7.2. Роль дрожжей при производстве игристых вин

В производстве игристых вин роль дрожжевых клеток особенно велика, так как проводится два вида брожения как минимум на двух разных штаммах дрожжей; зачастую в брожении участвуют не один, а комплекс штаммов, кроме того, виноматериалы, и особенно шампанизируемое вино, выдерживают на дрожжах. Наряду с этим дрожжевые клетки применяются при подготовке виноматериалов для ассимиляции кислорода, при обработке холодом и теплом.

Штаммы дрожжей, используемые в производстве, образуют продукты, сильно различающиеся по качественному и количественному составу.

Концентрации индивидуальных веществ, образующихся при брожении на отдельных расах, различаются иногда в несколько десятков раз. Так, дикие дрожжи продуцируют больше эфиров и меньше высших спиртов и жирных кислот, чем винные дрожжи [5]. Большой интерес представляет явление различного соотношения н-пропанола, изобутанола и изоамилола в соках, сброженных отдельными штаммами. Для дрожжей ФШ-2, Агавнатун и Штейнберг-92 количества синтезированных н-пропанола и изобутанола примерно одинаковы, большинство же дрожжей в этот период дают более высокую концентрацию н-пропанола, a S. ludwigii - изобутанола. Указанная закономерность, вероятно, обусловлена различной активностью ферментных систем клетки и может быть использована как биохимический тест для характеристики отдельных таксономических групп дрожжей.

В соке с 4% об. спирта различные расы незначительно различаются по образованию ацетальдегида, метилацетата, этилпеларгоната, этилкаприната, но сильно - по синтезу этилацетата, высших спиртов, жирных кислот и ряда сложных эфиров. Дикие дрожжи продуцируют повышенные количества этилацетата, который при чрезмерном накоплении может обусловить "штих" вина, но совершенно необходим в небольшой концентрации.

Следует подчеркнуть, что аромат соков, в сбраживании которых принимают участие дикие дрожжи, и особенно Н. apiculata, отличается эфирномасляными и цветочными тонами. В аромате соков, сброженных на винных дрожжах, эти оттенки менее выражены. Анализ букетистых веществ показал, что при брожении на спонтанной микрофлоре, среди которой основная роль в начальный период до накопления 4% об. спирта принадлежит диким дрожжам, и в частности Н. apiculata, получаются вина с высокой концентрацией сложных эфиров. С этой точки зрения спонтанное брожение, практикуемое в районах качественного виноделия, имеет определенный смысл.

Полученные после окончания брожения виноматериалы различаются также по составу терпенов. Наибольшее число терпеноидов и ароматических соединений получено в виноматериале, сброженном дрожжами расы Штейнберг-92.

После окончания брожения шампанские виноматериалы отделяют от дрожжевого осадка или выдерживают на дрожжах. Интенсивность автолитических процессов также зависит от вида дрожжей. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что штаммы дрожжей различаются по скорости отмирания. Указанное также подчеркивает важность генетических признаков дрожжевых клеток.

Различные штаммы дрожжей выделяют различное количество продуктов автолиза. При выдержке, обработке холодом и теплом из дрожжевых клеток в среду переходит около 40 компонентов: эфиров, альдегидов, кислот, терпеноидов, причем состав этих веществ зависит как от способа автолиза, так и от штамма используемых дрожжей [3]. Существенное влияние на состав выделяемых дрожжами компонентов оказывает возраст клеток: в среде с молодыми клетками выше скорость восстановительных реакций, больше накапливается азотистых веществ, ферментов, ряда легколетучих веществ, при контакте с 1- и 3-летней культурами дрожжей среда в большей степени обогащается жирными кислотами и некоторыми сложными эфирами. Таким образом, интенсивность реакций и состав продуктов, выделяемых в вино, зависят от возраста дрожжевых клеток.

Особо велика роль дрожжей при шампанизации, так как в этом случае дрожжи трансформируют состав вина как в процессе вторичного брожения, так и при длительной выдержке шампанизированного вина на дрожжах.

Как указывал А. М. Фролов-Багреев, от вида применяемых при шампанизации дрожжей зависит развитие тонкого букета шампанского. Важное значение дрожжам в формировании качественных особенностей шампанского придавал Г. Г. Агабальянц. Штаммы дрожжей существенно различаются по биосинтезу эфиров, спиртов и альдегидов [5]. Различен и состав букетистых веществ, выделяющихся в вино при автолизе отдельных видов дрожжей. У дрожжей, выделенных из шампанизируемого вина, приготавливаемого на заводах шампанских вин нашей страны, отсутствует зависимость между бродильной функцией и качеством получаемого при этом шампанского [96]. Исходя из этого, при подборе дрожжей для шампанизации наряду с другими физиологическими свойствами необходимо учитывать биохимические признаки дрожжей, в частности биосинтез ими веществ, формирующих вкус и букет шампанского.

Для изучения роли дрожжей в сложении качественных особенностей шампанского были заложены опытные тиражи на 4 штаммах шампанских дрожжей: МШ, Штейнберг-92, ФШ-1 и ФШ-2. Опыты показали, что по скорости сбраживания Сахаров, образованию диоксида углерода, энергии размножения указанные штаммы различаются незначительно, обладают достаточно высокой активностью дыхания и брожения [5], дают примерно одинаковое содержание СО₂ в образцах готового шампанского. Различия заключаются в качественном и количественном составе синтезируемых ими букетистых веществ. Так, после шампанизации с дрожжами ФШ-2 образуется наибольшее количество этиловых эфиров молочной, пеларгоновой, лауриновой и яблочной кислот, изоамиловых эфиров капроновой, каприловой и каприновой кислот, фенилэтилового спирта и капроновой кислоты. В опыте с дрожжами ФШ-1 содержание этих компонентов также высоко, накапливается много фенилэтилацетата, изобутилкаприната, этилмиристата и каприновой кислоты. Шампанизация с дрожжами Штейнберг-92 приводит к образованию повышенных количеств этиловых эфиров каприловой, каприновой и пальмитиновой кислот, изоамиллаурата, а также ряда жирных кислот: пропионовой, масляной, изовалериановой, каприловой и пеларгоновой. В шампанском, полученном на дрожжах МШ, содержится наименьшее количество почти всех букетистых веществ.

В связи с тем что в образцах шампанского с дрожжами ФШ-2 и ФШ-1 содержится больше этиловых и изоамиловых эфиров жирных кислот и фенилэтилового спирта, его букет и вкус значительно богаче. В шампанских винах, полученных с дрожжами ФШ-1 и ФШ-2, развивается тонкий букет, характерный для бутылочного шампанского; их дегустационная оценка соответственно 9,1 и 8,99 балла. При использовании дрожжей Штейнберг-92 аромат и вкус шампанского посредственные, оценка его 8,89 балла. Брожение на дрожжах МШ дает наиболее низкокачественное шампанское с акратофорными тонами; оценка 8,7 балла.

Вид дрожжей оказывает существенное влияние на биохимические превращения аминокислот, альдегидов, высших спиртов, эфиров [3]. Штамм дрожжей определяет направленность окислительно-восстановительных реакций, величину показателей игристых и пенистых свойств отдельных вариантов. Значительно различается и скорость автолиза отдельных штаммов. Указанное обусловливает и заметные различия в формировании качественных особенностей шампанского (табл. 17).

Таблица 17

Штаммы дрожжей значительно различаются по биосинтезу в шампанском спиртов, эфиров и альдегидов (табл. 18). Так, минимальные количества отрицательно влияющих на букет шампанского ацетальдегида, изобутанола, изопентанола (метил-2- и метил-З-бутанола-1) продуцируют дрожжи ШП-1 и Р-21.

Таблица 18

Этиллактат в небольших количествах образуют МШ, а 2,3-бутандиол - ШЗ-2.

Различия в биосинтезе отдельных компонентов и направленности биохимических процессов при вторичном брожении исследованными штаммами дрожжей оказывают существенное влияние на формирование органолептических свойств шампанского. Наиболее высокую дегустационную оценку (9,1 балла) имеет шампанское, приготовленное с использованием дрожжей ШП-1. Ниже всех оцениваются образцы, сброженные на дрожжах МШ и Р-21 (8,75 и 8,76 балла соответственно).

Брожение на дрожжах ШП-1 дает шампанское с более низкими величинами ОВ-потенциала, оптической плотностью при длине волн 280 и 434 нм, с меньшей концентрацией фенольных веществ и альдегидов, с повышенной активностью β-фруктофуранозидазы и более высокой величиной устойчивости двусторонних пленок, т. е. с лучшими качественными показателями. По содержанию букетобразующих веществ различия между шампанским, полученным на дрожжах ШП-1 и Р-21, незначительны, но оценка первого шампанского на 0,1 балла выше, чем контрольного.

Выдержка шампанизируемого вина на обоих видах дрожжей в течение 5 сут при -5 °С способствует обогащению шампанского ферментами, азотистыми веществами, восстанавливающими соединениями, вследствие чего их дегустационная оценка повышается на 0,1 балла. Готовое шампанское, полученное с использованием дрожжей ШП-1, характеризуется тонким и нежным букетом, полным и свежим вкусом, хорошими игристыми и пенистыми свойствами, гармоничностью; его оценка 8,98 балла. Шампанское, выброженное на дрожжах Р-21, грубее, отличается худшей "игрой", слабым дрожжевым тоном, горчинкой во вкусе; его оценка 8,89 балла.

Штамм ШП-1 образует пылевидные осадки, легко автолизуется и обладает повышенным биосинтезом сложных эфиров и фенилэтанола, улучшающих качество шампанского. В связи с этим штамм ШП-1 перспективен для резервуарной непрерывной шампанизации. Штаммы ШЗ-2 и ШЗ-6 в отличие от ШП-1 образуют крупнозернистые, легко ремюируемые осадки, в связи с чем они перспективны для бутылочной шампанизации.

Селекция новых штаммов и практическое использование перспективных штаммов, в частности предложенного ШП-1, позволит улучшить качество Советского шампанского.

В пределах одного вида отдельные штаммы также существенно различаются между собой по физиолого-биохимическим свойствам [67]. Заметные различия в биосинтезе отдельные компонентов вызывают изменение органолептической оценки игристых вин. Так, при использовании селекционированных рас дрожжей после вторичного брожения и 6-месячной выдержки в вине содержалось 880 мг/л липидов, тогда как в контрольном образце - 550 мг/л [81]. Накопление липидов способствует улучшению показателей игристых и пенистых качеств вин. В связи с тем что зависимость между качеством и бродильной активностью дрожжей отсутствует, при выборе культуры дрожжей определяющими должны быть объективные биохимические и физико-химические показатели, обусловливающие получение игристых вин высокого качества [96].

Наряду с положительным дрожжи могут оказывать отрицательное влияние: обусловливать появление дрожжевого, сероводородного тонов, при сбраживании на марку в отдельных резервуарах может появиться "акратофорный тон". При бутылочном способе производства осадки дрожжей совместно с другими веществами могут вызвать появление "масок" и "барров". Дрожжи ответственны за биологические помутнения готовых игристых вин.

В связи с тем что в сусле и виноматериалах содержится разнообразная микрофлора, при брожении и шампанизации проявляют жизнедеятельность также нежелательные виды дрожжей - возбудители инфекции [1]. Некоторые из представителей вредной микрофлоры синтезируют в больших количествах летучие кислоты, альдегиды и другие компоненты, вызывающие снижение качества продукции и нарушение процесса вторичного брожения [96]. Особо благоприятные условия для длительной адаптации основной и сопутствующей дрожжевой флоры создаются при поточной организации производства. Вместе с тем и при периодических процессах брожение зачастую осуществляется не одним добавленным штаммом, а ассоциатами дрожжей. С этим следует считаться, так как недооценка роли посторонней микрофлоры может привести к снижению качества продукции. Меры борьбы с посторонней микрофлорой (фильтрация, пастеризация) не всегда дают желаемый эффект. Стерильная фильтрация через микропористые элементы, УФ-облучение дают лучшие результаты. Для снижения отрицательного эффекта посторонних микроорганизмов применяют также повышенные концентрации засева чистой культурой, пониженные температуры брожения, дрожжи с киллер-фактором.