Глава 5
САХАРА И КИСЛОТЫ
Молекулы сахара состоят из углерода, водорода и кислорода, а натуральный виноградный сахар — это вещество, которое дрожжи превращают в этиловый спирт и углекислый газ. Хотя сахара состоят всего из трех элементов, некоторые молекулы сахаров очень большие и имеют сложную структуру. Существует несколько различных видов сахаров, и каждый сахар имеет свое название. Название, используемое для обозначения всего семейства молекул сахара — сахариды.
Сахариды
При определенных условиях молекулы сахара сильно притягиваются друг к другу, две маленькие молекулы сахара объединяются и образуют более крупную молекулу. Иногда многие маленькие молекулы сахара объединяются и образуют большие сложные молекулы сахаридов. Из-за этой характеристики притяжения молекулы сахаридов классифицируются в соответствии с количеством небольших молекул сахара, связанных вместе.
Небольшие простые молекулы сахара называются моносахаридами, две простые молекулы сахара, связанные вместе, называются дисахаридами. Три или более молекул сахара, связанных вместе в одну молекулу, называются полисахаридами. Большие молекулы полисахаридов состоят из тысяч маленьких молекул моносахаридов. Примерами больших молекул полисахаридов являются пектин и камедь.
Моносахариды
Моносахариды называются простыми сахарами, и существует множество различных видов простых сахаров. Каждая простая молекула сахара содержит три, четыре, пять или шесть атомов углерода. Простые сахара именуются по количеству атомов углерода в молекуле простого сахара. Например, пентозные сахара содержат пять атомов углерода, а гексозные сахара содержат шесть атомов углерода. Виноделов в первую очередь интересуют два основных вида сахара винограда - глюкоза и фруктоза, оба они являются моносахаридами гексозы. Ферменты, вырабатываемые дрожжами, превращают глюкозу и фруктозу в этиловый спирт.
Глюкоза является наиболее распространенным простым сахаром, она входит в состав многих различных дисахаридов и полисахаридов. Это сахар, который обеспечивает энергией человеческий организм. Глюкоза может быть получена путем расщепления (гидролиза) некоторых полисахаридов. Например, кукурузный крахмал представляет собой большую молекулу полисахарида, а глюкозу получают в промышленных масштабах путем гидролиза (расщепления) кукурузного крахмала.
Фруктоза содержится во многих различных видах фруктов. Это основной сахар в мёде, фруктоза — самый сладкий на вкус обычный сахар. Поскольку на вкус она слаще обычного столового сахара (сахарозы), фруктоза широко используется и является предпочтительным подсластителем в пищевой промышленности и производстве напитков. Фруктозу иногда называют «левулозой».
Дисахариды
Дисахариды образуются, когда две простые молекулы сахара соединяются вместе. Иногда сочетаются два похожих вида простых сахаров. Часто два разных типа молекул сахара объединяются, образуя дисахарид.
Дисахариды производятся в промышленных масштабах путем неполного гидролиза более крупных полисахаридов. Альтернативный процесс объединяет два моносахаридных сахара посредством реакции конденсации с образованием дисахаридных сахаров. Обычно дисахаридные сахара должны быть гидролизованы и разделены на их простые сахарные компоненты, прежде чем их можно будет ферментировать.
Мальтоза — распространенный дисахарид, состоящий из двух молекул глюкозы. Мальтоза может быть получена несколькими различными способами. Каждый год из проросшего зерна производится очень большое количество мальтозы, а затем мальтоза ферментируется для приготовления пива. Мальтоза также образуется при неполном гидролизе крахмала, гликогена или декстрина.
Сахароза (обычный белый столовый сахар) содержится во многих фруктах и овощах, а также в различных травах, включая сахарный тростник. Сахароза представляет собой дисахарид, состоящий из молекулы сахара глюкозы и фруктозы. Этот сахар производится в больших количествах как из сахарного тростника, так и из сахарной свеклы. Часть сахара, хранящегося в корнях виноградной лозы, представляет собой сахарозу.
Микроорганизмы, в том числе винные дрожжи, продуцируют ферменты, способные гидролизовать сахарозу, и при гидролизе сахарозы каждая молекула сахарозы расщепляется на молекулу глюкозы и молекулу фруктозы. Этот процесс производит смесь 50/50 моносахаридов глюкозы и фруктозы, называемую «инвертным сахаром». Сахароза является невосстанавливающим сахаром, и ее нельзя точно измерить с помощью таблеток Clinitest.
Лактоза (молочный сахар) содержится только в молоке млекопитающих. Это дисахарид, состоящий из одной молекулы сахара глюкозы и одной молекулы сахара галактозы. Лактоза легко гидролизуется и является основой многих молочных продуктов, в том числе сыра. Лактоза — интересный сахар, потому что она практически не имеет сладкого вкуса.
Полисахариды
Полисахариды представляют собой большие сложные молекулы углеводов, содержащие три или более моносахаридов. Живые организмы используют полисахариды для хранения энергии, полисахариды также входят в состав клеточных структурных волокон. Крахмал состоит из множества моносахаридов глюкозы, связанных вместе как в линейной, так и в разветвленной форме. Пектин, камедь (смолы — прим. перев.) и целлюлоза также представляют собой большие молекулы полисахаридов. Пектин и камеди представляют особый интерес для виноделов, потому что вина, содержащие небольшое количество этих полисахаридов, иногда очень трудно осветлить.
Вина, изготовленные из винограда, зараженного Botrytis mold (Ботритис серый, или пепельно-серый — несовершенная стадия плесневого гриба, возбудителя серой гнили многих растений, используется в виноделии — прим. перев.), и вина, приготовленные из вареных фруктов, часто содержат чрезмерное количество пектина. Эти вина часто трудно осветлить, потому что пектин удерживает отработанные дрожжевые клетки во взвешенном состоянии, и вино очень медленно осветляется. Виноградный концентрат производится путем нагревания виноградного сока, и вина, сделанные из концентрата, трудно осветлить. Пектин быстро засоряет фильтрующие пластины, поэтому фильтрация может оказаться непрактичным способом осветления вин, содержащих большое количество пектина или камеди. Однако для осветления вин, содержащих чрезмерное количество пектина, могут быть эффективны пектиновые ферменты. Ферменты расщепляют пектин на более мелкие молекулы полисахаридов, которыми легче управлять. Тогда вино становится прозрачным в разумные сроки.
