В виноделии молочнокислые бактерии занимают особое место благодаря сложности и многообразию вызываемых ими изменений в винах. Влияние молочнокислых бактерий на качество вина зависит от его химического состава и физиолого-биохимических особенностей микроорганизмов. Следует отметить, что молочнокислые бактерии развиваются во всех типах вин.
Молочнокислые бактерии утилизируют сахара (глюкозу, фруктозу, арабинозу и ксилозу), органические кислоты (яблочную, лимонную, винную), глицерин. При этом образуется молочная кислота и в большей или в меньшей степени летучие продукты (уксусная и янтарная кислоты, этиловый спирт, углекислый газ и др.). Помимо основных продуктов молочнокислые бактерии образуют некоторое количество вторичных продуктов брожения, играющих большую роль в сложении вина. К ним относятся диацетил, ацетоин, 2,3-бутиленгликоль.
Только сбраживание яблочной кислоты в молочную, называемое яблочно-молочным брожением, является полезным и желательным при производстве некоторых типов вин.
Риберо-Гайон Ж. и соавт. [74] приводят систему бактериологического влияния на вина по степени возрастающей опасности:
- сбраживание арабинозы, лимонной кислоты и ксилозы - ограниченные изменения вина с образованием небольших количеств летучих кислот и небольшая потеря качества;
-сбраживание винной кислоты, глицерина, глюкозы и фруктозы - серьёзные изменения вина до полной потери его качества, повышенное образование летучих кислот.
Степень опасности, которую бактерии представляют для вина, зависит от свойств вида и характеристики вина. Наименее опасны те бактерии, которые сбраживают яблочную кислоту, не затрагивая сахаров, либо сбраживают сахара без образования летучих кислот.
Гетероферментативные кокки из среды, содержащей сахара и яблочную кислоту, в первую очередь используют яблочную кислоту. Это свойство делает гетероферментативные кокки наиболее желательными агентами яблочно-молочного брожения. Особенно подходящими для этой цели являются штаммы, не сбраживающие лимонную кислоту и арабинозу.
Другим подходящим возбудителем яблочно-молочного брожения считают гомоферментативные палочки. Они рекомендуются исследователями на том основании, что при сбраживании глюкозы не образуют летучих кислот, особенно те штаммы бактерий, которые не сбраживают пентоз и лимонной кислоты.
Гомоферментативные кокки, согласно исследованиям Пейно и Домерк [166], малополезны в молодых винах и нежелательны в старых. Энологическая ценность данного типа бактерий спорна.
Гетероферментативные палочки приносят наибольший вред, что подтверждается их частым присутствием в больных десертных и крепких винах и редким - в столовых винах на стадии яблочно-молочного брожения. У них не наблюдается несоответствия порогов pH сбраживания яблочной кислоты и сахаров, характерного для гетероферментативных кокков, а потребление сахаров происходит по гетерофермен- тативному типу с образованием летучих кислот.
Молочнокислые бактерии вызывают заболевания вин, характеризуемые изменением определённых составных частей или образованием нежелательных продуктов обмена.
Винную кислоту могут разлагать гомо- и гетероферментативные палочки и гетероферментативные кокки. Обладают этим свойством не все молочнокислые бактерии, а лишь отдельные штаммы. При разложении винной кислоты кислотность вина уменьшается, появляется “плоскость” вкуса.
Глицерин могут разлагать отдельные представители всех видов молочнокислых палочек и кокков. При этом образуются уксусная, молочная и пропионовая кислоты, углекислый газ и остро пахнущий акролеин с резкими вкусовыми качествами.
Разложение фруктозы с образованием маннита осуществляют в малокислотных винах, содержащих этот сахар, гетероферментативные молочнокислые бактерии. При этом вино приобретает неприятный кисло-сладкий вкус. Маннитному брожению обычно сопутствует молочнокислое сбраживание углеводов, сопровождающееся повышением кислотности.
Молочнокислое брожение углеводов по гетероферментативному пути сопровождается обычно большим повышением летучей кислотности (до 4 г/дм3) и накоплением молочной кислоты. Заболеванию подвергаются, в основном, малокислотные вина. Гомоферментативное брожение сахаров проходит без повышения содержания летучих кислот, но со значительным увеличением количества молочной кислоты; кислотность вина повышается. Брожение может сопровождаться возникновением неприятного кислого вкуса и тонов "квашения".
При развитии молочнокислых бактерий наблюдается образование летучих кислот. Основное их количество составляет уксусная кислота, в меньшем количестве накапливаются пропионовая и муравьиная кислоты. Особенно много кислот образуется при гетероферментативном брожении сахаров, а также при разложении винной кислоты и глицерина. Источником образования летучих кислот является использование бактериями лимонной кислоты с образованием молочной и уксусной кислот и углекислого газа. Обычно оно проходит параллельно с разложением яблочной кислоты.
Диацетил и ацетоин образуются молочнокислыми бактериями в процессе биологического кислотопонижения. Считают, что образование диацетила не связано с видовыми особенностями молочнокислых бактерий и имеются большие колебания способности его синтеза в пределах вида. Диацетил и ацетоин оказывают значительное влияние на сложение вина. По данным А. К. Родопуло и А.Ф. Писарницкого, вина игристые и сухие высокого качества содержат следы диацетила; вина среднего качества - 0,4-0,8 мг/дм3, вина низкого качества - свыше 0,8 мг/дм3.
Процессы, вызываемые в вине молочнокислыми бактериями, определяются не только систематическим положением инфицирующего микроорганизма, но в большой степени зависят от химического состава вина. В этой связи нами сделана попытка проследить, из каких виноматериалов бактерии выделяются чаще всего и чем отличаются эти виноматериалы. В табл. 2.1 представлены данные, отражающие эти показатели в винах Киргизии.
Результаты показывают, что наибольший процент выделения бактерий приходится на плодово-ягодные виноматериалы. Интересно, что в яблочных материалах не были обнаружены гетероферментативные кокки рода Leuconostoc. Не обнаружены они и в вишнёвых виноматериалах, характеризующихся очень высокой кислотностью. Из столовых виноградных виноматериалов бактерий выделено заметно больше, чем из креплённых. Для всех типов виноматериалов прослеживается такая тенденция: чем ниже кислотность, тем больше процент выделенных бактерий. Не удалось выделить бактерий из высококислотных столовых виноматериалов, где они были бы весьма желательны в качестве агентов биологического кислотопонижения. Выделение гетероферментативных палочек из низкокислотных виноматериалов свидетельствует о том, что вина находятся либо в стадии заболевания (на что указывает повышенное содержание летучей кислотности в некоторых материалах), либо имеют потенциальную возможность такого заболевания.
С целью выявления возможностей снижения кислотности вин биологическим способом нами был исследован состав органических кислот виноматериалов различных регионов бывшего Советского Союза [22, 29].
Показано (табл. 2.2), что высокое содержание яблочной кислоты, достигающее 6,0 г/дм3, в виноматериалах Одесской области при умеренном количестве винной кислоты создаёт исключительно благоприятные условия для яблочно-молочного брожения. При содержании винной кислоты свыше 4,0 г/дм3 рекомендуется предварительное химическое понижение кислотности на 1,5-2,0 г/дм3. Аналогичные выводы следуют из анализа кислот в виноматериалах Севастопольской зоны и Закарпатской области. Относительно низким содержанием винной кислоты отличались виноматериалы Закарпатья, её количество составляло до 4 г/дм3, тогда как массовая концентрация яблочной кислоты превышала 7 г/дм3. Небольшие количества яблочной кислоты выявлены при обследовании виноматериалов Азербайджана, хотя и здесь в двух виноматериалах есть реальные возможности для развития процесса яблочно-молочного брожения. Неожиданно высоким для этой зоны оказалось содержание винной кислоты (до 4,9 г/дм3). В виноматериалах Киргизии массовая концентрация винной кислоты варьирует по сортам: для Рислинга и Ркацители она составила 4,2- 4,5 г/дм3, в других сортах заметно ниже. В образцах с высоким содержанием молочной кислоты (1,4-3,8 г/дм3) прошло спонтанное яблочно-молочное брожение, причём это были образцы, в которых массовая концентрация винной кислоты не превышала 3,0 г/дм3. В материалах с более высоким содержанием винной кислоты спонтанное кислотопонижение не прошло, несмотря на достаточный запас яблочной кислоты. Это говорит о целесообразности предварительного снижения кислотности химическим способом для создания благоприятных условий для ЯМБ.
Таблица 2 1
Тип виноматериала | Массовая концентрация, г/дм3 | Количество образцов | Морфологическая группа | ||
титруемых кислот | летучих кислот | обследовано | выделены МКБ, в скобках % от обследованных | ||
Северная зона Киргизии | |||||
Столовый виноградный | 6,0-6,5 | 0,3-0,6 | 6 | 5(83,3) | палочки |
Столовый виноградный | 7,3-8,0 | 0,3-0,8 | 7 | 3(42,8) | палочки кокки |
Столовый виноградный | 8,5-9,7 | 0,5-0,6 | 3 | 0 |
|
Крепленый | 4,5-6,0 | 0,2-0,8 | 14 | 6(42,8) | палочки |
Крепленый виноградный | 6,1-6,9 | 0,2-0,3 | 17 | 3(17,6) | КОККИ |
Сок яблонный спиртованный | 3,0-4,5 | 0,3-0,9 | 18 | 14(77,8) | палочки |
Сок яблочный спиртованный | 5,0-5,3 | 0,4-0,6 | 5 | 3(60) | палочки |
Сок вишневый спиртованный | 7,6 | 1,6 | 1 | 1(100) | палочки |
Сок вишневый спиртованный | 10,4- | 0,1-0,6 | 3 | 1(33,3) | палочки |
Сок вишневый спиртованный | 14,4- | 0,1 | 2 | 1(50) | палочки |
Южная зона Киргизии | |||||
Столовый виноградный | 4,1 | 0,2-0,3 | 2 | 2(100) | палочки кокки |
Столовый виноградный | 5,3-6,4 | 0,3-0,6 | 7 | 1(14,3) | палочки |
Крепленый виноградный | 2,9-3,6 | 0,2-0,3 | 15 | 3(20) | палочки |
Крепленый виноградный | 4,5-6,0 | 0,2-1,0 | 3 | 2(65,7) | палочки |
Таким образом, широкий анализ кислот в виноматериалах различных природных зон показал наличие благоприятных условий для развития молочнокислых бактерий. Яблочно-молочное брожение считается не только фактором снижения кислотности высококислотных виноматериалов, но и важнейшим фактором биологической стабильности. Поэтому его прохождение следует считать целесообразным и для низкокислотных вин, где запас яблочной кислоты очень низок и снижение кислотности за счёт её сбраживания окажется несущественным.
Таблица 2.2
Содержание основных кислот в виноматериалах различных регионов виноделия
Наименование виноматериала | Массовая концентрация кислот, г/дм3 | ||
винной | яблочной | МОЛОЧНОЙ | |
Одесская область | |||
Алиготе | 2,6-2,8 | 5,2-5,4 | 0,4 |
Сильванер | 2,4-3,0 | 5,3-5,4 | 0,4 |
Фетяска | 2,4-3,0 | 5,1-5,2 | 0,4 |
Пино | 3,0-4,0 | 5,5-5,8 | 0,3-0,5 |
Ркацители | 4,5 | 6,0 | 0,4 |
Севастопольская зона Крыма | |||
Рислинг | 2,5-2,8 | 4,4-4,6 | 0,4 |
Ркацители | 1,6-4,0 | 3,2-4,4 | 0,3-0,4 |
Закарпатская область | |||
Ноа | 3,5-3,7 | 6,4-7,2 | 0,1-0,5 |
Траминер | 1,8 1 | 5,0 | 0,1 |
Леанка | 1,7-2,2 | 4,2-5,2 | 0,1-0,2 |
Изабелла | 3,0-3,3 | 6,2-6,3 | 0,2 |
Рислинг | 2,7-3,9 | 3,9-4,8 | 0,1-0,4 |
Мюллер-Тургау | 1,5-2,3 | 4,2-4,3 | 0,1-0,3 |
Азербайджан | |||
Ркацители | 4,9 | 1,3 | 0,2 |
Матраса | 2,3 | 3,7 | 0,2 |
Баян ширей | 3,0-4,3 | 1,6-2,3 | 0,2 |
Киргизия | |||
Кульджинский | 2,8-3,0 | 4,0-4,2 | 0,6-0,7 |
Баян ширей | 2,7-3,0 | 1,3-2,8 | 1,4-3,8 |
Ркацители | 4,2-4,4 | 4,2-4,7 | 0,3-0,5 |
Рислинг | 4,2-4,5 | 1,6-1,8 | 0,6-0,7 |
Пино | 2,1-3,3 | 2,0-4,0 | 0,1-3,0 |
Каберне | 1,8-2,2 | 1,7-1,8 | 0,1-2,9 |