Из-за неблагоприятных климатических условий созревания винограда в отдельные годы он не накапливает достаточного количества сахара, а титруемая кислотность остается высокой. Сусло из такого винограда получается некондиционным по сахару и титруемой кислотности, и из него нельзя готовить качественное вино. Следует отметить, что в последнее время в Молдавии даже из винограда, содержащего оптимальное количество сахара, получаются виноматериалы с повышенной кислотностью.
В годы, когда виноград убирают недозрелым и сусло имеет низкое содержание сахара, для получения кондиционных по крепости вин прибегают к добавлению свекловичного сахара в сусло. Этот прием называется шаптализацией по имени химика Ж. Шапталя, предложившего его впервые. Рассчитанное количество сахара растворяют в небольшом количестве сусла при подогреве до 60—70°С и добавляют в бродящее сусло. Максимально допустимое количество — 0,3 кг сахара на 1 дал сусла.
В отдельные неблагоприятные по климатическим условиям годы при производстве марочного вина «Марсала», а также марочных десертных и крепких вин разрешается добавление в вакуум-сусло до брожения виноградного сусла в количестве не более 2 г/100 мл. Однако на практике чаще всего приходится регулировать кислотность. Для регулирования кислотности сусла и вина применяются следующие способы: химический, биологический, электродиализ, купажирование.
Химический способ
Химический способ основан на частичной нейтрализации органических кислот сусла или вина углекислым кальцием (мелом). Для снижения содержания винной кислоты на 1 г/л необходимо 0,67 г углекислого кальция.
Обработка виноградного сусла мелом осуществляется следующим образом. Полученное сусло подвергается осветлению общепринятыми методами. После чего в осветленное сусло вводят расчетное количество углекислого кальция, размешивают в течение 0,5—1 ч и дают отстояться. Поскольку реакция нейтрализации сопровождается образованием углекислого газа и его бурным выделением, мел необходимо задавать постепенно при тщательном перемешивании. Через 10—12 ч отстоявшееся сусло декантируют и отправляют на брожение.
В виноматериалах кислотопонижение рекомендуется проводить сразу после окончания брожения и снятия с дрожжей. Это позволяет основной части образовавшегося виннокислого кальция выпасть в осадок вместе с кислым виннокислым калием во время обработки холодом. Обработку производят путем введения рассчитанного количества мела в обрабатываемую емкость с вином и размешивают в течение 1 ч. Кристаллизация и выпадение в осадок виннокислого кальция может длиться от нескольких дней до нескольких месяцев. Выдержка виноматериала при низких температурах ускоряет этот процесс.
Снижение кислотности допустимо только до 2 г/л. При введении высоких доз мела вино теряет свежесть, приобретает горьковатый привкус и склонно к мышиному тону. Основным недостатком мелования является то, что удаляется только винная кислота, а яблочная, наиболее резко влияющая на вкус вина, остается. Это объясняется тем, что степень диссоциации винной кислоты выше, чем яблочной, и поэтому последняя труднее взаимодействует с мелом.
Этот метод за последние годы претерпел существенные изменения. По модифицированному варианту, широко используемом с 1965 г. в зарубежных винодельческих странах, винная и яблочная кислоты осаждаются вместе как соли кальция в виде соли, называемой двойной. В ней содержатся нейтральные соли кальция яблочной и винной кислот в соотношении 1 : 1 и 8 молей кристаллизационной воды. Двойная соль выкристаллизовывается длинными иглами, срастающимися между собой в агрегаты, которые легко фильтруются.
Концентрация ионов, необходимая для осаждения двойной соли образуется при pH 4,5. Для успешного осаждения двойной соли следует временно значительно увеличить pH сусла или вина. Это достигается путем введения части раскисляемого сусла или вина в приготовленный карбонат кальция (мел), а не наоборот, как это обычно делается. Объем вводимого сусла или вина зависит от их начальной кислотности и степени желаемого снижения ее. После снижения кислотности вина осаждением двойной соли необходимо, чтобы прошло достаточно времени перед его розливом в бутылки во избежание кальциевых помутнений.
Большой интерес для виноделия Молдавии при производстве марочных столовых вин представляет регулирование кислотности биологическим методом при помощи направленного яблочно-молочного брожения, что обеспечивает получение гармоничных, мягких вин. Особенно эффективен этот вид брожения в годы, неблагоприятные для созревания винограда, когда в полученном из него сусле содержится повышенное количество органических кислот и в первую очередь яблочной.
Присутствие последней в большом количестве обусловливает появление неприятного привкуса зеленой кислотности. В такие годы следует создавать благоприятные условия для развития яблочно-молочного брожения. Однако отдельные авторы (Ж. Риберо-Гайон и др.) отмечают, что для белых столовых вин яблочно-молочное брожение часто вызывает потерю аромата вина, даже если уменьшение кислотности является фактором качества. Основным критерием для решения вопроса о целесообразности разложения яблочной кислоты следует считать органолептические характеристики конечного продукта. Если при дегустации первостепенное значение придают ароматическим веществам, то яблочно-молочного брожения следует избегать. Если необходимо уменьшить избыточную кислотность и убрать «зеленый» привкус, то нужно проводить яблочно-молочное брожение, хотя оно отрицательно скажется на ароматических свойствах вина.
Возбудителями яблочно-молочного брожения являются молочнокислые бактерии, превращающие дикарбоксильную яблочную кислоту в монокарбоксильную молочную.
Бактерии яблочно-молочного брожения по сравнению с дрожжами спиртового брожения действуют в более неблагоприятных условиях (наличие в среде спирта, пониженное содержание азотистых веществ, витаминов и других компонентов). В настоящее время установлено, что для жизнедеятельности бактерий абсолютно необходимы азотистые вещества, витамины и аминокислоты. Некоторые из указанных компонентов могут отсутствовать или присутствовать в очень незначительных количествах в сусле и вине. Недостаток этих веществ может быть причиной некоторых трудностей прохождения яблочно-молочного брожения. Попытки, делавшиеся для облегчения роста бактерий в вине путем изменения его состава, не увенчались успехом (Ж. Риберо-Гайон и др.).
Для успешного осуществления яблочно-молочного брожения, помимо химического состава среды, большое значение имеют и другие факторы — температура, pH, SO2. Благоприятные температурные условия для развития молочнокислых бактерий находится в интервале от 18 до 20°С. Сбраживание яблочной кислоты при температуре ниже 18°С происходит медленно, так же как и при высоких температурах. Оптимальный pH для размножения бактерий находится между 4,2 и 4,5. Но такие значения намного выше pH вина. Абсолютный предел pH, ниже которого сбраживание яблочной кислоты практически почти не протекает, находится около 2,9. Только начиная с pH 3,2 и выше яблочно-молочное брожение становится более легким. Виноматериалы, имеющие очень низкое значение pH, трудно подвергаются яблочно-молочному брожению. Поэтому вначале их необходимо раскислять химическим путем до оптимального значения pH, а дальнейшее понижение кислотности следует проводить биологическим методом.
На ход яблочно-молочного брожения существенное влияние оказывает сернистый ангидрид, который тормозит развитие молочнокислых бактерий намного сильнее, чем дрожжей. Содержание в виноматериале сернистого ангидрида в количестве 100 мг/л задерживает начало яблочно-молочного брожения, а при 150 мг/л и выше оно может вообще не начаться. Дозы 50—75 мг/л SO2 не оказывают значительного влияния на жизнедеятельность бактерий, и процесс яблочно-молочного брожения может протекать.
Однако активность молочнокислых бактерий зависит не только от содержания сернистого ангидрида, но и от кислотности вина. При очень низких значениях pH достаточно 50 мг/л SO2, чтобы яблочно-молочное брожение не состоялось, тогда как при высоких значениях pH дозы до 200 мг/л не могут задерживать начало такого брожения.
Спирт, так же как кислотность и SO2, представляет собой лимитирующий фактор развития молочнокислых бактерий. Содержание спирта в вине от 10 до 13% об. оказывает незначительное влияние на жизнедеятельность бактерий и ход яблочно-молочного брожения, 13— 16% об. спирта замедляет размножение бактерий, а свыше 16% об. резко тормозит процесс яблочно-молочного брожения.
На развитие бактерий и ускорение яблочно-молочного брожения благоприятно влияет кислород воздуха в небольших количествах. Поскольку в процессе аэрации вина сернистый ангидрид способен поглощать растворимый кислород, яблочно-молочное брожение начинается при более высоком содержании SO2, чем в винах без доступа воздуха. Яблочно-молочное брожение может протекать при аэрации, но этот фактор не является главным, так как молочнокислые бактерии—факультативные анаэробы.
Для возникновения и развития процесса яблочно-молочного брожения в среде должны присутствовать азотистые и минеральные вещества, витамины, аминокислоты и другие важные компоненты. Молочнокислые бактерии живут в метаболизме с винными дрожжами, которые снабжают их азотистыми веществами. Поэтому вино после окончания спиртового брожения для ускорения яблочно-молочного брожения следует оставлять на дрожжах. Добавление автолизатов дрожжей также значительно облегчает начало и ускоряет ход яблочно-молочного брожения.
На практике процесс яблочно-молочного брожения очень чисто происходит спонтанно, т. е. возникает в результате естественного попадания в сусло и вино молочнокислых бактерий. Однако этот процесс иногда не начинается, даже если созданы все благоприятные условия, из-за отсутствия бактерий в среде. В таких случаях следует смешивать в больших объемах (от 25 до 50%) вина, богатые яблочной кислотой, с вином, где проходит яблочно-молочное брожение или уже заканчивается.
После разложения яблочной кислоты очень важно вовремя принять меры по инактивации молочнокислых бактерий, для чего достаточно довести содержание свободного сернистого ангидрида в виноматериале до 25 — 30 мг/л с последующей оклейкой и фильтрацией или провести пастеризацию виноматериала.
Спонтанный метод проведения яблочно-молочного брожения не всегда удается вызвать, поэтому в последнее время для этих целей используется индуцированный способ, т. е. введение чистых культур бактерий-кислотопонижателей. В качестве искусственного возбудителя яблочно-молочного брожения рекомендуются бактерии Leuconostoc. Они способны развиваться в высококислотных, с низким значением pH винах.
В настоящее время мнение исследователей расходятся относительно наилучшего момента введения разводки чистой культуры яблочно-молочных бактерий.
Поскольку сусло до брожения богаче необходимыми химическими компонентами для развития бактерий, то можно было ожидать более удовлетворительных результатов, если разводку вносить непосредственно в сусло до начали спиртового брожения или в момент забраживания. Для успешного протекания брожения нужно внести на каждый 1 см3 сусла по 10 бактерий при pH 3,2, по 1000 — при pH 3,1 и по 100 000 — при pH 2,9. По мнению многих авторов, результаты получаются неплохие, но этот метод не нашел широкого распространения по той причине, что в случае остановки спиртового брожения возникает определенный риск порчи вина.
Обсеменение вина молочнокислыми бактериями дает возможность избежать опасности, возникающей при внесении разводки этих же бактерий в сусло, но появляются другие трудности. На развитие бактерий, внесенных в вино, отрицательное влияние оказывают его спиртуозность и pH. Большим преимуществом естественных бактерий по сравнению с чистыми культурами является их лучшая способность к адаптации. Большая часть бактерий, вносимых в вино, даже если они обладают устойчивостью к спирту и титруемой кислотности, не могут существовать длительное время и теряют способность к самовоспроизводству. Некоторым устойчивым клеткам удается после определенного периода приспособиться к этой среде, и они начинают размножаться. Поэтому для обеспечения процесса яблочно-молочного брожения необходимо осуществить засев бактерий в вино в массовом количестве — 106 клеток на 1 см3.
Значительно больший интерес для виноделия представляет регулирование кислотности биологическим методом при помощи направленного яблочно-молочного брожения, что обеспечивает получение гармоничных, мягких вин.
В результате многолетних исследований молдавскими специалистами были разработаны и внедрены в производство установки, позволяющие регулировать процесс биологического кислотопонижения. На Бульбокском винзаводе Молдвинпрома установлена и действует такая установка промышленного типа.
Опыт эксплуатации установки для биологического кислотопонижения на Бульбокском винзаводе выявил основной ее недостаток—сравнительно невысокую производительность (объем технологических емкостей— 1200 дал). С целью ее усовершенствования разработана новая установка общей емкостью резервуаров 30 тыс. дал, которая была смонтирована в винохранилище Малых Милешт.
Внесение ряда изменений позволило сделать новую установку более простой, экономичной, удобной в эксплуатации. Производительность этой установки в 15 раз выше первой (рис. 2).
Усовершенствованная установка для биологического кислотопонижения состоит из семи ферментеров емкостью по 5000 дал каждый, снабженных внутри змеевиками, с помощью которых поддерживается необходимая рабочая температура вина, смесителя, где вино смешивается с сахаром, дрожжанки, где размножается биомасса на чистой культуре дрожжей, культиваторов, соединенных между собой последовательно, теплообменников, центробежных насосов, запорной арматуры, приборов автоматического регулирования и контроля, системы трубопроводов.
Виноматериал, поступающий в ферментер и дрожжанку, не подвергается пастеризации. Направленные ферментативные процессы обеспечиваются повышенными дозами бактерий-кислотопонижателей и ЧКД.
Виноматериал, подлежащий кислотопонижению, закачивается в напорные емкости, насосом подается в первый ферментер через теплообменник, который обеспечивает нужную температуру вина. Одновременно в первый ферментер непрерывно подается насосом разводка чистой культуры дрожжей Saccharomyces vini и молочнокислых бактерий рода Leuconostoc, которые предварительно готовятся в дрожжанке и культиваторах.
После заполнения ферментера виноматериал из его верхней части переливается по трубе в нижнюю часть следующего и так последовательно из ферментера в ферментер. В первых шести ферментерах происходит кислотопонижение. Виноматериал из шестого ферментера, проходя через теплообменник, охлаждается до 4—6°С и далее поступает в седьмой ферментер, где в результате действия дрожжевых клеток происходит его обескислороживание и обогащение биологически активными веществами. Дрожжевую разводку вводят в количестве 1,5—4%. Вино из последнего ферментера поступает в приемную емкость.
Исследования показали, что в процессе биологического кислотопонижения виноматериалов сорта Каберне происходит снижение содержания яблочной кислоты с 6,75 до 2,79 г/л в непрерывно-поточном режиме и до 0,63 г/л в поточно-периодическом, а в белом столовом вине и виноматериалах сорта Алиготе — соответственно с 3,61 и 3,36 до 0,8—1 г/л. Содержание молочной кислоты увеличилось с 0,23 до 2,1 г/л в виноматериале Каберне, с 0,34 до 1,05 — в белом столовом вине и с 0,36 до 1,3 г/л — в виноматериале Алиготе.
В процессе яблочно-молочного брожения содержание винной и янтарной кислот изменилось незначительно.
В последнее время в Молдавии возрос интерес исследователей к дрожжам рода Schizosaccharomyces, которые, так же как и бактерии Leuconostoc, осуществляют кислотопонижение высококислотных виноградных сусел и вина. Под действием этих дрожжей происходит сбраживание яблочной кислоты с образованием этилового спирта и углекислого газа. Дрожжи рода Schizosaccharomyces чаще всего встречаются в плодово-ягодных соках и винах и приносят большой вред, разрушая почти полностью яблочную кислоту (дрожжи Чаленко).
Молдавским научно-исследовательским институтом виноградарства и виноделия НПО «Виерул» было предложено проводить кислотопонижение высококислотных сусел белых и красных сортов винограда с помощью дрожжей-кислотопонижателей Schizosaccharomyces acidodevoratus расы «Кодру». Процесс кислотопонижения осуществляется одновременно со спиртовым брожением.
Электродиализ
Одним из методов снижения кислотности вин является электродиализ. Процесс электродиализной обработки основан на переносе ионов через селективные мембраны под действием электрического поля. Для этих целей применяется сочетание анионитовых и биполярных мембран. Сущность процесса снижения кислотности вин электродиализом следующая.
Винные камеры ограничены с анодной стороны анионитовой мембраной, а с катодной — биполярной, ориентированной анионитовой стороной к аноду. Из вина через анионитовую мембрану удаляются анионы кислот, а на биполярной происходит разложение воды, и в вино поступает эквивалентное количество ионов гидроксила. Удаленные анионы накапливаются в промежуточном растворе и выносятся им из аппарата. Накопление органических кислот в растворе создает отличные предпосылки для их утилизации одним из известных способов.
В НПО «Яловены» проведены работы по изучению влияния основных показателей процесса и состава вина на характер снижения кислотности, определены основные требования к аппаратурному оформлению процесса кислотопонижения методом электродиализа.
На практике процесс осуществляется в многокамерных аппаратах. В качестве базового выбран электродиализный аппарат, выпускаемый Алма-Атинским электромеханическим заводом — ЭДУ-400.
Проведенные испытания показали высокую производительность аппаратуры и хорошее качество вин после обработки. ЭДУ-400 внедрен на Бульбокском винзаводе объединения «Молдвинпром». Установка позволяет снижать кислотность вина на 2 г/л в потоке при производительности до 300 дал/ч. Электродиализные установки внедрены также в НПО «Яловены» и Кишиневском совхозе-училище виноделия.
Из всех описанных методов раскисления сусла и вина наиболее простым является купажный. Он основан на смешении партий сусла и вина с различным содержанием кислот. Для раскисления купажным методом следует иметь большие партии продукта с низкой кислотностью. Этот способ в основном практикуется в благоприятные по климатическим условиям годы, когда на переработку поступает виноград с различным содержанием титруемых кислот.
