Ферментация сусла и мезги

Первой стадией технологического процесса переработки винограда является разрушение ягоды с помощью механического (дробилки), термического или иного воздействия на виноград.

Химический состав сока виноградной ягоды отличается от химического состава сусла тем, что в процессе переработки винограда в сусло переходят вещества из мякоти, кожицы, семян, а в некоторых случаях и из гребней; к суслу получает доступ кислород воздуха и происходят биохимические (ферментативные) изменения веществ сусла до начала брожения. Акад. А. И. Опарин [127] предложил эту стадию в виноделии называть стадией ферментации.

Известные в настоящее время ферментативные реакции в сусле можно подразделить на гидролитические и окислительно-восстановительные. Окислительные процессы происходят под действием полифенолоксидазы, пероксидазы, аскорбиноксидазы, оксидазы диоксималеиновой кислоты, флавопротеиновых оксидаз, дегидрогеназ органических кислот и других. Полифенолоксидаза, играющая первостепенную роль при окислении сусла, адсорбирована на твердых частях ягоды. Окисление полифенолов дубильных и красящих веществ свободным кислородом происходит в основном при соприкосновении сусла с мезгой. Замедление процессов окисления сусла достигается уменьшением аэрации, быстрым отделением от мезги, тщательным осветлением сусла, внесением антиоксидантов (SO₂), инактивацией полифенолоксидазы (нагревом выше 60°С или адсорбцией ее при обработке бентонитом) и т. д.

Полифенолы под действием полифенолоксидазы окисляются до хинонов. Имеющаяся в сусле аскорбиновая кислота восстанавливает хиноны вновь до полифенолов. После окисления всей аскорбиновой кислоты в сусле накапливается некоторое количество хинонов, которые могут окисляться дальше и давать продукты конденсации, имеющие буровато-коричневую окраску. При этом сусло буреет и при последующем сбраживании дает вино пониженного качества. Введение в сусло сернистого ангидрида может предотвратить этот процесс. Сернистый ангидрид необходимо вводить как можно раньше в сусло или мезгу. Раствор SO₂ может задаваться еще в виноград до дробления.

В первую очередь окислению подвергаются дубильные и красящие вещества, в результате этого окислительно-восстановительный потенциал среды, по данным С. В. Дурмишидзе [71], повышается с 283 до 388 мв через несколько часов пребывания мезги на воздухе.

В процессе настаивания на мезге дубильные вещества переходят в сусло. Обогащение сусла происходит до определенного периода - в течение 20 ч [75]. Дальнейшее настаивание ведет к уменьшению дубильных веществ вследствие их окисления, конденсации и выпадения в осадок, а также обратной адсорбции на мезге.

В свежеотжатом сусле через 70 ч после отделения от мезги (простоявшем без брожения) количество дубильных веществ снижается на 40% [71].

При раздавливании или разрушении клеток кожицы виноградной ягоды меняется направленность ферментативных процессов в ней. В целой ягоде процессы синтеза преобладают над процессами распада. С разрушением ягоды начинается усиление гидролизующего действия ферментов, которое достигает максимума через определенное время, синтезирующая способность при этом падает. В связи с такой декомпенсацией ферментного аппарата ягоды происходят значительные изменения в количестве и составе полифенолов, частичное расщепление дубильных веществ, усиленная деградация запасных и сложных плазменных белков с образованием водорастворимых протеинов, полипептидов и аминокислот, изменение количества пектиновых и других веществ. Следовательно, чем сильнее будет степень дробления ягод винограда, тем более полно будет идти ферментация мезги. Для виноделия по красному способу необходимо стремиться к сильному дроблению мезги. И, наоборот, если мы хотим получить неферментированное сусло, то необходимо ограничивать степень дробления мезги и время переработки. Идеальным в этом случае будет прессование винограда целыми гроздями.

Пектин виноградной ягоды под действием ферментов пектинэстеразы и полигалактуроназы расщепляется на легкорастворимую моногалактуроновую кислоту, метиловый спирт и другие продукты.

Наибольшее количество пектиновых веществ локализовано в кожице винограда. Под действием пектолитических ферментов они переходят в сусло и происходит их разрушение. В результате этого облегчается процесс прессования, увеличивается и ускоряется сокоотдача. Для прохождения процессов ферментации требуется определенное время. Обычно одно-, двухсуточный настой на мезге обеспечивает нормальное прохождение ферментации. Но это нарушает поточность производства. Для ускорения процессов ферментации можно добавлять гребни или мезгу, предварительно ферментированные [14], или вносить пектолитические ферментные препараты, полученные из различных Продуцентов. Пектолитические ферментные препараты в числе других ферментов содержат пектинэстеразу и полигалактуроназу, которые расщепляют пектин виноградного сусла на легкорастворимую моногалактуроновую кислоту и другие соединения.

Вязкость сока вследствие расщепления пектина уменьшается и улучшается фильтрационная способность.

По обширным литературным данным, общее увеличение выхода сусла в результате действия пектолитических ферментных препаратов составляет от 2 до 15%. По данным ВНИИВиВ "Магарач", общий выход сусла увеличивается в среднем на 2-3%, а количество сусла-самотека повышается на 10-15% вследствие уменьшения прессовых фракций [66].

Скорость фильтрации сусла при действии пектолитических ферментных препаратов на мезгу в течение 16-18 ч возрастает в 6-8 раз. При ферментации мезги увеличивается содержание в сусле эфирных масел, азотистых, дубильных и красящих веществ. Вина, полученные из мезги, обработанной пектолитическими препаратами, в молодом возрасте, как правило, выше по качеству, чем вина контрольные.

При выдержке такие вина созревают значительно быстрее, приобретая иногда палевые тона в окраске. Мускатный аромат снижается.

Таким образом, обработка мезги пектолитическими ферментными препаратами улучшает процесс отделения и осветления сусла. Но в дальнейшем приводит к усилению процессов окисления в молодом вине. Поэтому молодые виноматериалы должны подвергаться соответствующим обработкам, чтобы снять это последействие пектолитических ферментов.

Обработка виноградного сусла препаратом пектолитического фермента из плесени Aspergillus niger не оказывает существенного влияния на состояние дрожжей и ход брожения [110]. Более заметное влияние на энергию брожения оказывает степень осветленности сусла. Вследствие обработки ферментным препаратом сусло хорошо осветляется и брожение протекает более плавно, без сильного вспенивания, температура поднимается менее высоко, что особенно важно при сбраживании в крупных емкостях.