Яблочно-молочное брожение

Яблочно-молочное брожение есть процесс биологического кислотопонижения молодых вин, при котором определенная группа молочнокислых бактерий переводит яблочную кислоту в молочную: СООН - СН₂ - СНОН - СООН → СН₃ - СНОН - СООН + CO₂. На каждую молекулу яблочной кислоты образуется одна молекула молочной, но так как первая является двухосновной, а вторая - одноосновной, то в результате и происходит снижение титруемой кислотности вина. рН вин при яблочно-молочном брожении несколько увеличивается, так как молочная кислота менее диссоциирована, чем яблочная.

Яблочная кислота придает вину резкий вкус, обусловливая так называемую зеленую кислотность. С переходом яблочной кислоты в молочную снижается резкость во вкусе молодого вина - оно делается более мягким и гармоничным.

Вино, не прошедшее яблочно-молочного брожения, обычно применяемыми средствами (сульфитацией, оклейкой, фильтрацией) сделать стабильным трудно. И только стерильный розлив может обеспечить стабильность таких вин. Наличие яблочной кислоты в молодых винах является причиной возникновения при благоприятных условиях яблочно-молочного брожения и нарушения вследствие этого товарного вида вина. Некоторые исследователи считают [191, 264], что молодые столовые вина, особенно из северных винодельческих районов, не могут быть разлиты в бутылки до полного окончания яблочно-молочного брожения.

Успешное прохождение яблочно-молочного брожения считается необходимым для немецких рейнских вин, имеющих высокую кислотность, и французских красных бордоских вин. Шандерль [272] считает, что для немецкого виноделия яблочно-молочное брожение является не менее важным, чем алкогольное. По мнению Ж. Риберо-Гайона [266], без яблочно-молочного брожения не было бы прекрасных тонких вин Бордо.

Яблочно-молочное брожение характерно для большинства столовых вин, но так как выделение углекислоты при этом слабее, чем при алкогольном брожении, то яблочно-молочного брожения часто не замечают или смешивают этот процесс с дображиванием остаточного сахара.

Долгое время яблочно-молочное брожение не было открыто, а понижение кислотности молодых вин объясняли выпадением винного камня. Еще Пастер наблюдал явление кислотопонижения вин и наличие в них бактерий. В 1890 г. на конгрессе вина и винограда в Германии Мюллер-Тургау высказал предположение, что кислотопонижение вина вызывается бактериями. Кох [229], а за ним Сейферт [273] впервые выделили микроорганизм, который производит кислотопонижение, и назвали его Micrococcus malalacticus. Кох установил также, что мертвые дрожжи выделяют азотистые вещества, которые необходимы этим бактериям, и подтвердил наблюдение, сделанное ранее Мюллер-Тургау [245], о том, что вина из винограда, произрастающего на легких землях, теряют меньше кислотности, чем вина с тяжелых земель, богатые азотом. В наших опытах вина с различным содержанием азотистых веществ, полученным при разной температуре брожения, одинаково хорошо подвергались спонтанному яблочно-молочному брожению [21]. Вопрос яблочно-молочного брожения и микроорганизмов, его вызывающих, подробно разработали Мюллер-Тургау и Остервальде [246]. Основными факторами, регулирующими ход яблочно-молочного брожения, являются: температура, кислотность, содержание SO₂ и азотистых веществ.

Влияние температуры. Яблочно-молочное брожение может начинаться в винах, когда еще не закончилось алкогольное брожение и имеется в наличии сахар. При этом температура спиртового брожения ниже 25°С благоприятна для развития яблочно-молочного брожения. Однако если температура алкогольного брожения сусла ниже 15°С, яблочно-молочное брожение будет более продолжительным. Симон [275] и Г. Ф. Кондо [89] рекомендуют проводить яблочно-молочное брожение как можно быстрее - сразу после алкогольного. Температура 18-20°С является, по их мнению, наиболее выгодной для успешного хода биологического кислотопонижения. Ж. Риберо-Гайон [266] дает температурный оптимум в пределах 21-27°С. При температуре выше 33°С и ниже 17°С яблочно-молочное брожение замедляется. Оптимальной температурой яблочно-молочного брожения является 18-20°С. Однако при высокой концентрации бактерий в вине яблочно-молочное брожение может проходить и при 5-10°С [89].

В практике виноделия уменьшение кислотности вследствие сбраживания яблочной кислоты происходит как в период алкогольного брожения, так и несколько позднее - в последующие весенний и летний периоды и даже спустя один-два года. Если разрушение яблочной кислоты происходит при низкой температуре, то процесс этот протекает медленно и может длиться несколько недель и даже приостанавливаться и затем снова возобновляться, растягиваясь таким образом на несколько месяцев. Если температура высокая, то процесс разрушения совершается быстро и может закончиться в несколько дней; при этом заметно выделение газа и вино пенится.

Влияние сульфитации. Внесение даже небольшого количества сернистого ангидрида несколько замедляет разложение яблочной кислоты. Добавление 75 мг/л SO₂ замедляет яблочно-молочное брожение, но не может его остановить. По данным Форнашона [217], вина с содержанием общего SO₂ меньше 120 мг/л имели яблочно-молочное брожение в 61 опыте из 100, со 120-150 мг/л - в 38 опытах и с содержанием SO₂ свыше 150 мг/л - только в 21 опыте.

Если сульфитация произведена до алкогольного брожения, то большого влияния па яблочно-молочное брожение она не оказывает. Введение даже небольших доз SO₂ после брожения при переливках приостанавливает биологическое кислотопонижение вина.

Влияние кислотности (рН). Высокая кислотность вина замедляет яблочно-молочное брожение. В опытах с Bacterium gracile Люти [238] установил нижний предел развития этих бактерий в вине, а именно: рН 2,9. При рН 3,1-3,3 они развиваются очень медленно. Для успешного прохождения яблочно-молочного брожения Люти рекомендует применять химическое кислотопонижение до рН 3,3, но не выше 3,4, так как слишком большое повышение рН может вызвать различные микробиальные заболевания вина.

В опытах Г. Ф. Кондо [88] максимальная титруемая кислотность сусла, при которой развивались бактерии, составляла 13-14 г/л. Особенно энергично бактериальное кислотопонижение проходит в винах с низким содержанием кислот.

Так, например, в винах при рН 3,2-3,3 (титруемая кислотность 5-7 г/л) яблочно-молочное брожение проходит через 10-30 суток после спиртового брожения, а в винах при рН 2,7-2,9 (титруемая кислотность 10-12 г/л) - через 3-6 месяцев [89].

Форнашон [218] исследовал 317 австралийских вин и нашел, что при рН<3,21 всего 6% вин имели заметное яблочно-молочное брожение; при рН 3,21-3,4-22% вин; при рН 3,41-3,6-39%; при рН 3,61-3,8-71% и при рН>3,8-85% вин. Мишо [241] проводил кислотопонижение путем введения после спиртового брожения СаСО₃. Титруемая кислотность понижалась на 3 г/л и доходила до 5,8 г/л. При этом яблочно-молочное брожение быстро начиналось и полностью заканчивалось в течение трех недель.

Влияние содержания спирта. По данным Пейно [252], изменение содержания спирта в вине от 10 до 13,5% об. не оказывает никакого влияния на скорость яблочно-молочного брожения.

Бидан [195] показал, что содержание спирта до 5% об. не влияет на рост микроорганизмов, свыше 5% об. замедляет их рост, а при 15% об. размножение микроорганизмов прекращается. Форнашон [218] из 84 образцов крепленого вина яблочно-молочное брожение обнаружил только в трех.

Г. Ф. Кондо показала, что содержание спирта в вине от 10 до 13% об. не оказывает влияния на жизнедеятельность бактерий и яблочно-молочное брожение. Содержание от 13 до 16% об. замедляет размножение бактерий, а свыше 16% об. резко тормозит этот процесс.

Влияние кислорода. Шарпентье [207] указал на роль, которую играет кислород при яблочно-молочном брожении. Он констатировал, что присутствие воздуха не тормозит ход процесса, а содержание кислорода в небольших количествах даже благоприятно. Это положение объясняет положительный эффект, производимый переливками с аэрацией на процесс яблочно-молочного брожения. Рассматривая вопросы влияния аэрации вина, нужно учитывать действие SO₂, способного поглощать растворенный кислород. В вине аэрированном яблочно-молочное брожение начинается при более высоком содержании SO₂, чем в вине без доступа воздуха.

Бактерии яблочно-молочного брожения - факультативные анаэробы, они могут размножаться и проводить яблочно-молочное брожение в винах как без доступа воздуха (в бутылках, резервуарах), так и при его доступе (в бочках).

Влияние азотистых веществ вина. Следует также учитывать важность азотистого питания бактерий для начала и развития яблочно-молочного брожения. Бактерии - кислотопонижатели - живут в метаболизме с винными дрожжами, которые снабжают их азотистыми веществами. Поэтому вино после окончания спиртового брожения необходимо оставлять на дрожжах. Лучше всего эти дрожжи взмучивать. В процессе автолиза дрожжей, протекающем при этом, в вино выделяются азотистые вещества, в том числе аминный азот, нужный для жизнедеятельности бактерий [206].

Чтобы облегчить прохождение яблочно-молочного брожения, предлагается вносить в вино смесь витаминов: одну часть рибофлавина, две части пантотената кальция, две части тиамина и пять частей никотинамида с 79 частями чистого осажденного мела. Смесь вносится после окончания спиртового брожения во время первой переливки в дозах 80 г/гл, когда SO₂ в вине минимум, а дрожжи уже угнетены и не будут потреблять витамины. Витамины необходимы для роста бактерий яблочно-молочного брожения, а мел, снижая кислотность, облегчает км работу по биологическому кислотопонижению^*.

^* (Французский патент, 1255868, 30/I 1961 г.)

Добавление автолизатов дрожжей значительно облегчает начало и ускоряет процесс яблочно-молочного брожения.

Сбраживание лимонной кислоты. Одновременно с яблочной кислотой воздействию молочнокислых бактерий подвергается также лимонная кислота, которая содержится в молодых винах. Основное количество лимонной кислоты переходит в молодые вина из винограда и в меньшем количестве образуется при брожении [207]. Б старых винах, как правило, лимонная кислота отсутствует, за исключением вин, сохранявшихся при значительных дозах SO₂. Явление бактериального разложения лимонной кислоты известно уже давно. Определено, что из одной молекулы лимонной кислоты образуется очень небольшое количество молочной кислоты, от 1,25 до 1,5 молекулы уксусной кислоты и от 0,25 до 0,32 молекулы 2,3-бутиленгликоля и ацетилметилкарбинола. По мнению Ж. Риберо-Гайона и Пейно [262], лимонная кислота начинает сбраживаться только после окончания яблочно-молочного брожения, не полностью не сбраживается.

В виноделии до последнего времени считали, что яблочная кислота подвергается окислению исключительно молочнокислыми бактериями. Однако Родопуло [149] показал, что в действительности яблочная кислота частично подвергается окислению дрожжами в процессе алкогольного брожения и лишь в дальнейшем она окисляется при бочковой выдержке вина молочнокислыми бактериями.

Бактерии яблочно-молочного брожения. Микроорганизмы, разлагающие яблочную кислоту до молочной, представляют собой многочисленную группу, с трудом поддающуюся единой классификации.

Одни из этих бактерий действуют на яблочную кислоту и дают молочную без заметного увеличения летучих кислот. Это - бактерии яблочно-молочного брожения, бактерии-кислотопонижатели.

Другие действуют на сахар, глицерин и винную кислоту. Основной продукт их жизнедеятельности - летучие кислоты, которые портят вкус вина (приобретается привкус квашеной капусты). Это явление известно, как молочнокислое скисание, представляющее собой один из видов микробиального заболевания вина и ничего общего не имеющее с яблочно-молочным брожением - естественным и необходимым процессом для высококислотных и красных вин. По мнению З. Никовой [114], одни и те же молочнокислые бактерии в зависимости от рН вина действуют на разные компоненты вина. При низком рН (не превышающем 3) они разлагают яблочную кислоту, при среднем рН - сахар и глицерин и при высоком рН (в пределах 3,6) - винную кислоту.

В последнее время ряд исследователей предпринимают попытки вносить в вино чистую культуру бактерий яблочно-молочного брожения аналогично внесению дрожжевой разводки для возбуждения спиртового брожения. Вьяна Маркиш Гомес и другие [280] вносили разводку Bacterium gracile через 7 дней после окончания алкогольного брожения и тем ускоряли ход яблочно-молочного брожения.

Ж. Риберо-Гайон пришел к выводу, что внесение разводки чистой культуры бактерий не дает положительных результатов. Только смешивая молодые вина, которые должны подвергнуться яблочно-молочному брожению, с 25-50% вина, в котором оно уже завершилось, можно провести брожение в течение нескольких дней. Таким приемом можно в течение нескольких недель подвергнуть яблочно-молочному брожению значительное количество вина. Положительное действие подобных купажей заключается, очевидно, не только в том, что в смесь вносят большое количество бактерий, но также и в том, что в обрабатываемом вине понижается кислотность и содержание SO₂.

Институтом "Магарач" [158] отселекционированы наиболее кислотовыносливые штаммы бактерий яблочно-молочного брожения и рекомендованы для проведения биологического кислотопонижения в тех винах, где процесс снижения кислотности самопроизвольно идет медленно или совсем не идет из-за отсутствия в вине яблочно-молочных бактерий.

Приготовление разводки яблочно-молочных бактерий на производстве. Разводка бактерий для производства готовится на одной из питательных сред (свежем пастеризованном виноградном сусле, наполовину разбавленном водой, или на солодовом сусле плотностью 2° Блг с добавлением 2% глюкозы) в количестве 1-2 л на 100 л вина, т. е. 1-2% по отношению к вину. Хранящиеся на холоду бактерии прежде всего пересевают стерильными пипетками в 200-500-миллилитровые склянки со стерильной средой для освежения и размножения в термостате при 20-25°С. Микроскопический контроль размножения обязателен. После того как бактерии размножились, содержимое склянок переливают в баллоны емкостью 3-10 л с той же стерильной средой, смешанной с 30-35% вина, кислотность которого хотят снизить. Баллоны также держат при 20-25°С, контролируя размножение бактерий под микроскопом и ведя подсчет клеток их в счетной камере Горяева или Тома. Только после того как число бактерий в 1 мм³ разводки достигнет 10 тыс. и больше, она считается готовой и может быть добавлена в вино в количестве 1-2% к объему вина, подлежащего яблочно-молочному кислотопонижению, с таким расчетом, чтобы в каждом 1 мм³ вина было не меньше 100 клеток бактерий. Перед введением разводки бактерий в вино необходимо определить его титруемую кислотность и рН, а также сделать хроматографические определения яблочной кислоты. Через 5-7 дней после внесения бактериальной разводки в вино необходимо снова определить его титруемую кислотность и рН. Если титруемая кислотность снизилась, а рН повысился, это значит, что процесс расщепления яблочной кислоты начался.

В дальнейшем определение титруемой кислотности и рН следует повторять через 5-10 дней в зависимости от скорости процесса кислотопонижения. После снижения кислотности на ¹/₄ необходимо снова сделать хроматографирование вина, которое покажет, осталась ли еще в нем яблочная кислота или она вся расщеплена бактериями.

После окончания яблочно-молочного брожения некоторые виды яблочно-молочных бактерий, а именно - кокки, соединяющиеся попарно и по четыре, могут разлагать остаточный сахар в сухих винах, давая молочную кислоту. Этот болезнетворный процесс может проходить даже при очень малом содержании остаточных Сахаров (2-3 г/л), обычно не ощущаемых на вкус. Кокки начинают разрушать сахар только после того, как вся яблочная кислота переведена в молочную и процесс яблочно-молочного брожения закончился. Необходимо тщательно следить за ходом яблочно-молочного брожения с помощью хроматографии на бумаге органических кислот вина. И как только яблочная кислота исчезнет, надо подсульфитировать вино и поддерживать уровень свободной SO₂ в пределах 25-30 мг/л до розлива в бутылки [242].

Контроль за ходом яблочно-молочного брожения. За ходом яблочно-молочного брожения должен проводиться постоянный контроль. Перед розливом молодых ординарных вин необходимо убедиться в том, что яблочно-молочное брожение закончилось.

Ж. Риберо-Гайон [261] впервые применил метод бумажной хроматографии для контроля за ходом яблочно-молочного брожения. Этот метод оказался чрезвычайно удобным. Он очень прост, не требует сложного оборудования, позволяет одновременно анализировать до 10 образцов вина. Для качественного определения органических кислот метод разработан в деталях [24].

Из сказанного выше следует, что яблочно-молочное брожение является естественным нормальным процессом в вине, улучшающим качество столовых красных и высококислотных белых вин.

В столовых винах с высокой кислотностью успешное прохождение яблочно-молочного брожения делает их гармоничными, мягкими, полными, яснее проявляется сортовой аромат, а главное вина становятся стабильными против бактериальных помутнений.

Для успешного проведения яблочно-молочного брожения вслед за спиртовым брожением следует поддерживать оптимум температуры 18-25°С, рН>3 и SO₂<75 мг/л.

В винах с низкой кислотностью развившиеся бактерии вызывают появление устойчивой мути, снижение и без того низкой кислотности, появление неприятных привкусов, а нередко и полную порчу вина. В этих случаях необходимо принимать дополнительные меры для предупреждения яблочно-молочного брожения: поддерживать концентрацию SO₂ на достаточно высоком уровне (100-150 мг/л); создать температурный режим, неблагоприятный для развития бактерий яблочно-молочного брожения (ниже 15°С); как можно быстрее снимать молодой виноматериал с дрожжей; проводить стерильный розлив.