No module Published on Offcanvas position

ВВЕДЕНИЕ

В десятой пятилетке перед винодельческой промышленностью стоят большие задачи по увеличению выпуска продукции, улучшению ее качества и повышению эффективности производства.

Виноделие – сложный процесс превращения веществ винограда в вино, обусловленный в основном жизнедеятельностью микроорганизмов. Поэтому для управления технологическим процессом с целью получения вин высокого качества необходимо знание биологии микроорганизмов виноградного сусла и вина.

В процессе приготовления вина из виноградного сусла протекают сложные биохимические реакции, связанные с жизнедеятельностью дрожжей и бактерий.

Брожение, вызываемое дрожжами, использовалось человеком с незапамятных времен. Однако только в 1857 г. Л. Пастер опубликовал первое исследование о брожении. Он создал биологическую теорию брожения, определив роль бактерий в уксуснокислом и молочнокислом, дрожжей – в спиртовом брожении. Л. Пастер впервые определил функции микробов в процессах, сущность которых он видел в обмене веществ, в тех закономерных превращениях, которые беспрерывно совершаются в организме.

Л. Пастер в работе «Исследования о вине, его болезнях и причинах, которые их вызывают. Новые способы его хранения и ускорения созревания» установил причины различных болезней вина и открыл простой и удобный метод их предупреждения.

Рекомендация предохранять вина и пиво от порчи прогреванием при температуре 50–65°С привела к возникновению нового термина – пастеризация.

Важной вехой в истории развития микробиологии виноделия явились работы датского ботаника Э. Ганзена, который в 1881 г. разработал способ получения чистых культур из одной изолированной клетки дрожжей. Изучая свойства выделенных культур, он установил различия между расами дрожжей одного и того же вида. И хотя эти исследования имели непосредственное отношение к пивоварению, виноделы вскоре воспользовались предложенным методом и оценили роль чистых культур дрожжей в приготовлении вин.

Г. Мюллер-Тургау и Ю. Вортман выделили и применили чистые культуры дрожжей в виноделии (раса Штейнберг 1892 г. применяется и в настоящее время).

Благодаря работам Г. Мюллер-Тургау и А. Остервальдера К обобщенным в классическом труде «Бактерии в виноградном и плодовом вине и вызываемые ими изменения», была раскрыта роль бактерий в разложении яблочной кислоты до молочной, в образовании в вине маннита и мышиного запаха в снижении количества винной кислоты и глицерина.

Все эти работы позволили установить тесную связь между жизнедеятельностью определенных групп микроорганизмов и качеством получаемого вина.

Исследования с целью получения чистых культур дрожжей с высокими производственными показателями, установления путей распространения дрожжей в природе, выделения и отбора местных производственных рас дрожжей начали проводиться в России с 1893 г. Основные работы по микробиологии виноделия были сосредоточены в институте «Магарач», существовавшем вначале как Магарачская энохимическая лаборатория Никитского ботанического сада, затем как Крымская зональная станция, на базе которой был создан Всесоюзный научно-исследовательский институт виноделия и виноградарства «Магарач» (ВНИИВиВ «Магарач»).

Работы по получению чистых культур дрожжей для виноделия были начаты в Магарачской энохимической лаборатории Никитского ботанического сада химиком-виноделом А. Е. Саломоном и продолжены К. А. Рудзским.

Результаты работ по применению в виноделии чистых культур дрожжей были опубликованы в 1893 г. в «Записках Никитского ботанического сада».

А. М. Настюков в 1897 г. создал первую коллекцию чистых культур дрожжей и приступил к их изучению в лабораторных условиях. Научно-опытная винодельческая станция в Одессе, организованная в 1905 г. В. Е. Таировым, рассылала чистые культуры коллекционных дрожжей, полученные из западноевропейских стран.

М. А. Ховренко установил преимущество местных чистых культур дрожжей перед западноевропейскими и указал на необходимость изучения физиологии дрожжей для отбора лучших, повышающих вкусовые достоинства вина.

Работы М. Ф. Щербакова и А. М. Фролова-Багреева в 1907–1908 гг, также были направлены на отбор лучших культур дрожжей для виноделия с учетом брожения при различной температуре. Однако, несмотря на достигнутые в этом вопросе успехи исследователей, чистые культуры дрожжей в производстве использовались мало. Основной причиной являлся нестерильный процесс виноделия.

Новую главу в развитии микробиологии виноделия открыли исследования, проведенные в 1924–1926 гг. М. А. Герасимовым. Он рекомендовал использовать сернистую кислоту при отстаивании сусла, что имело большое практическое значение, так как введение в хорошо осветленное сусло активных чистых культур дрожжей, приученных к сернистому ангидриду, способствует более успешному их применению.

Первой проблемой микробиологии виноделия, которой посвящены работы многих исследователей, являлось выделение чистых культур дрожжей и отбор наиболее ценных для производства в разных условиях. Культуры дрожжей были выделены для следующих районов виноделия: Крыма – М. А. Герасимовым, Н. Ф. Саенко, А. А. Бачинской и А. Г. Конокотиной, М. А. Бордуновой, Е. Н. Одинцовой и Н. И. Бурьян; Средней Азии – Е. И. Квасниковым и В. А. Хроликовой, А. В. Шахсуварян,

В. П. Журавлевой, М. И. Мавлани и Н. Б. Эгамбердиевым, Р. Д. Зубковой; Молдавии – А. А. Богачевым, Н. П. Трофименко, И. И. Баштанной; Северного Кавказа и Грузии – И. М. Рябченко, Г. И. Мосиашвили, Ш. Абрамовым; Армении – Б. П. Авакяном; Е. А. Геворкян, Л. Г. Даниелян; Закарпатской области – Л. В. Тюриной.

В результате анализа выделенных культур установлено большое разнообразие дрожжей, способных к полному выбраживанию виноградного сусла. Всестороннее изучение выделенных культур, определение принципов отбора их для виноделия позволили рекомендовать для применения в производстве большое количество рас дрожжей с высокими производственными качествами для приготовления вин различных типов: столовых сухих, полусладких, крепких, хереса и шампанского.

Для снабжения винодельческой промышленности чистыми культурами дрожжей, изучения и отбора лучших, характеризующихся высокими производственными показателями, были созданы коллекции. В настоящее время в одной из основных коллекций чистых культур дрожжей для виноделия во ВНИИВиВ «Магарач» насчитывается свыше 400 культур. Работы по паспортизации чистых культур дрожжей, направленные на подробное описание свойств и условий, способствующих выявлению и сохранению ценных качеств, были начаты в 1939 г. А. М. Шумаковым и И. Е. Белым. Дальнейшие работы по паспортизации чистых культур дрожжей, выполненные под руководством Н. Ф. Саенко, основаны на полной общей характеристике производственных рас дрожжей. Эта характеристика помимо биологических показателей включает и чисто технологические (влияние величины pH на интенсивность роста; бродильную функцию и структуру осадка дрожжей; влияние SО2; способность усваивать кислоты и др.), что позволило рекомендовать лучшие расы дрожжей для приготовления вина того или иного типа.

Исследования и разработка методов по сохранению свойств чистых культур дрожжей при длительном хранении их в коллекциях были выполнены Н. Ф. Саенко и Т. А. Сахаровой – предложен метод направленного культивирования дрожжей с целью их адаптации к влиянию различных факторов (спирта, SO2, высокой температуры, давления СО2 и пр.), Н. И. Бурьян под руководством Е. Н. Одинцовой – установлены биологические основы стабилизации свойств культур дрожжей в коллекциях.

Дальнейшее развитие микробиологии виноделия позволило получить важные результаты по определению взаимоотношений различных видов дрожжей рода Saccharomyces: Л. В. Тюриной установлено, что дрожжи вида Sacch. vini более приспособлены к обитанию в плодово-ягодных соках, а дрожжи Sacch. oviformis – к жизнедеятельности в вине. В коллекции чистых культур дрожжей для виноделия и в пробах спонтанно сброженного виноградного сусла определены 3 фенотипа дрожжей: киллер (убийца), нейтральные и чувствительные. Фенотипическая характеристика рас дрожжей явилась основой метода для определения чистоты брожения виноградного сусла на заданной культуре (Л. В. Тюрина, Н. И. Бурьян).

Изучая продукты биосинтеза различных видов и рас дрожжей с использованием современных физико-химических методов анализа (газожидкостная хроматография, спектральный анализ и др.), биохимики и микробиологи определили, что количественное соотношение компонентов комплекса вторичных продуктов зависит не только от температуры, степени аэрации, концентрации водородных ионов, окислительно-восстановительного потенциала, состава среды, фазы брожения, но и от рас дрожжей, на которых ведется брожение. Важную роль в этом отношении сыграли работы, проведенные в 50–60-х годах Л. Женевуа, Э. Пейно, Ж. Риберо-Гайоном, М. Лафоном, Ф. Радлером, Б. Ранкином, С. Оугом, Р. Веббом и Д. Инграгамом, М. Америном и А. Соумалайненом. В Советском Союзе продукты обмена веществ различных рас дрожжей в последние годы начали изучать Г. И. Мосиашвили, Ф. Г. Саруханян, Б. П. Авакян, Т. А. Сахарова, Н. Г. Саришвили, Н. И. Бурьян.

Исследования физиологии хересных дрожжей и установление их положения в систематике дрожжей, впервые начатые советскими учеными Н. Ф. Саенко, Н. Н. Простосердовым и др., вскрыли биохимические процессы, протекающие в вине под хересной пленкой, что позволило рационально подойти к организации производства советского хереса. Благодаря работам советских ученых – Г. Г. Агабальянца, Н. Ф. Саенко, А. А. Преображенского – впервые в мировой практике предложено осуществлять процесс хересования виноматериалов в потоке в специальных установках.

Большой вклад в изучение функциональной деятельности дрожжей шампанского производства внес Н. Г. Саришвили. Исследования, посвященные отбору рас дрожжей, обладающих высокой биосинтезирующей способностью, установлению оптимального состава питательной среды для размножения дрожжей, разработке эффективных способов размножения и подготовки культур дрожжей к шампанизации, позволили рекомендовать новые способы повышения физиолого-биохимической активности дрожжей, регулирования биохимических процессов в производстве шампанских вин, приготовляемых непрерывным способом.

Второй проблемой, связанной с микробиологией виноделия, является учение о спиртовом и других типах брожения. Исследования, которые провели Л. Пастер, А. Н. Лебедев, С. П. Костычев, Л. А. Иванов, К. Нейберг, Г. Эмбден, Я. О. Парнас, О. Мейергоф, раскрыли биохимизм отдельных стадий алкогольного и молочнокислого брожения. Одна из интересных закономерностей, установленная Л. Пастером, касается торможения процесса спиртового брожения кислородом воздуха, впоследствии названная пастеровским эффектом. Успехи биохимии и микробиологии в современных условиях позволили выявить сущность этого явления и практически использовать полученные данные в виноделии. В процессе исследований детально выяснялся механизм реакции торможения. А. А. Мартаковым было показано, что торможение спиртового брожения при аэрации виноградных вин вызывается окислением спирта и кислот, а не прямым окислением сахара, хотя частичное окисление его до СО2 в этих условиях происходит. Установлено, что торможение процесса разложения сахара при аэрации обусловлено получением энергии дрожжами при окислении более калорийного продукта – спирта.

Е. Н. Одинцова, выясняя существующие у дрожжей связи между энергией брожения и энергией дыхания (степень анаэробиоза), установила, что культуры вида Sacch. vini – основные возбудители брожения виноградного сусла, характеризуются наиболее низкой степенью анаэробиоза по сравнению со спиртовыми и пивными дрожжами. Однако расы винных дрожжей в свою очередь неодинаковы. Для виноделия отобраны перспективные расы дрожжей более анаэробного типа, у которых снижена потребность в кислороде воздуха.

Молочнокислые бактерии в вине вызывают процессы брожения сахаров и кислот. Советские ученые интенсивно развивают исследования по изучению молочнокислых бактерий. Получены важные результаты по изучению взаимоотношений бактерий с дрожжами, определено систематическое положение бактерий, развивающихся в винах, исследуются отдельные элементы обмена веществ. Успехи в изучении молочнокислых бактерий позволили по-новому подходить к практически важным вопросам рекомендаций методов контроля и частичного регулирования процессов, вызываемых молочнокислыми бактериями. Большой вклад в эту область исследований внесли советские исследователи– Н. Ф. Саенко, Е. И. Квасников и Г. Ф. Кондо, Ф. Г. Саруханян, 3. Д. Рабинович и зарубежные – Э. Пейно, Г. Шандерль, Ф. Радлер, Б. Ранкин, С. Оуг, П. Бидан, Г. Кук, М. Америн.

Е. И. Квасниковым впервые доказано, что естественной средой обитания отдельных групп молочнокислых бактерий является почва и заболевание вин разных типов вызывается ими, а не специфическими видами молочнокислых бактерий. Изучение биологии молочнокислых бактерий и их свойств позволило Е. И. Квасникову разработать систему мероприятий по профилактике заболеваний и лечению вин, а также регулированию яблочно-молочного брожения в столовых винах для повышения их качества.

Третья проблема микробиологии виноделия – микробиологический контроль производства, являющийся одним из основных средств повышения качества продукции. Возникла необходимость в научной разработке наиболее простых, точных и быстрых методов микробиологического контроля. В 1938–1939 гг. под руководством и при непосредственном участии Н. Ф. Саенко разработан экспресс-метод определения чистоты обработки тары, оборудования, воздуха производственных помещений и вспомогательных материалов, а также даны шкалы для оценки их состояния. Установлены объекты контроля и места взятия проб для анализа. До сих пор эти методы не утратили своей важности наряду с другими методами микробиологического контроля производства, предложенными Е. И. Квасниковым и Г. Ф. Кондо, 3. Д. Рабинович.

Большой вклад в организацию и обоснование микробиологического контроля в винодельческой промышленности внесли А. М. Шумаков, Н. К. Могилянский, М. А. .Мальцева, Н. И. Дрбоглав, Д. К. Чаленко, Т. А. Чистович.

Все эти исследования, являясь базой виноделия, оказали несомненное влияние на развитие винодельческой промышленности.