Помутнения в винах - Битартрат калия (винный камень)

Битартрат калия растворяется при 20°С в количестве 4,92 г на 1 л чистой воды, намного меньше растворяется а водно-спиртовом растворе и еще меньше при более низкой температуре (табл. 12.3).
Таблица 12.3
Изменение растворимости битартрата калия (в мг-экв/л) в водно-спиртовом растворе в зависимости от содержания спирта (Берг и Кеефер)

Если к раствору, содержащему только битартрат калия, добавить винную кислоту, его растворимость и соответственно содержание калия уменьшаются. Соль СООН—СНОН—СНОН- —COOK распадается на ионы К+ и. СООН—СНОН—СНОН—СОО-. Такая диссоциация бывает почти полной при концентрациях, равных примерно 5%. Анион распадается на катион Н+ и виннокислый двухвалентный анион, но эта последняя диссоциация происходит слабо. Если добавить к раствору винную кислоту, pH понижается и диссоциация битартрата калия уменьшается; недиссоциированная соль, которая малорастворима, выпадает в осадок. И наоборот, растворимость битартрата калия возрастает, если добавляют яблочную или молочную кислоту. Например, в растворах со спиртуозностью 10% об. при содержании винной кислоты 50 мг-экв/л, или 3,75 г/л, содержание калия повышается от 11 до 19 мг-экв/л, когда концентрация винной кислоты увеличивается с 0 до 93 мг-экв/л. Если в раствор добавить не винную, а какую-либо другую кислоту, одна часть калия связывается в новых солях, большей частью диссоциированных и растворимых, что ведет к уменьшению содержания неразложившегося битартрата калия в нерастворимом положении.
Количество калия, отнятое, таким образом, у виннокислого аниона, зависит от силы добавленной кислоты. Это количество большее с сильными кислотами (соляная, сернистая, серная), интенсивно растворяющими битартрат калия, и еще ощутимее при кислотах, которые несколько слабее, чем винная кислота (рК 3,01), как, например, яблочная кислота (рК 3,46) и молочная кислота (рК 3,81). Но оно становится незначительным для еще более слабых кислот (лимонная, янтарная, уксусная) .
На практике эффект других органических анионов проявляется следующим образом. После спиртового брожения растворимость битартрата калия уменьшается вследствие обогащения сусла спиртом (табл. 12.4) и понижения температуры.

Таблица 12.4
Уменьшение растворимости битартрата калия во время спиртового брожения

Но яблочно-молочное брожение, которое, с одной стороны, вызывает исчезновение яблочной кислоты и тем самым высвобождение калия из бималата, а с другой — повышает pH, ведет к новому уменьшению растворимости и новому осаждению битартрата калия (табл. 12.5). Если яблочно-молочное брожение происходит весной или в первое лето, то осаждение битартрата будет завершено и, следовательно, стабильность вина будет достигнута только к концу второй зимы. Для возможно более быстрого получения такого результата нужно, чтобы сбраживание яблочной кислоты завершалось быстро и чтобы после этого вино держали в холодном помещении. В табл. 12.5 представлены результаты такого осаждения вследствие яблочно-молочного брожения четырех бордоских вин.

Таблица 12.5
Уменьшение растворимости битартрата калия после яблочно-молочного брожения

Хотя калий не определяли аналитически, осаждение битартрата калия обнаруживали по уменьшению щелочности золы и винной кислоты. Потерю калия можно считать практически равной уменьшению щелочности.
В очерке о винах района Орана, которые характеризуются исключительно высоким содержанием калия, Фукриа сделал вывод, что яблочно-молочное брожение представляет собой лучший способ для того, чтобы вызвать интенсивное осаждение калия в виде виннокислых солей.
Для лучшего осаждения вино должно содержать кристаллы битартрата (зародыши кристаллизации). Часто наблюдается, что в пастеризованном вине в бутылках, хранящемся при низкой температуре, осаждения не происходит, тогда как в контрольном образце, не подвергнутом пастеризации, оно имеется, и, наоборот, кристаллизация возникает тогда, когда после нагревания в вино вводят несколько кристаллов. Таким образом, эффект пастеризации выражается в полном растворении микрокристаллов битартрата калия, содержащихся в вине. Этот факт следует учитывать, когда проводят стабилизацию вина нагреванием и охлаждением.
Можно вычислить в зависимости от pH вина содержание винной кислоты, которая находится в виде битартрата. Число миллимолекул битартрата на 100 миллимолекул винной кислоты в среде, содержащей 10% об. спирта, приведено в табл. 12.6. Содержание битартратов и, следовательно, битартрата калия характеризуется максимумом, расположенным между pH 3,5 и 3,6.
В действительности осаждение битартрата происходит быстрее и оно более обильно в винах, когда pH приближается к 3,6. Следовательно, факторы, понижающие кислотность вин, pH которых ниже 3,6, облегчают осаждение битартрата. Это, в частности, относится к биологическому кислотопонижению или к химическому раскислению. И наоборот, всякое повышение кислотности, например при окислении сернистой кислоты, ведет к возрастанию стабильности вина. Другое следствие из этих равновесий: при pH меньше 3,6 осаждение битартрата калия вызывает понижение pH, тогда как при более высоких значениях его оно сопровождается повышением pH.

Таблица 12.6
Содержание винной кислоты (в %) в свободном состоянии в виде битартрата и тартрата в зависимости от pH