Преобразование вина и его обработка - Уксусноэтиловый эфир в винах

Образование уксусноэтилового эфира.

Следует более подробно рассмотреть процесс образования и роль уксусно-этилового эфира. Опыты Пейно по скисанию вин обнаруживают, что эфиры образуются чисто биологическим путем, т. е. являются продуктом жизнедеятельности самих бактерий. Они действуют подобно клеткам, образующим эфиры благодаря присутствию особого энзима — эстеразы, — который у некоторых видов может находиться в довольно больших количествах.
Если уксусные бактерии размножаются в среде, содержащей, подобно вину, винную, яблочную, янтарную и молочную кислоты, то вскоре в ней можно наблюдать образование некоторого количества эфиров. Определение их показало, что практически образуется только уксусно-этиловый эфир. Параллельными определениями этого эфира и уксусной кислоты установлена строго закономерная пропорциональность между образовавшейся уксусной кислотой и уксусно-этиловым эфиром. Входящая в состав эфиров часть уксусной кислоты, как выяснилось, не зависит от концентрации этой кислоты в среде, она определяется деятельностью культивируемых уксусных бактерий, а также температурными условиями. В нижеследующей таблице сгруппированы некоторые характерные результаты образования уксусно-этилового эфира уксусными бактериями в нормальном вине крепостью 9°. (Образование эфиров при 21° интенсивнее, чем при 11 или 31°).
Уксусная кислота и эфир даны в миллимолекулах в литре, представляющих соответственно 60 и 88 мг. Коэффициент этерификации выражает отношение количества эфира к сумме уксусная кислота + уксусно-этиловый эфир.
Таблица 10
Образование уксусно-этилового эфира

Этерификация бактериями не имеет, следовательно, ничего общего с химической этерификацией. Чтобы проэтерифицировать химическим путем 7% уксусной кислоты при 100°, требуется около 10 дней, а при 21° в течение двух дней этерифицируется 8% уксусной кислоты. Биологическая этерификация уксусной кислоты по сравнению с химической этерификацией практически явление мгновенное. Молочная и яблочная кислоты, хотя и поддаются этерификации значительно легче других, но, будучи посторонними для уксусных бактерий, ими не этерифицируются.

Этерификация — обратимый процесс, и бактерии, внесенные в среду, содержащую уксусноэтиловый эфир, гидролизуют его. 
Этим объясняется тот факт, что в уксусе, где спирт полностью превращен в уксусную кислоту, не обнаруживается уже уксусноэтилового эфира. Скоростью гидролиза (примерно равной скорости этерификации) определяется скорость полного исчезновения эфира после завершения скисания.
Ниже приведена краткая морфологическая характеристика использованных бактерий.
Бактерия № 1 выделена из красного вина 1934 г. района Грав; образует на поверхности вина густую, жирную пленку, слабо всползающую на стенки; редко обладает однородной плотностью и легко погружается на дно сосуда.
Бактерия № 2 выделена из красного вина 1935 г. района Кот; образует тонкую радужную пленку, которая сморщивается по мере старения; всползает высоко по стенкам и вызывает помутнения в скисающей жидкости.
Эти две разновидности уксусных бактерий обладают совершенно различными способностями вызывать скисание и образовывать эфир, хотя под микроскопом обе бактерии имеют одинаковый характерный для уксусных бактерий вид восьмерки.
Были исследованы также новые разновидности бактерий, выделенных из красных вин. По виду образуемой ими пленки и по физиологическим свойствам они напоминали одну из описанных бактерий. Таким образом, уксусные бактерии, встречающиеся в винах Жиронды, принадлежат, по-видимому, к этим двум основным хорошо различимым видам.
Возможный предел этерификации согласно закону действия масс выше; в данном случае (при содержании спирта 9°) он повышается до 11,2 на сто миллимолекул уксусной кислоты; заметное приближение к пределу наблюдалось только в присутствии бактерии № 2 при 21°
Естественно, что эстераза, как и всякий другой катализатор, может лишь увеличивать скорость процесса образования эфира, не изменяя ее предела.
Присутствие в исследуемом вине 20 г/л инвертированного сахара не способствовало ни росту названных двух бактерий, ни повышению скорости образования уксусной кислоты, ни увеличению коэффициента этерификации. Эти факты не согласуются с распространенным мнением, что сладкие вина более подвержены скисанию, чем сухие. Возможно, что в других условиях и с другими бактериями может получиться иной результат.
Судя по запаху, характерному для начальной стадии ацетификации, в процессе скисания на поверхности пленки происходит, по-видимому, довольно интенсивное испарение уксусно-этилового эфира, так как само вино в это время еще не имеет запаха скисания. Понятно, что на это испарение эфира, как и на всякое испарение, влияет температура.

В конечном счете процессы образования уксусными бактериями уксусной кислоты и уксусно-этилового эфира, будучи независимыми один от другого, не всегда протекают параллельно. Эти процессы связаны с двумя ясно выраженными функциями бактериальной клетки: образованием уксусной кислоты в процессе дыхания и образованием уксусно-этилового эфира в зависимости от содержания в клетке эстеразы.

Роль уксусно-этилового эфира.

Вопреки общепринятой точке зрения, что уксусная кислота, образуемая уксусными бактериями в процессе скисания, придает вину характер скисшего, это не нашло подтверждения. Внесение в вино даже больших количеств уксусной кислоты — до 5—10 г/л — ни в малейшей мере не вызывает вкусовых впечатлений, характерных для скисания², воспринимаемых слизистой оболочкой носа, независимо от того, вдыхаем ли мы запах вина или пробуем его вкус небом; эти впечатления не следует, конечно, смешивать с ощущением кислотности на языке от прибавляемой уксусной кислоты, что связано с увеличением количества ионов Н + и особенно со специфическим вкусом молекул³ уксусной кислоты. Если верно, что в сильно изменившихся винах можно обнаружить особый запах уксусной кислоты, то для этого требуется повышенное ее содержание, а резкий вкус ощущается при наличии примерно 1,5 г/л этой кислоты.
К этому же заключению приводит и другой факт, основанный на наблюдении явления, происходящего при нейтрализации прокисшего вина. Действительно, отмечается, что прокисшее вино вскоре после полного насыщения его кислот основанием, не утратило своего характерного запаха. Это наблюдение дает основание полагать, что запах скисшего вина вызван не уксусной кислотой, а чем-то другим. (Впрочем, этот запах в данных условиях быстро исчезает, так как нейтрализованное вино спустя несколько минут приобретает щелочной запах, маскирующий запах скисания; последний может зависеть от освобождения веществ альдегидного характера).
Надо искать иное объяснение запаху скисания. Работы Пейно показали, что типичный характер, свойственный прокисшему вину, обусловлен присутствием уксусно-этилового эфира, вещества гораздо более пахучего, чем уксусная кислота, и обладающего иным ароматом; вырабатывается же этот эфир самими уксусными бактериями. Это подтверждается множеством самых простых фактов. Некоторые из них приводим ниже.

¹Результат реакции установлен при помощи изотопов. Ред.

² Словом «скисание» (acescence) определяют изменение, вызываемое уксусными бактериями, которые развиваются на поверхности вина, при доступе воздуха. Слово «пикюр» (штих) может обозначать то же изменение, но также и всякий процесс образования уксусной кислоты различными бактериями, которые обитают в самой винной массе и уксусно-этилового эфира не образуют. Следовательно, все сделанные замечания относятся скорее к скисанию, нежели к пикюру; следует по меньшей мере уточнять, касается ли дело пикюра, вызываемого уксуснокислыми бактериями, или пикюра, обусловленного образованием уксусной кислоты другими бактериями. Авт.

³ В тексте сказано «анионов». Но в другом месте (стр. 16 французского текста) сказано: «Этот кислый вкус усиливается при повышении концентрации недиссоциированных молекул винной и уксусной кислот», что подтверждено опытом. Ред.

1. Добавление уксусно-этилового эфира. Вино может получить свойства скисания и без участия микробов. В большинстве случаев достаточно бывает внести в литр вина полмиллимолекулы уксусно-этилового эфира, чтобы оно приобрело в достаточной степени признаки скисания; при внесении одной миллимолекулы они проявляются очень явственно; две миллимолекулы безусловно придают характер сильно скисшего вина. Некоторые образцы продажного уксусно-этилового эфира не дают такого аромата, как эфир, приготовленный непосредственно путем смешения уксусной кислоты и спирта при 100°.
2. Образование уксусно-этилового эфира химическим путем. Образование уксусно-этилового эфира в вине может быть достигнуто и другим химическим способом: путем добавления в вино около 30 ммол/л уксусной кислоты и затем сохранения его в герметически закрытых пробирках при 40°. По прошествии шести месяцев наряду с легким запахом уваренности, обусловленным нагреванием, обнаруживается ясно выраженный запах скисания. В вине, хранившемся без добавления уксусной кислоты в закрытых пробирках также при 40°, запах скисания не появляется, как не появляется и в вине, хранившемся после добавления уксусной кислоты при нормальной температуре. Оба последних вина имели нормальный аромат здоровых вин, с той лишь разницей, что в них возник привкус уваренности. Параллельное дегустационной оценкой этих образцов в них определили содержание уксусно-этилового эфира, образовавшегося в результате нагревания. Полученные данные приводятся ниже в миллимолекулах на 1 л.

Вино, хранившееся при 40°

Таким образом, заметные изменения в вине обнаруживаются при образовании 2,2—1,4=0,8 ммол уксусно-этилового эфира. Этот опыт свидетельствует также о том, что процесс образования уксусного эфира химическим путем проходит чрезвычайно медленно.

1. Извлечение уксусно-этилового эфира из вина. Можно также отметить следующий весьма характерный факт: если из прокисшего вина удалить избыток уксусно-этилового эфира, не изменяя его летучей кислотности, то оно теряет всякие следы запаха скисания. Это, так сказать, опыт, обратный предыдущим. Его можно легко произвести, по крайней мере на небольших объемах, путем очень непродолжительного нагревания под вакуумом.
2. Соответствие между содержанием уксусно-этилового эфира и впечатлением от скисшего вина. Ниже приведен типичный случай: четыре бочки одного и того же неэгализированного вина (на что указывают близкие, но не одинаковые количества содержащихся в них спирта и общей кислотности) при дегустации обнаруживали различные степени изменения в отношении скисания. Именно  те из них, которые казались более скисшими, содержали меньше летучих кислот.

Из табл. 11 видно, что интенсивность изменений, обнаруженных при дегустации, прямо пропорциональна количеству содержащегося в них уксусно-этилового эфира. Термин «штих» обозначает запах, обусловленный скисанием.

Таблица 11
Вино, пораженное скисанием

В этой таблице дан образец вина, которое оказалось испорченным, хотя и обладало довольно слабой летучей кислотностью (0,89 г/л в пересчете на серную кислоту).
Наконец, известно, что в винодельческой практике наблюдаются случаи, когда в зависимости от условий жизнедеятельности уксусных бактерий и их видового состава вино может казаться здоровым или в той или иной степени изменившимся, несмотря на одинаковое содержание летучих кислот.
Вина, у которых количество летучих кислот увеличилось под влиянием разложения бактериями глицерина, сахара или винной кислоты, не обнаруживают запаха скисания. Эти бактерии обладают слабой способностью образовывать эфиры и не образуют уксусно-этилового эфира даже в сильно испортившихся винах, количество летучих кислот, в которых увеличилось с 19,4 до 65 ммол/л. Содержание нейтральных эфиров возросло в этих винах от 2,9 до 3,4 ммол, а эфиров летучих кислот — только на 0,2.
Уже было отмечено, что в уксусах, в которых спирт полностью окислился, содержатся лишь следы уксусно-этилового эфира. Этим объясняется, почему такие уксусы имеют запах, отличающийся от запаха прокисших вин. Известно, что добавление уксуса в вино не воспроизводит ощущения скисания.
Хотя количество уксусно-этилового эфира и определяет ощущения скисания, однако можно считать несомненным, что хорошее сложение вина, его более или менее интенсивный сортовой аромат также способны влиять на степень этого ощущения. Например, все здоровые вина содержат уксусно-этиловый эфир, образующийся при брожении. По многочисленным данным Пейно, содержание уксусно-этилового эфира в совершенно здоровых винах колеблется от 0,5 до 2,0 ммол/л. При таких количествах запах эфира не распознается. Он маскируется собственным ароматом вина, безусловно со своей стороны усиливая последний. Запах эфира начинает преобладать, как правило, при 2—2,5 ммол/л. Но если до образования скисания устранить из вина (обработкой в автоклаве) вместе с наиболее летучими веществами значительную долю его собственного запаха, как это наблюдалось в культурах, описанных выше, то уксусно-этиловый эфир будет чувствоваться, находясь в гораздо меньшем количестве, чем в нормальных винах, примерно при содержании 1,2 ммол/л. Следовательно, другие ароматические вещества ослабляют ощущение скисания. Это подтверждается еще и тем, что в чистом спиртовом растворе запах уксусно-этилового эфира чувствуется уже при концентрации 0,5 ммол/л.