Сравнительная характеристика мадерных виноматериалов с различным содержанием сахаров

Гниломедова Нонна Владимировна, к.т.н., с.н.с. отдела химии и биохимии,
Государственное бюджетное учреждение Республики Крым "Национальный научно-исследовательский институт винограда и вина «Магарач»,
Кушхова Рамета Беталовна, начальник цеха производства мадеры,
Аникина Надежда Станиславовна, к.т.н., с.н.с., нач. отдела химии и биохимии,
Гержикова Виктория Григорьевна, д.т.н., профессор, гл.н.с., отдела химии и биохимии;
Михеева Лилия Анатольевна, м.н.с. отдела химии и биохимии;
Рябинина Ольга Викторовна, ведущий химик, отдела химии и биохимии
«Национальный научно-исследовательский институт винограда и вина «Магарач»

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МАДЕРНЫХ ВИНОМАТЕРИАЛОВ С РАЗЛИЧНЫМ СОДЕРЖАНИЕМ САХАРОВ

Исследованы органолептические и физико-химические показатели мадерных виноматериалов с содержанием сахаров 10-160 г/л. Установлено, что в зависимости от содержания сахаров в мадерных виноматериалах изменяется глубина протекания ОВ-процессов, что подтверждается физико-химическими показателями, формирующими (ответственными за) органолептические характеристики. С увеличением содержания сахаров меняется сенсорное направление букета от «орехового» → «бисквитно-орехового» до «сухофруктово-медового» с обязательным наличием коньячных тонов; цветовые характеристики виноматериалов зависят от массовой концентрации фенольных веществ и их полимерных форм; органолептические особенности виноматериалов обусловлены снижением способности фенольных веществ к окислению, повышением массовой концентрации фурановых производных. Установленные закономерности могут быть положены в основу разработки новых уникальных марок ликерных вин Крыма.

Ключевые слова: срок выдержки; органолептическая характеристика; общие и полимерные фенольные вещества; показатель желтизны; фурановые производные.

Климатические условия Крымского полуострова, особенно Южного берега, позволяют получать ликерные вина высокого качества, в частности вина типа мадера, для которых необходим контроль процесса созревания виноматериалов в течение всего технологического цикла.
Достижение типичности мадерных виноматериалов обеспечивается мадеризацией и представляет собой процесс созревания виноматериалов в результате тепловой обработки и выдержки, состоящий из совокупности реакций окисления и трансформации компонентов винограда и древесины дуба. Современные представления о формировании качества ликерных виноградных вин основаны на преобразовании в технологическом процессе компонентов углеводно-кислотного, фенольного, азотистого комплекса винограда и виноматериалов, что находит свое отражение в изменении физико-химических и органолептических характеристик (цвет, букет, вкус) винопродукции.
С точки зрения формирования органолептических показателей наиболее существенное влияние на вкусовые и цветовые показатели ликерных вин оказывают количественное содержание и качественный состав фенольных веществ. Цвет ликерных вин обусловлен содержанием полимерных форм фенольных компонентов. Количественным выражением цвета вина является показатель желтизны, характеризующий интенсивность желто-коричневых оттенков [1]. Типичные тона букета, характерные для вин типа мадера, обусловлены сложными карбониламинными реакциями, в результате которых накапливаются гетероциклические соединения фуранового ряда, придающие вину плодовые, карамельные и орехово-миндальные оттенки: фурфурол, оксиметилфурфурол, метилфурфурол, сотолон и др. [2-4]. В сложении букета вин типа мадера также принимают участие вещества, поступившие из древесины дубовой бочки [5].
Однако на данный момент не исследовано влияние массовой концентрации сахаров на процессы мадеризации, что не позволяет в полной мере реализовать потенциал виноградников Южного берега Крыма для создания новых уникальных марок ликерных вин с различным направлением органолептического профиля.

Целью данной работы являлось изучение влияния различного содержания сахаров на формирование органолептических и физико-химических показателей мадерных виноматериалов в процессе их выдержки.

Материалами исследований являлись мадерные виноматериалы разных сроков выдержки из винограда белых технических сортов (Серсиаль, Альбильо, Вердельо, Шабаш), выработанные в условиях производства (ФГУП ПАО «Массандра»). Массовая концентрация сахаров в исследуемых виноматериалах составляла 10 г/л (сухие), 30-40 г/л и 160 г/л (десертные). Выдержка виноматериалов осуществлялась в дубовых бочках на открытых солнечных площадках в течение 3-5 лет, после чего виноматериалы хранились в условиях винподвала.
Дегустационную оценку виноматериалов осуществляли общепринятыми методами. В исследуемых образцах определяли физико-химические показатели, ответственные за формирование цвета, букета и вкуса мадерных виноматериалов: массовая концентрация фурановых производных, фенольных веществ и их полимерных форм, показатель желтизны [6, 7]. Для изучения особенностей ароматического профиля виноматериалов применяли метод оценки ароматических дескрипторов, характерных для мадер, гамма которых составлена на основе многолетних производственных дегустаций ФГУП ПАО «Массандра». Интенсивность отдельных тонов оценивали по шкале в баллах: 0 - отсутствует; 1 - едва заметен; 2 - выражен слабо; 3 - ясно выражен; 4 - интенсивный. Затем рассчитывали долю каждого дескриптора в общем сложении букета.
Для исследования окислительных процессов в мадерных виноматериалах мониторинг проводился один раз в год на протяжении семи лет. В качестве точек для обработки данных были выбраны 3 стадии созревания виноматериалов: молодой виноматериал первого года выдержки в бочке; марочный виноматериал, согласно технологическим инструкциям на каждую марку; марочный виноматериал семилетний (на рисунках обозначения соответственно I, II, III).
Созревание мадерных виноматериалов в процессе их выдержки в дубовых бочках на открытых площадках сопровождается трансформацией фенольных компонентов, при этом идут разнонаправленные процессы: с одной стороны - снижение концентрации фенольных веществ виноградного происхождения за счет их окисления, полимеризации и конденсации, что приводит к потере растворимости, и с другой - увеличение содержания фенольных компонентов за счет их экстракции из древесины дуба в процессе длительной выдержки виноматериалов. Совокупный эффект этих процессов представлен на рисунке 1а и 1б.
Анализ динамики фенольных веществ и их полимерных форм показывает, что скорость снижения массовой концентрации этих веществ в течение выдержки неодинакова в образцах с разным содержанием сахаров. В марочных сухих мадерных виноматериалах в течение срока выдержки, определенного технологическими инструкциями, происходит снижение фенольных веществ на 44 %; для мадерных виноматериалов с содержанием сахаров 30-40 г/л этот показатель в среднем составляет 23 %; для десертных виноматериалов изменение содержания фенольных веществ не существенно. 

Рис. 1. Динамика массовой концентрации фенольных веществ (а) и доли их полимерных форм (б) в мадерных виноматериалах (I, II, III - см. в методической части)

При увеличении срока выдержки до семи лет тенденции сохраняются: для сухих виноматериалов снижение этого показателя максимально и составляет 74 % от исходного уровня; для виноматериалов с уровнем сахаров 30-40 г/л - в среднем 43 %; для десертных виноматериалов - 18 %.
Динамика массовой концентрации полимерных форм фенольных веществ имеет аналогичный характер. На начальном этапе наибольшее их содержание отмечено в виноматериалах с содержанием сахаров 10 г/л - 74 %, далее следуют виноматериалы с содержанием сахаров 30-40 г/л - 70 % и 160 г/л - 56 %. Максимальная убыль полимерных форм наблюдается в сухом виноматериале, их доля в общем содержании фенольных веществ составляет во второй и третьей точках мониторинга 50 и 23 % соответственно. В виноматериалах с содержанием сахаров 30-40 г/л этот показатель составляет 68 и 65 %; в виноматериалах с массовой концентрацией сахаров 160 г/л - 50 и 46 %, т.е. доля полимерных форм остается на одном уровне.
Показано, что в процессе выдержки цветовые характеристики виноматериалов изменяются, что обусловлено снижением массовой концентрации полимерных форм фенольных веществ и подтверждается изменениями значений показателя желтизны. Так, при высоком содержании полимерных форм (600 мг/л и более) соответствует значение показателя желтизны не менее 80 у.е., 300600 мг/л - 50-80 у.е., при понижении содержания полимерных форм фенольных веществ показатель желтизны также снижается и не превышает 46 у.е. При визуальной оценке виноматериалов цвет характеризуется как «темно- янтарный» - «янтарный» - «золотистый» соответственно. Высокий коэффициент корреляции между содержанием полимерных форм фенольных веществ и показателем желтизны (r = 0,85, при р = 0,95) подтверждает данные, представленные в литературе [1]. Данная связь объясняет наибольшее снижение в процессе выдержки показателя желтизны в сухих виноматериалах - Δ 39 у.е. и наименьшее - Δ 20 у.е. - в десертных, промежуточное положение занимают виноматериалы с содержанием сахаров 30-40 г/л - Δ 29 у.е. (рис. 2).

Рис. 2. Динамика показателя желтизны в мадерных виноматериалах

Установленные факты необходимо учитывать при регулировании содержания фенольных веществ в виноматериалах при их производстве и выдержке в бочках -  наиболее стабильная окраска виноматериалов свойственна высокосахаристым винам, наименее стабильная - винам с пониженным содержанием сахаров, что связано с активностью протекания окислительных процессов.
Полученные результаты свидетельствуют о замедлении седиментации фенольных веществ с повышением содержания сахаров в среде. Это можно объяснить тем, что в среде высокосахаристых вин ввиду ее повышенной плотности диффузия кислорода замедлена, взаимодействие между молекулами фенольных веществ затруднено, седиментации их полимерных форм препятствует высокая вязкость среды [8]. Поэтому в виноматериале с наименьшим содержанием сахаров максимально реализован потенциал к окислению - снижена массовая концентрация фенольных веществ, доля полимерных форм минимальна. При содержании в виноматериале 30-40 г/л сахаров фенольные компоненты находятся в полимеризованном состоянии, их доля более постоянна. 

Рис. 3. Массовая концентрация фурановых производных в мадерных виноматериалах

Установленные закономерности изменения содержания фурановых производных позволяют управлять сенсорными особенностями виноматериалов и, в дальнейшем, получать вина с новым направлением букета, путем регулирования содержания сахаров в виноматериалах и сроков выдержки, что расширяет ассортимент винопродукции.
Различная интенсивность окислительной трансформации компонентов виноматериалов в процессе выдержки обусловила отличающиеся органолептические характеристики вин (таблица). Дегустационная оценка представленных образцов составляла не менее 9,3 балла, что свидетельствует об их высоком качестве. Следует отметить, что на ранней стадии созревания ароматические характеристики молодых виноматериалов варьируют незначительно, имеют выраженное плодовое направление с тонами трюфелей и цветущего винограда. С возрастом букет виноматериалов становится более богатым и разнообразным, сохраняя типичные для каждой марки особенности.  Сложная композиция букета гармонично продолжается во вкусе, обеспечивая длительное послевкусие. Дегустационной комиссией отмечен наибольший потенциал для дальнейшей выдержки виноматериалов на марки «Мадера Массандра» и «Мадера Крымская», что подтверждается стабильным комплексом фенольных веществ.
Виноматериал с самым высоким содержанием сахаров при том же сроке выдержки отмечен наименьшим снижением массовой концентрации фенольных веществ.
Одним из важнейших показателей, характеризующих букет мадерных виноматериалов, является массовая концентрация фурановых производных. Исследования показали, что на начальной стадии развития мадерных тонов содержание этих компонентов достаточно близко - 3,1-6,4 мг/л (рис. 3). В процессе выдержки их массовая концентрация возрастает, при этом прирост зависит как от содержания сахаров, так и от срока выдержки. В марочных виноматериалах содержание фурановых производных составляет 10,9, 15,1 и 23,7 мг/л для виноматериалов с содержанием сахаров 10, 30-40 и 160 г/л соответственно. Через семь лет выдержки в сухом виноматериале массовая концентрация фурановых веществ на 37 % меньше, а в десертном - в три раза больше, чем в виноматериалах с содержанием сахаров 30-40 г/л. Экспериментальные данные согласуются с результатами, полученными при изучении виноматериалов для производства портвейнов [9].

Таблица
Органолептическая характеристика вин типа мадера с разным содержанием сахаров

Наиболее ярко проявляются особенности исследуемых вин в букете, что подтверждается их индивидуальными «ароматическими портретами», составленными по дескрипторам, свойственным мадерам (рис. 4). Из представленных данных следует, что для сухого виноматериала характерно богатство ореховых тонов (грецкий и кедровый орех, фундук, миндаль), их вклад в общее сложение аромата составляет более 80 %. При возрастании содержания сахаров общее ароматическое направление характеризуется как «бисквитно-ореховое» и отличается нюансами оттенков букета. Десертные виноматериалы выделяются наличием «сладких» оттенков: плодовых (айва, груша), сухофруктовых, вощинно-медовых (более 50 %). Независимо от марки вина сохраняется присущая винам этого типа ореховая гамма с коньячными тонами.
Проведенные исследования показали, что различное содержание сахаров в винах типа мадера обусловливает разную глубину протекания ОВ-процессов, что подтверждается физико-химическими показателями, формирующими органолептические характеристики.
Пониженное содержание сахаров (5-10 г/л) определяет золотистый цвет виноматериалов, выраженную ореховую гамму оттенков в букете и вкусе, что связано с минимальным накоплением фурановых производных и незначительным содержанием фенольных веществ за счет их активного окисления и выпадения их в осадок.
Содержание сахаров 30-40 г/л в виноматериалах приводит к формированию янтарного цвета, наличию бисквитно-ореховых тонов в букете, наибольшим содержанием фенольных веществ и их полимерных форм, определяющих большой потенциал вин к длительной выдержке.
Содержание в виноматериале 160 г/л сахаров обеспечивает золотисто-янтарный цвет, ярко выраженное плодово-медовое направление букета, за счёт высокого содержания веществ фуранового ряда, низкой активности окислительных процессов, определяющей стабильность фенольного комплекса.
Установленные закономерности трансформации компонентов виноматериалов могут быть положены в основу разработки новых уникальных марок ликерных вин Крыма, отличающихся различным содержанием сахаров и направлением органолептического профиля.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Остроухова Е.В. Создание методологии управления качеством виноградных вин с использованием ферментативного катализа: дисс. докт. техн. наук: 05.18.05 / Елена Викторовна Остроухова. - Ялта, 2013. - 285 с.
2. 0-гетероциклические соединения в аромате винодельческой продукции / А.Ф. Писарницкий // Виноделие и виноградарство. - 2002. - № 3. - С.22-23.
3. V. Pereira. Evolution of 5-hydroxymethylfurfural (HMF) and furfural (F) in fortified winessubmitted to overheating conditions / V. Pereira, F.M. Albuquerque, A.C. Ferreira, J. Cacho, J.C. Marques // Food Research International. - 2011. - 44. - P. 71-76.
4. Impact of forced-aging process on madeira wine flavor / H.O. Silva, P. Guedes de Pinho, B.P. Machado [et al.] // J. Agricultural and food chemistry. - 2008. - 56. - P. 11989-11996.
5. Использование особенностей термодеструкции лигнина древесины дуба и клена в виноделии / О.Н. Урсул, К.А. Алексанян, С.В. Ризевский, В.П. Курченко // Труды БГУ. - 2012. - Т. 7 (ч. 1). - С. 215-220.
6. Методы технохимического контроля в виноделии. [Под ред. В.Г. Гержиковой]. - Симферополь: Таврида, 2009. - (Серия науч.-техн. лит. по виноделию). - 304 с.
7. Сборник международных методов анализа и оценки вин и сусел / [Пер. с франц. и общ. ред. Н.А. Мехузла]. - М.: Пищевая промышленность, 1993. - 320 с.
8. Ю.Г. Фролов. Курс коллоидной химии (Поверхностные явления и дисперсные системы): учебник для вузов. - Москва: Химия. - 1982. - 400 с.
9. Содержание фурановых производных как критерий оценки качества белых вин типа портвейн /Гниломедова Н.В., Гержикова В.Г., Агафонова Н.М., Михеева Л.А., Тарчинская Л.Г. // «Магарач». Виноградарство и виноделие. - 2012. - № 2. - С. 28-30.