Мякоть представляет собой наиболее важную часть ягоды. Она образуется из больших клеток, имеющих типичную структуру взрослых растительных клеток. Вдоль тонкой целлюлозо-пектиновой перегородки лежит тонкий слой цитоплазмы с ядром. Все внутреннее пространство клетки занято вакуолярным соком, который образует сусло. Целлюлозо-пектиновые мембраны смежных клеток не прилегают одна к другой на всем протяжении; на гранях клеток остаются небольшие, межклеточные пространства (меаты), через которые происходит газообмен с внешней средой.
В мякоти различают несколько зон, отличающихся строением клеток. Клетки, находящиеся ближе к кожице, имеют удлиненную форму; они расположены в радиальном направлении и имеют тонкие перегородки, которые подвергаются застудневанию во время созревания, тогда как внутренние клетки, удлиненные в том же направлении, имеют неправильную форму и обладают более толстыми, незастудневающими мембранами. Клетки эндокарпия, который охватывает семена, расположенные также радиально, сливаются с мякотью.
Число слоев клеток, образующих ягоду, включая эпидермис и эндокарпий, равно 25—30, так же как и в завязи. Ягоды растут в результате увеличения объема клеток, а не путем их деления. Плод питается посредством сосудисто-волокнистых пучков, которые идут через стебель, плодоножку грозди, плодоножку ягоды, кисточку. Через них виноградные ягоды получают углеводы из листьев и минеральные вещества из корней.
Система питания ягоды схематически остается такой же, как и у завязи. От центра подушечки в ягоду входят 10—12 сосудистых пучков, расходящихся в мякоти ягоды. Это те пучки, которые при срывании ягоды остаются в центре подушечки и образуют кисточку. Два из них, которые называют аксиальными или осевыми пучками, имеют наибольшую толщину и проходят через всю ягоду до конца; от них ответвляются четыре сосуда, которые охватывают и питают семена. От восьми до десяти сосудов ответвляются в первой зоне при входе в мякоть наподобие меридианов; это периферийные пучки; они в свою очередь также разветвляются и делятся; в поперечном разрезе можно различить от 30 до 40 таких сосудов. Они снова соединяются и образуют осевые пучки под зонтиком. У некоторых белых сортов в состоянии зрелости сеть периферийных проводящих пучков можно видеть через прозрачную кожицу, она слегка окрашена в зеленый цвет.
По достижении полной зрелости мякоть составляет от 75 до 85% общей массы ягоды. Она состоит почти исключительно из вакуолярного сока своих больших клеток, т. е. сусла. Твердые частицы, состоящие из остатков очень тонких целлюлозных перегородок и очень тонких сосудисто-волокнистых пучков и образующие мутный осадок, едва достигают 0,5% массы мякоти, вследствие чего на практике не делают различия между составом мякоти и составом сусла.
Сусло представляет собой мутную жидкость, обычно слабо окрашенную; цвет от темно-зеленоватого до желто-золотистого для белых сортов, часто слегка подкрашенный в более темные тона для красных сортов. Его плотность колеблется в зависимости от содержания сахаров, например от 1065 до 1110 или больше для перезревшего винограда.
В табл. 3.6 приведены данные о химическом составе мякоти для четырех сортов.
Таблица 3.6
Химический состав мякоти винограда
Сорт винограда | Содержание мякоти, % | pH | Содержание (в мг-экв на 1000 г мякоти) | Сумма катионов | Содержание кислот |
Сумма анионов | ||||
сахаров | свободных кислот | кислот в солях | винной | яблочной | лимонной | |||||
Совиньон | 82,3 | 3,30 | 219 | 123 | 43,8 | 167 | 90 | 79 | 2,5 | 171 |
Сахара
Виноградный сахар состоит из глюкозы и фруктозы. С началом созревания в ягоде содержится в два раза больше глюкозы, чем фруктозы; в состоянии зрелости оба эти сахара находятся в примерно равных количествах, но уже всегда с преобладанием фруктозы; среднее значение отношения глюкоза/фруктоза равно 0,92. Крахмал находится только в зеленых виноградных ягодах.
Сахароза, обнаруживаемая путем хроматографии на бумаге, присутствует в зеленом или зрелом винограде только в виде следов (от 1 до 3 г/л). Она гидролизуется в восстанавливающие сахара во время миграции из листа в ягоду.
Содержание восстанавливающих сахаров в винограде нормальной зрелости обычно колеблется от 150 до 250 г/л. В некоторых исключительных случаях при особо хорошей освещенности в суслах специальных сортов (Мускат, Гренаш) оно доходит до 300 г/л. Сусла из винограда, пораженного благородной гнилью, могут иметь еще более высокое содержание восстанавливающих сахаров.
Выше было показано, что ягоды одной и той же грозди имеют неодинаковую сахаристость. Это легко обнаружить с помощью ручного рефрактометра, который обеспечивает измерения в одной капле жидкости и позволяет оперировать на одной ягоде. Если таким путем проверить сахаристость различных ягод большой грозди, то видно, что чем ближе ягоды к побегу, тем больше в них сахара; они первыми получают питательные соки.
Было также показано, что сахара распределены в ягоде неравномерно. Если ягоду разрезать пополам, полусфера, противоположная плодоножке, будет богаче сахарами, чем другая. С другой стороны, если мякоть зрелой ягоды разделить на три концентрические части, одну — около кожицы, другую — вокруг семян и третью — промежуточную, то эта, последняя, оказывается наиболее сахаристой; в ней было найдено 187 г сахара, 180 г в слое под кожицей и только 166 г в центральной зоне.
С точки зрения технологии такая гетерогенность ягоды ведет к тому, что при виноделии по белому сусло-самотек отличается по своему составу от прессового сусла. Самотек часто имеет более высокую сахаристость, чем сусло, полученное при прессовании. Для винограда с благородной гнилью этот процесс имеет обратный характер, что часто отмечают на практике.
Органические кислоты
Кислотность сусла следует считать таким же важным энологическим фактором, как и содержание сахаров. Она может колебаться в зависимости от сорта, климата, года, т. е. в зависимости от состояния зрелости, от 3 до 10 г/л в пересчете на серную кислоту *, иногда больше.
* 1 г/л в пересчете на серную кислоту равен 1/0,653, или 1,53 г/л в пересчете на винную кислоту, принятом в СССР (Прим. спец. ред.)
Кислотность зрелого винограда образуется главным образом за счет трех кислот: винной, яблочной и лимонной. Пропорция других кислот, которые могут присутствовать в винограде, относительно мала, но число их велико. Это кислоты аскорбиновая, а-кетоглутаровая, фумаровая, галактуроновая, глицериновая, гликолевая, гликуроновая, глиоксиловая, миндальная, щавелевая, щавелевоуксусная. пировиноградная, хинная, шикимовая.
Винная, яблочная и лимонная кислоты находятся во всех органах винограда. Их источником являются дыхательные процессы в зеленых частях растения, но они существуют также и в корнях; в частности, в них обильно представлена лимонная кислота. Они находятся во всех органах в свободном виде и в составе солей, образуемых основаниями, которые извлекаются из почвы. Именно эти минеральные вещества, необходимые для роста, мигрируют в растение в виде солей.
Концентрация свободных кислот возрастает от периферии к центру ягоды. В трех указанных выше зонах в одном случае обнаружили кислотность 3 г/л около кожицы, 5,7 в промежуточной зоне и 8,8 г/л около семян. Когда виноград еще зеленый, наблюдается обратное соотношение. Винная и яблочная кислоты распределяются таким же образом; лимонную кислоту извлечь труднее, так как она находится, в частицах, связанных с клеточными перегородками. Известно, что кислоты и основания распределены в тканях ягоды в точно таких же концентрациях, но в обратном порядке. В результате происходит то, что сусло, получаемое при прессовании, бывает перенасыщено битартратом калия и дает кристаллический осадок в виде винного камня. Такая гетерогенность позволяет при прессовании по шампанскому способу реализовать селективную экстракцию кислот в свободном состоянии и в составе солей, на чем основаны особые качества и состав шампанских вин.
Минеральные вещества
Минеральные вещества различных частей грозди и мякоти винограда те же, как и в других его частях. Главным из них является калий, составляющий 50% минеральных веществ зольного остатка. Затем идет кальций, которого всегда больше, чем магния; в готовом вине, когда виннокислый кальций выпадает, соотношение бывает обратным. Фосфорная кислота является наиболее значительным анионом.
В табл. 3.7 дан примерный состав минеральные веществ в листьях, гребнях, кожице, семенах и мякоти винограда.
Состав минеральных веществ (в мг на 1 г зольного остатка) в различных частях виноградного растения
Элементы | Листья | Гребень | Кожица | Семена | Мякоть |
К | 400 | 362 | 360 | 230 | 180 |
Na | 12 | 16 | 14 | 10 | 24 |
Ca | 100 | 97 | 150 | 228 | 52 |
Mg | 36 | 41 | 30 | 51 | 34 |
Fe | 5 | 6 | 6 | 3 | 2 |
Азотистые вещества
Азот мякоти представляет лишь четвертую или пятую часть общего азота виноградной ягоды.
Азотистые вещества встречаются в сусле в аммиачной и органической формах; они состоят из аминокислот, полипептидов и белков. В табл. 3.8 приведено несколько примеров распределения азота в виноградной ягоде.
Аммиачный азот присутствует в значительном количестве, достаточном для обеспечения брожения; будучи лучшим питательным веществом для дрожжей, азот в этой форме является совершенно необходимым для успешного хода брожения. Всегда присутствует также белковый азот: его источником является цитоплазма. В некоторых районах и у некоторых сортов винограда азот находится в таком большом количестве, что сразу же после прессования сусло становится местом последовательных флокуляций белков при контакте с танином вакуолей; выпадение осадка похоже на настоящую оклейку; осадок удаляют отстаиванием.
Методом хроматографии на бумаге и путем микробиологического анализа в сусле были идентифицированы 24 вида аминокислот. 17 из них определены Лафон-Лафуркад и Пейно (1959), которые дали следующие средние значения (в мг на 1 л): аргинин 327, пролин 266, треонин 258; глутаминовая кислота 173, серии 69, глнкокол 22, лейцин 20, лизин 16, гистидин 11, изолейцин 7, валин 6, фенилаланин 5, аспарагиновая кислота 2, метионин 1, триптофан 0,6; не было ни цистина, ни тирозина, которые можно было бы установить количественным анализом. По этому вопросу см. работы Лотти и Аиелли (1971).
Таблица 3.8
Распределение азотистых веществ в ягоде зрелого виноградаАзот, мг на 1000 ягод
Сорт винограда | Масса 1000 ягод) г | Азот, мг на 1000 ягод | ||||||||
общий | твердой части | жидкой части |
| в жидкой | части |
| ||||
семена | кожица | NH4 | органический | амин-ный | белковый | полипе-птидный | ||||
Совиньон Семильон Каберне Совиньон Мерло | 1600 | 1930 | 465 | 990 | 480 | 83 | 397 | 204 | 45 | 148 |
Существует определенная корреляция между процентным содержанием аминного азота сусла в состоянии зрелости и титруемой кислотностью. Табл. 3.9, содержащая средние значения большого числа определений для различных урожаев, является хорошей иллюстрацией этого факта.
Таблица 3.9 Соотношение между кислотностью винограда и содержанием в нем аминного азота
Сорт винограда | Титруемая кислотность, мr-экв/л | Аминный азот, мг/л |
Мерло | 80 | 52 |
Каберне Совиньон | 88 | 59 |
Семильон | 92 | 73 |
Мальбек | 96 | 82 |
Каберне фран | 104 | 92 |
Совиньон | 112 | 98 |
Пти Вердо | 116 | 104 |
Сорта, наиболее кислые, наиболее богатые органическими кислотами, оказываются также и наиболее богатыми по содержанию аминокислот. С другой стороны, виноград содержит наибольшее количество аминного азота в годы, когда он имеет наибольшую кислотность. Фактически синтез аминокислот осуществляется в цикле Кребса, который объясняет образование органических кислот.
Кордонье и Дюгаль (1968) показали, что виноград обладает ферментами, способными гидролизовать белки; при поражении серой гнилью активность этих ферментов увеличивается в 4— 5 раз; протеолитические ферменты находятся главным образом в твердых частях здоровой ягоды и в соке загнивших ягод.
Пектиновые вещества
Пектиновые вещества, извлеченные из целлюлозо-пектиновой мембраны и являющиеся межклеточным цементом, представляют собой смесь пектинов в собственном смысле слова и камеди (растительной смолы) или пентозанов. Чистый пектин образуется цепью полигалактуроновых молекул, называемых еще пектиновой кислотой, более или менее этерифицированных метанолом. Различают пектин растворимый, который находится в сусле, и пектин нерастворимый, или протопектин, фиксированный в твердых частях виноградной ягоды.
Камеди винограда обычно состоят из арабанов, ангидридов арабинозы и иногда из галактанов.
Виноград относительно беден пектинами; обычно он содержит больше смол, чем пектинов. В 50 образцах виноградного сусла было найдено от 0,23 до 6,91 г/л пектиновых веществ; содержание истинного пектина колебалось от 0,06 до 1,08, тогда как содержание смол составляло от 0,08 до 5,83 г/л.
Ароматические вещества
Ароматические вещества, характеризующие различные сорта, и, следовательно, ответственные за первичный аромат вин, локализованы главным образом в кожице; они, вероятно, существуют также и в мякоти, но в незначительных количествах. Можно допустить существование двух типов ароматических веществ:
- вещества, существующие в зрелых и перезрелых ягодах и переходящие в вино естественным путем. Они в первую очередь ответственны за характерные ароматы Мускатов, а также за лисий запах некоторых американских гибридов (Labrusca). Эти тона наиболее интенсивны в хорошо вызревшем и богатом сахаром винограде, культивируемом в жарком климате;
- вещества, не обладающие особым запахом, и присутствующие от природы в кожице ягод и даже в листьях винограда; они способны к превращениям во время брожения и старения вина, образуя новые вещества, ответственные за характерный аромат некоторых тонких вин (Пино, Каберне). В противоположность веществам первой группы они достигают максимальной интенсивности и наивысшей тонкости в винограде, созревающем в относительно холодных районах, у границы культуры винограда.
При современном уровне знаний нет никаких данных о природе веществ второй группы. С другой стороны, существуют более точные сведения относительно веществ первой группы. Например, известно (Холли и сотрудники, 1955), что метилантранилат при концентрации примерно 5 мг/л в виноградном соке ответствен за лисий запах V. Labrusca и ее гибридов. (Конкорд). Точно так же были реализованы важные работы о роли терпеновых соединений в аромате винограда Мускат; самыми последними и наиболее полными из них являются работы Терье (1972) и Терье и сотрудников (1972). Эти авторы указывают на присутствие линалоола, нерола, гераниола, а-терпинеола и четырехокисного линалоола.
Кроме того, два других вещества этого же семейства, пока еще неидентифицированные, по-видимому, играют заметную роль в образовании органолептических характеристик. Содержание общих терпенов составляет от 816-10-3 мг/л для Муската гамбургского, собранного в Жиронде, до 3326-10-3 мг/л для Муската фронтиньянского, культивируемого в Греции, при среднем значении 2000-10-3 мг/л. Анализ данных о порогах восприятия этих веществ обонянием показывает, что они участвуют в аромате плода, особенно линалоол и гераниол. Смесь восьми терпенов при концентрациях, близких к их концентрациям в винограде, довольно точно воспроизводит характерный аромат Муската, намного лучше, чем каждое вещество, взятое отдельно от других.
В немускатных сортах, но также с ароматическими характеристиками, например в эльзасских сортах (Рислинг. Сильванер, Мюллер — Тургау, Гевурцтраминер) находят эти же терпены, но в значительно более слабых концентрациях, порядка 200-10-3 мг/л. И в этом случае терпены ответственны за специфический аромат винограда.
В сортах с меньшим ароматом, таких, как Совиньон или Мюскадель, присутствуют эти же самые терпены, но в концентрациях только порядка 50-10-3 мг/л.
Наконец, эти терпеновые производные отсутствуют или присутствуют как следы во всех сортах, ягоды которых не имеют выраженной ароматической характеристики.
Независимо от специфической проблемы терпеновых производных, достаточно хорошо изученных в настоящее время, виноград содержит большое число других летучих веществ, обладающих ароматом, которые были обнаружены газовой хроматографией (Риберо-Гайон, 1971).
Время, мин
Рис. 3.4. Хроматограмма экстракта, полученного из сока винограда Каберне Совиньон (Бертран и сотрудники, 1967). Идентификация пиков:
с 1 по 5 — неизвестны; 6 — гексан+эфир; 7 — этаналь; 8 — метилформинат; 9 — пропаналь; 10 — изобутаналь; 11 — этилформнат+метилацетат; 12 — ацетон; 13 — этилацетат; 14 — метил-3-бутанол; 15— метанол; 16 — этанол; 17 — пропанол; 18 и 19 — неизвестны; 20 — гексаналь; 21 — метил-2-пропанол-1; 22 — вода-+-пентанол-3; 23 — пентанол-2; 24 — бутанол-1; 25 — неизвестен; 26 — гексен-2-аль + метил-2-бутанол-1 4- метил-3-бутанол-1; 27— неизвестен; 28 — гексанол-1; 29 — неизвестен; 30 — цисгексен-3-ол-1; 31 — неизвестен.
На рис. 3.4 показана хроматограмма экстракта, полученного из сока Каберне Совиньон в токе азота (Бертран и сотрудники, 1967). Но эти же самые вещества находятся во всех сортах, которые не проявляют в этом отношении характерных различий.
Эффективное участие летучих веществ в общем аромате ягод остается невыясненным.
В частности, среди летучих компонентов винограда отмечают спирты и альдегиды с С6: гексанол, гексенол-1, гексаналь и гексенол. Присутствие этих веществ часто наблюдают в растениях, которым они придают довольно своеобразный запах листьев, травы; они частично уничтожаются во время брожения, и в винах находят исключительно гексанол.
