Состояние углекислого газа в шампанском

Исходной концепцией при изучении соотношения различных форм CO₂ шампанских вин явились теоретические представления о их природе, выдвинутые Г. Г. Агабальянцем [6].

Состояние CO₂ в шампанских и газированных винах изучено методом количественного определения связанного углекислого газа по разности между общим его содержанием и газообразным, а также растворенным в вине CO₂. Таким образом, к связанному CO₂(RCO₂) относят ту часть углекислого газа шампанского, которая содержится в замкнутой системе вино - CO₂ наряду с растворенным CO₂, однако в отличие от последнего не влияет на давление, т. е. не участвует непосредственно в динамическом равновесии CO_2газCO_{2раствор}. Полученные экспериментальные данные подтвердили основное положение теории шампанизации. В шампанском было обнаружено значительное содержание углекислого газа, не участвующего в подвижном равновесии CO_2газCO_{2раствор}, в то время как в газированных винах его практически нет. Следовательно, при сатурировании вина углекислым газом имеет место в основном физический процесс растворения газа в жидкости, не сопровождающийся более прочным связыванием CO₂. Лишь после выдержки газированных вин продолжительностью более 3 мес в них наблюдается образование незначительного количества CO₂, не участвующего в подвижном равновесии CO_2газCO_{2раствор}. В этом случае связанного CO₂ не бывает больше 2-3% от общего его содержания в вине. Наибольшее количество связанных форм CO₂ (до 17-18%) накапливается при шампанизации вина бутылочным и непрерывным способами. В шампанском периодического резервуарного способа содержание связанного CO₂ составляет около 11%, следовательно, по этому показателю оно занимает промежуточное положение.

Таким образом, экспериментально установлено принципиальное различие между шампанизированными и сатурированными винами. Вместе с тем доказано отсутствие разницы в содержании связанного CO₂ в шампанских винах, полученных бутылочным и непрерывным способами.

Природа связанного CO₂ в шампанском из-за отсутствия достаточно надежных методов исследования еще не выяснена и является объектом дальнейшего изучения.

В свете теории Г. Г. Агабальянца связанные формы углекислого газа в шампанском могут быть представлены как химическими, так и физико-химическими соединениями. В пользу химической трактовки природы связанного CO₂ приводятся следующие положения. Этерифицирующая способность дрожжей при брожении обусловливает возможность образования ферментативным путем наряду с другими эфирами также эфиров этилового спирта и угольной кислоты. А. М. Фроловым-Багреевым установлено сходство аромата молодого вина с запахом средних и кислых эфиров угольной кислоты, возникающих в процессе спиртового брожения.

Специфические условия шампанского производства обусловливают ведение процесса при достаточно высоком избыточном давлении и продолжительном контакте вина с дрожжами. Это, очевидно, способствует более эффективному использованию биокаталитических свойств дрожжей и стимулированию образования кислых и средних эфиров угольной кислоты, а также этиловых эфиров пироугольной кислоты.

Химическая природа этих соединений различна. Кислый этиловый эфир угольной кислоты - моноэтилкарбонат (C₂H₅⋅O⋅CO⋅OH) и особенно эфир этилового спирта и пироугольной кислоты - моноэтилпирокарбонат (C₂H₅⋅O⋅CO⋅O⋅CO⋅OH) очень нестойки и при нормальных давлении и температуре быстро распадаются на C₂H₅OH и CO₂. Наоборот, средний диэтиловый эфир угольной кислоты - диэтилкарбонат (C₂H₅⋅O⋅CO⋅O⋅C₂H₅) обладает большой устойчивостью даже в кислых средах. Эти эфиры в связи с их крайней нестойкостью или большой устойчивостью, очевидно, не могут оказывать существенного влияния на кинетику игры шампанского. Вместе с тем диэтилкарбонат, обладая характерным винно-фруктовым запахом, по-видимому, может принимать участие в формировании букетистых свойств шампанского.

Особый интерес представляет диэтиловый эфир пироугольной кислоты - диэтилпирокарбонат (C₂H₅⋅О⋅CO⋅O⋅CO⋅O⋅C₂H₅). Гидролиз эфира с образованием C₂H₅OH и CO₂ при нормальных давлении и температуре продолжается в течение 2-3 ч, и кинетика этого процесса приближается к кинетике игры шампанского.

Имеются также данные о способности диэтилпирокарбоната гидролизоваться в вине с образованием диэтилкарбоната и углекислого газа. При добавлении диэтилпирокарбоната в шампанизированное вино он определяется как связанный CO₂ и значительно увеличивает продолжительность интенсивного выделения пузырьков газа в процессе игры и существования равновесного объема пены на поверхности вина. При добавлении диэтилпирокарбоната к сатурированному вину кинетика выделения CO₂ становится сходной с кинетикой игры шампанского, содержащего соответствующее количество связанного CO₂. Внесенный в сатурированное или шампанизированное вино диэтилпирокарбонат сохраняется в негидролизованном виде в количестве, пропорциональном давлению CO₂ в сосуде. Этот эфир также обладает характерным винно-фруктовым запахом [82].

Получены данные, указывающие на возможность образования RCO₂ в результате взаимодействия углекислоты с азотсодержащими функциональными группами белков, аминокислот и некоторых других экстрактивных веществ вина [81].

Экспериментально доказана зависимость количества связанного CO₂ в шампанском от содержания в нем азотистых веществ и особенно белков. Так, выдержка шампанского на дрожжах приводит к дополнительному накоплению в нем связанных форм углекислого газа. Количество их увеличивается также при добавлении к шампанскому дрожжевых автолизатов. Связывание некоторой части CO₂ наблюдалось и при внесении автолизатов в газированное вино с последующей выдержкой. Была установлена возможность связывания CO₂ в процессе шампанизации и последующей выдержки на дрожжах в результате химического и физического взаимодействия углекислого газа с азотистыми веществами вина. Способность азотистых веществ связывать CO₂ вне зависимости от процесса алкогольного брожения объясняется следующими основными факторами: электростатическим притяжением, поскольку эти вещества в вине имеют заряд, противоположный по знаку заряду ионов CO₂; химическим взаимодействием CO₂ с азотистыми веществами вина, чему способствуют амфотерная природа белков и аминокислот и высокая концентрация CO₂ в шампанском.

Плазменные белки дрожжей, продукты их гидролиза и ферментативных превращений. вызывающих автолиз дрожжевых клеток, следует рассматривать как вещества, не только улучшающие вкус и аромат, но и способствующие увеличению содержания в вине связанного CO₂ и повышению игристых и пенистых свойств шампанского.

Теория образования связанных форм CO₂ при шампанизации вина находит подтверждение и в работах ряда исследователей [103, 104, 58]. В этих работах процесс образования этиловых эфиров угольной кислоты рассматривается как результат этерифицирующей способности дрожжей. Авторы допускают возможность образования эфиров этилового спирта при взаимодействии его и с другими кислотами вина.

Образование химически связанных форм CO₂ при брожении подтверждается также исследованиями И. Я. Веселова [33]. Автор считает, что возникновение промежуточных продуктов брожения происходит через образование эфиров угольной кислоты, замещающих эфиры фосфорной кислоты в живой дрожжевой клетке.

При изучении влияния различных рас дрожжей на игристые свойства шампанского [132] установлено, что они существенно различаются между собой по способности образовывать связанные формы CO₂ в шампанском и, следовательно, проявляют различную этерифицирующую способность. Однако зарубежные исследователи высказывают противоречивые мнения о наличии в шампанском связанных форм CO₂. Некоторые из них [163] первоначально считали возможным присутствие в игристых винах небольшого количества диэтилкарбоната, который мог образоваться в результате гидролиза диэтилпирокарбоната. Наличие диэтилкарбоната в больших количествах, по мнению этих авторов, невозможно прежде всего потому, что содержание его более 10 мг/л отрицательно влияет на качество шампанского. При дальнейших исследованиях методом газо-жидкостной хроматографии указанные авторы не обнаружили связанных форм углекислого газа в виде диэтилкарбоната и диэтилпирокарбоната. Ими высказано предположение, что за эти соединения на хромотограмме ошибочно могли быть приняты другие, в частности изо-амиловый эфир уксусной кислоты. Однако имеются экспериментальные доказательства наличия диэтилпирокарбоната в шампанском [164]. Исследования гидролиза диэтилпирокарбоната с помощью радиоактивного C₁₄ также подтвердили присутствие его в винах [173, 45]. Наряду с этим некоторые исследователи [163], обнаружившие лишь ничтожное содержание диэтилпирокарбоната в шампанском, отрицают участие его в RCO₂. ПО данным других исследователей [161], в игристых винах CO₂ находится в физически свободном состоянии, в связи с этим шампанское рассматривается ими как пересыщенный раствор углекислого газа. Такая точка зрения не является оригинальной, поскольку значительно ранее высказано мнение [116], что CO₂ в шампанском находится в жидком состоянии и что оно представляет собой эмульсию типа жидкость - жидкость. Позднее в работах П. А. Ребиндера с сотрудниками [117, 111] показано, что в шампанском связанные формы CO₂ имеют физико-химическую природу. Авторы считают, что образующиеся при брожении поверхностно-активные вещества создают на поверхности мельчайших пузырьков газовой фазы (зародышей пузырьков) защитные пленки. Эти пленки препятствуют коалесценции пузырьков и замедляют диффузию в них газа из пересыщенной жидкости.

А. К. Родопуло [112], подтверждая принципиальные положения теории Г. Г. Агабальянца, отмечает, что до настоящего времени еще не установлено, в какой форме связанный CO₂ существует в шампанском - в виде этиловых эфиров угольной и пироугольной кислот, в виде карбамидных соединений или в виде гидратов CO₂.

Следовательно, природа связанной углекислоты шампанского окончательно не выяснена. Все представления о составе RCO₂ предположительны и не имеют достаточного экспериментального обоснования, поскольку отсутствуют надежные методы для количественного определения отдельных форм RCO₂ в условиях повышенного давления в такой сложной по химическому составу среде, как вино.

Таким образом, несмотря на имеющиеся противоречивые мнения о состоянии CO₂ в шампанском, биохимические и физико-химические представления о сущности процесса шампанизации подкрепляются не только теоретическими, но и экспериментальными данными, позволяющими полагать, что в шампанском возможно наличие как химически, так и физико-химически связанных форм CO₂.

Из приведенных выше данных вытекает, что связанная углекислота шампанского не однородна по своему химическому составу, физико-химическому состоянию, а также по формам и прочности связей с компонентами вина. Главной технологической характеристикой всех форм связанной углекислоты является их устойчивость в условиях повышенного давления углекислоты в замкнутой системе вино - CO₂ и способность медленно разрушаться после снижения давления с выделением свободного углекислого газа (табл. 3). Поэтому при определении содержания RCO₂ в шампанском и оценке ее влияния на технологические свойства и товарные качества вина к RC0₂ относят всю ту часть углекислоты, которая не участвует в подвижном равновесии CO_2газCO_{2раствор} и, следовательно, не влияет на равновесное давление замкнутой системы вино - CO₂ [82].

Насыщение вина углекислым газом, выделяющимся в результате химической реакции, сопровождается относительно небольшим связыванием углекислоты. Наибольшее количество RC0₂ накапливается в игристых винах в процессе вторичного брожения и последующей выдержки шампанского на дрожжах в герметически замкнутых сосудах или аппаратах. Наилучшие условия для образования связанной углекислоты обеспечиваются при шампанизации вина в непрерывном потоке и постоянном повышенном давлении CO₂ [22, 82].

Химический состав вина оказывает существенное влияние на накопление в шампанском связанного CO₂. Наиболее заметная роль в этом отношении принадлежит веществам, заряженным в вине положительно, т. е. имеющим противоположный знак заряда по отношению к CO₂. Особое влияние на накопление связанного CO₂ оказывают рН вина и содержание в нем азотистых веществ.

Низкие значения рН шампанизируемого вина стимулируют образование связанного CO₂, вероятно, в связи с улучшением условий этерификации и другими превращениями.

Различные аминокислоты при равной их концентрации оказывают примерно одинаковое влияние на накопление связанного CO₂ в процессе шампанизации. Наибольшему связыванию CO₂ способствуют белки. В то же время спирты, углеводы и пектиновые вещества в этом отношении неактивны.

Связывание CO₂ азотистыми веществами косвенно характеризуется замедленной кинетикой роста давления в процессе шампанизации вина с добавками различных аминокислот и желатина. Вместе с тем при одинаковом количестве сброженного сахара в сосудах устанавливаются различные конечные уровни равновесного давления CO₂. Этот факт также может свидетельствовать о связывании азотистыми веществами некоторой части CO₂, образующейся при шампанизации.

Введение автолизатов дрожжей в вино перед шампанизацией повышает содержание связанного CO₂ в шампанском примерно на такую же величину, как добавление эквивалентного количества аминокислот. Следует отметить, что экстракт вина содержит вещества, способные связывать CO₂ приблизительно в таком же количестве, как аминокислоты и белки.

Вместе с тем при дальнейших исследованиях несомненный интерес представило бы дифференцированное изучение количества CO₂, которое не только связывается компонентами вина, но и потребляется дрожжами в качестве одного из источников углеродного питания, преимущественно в процессе их размножения. Целесообразность такого изучения приобретает особое значение при внесении в шампанизируемое вино различных добавок, которые могут оказывать как стимулирующее, так и ингибирующее влияние на рост и размножение дрожжей.

На конечную концентрацию связанного углекислого газа в шампанском оказывают существенное влияние температура, давление, общее содержание CO₂ в вине, количество выбродившего сахара, гидродинамический режим и другие условия процесса шампанизации. Особо следует отметить положительное влияние пониженных температур вторичного брожения на накопление в вине связанного CO₂. Экспериментально показано, что при температуре брожения 10 - 12°С в шампанском накапливается 18,2% связанного CO₂, а при температуре 26 - 28°С соответственно 9,6% от общего его содержания в вине. Имеется также определенная зависимость между концентрацией связанного углекислого газа и величиной равновесного давления CO₂ в процессе шампанизации. Благоприятные условия для накопления в шампанском связанного CO₂ обеспечиваются уже при давлении около 0,3 МПа. Шампанизация вина при более высоком давлении не оказывает заметного стимулирующего влияния, а при давлении менее 0,2 МПа некоторая часть образующегося связанного CO₂ разрушается.

Исследования роли динамического фактора показали, что состояние движения потока шампанизируемого вина, при котором ламинарный режим сменяется турбулентным, вызывает незначительное понижение концентрации связанного CO₂, в то время как турбулентное движение приводит к резкому снижению содержания его в готовом шампанском.

Значительному накоплению связанного углекислого газа в шампанском способствует биологическое обескислороживание вина с последующей тепловой обработкой. Это может быть объяснено положительной ролью азотистых веществ, образующихся в результате автолиза дрожжей при низком уровне окислительно-восстановительного потенциала. Обработка холодом, вызывая обеднение вина белковыми и другими холодонестойкими веществами, приводит к существенному снижению концентрации связанного CO₂ и общего его выхода с единицы сброженного сахара.

Как отмечалось, различные расы дрожжей проявляют неодинаковую способность накапливать связанные формы CO₂ в шампанском. Поэтому особое значение следует уделять подбору соответствующих рас дрожжей, обладающих наибольшей этерифицирующей способностью. В связи с этим исследования в указанном направлении должны представить существенный интерес.

Прайс лист завод аэробел.