ГЛАВА VI
МИКРОБИАЛЬНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ВИН, НЕ ОТНОСЯЩИЕСЯ К БОЛЕЗНЯМ
§ 1. ЯБЛОЧНО-МОЛОЧНОЕ БРОЖЕНИЕ
Яблочно-молочное брожение, или так называемое биологическое кислотопонижение, происходит чаще всего в молодых винах, содержащих яблочную кислоту. В результате жизнедеятельности бактерий двухосновная яблочная кислота превращается в одноосновную молочную кислоту и углекислый газ, за счёт чего происходит снижение титруемой кислотности, а также снижение активной кислотности (повышение величины pH). В низкокислотных винах этот процесс вызывает их заболевание, а иногда и полную порчу.
В винах с повышенной кислотностью яблочно-молочное брожение — это полезный процесс, улучшающий качество.
Яблочно-молочное брожение — биологический процесс, основная роль в котором принадлежит молочнокислым бактериям, отнесённым Мюллер-Тургау и Остервальдером (1918 г.) к трём следующим группам:
- Bacterium gracile — вид, наиболее распространённый в германских винах. Эти бактерии представляют собою тонкие палочки.
Длина отдельной палочки 0,75—1,0 микрон, ширина 0,5 микрона.
В физиологическом отношении Bact. gracile обладает следующими свойствами: грамположительны, температурный оптимум 22°; глюкозу сбраживают в молочную кислоту, уксусную кислоту и спирт, а фруктозу восстанавливают в маннит; энергично сбраживают яблочную кислоту, слабее лимонную, не затрагивают винную, янтарную и молочную кислоты. Bact. gracile никогда не обнаруживаются во время спиртового брожения, а лишь спустя несколько месяцев после него.
Шандерль (1950 г.) указывает, что эти бактерии являются чётко выраженными гетероферментативными организмами. Так, например, при низкой величине pH и низкой температуре обмен веществ у этих бактерий подавлен. При более высокой величине pH и высокой температуре жизнедеятельность их усиливается и может вызвать порчу вина. В отношении температуры они мало требовательны, нередко развиваются и вызывают кислотопонижение при относительно низкой температуре (8-10°).
- Micrococcus malolacticus одноклеточные организмы в виде мелких кокков диаметром около одного микрона. При размножении разделившиеся клетки в течение некоторого времени остаются вместе, образуя диплококки и конгломераты. Энергично превращают яблочную кислоту вина в молочную кислоту и углекислый газ, а сахар в молочную кислоту и небольшое количество уксусной кислоты. Маннита не образуют. Micrococcus malolacticus менее кислотоустойчив по сравнению с Bact. gracile. При высокой температуре и повышенном содержании азотистых веществ они сообщают винам молочнокислый привкус.
- Micrococcus acidovorax и Micrococcus variococcus. В морфологическом и физиологическом отношении они близки между собой. В винах встречаются в основном в виде одиночных кокков, а также диплококков и тетрад; грамположительны. Температурный оптимум для обоих микроорганизмов 26,5° Различаются они лишь тем, что клетки Micrococcus variococ. разновелики, диаметр отдельных клеток варьирует от 0,7 до 1,5 микрона.
Хотя такой систематикой многие исследователи пользуются и в настоящее время, однако она считается несовершенной, условной и должна быть усовершенствована.
Яблочно-молочное брожение осуществляется бактериями при помощи так называемого «яблочного» фермента, который широко распространён в природе и в последнее время был выделен из Bact. gracile.
Схема превращения яблочной кислоты следующая:
Реакция проходит в две фазы. Сначала яблочная кислота превращается в пировиноградную кислоту и углекислый газ, а затем уже в молочную.
Распад яблочной кислоты может происходить и другим путём, с предварительным образованием щавелево-уксусной кислоты, превращающейся затем в пировиноградную, а потом в молочную. В весовом отношении из 134 г яблочной кислоты образуется 90 г молочной кислоты и 44 г углекислого газа. Иначе говоря, один грамм яблочной кислоты даёт 0,67 г молочной кислоты.
Хотя небольшое количество молочной кислоты (до 1 г/л) может образоваться в вине как побочный продукт спиртового брожения, но основная масса молочной кислоты в вине своим происхождением обязана яблочно-молочному брожению.
Превращение яблочной кислоты в молочную не сопровождается выделением энергии, поэтому бактерии нуждаются при этом в дополнительном источнике энергии. Таковым могут явиться азотсодержащие вещества, например аминный азот, а также в незначительном количестве углеводы (для разложения 1 г яблочной кислоты требуется 0,1—0,2 г/л глюкозы или фруктозы). Тот факт, что яблочно-молочное брожение чаще всего возникает сразу же после спиртового брожения, объясняется тем, что молодые столовые вина ещё содержат хотя и небольшое, но вполне достаточное количество углеводов для полного удовлетворения потребности бактерий.
Разложение яблочной кислоты в вине бактериями связано с уменьшением экстрактивных веществ в количестве 0,329 г на каждый грамм разложенной яблочной кислоты. Практически же уменьшение экстракта всегда больше этой теоретически вычисленной величины. Объясняется это тем, что в вине очень редко происходит разложение одной только яблочной кислоты. Наряду с этим бактерии разлагают незначительные количества глицерина, лимонной кислоты, аминокислот и пр. с образованием не только молочной кислоты, но и небольшого количества уксусной кислоты.
Деятельность бактерий-кислотопонижателей в значительной степени зависит от наличия в среде стимулирующих их рост особых веществ (биокатализаторов). К ним относятся витамины и факторы роста — аминобензойная кислота, биотин, никотиновая кислота, пантотеновая кислота, рибофлавин, лактофлавин и др. Весьма важную роль при этом играют и аминокислоты — аланин, аргинин, аспарагиновая кислота, глутаминовая кислота, гликокол, серии.
Соли магния, марганца, элементарная сера и калий значительно активируют энзим, участвующий в разложении яблочной кислоты. На скорость процесса яблочно-молочного брожения существенное влияние оказывает кислотность вина и, прежде всего, активная кислотность. По данным Люти, в швейцарских винах пределом развития бактерий является величина pH 3,0—2,9. По данным Г Ф. Кондо, в молдавских винах бактерии, вызывающие биологическое кислотопонижение, обладают более высокой кислотоустойчивостью, развиваясь при pH 2,8—2,7. Однако высокая активная кислотность замедляет разложение яблочной кислоты. Так, в молдавских винах с величиной pH 3,24 биологическое расщепление яблочной кислоты закончилось через полтора месяца после спиртового брожения, а в винах с pH 2,8 — только через шесть месяцев.
При обогащении высококислотных вин дрожжевым автолизатом тормозящее действие кислот на развитие бактерий значительно уменьшается.
На скорость процесса яблочно-молочного брожения большое влияние оказывает температура. Известно, что низкие температуры (ниже 10°) как и высокие (выше 35°) тормозят, а нередко и вообще препятствуют процессу раскисления. Однако, по имеющимся в литературе данным, благоприятная температура нужна лишь для размножения бактерий. После того как они достаточно развились и процесс кислотопонижения начался, в дальнейшем, он может протекать даже при температуре 5°
Оптимальная температура для развития бактерий колеблется в зависимости от их вида и состава среды между 17° и 27°.
Бактерии яблочно-молочного брожения более чувствительны к этиловому спирту, чем молочнокислые бактерии — возбудители молочнокислого скисания крепких вин. Если концентрация спирта 10—12 об.% не оказывает существенного влияния на жизнедеятельность бактерий-кислотопонижателей, то содержание спирта более 14—15 об.% резко тормозит обмен их веществ; и только в единичных случаях наблюдается разложение бактериями яблочной кислоты при 15 об.%.
Танин винограда в значительной концентрации вреден для бактерий, так как он способен адсорбировать белковые вещества и этим лишать бактерии крайне необходимых им биотических веществ. Ещё более сильным бактерицидным свойством обладает танин дуба.
Окислительно-восстановительный потенциал является одним из основных физико-химических факторов, обусловливающих биологическое кислотопонижение. Чем ниже окислительно-восстановительный потенциал, тем активнее развиваются бактерии и быстрее происходит биологическое кислотопонижение. Этим объясняется факт более быстрого хода яблочно- молочного брожения вин в крупных герметических резервуарах по сравнению с винами в бочках.
Бактерии яблочно-молочного брожения весьма чувствительны к сернистому ангидриду. Содержание его в вине в количествах более 50 мг/л тормозит развитие бактерий. При этом чем выше кислотность вина, тем сильнее проявляются антисептические свойства сернистого ангидрида.
Биологическое кислотопонижение в малокислотных винах — опасный и совершенно недопустимый процесс, так как он ведёт к ухудшению вкуса вина, а нередко и к полной его порче.
В малокислотном сусле яблочная кислота содержится обычно в небольшом количестве. При сбраживании ее бактерии начинают развиваться уже в конце спиртового брожения, а биологическое кислотопонижение заканчивается через 10—15 суток после выбраживания дрожжами сахара. После разложения всей яблочной кислоты бактерии не погибают, а продолжают размножаться, потребляя лимонную кислоту, глицерин и другие вещества. Эти изменения являются уже болезнью вина. Появляется обильная устойчивая муть, накапливаются летучие кислоты. На вкус вина становятся плоскими, негармоничными, теряют сортовой аромат; у них явно ощущаются тона квашеных овощей, а нередко и мышиный тон. Вот почему вина с низкой кислотностью надо тщательно оберегать от биологического кислотопонижения.
Для этого применяют следующие меры: длительный отстой сусла с сульфитацией от 120 до 150 мг/л; снятие вина с дрожжевого осадка сразу же после выбраживания сахара, дополнительная сульфитация вина до 100—150 мг/л, в зависимости от кислотности вина, подкисление вина и хранение его при низкой температуре (8—10°).
Биологическое кислотопонижение в шампанских винах в большинстве случаев процесс нежелательный. Оно необходимо лишь в тех случаях, когда шампанские виноматериалы имеют излишнюю кислотность. Бактерии-кислотопонижатели могут портить шампанское. Так, Шандерль установил, что маски (осадки на стенках бутылок), образуемые при бутылочной шампанизации, вызываются не только жизнедеятельностью дрожжевых клеток, но и бактерий яблочно-молочного брожения.
В тех случаях, когда для шампанизации используются виноматериалы, не прошедшие биологического кислотопонижения и содержащие даже единичные бактериальные клетки, последние начинают развиваться в шампанском на пюпитрах, что тормозит бродильную деятельность дрожжей, способствует образованию масок, задерживает и затрудняет ремюаж (cведение осадка на пробку).
Иногда развившиеся бактерии-кислотопонижатели вызывают яблочно-молочное брожение в готовом шампанском, вызывая образование мути. Чтобы предупредить образование бактериальной мути в готовом шампанском или появление масок, рекомендуется использовать виноматериалы, в которых закончился процесс биологического кислотопонижения. Но если для этого используются молодые виноматериалы, не прошедшие яблочно-молочного брожения, то перед шампанизацией их фильтруют через стерилизующие пластины.
Бактериальные помутнения вин
Бактерии-кислотопонижатели могут вызвать помутнение столовых бутылочных вин. Биологическое кислотопонижение проходит спонтанно (самопроизвольно) и стихийно, с большей или меньшей скоростью в различных винах. Поэтому, если этот процесс не регулировать, снижение кислотности будет происходить там, где оно не желательно и, напротив, может не произойти в тех винах, где оно крайне необходимо. Если молодые бочковые вина с повышенной кислотностью излишне засульфитированы и рано сняты с дрожжевого осадка, то бактерии развиваются крайне медленно и не настолько, чтобы осуществить яблочно-молочное брожение. Такие вина перед розливом в бутылки хотя и подвергаются различной обработке (оклейке, фильтрации), но полностью от бактерий не освобождаются.
В дальнейшем при недостаточной сульфитации, благоприятной температуре и наличии в вине яблочной кислоты бактерии начинают снова развиваться в бутылочных винах. Последние вследствие этого теряют блеск и прозрачность, опалесцируют или даже мутнеют. На дно бутылки выпадает осадок, вина утрачивают свой товарный вид. Для предупреждения бактериального помутнения вин, содержащих значительное количество яблочной кислоты, их необходимо подвергать яблочно-молочному брожению, а по окончании его — освобождать от бактерий.
Биологическое кислотопонижение в столовых винах с повышенной кислотностью
Биологическое кислотопонижение — процесс весьма желательный и полезный для вин с излишней кислотностью, в частности для северных районов виноделия. Вина становятся мягче, гармоничнее, полнее и зрелее, в них развивается букет выдержки. Однако сохранение высоких качеств таких вин возможно лишь в том случае, если вскоре после разложения всей яблочной кислоты они будут освобождены от бактерий.
Дальнейший контакт вина с бактериями опасен, так как последние из-за отсутствия яблочной кислоты вынуждены потреблять содержащийся в вине глицерин, лимонную кислоту, азотсодержащие вещества и т. д., образуя при этом летучие кислоты, ухудшающие вкус вина.
Для остановки яблочно-молочного брожения и освобождения вина от бактерий применяется дополнительная сульфитация (из расчёта 100—120 мг/л) с последующей оклейкой и фильтрацией. Вино, лишённое яблочной кислоты и освобождённое от бактерий, приобретает не только прозрачность и блеск, но и устойчивость к бактериальным помутнениям.
Яблочно-молочное брожение в винах с высокой кислотностью проводится сразу же после спиртового брожения до первой переливки, для чего требуется: кратковременный отстой сусла при сульфитации не свыше 70 мг/л, брожение в потоке или в бочках, снятие с дрожжей после завершения биологического кислотопонижения. Содержание сернистого ангидрида в белых винах нельзя допускать свыше 50 мг/л, а в красных — 60 мг/л. Хранение вин лучше производить в крупных ёмкостях при температуре 18—20°, применив эгализацию или купаж вин, мало инфицированных бактериями, с винами, закончившими раскисление. При этом надо осуществлять систематический микробиологический и химический контроль за разложением яблочной кислоты и своевременно останавливать яблочно-молочное брожение.
