Микрофлора винограда, плодов, сусла и вина

Амиды. Составляют 1-5% азотистых веществ винограда. В вине найдено до 25 видов амидов - первичных, вторичных и третичных. Из других видов органического азота в винограде и винах обнаружены нуклеиновые кислоты, нуклеозиды и нуклеотиды.

Аминокислоты. Это наиболее важная по величине и значению группа органических азотистых веществ винограда. Они служат основой питания дрожжей и других микроорганизмов, в результате чего в конце спиртового брожения около половины аминокислот переходит в дрожжевую массу и отделяется затем при первой переливке.

В процессе дезаминирования (в ходе спиртового брожения и при других биохимических процессах) от них отщепляется остаток, не содержащий уже азота, в частности различные спирты, оказывающие заметное влияние на состав и качество вина

Аминокислоты образуются в растениях за счет аминирования кетокислот аммиаком, который получается путем ферментативного восстановления нитратов:

НNО₃ > HNО₂ > (HNO)₂ > NH2ОH > NН₃.

Нитрат Нитрит Гипонитрит Гидроксиламин Аммиак

Взаимодействие аммиака с кетокислотами идет в две стадии:

Образование аминокислот возможно также путем реакции переаминирования. Так, глютаминовая кислота, передавая свою аминную группу пировиноградной кислоте, образует аланин.

Аминокислоты в растениях образуются также путем ферментативного превращения одной аминокислоты в другую. Так, глютаминовая кислота, декарбоксилируясь, образует г-аминомасляную кислоту, а аспарагиновая - аланин. Пролин, окисляясь кислородом воздуха, образует оксипролин.

Биосинтез аминокислот в виноградном растении, по мнению С. В. Дурмишидзе и О. Т. Хачидзе, осуществляется в корнях, что подтверждается одинаковым аминокислотным составом корней винограда.

На протяжении всего вегетационного периода происходит увеличение содержания метионина и аспарагиновой кислоты, что связано с накоплением в винограде метилированных веществ. В период цветения винограда главным переносчиком органического азота является аспарагиновая кислота.

В начальный период созревания винограда в ягоде мало аминокислот. В процессе созревания их качественный и количественный состав заметно меняется (табл.2).

Таблица 2

В начале созревания винограда аминокислоты расходуются на образование белков, вот почему в период с 5/IX по 12/IX наблюдается уменьшение общего содержания аминокислот.

На образование отдельных аминокислот при созревании винограда оказывают влияние микроэлементы почвы: бор, цинк, марганец и др. В частности, недостаток цинка вызывает уменьшение содержания глютаминовой кислоты, тирозина и особенно фенилаланина. В виноградном соке найдены следующие аминокислоты в L-форме (табл.3).

Таблица 3

Из минеральных форм азота в виноградном сусле (и вине) встречаются аммиак и нитраты. Содержание аммиака (аммонийных солей) в винограде 25-150 мг/л, или в пересчете на азот 20-120 мг/л, что составляет 3-15% общего азота. В начале созревания винограда количество аммонийных солей доходит до 50% от количества общего азота. При созревании винограда они расходуются на синтез аминокислот.

Содержание нитратов всего 5-6 мг/л.

Минеральные элементы винограда

Общее содержание минеральных элементов в винограде и вине (зола) колеблется в широких пределах. В виноградном соке их 3-5 г/л, в винах несколько меньше: 2-3 г/л, поскольку часть минеральных элементов при брожении потребляется дрожжами, а часть выпадает в осадок. Минеральные элементы - обязательная составная часть каждой живой клетки: они содержатся во всех частях виноградной грозди, причем в твердых частях их больше, чем в соке.

Определение отдельных элементов золы винограда, его сока и вин практикуется уже издавна. Однако за последние полвека значительно расширились наши знания о содержании и значении тех минеральных элементов, которые содержатся в незначительных количествах (менее 1 мг/л) и поэтому объединяются под общим названием микроэлементов.

Минеральные элементы, в первую очередь калий, составляющий основу катионов, связывают часть свободных кислот виноградного сока, увеличивая при этом его нетитруемую кислотность. Поскольку в виноградном соке (и вине) имеется ряд кислот и ряд катионов, распределение их между собой высчитать довольно трудно. Здесь надо исходить из концентрации кислот, степени их диссоциации, содержания катионов, величины рН жидкости.

Минеральные элементы могут влиять на вкус винограда и вина как косвенно - через нейтрализацию кислот, так и непосредственно. Так, например, в винах с засоленных почв повышенное содержание хлористого натрия придает вкусу вин солоноватость, более заметную в сухих винах, чем в сладких. Гипсование мезги приводит к увеличению содержания в вине сернокислого калия, что придает хересным винам горчинку, и т. д.

Минеральные элементы необходимы для питания дрожжей. При спиртовом брожении примерно 20-30% их переходит в дрожжевую массу и отделяется затем при первой переливке. Обычно в виноградном соке содержится достаточное для обеспечения жизнедеятельности дрожжей количество минеральных элементов. Однако в некоторых случаях приходится вносить фосфор (в виде фосфорнокислого аммония) для подкормки дрожжей.

Некоторые минеральные элементы, в частности железо, алюминий, медь, могут образовывать с составными частями соков и вин нерастворимые соединения, вызывая этим помутнения за счет образования таната и фосфата железа (белый и черный касс) или сульфида меди (медный касс).

Некоторые катионы (железо, медь, марганец, цинк и др.) катализируют биохимические процессы, происходящие в виноградном соке и вине. Они могут действовать как непосредственно, так и в составе органических временных комплексов (например, с винной кислотой) и, наконец, в составе ферментов и витаминов. Фосфорная кислота является катализатором спиртового брожения.

Витамины

Под названием витаминов объединяют группу веществ, весьма различных по своему химическому строению, но имеющих общее биологическое свойство - в очень небольших количествах они безусловно необходимы как дополнительный фактор питания. Изучение витаминов было начато в первой четверти нашего века. В настоящее время изучены их строение, свойства, распространение в живой природе.

По сравнению со многими ягодами, плодами и овощами (черная смородина, цитрусовые, перец и пр.) виноград довольно беден витаминами, поэтому питательное значение винограда, его сока и вина с этой точки зрения невысоко (табл.9). Однако витамины являются составной частью некоторых ферментов и играют важную роль в процессах приготовления и выдержки вин. Например, от пантотеновой кислоты зависит рост винных дрожжей. Эта кислота и биотин влияют на направленность спиртового брожения.

В ходе созревания винограда содержание некоторых витаминов увеличивается (тиамин), других уменьшается (биотин), третьих заметно не изменяется (ниацин, витамин В₆). Витамины хорошо адсорбируются, в частности бентонитом. Витамин С (аскорбиновая кислота) играет существенную роль в ходе окислительных процессов. Он легко окисляется и поэтому наряду с сернистой кислотой может применяться в виноделии как антиоксидант.

Биохимические процессы, протекающие в сусле и мезге до брожения

Период с момента переработки винограда до начала брожения сусла и мезги связан с протеканием ряда биохимических процессов.

Разрушение клеток винограда при дроблении и прессовании способствует усилению реакций превращения компонентов сусла в связи с усилением ферментативной активности. Характер этих реакций зависит от активности окислительных ферментов, а также от присутствия неорганических катализаторов, от температуры, доступа кислорода и других факторов.

Из всех групп окислительных ферментов наибольшее значение в этот период имеют катехолоксидаза и пероксидаза. В присутствии катехолоксидазы происходит окисление полифенолов, сопровождающееся поглощением кислорода и образованием окрашенных продуктов.

В результате окисления полифенолов образуются хиноны, которые дегидрируют легкоокисляемые вещества сусла.

Вторичные окислительные процессы вызывают окисление аскорбиновой и диоксифумаровой кислот, аминокислот и оксикислот путем дегидрирования их хинонами.

При 12-часовой выдержке сусла в аэробных условиях оно приобретает интенсивно-коричневый цвет, обусловленный окислением полифенолов. Окисление полифенолов можно предотвратить добавлением аскорбиновой кислоты, которая легко окисляется в дегидроаскорбиновую кислоту, выполняя роль антиоксиданта.

Скорость поглощения кислорода аэрированным суслом составляет 2-3 мл/л в течение часа.

Мезга поглощает значительно больше кислорода по сравнению с суслом. Это объясняется тем, что твердые частицы ягод являются носителями более активных окислительных ферментов по сравнению с растворенными в сусле.

Скорость окисления различных полифенолов различна. Так, по сравнению с катехинами, антоцианы и антоцианидины окисляются слабее.

Интенсивность окисления фенольных соединений зависит от температуры. При повышении температуры на 10°С ферментативное окисление возрастает более чем в 2 раза.

Помимо окислительных в винограде содержатся и гидролитические ферменты. К ним относятся пектолитические, протеолитические ферменты, в-фруктофуранозидаза, эстеразы и др.

Пектолитические ферменты катализируют гидролиз пектиновых веществ. К ним относятся протопектиназа, пектинметилэстераза и полигалактуроназа. Протопектиназа отщепляет арабан и галактан от протопектина, образуя метоксилированную полигалактуроновую кислоту (растворимый пектин). Под действием пектинметилэстеразы от метоксилированной полигалактуроновой кислоты отщепляется метиловый спирт. Затем полигалактуроназа вызывает гидролиз полигалактуроновой кислоты до d-галактуроновой кислоты. Так как в сусле пектолитические ферменты мало активны, в последнее время стали применять ферментные препараты, получаемые из грибов. Их применение имеет ряд преимуществ: выход сусла увеличивается на 5-6%, ускоряется осветление сусла, улучшается фильтрация вина.

Протеолитические ферменты катализируют гидролиз белков и полипептидов до аминокислот. Этот процесс имеет важное значение в виноделии, так как вина, содержащие белки, склонны к помутнениям. Расщепление белков до растворимых аминокислот предотвращает помутнение.Размещено на Allbest.ru