В.А. Щербина, аспирант отдела химии и биохимии вина,
В.Г. Гержикова, д.т.н., проф., начальник отдела химии и биохимии вина,
Н.В. Гниломедова, к.т.н, н.с., отдела химии и биохимии вина,
Национальный институт винограда и вина «Магарач»,
Э.Я. Мартыненко, д.т.н., проф.
Ялтинский университет менеджмента
КРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ КАЛЬЦИЕВЫЕ ПОМУТНЕНИЯ БЕЛЫХ СТОЛОВЫХ ВИНОМАТЕРИАЛОВ
Исследовано влияние содержания ионов металлов на формирование в виноматериалах кристаллических кальциевых помутнений. Установлены диапазоны массовой концентрации ионов натрия и магния в виноматериалах, при которых проявляется их стабилизирующее действие.
Hie influence of metal ions on the formation of crystall calcium clouds in wine materials was studied. The ranges of sodium and magnesium ion levels in wine materials over which their stabilizing effects take place were established.
Ключевые слова: стабильность, ионы натрия и магния, тартрат кальция, температура насыщения.
Одной из важнейших проблем винодельческого производства является обеспечение длительной стабильности вин к различным видам помутнений, возникающих при их хранении и реализации. При этом помутнения вин могут вызываться как органическими, так и неорганическими соединениями.
Важным аспектом в решении поставленной задачи является недостаточное количество исследований о роли металлов в кристаллической устойчивости вина. Отсутствуют на практике и надежные методы прогнозирования склонности виноматериалов к кристаллическим кальциевым помутнениям, поскольку общим их недостатком является длительность, субъективность, а также малоинформативность в отношении отдельных компонентов вина, ответственных за помутнения [1, 2].
Причиной появления кристаллических помутнений в винах является протекание различных процессов, приводящих к изменению состояния химического равновесия. Вина, содержащие значительное количество калия, кальция, винной, яблочной кислот, способны при определенных внешних условиях образовывать нерастворимые осадки [3-5].
Целью настоящей работы являлось изучение влияния показателей химического состава и физико-химических свойств виноматериалов на формирование кальциевых помутнений.
Исследования проводили на виноматериалах, выработанных из винограда белых сортов в сезоны виноделия 2008 - 2009 гг., которые прошли технологические операции оклейки и фильтрации. Обработанные виноматериалы были заложены на контрольное хранение. Из 40 образцов 19 были стабильными (I группа), а в 21 образце выпал кристаллический осадок, состоящий из тартрата кальция (II группа). После дестабилизации образцы были проанализированы по физико-химическим показателям: массовые концентрации ионов калия, кальция, натрия, магния, винной, яблочной, лимонной кислот; температура насыщения виноматериалов тартратом кальция.
В ходе исследований использовали общепринятые и модифицированные в отделе химии и биохимии вина НИВиВ «Магарач» физико-химические методы анализа [6].
Содержание органических кислот в виноматериалах определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии; катионов - атомно-абсорбционной спектрофотометрии [7].
Как следует из полученных данных, значения таких показателей, как объемная доля этилового спирта, водородный показатель (pH), массовая концентрация лимонной кислоты в исследуемых образцах существенно не отличались.
Детальное изучение профиля органических кислот исследуемых виноматериалов показало, что массовая концентрация яблочной кислоты пропорциональна содержанию титруемых кислот, а массовая концентрация винной кислоты в образцах существенно не отличается (рис.1)
Рис. 1. Диапазоны массовой концентрации органических кислот I и II групп виноматериалов, г/дм3
Массовая концентрация кислот: 1, 2 - титруемых; 3, 4 - винной; 5, 6 - яблочной. 1, 3, 5 - I группа; 2, 4, 6 - II группа.
Изучение влияния катионного состава виноматериалов на формирование кристаллических кальциевых помутнений позволило установить следующее.
В I группе образцов средние значения массовой концентрации ионов составляли: калия и кальция 500 и 58 мг/дм3, натрия и магния 108 и 98 мг/дм3 соответственно.
Во II группе образцов средние значения массовой концентрации ионов составляли: калия и кальция - 500 и 25 мг/дм3, натрия и магния - 72 и 78 мг/дм3 соответственно (рис. 2).
Следует отметить, что массовая концентрация ионов натрия и магния значительно выше в виноматериалах I группы, чем в образцах II группы, что свидетельствует о способности натрия и магния препятствовать образованию нерастворимых виннокислых солей.
В результате математической обработки для образцов I группы была установлена прямая зависимость между массовой концентрацией ионов магния и величиной pH, для образцов II группы - между массовой концентрацией ионов кальция и величиной pH. В первом случае коэффициент линейной корреляции составил 0,68, во втором 0,70 (рис. 3).
Рис. 2 Диапазоны катионного состава образцов I и II групп, мг/дм3 Массовая концентрация ионов: 1, 2 - калия; 3, 4 - кальция; 5, 6 - натрия; 7,8 - магния. 1, 3, 5, 7 - I группа; 2, 4, 6, 8 - II группа.
В настоящее время распространенным способом прогнозирования склонности виноматериалов к кристаллическим помутнениям является кондуктометрический тест. Считается, что виноматериалы и вина, температура насыщения тартратом кальция которых меньше 20°С, по прогнозу будут стабильными [7].
Рис. 3. Зависимость величины pH от массовой концентрации ионов: а) магния в образцах I группы, б) кальция в образцах II группы
Рис. 4. Влияние массовой концентрации ионов натрия (а) и магния (б) на температуру насыщения виноматериалов: о - I-я группа; • - II-я группа.
Исследование влияния концентрации ионов натрия и магния на температуру насыщения виноматериалов тартратом кальция показало, что в большинстве образцов II группы наблюдалась более низкая массовая концентрация катионов натрия и магния, которая составила 50-90 и 60-80 мг/дм3 соответственно. Для образцов I группы диапазоны массовых концентраций натрия и магния составили 90- 120 и 100-120 мг/дм3 соответственно (рис. 4).
Из данных, представленных на рис. 4 (а, б), следует, что высокое содержание ионов натрия и магния оказывает стабилизирующее действие на виноматериалы, что позволяет обеспечить их стабильность при температуре насыщения тартратом кальция, превышающей 20°С.
Таким образом, по материалам работы можно сделать следующие выводы:
- установлена, математически описана зависимость между массовой концентрацией ионов магния, кальция и величиной pH;
- изучено влияние массовой концентрации ионов натрия и магния на формирование кристаллических кальциевых помутнений; установлены диапазоны массовой концентрации ионов натрия 90-120 мг/дм3, магния 100-120 мг/дм3, при которых проявляется стабилизирующее действие ионов.
