Биохимические процессы - Регулирование окислительно-восстановительных процессов винограда

Свежее сусло, а также полученное из него вино как биологические среды обладают определенным механизмом, регулирующим скорость протекания окислительно-восстановительных процессов в зависимости от содержания в них биокатализаторов.
При переработке винограда наступают физико-химические и биохимические изменения, которые предопределяют ход дальнейших превращений.
Переработка винограда машинами связана с разрушением твердых частиц мякоти, кожицы и гребней, при этом сусло обогащается ферментами, дубильными, красящими и другими веществами, нарушается последовательность окислительно-восстановительных процессов.
Какие же биохимические и химические процессы протекают при изготовлении кахетинских, красных столовых и десертных вин?
Производство кахетинских и красных вин складывается из следующих операций: дробление винограда, загрузка его в бродильные резервуары, брожение мезги, прессование мезги и отделение от нее молодого вина [20]. В зависимости от требований, предъявляемых к винам, а также от сорта виноград перерабатывают различными способами. В одних случаях мезга состоит из раздавленных гроздей, включая гребни и семена, в других — гребни частично удаляются. Главное значение этих твердых частиц заключается в обогащении сусла красящими, дубильными и другими веществами при настаивании на мезге. Так как в кожице и мякоти содержатся более активные окислительные ферменты, чем в сусле, то при ферментации мезги с суслом окислительные процессы усиливаются благодаря окислению фенольных соединений, аскорбиновой и органических кислот, аминокислот и других веществ под действием о-дифенолоксидазы, пероксидазы, аскорбатоксидазы, а также флавиновых оксидаз и дегидрогеназ.
При действии флавиновых оксидаз в присутствии молекулярного кислорода образуются перекиси:
ФПН2 + 02 → ФП + Н2О2,
ФПН2 — восстановленный, а ФП — окисленный флавопротеид. При появлении в среде перекиси водорода окислительные процессы усиливаются за счет действия пероксидазы. Исходя из этого, некоторые авторы рекомендуют нагревать грозди винограда или мезгу до 70° С (для ингибирования окислительных ферментов) или сульфитировать мезгу.
По данным Г. Г. Валуйко [15], технологический запас дубильных и красящих веществ до переработки винограда составляет от 20 до 30% от общего их содержания. В процессе брожения на мезге от 20 до 40% фенольных соединений, извлеченных из мезги, теряется вследствие обратимой адсорбции на мезге, а также окисления их о-дифенолоксидазой, конденсацией и выпадением их в осадок.
Для интенсификации ферментативных процессов при выработке катехинских вин в сусло до брожения добавляют ферментированную мезгу (Г. И. Беридзе, 1950), при этом вино получается мягким во вкусе и с более выраженным букетом.
Весьма возможно, что при этом происходит ферментативное превращение фенолкарбоновых (феруловой, ванилиновой и n-кумаровой) кислот с образованием летучих фенолов (крезол, этил-4-фенол, гваякол, винил-4-гваякол, этилванилин и др.) [НО].
Таким образом, в процессе ферментации сусла с мезгой и брожения на ферментатированной мезге при выдержке получаются хорошие столовые вина кахетинского типа, густоокрашенные полные и бархатистые на вкус.
Для приготовления белых столовых и шампанских виноматериалов виноград лучше прессовать целыми гроздями [89] и быстро отделять сусло на гидравлическом или пневматическом прессе. Содержание фенольных и азотистых веществ, а также окислительных ферментов в высококачественных виноматериалах должно быть минимальным.
Во избежание усиления окислительных процессов сусло надо быстро сульфитировать из расчета 50—75 мг/л SO2 и ферментировать в течение 12—15 ч. Лучше сусло подвергать центрифугированию для удаления твердых частиц, которые являются носителями окислительных ферментов; при этом требуется вводить меньше сернистого ангидрида и проводить брожение на чистой культуре дрожжей [133].
За рубежом проводятся исследования по дроблению, прессованию винограда и ферментации сусла с пектолитическими ферментами в атмосфере углекислоты. В Калифорнии построен завод первичного и вторичного виноделия производительностью по винограду 100 т/сут. Здесь усовершенствованы дробилки-гребнеотделители (частота вращения уменьшена до 300 об/мин), для прессования применяются гидравлические прессы. При технологических операциях регулируют температуру, брожение проводят на чистых культурах дрожжей [137].
В последнее время у нас в стране проводятся исследования по изучению качества сусла и вина, полученных на линиях с центробежными и валковыми дробильно-гребнеотделяющими машинами и стекателями ВССШ-20 [24]. Для ускорения отстаивания сусла применяли промышленный ферментный препарат Пектоваморин П10х в количестве до 1%. Было установлено, что вина, полученные из сусла с дробилок ЦДГ-20, подвержены большему побурению, чем сусло после прессования целыми гроздями. Обработка сусла SO2 и бентонитом позволяет получить вина менее окисленные. Однако бентонитовая суспензия вызывает изменения химического состава сусла.
Исследования К. С. Попова [68] показали, что лучшее качество белых столовых вин достигается при прессовании винограда целыми гроздями, чем при дроблении на ударно-центробежных дробилках или на гребнеотделяющих машинах и стекателях. Разница в дегустационных оценках 0,7 балла. Было отмечено также, что при прессовании винограда целыми гроздями получаются вина с цветочными тонами в букете и большей свежестью.
Механическая уборка винограда сопряжена с нарушением целостности ягод, при этом возникает немедленное и необратимое окисление сусла еще до начала прессования. Вино получается с окисленными тонами во вкусе и букете.
За рубежом проводятся исследования по изучению различных систем прессов для получения качественного сусла. Так, сусло, полученное на непрерывных шнековых прессах (НШП) фирмы «Кока и Пера» [131], имеет повышенное содержание фенольных соединений и низкий выход прессовых фракций (15—20% сусла первого давления и 3—5% сусла второго давления), что делает влияние этих фракций на качество всего объема сусла незначительным.
Новый тип шнекового пресса, выпущенного во Франции в 1978 г., отличается от существующих тем, что в момент прессования шнек вращается и вносит свежую партию мезги в прессовую камеру. Этот тип пресса дает сусло с меньшим содержанием взвесей и пониженной концентрацией фенольных веществ [131].
Таким образом, для производства неокисленных вин и шампанских виноматериалов необходимо проводить прессование винограда целыми гроздями и быстро отделять сусло. Полученное сусло лучше центрифугировать, чем прессовать. При этом требуется меньше сернистой кислоты, чем при ферментации сусла. Желательно все операции с получением сусла проводить в атмосфере углекислоты.
От интенсивности протекания окислительных процессов в сусле зависит и качество вина. При интенсивном протекании окислительных процессов, т. е. при окислении фенольных соединений, образуются хиноны, которые дегидрируют аскорбиновую, диоксифумаровую кислоты и другие вещества, играющие важную роль в восстановительных процессах. При интенсивном протекании ферментативных процессов окислительные процессы идут так глубоко, что окисляются даже аминокислоты, спирты, в частности терпеновые спирты. Например, линалоол, образует оксиды линалоола и букет вина заметно ухудшается. Вино из переокисленного сусла теряет фруктовый аромат.
С другой стороны, при быстром отделении сусла от мезги не происходит обогащения сусла эфирными маслами, в частности терпеноидами, от содержания которых во многом зависит качество вина.
E. H. Датунашвили с сотрудниками [25] и В. И. Зинченко с сотрудниками [41], показали, что при выдержке сусла с мезгой в течение нескольких часов происходит гидролиз высокомолекулярных коллоидных веществ под действием ферментов ягоды винограда. Это облегчает сокоотделение, за счет чего увеличивается выход сусла. Кроме того, это способствует обогащению вина экстрактивными и ароматобразующими веществами [95].
Согласно нашим представлениям при выдержке сусла с мезгой, помимо гидролиза гемицеллюлоз и других высокомолекулярных соединений, происходит распад гликозидов и высвобождение терпеноидных соединений, главным образом линалоола, гераниола, нерола и α-терпинеола. Для этого процесс необходимо проводить в анаэробных условиях. Прессование винограда и выдержку сусла на мезге надо проводить в атмосфере углекислоты или азота.