- Бентонит, переведенный в суспензию в воде или вине, образует коллоидную дисперсию, частицы которой, заряженные отрицательным электричеством, флокулируют с ионами металлов (заряженными положительно), а также обладают свойством присоединять коллоидные частицы протеинов, которые заряжены положительно при pH ниже изоэлектрического pH этих протеинов (т. е. около 4,7), следовательно, при обычном pH вина (3—3,5). Этим и объясняется, что бентонит может служить средством осветления и стабилизации вина.
Взвешенный в вине бентонит присоединяет не только протеины, свойственные вину и присутствующие в прозрачном вине в очень небольших количествах, но также и добавляемые в вино с целью его оклейки, например желатин. Нам известно, что в таких случаях между обоими коллоидами происходит взаимное образование хлопьев и затем их осаждение, что дает значительно лучшее осветление жидкости, чем при внесении только одного бентонита. Это явление представляет собой хороший пример взаимной флокуляции.
Танин в этом процессе не участвует. Если последовательно внести желатин и бентонит в раствор спирта и винной кислоты при pH 3,5, то произойдет образование хлопьев и полное осветление после выпадения в осадок всего внесенного желатина, несмотря на отсутствие танина. Наоборот, в обыкновенной воде, где желатин заряжен отрицательно, т. е. также как и бентонит, осветление происходит очень плохо.
Эти различные свойства бентонита выступают более или менее четко в зависимости от испытываемого сорта. Каолин, связывающий протеины и образующий хлопья при достаточном количестве протеинов, лучше оседает в обыкновенной воде, чем в дистиллированной, хотя разница не так заметна, и осадок не обладает такой характерной хлопьевидной формой, как осадок бентонита.
1 Из работ сотрудников Калифорнийского университета, преимущественна Джослина и Америка (1940—1941 гг.), стало известно, что в Калифорнии осветление вина бентонитом вытеснило все прочие виды оклейки. Бентонит сейчас продается в Америке в виде порошка, который быстро переходит в суспензию, и его можно непосредственно вводить в вино. Применение бентонита распространено также в Аргентине. Авт.
Следует заметить, что осадок, образующийся в вине при введении суспензии бентонита, приготовленной в воде (но не в вине), можно перевести в коллоидный раствор, пептизировать1 последовательными промываниями дистиллированной водой, так как такие промывания удаляют из осадка коагулированные ионы металлов.
- Небезынтересно теперь сравнить поведение в вине бентонита и желатина в таком виде, в каком его обычно применяют при оклейке без бентонита.
Раствор желатина представляет собой, как известно, коллоидный раствор, мицеллы которого, набухшие в воде (желатин принадлежит к гидрофильным коллоидам, или эмульсоидам), получают отрицательный заряд, если pH превышает 4,7, и положительный, если pH ниже 4,7. Если желатин растворен в вине, то частицы его заряжены положительно, так как pH вина колеблется обычно в пределах 3—3,5. Но известно2, что при соприкосновении с танином частицы желатина претерпевают глубокие изменения. Они подвергаются дегидратации (желатин становится гидрофобом или суспенсоидом), присоединяют более или менее значительное количество танина, меняют знак своего заряда, т. е. становятся отрицательно заряженными, подобно частицам бентонита. В таких случаях соли металла коагулируют частицы желатина, как и бентонита, а в отсутствии солен металлов частицы желатина остаются в прозрачном коллоидном растворе. Они присоединяют присутствующие в вине природные протеины, но не полностью, вероятно, вследствие их небольшой величины.
Таков механизм оклейки вина, описанный нами в 1934 г. и состоящий из двух весьма четко выступающих состояний: преобразования — денатурирования желатина танином, связанного с переменой знака заряда, и затем коагуляции солями металлов.
1 Термин пептизация обозначает переход геля в золь. Ред.
2 H. R. Kruyt, Les colloïdes, Paris, Alcan, 1933. См. гл. IX.- Авт.
Таким образом, бентонит ведет себя в вине подобно желатину, но уже во время его внесения в вино он представляет собой отрицательно заряженный суспенсоид, и такие частицы с точки зрения коллоидных состояний можно сравнить с желатином, денатурированным танином, но не с частицами желатина, вводимого в вино. Это превращение желатина в первый этап оклейки у бентонита отсутствует. В силу этого не происходит взаимных коагуляций, наблюдающихся при оклейке между, с одной стороны, еще не денатурированным и потому положительно заряженным желатином и, с другой стороны, взвешенными частицами, образующими муть, как и соединения трехвалентного железа (коллоидные фосфат железа и таннат железа). О большом значении взаимных коагуляций для оклейки и осветления уже упоминалось.
Бесспорно, это одна из причин высокой эффективности обычной оклейки по сравнению с бентонитом. Равным образом если бентонит лучше осветляет вино, содержащее протеины, то это обусловлено взаимной коагуляцией между частицами протеинов и бентонита.
- С теоретической точки зрения интересно также сравнить процессы, в результате которых обработка белых вин бентонитом и нагреванием обеспечивает им устойчивость как против коагуляции протеинов, так и против медного касса; эти два приема исключительно эффективны.
Рассмотрим применение нагревания в целях стабилизации вина. Последствия нагревания заключаются не только в уничтожении дрожжей, бактерий и энзимов. Если оно произведено в достаточной степени (например, продолжается 30 минут при 75°), то вызывает целый ряд химических и физико-химических явлений, представляющих большой теоретический и практический интерес (глава XIV).
Прежде всего нагревание вызывает свертывание протеинов, вернее — денатурирование их, преобразование в другую форму, коагулируемую танином, что позволяет устранять их. Кроме того, в результате восстановительного процесса, сходного с механизмом медного касса, нагревание преобразует ион меди в коллоидную сернистую медь, которую можно перевести в осадок путем оклейки, предпочтительно рыбьим клеем; этот осадок имеет бурую окраску, точно такую же как и вино, в которое введен сернистый водород и рыбий клей. Таким образом удаляют избыток меди (однако если вино после оклейки подвергается аэрации, то сернистая медь вновь растворяется).
Но, и это очень важно, если вино не фильтровали через плотный фильтр, после такого удаления меди, новое внесение меди уже не вызывает медного касса, когда количество меди не превышает, например, 1—2 мг/л. Такое вино, хранящееся без доступа воздуха при 25° или на солнечном свету, полностью сохраняет прозрачность. Нетрудно установить, что в нем образуется коллоидная медь, так как ее можно выделить в виде бурого осадка внесением рыбьего клея; но при отсутствии такой оклейки коллоидная медь остается в прозрачном коллоидном растворе, который, впрочем, может обладать ясно выраженной желтой окраской, если содержание меди в вине достигает примерно 2 мг/л. Некоторые обработанные нагревом вина после многих лет пребывания в бутылках сохраняют свою прозрачность и заметную желтизну в окраске, если в них содержится около 2 мг/л меди.
Итак, в вине, подвергнутом нагреванию, химический процесс восстановления, характерный для медного касса, в соответствующих условиях протекает нормально, но коллоид, обусловливающий помутнение от медного касса, не коагулирует, и вино сохраняет прозрачность. Точно такая же картина наблюдается в винах, обработанных бентонитом и содержащих 1—2 мг/л меди; они сохраняют прозрачность, между тем как необработанные вина сильно мутнеют. При внесении в обработанные вина небольшого количества рыбьего клея увлекаемая в осадок коллоидная медь окрашивает хлопья коагулируемого протеина в бурый цвет.
Какова же причина такого изменения вина? И в том и в другом случае происходит удаление природных протеинов, содержащихся в вине. В 1933 г. нами отмечалось: «Изменение способности коагулировать вследствие нагревания является, вероятнее всего, результатом свертывания альбуминов, которые содержатся почти во всех белых винах, по крайней мере в виде следов. В таких случаях альбумины играют главную роль в механизме медного касса, обусловливая коагуляцию сернистой меди. Это и происходит при оклейке вин, предварительно подвергшихся нагреванию».
Позднее нами было показано в ряде исследований1, что нагревание вина и, возможно, многих других биологических жидких сред вызывает образование защитных коллоидов (вследствие разбухания некоторых частиц), препятствующих всякого рода коагуляциям и осаждениям, которые могут происходить в вине. Эти явления защиты, совершенно аналогичные вызываемым введением гуммиарабика, исчезают или уменьшаются, если подвергнуть обрабатываемое вино ультрафильтрации или простому фильтрованию через плотный фильтр. В описанных нами в 1933 г. опытах с винами, подвергавшимися нагреванию, оклейке и фильтрованию (через более или менее плотные слои), в состав которых дополнительно вошли хлопья коагулированного рыбьего клея, защитное действие часто было очень слабым. Мы еще не отдавали себе тогда отчета в важности этих явлений и роли фильтрации или ультрафильтрации. После этих наблюдений мы пришли к заключению, что удержание в растворе меди обусловлено не удалением из вина протеинов нагреванием, а образовавшимися при нагревании защитными коллоидами, удаляемыми фильтрованием.
В винах, обработанных бентонитом, ультрафильтрация не устраняет защитное действие. Следовательно, в этом случае способность коагулировать изменяется, конечно, благодаря удалению протеинов, и следует полагать по аналогии, что такие же действия могут отчасти вызвать и нагревания вин.
Как бы то ни было, это очевидное сходство действия обработки нагреванием, бентонитом, а также гуммиарабиком, препятствующей коагуляции коллоидной меди, но не образованию ее, заслуживает быть отмеченным.
Протеины могут быть удалены и при помощи других соединений, которые, подобно бентониту, противодействуют медному кассу; нами испытаны коллоидное серебро и коллоидный гидрат железа, но эти вещества вызывают нежелательные явления.
1 J. Ribéreau Gayon, Ann. Brass. Distil., 1934, 32, 40. Soc. Sc. phys. Bordeaux, 1934. Ann. Ferment., 1937, 3, 382. Авт.
