Процессы окисления и восстановления в винах

ОВ-процессы в сусле и вине

Окислительно-восстановительные процессы, протекающие в винах

Окислительно-восстановительные процессы, протекающие в винах, обусловлены поглощением кислорода воздуха при технологических операциях (переливка, фильтрация). Растворимость кислорода в вине зависит от температуры, спиртуозности, содержание экстрактивных веществ. При повышении температуры и экстрактивности растворимость кислорода понижается, а при увеличении концентрации спирта – увеличивается. Максимальная растворимость кислорода в вине может колебаться в пределах 8-10 мг/дм3. Часть кислорода связывается необратимо с компонентами вина в виде перекисных соединений. Содержание «перекисного кислорода» в вине может достигать 3 мг/дм3.

Окисление и восстановление взаимосвязаны между собой. По современным представлениям в этих процессах происходит потеря и приобретения электронов. Вещество окисляется, когда оно теряет электрон или приобретает положительный заряд.

При этом может быть 4 типа реакций:

1. Реакция присоединения кислорода

Где

(потеря двух элементов)

2. Дегидрирование, то есть потеря водорода

3. Дегидрирование с предварительной гидратацией

4. Реакция, в которой не участвуют кислород или водород. Здесь происходит потеря электрона, в результате чего увеличивается валентность

Если реакция идёт в обратном направлении, то есть получением отрицательного заряда или электрона, отдачей кислорода, присоединением водорода или же уменьшением валентности, то этот процесс называется восстановлением:

Оба процесса являются сопряженными: одно вещество восстанавливается, другое – окисляется. Это основное превращение веществ имеет место в винограде, в сусле, в вине.

По мнению ряда ученых, эти процессы являются основными в формировании и вкуса, и букета выдержанных вин. Вместе с тем, существуют различные точки зрения на Роль кислорода при созревании. Ряд ученых считают необходимым ограничить поступление О2 в вино, напротив, другие специалисты предпочитают вводить О2 для улучшения созревания. Еще Бертло, встряхивая вино в присутствии О2, показал, что аромат становиться слабым, исчезает характерный вкус, качество вина снижается. С другой стороны, Пастер установил, что при выдержке вина в запаянных ампулах без О2 созревание вина останавливается и развитие типичного букета и вкуса не происходит. В настоящее время считают, что для созревания вина определенного типа необходимо строго определённое количество кислорода.

Из табл. видно, что в зависимости от типа вина ему потребуется за период созревания от 20 до 200 мг/дм3 кислорода

Таблица Потребность в кислороде различных типов вин ( по проф. В. И. Нилову)

Окислительно-восстановительные процессы

Эти процессы играют важную роль в виноделии и проявляются уже на первых этапах переработки винограда. Они имеют как положительное, так и отрицательное значение в зависимости от доз кислорода, глубины и направленности происходящих реак­ций.

Умеренное поступление в сусло кислорода воздуха (10—20 мг/л, не более) является нормальным для здорового виногра­да и обеспечивает получение чистых здоровых вин высокого ка­чества. При этом за счет окислительной конденсации выпадают легкоокисляемые фенольные вещества, что гарантирует стабиль­ность получаемых вин к дальнейшему окислению.

Избыточное (30—40 мг/л и более) поступление кислорода приводит к получению окисленных вин с обедненным сортовым ароматом, простым, «выветренным» вкусом. Особенно опасна с точки зрения окисления переработка винограда, пораженного се­рой гнилью. Окислительные процессы в мезге и сусле такого ви­нограда проходят во много раз быстрее и интенсивнее.

Вино из плесневелого винограда может приобретать вкус уваренности, а его цвет независимо от цвета ягод — буро-коричневую окраску. Это называется оксидазным поражением винограда и приводит к необратимому переокислению вина — оксидазному кассу.

ОВ-процессы вызываются содержащимися в ягодах виногра­да окислительными ферментами: полифенолоксидазой, пероксидазой, аскорбинатоксидазой и др.

Наиболее мощная окислительная система — полифенолоксидазная, действующая на монофенолы, о-дифенолы и полифенолы по окислительно-восстановительному принципу «полифенол — хинон», — была открыта акад. В. И. Палладиным.

Фенольные вещества под действием окислительных фермен­тов окисляются в хиноны.

Этот процесс обратим, если в сусле есть восстанавливающие вещества — редуктоны, например аскорбиновая кислота: о-Хинон + аскорбиновая кислота = о-дифенол + дегидроаскорбиновая кислота.

Когда все редуктоны дегидрируют, появляющиеся хиноны в присутствии воды образуют оксихиноны, которые, конденсируясь, дают темноокрашенные нерастворимые продукты. Эти продукты являются конечными, необратимыми в окислительных реакциях; они выпадают в осадок. Вовлечение в окислительно-восстановительные процессы редуктонов сусла, расходуемых на восстанов­ление хинонов, приводит к снижению его витаминной ценности.

Основной вред переокисление фенольных веществ наносит аромату и цвету будущего вина. Так, при активном окислении терпеновые спирты (линалоол, гераниол, цитронелол и др.), со­ставляющие основу эфирного масла ягод, окисляются до фурановых и пирановых оксидов.

Вино из такого сусла не имеет фруктового аромата. Переокисление приводит к необратимому разрушению антоцианов, некоторых аминокислот. В вине накап­ливаются продукты окисления — альдегиды, хиноны, флобафены, меланин, меланоидины и другие соединения.

Они допустимы только для специальных вин типа мадеры, токая, хереса, порт­вейна, технология которых предусматривает проведение интен­сивных окислительных процессов для придания типичности. Во всех остальных случаях переокисление сусла и вина недопу­стимо.

Исходя из того, что носителями окислительных ферментов являются твердые части винограда — мякоть и кожица, стара­ются не допустить их в бродящее сусло, удалить отстаиванием или центрифугированием. Для снижения интенсивности окисли­тельно-восстановительных процессов сусло сульфитируют рас­считанными дозами SO2.

Во избежание окисления в мировой практике отдают предпо­чтение быстрым методам переработки винограда, прессованию целых гроздей, созданию анаэробных условий виноделия.

Процессы, происходящие при формировании вин

В вине, как и в любой сложной биохимической системе, непрерывно происходят сложные физико-химические и биохимические процессы, позволяющие вину поддерживать свои жизненные процессы. Жизнь вина проходит через пять этапов: образование молодого вина, его формирование, созревание, старение и отмирание.

Образование молодого вина — это период от момента дробления винограда до завершения процесса брожения. Для первой стадии этого этапа, включающей в себя дробление, прессование мезги и осветление, характерны процессы экстракции и диффузии, а также первичные и вторичные окислительно-восстановительные процессы, происходящие под действием ферментов, активизирующиеся после дробления ягод и попадания их в сусло.

Вторая стадия образования молодого вина включает в себя сам процесс брожения сусла или мезги, в результате чего принципиально изменяются исходные свойства продукта (сусла) и в значительной мере — его состав. Наибольшим количественным изменениям подвергаются сбраживаемые сахара, которые при производстве сухих натуральных вин полностью используются дрожжами. В процессе спиртового брожения, помимо главных продуктов — этилового спирта и углекислоты, образуются вторичные продукты, играющие большую роль в создании вкуса и аромата вин. К ним относятся глицерин, янтарная и уксусная кислоты, ацетальдегид, 2,3-бутиленгликоль, ацетоин, лимонная и пировиноградная кислоты, изоамиловый и изопропиловый спирты, эфиры. К концу брожения молодое вино обогащается полипептидами и аминокислотами — продуктами автолиза дрожжей. Фенольные соединения, реагируя с белками вина, образуют таннаты, выпадающие в осадок. Кислоты сусла, так же как и вновь образующиеся при брожении кислоты, частично окисляются или подвергаются превращениям по циклу ди- и трикарбоновых кислот. Витамины в первый период брожения потребляются дрожжами, а после автолиза происходит обратный переход их в вино. Окислительно-восстановительный потенциал (ОВ) по мере сбраживания сусла уменьшается (с 355—485 мВ до 135), достигая минимума в период бурного брожения, когда происходит полное потребление кислорода.

Формирование вина включает период от окончания брожения до момента первой переливки, т. е. до отделения молодого вина от осадка дрожжей.

Установлено, что на качество вина существенно влияют условия и сроки выдержки вина над осадком. При свободном доступе кислорода аминокислоты дрожжей могут стать источником образования нежелательных продуктов— альдегидов и аммиака, придающих винам неприятные тона окисления. Настаивание вина на осадочных винных дрожжах (1—2% массы вина) при 0—10°С устраняет указанный дефект, так как в этих условиях дрожжи выделяют в вино ферменты, но не обогащают его растворимыми азотистыми веществами.

Наиболее важным для этапа формирования является процесс так называемого “биологического понижения кислотности вин”, сущность которого заключается в превращении яблочной кислоты в молочную под действием молочнокислых бактерий Lactobacillus Leuconostoc или Pediococcus. Так как молочная кислота по сравнению с яблочной менее диссоциирована и имеет более мягкий вкус, рН вина повышается, исчезает его “зеленая”, резкая кислотность, вкус смягчается.

Этапы созревания и старения вина включают время выдержки его в бочках (резервуарах) и бутылках.

При созревании, протекающем от 2 до 4 лет при доступе кислорода воздуха, вино приобретает стабильность и присущие типу органолептические свойства, т. е. становится “розливозрелым”. Старение вина происходит без доступа воздуха в течение 4—12 лет и более. В этот период полностью развиваются тонкий вкус и специфический аромат, свойственные старым винам определенного типа.

Изменения в составе и качестве вин при созревании обусловлены сложными физико-химическими превращениями, из которых наибольшее значение имеют процессы окислительно-восстановительного характера и сахаро-амин-ные реакции. Поэтому очень важно обеспечить необходимый доступ кислорода в процессе выдержки вина. Взаимодействие составных частей вина с кислородом способствует уменьшению его терпкости в результате окисления полифенолов.

Переводя в осадок легкоокисляемые соединения, кислород повышает тем самым стабильность вин и способствует формированию их органолептических свойств. Избыток поглощенного кислорода приводит к переокислению вина в результате окислительного дезаминирования аминокислот с образованием из них аммиака и альдегидов, придающих вину горький привкус. При значительном накоплении этих продуктов “переокисленный” тон вина переходит в “мышиный”. Причины окисленного тона вина окончательно не установлены. Некоторые исследователи объясняют появление этого дефекта присутствием диацетила.

Старение вина начинается с момента, когда окислительные процессы не могут больше улучшать вкусовые и ароматические свойства вина. Вкус и аромат старого вина создаются при низком ОВ-потенциале. Наиболее тонкий букет в выдержанном вине бывает при величине ОВ-потенциала не выше 200—250 мВ.

Считается, что наибольшую роль в улучшении органолептических свойств вин при старении играют реакции этерификации, при которых из спирта и кислот образуются сложные эфиры. Однако прямой зависимости между качеством вина и содержанием в нем эфиров не установлено. Более того, отмечено, что при избыточном накоплении уксусноэтилового эфира в вине наблюдается неприятный привкус (“штих”). При взаимодействии альдегидов и спиртов образуются ацетали, являющиеся ценными компонентами букета вин. На формирование букета благоприятно влияют аминокислоты и продукты их взаимодействия с сахарами — меланоидины. Реакции меланоидинообразования наиболее интенсивно протекают в специальных винах. Продукты распада Сахаров придают вину карамельные (малажные) тона. При их чрезмерном развитии в таких винах, как херес, мадера и мускаты, теряется свойственный типу вина вкус и аромат.

В результате реакций этерификации и конденсации на внутренних стенках посуды, в которой выдерживается вино, появляются осадки (рубашка), состоящие из полимеризованных красящих веществ и других соединений. Этот процесс особенно характерен для красных вин.

Отмирание вина является конечной стадией его развития. Оно связано с необратимым распадом основных его компонентов и всей системы в целом. Объективными признаками начавшегося распада вин являются выпадение красящих веществ в осадок и приобретение вином неопределенного цвета с грязноватым оттенком, потеря аромата и появление неприятного запаха разложения, резкое изменение и ухудшение вкуса, обусловленное разрушением спирта и органических кислот и накоплением продуктов распада.

Срок жизни вина в основном зависит от его типа, качества и условий хранения, но рано или поздно вино разрушается. Лучшие натуральные вина можно выдерживать до 30—35 лет, а наиболее экстрактивные высококачественные специальные крепкие и десертные вина — до 100 лет и более.

Источники:

http://vinograd-vino.ru/protsessy-proiskhodyashchie-pri-izgotovlenii-vina/178-ov-protsessy-v-susle-i-vine.html
http://vinocenter.ru/okislitelno-vosstanovitelnye-processy.html
http://znaytovar.ru/new85.html