Стабилизация виноградных вин - Липидные помутнения вин

Вино является сложной биохимической системой, в которой многие группы соединений еще недостаточно исследованы и их роль в дестабилизации полностью не определена. К таким соединениям можно отнести практически мало исследованную группу веществ, обнаруженных в винограде и вине, — липиды.
Согласно одной из последних классификаций к липидам относятся вещества, нерастворимые в воде, но растворимые в органических растворителях, таких, как хлороформ, эфир или бензол, и содержащие в своей молекуле высшие алкильные радикалы. Липидные соединения встречаются как в животных организмах, так и в растительных.
Для свободных липидов известны три типа их взаимодействия с другими веществами:
во-первых, Ван-дер-Ваальсово гидрофобное взаимодействие нейтральных (неполярных) липидов, таких, как углеводороды, глицериды, эфиры стеролов, которое связывает относительно слабыми нековалентными связями углеводородные цепи с другими липидами или с гидрофобными участками белков;
во-вторых, образование водородных связей — электростатическое взаимодействие, при котором полярные липиды (фосфолипиды, гликолипиды) образуют связи с протеинами;
в-третьих, образование комплексов, в которых жирные кислоты и оксикислоты связаны ковалентными связями (сложноэфирными, амидными, гликозидными) с полисахаридами.
Являясь обязательным компонентом всех внутриклеточных мембран, липиды выполняют важные физиологические функции в метаболизме клеток, принимают участие в регулировании ферментативной активности белка, в адсорбционных процессах.
Другим источником липидов в вине являются дрожжи, используемые при брожении, и виноград. Поверхностный воск виноградных ягод состоит из смеси высокомолекулярных спиртов, эфиров этих спиртов и жирных кислот, высокомолекулярных альдегидов и углеводородов. Виноград и дрожжи содержат различные группы липидов. Кроме того, дрожжи способны синтезировать экстрацеллюлярные липиды, что может быть источником липидов в соке и сусле.
При исследовании коньяка обнаружены лауриновая, миристиновая, пальмитиновая, пальмитолеиновая, стеариновая, олеиновая и линолевая жирные кислоты. В виноградном соке, вине и винных осадках найден β-ситостерол, метиловые эфиры пальмитиновой, стеариновой, олеиновой, арахиновой, бегеновой, лигноцериновой, гиеновой и церотиновой кислот. При исследовании ароматических веществ шампанского обнаружены эфиры капроновой, каприловой, лауриновой, миристиновой, стеариновой и линолевой кислот. Таким образом, в различных продуктах брожения сусла, в виноградном соке и винных осадках содержатся липидные вещества.
Имеются сведения о влиянии липидов на качество напитков: на пенообразование, органолептические свойства, баланс коллоидных веществ и др.

Рис. 8. Влияние обработки холодом модельных растворов липидов на их мутность.

Одной из причин образования мути в коньяках считается триглицеридная фракция липидов, в составе которой идентифицированы жирные кислоты с числом атомов углерода от С10 до С22. Эти кислоты способны образовывать различные по своей природе триглицериды, которые, как и полученные путем их гидролиза кислоты, могут связываться с углеводами, белками и другими соединениями коньяка и вызывать образование мути и осадка.
Еще в работах А. М. Фролова-Багреева (1958), М. А. Герасимова (1959) отмечалось неблагоприятное влияние на вино продуктов распада дрожжей. Установлено, что эти продукты вызывают трудноустранимые помутнения и создают предпосылки микробиологическим заболеваниям вин. Не исключено, что причиной таких помутнений являются липидные компоненты дрожжевых клеток, поступающие в вино в результате отмирания дрожжевых клеток и длительного контакта его с дрожжами.
Липиды участвуют в окислительно-восстановительных процессах, протекающих при выдержке белых столовых вин.
Таким образом, липиды, входящие в состав виноградной ягоды и дрожжей рода Saccharomyces, используемых в виноделии, являются неотделимой частью вин и существенно влияют на их качество. Многообразие свойств липидов и их многокомпонентный состав, по-видимому, обусловливают различное их воздействие на качество и стабильность вин.
Растворимости липидов способствуют отдельные компоненты, присутствующие в вине. Катехины, лейкоантоцианы, крахмал и особенно альбумин повышают растворимость липидов.
На рис. 8 приведена диаграмма зависимости мутности модельных растворов липидов в присутствии альбумина при выдержке на холоде.
На оси абсцисс указаны компоненты, введенные в модельную смесь, цифры указывают их концентрацию в миллиграммах на 1 л. Мутность раствора альбумин + липиды значительно меньше, чем модельного раствора липидов.

Таблица 9
Влияние липидов на коллоидные помутнения

Белки и крахмал образуют с липидами соединения и способствуют переводу их в раствор. В кислой среде происходит образование комплексов липидов с белками — липопротеидов.
Установлено, что на образование обратимых коллоидных помутнений вин влияют липиды.
В табл. 9 приведены данные, свидетельствующие о появлении коллоидных помутнений разливостойких крепленых вин, в которые вводили смесь липидов в количестве 8 мг/л. Опытные и контрольные образцы выдерживали на холоде при температуре минус 6°С в течение суток с последующим определением их мутности на нефелометре НФМ. Мутность опытных вин после охлаждения существенно увеличивалась, следовательно, липиды участвуют в образовании обратимых коллоидных помутнений.
Вина с высокой концентрацией липидов склонны к обратимым коллоидным помутнениям даже при незначительном содержании белка и фенольных веществ, а количественное содержание липидов в винах в определенной степени может характеризовать стабильность готового продукта. На основании многочисленных исследований установлено, что при содержании свободных липидов до 150—170 мг/л и связанных до 300—350 мг/л вина сохраняют свою прозрачность в течение гарантийного срока и дольше. При более высокой концентрации липидов вина, как правило, не выдерживают установленных сроков хранения.
Доказательством участия липидов в образовании помутнений вин является также обнаружение их в осадках, образовавшихся при хранении вин. Качественный состав липидных фракций, выделенных из этих осадков, аналогичен составу липидов, идентифицированных в винах.
Количественное соотношение липидных фракций в осадках вин различно и зависит, по-видимому, от ряда факторов технологического характера (сорта винограда, применяемой расы дрожжей, технологии и др.), от различной степени участия тех или иных групп в образовании помутнений, от соотношения липидных фракций в вине и прочности комплексов липидов с другими компонентами вина.

Таблица 10
Образование осадков разными формами липидов

В табл. 10 приведены данные, характеризующие различную способность липидов образовывать помутнения и осадки. В большей степени склонны к выпадению в осадок свободные и связанные в эфиры стеролы, углеводороды и воски, свободные жирные кислоты.
Наибольшее количество липидов в осадках вин приходится на долю свободных стеролов, особенно для вин, выдерживающихся в дубовой таре.
При введении в разливостойкие вина смеси липидов или отдельных ее компонентов, выделенных из осадков, наблюдалось помутнение. Визуальной оценкой и нефелометрическими измерениями выяснено, что наибольшее влияние на образование помутнений оказывают свободные и связанные в эфиры стеролы. Далее в порядке убывания следуют углеводороды и воски, свободные жирные кислоты и триглицериды.
Разные сорта винограда различаются содержанием липидов. Так, при одинаковой сахаристости минимальное количество липидов обнаружено в сусле из винограда сорта Тербаш, максимальное — из сорта Алиготе (рис. 9). При созревании винограда количество липидов увеличивается.
Увеличение продолжительности контакта сусла с твердыми частями ягоды и интенсивное механическое воздействие, происходящее при прессовании мезги, также способствует обогащению сусла липидами (рис. 10).
При сбраживании сусла содержание липидов в вине значительно увеличивается за счет жизнедеятельности дрожжей.
Дрожжи рода Saccharomyces относятся к разряду липидообразующих, однако способность их синтезировать внеклеточные липиды существенно зависит от применяемой расы (табл. 11).
Выдержка вина на дрожжевых осадках способствует увеличению концентрации как свободных (на 21—50%), так и связанных (на 9—21%) липидов за счет обогащения липидными компонентами дрожжевых клеток.
По сравнению с сухими винами в крепленых, полученных купажированием спиртованного сусла с насухосброженным в соотношении 1:2 (схема 1) и путем подбраживания сусла с последующим спиртованием до 17% об. спирта (схема 2), увеличивается содержание свободных липидов, что обусловлено повышением концентрации в среде этилового спирта (табл. 12).

Рис. 9. Содержание свободных липидов в различных сортах винограда при сахаристости 17%.

Рис. 10. Влияние прессования и настаивания на мезге на содержание свободных липидов в сусле.

Таблица 11
Образование липидов расами дрожжей

Примечание: Исходное содержание в сусле свободных липидов 50 мг/л, связанных — 150 мг/л.

В крепленых винах, полученных по обеим схемам при использовании одной и той же расы дрожжей, содержание связанных липидов существенно не различается. Количество же свободных липидов даже при заметном различии не зависит от схемы приготовления вина. По-видимому, основное влияние на количество липидов в вине оказывает не схема его приготовления, а используемая раса дрожжей.

Таблица 12
Влияние концентрации спирта на образование липидов дрожжами

На содержание липидов в вине оказывают влияние также температура брожения и рН сусла. С повышением температуры содержание липидов в ходе брожения постоянно увеличивается, что обусловлено более интенсивным синтезом экстрацеллюлярных липидов дрожжами S. vini, а также обогащением вина внутриклеточными липидами при частичной гибели дрожжевых клеток.
Повышение рН сусла также приводит к накоплению липидов. Вина, приготовленные в производственных условиях, из одних и тех же сортов винограда с использованием одной и той же расы дрожжей в условиях Молдавии и Казахстана отличались содержанием липидов. Большее их количество определено в винах, полученных в Казахстане, что объясняется как более высоким рН исходного сусла (3,7— 3,9), так и повышенной температурой брожения.
Тепловая обработка способствует уменьшению концентрации связанных липидов. Чем выше температура нагревания, тем это уменьшение более существенно. При нагревании вина возможно окисление липидов, высвобождение их из комплексных соединений и выпадение в осадок в связи с разрушением комплексов и перенасыщением среды свободными липидами, а также возможно выпадение в осадок комплексных соединений (например, липидов с белками, углеводами и др.).
Количество свободных липидов при термообработке виноматериалов увеличивается. При 45°С это увеличение незначительно. При 55°С увеличение максимальное (на 36%), что обусловлено разрушением комплексов и высвобождением из них липидов. При 65°С увеличение концентрации свободных липидов меньше, так как в данном случае процессы окисления липидов преобладают над процессом высвобождения их из комплексов.
Сульфитация сусла и сбраживание его в анаэробных условиях или под давлением СО₂ приводит к снижению содержания липидов в вине.
Состав липидных веществ виноградного сусла и вина представлен разнообразными классами соединений. Из них идентифицированы фосфолипиды, моно-, ди-, триглицериды, токоферолы, свободные и связанные в эфиры стеролы, свободные жирные кислоты, углеводороды и воски (табл. 13).
Для придания винам стабильности против липидных помутнении рекомендуется комбинированная обработка вин желатином совместно с золями аэросила (препараты на основе диоксида кремния).
Эффективность такой обработки зависит от правильно подобранного соотношения желатина и аэросила, а также от способа приготовления золя аэросила.
Осветляющая способность желатина основана на взаимодействии положительно заряженных частиц последнего с отрицательно заряженными коллоидами вина. При взаимодействии частиц желатина и коллоидов происходит их нейтрализация, частицы теряют способность отталкиваться друг от друга, соединяются между собой, образуя хлопья, и выпадают в осадок, увлекая за собой другие частицы мути.
Осветляющее действие препаратов на основе диоксида кремния также основано на электрическом заряде их частиц в растворе. Обладая отрицательным зарядом, эти частицы нейтрализуют положительно заряженные частицы желатина, которые не прореагировали с коллоидами вина.
Кроме того, не исключена возможность присутствия в вине мутящих компонентов, несущих положительный заряд и не реагирующих с желатином.
Для получения стабильных золей диоксида кремния навеску аэросила марок А-175, А-300 и А-380 заливают водой, раствором кислоты, аммиака или щелочи из расчета получения 20%-ного раствора. Смесь тщательно перемешивают до образования однородной массы и выдерживают в течение 2—3 сут. При этом происходит полимеризация диоксида кремния, в результате чего растворы проявляют свойства оклеивающих веществ.

Таблица 13
Соотношение фракций полярных липидов виноградного сусла и полученного из него виноматериала

Оптимальные соотношения желатина и аэросила, позволяющие добиться быстрого осветления вин и придать им разливостойкость, определяют на основании пробных обработок.
Непосредственно перед пробной обработкой золи аэросила разбавляют водой или обрабатываемым вином до концентрации 0,5%.
Оптимальной считают ту минимальную дозировку желатина и аэросила, при которой достигалось лучшее осветление и вино не мутнело при охлаждении и, следовательно, являлось стойким к обратимым коллоидным (в том числе и липидным) помутнениям.
Установлено, что соотношение между желатином и аэросилом, при котором достигается наилучший эффект осветления и вина приобретают стойкость к “холодному помутнению”, находится в пределах 1 : 0,25; 1 : 0,5. Лучшей осветляющей и стабилизирующей способностью обладают золи, приготовленные из аэросила А-175.
При комбинированной обработке целесообразно вначале вводить в обрабатываемое вино желатин, а затем кремниевый золь. При таком порядке желатин вступает во взаимодействие с мутящими компонентами, а избыток его нейтрализуется золем аэросила. При обратном введении оклеивающих веществ в некоторых партиях вин хорошего осветления не получается.
Комбинированная обработка способствует значительному выведению из вин липидных соединений и особенно их свободных фракций. Так, после обработки вин желатином с аэросилом А-175 содержание свободных липидов снижается на 37—52%, а связанных в комплексы — на 21—55%. При обработке холодом уменьшение липидных фракций составляет примерно соответственно 10—35 и 8—42%, при оклейке желатином — 28—48 и 16—45%. Более полное выведение липидов из вин при комбинированной обработке позволяет увеличить фактическую стойкость напитков до 180-320 сут. и не влияет на органолептические показатели вин.
Эффективность комбинированного способа стабилизации вин проверена в производственных условиях на ряде винодельческих заводов.