Глава 3. Применение диоксида серы в виноделии

Свойства сернистой кислоты и ее применение в технологии виноматериалов

Диоксид серы в виноделии применяют на всех этапах технологического процесса. В сусле и виноматериале SO₂ находится в следующем виде:

Сернистая кислота (H₂SО₃) в продукте содержится в свободной и связанной формах. В первую очередь сернистая кислота связывается с ацетальдегидом, затем - с сахарами арабинозой и глюкозой, высшими альдегидами, с кетокислотами, фенольными, азотистыми и другими веществами. Сумму свободной и связанной сернистой кислоты называют общей. Выражают количество сернистой кислоты в мг/дм³ в пересчете на SО₂.

В технологии виноделия используют антимикробные, антиокислительные, экстрагирующие и другие свойства SО₂.

Антимикробным действием обладает только свободная H₂SО₃, называемая активной. Сернистая кислота диффундирует в микробиальную клетку, блокирует ферменты, нарушает обмен веществ, и в результате микробиальные клетки прекращают свою жизнедеятельность, т. е. отмирают. Кроме того, сернистая кислота подавляет жизнедеятельность дрожжей, бактерий и плесеней.

Количество активной сернистой кислоты в продукте зависит от температуры и рН. С повышением температуры и уменьшением рН содержание активной сернистой кислоты увеличивается.

Развитие дрожжей задерживается при содержании активной сернистой кислоты в продукте около 10 мг/дм³. Уксуснокислые и молочнокислые бактерии более чувствительны к воздействию SО₂, чем дрожжи.

Активная сернистая кислота блокирует окислительные ферменты, а ионная окисляется кислородом воздуха до SC-24 и снижает ОВ-потендиал.

Экстрагирующая способность активной сернистой кислоты связана с подавлением жизнедеятельности растительных клеток, например клеток кожицы виноградной ягоды, в результате чего из клеток переходят в сусло растворимые вещества (ароматические, фенольные).

В присутствии SO₂ во время спиртового брожения в сусле увеличивается содержание глицерина.

При своевременном применении и правильно рассчитанном количестве SO₂ в ходе технологического процесса заметно изменяются букет и вкус вина. При высоких дозах SО₂ в сусле при брожении накапливается H₂S, а в вине появляются неприятный запах и специфический привкус.

Нормы SО₂. Различают нормы диоксида серы для сусла и мезги, для виноматериалов и вина.

Сусло и мезга - благоприятная среда для развития микроорганизмов, в них много и окислительных ферментов. Для подавления жизнедеятельности микроорганизмов и инактивации окислительных ферментов применяют повышенные нормы SO₂. Для мезги и сусла нормы SО₂ зависят от степени зрелости и санитарного состояния винограда, величины рН и температуры сусла.

Применяют следующие дозировки диокисда серы для сусла и мезги: при рН 3-3,2 50 мг/дм³, при 3,3-3,5 от 50 до 75, при рН свыше 3,5 100 мг/дм³, а при рН 3,9 и выше мезгу и сусло подкисляют винной кислотой.

Когда виноград сильно поврежден и его температура выше 20 °С, доза SО₂ доводится до 150-200 мг/дм³.

При производстве белых столовых и шампанских виноматериалов сульфитируют мезгу из расчета 50 мг/кг и остальное количество SО₂ вводят в сусло при его осветлении.

При производстве красных столовых вин с брожением мезги и крепленых виноматериалов все количество SО₂ вводят в мезгу. Дозировка диоксида серы в виноматериалах зависит от их химического состава и состояния.

В виноматериалах антимикробными свойствами обладает этиловый спирт, а антиокислительными свойствами - фенольные вещества.

Для белых столовых виноматериалов доза SО₂ 30 мг/дм³, а для красных столовых, в которых много фенольных веществ,- 10-15 мг/дм³, в крепленых виноматериалах наблюдаются высокое содержание спирта и повышенное количество дубильных веществ, их сульфитируют до общего содержания SО₂ 50-60 мг/дм³. Для инфицированных виноматериалов дозу SО₂ увеличивают до 60 мг/дм³, а для больных - до 100 мг/дм³.

Для столовых виноматериалов с остаточным сахаром для предупреждения повторного брожения дозировку диоксида серы повышают до 150 мг/дм³.

В вине (при выпуске его в реализацию) доза SО₂ нормируется.

Способы введения SО₂ в продукт. В практике виноделия применяют два способа введения: окуривание и сульфитацию. Для окуривания сжигают серу или серные фитили. При сгорании сера потребляет кислород и образуется в 2 раза больше SО₂. Окуривание применяют для стерилизации крупных емкостей и производственных помещений.

Для сульфитации применяют жидкий химически чистый диоксид серы с температурой кипения минус 10 °С, плотностью 1,3830 при температуре 20 °С. Диоксид серы поступает на винодельческие предприятия в стальных баллонах на 25 и 50 кг SО₂.

Из жидкого диоксида серы готовят рабочие растворы с концентрацией от 0,1 до 5 %.

Для стерилизации оборудования, емкостей, инвентаря SО₂ растворяют в воде, для сульфитации сусла и мезги - в сусле, для сульфитации виноматериалов - в виноматериалах.

Рабочие растворы готовят в напорных емкостях, а необходимое количество SО₂ для их приготовления определяют по убыли массы баллона с SО₂. Для расчета сульфитации отмериванием жидкого SО₂ плотность его принимают за 1,4 (1 дм³ - 1,4 кг).

Пример. Надо приготовить 50 дал 3 %-ного раствора SО₂. Сколько потребуется жидкого диоксида серы?

Для расчета объем рабочего раствора переводят в литры (в дм³), принимают плотность раствора за единицу.

Расчет. 50⋅10⋅3/100= 15 кг.

Ответ. Потребуется отвесить 15 кг SО₂.

Концентрацию приготовленного рабочего раствора проверяют в заводской лаборатории.

Лучший способ введения рабочего раствора SО₂ в продукт - самотеком через мерник во всасывающий патрубок насоса.

Пример. Надо засульфитировать 6000 дал сусла из расчета 100 мг/дм³ SО₂. Сколько потребуется 3 %-ного раствора SО₂ (в дал)?

Расчет. По формуле

где V₂ - объем рабочего раствора, дал; V₁ - объем продукта, дал; x₁ - доза SО₂ в продукте, г/дал; х₂ - доза SО₂ в рабочем растворе, г/дал х₁ = 1 г/дал; х₂ = 10 000 ⋅ 3/100 = 300 г/дал).

Ответ. Для сульфитации сусла потребуется 20 дал раствора.

Для сульфитации продукта применяют сульфодозирующие аппараты непрерывного действия ВСД-ЗМ, ВСАУ, устройство для сульфитации мезги и сусла рабочим раствором в потоке УСП системы С. Г. Воробьева. Для сульфитации небольших объемов продукта или больших объемов небольшими дозами без переливки рабочими растворами или жидким SО₂ применяют сульфитометры - мембранный сульфитометр (СМ-3) системы С. Г. Воробьева.

Для сульфитации продукта применяют и метабисульфит калия K₂S₂O₅ - кристаллический порошок белого цвета, легко растворимый в воде, сусле и виноматериалах. Под действием кислот разлагается с выделением SО₂:

K₂S₂О₅ + 2H₂C₄H₄O₆ → 2S0₂ + 2KHC₄H₄O₆ + Н₂О.

Выход SО₂ принимают за 50 % массы метабисульфита. Применяют в виде рабочего раствора для сульфитации продукта из расчета не свыше 150 мг/дм³ SO₂.

При всех способах сульфитации сульфитируемый продукт тщательно перемешивается для равномерного распределения SO₂ во всем объеме.

Заменители диоксида серы

В связи с тем что повышенное количество SO₂ может оказать нежелательное физиологическое действие на организм человека, возник вопрос о замене его другими веществами.

В настоящее время полного заменителя SO₂ нет, но ряд кислот позволяет снизить его дозу: сорбиновая, аскорбиновая и 5-нитрофурилакриловая (5-НФА).

Сорбиновая кислота СН₃-СН=СН-СН=СН-СООН. Белый кристаллический порошок, плохо растворимый в воде, сусле, в виноматериалах и хорошо растворимый в спирте. Ее соли - сорбат калия и натрия - хорошо растворимы в воде.

Сорбиновая кислота подавляет жизнедеятельность дрожжей и плесневых грибов, практически не задерживает развития бактерий, не обладает антиоксидазным и антиокислительным действиями. Применяют ее для консервирования столовых сухих, полусухих, полусладких и десертных полусладких вин.

Для консервирования столовых вин готовят 5 %-ные водные растворы сорбата натрия. В 1 дм³ горячей воды температурой 50-60 °С растворяют 75 г двууглекислой соды и в щелочной раствор небольшими порциями добавляют 50 г сорбиновой кислоты.

Для консервирования десертных полусладких вин готовят 10 %-ный раствор сорбиновой кислоты в спирте-ректификате.

При введении рабочих растворов в вино возможна кристаллизация сорбиновой кислоты, поэтому их вводят тонкой струей при постоянном перемешивании в течение 20-30 мин.

Сорбиновая кислота в вине самоокисляется, потребляется бактериями, и вино может приобрести тон герани. Она может образовывать в вине осадок в виде железистого сорбата или сорбата кальция. Для защиты сорбиновой кислоты от окисления и разрушения бактериями ее вводят в вино совместно с SО₂ незадолго до розлива в бутылки. Эта кислота позволяет снизить дозу SО₂. Максимальная допустимая её доза в вине 250 мг/дм³.

Аскорбиновая кислота (витамин С). Мелкокристаллический белый или серовато-желтый порошок с кислым вкусом, без запаха. Содержание основного вещества должно быть не менее 97 %, влаги - не более 0,3 %. Хорошо растворяется в воде, вине и спирте.

Аскорбиновая кислота обладает большим антиокислительным действием, чем SО₂, но не обладает антимикробным свойством. Применяется при приготовлении экспедиционного ликера для шампанского вина совместно с SO₂.

5-НФА. Предложена в Чехословакии. По своей токсичности близка к токсичности SO₂, но по антимикробному действию значительно выше. Доза 5-НФА 5-10 мг/дм³. Не обладает антиокислительным действием и полностью заменить SO₂ не может. Применяется для биологической стабилизации вин перед розливом их в бутылки.