Глава 6
рН и ДИОКСИД СЕРЫ
Виноделов всегда интересуют титруемая кислотность (ТК) и рН, поскольку оба эти параметра влияют на характеристики вина. Как обсуждалось в предыдущей главе, титруемая кислота в первую очередь отвечает за терпкий вкус столовых вин, но рН мало влияет на терпкий вкус. Несколько важных свойств вина, включая цвет, окисление, биологическую и химическую стабильность и т. д., сильно зависят от рН. Хотя рН зависит от общего содержания кислоты, другие факторы, такие как содержание калия, влияют на рН, и из-за этих других факторов рН не связан напрямую с титруемой кислотой. Тем не менее, рН вина является фундаментальным параметром. Кроме того, pH оказывает сильное влияние на биологическую и химическую эффективность диоксида серы в вине.
рН
Химики используют шкалу pH для описания количества ионов водорода, присутствующих в растворе. Однако это перевернутая логарифмическая шкала, и из-за перевернутой шкалы меньшее значение pH представляет больше ионов водорода. Например, вино со значением pH 3,0 содержит в десять раз больше ионов водорода, чем вино с pH 4,0. Следовательно, значение pH раствора становится меньше по мере увеличения содержания кислоты в растворе. Перевернутая шкала часто смущает начинающих виноделов.
Химики измеряют рН несколькими способами, но рН-метр с трехзначной точностью является наиболее практичным способом измерения рН вина.
Факторы, влияющие на рН вина
рН является мерой количества ионов водорода, присутствующих в растворе. Следовательно, значение pH отражает количество присутствующих кислот, силу кислот и влияние минералов и других материалов в вине. Задействовано множество различных факторов, но рН вина зависит от трех основных факторов: (1) общего количества присутствующей кислоты, (2) отношения яблочной кислоты к винной кислоте и (3) количества присутствующего калия. Эти три фактора обсуждаются ниже.
Винные кислоты производят ионы водорода, а рН является мерой количества ионов водорода, присутствующих в растворе. В целом, рН вина будет ниже, когда титруемая кислотность выше. Однако высокие значения титруемой кислотности не всегда дают низкие значения pH. Присутствие калия и некоторых других факторов изменяет рН вина. Яблочная кислота слабее винной, поэтому вина с необычно высоким содержанием яблочной кислоты могут иметь высокую ТК и высокое значение pH. Вина с высокой кислотностью и высоким pH требуют специальной обработки с использованием метода ионного обмена. Однако ионообменное оборудование очень дорогое, поэтому большинству мелких производителей трудно обрабатывать вина с высокой кислотностью и высоким pH.
Винная кислота производит почти в три раза больше ионов водорода, чем яблочная, поэтому грамм за граммом винная кислота дает гораздо более низкий рН, чем яблочная кислота. Следовательно, когда общее содержание кислоты фиксировано, pH зависит от относительного количества винной и яблочной кислот в соке или вине. Например, вино, содержащее необычно большое количество яблочной кислоты, может иметь титруемую кислотность 0,65% и рН 3,9. Второе вино, содержащее больше винной и меньше яблочной кислоты, может иметь титруемую кислотность 0,65%, но рН может быть 3,4. pH вина увеличивается по мере увеличения относительного количества яблочной кислоты.
Калий (К) необходим для роста виноградной лозы и производства фруктов. Калий — это минерал, и виноградные лозы получают калий через свои корни. Корни забирают калий из почвы, и он распределяется по всем частям лозы. В начале сезона, когда скорость роста высока, большая часть калия накапливается в листьях. Затем в конце сезона, когда плоды начинают созревать, ионы калия перемещаются из листьев в ягоды.
Ионы калия несут положительный электрический заряд точно так же, как ионы водорода. При определенных условиях ионы калия могут меняться местами с ионами водорода на крайних концах молекул винной кислоты. Это атомы водорода, которые легко ионизируются в водных растворах, и именно они выделены жирным шрифтом на Рис. 2. Битартрат калия образуется при обмене калия на водород, после чего водород становится свободным ионом в растворе. Винная кислота имеет два атома водорода, которые могут ионизироваться. Один из атомов водорода относительно легко ионизируется, поэтому винная кислота является самой сильной из первичных винных кислот. С другой стороны, битартрат калия имеет только один ионизируемый атом водорода, и он не так легко ионизируется. Следовательно, битартрат калия производит меньше ионов водорода, чем винная кислота.
Виноградный сок содержит от полутора до трех граммов калия на литр. Кожура винограда содержит около девяти граммов калия на литр, поэтому в кожуре винограда содержится в четыре-пять раз больше калия, чем в соке. Когда виноградный сок и кожура остаются в контакте в течение длительного времени, калий вымывается из кожуры в сок. Дополнительный калий из кожуры реагирует с винной кислотой в соке и образует битартрат калия. Когда во время брожения спирт накапливается, сок не может удержать весь дополнительный битартрат калия, и некоторые тартраты выпадают из жидкости в осадок. Красные вина из-за более длительного времени контакта с кожицей обычно имеют более низкое содержание титруемой кислотности и более высокие значения pH, чем белые или розовые вина.
Значительные количества битартрата калия также могут осаждаться по мере выдержки вина. Когда битартрат калия выпадает в осадок, титруемая кислотность вина уменьшается, но рН вина может увеличиваться, уменьшаться или оставаться прежним. Если начальный pH вина составляет 3,6 или меньше, pH станет меньше, поскольку битартрат выпадет из вина в осадок. Если начальный рН составляет 3,8 или выше, рН по мере осаждения битартрата будет увеличиваться. Небольшие изменения произойдут, когда начальный pH упадет до значения примерно между 3,6 и 3,8.
Преимущества низкого pH
В диапазоне от 3,0 до 4,0 pH мало влияет на вкус вина. Титруемая кислотность является основным фактором, определяющим терпкий вкус столовых вин. Однако pH сильно влияет на другие важные характеристики вина. Для большинства вин значения рН колеблются от 2,9 до 4,2, и это может показаться небольшим диапазоном. Однако шкала рН является логарифмической, и изменение рН на 0,3 соответствует изменению содержания ионов водорода примерно в 2 раза.
Химическая стабильность и биологическая стабильность очень чувствительны к значению pH вина, и большинство виноделов предпочитают иметь значение pH вина между 3,0 и 3,6. Химическая и биологическая стабильность настолько улучшаются при этих более низких значениях pH, что большинство виноделов считают pH более важным параметром, чем кислотность вина. Винные дрожжи вполне терпимы к pH. Рост дрожжей не претерпевает существенных изменений в пределах нормального диапазона значений рН вина, а общие характеристики брожения мало зависят от рН. С другой стороны, винные бактерии не переносят низкие значения рН, а рН вина сильно влияет как на скорость роста бактерий, так и на характеристики бактериального брожения. Вот почему яблочно-молочное брожение маловероятно в винах с рН ниже 3,3. Бактериальная активность снижается в винах с низким pH, и многие из губительных бактериальных проблем, обсуждающихся в Главе 13, не имеют большого значения, когда pH вина низкий.
В вине могут происходить различные химические реакции, и количество присутствующих ионов водорода влияет на многие из них. Например, рН вина напрямую влияет на стабильность вина в горячем состоянии. У белых и розовых вин, хранящихся в теплых условиях, белок выпадает в осадок, и если это происходит после розлива вина в бутылки, возникают серьезные проблемы в виде помутнения и осадка. Поэтому белые и розовые вина всегда обрабатываются бентонитом для удаления избытка белка. Здесь pH является важным фактором, потому что бентонит более эффективен в удалении белка, когда pH вина низкий. По мере увеличения pH вина бентонит становится все менее и менее эффективным, и для удаления белка необходимо использовать больше бентонита. Чрезмерное количество бентонита может лишить вино желаемого аромата и вкуса, поэтому добавление большего количества бентонита нежелательно.
Виноград Совиньон Блан часто содержит большое количество белка, а вина Совиньон Блан с высокими значениями pH трудно полностью стабилизировать. Иногда, когда для удаления избытка белка используется достаточно большое количество бентонита, в этих винах остается совсем немного сортовых ароматов. Однако вина с низким значением рН редко имеют эту проблему.
Таблица 4. Вина с низким значением pH имеют много преимущества.
Вина с низким значением pH обычно имеют лучшие показатели внешнего вида. При низких значениях pH красные вина демонстрируют больше цвета, а сам цвет насыщеннее. При низких значениях рН общая интенсивность окраски увеличивается, а красный цвет становится более фиолетовым. И красные, и белые вина имеют лучшую стабильность цвета при низком уровне pH. Некоторые важные полимерные реакции ускоряются при низких значениях рН, и большая часть нестабильных красящих пигментов выпадает из вина в осадок на ранних этапах процесса виноделия. После того, как неустойчивые пигменты исчезают, винные цвета становятся более устойчивыми. В таблице 4 показано, как рН влияет на несколько важных характеристик вина.
