Мержаниан А. А. 'Ц, К38 Технология вина

Преимущества брожения в закрытых резервуарах состоят

ный шнек для выгрузки сбро- ^ ^r r r

женной мезги; 9 -нижний люк для брожения на мезге представлены

130

Брожение сусла на мезге для получения крепких винома­териалов проводят в бродильно-экстракционном оборудовании, например в винификаторе ВЭКД-5 для настаивания или подбраживания сусла на мезге. При броже­нии на мезге сусла прессовых фракций обеспечивают оптималь­ное отношение объема бродящего сусла к объему стекшей мезги, равное 6:7. При таком соотношении из твердых частей мезги извлекается достаточно большое количество фенольных веществ без снижения скорости экстракционных процессов.

Брожение контролируют для своевременного обнаружения отклонений от нормального его хода и принятия соответствую­щих мер для нормализации процесса.

Контроль брожения состоит в ежесуточном (2—3 раза в день) измерении температуры, определении содержания са­хара или спирта в бродящей среде и в наблюдении за состоя­нием дрожжей и микрофлоры в целом.

Результаты определений сахаристости и температуры на­носят на график, который составляют для каждого бродиль­ного резервуара или аппарата. На графике брожения показы­вают динамику изменения концентрации Сахаров и температуру бродящей среды. При нормальном ходе брожения (рис. 25, а) концентрация Сахаров непрерывно уменьшается вплоть до пол­ного их сбраживания, а температура понижается незначительно. При отклонениях от нормального хода брожени-я, когда процесс замедляется или нарушается (рис. 25,6), уменьшение концент­рации сахара приостанавливается и кривая сахаристости не до­ходит до оси абсцисс, а температура заметно понижается.

Наиболее частыми причинами отклонения от нормального хода спиртового брожения являются: низкая или слишком вы­сокая температура, очень высокая сахаристость исходного сусла, большое содержание диоксида серы, повышенное содер­жание летучих кислот вследствие развития нежелательной мик­рофлоры, малая активность дрожжей.

Признаками отклонения от нормального хода брожения яв­ляются: уменьшение или прекращение выделения ССЬ, стаби­лизация концентрации сахара в бродящей среде, понижение температуры. Если не принять меры, необходимые для восста­новления нормального брожения, могут образоваться недоб-роды.

Для восстановления нормального брожения улучшают тем­пературные условия и вносят дополнительно 2—3 % по объему

5* L ⁾³¹

Если причиной откло­нения от нормального хода брожения является развитие болезнетвор­ных микроорганизмов (например, уксуснокислых, маннитных и других бактерий), то применяют специальные меры лечения (см. главу 8).

Глава 4. ВЫДЕРЖКА ВИНОМАТЕРИАЛОВ

Выдержка виноматериалов и вин — ответственный техноло­гический процесс, в результате которого формируются вкус и букет, характерные для вина данного типа, выпадают в осадок нестойкие соединения и значительное количество микроорганиз­мов, вино осветляется и становится стабильным к помутнениям.

При выдержке в вине проходят различные физические и био­химические процессы, характер и интенсивность которых изме­няются на отдельных стадиях выдержки. На ход этих процес­сов воздействуют технологическими обработками.

ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ВЫДЕРЖКЕ ВИНОМАТЕРИАЛОВ

Основными физическими процессами являются осаждение взвешенных частиц, образующихся при переходе ряда веществ в нерастворимое состояние, и испарение летучих компонентов вина.

Процесс осаждения, основанный на гравитационном разде-!32

лении жидкой и твердой фаз, протекает при выдержке непре­рывно. В большинстве случаев осаждению предшествуют или сопутствуют физико-химические процессы, в результате кото­рых часть компонентов вина переходит в нерастворимое состоя­ние и образует взвеси. Когда частицы взвесей достигают опре­деленной величины, они постепенно оседают и вино осветля­ется. При длительной выдержке вина может быть достигнуто его хорошее естественное осветление в результате только гра­витационного разделения.

Вино представляет собой полидисперсную гетерогенную си­стему с различной степенью дисперсности содержащихся в ней частиц. Крупные частицы оседают быстро, скорость же оседа­ния мелких частиц той же плотности очень мала. Поэтому достаточно полное естественное осветление может быть достиг­нуто только после выдержки в течение нескольких лет с про­ведением переливок, т. е. повторных отделений вина от выпа­дающих осадков. Скорость осаладения частиц в вине во много раз увеличивается при оклейке, обработке сорбентами и фло-кулянтами.

Колебания температуры воздуха производственных помеще­ний или воспринимаемые внешние механические воздействия, например вибрации от работающего оборудования, вызывают конвективные токи, препятствующие осаждению, и задержи­вают осветление вина. Подъемная сила F, обусловливающая естественную конвекцию, т. е. свободное движение частиц жидкости при изменении температуры, выражается уравнением вида F = (р—pi)g, где р и pi—плотности жидкости в двух точ­ках при температурах соответственно t и U\ g — ускорение подъемной силы. Если объемный коэффициент температурного расширения вина у, то pi/p= (I +y^)/(1 +"Y^i) и поэтому F =

= p[l-(l+YO/(l+Y'i)te=[p/(l+Y'i)]('i-OY£-

Чтобы избежать нежелательного влияния конвекции, вы­держку вин и виноматериалов проводят в помещениях с посто­янной температурой, расположенных в тех местах производст­венных зданий, где нет оборудования, вызывающего динамиче­ские воздействия на перекрытия и стены.

При выдержке вин в деревянных емкостях идет обмен газов и паров между вином и окружающим воздухом через поры ду­бовой клепки и протекают различные физические процессы: диффузионно-осмотические, капиллярные и др. В результате этих процессов уменьшается количество виноматериала, пони­жается содержание в нем летучих компонентов и повышается концентрация экстрактивных веществ.

133

Испарение проходит через поры дубовой клепки со скоро­стью, которая характеризуется уравнением, основанным на за­коне Дальтона, и_и = К_и(Рм—рв)760/В, где и_и — скорость испаре­ния жидкости с единицы площади поверхности в единицу вре­мени; /Си — коэффициент испарения, зависящий от природы пара, скорости движения воздуха и величины зоны испарения; р_м— давление насыщенного пара в зоне испарения при темпе­ратуре испаряющейся жидкости; р_в —парциальное давление пара в воздухе; В — барометрическое давление. Коэффициент испарения Kn = a + bv_B, где а и b — константы; v_B — скорость движения воздуха. Следовательно, с увеличением v_B повыша­ются /Си и соответственно скорость испарения. Поэтому в поме­щениях выдержки виноматериалов исключают сквозняки и ог­раничивают воздухообмен.

При повышении температуры испарение увеличива­ется вследствие возрастания упругости паров летучих компонен­тов вина по логарифмическому закону р = аехр(Ь/Т), где а и b — константы; Т—абсолютная температура.

Скорость испарения при выдержке существенно зависит от поверхности испарения, которая является функцией не только геометрической площади поверхности деревянной емкости, но и величины всей зоны испарения. Зона испарения определяется толщиной слоя древесины, из которого происходит активное ис­парение, т. е. зависит от глубины проникновения вина в поры клепки, обусловленной структурно-анатомическим строением древесины.

В общем виде перемещение жидкости и паров в древесине под действием диффузионно-осмотических и капиллярных сил описывается уравнением Фика Q = —D_B(dWJdb), где Q — ко­личество влаги, проходящее через поперечное сечение древе­сины в единицу времени; D_B— коэффициент влагопроводности; W_K — влажность клепки; b — толщина клепки. Следовательно, скорость перемещения жидкости или пара прямо пропорцио­нальна градиенту влажности, который является движущей силой продвижения вина к наружным поверхностям клепки.

При высокой влажности древесины влага перемещается в виде жид­кости, а при малых значениях влажности — только в виде пара. С увели­чением разности парциальных давлений насыщенного пара в зоне испаре­ния вина и парциального давления пара в воздухе испарение уменьшается. Если эта разность близка к нулю, то наружная поверхность клепки увлаж­няется и влагоперемещение прекращается, что приводит к уменьшению по­терь вина. При высокой относительной влажности окружающего воздуха давление паров воды в поверхностном слое клепки может быть меньше давления паров в воздухе. В таком случае поверхность клепки увлажня­ется и влагоперемещение замедляется.

134

Как было показано выше, скорость испарения обратно про­порциональна барометрическому давлению. Поэтому в местах, расположенных высоко над уровнем моря, испарение будет проходить более интенсивно.

Испарение отдельных летучих компонентов вина пропорцио­нально разности их парциальных давлений Ар в поверх­ностном слое и воздухе. Однако при одном и том же значении Ар испарение различных веществ проходит не одинаково: чем больше плотность вещества, тем меньше диффузия его паров. Поэтому при выдержке высокоэкстрактивных десертных вин потери от испарения ниже, чем у вин малоэкстрактивных. Это обусловлено меньшим влагоперемещением и уменьшением дав­ления пара над раствором, которое по закону Рауля прямо пропорционально числу молекул растворенного вещества и не зависит от его химического состава: (p₀—p)/po = n/N, где ро — давление пара над раствором; р — давление пара над чистым растворителем при той же температуре; п — число молей раст­воренного вещества в единице объема растворителя; N — число молей растворителя в той же единице объема. Следовательно, при увеличении содержания экстрактивных веществ в вине пар­циальное давление паров спирта и воды понижается и скорость испарения уменьшается прямо пропорционально экстрактивно-сти. Наряду с этим в старых бочках и бутах, в которых дли­тельное время выдерживались вина или коньячные спирты, часть капилляров закупоривается экстрактивными веществами и испарение вследствие этого также уменьшается.

БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ВЫДЕРЖКЕ ВИНОМАТЕРИАЛОВ

Биохимическим процессам принадлежит определяющая роль в формировании качества и типичных свойств вина при вы­держке. Направление, ход и глубину прохождения биохимиче­ских процессов регулируют с таким расчетом, чтобы обеспечить максимальное развитие тех качеств, которые присущи вину дан­ного типа. Наибольшее значение имеют окислительно-восстано­вительные процессы, в результате которых развиваются букет и вкус вин.

Процессы абсорбции и хемосорбции кислорода в вине обычно протекают одновременно. От соотношения их скоростей зависит концентрация растворенного кислорода в каждый дан­ный момент времени.

135

Скорость хемосорбции в продуктах виноделия, находящихся в замкнутой системе, герметически изолированной от окружаю­щей среды, описывается кинетическим уравнением для необра­тимых реакций первого порядка в статических условиях. Кон­станта скорости этого процесса имеет достаточно устойчивые значения в пределах каждого типа вина.

Скорость хемосорбции кислорода возрастает с увеличением концентрации в вине растворенного кислорода. Эта зависи­мость выражена настолько явно, что, зная содержание раство­ренного кислорода в данном вине, можно с достаточной для технологических целей точностью определять скорость дальней­шей хемосорбции в нем кислорода.

Из физических факторов наиболее существенное значение имеет температура: с ее повышением скорость хемосорбции кислорода продуктами виноделия сильно возрастает. Для бе­лых столовых вин константа скорости хемосорбции кислорода составляет (в 10⁶ с"¹): при температуре О °С —0,08; 10 °С — 0,37; 20 °С — 0,90. В условиях низкой температуры она мала и в процессе обработки вина холодом постепенно умень­шается.

Биохимические процессы, протекающие в вине, сложны и многообразны. Современные представления о механизме и хи­мизме этих процессов изучаются в курсе «Химия вина».

В зависимости от типа получаемого вина, который опреде­ляется в основном степенью окисленности его компонентов, вы­держку виноматериалов ведут в разных условиях кислородного режима и температуры, а во время выдержки применяют раз­личные технологические обработки. Наибольшие принципиаль­ные отличия в режимах выдержки и технологических обработ­ках существуют между столовыми малоокисленными винами и сильноокисленными крепкими винами.

При выдержке столовых вин, для которых недопу­стимо наличие окисленных тонов во вкусе и букете, доступ кислорода воздуха к виноматериалу исключают или макси­мально ограничивают, при этом скорости его поступления в ви-номатериал и связывания в нем уравновешиваются.

Если доступ воздуха к виноматериалу при его обработках и выдержке надежно ограничивается и в течение года вино поглощает не более 3—5 мг/л кислорода, то, по данным А. К- Родопуло, при таких условиях винная кислота окисля­ется до диоксифумаровой и в вине устанавливается низкий ОВ-потенциал, а содержащиеся редуктоны восстанавливают окисленные вещества, что способствует возникновению вкуса

136

Красные столовые вина в процессе выдержки в меньшей степени оберегают от соприкосновения с воздухом, чем белые. Накопления уксусного и других альдегидов, обусловливающих грубость вкуса, в красных винах не происходит, так как альде­гиды связываются с антоцианами, и тонов окисленности не воз­никает. Окисление же танидов желательно, поскольку приводит к уменьшению терпкости и смягчению вкуса вина.

В процессе выдержки красных виноматериалов принимают меры для предупреждения потери вином окраски, потому что в результате окислительных реакций может произойти частич­ное осаждение красящих веществ.

При выдержке виноматериалов для крепких вин создают благоприятные условия для протекания окисли­тельных процессов. Выдержку этих виноматериалов ведут при более высокой температуре в аэробных условиях с дозированием в определенных количествах кислорода, применяют продолжи­тельную термическую обработку при температурах до 60—65 °С и т. п. При таких условиях окислительные процессы проходят наиболее интенсивно и глубоко.

Высокая концентрация спирта в крепких винах понижает активность ферментов, которые в процессе выдержки этих вин не играют существенной роли. Развитие окислительных процес­сов в данном случае обеспечивается в основном за счет ката­литического действия катионов железа и других тяжелых ме­таллов. Большое значение имеют окислительные превращения аминокислот, карбоннламинные реакции, а в анаэробных усло­виях— реакции этерификации. Аминокислоты подвергаются окислительному распаду, взаимодействуют с различными саха-рами, полифенолами, солями железа и др. В зависимости от сочетания в виноматериале различных аминокислот и других веществ, вступающих с ними во взаимодействие, возникают разнообразные соединения, обусловливающие специфику бу­кета и вкусового сложения крепких вин.

Альдегиды образуются преимущественно за счет окислитель­ного дезаминирования аминокислот. Вина, богатые азотистыми веществами, при доступе воздуха склонны к переокисленности: цвет их становится более темным, в букете и вкусе появляются специфические тона. По мнению В, И. Нилова, кислород взаи­модействует в первую очередь с аминокислотами, в результате чего образуются альдегиды и возникает аммиак. Альдегиды

137

придают вину тона мадеризации, а соли аммиака —разлажен­ность и грубость вкуса. Этот процесс проходит при участии не­органических катализаторов (Fe²⁺, Cu+, Mn²+) и интенсифици­руется с повышением температуры.

Все эти процессы с помощью различных технологических приемов регулируют: замедляют или ускоряют их ход, разви­вают в определенных направлениях в соответствии с теми ха­рактерными качествами, которые вино данного типа должно приобрести в результате выдержки и обработок.

ОПЕРАЦИИ, ОСУЩЕСТВЛЯЕМЫЕ ПРИ ВЫДЕРЖКЕ

Для выдержки виноматериалов применяют различные тех­нологические емкости: деревянные бочки и буты, металлические и железобетонные резервуары. В зависимости от материала, из которого изготовлены емкости, их величины, формы и степени герметизации обеспечиваются различные условия для прохож­дения в вине физико-химических и биохимических процессов, определяется продолжительность выдержки, необходимая для формирования типичных качеств данного вина, устанавлива­ются число, очередность и режимы обработок виноматериалов.

В процессе выдержки виноматериалов систематически про­водят их доливки и переливки.

Доливка вина имеет целью исключить возникновение над вином свободного пространства, заполненного воздухом, ко­торый может вызывать нежелательное излишнее окисление сто­лового вина и развитие аэробных микроорганизмов в верхних его слоях.

Необходимость доливок вызывается тем, что объем вина в процессе выдержки уменьшается; это явление называют усушкой. Величина усушки зависит от вместимости и мате­риала технологической емкости, а также от внешних физических факторов, прежде всего от температуры. Например, при вы­держке и хранении виноматериалов в подвальных и закрытых наземных помещениях подвального типа при средней темпера­туре 15°С потери от усушки за год составляют (в %): для бочек вместимостью до 120 дал 2, для бутов свыше 120 дал 1,5, для железобетонных емкостей 0,6 и для металлических резер­вуаров 0,4. При выдержке виноматериалов в деревянной таре 138

потери за счет усушки увеличиваются с повышением темпера­туры на каждые 5°С на 0,3—0,5% в зависимости от вмести­мости тары.

Помимо усушки на уменьшение объема вина влияет выделе­ние из молодого виноматериала избытка растворенного в нем диоксида углерода в течение первого месяца после окончания брожения.

Изменение температуры вина также влияет на его объем: при понижении температуры за счет сжатия вина в емкости может образоваться газовая камера, а при повышении темпе­ратуры вследствие расширения вина может произойти его вы­текание через неплотности. Величину термического расширения или сжатия вина можно вычислить по эмпирической формуле V_t=\+bt + ct², где V_t — объем, занимаемый 1 л вина при тем­пературе /; b и с—эмпирические коэффициенты, зависящие от содержания в вине спирта и общего экстракта.

Для предупреждения образования в технологических емко­стях воздушных камер, исключения доступа воздуха к вину и развития в нем микроорганизмов доливки столовых виномате­риалов должны проводиться систематически в определенные сроки. При установлении частоты доливок руководствуются следующим общим правилом: чем моложе виноматериал и чем меньше в нем содержится спирта, а также чем менее герме­тичны емкости и выше температура (больше усушка), тем чаще следует проводить доливки. Если температура не превышает 10—12 °С, доливку столовых виноматериалов достаточно про­водить один раз в неделю, при более высокой температуре — 2 раза.

Для доливки используют, как правило, тот же виноматериал, что и доливаемый, или более обработанный."Нельзя доливать выдержанные виноматериалы более молодыми, чтобы не на­рушать уже установившегося в них физико-химического равно­весия и не обогащать нежелательной микрофлорой. Вопрос о возможности доливки виноматериалом другого сорта, ней­трального по вкусу и аромату, решает винодел исходя из кон­кретных технологических условий. Виноматериал, используемый для доливки, во всех случаях должен быть вполне здоровым, удовлетворять технологическим требованиям и соответствовать установленным для него кондициям. Такие виноматериалы пред­варительно подвергают химическому и микробиологическому анализам и дегустационной оценке.

На современных крупных винзаводах, оборудованных техно­логическими емкостями большой вместимости, доливку про­водят с помощью насосов или автоматически (за счет гидро­статического давления) по специальной системе винопроводов, соединяющих каждую емкость с напорным резервуаром (ком­пенсационным бачком). В бачке поддерживают постоянный уровень виноматериала и обеспечивают условия, неблагоприят-

139

ные для развития микроорганизмов и попадания их в вино из воздуха.

В очень крупных резервуарах доливки не делают. Для пре­дохранения виноматериала от окисления кислородом воздуха и исключения развития нежелательных микроорганизмов на по­верхность вина в больших емкостях наносят защитные слои специальных герметизирующих составов — герметиков.

Герметики представляют собой высоковязкие, полностью нейтральные к вину жидкости, обладающие низкой поглотительной способностью к кис­лороду и содержащие в своем составе антисептики, которые препятствуют развитию микроорганизмов. Герметики имеют меньшую плотность, чем вино, не растворяются в нем и образуют на поверхности вина сплошную защит­ную пленку.