Белые вина, в особенности из ягод, поврежденных серой гнилью, нередко содержат даже при полной прозрачности ряд протеинов, отличающихся главным образом тем, что они коагулируют при высокой температуре или после внесения достаточного количества танина, и в осадке содержится значительное количество азота. Возможно, что в этих явлениях, приписываемых протеинам, решающая роль принадлежит другим веществам, в особенности кремнезему.
Исследования осадков вин, подвергнутых нагреванию, содержащих много протеинов, отделенных центрифугой, промытых, высушенных и взвешенных, обнаруживают, что максимальное количество протеинов в винах старше одного года составляет 26 мг/л; 1 мг/л уже соответствует заметная мутность.
Эти осадки содержали 4—5% азота, и следовательно, заключали в себе какое-то другое вещество, отличающееся от протеинов, поскольку последние содержат от 15 до 19% азота. Судя по механизму их осаждения, как мы увидим в дальнейшем, это несомненно был танин. Протеины составляют лишь небольшую часть азотистых веществ вина, а остальные представлены главным образом продуктами распада протеинов.
Эти протеины играют важную роль в прозрачности некоторых белых вин, что подтверждается изучением условий, способствующих коагуляции их и удалению. Особенно богаты протеинами молодые качественные белые вина, причем содержание протеинов колеблется в зависимости от года урожая и их устранение до выпуска продукта в реализацию имеет большое практическое значение. Мы занимались изучением этих вопросов в 1932 г. и рекомендовали применять для удаления протеинов каолин, который ныне может быть с успехом заменен бентонитом.
Значение нарушений прозрачности, вызываемых протеинами, которые часто смешивают с белым и медным кассами, отмечено было в 1904 г. во Франции Лабордом1, рекомендовавшим удалять их нагреванием, и спустя полтора-два десятка лет в Германии234. Немецкими авторами установлено, что хотя обработка желтой кровяной солью независимо от удаления тяжелых металлов частично устраняет также протеины и в этом отношении улучшает вино, однако такая обработка недостаточна, и следует учитывать возможность помутнений вин, обработанных желтой солью, вследствие коагуляции протеинов.
Марсиль5 при исследовании осадка одного из белых алжирских вин, дававшего несмотря на многократные фильтрации заметное помутнение, которое местные опытные виноделы принимали за железный касс, установил, что осадок образован белковым веществом, богатым фосфорнокислой известью. Осадок фактически содержал 8,6% азота (что соответствует 53,7% азотистых веществ) и 6,55% золы. В золе было обнаружено 10% кремнезема, 20% фосфорной кислоты, 37,5% извести, следы алюминия и не было даже следов железа.
Как уже упоминалось, протеины с физико-химической точки зрения представляют собой азотистые вещества, рассеянные в вине в виде коллоидных мицелл, заряженных положительно, имеющих характер оснований и не способных вступать в соединения с металлическими катионами.
1 J. L a b o r d e, Sur la clarification et la limpidité des vins blancs. Rev. Viticult, 1904, 21, 8.
2 E. Vogt, Die Ausfällung von Eiweisstoffen bei der Klärung der Weine mit Kaliumferrozianid, Weinbau und Kellerwirtschaft, 1931, 10, № 5 à 6.
3 F. Schmitthenner, Können blaugeschönte Weine noch umschiagen? Wein und Rebe, 1934, 16, 199.
4 D. Kielhol er, Troubles albuminoïdes du vin. Bull intren. Vin., 1942, 152, 7.
5 R. Macille, A propos de la casse des vins blancs, Ann, Falsif. Frandes, 1931, 24, 167.
Мы рассмотрим здесь причины, которые вызывают коагуляцию протеинов или влияют на нее при хранении вина. Коагуляция их может быть полезной или вредной. Вредной в том случае, если вызываемое ею помутнение возникает перед непосредственной реализацией вина (например, в бутылках); полезной, если она происходит при длительном его хранении, при оклейке или при фильтрации и приводит в конечном счете к частичному или полному удалению протеинов и, следовательно, к стабилизации вина.
Нагревание до 70—80°.
Нагревание белого вина примерно до 70—80° способствует при достаточной продолжительности коагуляции протеинов и устранению их.
Размер осадка и интенсивность помутнения на темном фоне позволяют в известной мере судить о количестве протеинов в белом вине и успешности их частичного или полного удаления под влиянием обработки или других причин. Если исследуемое вино мутно, то до нагревания его следует профильтровать через бумажную массу, но не через инфузорную землю и не через асбест, которые извлекают из вина часть протеинов (сорбируют).
Коагуляция происходит следующим образом: если температура вина доведена до 80° достаточно быстро, например меньше чем в час, то помутнение появляется чаще всего при охлаждении, а не при сохранении этой температуры даже в течение длительного периода. При медленном повышении температуры осаждение происходит во время нагревания; то же наблюдается и при очень высоком содержании в вине танина или очень низкой кислотности.
Из этих наблюдений следует, что в результате нагревания вина происходит не непосредственная коагуляция протеинов, как это наблюдается, если протеином является альбумин, а превращение их в форму, растворимую при высокой температуре и затем коагулирующую при достаточно низкой температуре. В общем согласно довольно распространенному закону коагуляция протеинов вина под действием тепла проходит две четко различимые ступени: химический процесс — денатурирование (вследствие удаления воды) и физический — образование хлопьев денатурированного протеина, вероятнее всего под действием танина, частично увлекаемого при этом в осадок.
Таким образом, слабо коагулируемые танином протеины вина вследствие нагревания переходят в форму, интенсивно коагулируемую, подобную желатину, который подвергается нагреванию при его приготовлении. Нагретое вино ведет себя, как оклеенное. Можно себе представить, что муть появляется во время охлаждения, поскольку изучение оклейки показывает, что все это происходит так, словно содержание танина выше при низких температурах. Во всяком случае при коагуляции протеинов вина нагреванием необходимо присутствие достаточного количества танина.
Надо отметить следующую интересную особенность вин, содержащих протеины. Если сильно взболтать в пробирке 10 мл белого вина (небродящего), то образующаяся пена сохраняется лишь очень короткое время — несколько секунд, самое большее одну минуту. Напротив, если взболтать вино, нагретое до 80° и затем охлажденное, то длительность сохранения пены в различных винах сильно колеблется и вина, содержащие много протеинов (выявляемых нагреванием или введением танина), обычно сохраняют пену дольше, иногда несколько часов; вина же, не содержащие протеинов, пенятся не дольше, чем образцы, не подвергшиеся нагреванию. Если профильтровать нагревавшееся вино, то вторичный нагрев уже не придает ему способности пениться. Молодые белые вина, даже лишенные углекислого газа, пенятся иногда очень долго даже без нагревания, что, по-видимому, объясняется присутствием слизистых веществ.
Коагуляция протеинов вина при 75° имеет сходство с явлением, наблюдающимся при нагревании вина, не способного к самопроизвольному помутнению, т. е. не содержащего природных протеинов, но получившего несколько мг/л какого-нибудь протеина, например рыбьего клея при оклейке; вино сохраняет прозрачность при 75°, но мутнеет при охлаждении или хранении при 30° Это явление сходно также с тем, что наблюдается в нагреваемом вине, в котором коагуляция введенного протеина происходит обычно при низкой температуре в виде хорошо известных хлопьев, оставляя вино совершенно прозрачным. Эти хлопья при высокой температуре нацело растворяются, давая прозрачное вино, а при охлаждении образуют весьма интенсивное и устойчивое помутнение.
Хранение при 30°.
Рассмотрим теперь влияние длительного нахождения белых вин в термостате при 30°; этот режим приближается к естественным условиям летнего времени. Речь идет о винах, лишенных доступа воздуха, содержащих достаточное количество свободного сернистого ангидрида и не подверженных, следовательно, железному кассу и вторичному брожению.
Оказывается, что одни вина остаются прозрачными, а другие мутнеют с первых же дней с возрастающей интенсивностью, так что уже через несколько недель отмечается весьма сильное помутнение и более или менее обильные осадки. Но в числе этих помутнений и осадков можно обнаружить вызванные наличием меди, исчезающие при аэрации и другого рода осадки, выдерживающие это испытание. Обычно это те же вина, которые при 30° дают не растворимое при аэрации помутнение и мутятся при нагревании до 80° (при котором медное помутнение отсутствует или очень слабо выражено вследствие образования защитных коллоидов). К тому же интенсивность осаждения кажется в разных случаях одинаковой, создавая трудности при сопоставлении мути в отношении характера образования хлопьев. Однако в ряде случаев вино, способное почти полностью сохранить свою прозрачность при быстром нагревании до 80°, мутнеет в результате продолжительного пребывания при 30°
Таким образом, за исключением образования осадков одновалентной меди, кстати сказать, весьма частых, помутнения в бутылках в условиях летнего температурного режима почти всегда происходят вследствие коагуляции протеинов, что подтверждается следующими явлениями. Вина, осветлившиеся после помутнения при нагревании до 80°, больше не мутнеют при хранении при 30°, и наоборот; на этом свойстве основан, между прочим, принцип стабилизации вин путем нагревания до 70—80° в связи с коагуляциями при высокой температуре.
Подобное выделение азотистых веществ в виде разнообразных помутнений и осадков является одним из наиболее часто наблюдающихся пороков некоторых качественных белых вин. Кстати сказать, для полного удаления протеинов требуется длительное пребывание вина (в течение нескольких месяцев) при 30°, весьма различное для разных вин, причем в конечном счете не всегда достигается полное удаление их.
Кислотность вина оказывает большое влияние на образование мути при несколько повышенной температуре; например, два образца вина, давшие помутнение, равное 6—7 при pH 2,7—3, дали мутность 0—1 при pH 3,3. Для многих вин прибавление одного грамма винной кислоты к литру мало влияет на прохождение коагуляции при 30°. При внесении танина интенсивность помутнений иногда бывает слабее, быть может, вследствие ускорения коагуляции.
Хранение при низкой температуре.
Белые вина с высоким содержанием протеинов (коагулирующих при высокой температуре), не подвергавшиеся переоклейке и нагреванию, иногда мутнеют при температуре, близкой к их точке замерзания. Такое помутнение отличается от железного касса тем, что муть не растворяется после внесения гидросульфита. Равным образом вина, не мутнеющие при нагревании, дают иногда муть при низкой температуре. Это происходит в винах, содержащих желатин, вследствие переоклейки. Таким образом, нет постоянной взаимозависимости между помутнением, вызываемым нагреванием и возникающим при воздействии холода.
Эти явления становятся понятными, если учесть, что охлаждение дает тот же эффект, что и введение танина.
При помощи предварительного нагревания или, еще лучше, обработки каолином можно предупредить образование помутнений при низкой температуре, а также при высокой. Каолин имеет то преимущество, что значительно лучше удаляет протеины, ведущие себя при переоклейке подобно желатину, осаждение которого затрудняется вследствие недостаточного содержания танина.
Вино с большим содержанием протеинов, подвергнувшееся нагреванию и фильтрации, способно впоследствии вновь слегка помутнеть. Обработка холодом вслед за нагреванием до осветления благоприятствует, по-видимому, полному удалению протеинов.
Добавление танина.
При введении повышенных количеств танина (например, 2,5 г/л) вина, не содержащие протеинов, остаются прозрачными или почти прозрачными, а образцы, содержащие протеины, быстро (спустя несколько часов) мутнеют, причем муть в течение двух дней становится значительной. Но скорость выделения мути сильно колеблется у разных вин, и полное удаление протеинов, устанавливаемое фильтрованием и нагреванием, требует нескольких недель. Имеется, однако, способ выявления присутствия и определения содержания протеинов в вине — введение танина. Действительно, в таком случае многие образцы белых вин дают через тот или иной промежуток времени по крайней мере легкое помутнение.
На самом деле результат нагревания и результат добавления танина не тождественны, так как введенный танин осаждает, при том с большой легкостью, желатин, находящийся в растворе (переоклейка), а также некоторые другие природные протеины вина, сходные по характеру с желатином и подобно ему не осажадаемые нагреванием. Так, восемнадцать образцов вин, подвергшихся параллельно испытанию нагреванием и введением 2 г/л танина, давали помутнения, которые в обеих сериях были примерно одинакового порядка, за исключением двух образцов, сильно мутневших от танина и сохранявших прозрачность при нагревании.
При введении 0,5 г/л танина, количества, примерно равного максимальному содержанию его в вине, образование помутнения протекает гораздо медленнее и сильно ускоряется слегка повышенной температурой. В ряде вин, находящихся при 12°, спустя десять дней оно совершенно отсутствует и в заметной степени обнаруживается лишь в конце месяца.
При хранении вина в бочках происходит значительное обогащение его танином из дерева (как правило, почти весь танин белого вина поступает из бочки), который действует, вероятно, как важный фактор коагуляции и постепенного выпадения протеинов. Поэтому коагуляция протеинов должна протекать преимущественно в непосредственной близости от стенок бочки, где концентрация танина, разумеется, выше. Нам иногда встречались помутнения, которые, очевидно, образуются подобным образом. Надо сознаться, что при обнаружении коагуляции протеинов в бочечном вине не всегда легко установить, вызвана ли она действием летнего тепла или обогащением вина танином, а также присутствовали ли эти протеины изначально или внесены неудачной оклейкой.
Помещая в бутылки с вином дубовые клепки, достаточно пропитанные вином, с поверхностью, соответствующей соотношению между поверхностью бочки на 225 л и объемом вина, мы иногда наблюдали образование в течение нескольких недель более или менее интенсивного помутнения в образцах, содержащих протеины, между тем как вина, не мутневшие при нагревании, не теряли своей прозрачности и при соприкосновении с деревом.
Различные воздействия.
Кислоты обычно вызывают коагуляцию протеинов вина. В наших опытах введение большого количества (10 г/л) неорганической кислоты вызывало в течение нескольких часов (исключительно в винах, мутнеющих от нагревания до 80°) помутнения, интенсивность которых возрастала в последующие дни, оставаясь в пределах той же степени помутнения, как и при нагревании; впрочем, полная коагуляция протеинов требует довольно длительного времени.
В винах, содержащих протеины, добавление 1 г/л серной кислоты вызывает по истечении нескольких недель хранения при 12° заметное помутнение и осадок.
Лаборд приписывал более или менее значительную скорость исчезновения протеинов, вызывающих опалесценцию молодого вина, с одной стороны, действию энзимов, по крайней мере во время брожения, и, с другой стороны, действию кислорода, который обусловливает нерастворимость дубильно-белкового соединения.
Применение энзимов, таких как пепсин, было рекомендовано в пивоварении для распада нежелательных протеинов.
Что касается влияния кислорода, который действительно способствует образованию белковых помутнений, то его влияние можно объяснить образованием трехвалентного железа, которое, как мы увидим при изучении оклейки, имеет решающее значение для коагуляции протеинов. Немецкие авторы придают большое значение влиянию аэрации вин, которая может быть одной из существенных причин образования мути протеиновой природы. Эта точка зрения приемлема также и для пивоварения. Отмеченное влияние аэрации имеет второстепенное значение для сульфитированных белых вин, мутящихся в бутылках иногда несколько лет спустя. Однако фильтрация или даже просто проветривание слабо сульфитированных вин весьма благоприятствует образованию помутнения. Действие фильтрации отчасти объясняется также удалением защитных коллоидов.
При продолжительном вторичном брожении до полного или почти полного израсходования сахара большая часть протеинов обычно устраняется. Независимо от брожения значительная часть белковых веществ может быть постепенно связана с дрожжами, внесенными в вино в достаточном количестве.
Выводы.
Таким образом, коагуляция протеинов вина обусловлена или по крайней мере возбуждается рядом причин, действующих в течение более или менее продолжительного времени, и такой коагуляции достаточно, чтобы вызвать в первоначально прозрачных винах помутнения, осаждающиеся очень медленно и дающие заметные осадки. Действие этих факторов значительно усиливается и ускоряется при благоприятных условиях, встречающихся в практике при температуре 30°, при обогащении танином (0,5 г/л) и серной кислотой (1 г/л) (вследствие окисления кислородом 650 мг сернистого ангидрида в течение 5—6 лет хранения в бочках). При сочетании всех этих разнообразных воздействий наблюдается резкое ускорение коагуляции протеинов, которая может закончиться в течение нескольких дней.
Коагулированные таким образом протеины в виде разнообразных помутнений или осадков, хлопьевидных или плотных, иногда в обеих формах одновременно действуют в весьма различных направлениях в зависимости от ряда неизвестных условий, влияющих на ход образования и на строение хлопьев; последние часто приобретают коричневую окраску вследствие одновременного осаждения соединений меди.
Фактически удаление природных протеинов вина, хотя оно явственно выступает в период бочечной выдержки, резко колеблется у различных вин и при обычных приемах ухода за вином не всегда заканчивается полностью по истечении нескольких лет, т. е. к моменту розлива в бутылки. Вследствие этого такие вина, несмотря на свою весьма высокую устойчивость против коагуляции протеинов, все же способны образовать в бутылках при повышенной температуре помутнения и осадки через несколько дней или недель. К тому же молодые качественные белые вина часто содержат такое количество протеинов, что ранний розлив в бутылки имел бы весьма сомнительную ценность.
Прежде всего возникает вопрос, в какой мере присутствие протеинов, выявляемое нагреванием до 80°, позволяет предвидеть возникновение помутнения. Вино, не содержащее таких протеинов, как правило, не способно образовать помутнения, а вино, содержащее их, может подвергнуться помутнению лишь в благоприятных для этого условиях. Некоторые вина никогда не теряют своей устойчивости, хотя они довольно богаты протеинами, коагулирующими при 80°; это в особенности относится к белым бургундским винам.
В практических условиях наибольшая опасность для вина подвергнуться протеиновым помутнениям связана, по-видимому, со случайным и чрезмерным повышением температуры (примерно выше 25°), как это бывает при транспортировке их, а также случается в некоторых местностях.
Помутнения этого рода, принадлежащие к наиболее частым после металлических кассов, нельзя, следовательно, во всех случаях избежать, пользуясь обычными практическими приемами или даже продолжительным хранением в бочках. Из пятидесяти сульфитированных белых вин в возрасте от одного до трех лет, лишенных меди и хранившихся в бутылках при нормальной для них температуре в течение двух лет, четырнадцать дали весьма значительное помутнение и осадки протеинов.
Нет полной уверенности в том, что частичное удаление протеинов путем прибавления танина окажется полезным, так как вновь установившееся равновесие в отношении устойчивости лишь в небольшой степени превосходит первоначальное. Устранение протеинов должно быть полным, что требует введения весьма большого количества танина при поддержании низкой температуры.
Кстати сказать, обычные оклейки удаляют более или менее значительную часть коагулируемых теплом протеинов и улучшают в этом отношении внешний вид вина, но действие их недостаточно. С теоретической точки зрения следует, по-видимому, полагать, что оклейка, т. е. введение белкового вещества, не способна связывать или коагулировать протеины вина: это два коллоида, имеющие одинаковый заряд; однако протеины, применяемые для оклейки, меняют свой знак при коагуляции и тогда приобретают способность присоединять некоагулирующие протеины вина.
Весьма полезно и даже безусловно необходимо для полной гарантии от помутнений удалять способные коагулировать белковые вещества одним из способов, которые мы укажем (нагревание, каолин, бентонит), предупредив естественную коагуляцию их, тем более что оставаясь в вине, они способствуют образованию медного касса. Для качества вина протеины не имеют никакого значения. Это доказывают дегустации, проведенные после их удаления. Удалять протеины целесообразнее из очень молодых вин, приобретающих благодаря этому высокую устойчивость.
