Штамм дрожжей как фактор формирования химического состава вина типа херес

Кишковская Светлана Альбертовна, д.т.н., профессор, гл.н.с. отдела микробиологии,
Загоруйко Валентина Ивановна, инженер отдела микробиологии;
Кербец Наталья Валентиновна, аспирант отдела микробиологии;
Ульянцев Станислав Олегович, инженер химик лабор. аналитических исследований,
Погорелов Дмитрий Юрьевич, н.с., отдел химии и биохимии.
«Национальный научно-исследовательский институт винограда и вина «Магарач»

ШТАММ ДРОЖЖЕЙ КАК ОДИН ИЗ ФАКТОРОВ НАПРАВЛЕННОГО ФОРМИРОВАНИЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ВИНА ТИПА ХЕРЕС

В статье приведены экспериментальные данные по влиянию штаммов хересных дрожжей на химический состав виноматериалов при их длительной биологической выдержке. Объектом исследований были 15 штаммов дрожжей вида Saccharomyces oviformis var cheresiensis (по систематике В.И.Кудрявцева,1954), депонированные в национальной коллекции микроорганизмов для виноделия ГБУ РК «Национальный научно-исследовательский институт винограда и вина «Магарач». Дана сравнительная оценка штаммов по их способности к синтезу альдегидов и ацеталей, влиянию на содержание в хересованном виноматериале ароматобразующих веществ и других компонентов. Установлено, что независимо от выбранного штамма в хересуемых виноматериалах происходило снижение концентрации уксусной кислоты, этилового спирта, остаточных сахаров, титруемых кислот и увеличение - альдегидов, ацеталей, ацетоина, бутиролактона, масляной и изомасляной кислот, транслиноолоксида, бензилового и β -фенилового спиртов. Роль штаммов по отношению к этим компонентам заключалась в различной глубине их трансформации. Полученные данные позволили оценивать штаммы хересных дрожжей как один из факторов, позволяющих целенаправленно регулировать химический состав вин типа херес.

Ключевые слова: штаммы; хересные дрожжи; химический состав; альдегиды; ацетали; пересованный виноматериал; ароматообразующие вещества.

Роль хересных дрожжей в производстве вин типа херес хорошо известна [1, 2]. В отличие от многих типов вина (например, столовые и крепленые) херес в промышленном масштабе без специальных штаммов дрожжей получить невозможно. Традиционно для этих целей используются дрожжи, относящиеся по систематике В.И.Кудрявцева [3] к виду Saccharomyces oviformis var cheresiensis. Наиболее широко в отечественном виноделии известны два штамма: Херес -20С и его клон Херес -20С/96. Вместе с тем в Национальной коллекции микроорганизмов для виноделия (НКМВ, НИВиВ «Магарач», г.Ялта) имеется в наличии достаточно большой перечень селекционных штаммов хересных дрожжей, которые могли бы быть успешно использованы при разработке новых технологий и марок хереса.

Учитывая сказанное, целью данной работы явилось изучение индивидуальных биохимических особенностей коллекционных штаммов хересных дрожжей, проявляющихся на стадии хересования виноматериалов пленочным способом. Подробное описание таких технолого-физиологических свойств коллекционных штаммов хересных дрожжей, как бродильная активность при сбраживании виноградного сусла, спиртообразующая способность, характер дрожжевого осадка, способность к автолизу, типичность и осветляемость виноматериалов представлено в предыдущих работах [4].
В настоящей работе также исследовали штаммы хересных дрожжей, депонированные в Национальной коллекции микроорганизмов для виноделия. О биохимических особенностях штаммов судили по их способности к синтезу прежде всего веществ, ответственных за формирование типичных свойств хереса - альдегидов и ацеталей, а также других ароматобразующих компонентов. Виноматериалы получали в условиях микровиноделия по одностадийной технологии, которая предусматривает внесение хересных дрожжей в виноградное сусло, брожение и последующее аэробное развитие хересных дрожжей на поверхности полученного виноматериала с его длительной выдержкой под хересной пленкой [4]. В опытах жидкую разводку дрожжей в количестве 2 % вносили с соблюдением правил стерильности в пастеризованное виноградное сусло смеси белых сортов винограда. Сброженное сусло подспиртовывали спиртом ректификатом до 16,5% об. и в дальнейшем фиксировали время образования пленки на поверхности виноматериала. Технолого-химический и микробиологический контроль осуществляли общепринятыми методами [5]. При определении ароматообразующего комплекса вин использовали газовый хроматограф Agilent 6890 с масс-селективным детектором 5973 (фирма «Agilent Technologies»), колонка HP-INNOWAX с внутренним диаметром 0,25 мм, длиной 30 м. В качестве внутреннего стандарта был взят пентанол. Определение массовой концентрации органических кислот (винной, яблочной, молочной, янтарной) осуществляли методом жидкостной хроматографии [6].
В таблице 1 представлены данные содержания суммы альдегидов и ацеталей в хересованных виноматериалах через три и шесть месяцев после окончания брожения.

Таблица 1
Сумма альдегидов и ацеталей в хересованных разными штаммами виноматериалах

Таблица 2
Содержание некоторых химических компонентов в хересованом виноматериале в зависимости от коллекционного штамма хересных дрожжей

Как следует из полученных данных (табл.1), исследуемые штаммы дрожжей сильно отличались по способности продуцировать вещества альдегидной природы. В образцах, в которых не было к трем месяцам сплошного зеркала хересной пленки на поверхности виноматериала, концентрация суммы альдегидов и ацеталей была низкой и у некоторых штаммов ( №№ 80,128) их количество заметно не увеличилась даже при дальнейшей выдержке. Незначительный прирост альдегидов и ацеталей был у штамма № 110 и заметный, на 250 мг/дм³ , у штаммов 328,518,138. У штамма 284 с максимальной концентрацией этих компонентов при трехмесячной выдержке в дальнейшем суммарная концентрация альдегидов и ацеталей уменьшилась почти на 1/3. Уменьшение, но менее заметно, произошло также у штамма 285. Особое внимание обращает на себя штамм 30, у которого за период от 3 до 6 месяцев этот показатель не менялся и оставался на достаточно высоком уровне - 800 мг/дм³.
Эти данные свидетельствуют о том, что у разных штаммов содержание альдегидов и ацеталей в виноматериалах может заметно отличаться к моменту их 3-6-месячной биологической выдержки. Используя тот или иной штамм можно регулировать скорость альдегидонакопления в виноматериалах и, соответственно, связанных с ним биохимических превращений.
Наряду с альдегидами и ацеталями в формировании типа вина херес принимают участие такие вещества как спирты, эфиры, органические кислоты и другие вещества, природа которых представлена как продуктами спиртового брожения виноградного сусла, так и продуктами трансформации компонентов виноматериала при его хересовании. Кроме того, некоторые компоненты представлены веществами виноградного сусла, которые не подвергались биохимическим превращениям, например, винная кислота. Поэтому обращаем внимание на то, что в табл. 2 приведены данные по суммарному содержанию в пленкованном разными штаммами виноматериале веществ без учета природы их образования и качественного состава.
Дополнительные сведения о качественном и количественном составе некоторых групп веществ представлены в табл. 3.
Известно, что синтез веществ альдегидной природы и ацеталей в виноматериалах и винах тесно связан с окислением этилового спирта [1]. Анализ полученных данных (табл. 2) позволил установить снижение содержания этанола во всех вариантах опытов, независимо от использованного штамма. Однако в случае более высокомолекулярных спиртов (изобутилового, бутилового, изоамилового, гексилового) такой тенденции не наблюдалось. В зависимости от штамма, происходило либо их уменьшение, либо увеличение, в сравнении с контролем. При этом массовая концентрация 3-этилтиопропанола не изменялась и оставалась на уровне содержания в исходном виноматериале. Представители ароматических спиртов - бензилового и β-фенилэтилового спирта, а также глицерина и этил-3-оксибутирата имели тенденцию к увеличению, в вариантах опыта, вне зависимости от использованного штамма хересных дрожжей.
В отличие от спиртов разброс в содержании эфиров среди штаммов был заметно меньшим. У большинства штаммов отмечали увеличение содержания суммы эфиров: этиллактата, бутиролактона, диэтилсукцината и диэтилтартрата. Незначительное снижение концентрации было отмечено для этилкапроната, этилкаприлата, диэтилмалата.
В результате биологической выдержки виноматериалов наблюдали почти у всех резкое (по уксусной кислоте - более, чем в 30 раз) снижение концентрации летучих кислот. Менее заметное снижение у всех штаммов наблюдали при определении суммы титруемых кислот (табл. 2, 3). Отмеченное некоторое увеличение концентрации изомасляной, янтарной, молочной не смогло изменить общую тенденцию титруемых кислот к снижению. Обращает на себя внимание дружное увеличение у всех штаммов при хересовании концентрации ацетоина и снижение концентрации остаточных сахаров. Содержание фенольных веществ в основном количестве штаммов оставалось без изменений и лишь у некоторых наблюдали их слабое снижение. Это свойство культур следует учитывать при выборе чистых культур дрожжей для хересования. Обобщая полученные данные следует, что при хересовании виноматериалов, не зависимо от выбранного штамма в хересуемых виноматериалах происходило снижение концентрации уксусной кислоты, этилового спирта, остаточных сахаров, титруемых кислот и увеличение - альдегидов, ацеталей , ацетоина, бутиролактона, масляной и изомасляной кислот, транслиноолоксида, бензилового и β-фенилового спиртов. Роль штаммов по отношению к этим компонентам заключалась в различной глубине их трансформации. Что касается остальных компонентов, то тенденция к увеличению или уменьшению их содержания в виноматериалах при биологической выдержке во многом зависела от выбранного штамма. Таким образом, в зависимости от используемого штамма, химический состав хересованных виноматериалов может заметно отличаться, что делает штаммы хересных дрожжей одним из факторов целенаправленного регулирования химического состава вин типа херес.

Таблица 3
Тенденция изменения содержания некоторых компонентов виноматериала после его хересования разными штаммами

Примечание: «↑» , «↓» ,«0» - означает соответственно увеличение, уменьшение, без изменения; «↓↓», «↑↑» - изменение у всех штаммов; «0↓» , «0↑» - слабое изменение и не у всех штаммов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Саенко Н.Ф., Козуб Г.И., Авербух Б.Я. Вино херес и технология его производства. - Кишинев: Картя Молдовеняска, 1975.
2. Бурьян Н.И., Тюрина Л.В. Микробиология виноделия. - М.: Пищевая промышленность, 1979. - С.134-141
3. Кудрявцев В.И. Систематика дрожжей / М.: Изд-во АН СССР, 1954. - 426 с.
4. Кербец Н.В. Характеристика штаммов хересных дрожжей для спиртового брожения и хересования полученного виноматериала пленочным методом в монокультуре// «Магарач». Виноградарство и виноделие. - 2014. - №3. - С.29-30.
5. Временная технологическая инструкция по производству вина типа херес /Сборник технологических инструкций, правил и нормативных материалов по винодельческой промышленности. - М: Пищевая промышленность, 1978. - С.36-40.
6. МУ. Методика выполнения измерений. РД 00334830.52-2007 г.Ялта, НИВиВ «Магарач», 2007 г.
7. Кишковская С.А., Танащук Т.Н., Иванова Е.В., Ананченкова Г.М., Кербец Н.В., Чос О.В. Динамика физиологического состояния дрожжей и бактерий в процессе хересования виноматериалов периодическим способом // «Магарач». Виноградарство и виноделие. - 2007. - №1. - С.24-26.