Преобразование вина и его обработка - Изменения вина, вызываемые бактериями - Современные исследования

Общий обзор.

1. Бактерии вина следует разделить па две большие группы по наличию или отсутствию у них способности разлагать винную кислоту и глицерин независимо от того, какова кислотность¹. К первой группе принадлежит преимущественно тип В. tartarophtorum, а ко второй — В. gracile.  За исключением этой существенной разницы, почти все бактерии вина способны разлагать яблочную кислоту с образованием молочной кислоты и уменьшением кислотности вина. Все они в той или иной степени способны разлагать сахара в соке с образованием молочной и уксусной кислоты и очень часто за счет левулезы образовать маннит*.

1. Следовательно, заболевание вин турном, связанное с распадом наиболее свойственной вину винной кислоты, может быть вызвано только некоторыми видами бактерий; то же самое следует сказать и о разложении глицерина (прогоркании). Напротив, биологическое уменьшение кислотности вина (разложение яблочной кислоты) и особенно маннитное брожение, а также молочное скисание (распад сахаров) могут быть вызваны большинством видов бактерий вина. Некоторые из этих бактерий весьма кислотоупорны и являются, следовательно, более частыми причинами подобного раскисления. Как правило, такие бактерии не способны разлагать винную кислоту.
2. Микроскопический анализ вина, хотя и дает некоторые полезные сведения о присутствии в нем бактерий и вероятном развитии их, но не позволяет судить об их природе и о способности того или иного вида бактерий разлагать винную кислоту, так как бактерии, обладающие весьма различными физиологическими свойствами, могут быть сходными по внешнему виду. Кроме того, форма бактерий может изменяться в зависимости от среды. Только путем выделения и исследования бактерий в хорошо изученных средах можно выявить существующие между ними видовые различия.
3. При выделении и исследовании бактерий вина необходимо, чтобы используемые твердые и жидкие среды имели активную кислотность, по возможности близкую к активной кислотности вина, и во всяком случае не были бы нейтральными; этим исключается возможность принять за бактерии вина организмы, не способные к развитию в вине. 

* Некоторые бактерии вина выделены и хорошо изучены американскими авторами; W. V. Сruess, The bruit Products Journal, 1935, 14, 198; H. C. Dоuglas. W. V. Сruess. Food Research, 1936, 1, 113; H. C. Douglas. L. S. Me Clung, Food Research, 1937, 2, 471; Reese Vaughn, J. of Bacteriology. 1938, 36, 357; J. C. M. Fornachon, The Australian J. of Experimental Biology and Medical Science, 1936, 14, 215. Авт.
В СССР по бактериям вина опубликованы следующие работы: В. А. Берг, Биохимическое изучение мышиной болезни вин. «Винод. и виногр. СССР», 1939, 3, 21; Т. А. Чистович, Микробиологическая характеристика мышиной болезни вина, «Винод. и виногр. СССР», 1939, 5, 9; В. А. Берг и Г. Ф. Кондо, Химическая характеристика вин, пораженных молочнокислым скисанием, «Винод. и виногр. СССР», 1950,4, 31; Е. И. Квасников, Бактериальные болезни крепких и десертных вин. Ташкент, 1949; Е. И. Квасников, Некоторые особенности биологии молочнокислых бактерий и новые методы их исследования, Изв. АН Уз. ССР, 1951. 3, 41; Е. И. Квасников, Спиртоустойчивость молочнокислых бактерий, «Микробиология», 1952, XXI, 2; Н, К. Могилянский, Уксусное скисание вина, «Винод. и виногр. СССР», 1940, 11—12, 26; Н. К. Могилянский, Микробиологический контроль винодельческого производства, М. 1944; Н. К. Могилянский, Особенности заболевания вин Таджикистана, «Винод. и виногр. СССР», 1950, 9, 33. Ред.

¹ Не исключена возможность, что некоторые бактерии, а быть может и бактерии молочнокислого брожения, способны разлагать глицерин, но не винную кислоту. Бактерии же, вызывающие распад винной кислоты, могут, хотя и менее интенсивно, разлагать молочную кислоту. Авт.

Кроме того, следует исследовать те изменения, которые бактерии способны производить в винах в одинаковых условиях. О культивировании бактерий можно получить некоторые сведения из нашей работы, опубликованной в Annales des Fermentations (1942).

1. Данная бактерия может разрушать вино или, точнее, некоторые его составные части только в том случае, если концентрация водородных ионов ниже определенного предела, неодинакового для различных веществ и различных бактерий. Схематически (поскольку эти показатели зависят от вида бактерий) яблочная кислота может подвергаться воздействию при сравнительно высокой активной кислотности (порядка pH 3), сахара и глицерин — при умеренной, а винная кислота — только при низкой кислотности (порядка pH 3,6). Таким образом, активная кислотность, или pH, осуществляет сортировку как бактерий, способных развиваться, так и веществ, способных подвергаться их нападению.
2. В конечном счете способность бактерий вина к развитию и характер производимых ими превращений обусловлены как природой присутствующих бактерий, так и составом среды, главным образом наличием или отсутствием яблочной кислоты или сахара, концентрацией водородных ионов. Одна и та же бактерия способна вызывать различные изменения в зависимости от состава вина, и, наоборот, различные бактерии, принадлежащие к любой из указанных выше двух больших групп, могут вызвать в некоторых винах сходные изменения. Лишь разложение винной кислоты (и глицерина) носит специфический характер, а в сильнокислотной среде только немногие бактерии способны разлагать яблочную кислоту.
3. Почти все вина обычно содержат бактерии, способные разлагать яблочную кислоту; бактерии, разлагающие винную кислоту, распространены не столь широко. Все эти микроорганизмы, способные разлагать яблочную кислоту, являются, вероятно, сходными бактериями, отличающимися от собственно возбудителей молочнокислого брожения большей кислотоустойчивостью и свойством превращать в молочную кислоту только часть сахара. Они должны быть отнесены к виду Aerobacter aerogenes, молочным бактериям, которые действительно образуют довольно незначительное количество молочной кислоты и которые, по-видимому, предпочитают присутствие воздуха.
4. Лишь по недоразумению и без экспериментальных доказательств бактерии вина почти всегда рассматриваются как анаэробные: они не являются ни строго аэробными, ни строго анаэробными в том смысле, что обычно могут развиваться как в винах, содержащих растворенный кислород, так и в винах, долго не подвергавшихся аэрации, следовательно, в восстановительной среде. Аэрация, по-видимому, даже способствует возникновению молочнокислого брожения, турна, а также распаду глицерина (быть может, частично окисляя сернистый ангидрид). Мы оставляем здесь в стороне строго аэробные бактерии вина (уксусные  бактерии, пленочные дрожжи), которые развиваются, только находясь в соприкосновении с воздухом. Впрочем, общее заключение по данному вопросу можно будет сделать после соответствующего испытания их во всех средах; в сущности, на рост и деятельность бактерии влияет не так количество растворенного в жидкости газообразного кислорода, как величина окислительно-восстановительного потенциала, которая зависит не только от присутствующего кислорода, но также и от состава среды.
5. Наиболее быстрое развитие бактерий в вине происходит при 20°, но они способны заметно размножаться и при 10°, температура же выше 25° часто сильно затрудняет их развитие. Известно, что прекращение брожения в чане при 34—38° является часто результатом развития бактерий; но это вовсе не доказательство того, что при этих температурах бактерии легко размножаются; в действительности же это вызывается тем, что спиртовое брожение замедляется и уступает место бактериальному брожению, которое фактически происходит только при понижении температуры.
6. Часто достаточно бывает добавить даже небольшое количество сернистого ангидрида до или после брожения простым окуриванием бочек, чтобы воспрепятствовать развитию бактерий и даже окончательно убить их. Во всяком случае внесением небольших количеств сернистого ангидрида можно регулировать выбор веществ (несомненно, благодаря соединению ангидрида с некоторыми веществами, особенно с красящими), подвергающихся действию бактерий, и предотвратить появление характерного более или менее неприятного привкуса, присущего многим красным винам, оставленным без следов сернистого ангидрида. В слегка сульфитированных винах или имеющих несколько повышенную кислотность, в особенности при наличии обоих факторов, бактерии развиваться не могут, каково бы ни было их количество. Но с практической точки зрения высококачественные вина должны иметь слабую активную кислотность. Как и дрожжи, бактерии имеют склонность при продолжительном покое связывать сернистый ангидрид в соприкасающемся с ними пространстве вина¹. Заметим, кроме того, что несколько мг/л меди препятствует развитию молочнокислого брожения.
7. Некоторые из изменений, вызываемых бактериями в винах, заключаются в превращении одних кислот в другие, более простой молекулярной структуры, в том числе в выделяющийся из вина углекислый газ, в результате чего происходит уменьшение количества миллиэквивалентов кислот, понижение свободной кислотности. Другие изменения, наоборот, выражаются в превращении в кислоты таких веществ как глицерин и сахара, вследствие чего свободная кислотность повышается. 

Таким образом, изменение общей кислотности является суммарным результатом положительных и отрицательных изменений, иначе говоря, кислотность может повышаться или понижаться.

¹ Ch. Bertin, Bull. Inst. oenolog., Algérie, 1936, 9, 161.

1. Действие бактерий на яблочную кислоту вина уменьшает кислотность и приводит в конечном счете, если оставить в стороне ординарные вина, к улучшению качества, иногда весьма значительному, к смягчению молодых вин, резкость которых устраняется. Это явление приобретает особенно важное значение в годы посредственного вызревания ягод и для сортов винограда с повышенной кислотностью, но обычно смягчение кислотности полезно также в удачные годы. Оно отражается на вкусе, запахе и окраске вина, уменьшая интенсивность окраски и изменяя оттенок. Это первый и сугубо важный этап старения некоторых качественных красных вин, основными кислотами которых являются благодаря этому винная кислота и молочная (а не яблочная). Яблочно-молочное брожение сопровождается выделением углекислого газа, и в вине появляется помутнение; устойчивость несульфитированного вина находится под угрозой до тех пор, пока в нем содержится заметное количество яблочной кислоты.
2. Распространенность и польза яблочно-молочного брожения или биологического понижения кислотности были хорошо показаны Феррэ на бургундских винах, а позднее нами на бордоских винах. Мы неизменно обнаруживали полный параллелизм между исчезновением яблочной кислоты, образованием молочной кислоты, уменьшением титруемой кислотности, исчезновением жесткости и развитием бактерий. В пастеризованных винах раскисления не бывает, и оно возникает при внесении чистых культур бактерий. Феррэ и автор в сотрудничестве с Пейно установили, что одна молекула яблочной кислоты превращается в молекулу молочной кислоты и молекулу углекислого газа, причем титруемая кислотность уменьшается вдвое за счет исчезнувшей яблочной кислоты. Если спиртовое брожение способно затрагивать яблочную кислоту¹, то исключительно в среде, подвергшейся сильной аэрации. Было бы в корне неправильно, во всяком случае в отношении бордоских и бургундских вин, рассматривать яблочно-молочное брожение как сугубо отрицательное явление.

Вызывает удивление, что этот простой факт, его повсеместность и значение долгое время были вне поля зрения исследователей и оспариваются еще и поныне. В 1912 г. Гайон и Лаборд в своей работе «Анализ вин» молочную кислоту даже не считали нормальным компонентом вина².  Автор и Пейно установили, напротив, что содержание молочной кислоты в качественных бордоских винах часто достигает содержания винной кислоты и даже превышает его.

При обычных операциях с вином, несмотря на все старания удалить бактерии при брожении и потом путем переливки, содержания в чистоте помещения и винной посуды, вино, как правило, самопроизвольно подвергается яблочно-молочному брожению в течение более или менее продолжительного периода, который прежде всего может зависеть от присутствия в вине азотистых соединений, необходимых для питания бактерий. Очень благоприятным обстоятельством является тс, что описанное действие бактерий легко осуществляется в винах, по крайней мере лишенных сахара, и обычно ограничивается исчезновением веществ, наиболее легко доступных для нападения. Тем не менее вслед за этим могут наступить вредные брожения, и принцип «никаких микробов» приобретает свое абсолютное значение после того, как процесс кислотопонижения закончен.

1. Разложение яблочной кислоты обычно сопровождается³ распадом лимонной кислоты, содержащейся в небольших количествах во всяком виноградном соке. За счет этих двух кислот, главным образом за счет лимонной (которую не следует вносить в красные вина), образуется заметное количество уксусной кислоты, так что летучая кислотность качественных вин достигает после годичной выдержки 0,6 г, после 2—3 лет 0,8 г и более (в пересчете на серную кислоту), причем эта летучая кислотность не представляет в дальнейшем никакой опасности для вина.

Довольно распространенное мнение, что вино, летучая кислотность которого выше 0,7—0,8 г/л, находится на пути к порче — неточно; обычно, летучая кислотность не возрастает заметно; более или менее глубокие изменения могут произойти лишь в условиях, благоприятных для разложения глицерина, винной кислоты или сахаров. Хотя несколько увеличившуюся летучую кислотность можно было бы рассматривать как признак положительных превращений, сама по себе она ухудшает качество, впрочем в значительно меньшей мере, чем избыток яблочной кислоты. Данные как о летучей, так и об общей кислотности вина еще мало о чем говорят, если не учитывать, подвергались ли брожению яблочная и лимонная кислоты.

¹ Е. Kayser, Ann. Inst. Pasteur, 1900; E. Peynaud, Ann. Falsif. Fraudes, 1938, 31, 332 .

² Лаборд, проведший в 1917 г. (С. R. Ас. Sc. et Soc. Sc. phys., Bordeaux первые анализы вина несколько более обстоятельно, установил, что молочная кислота часто занимает значительное место в его кислотности и что яблочная кислота легче подвергается нападению нитевидных возбудителей, чем винная кислота; он отметил, правда, только в одном красном вине самопроизвольное раскисление с улучшением качества. 

³ Или, вернее, влечет за собой распад, так как повышение летучей кислотности часто наблюдается после понижения титруемой кислотности.

1. Опасность, проистекающая от присутствия несброженного сахара, заключается вовсе не в том, что он способствует заболеванию турном, т. е. разложению винной кислоты, сопровождающемуся почернением, или распаду глицерина, но в том, что сахар, подвергшись разложению бактериями, а не дрожжами, вызывает образование уксусной и молочной кислот (молочнокислое скисание) в тем больших количествах чем больше остаточного сахара.

Это особенно относится к урожаям винограда в удачные годы —  с высоким содержанием сахара и низким содержанием кислот. Вина из такого винограда подвержены молочнокислому скисанию, поскольку сбраживание сахара замедляется, а слабая кислотность способствует развитию бактерий. Кроме того, образующиеся молочная и уксусная кислоты противодействуют разложению остаточного сахара винными дрожжами. Достаточно небольшого количества сахара, разложившегося под действием бактерий, чтобы заметно испортить вино вследствие повышения летучей и общей кислотности. Причина такого превращения остается обычно незамеченной.

1. В винах средней и слабой кислотности, т. е., как правило, в хороших винах благоприятных урожаев, часто наблюдается, главным образом летом следующего за урожаем года, повышение летучей кислотности до 1—1,2 г/л и более и параллельное увеличение титруемой кислотности до 5 г/л и более (в среднем вдвое большее, чем увеличение летучей кислотности), причем это явление нельзя поставить в связь с распадом остаточного сахара, так как сахар в вине или отсутствует, или остается неизменившимся. В большинстве случаев это явление объясняется, по-видимому, частичным разрушением глицерина, в результате чего и образуются молочная и уксусная кислоты. Этот распад глицерина, в свою очередь, ограничен увеличением кислотности, подавляющим жизнедеятельность бактерий. Вино может сильно ухудшиться, приобрести более или менее резкий вкус, превратиться в кислое, с зеленой кислотностью. Очень часто ухудшение бывает незначительное и вино становится просто пустым¹; обычно не отдают себе отчета в характере происходящих превращений и склонны считать, что вино дало не то, чего от него ожидали, что оно потеряло свою мягкость и стало пустым. Такие изменения довольно часты и представляют в целом опасность для качества высокоценных красных вин. Условия, естественно, более благоприятны, для разложения глицерина, чем для разложения винной кислоты, но это не относится к заболеванию турном, которое связано с понижением титруемой кислотности и особенно активной кислотности. 

Часто бывает, что в разных бочках одно и то же вино, предварительно подвергшееся эгализации, не портится вовсе или по крайней мере в одинаковой степени, но достаточно небольшого различия в условиях хранения бочек с вином, чтобы получить самые различные результаты; с практической точки зрения необходимо обратить серьезнейшее внимание на возможные различия в качестве одного и того же вина из разных бочек. Вина, в которых общая кислотность повышается в большей степени, чем летучая кислотность, не обладают свойствами скисших вин, зависящими от наличия уксусно-этилового эфира, и их можно значительно исправить при помощи приемов, понижающих кислотность.

1. Если размножение бактерий в вине началось, то его трудно приостановить. Обычные меры — переливки, окуривание, введение сернистого ангидрида, фильтрация — могут оправдать себя до начала распада глицерина, но при значительном развитии бактерий они бесполезны. В практике виноделия бактерии яблочно- молочного брожения, наиболее распространенные и воздействующие на вещества, легче всего распадающиеся, опасности не представляют; закончив свою деятельность и сильно понизив кислотность, они постепенно удаляются в результате применения обычных приемов — отстоя и переливок. В это время могут развиваться вредные бактерии, но, с одной стороны, они значительно менее распространены, чем предыдущие, с другой стороны, обычные приемы виноделия ослабляют их, удаляют зародыши, которые могут находиться в вине до начала их развития. Если же эти приемы недостаточны, то бактерии размножаются, разлагают глицерин и трудно воспрепятствовать заболеванию даже в сравнительно сильно кислотном вине — при pH 3,2 или даже ниже. Опасность значительно возрастает, если кислотность низкая. В таком виде, по крайней мере в настоящее время, следует представлять себе положение вещей. Разумеется, отмеченные воздействия практически ограничены величиной pH. Во всяком случае состав вина — не единичная причина заболеваний; присутствие или отсутствие более или менее значительного количества зародышей бактерий, наличие более или менее сильного загрязнения также играют весьма важную роль. Но так как микроскоп не дает возможности отличить опасные бактерии от неопасных, то понятно, что данными микроскопического исследования надо пользоваться лишь с большой осмотрительностью.
2. Ряд бактерий в определенных условиях вызывает образование веществ, еще не изученных в виноделии, — ацетилметилкарбинола и бутиленгликоля. Образование ацетилметилкарбинола аэробактером при производстве сидра уже исследовано, главным образом Гиттоно и его учениками1.

20.       В настоящее время роль технолога в этой области можно определить следующим образом: он должен помещать вино в такие условия (переливки, аэрация, температура, сернистый ангидрид, фильтрация, обсеменение и проч.), чтобы бактерии не могли воздействовать на сахар, глицерин и винную кислоту, но разлагали бы яблочную кислоту, а оставшийся сахар разлагался бы дрожжами, а не бактериями. Несмотря на затруднения соответствующие приемы почти достигают цели, но тем труднее, чем лучше вино. Однако можно, пожалуй, сказать, что хорошее вино удачного года достигает своих наилучших качеств, свойственных его происхождению, часто независимо от технолога. Для несульфитированных вин, подверженных указанным биологическим процессам, еще требуется выработать рациональную технологию (в соответствии с законом и нормативами), чтобы добиться повышения качества продукции. А пока нужно внимательнейшим образом проверить общую кислотность, летучую кислотность (с соответствующими поправками на углекислый газ и сернистый ангидрид), сахар и сернистый ангидрид. Хотя ангидрид задерживает сбраживание сахаров бактериями в большей степени, чем дрожжами, все же никогда нельзя сказать с определенностью, нуждается ли данное сладкое вино в дополнительном внесении сернистого ангидрида и в каком количестве.

1. Итак, изменения, производимые бактериями в вине, составляют один из самых важных разделов виноделия. Изменения эти часто бывают весьма глубокими, поскольку они затрагивают существеннейшие основы вина, образуя одни кислоты, разлагая другие, преобразуя, следовательно, состав вина и нарушая равновесие между входящими в его состав веществами. Эти изменения бывают иногда благоприятными, и если бы они не произошли, то многие первоклассные вина оказались бы посредственными, но в то же время они бывают часто вредными, способными целиком испортить продукт и еще чаще способными вызвать более или менее значительное ухудшение качества. Надо твердо усвоить вопреки весьма распространенному мнению, что высококачественные вина чаще всего не являются продуктом чистого спиртового брожения — «собственно брожения виноградного сока», пользуясь выражением Пастера. Часто стремятся поддерживать кислотность соков и вин и сульфитировать их, чтобы избежать развития бактерий. Это, конечно, предупреждает серьезные опасности и упрощает технологию виноделия. Но подлинно высокоценные вина, по крайней мере красные марочные, — это вина слабокислотные.

¹ С. R. Ас. Sс., 1941, 213, 257.