До настоящего времени не было пока, найдено полного заменителя сернистой кислоты, хотя имеется ряд веществ, в комплексе до некоторой степени обладающих свойствами сернистой кислоты. Используют их главным образом не с целью полной замены сернистой кислоты, а для частичного снижения ее доз. К этим веществам относятся сорбиновая и аскорбиновые кислоты, а также диэтиловый эфир пироугольной кислоты. Недавно испытана 5-нитрофурилакриловая кислота (5НФА). Обычно применяют ее натриевую соль (Νa-5НФА) в количестве от 5 до 10 мг/л [114].
Сорбиновая кислота. В последнее время в СССР, а также за рубежом для консервирования фруктовых соков и вин применяется сорбиновая кислота. Эта кислота более интенсивно ингибирует развитие, дрожжей, чем сернистая. Так, например, 200 мг/л сорбиновой кислоты задерживает брожение, как 300 мг/л сернистой кислоты.
Сорбиновая кислота слабее действует на микрофлору виноградного сусла и не действует на молочнокислые и уксуснокислые бактерии. Антисептическое действие ее зависит от содержания спирта, от концентрации водородных ионов, возраста дрожжей и температуры вина. Сорбиновая кислота при pH 2,8 заметно уменьшает дыхание дрожжей, а при pH 3,6 слабо влияет на их дыхание. В кислой среде она быстрее диффундирует в клетку дрожжей и сильнее ингибирует дыхание. При pH 2,8 она блокирует энзимы, содержащие SH-группы, например алкогольдегидрогеназу, фумаразу и энолазу.
Сорбиновая кислота имеет две двойные связи, вследствие чего легко распадается в водных растворах, а также и в винах. Обнаружено, что при хранении вина с сорбиновой кислотой в течение 6—7 месяцев она распадается на карбонильные соединения, которые выделены с помощью 2,4-динитрофенилгидразина. Для некоторых микроорганизмов сорбиновая кислота является источником углеродного питания. В результате действия микроорганизмов содержание ее в вине уменьшается и создаются благоприятные условия для развития других микроорганизмов [108].
Кроме того, сорбиновая кислота не обладает антиоксидантным действием. Поэтому ее рекомендуют применять совместно с сернистой кислотой. Е. Пейно рекомендует брать 200 мг/л сорбиновой кислоты и не более 50 мг/л сернистой. Доза сорбиновой кислоты не должна превышать 300 мг/л, так как повышенное ее количество ухудшает вкус вина.
Рекомендуют также применять сорбиновую кислоту совместно с диэтиловым эфиром пироугольной кислоты или с витамином К5. Диэтиловый эфир пироугольной кислоты. Недавно было показано, что в качестве вещества, подавляющего деятельность не только дрожжей, но и других микроорганизмов, можно применять диэтиловый эфир пироугольной кислоты, который в количестве 160—200 мг/л подавляет рост дрожжей.
При повышенной спиртуозности доза может быть уменьшена до 50 мг/л. Ингибирующее действие диэтилпирокарбоната заключается в том, что он способен реагировать с аминогруппами дыхательных ферментов дрожжей.
Диэтилпирокарбонат — очень неустойчивое соединение, в винах с pH 3,3 через 2 ч распадается на этиловый спирт и углекислоту на 50%, а через 10—12 ч полностью разрушается, теряя антисептические свойства.
С увеличением кислотности гидролиз диэтилпирокарбоната усиливается.
Исследования показали, что диэтилпирокарбонат, содержащий меченый углерод (С14), способен связываться с компонентами вина.
Наряду с распадом диэтилпирокарбоната протекают и побочные реакции, в результате образуются карбоксиэтилпроизводные аминокислот, пептидов, гликозидов. В винах эти побочные реакции составляют 5—6% первоначальной активности. Сравнительна сильно реагируют продукты распада диэтилпирокарбоната с гидроксильными группами и аминогруппами, содержащимися в аминокислотах С повышением pH реакция обмена С14 подавляется, и наоборот.
Диэтилпиркарбонат как ингибитор задерживает брожение слабоалкогольных вин с несброженным сахаром. Лучшие результаты получаются при совместном применении 200 мг/л диэтилпирокарбоната и не более 50 мг/л сернистой кислоты. При этом эффективность действия препарата увеличивается на 60%.
Для достижений стерилизации рекомендуется обрабатывать вино перед розливом в бутылки диэтиловым эфиром пироугольной кислоты, который следует диспергировать в вино посредством азота или нейтральных газов или — в виде спиртового раствора. Перемешивание вина надо производить в атмосфере азота.
Диэтил пирокарбонат обладает легким фруктовым ароматом и не искажает естественный букет и вкус вина. Кроме того, при распаде диэтилового эфира пироугольной кислоты образуется незначительное количество этилкарбоната, который обладает фруктовым запахом.
Диэтилпирокарбонат не токсичен и представляет собой бесцветную прозрачную жидкость. Растворимость его в воде 0,6%, хорошо растворим в этиловом спирте.
Испытан также диметилдикарбонат, который, гидролизуясь в вине, образует метанол, поэтому непригоден для виноделия.
Аскорбиновая кислота. Установлено, что эта кислота обладает большим антиокислительным действием, чем сернистая. При совместном действии эффективность значительно увеличивается. В присутствии сернистой кислоты антисептическое действие аскорбиновой увеличивается, поэтому ее применяют совместно с сернистой кислотой не только для предупреждения окисления, но и для предохранения от развития микроорганизмов.
Аскорбиновая и сернистая кислоты ведут себя различно. Если сернистая кислота, окисляясь, акцептирует кислород воздуха или кислород перекиси водорода, то аскорбиновая, дегидрируясь, отдает два водорода и восстанавливает окисленные вещества, как например, хиноны. При неферментативном окислении, т. е. ионами меди и железа, она образует дегидроаскорбиновую кислоту и перекись водорода.
Последняя в присутствии следов тяжелых металлов окисляет компоненты вина, например, винную, яблочную кислоты, аминокислоты, а также сернистую.
Первый продукт окисления аскорбиновой кислоты — это монодегидроаскорбиновая кислота, которая также обладает окислительной способностью.
Таким образом, аскорбиновая кислота не может быть рекомендована для совместного введения с сернистой кислотой в сусло и вино в присутствии кислорода. Кроме того, первый продукт окисления аскорбиновой кислоты — дегидроаскорбиновая кислота — легко распадается в треоновую и щавелевую кислоты, портящие вкус и букет вина.
При избытке кислорода в вине аскорбиновая кислота, окисляясь, образует перекись водорода; последняя в присутствии тяжелых металлов настолько усиливает окислительные процессы, что может появиться мышиный тон.
Так, продукты распада аскорбиновой кислоты вызывают каталитический распад не только компонентов вина, но и сернистой кислоты, введенной извне. Согласно данным Е. Кильхофера и Г. Вюрдига, содержание сернистой кислоты в вине за 15 дней уменьшается на 22—25 мг/л, а в присутствии Аскорбиновой кислоты сернистая окисляется в 5 раз быстрее и/ составляет за это время до 100 мг/л. Это свидетельствует о том, что аскорбиновую кислоту не рекомендуется применять в аэробных условиях.
Исходя из этого, А. С. Вечер и В. М. Лоза (1957) удачно применили аскорбиновую кислоту в производстве шампанского. При шампанизации вина как бутылочным, так и резервуарным методом протекают восстановительные процессы вследствие вторичного брожения, вызываемого дрожжами, поэтому аскорбиновая кислота сохраняется в шампанском при отсутствии кислорода.
Аскорбиновая кислота снижает редокспотенциал в вине, она восстанавливает окисленные вещества, которые участвуют в образовании букета, поэтому вкус и букет шампанского намного улучшаются, а шампанское приобретает свежесть.
Несмотря на сильное восстановительное действие, аскорбиновая кислота не может полностью заменить сернистую кислоту в виноделии, так как не обладает антисептическими свойствами. Она частично может заменить сернистую кислоту как сильный восстановитель.
Исходя из этого, аскорбиновую кислоту применяют совместно с сернистой в анаэробных условиях для предупреждения вин от окисления и от микробиальных заболеваний. Оптимальная доза аскорбиновой кислоты 50—70 мг/л при содержании 15—20 мг/л SO2 без доступа кислорода воздуха.
Таким образом, равноценные эффективные заменители сернистой кислоты до настоящего времени не найдены.
Сернистая кислота пока является единственным средством, обладающим как антисептическим, так и антиоксидантным действием.
