Советское шампанское, технология - Методы определения игристых качеств шампанского

Г лава X
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИГРИСТЫХ КАЧЕСТВ ШАМПАНСКОГО
Одно из первых мест в проблеме повышения качества игристых вин принадлежит вопросам, связанным с изучением углекислоты, содержащейся в таких винах в больших количествах: физико-химическое состояние СОг, количественное соотношение отдельных форм, влияние на эти формы основных приемов технологии шампанского производства и, наконец, поведение углекислого газа при вскрытии сосуда с шампанским, а также в период, предшествующий непосредственному потреблению готового игристого вина.
С этой точки зрения большой интерес представляют исследования А. А. Мержаньян по изучению углекислоты шампанских и газированных вин, проведенные им по трем основным разделам*.

1. Исследование углекислоты шампанских и газированных вин как потенциальный источник свободного углекислого газа, выделяющегося в процессе игры.
2. Изучение игры шампанского как физико-химического процесса и игристых качеств как основного свойства шампанских вин.
3. Изучение вязкости вин как фактора, обусловливающего размер пузырьков углекислого газа в шампанском и тормозящего свободное их выделение из него в процессе игры.

Изучение углекислоты шампанских и газированных вин проводилось путем исследования как общего ее запаса и количественного соотношения отдельных форм, так и в смысле выяснения влияния различных факторов в процессе шампанизации и выдержки готового шампанского на его углекислотный баланс.
Количественное определение связанной углекислоты в винах шампанизированных и винах искусственно газированных представляет не только теоретический интерес в отношении выяснения сущности и механизма процесса шампанизации и принципиальной разницы между шампанизацией и искусственным газированием, но имеет и практическое значение для выяснения влияния различного рода факторов в процессе шампанизации, и выдержки готового игристого вина на накопление и сохранение связанной углекислоты и, следовательно, на формирование и проявление игристых качеств шампанского.
Количественный анализ углекислоты шампанских вин, предусматривающий фракционирование ее по фазам согласно подвижному равновесию: с методической точки зрения довольно сложен, так как связанная углекислота, обладающая незначительной прочностью, способна сравнительно легко и быстро разрушаться при вскрытии бутылки, т. е. при нарушении установившегося в ней подвижного газового равновесия.
*А. А. Мержаньян. Об игристых качествах шампанских вин. Кандидатская диссертация. Руководитель проф. Г, Г. Агабальянц.

В связи с этим возникает необходимость все определения по углекислотному балансу проводить, не вскрывая бутылки с исследуемым шампанским.
Учитывая это, автор использовал для целей указанного анализа специальный физико-химический метод.
Путем точного измерения давления в газовой камере бутылки, объема газовой камеры, получались данные, на основании которых производился расчет количества углекислого газа, находящегося в газовой камере бутылки, и количества СО₂, растворенного в вине. При этом использовались расчетные формулы, выведенные из законов состояния реальных газов с соответствующими к ним поправками, специфичными для углекислоты как для реального газа, а также на основании закономерностей растворимости СО₂ в вине при повышенных давлениях.
Затем определялось общее количество всей углекислоты в исследуемой бутылке. Для этого использовались обычные методы весового анализа газов, соответственно видоизмененные применительно к анализу относительно больших количеств углекислоты. По разности путем вычитания из общего количества углекислоты, содержащейся в сосуде с исследуемым шампанским, суммы углекислоты, растворенной в вине (абсорбированной) и газообразной, содержащейся в надвинном пространстве (в газовой камере), определялось количество связанной углекислоты:

Таким образом, под связанной углекислотой (RCO₂) подразумевались все как химически, так и физико-химически связанные ее формы, которые не входят в подвижное равновесие:
т. е. не участвуют в образовании давления в надвинном пространстве, но которые вследствие их малой прочности способны разрушаться и медленно выделять свободный углекислый газ при вскрытии бутылки, сопровождающемся резким нарушением газового равновесия, установившегося в сосуде с вином в процессе шампанизации.
Результаты количественного определения связанной углекислоты в винах шампанизированных и в винах, искусственно насыщенных углекислотой, методами, обеспечивающими различную степень связывания углекислоты в жидкости, приведены в табл. 31.
Влияние различных факторов на накопление связанной углекислоты в процессе шампанизации и в процессе выдержки готового игристого вина иллюстрируется табл. 32.
*Возможны эфиры угольной кислоты, карбаминовые соединения и соли угольной кислоты (кислые и средние).
**СO2, абсорбированная на поверхности коллоидных мицелл.
Таблица 31

Процесс игры и игристых качеств шампанских вин изучался в направлении: а) выяснения динамики изменения скорости газовыделения в шампанском, т. е. кинетики процесса игры; б) установления линейных скоростей движения пузырьков углекислого газа и в) определения размеров газовых пузырьков в играющем вине.
Одновременно изучались факторы, влияющие на эти основные показатели игристых качеств шампанских вин.
Подробный теоретический анализ процесса игры с физической и физико-химической точек зрения, предшествовавший экспериментальному изучению указанных вопросов, позволил установить следующие основные закономерности.
Процесс игры шампанского представляет закономерное явление, характеризующееся замедленным снижением скорости газовыделения во времени под влиянием отрицательного ускорения, обязанного наличию в шампанском помимо растворенной углекислоты также относительно более прочных, связанных ее форм, медленно разрушающихся и тем самым растягивающих процесс во времени.
Таблица 32

Кинетика процесса игры шампанского в целом характеризуется следующей интегральной формулой:
(1)
где х — количество углекислого газа, выделяющегося из взятого объема вина за время t; а —первоначальный (общий) запас углекислоты, способной выделиться в процессе игры из данного объема вина; с — коэффициент пропорциональности времени игры t (по своему физическому смыслу он выражает способность вина освобождать и проводить углекислый газ); k — коэффициент пропорциональности остаточного количества СО₂.
Изменение скорости процесса игры подчиняется уравнению первой производной:
(2).
Наконец ускорение процесса игры, непосредственно отражающее связанные формы углекислоты и иные факторы, определяющие игристые качества шампанских вин, равно как и имеющие отрицательное значение (процесс игры — замедленный процесс), подчиняется уравнению второй производной:
(3)
Проверка указанных уравнений экспериментальным путем на многочисленном опытно-исследовательском материале, полученном при изучении процесса газовыделения из различных шампанских и искусственно газированных вин, а также из некоторых индивидуальных растворов, насыщавшихся углекислотой и инертными! по отношению к ним газами, выявила полную тождественность теоретически выведенных закономерностей с действительным ходом развития явлений в процессе игры шампанского.
Кинетика процесса игры изучалась путем исследования газовыделения из различных шампанских и газированных вин тремя методами. Изучались: а) изменение скорости газовыделения во времени из бутылки с шампанским в целом, без нарушения естественно установившегося в ней равновесия; б) газовыделение из предварительно вскрытой бутылки, т. е. после снижения в ней давления до атмосферного и в) кинетика газовыделения из небольшой пробы шампанского, переведенного из бутылки в бокаловидный сосуд.
Для каждого из этих методов применялась специальная аппаратура. Для третьего метода, имеющего наибольшее практическое значение, так как он предусматривает проведение исследования игры в условиях, максимально приближенных к условиям естественного потребления вина, предложен специальный самопишущий прибор, сконструированный автором совместно с аспиранткой Е. М. Козенко (рис. 104). Прибор этот вычерчивает кривую игры, т. е. кривую газовыделения в координатах времени и объема выделившегося СО₂.
В результате простого графического анализа кривой игры может быть легко найден числовой показатель игристых качеств шампанского, являющийся достаточно точным объективным критерием.
Техника нахождения по кривой игры числового показателя игристых качеств весьма несложна и сводится в основном к следующему. На кривой игры отыскивают прежде всего конечную точку, т. е. точку, после которой дальнейшего подъема кривой не наблюдается (кривая приобретает положение, горизонтальное оси абсцисс).
|3атем на кривой отыскивают еще две точки, одна из которых соответствует х1=0,5 а, а другая х2=0,75а, и для этих двух точек на оси времени определяют соответствующие t1 и t2.
После этого, пользуясь формулой (4), выведенной из основного уравнения игры шампанского, определяют коэффициент с:
(4)
Путем подстановки определенной таким образом величины с в формулу показателя игристых качеств
(5)
ИЛИ
(6)
определяют объективный показатель игристых качеств т. Чем меньше числовое значение показателя т, определенного по формуле (5), тем выше игристые качества вина. 

Рис. 104. Схема прибора для определения игристых качеств шампанских вин по Мержаньяну:
а—кожух; б—внутренний подвижной цилиндр; в—станина; г—барабан самопишущего прибора с часовым механизмом; д—стрелка с пером; б—сосуд для пробы исследуемого шампанского; ж—трехходовой кран приемного сосуда; з—контрольный металлический манометр; и—стабилизирующий ртутный манометр; к—термостатическая ванна; л—соединительная каучуковая трубка; м—бутылка с испытуемым вином; н—соединительный кран; о—трубка с винтовой нарезкой приемного сосуда; п—входное отверстие для вина; р- центральная газовая трубка; с—кронштейн; т—смотровое окно для визуальных отсчетов; у—противовес

 Формула (6), менее удобная при выведении общей взаимосвязи факторов, дает более наглядные величины показателя т; в этом случае чем выше число т, тем выше игристые качества шампанского. Постоянный множитель 103 выведен для большей выпуклости получаемых величин т.
tmar —максимальное время игры, показывающее общую продолжительность процесса.
Таким образом, показатель игристых качеств т отражает два основных фактора, практически полностью исчерпывающих оценку шампанского в этом отношении: кинетику процесса игры и общую ее продолжительность.
Табл. 31 и 32 представляют экспериментальные данные, полученные путем изучения методами автора игристых качеств шампанских и газированных вин и некоторых факторов, определяющих формирование и. сохранение этих качеств вина.
Размеры и линейные скорости движения пузырьков углекислого газа в массе вина изучались автором при помощи предложенного им метода фотографирования играющего шампанского в прозрачном сосуде и измерения размеров зафиксированных на снимке пузырьков путем обследования негатива под микроскопом, снабженным микрометром. При измерении линейных скоростей движения пузырьков в вине экспозиция при фотографировании выбиралась с таким расчетом, чтобы пузырек за это время успел пройти некоторый путь, который фиксировался на снимке в виде полосы. Путем измерения длины этой полосы рассчитывались в мм/сек линейные скорости движения пузырьков.
В результате исследования размеров пузырьков СО₂ и скорости их движения в различных шампанских и газированных винах и в некоторых искусственно составленных растворах установлено следующее:

1. Размер пузырьков СО₂, движущихся в вине в процессе игры шампанского, а также скорость их движения не зависят от состояния и баланса различных форм углекислоты в вине. Эти два показателя игристых качеств определяются исключительно свойствами жидкой среды, в которой происходит выделение газа, т. е. свойствами вина.
2. Размер пузырьков СО₂ и скорость их движения в играющем вине зависят от величины вязкости вина. Чем выше коэффициент внутреннего трения вина, тем мельче пузырьки газа и тем ниже скорость их движения.
3. Высококачественная игра шампанского должна характеризоваться выделением мелких, одинаковых по размерам пузырьков СО₂, равномерно пронизывающих всю массу играющего вина. Линейная скорость движения пузырьков должна быть малой. Оптимальные границы размера газовых пузырьков колеблются, по определениям автора, в пределах их диаметров от 0,4 до 0,6 мм, скорость движения для большинства шампанских вин — от 4,5 до 8 мм в секунду.
4. Размер пузырьков и скорость их движения не остаются постоянными в процессе прохождения пузырьков через слой играющего вина; они увеличиваются по мере их приближения к поверхности вина в связи с уменьшением при этом гидростатического давления на них.

 Вязкость вина имеет большое значение не только как фактор, определяющий размер и линейную скорость пузырьков СО₂ в шампанском, но и как фактор, тормозящий суммарное выделение газа и, следовательно, влияющий на ход и характер развития процесса игры в целом.
Вязкость вина в сильной степени зависит от температуры: с повышением температуры она сильно снижается, и тем быстрее, чем выше начальное значение вязкости. Изменение вязкости вина под влиянием температурного фактора подчиняется параболической зависимости и может быть выражено следующей, установленной автором, эмпирической формулой:

где — вязкость вина при t °С; η0 —вязкость вина при 0° С; у и z— эмпирические коэффициенты (константы вязкости), характерные для каждого вина*.
Данные исследования влияния на показатель вязкости различных составных частей вина приводим ниже.

Снижение вязкости у сухих вин не превосходит 4,5% от первоначальной ее величины. Несколько снижает вязкость вина растворение в нем углекислого газа, при этом — пропорционально количеству абсорбированного углекислого газа, а при полном насыщении им — пропорционально коэффициенту поглотительной способности данного вина к углекислому газу.
*Легко определяются эмпирически путем нахождения коэффициента внутреннего трения при 0° С и при двух иных температурах.