Защитные коллоиды - Коллоидные явления в винах

Оглавление
Коллоидные явления в винах
Обзор общих сведений о коллоидах
Классификация коллоидов
Свойства коллоидных растворов
Использование свойств коллоидов в производстве вина
Прозрачное вино и мутное вино
Стабильность и флокуляция гидрофобных коллоидов
Электрический заряд частиц
Стабильность и флокуляция гидрофильных коллоидов
Взаимное осаждение коллоидов
Защитные коллоиды
Явления адсорбции
Техника экспериментирования
Помутнение и мутность
Разделение взвешенных частиц фильтрацией
Разделение частиц в коллоидном растворе ультрафильтрацией
Разделение и идентификация коллоидов вина электрофорезом
Работы последнего времени

Когда в присутствии гидрофильного (или макромолекулярного, или стабильного) коллоида оказывается гидрофобный коллоид (или мицеллярный, или нестабильный), то часто констатируют, что первый сообщает свою стабильность второму, который становится намного более устойчивым к осаждающему действию электролита. Отмечают, что первый коллоид защищает второй от флокуляции, поэтому его называют «защитным коллоидом». Иногда этот защитный эффект можно объяснить обволакиванием частиц гидрофобного коллоида гидрофильным коллоидом, причем такая оболочка препятствует слипанию и росту частиц. Защитный эффект в некотором роде изолирует микрокристаллические мицеллы от межмицеллярной жидкости. Он,требует, чтобы оба золя имели один и тот же знак.
Следовательно, присутствие в растворе защитного коллоида может противодействовать помутнениям и осадкам коллоидного происхождения. Однако большинство помутнений вина имеет коллоидную природу. Они в конечном счете получаются в результате флокуляции в вине некоторых гидрофобных коллоидов, которые с самого начала находятся в прозрачном коллоидном растворе. Отсюда понятно, что присутствие в вине камедей (типичных защитных коллоидов) или аналогичных веществ, находящихся в нем от природы или в результате добавления, часто противодействует появлению помутнений. Желатина также представляет собой один из защитных коллоидов, но ее нельзя использовать в.вине с этой целью, так как она осаждается танином.
Примером может быть фосфорно-железный, или белый, касс белых-вин. Когда вино подвергается аэрации, железо, находящееся в нем, переходит из двухвалентного состояния в трехвалентное. Образуется фосфат железа (FeP04), который очень мало растворим, и, когда его концентрация становится достаточной, выходит из состояния молекулярного или истинного раствора. Его молекулы соединяются одна с другой, образуя скопления или коллоидные частицы. Но одно это слипание частиц необязательно вызывает помутнение вина, потому что они могут быть слишком малых размеров для отражения значительной части света. Фосфат железа первоначально находится в коллоидном растворе, который может быть совершенно прозрачным. Такие коллоидные частицы, с одной стороны, подвержены действию факторов, которые стремятся агломерировать их во все более и более крупные частицы, образующие муть, с другой — воздействию факторов, имеющих противоположную тенденцию противодействовать этой агломерации.
Из экспериментов следует, что большое значение для флокуляции имеют прежде всего металлические ионы с положительным зарядом, в частности катионы кальция, магния или калия, которые составляют большую часть катионов вина, а также белки, заряженные в вине положительно, тогда как фосфат железа представляет собой коллоид электроотрицательный. В растворе, имеющем реальную кислотность, равную приблизительно кислотности вина (рН 3), образуемую органическими кислотами и содержащую 0,5 г/л фосфорной кислоты, добавление при непрерывном перемешивании 25 мг/л трехвалентного железа (в форме хлорида) не вызывает никакого помутнения. Однако фосфат железа все же образуется, так как его можно разделить ультрафильтрованием. Но он находится в прозрачном коллоидном растворе. С другой стороны, дополнительное внесение 0,2 г/л кальция или 1 г/л калия в форме хлоридов или любой другой соли в достаточной концентрации вызывает помутнение и осаждает такое же количество железа. Таким образом, в соответствии с общими законами, управляющими коллоидными явлениями, катионы вина должны участвовать в белом кассе независимо от вмешательства железа, действие которого имеет совершенно другой характер.
В противоположность камедям, таким, как гуммиарабик (аравийская камедь), слизистые вещества, существующие в винах от природы, противодействуют в большей или меньшей мере в зависимости от содержания железа и камеди флокуляции фосфата железа и возникновению связанных с этим помутнений. Эти вещества играют роль защитных коллоидов. Фосфатно-железистый коллоид находится под защитой таких веществ. Однако полную флокуляцию фосфата железа можно получить при добавлении белка (желатины, рыбьего клея). Такая оклейка вина, пораженного железным кассом, удаляет больше железа и иногда намного больше, чем обычная фильтрация.
Теоретическое значение вышеизложенных фактов заключается в том, что они указывают на два этапа в механизме осаждения трехвалентного железа. Это явление начинается химическими реакциями (окисление железа и его соединение с фосфорной кислотой) и завершается коллоидными явлениями (флокуляция коллоида в результате этой реакции). Помутнение возникает по мере развития флокуляции.
Этот процесс свойствен всем помутнениям коллоидного происхождения, т. е. почти всем помутнениям вин. Так, аравийская камедь (гуммиарабик) противодействует осаждению коллоида сульфата меди, образующегося в сульфитированных белых винах, изолированных от воздуха, с большей эффективностью, чем фосфат железа, потому что масса осаждающейся меди меньше. Определенное соотношение камеди препятствует осаждению и образованию осадка, не препятствуя образованию помутнения. Более сильная доза камеди уменьшает интенсивность помутнения и даже прекращает его. При нагревании белых вин, которое способствует образованию защитного коллоида, химический механизм медного касса осуществляется нормально, однако не без появления значительного помутнения. В обоих случаях медь переходит из состояния истинного раствора в коллоидное состояние, но вино остается прозрачным. Чтобы вызвать флокуляцию коллоида и осаждение меди, достаточно произвести оклейку рыбьим клеем точно так же, как и в предыдущем случае осаждения фосфата железа.
Однако следует уточнить, что железо и медь в винах обычно не входят в коллоиды, так как они легко проходят через мембраны ультрафильтров и диализаторы. Железо и медь входят в малодиссоциированные комплексы, образуемые, в частности, с органическими кислотами. Но при повышенных дозах и в определенных условиях они частично выходят из состояния истинного раствора и. больше не проходят через мембраны. Железо и медь входят в коллоиды, которые легко флокулируют в отсутствие защитных коллоидов, но не флокулируют совсем или с трудом в их присутствии. Однако не исключено, что небольшие количества гидроокиси железа находятся в винах, не полностью изолированных от воздуха, и в то же время совершенно прозрачных.
Эффект защиты проявляется также и в оклейке вин. Когда в вино добавляют желатину, которая является гидрофильным коллоидом, она превращается под действием танина в гидрофобный коллоид, флокулирующий под воздействием металлических солей вина. Как и в предыдущем случае, этой флокуляции препятствуют или задерживают ее защитные коллоиды, камеди или слизистые вещества. Аналогичным образом действие защитных коллоидов проявляется в стабильности суспензий, находящихся в винах: выпадение взвешенных частиц в винах задерживается иногда значительно защитными коллоидами.
Наконец, можно приравнять осаждение кристаллов винного камня и винного кальция к коллоидным явлениям и, следовательно, подверженным защитному эффекту. В охлажденных винах эти соли осаждаются не так, как это происходит в условиях равновесия, соответствующих химическому составу и физико-химической структуре холодного вина. Так как полимеры коллоидного характера (полифосфаты, метавинная кислота) ингибируют осаждение виннокислых соединений, то можно рассматривать эти виннокислые осаждения (на первой стадии их образования) как коллоидные частицы   (микрокристаллические коллоиды). С другой стороны, полимеры-ингибиторы являются защитными коллоидами, которые противодействуют увеличению частиц виннокислых веществ и, следовательно, образованию осадков (Усельо-Томасет, 1963).
Из всего сказанного выше относительно защитного действия, видов его проявления в механизмах различных осаждений, могущих происходить в вине, следует, что такой защитный эффект представляет собой одно из фундаментальных понятий в энологии. Ниже будет отмечено, что в зависимости от условий эти явления нежелательны и их следует избегать или же они оказывают благоприятное действие и их следует добиваться.
Многие вина по своей природе содержат слизистые вещества, которые являются отличными защитными коллоидами, противодействуя осветлению отстаиванием или оклейкой, но препятствуя также и помутнениям, связанным с пороками вина. В зависимости от условий можно или удалять эти коллоиды через плотные фильтры, или же, наоборот, стараться сохранить их во время осветления вина, или даже восполнить недостаточность в защитных коллоидах добавлением таких, например, как гуммиарабик. Кроме того, аналогичный эффект дает нагревание вин; оно вызывает образование защитного коллоида. Неправильное понимание этого эффекта привело к утверждению о существовании различных ферментов (редуктаза, коагулаза), которые якобы разрушаются при нагревании и ответственны за явления такие, как, например, медный касс.



 
< Производство специальных вин   Помутнения в винах >
Искать по сайту:
или внутренним поиском:

Translator

Наверх