неприятные вкус и запах, вызываемые продуктами разложения. Все эти процессы возникают в винах, хорошо укупоренных в бутылки, изолированных от окисляющего действия кислорода воздуха, хранящихся в нормальных температурных и других условиях.

Источники:

http://vinograd.info/knigi/osnovy-biohimii-vinodeliya/himicheskaya-priroda-veschestv-obuslovlivayuschih-buket-vina.html
http://vinograd-vino.ru/biotekhnologiya-vin/232-formirovanie-aromata-i-buketa-vin.html
http://studref.com/430154/tovarovedenie/protsessy_proishodyaschie_obrazovanii_vina