Биохимические процессы, формирующие качество коньячных виноматериалов
При производстве коньячных виноматериалов протекают сложные биохимические процессы, от которых во многом зависит качество виноматериалов, коньячных спиртов и конечной продукции – коньяков, бренди и др. Углубление знаний о механизмах образование и трансформирования летучих компонентов в процессе производства коньячных виноматериалов позволит стабилизировать качество коньячной продукции путем целенаправленного использования необходимых технологических приемов.
Известно, что с момента раздавливания ягоды винограда, затем при осветлении и сбраживании сусла, хранении и перегонке виноматериалов происходит образование вторичных и побочных соединений, которые в количественном отношении значительно превалируют над содержанием первичных ароматических веществ в винограде. Эти соединения переходят в коньячный спирт и оказывают влияние на качество будущего коньяка.
Известно, что в процессе брожения кроме этанола и СО2 образуются как вторичные, так и побочные продукты брожения. Большинство из них являются летучими компонентами, которые при дистилляции вина переходят в коньячный спирт и участвуют в формировании аромата и вкуса будущего коньяка. Содержание этих компонентов в коньяках зависит от состава исходного сырья-винограда и в определенной степени характеризует его происхождение. Ж. Риберо-Гайон и др. показали, что на образование вторичных продуктов брожения значительное влияние оказывает аминокислотный состав сусла. Раскрыт механизм образования высших спиртов в процессе спиртового брожения в зависимости от расы дрожжей, аэрации, кислотности, температуры и других факторов. Однако в этих вопросах имеются противоречивые сведения, и не до конца исследовано влияние всех технологических приемов на содержание отдельных летучих соединений в коньячных виноматериалах.
Наши исследования показали, что в процессе приготовления виноматериалов в заметных количествах образуются около 50 компонентов. Хотя большинство из них присутствует и в сусле, однако, по сравнению с содержанием в вине содержание их в сусле незначительно. Образование этилкапроната и этилкаприлата наблюдается в конце спиртового брожения и в начальный период выдержки вин на дрожжах. Заметного образования бутанола-2, гептанола, октанола при приготовлении и хранении вин не происходит.
Образование н-пропанола, изобутанола, изоамиловых спиртов и изоамилацетата происходит только в процессе спиртового брожения и зависит в основном от условий брожения и состава сусла, а интенсивность накопления коррелирует с интенсивностью брожения. Так, опыты по сбраживанию сусла под давлением СО2 показали, что эти виноматериалы отличаются от контрольных виноматериалов, сброженных в обычных условиях (бочках) сравнительно меньшим содержанием высших спиртов (особенно изоамиловых) и большим содержанием эфиров, летучих кислот. Эти изменения оказали положительное влияние на качество коньячных спиртов.
Образование же этилацетата, этиллактата, ацетальдегида и летучих кислот происходит как в процессе спиртового брожения, так и при яблочно-молочном брожении и хранении виноматериалов. Интенсивность накопления этилацетата и летучих кислот имеет два максимума — в начале спиртового брожения и в конце яблочно-молочного брожения.
Образование этиллактата при спиртовом брожении в обычных условиях с использованием ЧКД (Sacch. vini) незначительно и, как правило, не превышает 2—3 мг/дм3. Наиболее интенсивное его образование происходит в процессе яблочно-молочного брожения (до 30 мг/дм3). При дальнейшем хранении виноматериала также происходит увеличение концентрации этиллактата. Так, в исследованных нами выдержанных белых столовых винах хорошего качества его концентрация доходила до 150 мг/дм3.
Весьма специфичным является образование изоамилацетата в процессе спиртового брожения, который, обладая сильным ароматом грушевой эссенции, существенно влияет на органолептическую оценку вин и коньяков. По нашим данным, его количество в молодом виноматериале может колебаться от следов до 10 мг/дм3 и не коррелирует с содержанием изоамилового спирта и уксусной кислоты, так как механизм его образования связан с активностью фермента эстеразы, синтезированного дрожжевыми клетками. Поэтому концентрация изоамилацетата в виноматериале зависит в большей степени от условий брожения и расы дрожжей. При яблочно-молочном брожении и хранении виноматериалов содержание изоамилацетата уменьшается. Учитывая, что массовая концентрация изоамилацетата в коньяках должна быть не более 1 мг на 100 см3 б. с. (в противном случае он сильно маскирует основной аромат коньяка и усиливает сивушные тона), его количество в коньячном виноматериале, а затем и в спирте необходимо регулировать как изменением условий спиртового брожения, так и величиной отбора головной фракции при перегонке. Эти особенности необходимо учитывать при приготовлении и перегонке коньячных виноматериалов.
Сравнительно низкая спиртуозность коньячных виноматериалов и отсутствие свободной сернистой кислоты в них создают благоприятные условия для микробиальной порчи и глубокого окисления в период хранения их до окончания сезона перегонки, в результате чего зачастую снижается выход и качество коньячного спирта. Наблюдения показали, что микробиальную порчу коньячных виноматериалов вызывают в основном уксуснокислые и молочнокислые бактерии. Этот процесс сопровождается образованием летучих кислот, альдегидов, уксусно-этилового эфира, этиллактата, снижением концентрации первичных ароматических веществ и появлением в виноматериале посторонних тонов. Исследование технологических приемов, направленных на предотвращение микробиальной порчи коньячных виноматериалов показали, что сбраживание сусла и хранение виноматериалов под давлением СО2 исключает развитие уксуснокислых бактерий и задерживает яблочно-молочное кислотопонижение. Кроме этого при сбраживании сусла под давлением СО2 существенно уменьшается образование изоамиловых спиртов и увеличивается образование жирных кислот С2- С12 и их этиловых эфиров. Эти изменения положительно влияют на качество и выход коньячных спиртов с тонны переработанного винограда.
Для предохранения коньячных виноматериалов от микробиальной порчи в процессе хранения до перегонки, были проведены опыты по доливке их винным дистиллятом (спиртом-сырцом, головными и хвостовыми фракциями). Результаты этих опытов показали, что доливка виноматериалов винным дистиллятом, крепостью 20-30 % об. задерживает развитие уксуснокислых бактерий и способствует сохранению высокого качества коньячных виноматериалов.
При исследовании состава виноматериалов, подвергшихся микробиальной порче, нами впервые было обнаружено образование бутанола-2. Из высших спиртов, содержащихся в винодельческой продукции, бутанол-2 занимает особое место, как редко встречающийся компонент. Если химизм образования большинства высших спиртов в винодельческой продукции изучен достаточно глубоко и выявлены факторы, влияющие на их накопление в винах и коньяках, то в отношении механизма образования бутанола-2 в литературе почти нет достоверных сведений.
Результаты наших исследований показали, что вторичный бутанол не образуется в процессах спиртового брожения виноградного сусла (не зависимо от расы дрожжей) и яблочно-молочного брожения виноматериалов, то есть он не является вторичным или побочным продуктом спиртового и яблочно-молочного брожения. Образование значительных количеств бутанола-2 было обнаружено в яблочном виноматериале и в жидкой дрожжевой гуще, хранившейся в неполном резервуаре, где наблюдались явные признаки микробиальной порчи. Накопление бутанола-2 до 8 мг/дм3 было обнаружено также в одном из вариантов опытного виноматериала, подвергшегося уксуснокислому скисанию. Наибольшее количество бутанола-2 обнаружено в дрожжевых осадках и в яблочной мезге, подвергшихся микробиальной порче в аэробных условиях, что свидетельствует о существенном влиянии состава питательной среды и доступа кислорода на образование бутанола-2.
Многолетняя практика коньячного производства показала, что в большинстве районах коньячного производства лучшие коньяки получаются из высококислотных и малоэкстрактивных виноматериалов. Малокислотные сорта винограда, как правило, не подходят для производства типичных коньяков. Кроме этого в процессе хранения в течение нескольких месяцев малокислотные виноматериалы быстро теряют качество вследствие глубокого окисления и микробиальной порчи. Высокая кислотность (выше 8 г/дм3) способствует сохранению качества виноматериалов до перегонки. Она снижает возможность бактериальных заболеваний и предохраняет от избыточного окисления. Кроме того, во время перегонки высокая кислотность способствует образованию этиловых эфиров винной, яблочной, янтарной кислот, гидролизу связанных форм ароматических веществ, а также связыванию азотистых соединений, тем самым препятствует переходу в дистиллят летучих аминов (нежелательных компонентов). При перегонке высоко экстрактивного виноматериала коньячный спирт получается излишне жгучим и жестким во вкусе.
Крепость хороших коньячных виноматериалов не должна быть высокой в связи с тем, что умеренно сахаристый виноград содержит меньше дубильных, красящих и других экстрактивных веществ. При сбраживании сусла из такого винограда образуется меньше вторичных и побочных продуктов брожения (летучих кислот, высших спиртов и др.), что обеспечивает получение легких, свежих виноматериалов с тонким нейтральным ароматом. Из таких виноматериалов получаются типичные, высококачественные коньячные спирты и коньяки. При высокой сахаристости перерабатываемого винограда, повышается не только спиртуозность, но и концентрации экстрактивных веществ, вторичных и побочных продуктов брожения. Коньячные спирты, полученные из этих виноматериалов, отличаются жгучим вкусом с выраженной горчинкой, сохраняющейся в процессе многолетней выдержки. Выраженная горечь и посторонние тона в аромате появляются также при высоком содержание дубильных и красящих веществ в виноматериалах. Поэтому лучшими коньячными виноматериалами считаются белые или розовые виноматериалы, в которых содержание дубильных и красящих веществ не превышают 0,2 г/дм3.
Требования, предъявляемые к коньячным
Виноматериалам
К органолептическим свойствам коньячных виноматериалов предъявляются следующие основные требования.
Цвет — от светло-соломенного до золотистого, допускается легкая розовинка.
Аромат—чистый, нейтральный или с легкими цветочными тонами, свойственными сорту винограда или группе сортов, без посторонних тонов.
Вкус — чистый, свежий, мало экстрактивный или жидкий.
В аромате и вкусе не допускаются гребневые, плесневые, уксусные или другие порочные тона, а также тона изабелльные, мускатные, или привкусы, не свойственные сортам винограда коньячного направления.
Прозрачность—виноматериал должен быть мутноватым от наличия в нем достаточно большого количества дрожжевых клеток (не менее 1%).
Виноматериалы коньячного направления должны быть легкими, малоэкстрактивными, умеренно спиртуозными и высококислотными, обладать нежным, тонким, нейтральным или цветочно-фруктовым ароматом. Содержать оптимальное количество высших спиртов, эфиров, альдегидов, кислот и других ароматических веществ. Концентрация экстрактивных веществ должна быть не более 16 г/дм3, дубильных и красящих веществ — не более 0,2 г/дм3, летучих кислот—не более 1,5 г/дм3, крепости—не менее 7,5 % об., содержанию сахара не более 0,1%, общая кислотность не менее 5 г/дм3. Содержание дрожжей должно быть в пределах 1—3%, а сернистого ангидрида (общее количество) не более 15 мг/дм3. Таким образом, характерные особенности коньячных виноматериалов обусловлены определенным ароматом, кислотностью, спиртуозностью, дубильными веществами и многими другими факторами, которые необходимо учитывать при изготовлении коньяков.
Присутствие остаточного сахара в виноматериале снижает выход коньячного спирта и придает ему карамельные тона, не свойственные качественным спиртам. Остаточный сахар делает виноматериалы нестойкими к различным заболеваниям в процессе хранения их до перегонки. Большинство веществ, обусловливающих порочные тона виноматериала, при перегонке переходят в коньячный спирт и существенно снижают их качество.