НОВОСТИ    КНИГИ    СПРАВОЧНИК    КАРТА САЙТА    ССЫЛКИ


предыдущая главасодержаниеследующая глава

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 CO2газCO2раствор. Полученные экспериментальные данные подтвердили основное положение теории шампанизации. В шампанском было обнаружено значительное содержание углекислого газа, не участвующего в подвижном равновесии CO2газCO2раствор, 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 CO2газCO2раствор. 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 CO2газCO2раствор и, следовательно, не влияет на равновесное давление замкнутой системы вино - CO2 [82].

Таблица 3
Содержание различных форм углекислоты в шипучих и шампанских винах

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.

предыдущая главасодержаниеследующая глава





ПОИСК:





© WINE.HISTORIC.RU, 2001-2021
При использовании материалов сайта активная ссылка обязательна:
http://wine.historic.ru/ 'Виноделие как искусство'
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной
1500+ квалифицированных специалистов готовы вам помочь