Стабилизация виноградных вин - Коллоидные помутнения

Причины возникновения коллоидных помутнений

В состав коллоидов вина входят различные высокомолекулярные соединения, способные диффундировать через мембраны определенной пористости и создавать осмотическое давление. Эти соединения имеют высокую адсорбционную способность и стремятся к агрегации частиц. К таким соединениям относятся белки, пектин, конденсированные фенольные соединения, липиды, камеди, слизи и др.
Коллоидные помутнения вин являются наиболее частыми и трудноустранимыми. Они составляют более 50% всех помутнений вин. Причины возникновения коллоидных помутнений и состав образующихся осадков в настоящее время еще полностью не установлены.
Коллоиды условно можно разделить на лиофильные и лиофобные, или на стабильные и нестабильные, или на дисперсии микрокристаллические и макромолекулярные. Содержание общих коллоидов в сусле здорового винограда колеблется от 250 до 1000 мг/л.
Коллоиды вина не видны при обычном освещении, но при интенсивном боковом освещении можно наблюдать эффект Тиндаля — опалесцирующий след частичек, образующих конус. Коллоидные растворы прозрачны, но они могут дать помутнения и осадок при изменении температуры, а также в результате физико-химических изменений высокомолекулярных веществ, прежде всего в результате их окисления.
Коллоидные помутнения, вызываемые температурным фактором, можно подразделить на обратимые и необратимые. Обратимые помутнения возникают при охлаждении вина. Если помутневшее вино нагреть, муть исчезает.
Необратимые коллоидные помутнения возникают при аэрации, которая приводит к окислительным преобразованиям одних компонентов, или при нагревании, обусловливающем коагуляцию и осаждение других.
При обратимом и необратимом коллоидном помутнении основной причиной его является наличие белков и фенольных соединений, которые способны либо самостоятельно, либо в соединении друг с другом и другими веществами давать помутнения. Установлено, что источником коллоидных помутнений вин являются не только отдельные биополимеры, но и растворимый комплекс белка, пектина, нейтральных полисахаридов, полифенолов и металлов. В результате окислительной конденсации этого комплекса с фенолкарбоновыми кислотами вина происходит его укрупнение, что приводит к помутнению и образованию осадка.
В зависимости от природы компонентов, образующих коллоидные помутнения, многие авторы рекомендуют различные методы их устранения. Эти методы можно разделить на три группы:
а — сдвиг равновесия системы белок—танин в желаемом направлении. Этого можно достичь либо путем снижения концентрации полифенольных компонентов, применяя специфические адсорбенты, к которым относятся белковые вещества (желатин, альбумин, рыбный клей), синтетические полимеры (нейлон, поливинилпирролидон, поливинилполипирролидон, метилцеллюлаза) и др., либо путем снижения концентрации белков, восприимчивых к помутнению, применяя бентонит, силикагель, танин и другое сорбенты;
б — уменьшение содержания комплекса белок-танин. К этой группе относится один из наиболее распространенных методов устранения коллоидных помутнений, заключающийся в обработке вина холодом. Охлаждение способствует уменьшению растворимости веществ, образующих эти помутнения, которые удаляются фильтрацией при температуре охлаждения. При этом эффекта стабильности можно добиться - лишь в том случае, если не происходит повышения температуры на пути от холодильной камеры к фильтру. Обработка вин холодом устраняет обратимые коллоидные помутнения, не придавая винам длительной стабильности. Такие же результаты получаются при сочетании обработки холодом, танином, желатином и бентонитом;
в — снижение (уменьшение) скорости образования холодной мути. К этой группе методов относятся приемы деметаллизации с использованием желтой кровяной соли, двуводной тринатриевой соли нитрилотриметиленфосфоновой кислоты, фосфорного эфира целлюлозы или — прием связывания солей тяжелых металлов в прочные комплексы путем добавления трилона Б.                                           
Таким образом, можно считать, что в настоящее время технолог располагает большим арсеналом средств для удаления коллоидов и предупреждения коллоидных помутнений.
Учитывая, что применение тех или иных препаратов для стабилизации вина отражается на его себестоимости, виноделу небезразлично знать, какого срока разливостойкости он достигнет за счет их применения. Ответ на этот вопрос могут дать надежные и быстрые тесты прогнозирования помутнений.

Белковые помутнения и меры борьбы с ними

Белки — это биополимеры, состоящие из низкомолекулярной и высокомолекулярной фракций.
Содержание растворимых белковых веществ в соке виноградной ягоды колеблется от 50 до 400 мг/л и зависит от сорта винограда, степени его зрелости, климатических и экологических условий произрастания и применяемых агротехнических мероприятий.
Среди винограда вида VitisviniferaL. более высоким содержанием белка отличаются сорта Сильванер, Семильон, Мускат белый. В сортах винограда вида VitisLabruscaL. содержание белка, как правило, выше.
Формирование растворимых белков происходит на самых ранних стадиях развития ягоды, не претерпевая затем существенных изменений в течение всего периода созревания. Наличие в составе виноградного белка углеводного и полифенольного компонента позволяет отнести его к группе протеидов, т. е. сложных белков, в состав которых входят вещества небелковой природы. Молекулярная масса таких комплексов более 200 000.
С помощью электрофореза в составе белка винограда обнаружено более 15 фракций. Изоэлектрические точки фракций виноградного протеина распределяются в диапазоне рН от 3,0 до 7,5. Причем основные фракции белка имели изоэлектрические точки, равные 3,6 и 3,8, что совпадает с активной кислотностью вин (рН 2,8—3,8) и является одним из факторов коагуляции и выпадения белка в осадок.
Растворимые белки в изоэлектрической точке наименее устойчивы и под действием осадителей легко выпадают в осадок.
В семенах винограда содержится много белка: в ядрах — 7,7—8,8% общего азота и 5,1—6,0% белкового азота; фракционный состав белков семян винограда представлен 25% альбумина, 60% глобулина, 10% глютелина.
Водорастворимая фракция белков кожицы и гребней незначительна и представлена в основном альбуминами.
Винные дрожжи содержат от 30 до 75% на сухую массу белков. Основные фракции белков дрожжей имеют значения изоэлектрических точек, близкие к нейтральным, в то время как изоэлектрические точки белков виноградного сока лежат в кислой зоне.
Белки твердых элементов грозди (кожица, гребни, семена), также как и белки дрожжей, практически не переходят в вино даже при длительном контакте с мезгой. А те белки, которые переходят из мезги и дрожжей в вино, связываются с полифенолами. Таким образом, возникновение белковых помутнений вин вызывается растворимыми белками сока ягоды винограда.
Н. М. Павленко предложен вариант механизма образования белковых помутнений, в основе которого лежит изменение заряда и молекулярной массы белковой молекулы при ее взаимодействии с полифенолами. Наиболее высокомолекулярные конденсированные фенольные соединения на стадии сусла взаимодействуют с белками с образованием труднорастворимых соединений, которые в основном выпадают в осадок при брожении. В вине эти процессы протекают гораздо медленнее и катализируются изменением температуры, наличием тяжелых металлов и другими факторами.
Существенную роль в стабильности белка играет рН вина, от величины которого зависит заряд молекулы как самого белка, так и полифенолов. При низком значении рН вина заряд полифенолов уменьшается, что резко снижает их реакционную способность. При диссоциации полифенолов фенолят-ион имеет отрицательный заряд, а большинство белков вина имеет положительный заряд, обусловленный входящими в него аминокислотами. Образование комплекса щелочных белков с полифенолами происходит в первую очередь в силу электростатических взаимодействий фенолят-иона с -МН.
Возникновение белковых помутнений связано также с наличием металлов в вине. Механизм участия металлов следующий. Конденсированные полифенолы образуют с белком полифенольно-белковые комплексы. Ионы тяжелых металлов присоединяются к полифенольным компонентам хелатной связью, образуя труднорастворимые металлополифенольно-белковые комплексы. После осаждения этих комплексов ионы металла могут частично отщепляться, и процесс повторяется.
Таким образом, небольшое количество металлов, действующих как катализаторы, может проводить осаждение большого количества полифенольно-белковых соединений.
В результате нагревания вина происходит не непосредственная коагуляция белков, а превращение их в форму, растворимую при высокой температуре и коагулирующую затем при понижении температуры вследствие взаимодействия с другими компонентами вина. Поэтому вино, нагретое до 75°С, сохраняет прозрачность, но мутнеет при понижении температуры до 30°С.
Основные методы предупреждения и устранения белковых помутнений приведены в табл. 8.
Обработка мезги, сусла и вина протеолитическими ферментными препаратами обеспечивает гидролиз белков с образованием пептидов и аминокислот, что повышает устойчивость вин к белковым помутнениям.
Для более быстрого и качественного осветления сусла перед брожением и виноматериала рекомендуется использовать ферментные препараты вместе с высокомолекулярными флокулянтами (полиоксиэтилен и др.).
Спиртование способствует удалению белков из вина. Спирт в силу своей высокой способности к обезвоживанию ускоряет коагуляцию и последующую флокуляцию белковых веществ, поэтому крепленые вина менее склонны к белковым помутнениям.

Таблица 8
Основные методы предупреждения и устранения белковых помутнений