ЯБЛОЧНО-МОЛОЧНОЕ БРОЖЕНИЕ ВИН

Возбудители яблочно-молочного брожения

Единственно полезным процессом, который вызывается молочнокислыми бактериями в вине, является яблочно-молочное брожение в высококислотных винах. Разложение других составных частей, а также яблочной кислоты в винах с нормальной или низкой кислотностью нежелательно и даже вредно. Совершенно безопасным для качества вина может быть такой процесс яблочно-молочного брожения, при котором бактерии атакуют яблочную кислоту и не затрагивают других компонентов.

Э. Пейно [295] приводит классификацию бактериологических атак по степени возрастающей опасности: при сбраживании арабинозы, лимонной кислоты и ксилозы – образуется небольшое количество летучих кислот и незначительно снижается качество вина; при сбраживании винной кислоты, глицерина, глюкозы и фруктозы – в вине происходят серьезные изменения, повышается содержание летучих кислот и резко снижается качество.

Степень опасности, которую молочнокислые бактерии представляют для вина, зависит от свойств вида бактерий и характеристики вина. Наименее опасными являются те молочнокислые бактерии, которые сбраживают яблочную кислоту, не затрагивая сахаров, либо сбраживают сахара без образования летучих кислот.

Г. Ф. Кондо [79] экспериментально показала, что на винодельческих заводах Молдавии некоторые группы молочнокислых бактерий используют в кислых винах яблочную кислоту, не затрагивая сахаров. Э. Пейно [295] объясняет это явление, свойственное гетероферментативным коккам, несоответствием порогов pH сбраживания сахаров и яблочной кислоты. Изученные им 398 штаммов гетероферментативных кокков использовали яблочную кислоту, в среднем начиная с pH 3,23, а сахара – с pH 3,51.

У некоторых штаммов разрыв между порогами pH сбраживания сахаров и яблочной кислоты составлял от 0,6 до 0,8. Наиболее желательными агентами яблочно-молочного сбраживания являются гетероферментативные кокки, особенно штаммы, не сбраживающие лимонную кислоту и арабинозу. Другим подходящим возбудителем яблочно-молочного брожения считают гомоферментативные бактерии. Они рекомендуются исследователями на том основании, что при сбраживании глюкозы не образуют летучих кислот.

Яблочно-молочное брожение считается необходимым для приготовления немецких рейнских вин [223], французских красных бордоских [154], молдавских [79], хереса [80] и других вин, имеющих высокую кислотность. Однако для качества вина далеко не безразлично, каким именно видом бактерий вызвано яблочно-молочное брожение. Помимо разложения яблочной кислоты бактерии частично используют также сахара. При этом необходимо отдать предпочтение тем бактериям, которые не дают побочных продуктов при потреблении сахаров, либо совсем их не затрагивают. Исследователи остановили свой выбор на двух видах бактерий: гомоферментативных палочках [72, 258] и гетероферментативных кокках рода Leuconostoc (по старой номенклатуре Bact. gracile) [263, 316, 321, 334].

Гомоферментативные бактерии одновременно с разложением яблочной кислоты могут сбраживать глюкозу, которая в незначительном количестве имеется в сухом вине, и образовывать при этом молочную кислоту без побочных продуктов. В табл. 44 приведены данные [72, 258] о накоплении летучих кислот при совместно идущих в вине процессах молочнокислого и яблочно-молочного брожения, экспериментально вызванных молочнокислыми бактериями. Эти результаты наглядно показывают, что гетероферментативные палочки как в сусле, так и в сухом вине образуют большое количество летучих кислот, в то время как образование летучих кислот в вине (по сравнению с контролем) гомо-ферментативными палочками не наблюдалось.

Таблица 44

Гетероферментативные кокки Э. Пейно [295] считает еще более подходящими .агентами яблочно-молочного брожения. В его опытах (табл. 45) из 398 изученных штаммов рода Leuconostoc при pH 3 сбраживали яблочную кислоту 36% штаммов и только 7% сбраживали сахар, при pH 3,2 яблочную кислоту сбраживали 31% штаммов, а сахар – 12% штаммов. При более высоких значениях pH все большее число штаммов начинают сбраживать сахара и все меньшее – яблочную кислоту. Таким образом, в сухих винах, нуждающихся в биологическом кислотопонижении, гетероферментативные кокки преимущественно используют яблочную кислоту, не затрагивая сахаров.

Таблица 45

Спонтанный процесс яблочно-молочного брожения в винах

Самопроизвольным процессом яблочно-молочного брожения можно управлять на основании знания биологии возбудителя и факторов, влияющих на его жизнедеятельность. Благоприятным для сложения высококислотного вина может быть развитие в нем гетероферментативных кокков или гомоферментативных палочек. Для стимулирования их развития высококислотные вина не следует сульфитировать. Однако сразу после использования этими бактериями яблочной кислоты необходимо их инактивировать [69]. В тех случаях, когда в винах хотят сохранить большую свежесть, а в мускатах сортовой аромат, яблочно-молочное брожение не проводят до конца, т. е. оставляют часть яблочной кислоты несброженной.

Развитие всех видов бактерий в низкокислотных винах или гетероферментативных бактерий в сахарсодержащих винах должно быть остановлено.

Регулируя режим сульфитации сусла при отстаивании и вина после окончания спиртового брожения, можно стимулировать или подавлять биологическое кислотопонижение. При необходимости проведения яблочно-молочного брожения высококислотное сусло можно сульфитировать при отстаивании введением сернистой кислоты не более 50–75 мг/л. После окончания спиртового брожения сульфитация такого вина нежелательна, так как понижение кислотности может произойти слишком поздно либо совсем не развиться.

Г. Г. Валуйко [34] показал, что спонтанному возникновению яблочно-молочного брожения в сухих белых и красных винах способствует обогащение вина азотистыми веществами при выдержке его на дрожжах.

В низкокислотных винах процесс биологического кислотопонижения не следует допускать, так как он ухудшает вкус и букет. Поэтому при изготовлении вин из низкокислотных сусел желательно проводить отстаивание их при сульфитации до содержания сернистой кислоты 120–150 мг/л, а после выбраживания сахаров вино снимать с дрожжевого осадка и хранить при температуре ниже 10°С. Дополнительную сульфитацию вина следует проводить до содержания в нем сернистой кислоты в количестве, не допускающем развития бактерий.

Процесс яблочно-молочного брожения можно остановить сульфитацией до содержания в вине 25–30 мг/л свободной сернистой кислоты, оклейкой, фильтрацией, а также пастеризацией.

На скорость процесса яблочно-молочного брожения большое влияние оказывает температура. Как низкие (ниже 10°С), так и высокие (выше 35°С) температуры препятствуют процессу биологического кислотопонижения вин. Однако после того, как в вине размножились бактерии и процесс разложения яблочной кислоты начался, он может продолжаться и при температуре 5°С.

Окислительно-восстановительный потенциал также влияет на течение процесса кислотопонижения. При более низкой величине окислительно-восстановительного потенциала активнее развиваются бактерии и быстрее завершается процесс. Этим некоторые авторы [81] объясняют более интенсивный процесс яблочномолочного брожения в крупных герметииеских резервуарах, чем в мелкой таре; по мнению других, это связано с большей вероятностью попадания бактерий из сусла.

Оптимальное содержание в сухих столовых винах титруемых кислот в пересчете на винную составляет 6 г/л, отклонения допускаются ±2 г/л. Практически нередко титруемая кислотность достигает 9,5–10,5 г/л. Кроме перечисленных выше условий, способствующих развитию спонтанного процесса яблочно-молочного брожения, а именно режима сульфитации, необходимо учитывать содержание винной и яблочной кислот в винах, в которых понижение кислотности является желательным. В соответствии с содержанием яблочной кислоты в винах следует рассчитывать на ту или иную интенсивность процесса яблочномолочного брожения и возможное снижение титруемой кислотности.

Известно, что соотношение винной и яблочной кислот в винах зависит от сорта и района произрастания винограда. Поданным Г. Ф. Кондо [79] за ряд лет, в столовых винах Молдавии содержится довольно разнообразный комплекс кислот. В винах из сортов винограда Фетяска и Алиготе содержится – яблочной до 3,5 г/л и винной до 6,5 г/л; Ркацители и Совиньон – яблочной до 6 г/л и винной до 6 г/л.

По данным Варненского района НРБ за последние 10 лет, в виноматериале из винограда сорта Рислинг итальянский содержится наименьшее количество яблочной кислоты по сравнению с 10 другими виноматериалами из других сортов винограда – от 0,5 до 2,4 г/л. В вине из винограда сорта Ркацители содержится яблочной кислоты от 1,2 до 3,1 г/л, а из винограда сорта Алиготе – от 3,3 до 5,0 г/л [191].

3. Д. Рабинович [153] при обследовании вин Одесской области и Предгорной зоны Крыма установила наименьшее содержание яблочной кислоты в вине из винограда сорта Рислинг (1,2–1,8 г/л), причем оно сочетается с наличием большого количества винной кислоты (4–6 г/л). Все другие вина содержат яблочной кислоты больше или столько же, сколько и винной.

Такое сочетание кислот особенно характерно для красных вин. Вина из винограда сортов Бастардо, Каберне, Рубиновый Магарача содержат мало винной кислоты (свободной и ее кислых солей), их титруемая кислотность обусловлена в основном яблочной и молочной кислотами.

Значение pH вина находится в зависимости от содержания винной кислоты в общем количестве титруемой кислотности [124]. Так, при одинаковой титруемой кислотности 6,5 г/л вино из винограда сорта Алиготе урожаев двух лет (1967 и 1972 гг.) содержало разное количество винной кислоты от 3,0 до 1,8 г/л, что отразилось на величине pH – 3,1 и 3,2 соответственно.

Соотношения винной и яблочной кислот, найденные в опытах для некоторых сортов вин, позволяют выбрать способ понижения кислотности: биологический, состоящий в утилизации микроорганизмами яблочной кислоты, или химический – путем осаждения винной кислоты.

Влияние pH вина на скорость использования яблочной кислоты молочнокислыми бактериями показано в табл. 46 [315].

Таблица 46

Состав кислотного комплекса, типичный для вин из винограда сорта Рислинг, как правило, характеризующийся очень малыми количествами яблочной кислоты при большом содержании винной и в соответствии с этим низким значением pH, по-видимому, не стимулирует, а даже препятствует развитию молочнокислых бактерий.

В красных винах в связи со значительно меньшим содержанием винной кислоты, чем яблочной, значение pH выше. При содержании титруемых кислот 8–10 г/л pH вина соответственно составляет 3,2 и 3,4. Это является одной из причин того, что понижение кислотности в красных винах возникает и проходит значительно быстрее, чем в белых. Естественно, перечисленными факторами не исчерпываются возможности управления процессом яблочно-молочного брожения. Активная кислотность (pH) является весьма важным показателем в регулировании процессов, вызываемых молочнокислыми бактериями. В большинстве случаев pH вин находится в пределах 2,8–3,8, для вин южных районов СССР величина pH составляет 3,8–4,6. Высокая активная кислотность замедляет разложение яблочной кислоты. Так, в винах с pH 3,24 яблочная кислота была использована бактериями через полтора месяца после спиртового брожения, а в винах с pH 2,8 – только через шесть месяцев.

Развитие молочнокислых бактерий в шампанских винах описано в литературе [67, 219]. По данным 3. Д. Рабинович, при шампанизации вин в потоке сбраживается около 3 г/л яблочной кислоты (остаются только следы ее); сбраживается и вся лимонная кислота 0,3 г/л; содержание молочной увеличивается на 1,4 г/л. Титруемая кислотность при этом уменьшается от 7,0 до 5,4 г/л. Возбудителем яблочно-молочного брожения оказались гомоферментативные палочки Lactobacillus plantarum, особенностью которых является их принадлежность к R-формам и способность расти при температуре 45–50°С. Следует обратить внимание на рекомендацию при производстве виноматериалов для игристых вин принимать меры по сохранению яблочной кислоты, поскольку установлено, что виноматериалы с более высоким содержанием яблочной кислоты обладают высоким коэффициентом сопротивления к выделению СО₂, что указывает на хорошие игристые свойства [219].

Яблочно-молочное брожение в винах
при введении чистых культур бактерий

Вызвать процесс яблочно-молочного брожения в винах путем введения чистых культур молочнокислых бактерий очень трудно. Вино содержит довольно ограниченный ио составу набор необходимых питательных веществ, что затрудняет их размножение. Тормозит развитие их также высокая активная кислотность вин и наличие спирта. Поэтому введение в вино селекционированной бактериальной разводки чаще всего не дает положительных результатов [301].

Опыт применения лиофилизированного порошка молочнокислых бактерий для стимулирования яблочно-молочного брожения в красных винах разных винодельческих подвалов Франции не дал положительных результатов. Внесение бактерий в вина иногда вызывало процесс яблочно-молочного брожения [328].

На востоке США рекомендуют для активирования размножения бактерий L. citrovorum в винах применять биостимуляторы, которые способствуют развитию процесса биологического кислотопонижения столовых вин даже при pH 3,0, когда без стимуляторов превращение яблочной кислоты вообще не происходит [233].

Есть сообщения об удачных опытах экспериментального кислотопонижения вина путем введения бактериальной разводки как в сусло, так и в вино. При использовании этого приема требуется правильно выбирать культуру возбудителя, т. е. учитывать биохимические и физиологические свойства молочнокислых бактерий. Применяемая культура должна быть достаточно кислотоустойчива, чтобы развиваться при высокой активной кислотности вина (pH 2,7–3,2). Из смеси питательных веществ в первую очередь она должна использовать яблочную кислоту и не давать побочных продуктов, ухудшающих качество вина. Это должны быть гетероферментативные кокки или кислотоустойчивые штаммы гомоферментативных палочек, не сбраживающих лимонной кислоты и пентоз.

Однако наряду с правильным выбором культуры необходимо выбрать наиболее подходящий момент для внесения разводки молочнокислых бактерий в бродящую среду. При наличии в вине большого количества несброженных сахаров существует опасность образования из них молочной кислоты. К нежелательным последствиям могла бы привести и. остановка по различным причинам спиртового брожения. Наиболее безопасно введение бактериальной разводки в вино, содержащее не более 0,2% несброженных сахаров.

С. Лафон-Лафуркад, С. Домерк и Э. Пейно на протяжении ряда лет проводили опыты экспериментального заражения вин бактериями яблочно-молочного брожения. Для адаптации бактерий к спиртуозности вина бактериальную разводку выращивали с дрожжами в смешанной культуре на среде, состоящей из виноградного сусла (в два раза разведенного водой), 5 г/л дрожжевого экстракта, 10% этилового спирта; pH 4,8. При температуре 25°С в течение 3 сут алкогольное брожение заканчивалось, а бактериальная культура развивалась в спиртовой среде. Затем центрифугированием при частоте вращения 3000 об/мин большее количество дрожжей удаляли, а из оставшейся среды центрифугированием при 9000 об/мин собирали бактерии и промывали раствором хлористого натрия (7 г/л).

Для экспериментального посева в вино использовались самые кислотоустойчивые и спиртовыносливые штаммы молочнокислых бактерий. В опытах испытывалось 27 штаммов палочек и кокков, из них 2 – гомоферментативных, 25 – гетероферментативных. Из всех испытанных культур молочнокислых бактерий систематически вызывали яблочно-молочное брожение только 5 штаммов гетероферментативных кокков. Процессу брожения предшествовал продолжительный период адаптации бактерий к вину (рис. 39) [315].

Рис. 39. Кривая развития бактерий при яблочно-молочном брожении (ЯМБ) красных вин [315].

У всех испытанных видов молочнокислых бактерий наблюдалось уменьшение количества жизнеспособных клеток с первых же часов внесения разводки в вино. За 48 ч пребывания в вине 25–90% клеток теряли способность к размножению. В течение последующих 15–30 сут продолжалось, но более медленно отмирание бактерий. Затем оставшиеся живые клетки начали адаптироваться к среде, количество их постепенно возрастало. Скрытый период адаптации бактерий до заметного их увеличения длился 8–30 дней.

Первым фактором, лимитирующим быстрое развитие бактерий в экспериментальных посевах, является pH вина. Влияние pH на устойчивость молочнокислых бактерий в вине показано в табл. 47. В момент засева в 1 мл вина содержалось 620000 жизнеспособных бактерий. Чем выше значение pH, тем большее количество бактерий остается в жизнеспособном состоянии. Рост культуры начинается только после 14-дневной и более длительной адаптации бактерий. Спонтанное яблочно-молочное брожение наблюдается иногда и при pH 2,9 и 3,0. Относительно быстрое развитие бактерий при спонтанном кислотопонижении обусловлено, вероятно, формированием естественно отселекционированной популяции кислотоустойчивых штаммов, у которых к тому же период адаптации в вине проходит незаметно для наблюдателя (315]. Однако при равном значении pH в разных винах рост бактерий неодинаков. По-видимому, играют роль и другие факторы: содержание в вине спирта, недостаток минеральных солей, витаминов и аминокислот.

Таблица 47

Существует связь между pH и другими факторами, оказывающими влияние на процесс яблочно-молочного брожения [258]. Скорость яблочно-молочного брожения в винах, инокулированных бактериями Leuconostoc oenos, в зависимости от pH различна (табл. 48). При этом скорость брожения прямо пропорциональна первоначальным величинам pH.

Таблица 48

 При более высоких первоначальных значениях pH вина к концу процесса pH увеличивалось на 0,2.

Рассматривая особенности культур молочнокислых бактерий, разных по биохимической деятельности и по систематическому положению, 3. Д. Рабинович [150] отмечает высокую активность гетероферментативных кокков рода Leuconostoc в снижении кислотности высококислотных вин. Этот вид молочнокислых бактерий может размножаться и вызывать яблочно-молочное брожение даже в винах с содержанием титруемых кислот 11 г/л, винной кислоты – 5 г/л, pH 3,0. В табл. 49 приведены данные, характеризующие кислотопонижение в белых винах чистыми культурами молочнокислых бактерий. Гомо- и гетероферментативные палочки размножаются и вызывают яблочно-молочное брожение в винах с меньшей кислотностью и значительно более высоким значением pH. Здесь же следует отметить и то, что лучшим способом индуцирования яблочно-молочного брожения чистыми культурами молочнокислых бактерий является внесение бактериальной разводки в бродящее или дображивающее сусло.

Таблица 49

По наблюдениям [150, 264, 270, 279] сильно стимулирующее влияние на развитие внесенной бактериальной разводки оказывает брожение сусла на мезге. Это характерно как для красных вин, так и для белых вин. Предполагается, что активизирующая роль принадлежит веществам, экстрагирующимся из кожицы винограда.

3. Д. Рабинович [150], исследуя процесс кислотопонижения в пастеризованных красных столовых винах при введении разводки бактерий совместно с дрожжами в количестве 3–5%, установила, что процесс начинался и полностью завершался в течение 7–10 дней. При этом смесь штаммов бактерий рода Leuconostoc вызывала яблочно-молочное брожение, использовав 3,0–5,0 г/л яблочной кислоты (табл. 50). Действие продуктов обмена различных родов и видов дрожжей при сбраживании виноградного сусла на активность использования яблочной кислоты в виноматериалах бактериями изучено С. Лафон-Лафуркад [270].

Таблица 50

Установлено минимально угнетающее действие среды, сброженной Sacch. ellipsoideus или Sacch. oviformis; большее – в среде, сброженной Sacch. rosei; Sacch' chevalieri, и значительное – в среде, сброженной Saccharomycodes ludwigii, Н. uvarumr 188 Н. anomala.

Антагонистические взаимоотношения между дрожжами и молочнокислыми бактериями описаны в литературе [11, 182, 260].

Эти исследования взаимодействия дрожжей и бактерий свидетельствуют о том, что для успешного проведения процесса биологического кислотопонижения спиртовое брожение должно осуществляться чистыми культурами дрожжей, причем определенными видами и штаммами.

Яблочно-молочное брожение в непрерывном потоке

Как известно, непрерывное культивирование микроорганизмов явилось основой усовершенствования многих технологических процессов.

Весьма важное значение для виноделия имеет способ биологического регулирования снижения кислотности и окислительновосстановительных процессов в виноматериалах [18, 197, 198]. Сущность способа кислотопонижения виноматериалов в непрерывном потоке заключается в комплексном использовании дрожжей и молочнокислых бактерий, что позволяет вести биологическое кислотопонижение и регулировать окислительно-восстановительные процессы при производстве столовых вин. На рис. 40 изображена схема установки [18]. Виноматериал непрерывно подается в систему последовательно соединенных ферментеров, заполненных наполнителями со сверхвысокой концентрацией дрожжей. В первый ферментер непрерывно совместно с виноматериалом подается около 1% 3–4-суточной разводки дрожжей и 1% разводки молочнокислых бактерий. Размножение бактерий происходит при температуре 30–35°С в специальном культиваторе, в который все время поступает 2–5% виноматериала, выходящего из первого ферментера, обогащенного продуктами автолиза дрожжей. Процесс биологического кислотопонижения осуществляется в первом ферментере при температуре 18–20°С. Во втором ферментере, куда перетекает 95–98% виноматериала из первого ферментера и вводится 1,5–2% разводки дрожжей, при температуре 6–8°С практически прекращается деятельность бактерий, проходят восстановительные процессы и виноматериал обогащается биологически активными веществами. Содержание сернистой кислоты в винах не должно превышать общей 100–140 мг/л и свободной 8–14 мг/л. В процессе такой обработки улучшалось качество ординарных сухих столовых вин, существенно снижался окислительный потенциал, содержание летучих кислот и альдегидов, вина утрачивали излишнюю окисленность.

Рис. 40. Технологическая схема биологического регулирования снижения кислотности
и окислительно-восстановительных процессов в производстве столовых вин:
1 – ферментеры с наполнителями; 2 – пастеризатор; 3 – термос-резервуары; 4 –тепло­обменник; 5 –фильтр;
6 – культиватор молочнокислых бактерий; д – дрожжевая раз­водка; мб – разводка молочнокислых бактерий [971.

В табл. 51 приведена химическая характеристика контрольных и опытных образцов вин после процесса бактериального кислотопонижения в непрерывном потоке в НПО «Яловены».

Таблица 51

После обработки в аппаратах виноматериал рекомендуется дополнительно обработать (пастеризовать при температуре 55– 60°С, выдержать в термос-резервуарах 12–24 ч, охладить до 10– 12°С), отфильтровать и направить на отдых.

3. Д. Рабинович проведены опыты яблочно-молочного брожения в непрерывном потоке на лабораторных аппаратах с использованием чистых культур бактерий рода Leuconostoc.

В вине с титруемой кислотностью 10,0 г/л в результате 8,5-суточного цикла поточного яблочно-молочного брожения сброжено 3,0 г/л яблочной кислоты. Учет концентрации бактерий в сбраживаемой среде показал возможность воспроизводства их в потоке со скоростью, достаточной для проведения брожения. Для осуществления брожения виноматериалов в потоке в них должно содержаться бактерий не менее 60–70 млн./мл.

Влияние биологического снижения кислотности на качество вин

До настоящего времени оно полностью не выяснено. Данные многих исследователей свидетельствуют о том, что этот процесс повышает качество в основном красных вин. Так, Э. Пейно [302] в книге «Практическое виноделие» отмечает улучшение вкусовых качеств красных вин после биологического снижения кислотности: они становятся мягкими, бархатистыми, улучшается окраска, изменяется аромат. Качество белых вин при яблочномолочном брожении улучшается не всегда.

Ф. Радлер [309], проведя хроматографическое исследование 1217 образцов высококачественных белых и красных вин, показал, что процесс понижения кислотности происходит преимущественно в красных винах, в белых значительно реже. При этом в красных винах он не отмечает явной связи между качеством вина и степенью использования яблочной кислоты бактериями. Бактериальное расщепление яблочной кислоты на качество белых вин, по его мнению, влияет неблагоприятно.

Б. Ранкин [314] отмечает, что дрожжи рода Saccharomyces могут разлагать в процессе алкогольного брожения около 45% яблочной кислоты в сусле, положительно влияя этим на качество вин. Что касается яблочно-молочного брожения, то образующиеся при разложении сахаров и других компонентов вин диацетил, ацетоин, 2,3-бутиленгликоль, муравьиная кислота и иногда сероводород могут ухудшить качество вин. Понижение кислотности в результате яблочно-молочного брожения может уменьшить интенсивность окраски и изменить оттенок цвета красных вин, а также способствовать осаждению кислого виннокислого калия.

При определении влияния яблочно-молочного брожения на отдельные компоненты сухих красных вин, приготовленных из различных сортов винограда Австралии, выявлено сходство с данными, ранее полученными при обследовании вин Калифорнии. В сухих красных винах процесс яблочно-молочного брожения был вызван кокковыми формами бактерий, относящимися к роду Leuconostoc; содержание диацетила повысилось до 2,8 мг/л. Снижения качества вин не отмечено, за исключением случаев бактериального разложения винной кислоты [273].

Р. Вебб и Д. Инграхам [332] изучали индуцированное яблочно-молочное брожение введением культур ML – 34 и 31 и показали, что в аромате вин имеются различия в зависимости от используемых культур. Другие работы [248, 263] подтвердили такое заключение.

В результате исследований, проведенных И. Шнейдером [322], стало известно, что молочнокислые бактерии в процессе биологического кислотопонижения обогащают вино гистамином и другими летучими аминами, обладающими токсическим действием. Содержание гистамина в винах может достигать 30 мг/л. Допускаемое максимальное содержание гистамина в винах по разным данным составляет 2–6 мг/л. Виноградный сок не содержит гистамина. Образуется он в результате жизнедеятельности молочнокислых бактерий при декарбоксилировании гистидина.

Таким образом, мнение многих исследователей сходится на том, что процесс бактериального кислотопонижения не может быть рекомендован для всех столовых вин. Из множества факторов, которые можно использовать для управления биологическим кислотопонижением вин, основным должно быть использование селекционированных культур бактерий, обладающих определенными физиолого-биохимическими свойствами. Такое же толкование подтверждается сведениями о том, что бактерии родов Leuconostoc и Pediococcus – возбудители яблочно-молочного брожения в винах образуют различное количество веществ, изменяющих букет и вкус вин [158, 209, 255, 272, 305, 322].

МОЛОЧНОКИСЛОЕ БРОЖЕНИЕ ВИН

Этот тип брожения (заболевание вина) также вызывают молочнокислые бактерии. Они сбраживают сахара с образованием молочной и уксусной кислот. В заболевшем вине уменьшается содержание сахара, увеличивается титруемая и летучая кислотность. Иногда выделяется СО₂.

Молочнокислому брожению подвергаются все типы вин, содержащие в своем составе то или иное количество сахаров, особенно малокислотные столовые с остаточным сахаром, крепкие и десертные с любым содержанием спирта, принятым в виноделии. Молочнокислые бактерии также могут использовать для развития альдегиды, глицерин, винную кислоту и др. Отсюда ясно, какой вред они наносят хересному производству, разлагая накопившиеся альдегиды.

Вино, в котором развивались молочнокислые бактерии, становится тусклым, теряет блеск. При встряхивании пробирки с вином появляются шелковистые волны (огромное скопление палочковидных бактерий). Внешний вид вина изменяется раньше, чем обнаруживаются другие признаки порчи. В дальнейшем вино приобретает неприятный сладковато-кислый вкус, своеобразный запах, напоминающий квашеную капусту. Иногда заболевание вина сопровождается появлением «мышиного привкуса». При глубоко зашедшем процессе, когда вино почти совсем испорчено, бактерии осаждаются на дно.

Процесс скисания вина наиболее активно вызывают молочнокислые палочки. Особенно большую опасность представляют гетероферментативные молочнокислые бактерии – Lactobacillus brevis, L. buchneri и L. fermenti, менее опасны гомоферментативные – L. plantarum.

В настоящее время считают, что нет оснований выделять в отдельный вид заболевания вин, именуемые «турн» и «пусс», поскольку возбудители их чаще всего относятся к группе молочнокислых бактерий и симптомы заболеваний, такие, как наличие шелковистых волн, выделение СО₂, изменение вкуса, идентичны молочнокислому скисанию. Предложено характеризовать заболевание вина изменением его определенной составной части или образованием нежелательных продуктов обмена. Например, «турн» – разложение винной кислоты, «прогоркание» – разложение глицерина, «маннитная болезнь» – превращение фруктозы в маннит. Такая характеристика заболеваний более стандартизована и заключает в себе конкретные сведения о происшедших в вине нежелательных изменениях [69].

Наиболее опасным заболеванием сахарсодержащих вин является гетероферментативное брожение, сопровождающееся обычно значительным повышением содержания летучих кислот (до 4 г/л) и накоплением молочной кислоты. Заболеванию подвергаются в основном малокислотные вина, возбудителями его являются гетероферментативные бактерии. Гомоферментативное брожение сахаров сопровождается значительным увеличением содержания молочной кислоты и повышением кислотности без повышения содержания летучих кислот. Оно может сопровождаться возникновением неприятно кислого вкуса и тонов «квашения». Источником этих пороков вина считают не молочную кислоту, а вторичные продукты, образуемые молочнокислыми бактериями при брожении. Возбудители брожения – гомоферментативные бактерии.

Замечено, что в результате молочнокислого брожения всегда появляются «квашеные» тона и вкус молочной сыворотки, а «мышиный тон» в отдельных случаях. Возникновение этого порока не является прямым следствием метаболизма в вине молочнокислых бактерий, а подготовляется сочетанием действия других факторов – определенной величины pH, установившейся в результате деятельности молочнокислых бактерий, и наличия железа.

Свойством разлагать фруктозу с образованием маннита обладают гетероферментативные молочнокислые бактерии. Они развиваются в малокислотных винах, содержащих сахар. При восстановлении фруктозы в маннит вино приобретает неприятный кисло-сладкий вкус. Маннитному брожению обычно сопутствует молочнокислое брожение сахаров, сопровождающееся повышением кислотности.

Разложение винной кислоты не является свойством одного какого-либо вида молочнокислых бактерий. Известно, что разлагать винную кислоту могут гомо- и гетероферментативные палочки и гетероферментативные кокки. Этим свойством обладают не все молочнокислые бактерии, а лишь отдельные штаммы. Процесс происходит в основном в малокислотных винах (pH 3,6). При разложении винной кислоты образуется уксусная кислота и углекислый газ. По другим данным, при разложении винной кислоты гомоферментативными палочками образуется молочная кислота и углекислый газ. Возможно, что разложение винной кислоты гомо- и гетероферментативными микроорганизмами происходит различными путями. При разложении винной кислоты кислотность вина уменьшается, появляется «плоскость» вкуса.

Свойством разлагать глицерин обладают отдельные представители всех видов молочнокислых палочек и кокков. Такие бактерии встречаются довольно редко. При разложении глицерина образуются уксусная, молочная и пропионовая кислоты, углекислый газ и остро пахнущий акролеин с резкими вкусовыми качествами. В красных винах акролеин в сочетании с полифенолами, в особенности с дубильными веществами типа эпикатехина, образует горькие вещества. Разложение глицерина происходит при средней кислотности вина (pH 3,3) и сопровождается ее повышением.

Молочнокислые бактерии в вине часто вызывают большее или меньшее повышение содержания летучих кислот. Наряду с уксусной кислотой, которая преобладает, в вине накапливаются пропионовая и муравьиная кислоты. Особенно интенсивно летучие кислоты образуются при гетероферментативном брожении сахаров, а также при разложении винной кислоты и глицерина. Значительное повышение летучих кислот, сопряженное с другими нежелательными изменениями в винах, приводит к необратимым изменениям качества вина. Если содержание летучих кислот в вине превышает 0,8–0,9 г/л, вино становится пустым и менее доброкачественным, хотя кислый привкус уксусной кислоты в нем еще не ощущается.

Однако возможны и менее значительные изменения состава вина, ведущие к увеличению летучих кислот в пределах допустимой нормы. Источники их образования необходимо иметь в виду при анализе изменения состава вина в процессе выдержки. Наблюдения показывают, что некоторое повышение содержания летучих кислот (на 0,1–0,2 г/л) происходит при нормальном биологическом кислотопонижении. Такое количество летучих кислот в значительно меньшей степени ухудшает качество вина, чем избыток яблочной кислоты.

Другим источником образования летучих кислот является разложение бактериями лимонной кислоты до молочной и уксусной и углекислого газа. Обычно оно происходит сразу после разложения яблочной кислоты. За счет сбраживания лимонной кислоты содержание летучих кислот в вине может увеличиться на 0,2 г/л. Поэтому для приготовления бактериальной разводки с целью кислотопонижения вина лучше отбирать штаммы, не разлагающие лимонной кислоты. При подкислении вин введением органических кислот необходимо помнить, что лимонная кислота легко атакуется бактериями.

Глюкуроновая кислота также разлагается молочнокислыми бактериями. Это объясняет ее отсутствие в некоторых винах. Галактуроновая кислота и полисахариды используются бактериями слабо.

Постоянным источником повышения летучих кислот являются и пентозы, всегда присутствующие в молодых винах. В среднем в винах содержится 0,7 г/л арабинозы и 0,16 г/л ксилозы. Гетероферментативные кокки могут потреблять арабинозу предпочтительно перед другими сахарами. Из 1 г арабинозы может образоваться 0,3 г летучих кислот (в пересчете на серную) и молочная кислота. Арабиноза сбраживается в основном кокками, ксилоза – палочками. Заслуживает внимания тот факт, что летучие кислоты образуются при сбраживании пентоз как гетероферментативными бактериями, так и гомоферментативными.

В процессе жизнедеятельности молочнокислые бактерии образуют кроме основных продуктов некоторое количество вторичных, оказывающих значительное влияние на сложение вина. К ним относятся диацетил, ацетоин и 2,3-бутиленгликоль.

Мало ощутимый во вкусовом отношении ацетоин (ацетил метилкарбинол) окисляется в диацетил, который ощущается во вкусе уже при концентрации 1 : 1000000. Пороговая концентрация ощущения диацетила в вине – 0,7–0,8 мг/л. По сведениям А. К. Родопуло, вина шампанские и сухие высокого качества содержат следы диацетила, вина среднего качества 0,4–0,8 мг/л, вина низкого качества – свыше 0,8 мг/л. Большие количества диацетила придают вину молочнокислые тона, тона квашения, переходящие в мышиный тон. Вино становится переокисленным, с грубым ароматом и вкусом. Диацетил и ацетоин образуются молочнокислыми бактериями и в процессе биологического кислотопонижения.

Скорость заболевания инфицированных вин зависит от их состава [68]. Бактерии размножаются быстро в винах с низкой титруемой кислотностью, с высоким pH (выше 3,0), содержащих сахар, и, наоборот, размножаются медленно в более жестких условиях (низкая температура, pH ниже 3,0), вследствие чего признаки заболевания проявляются через несколько месяцев. В связи с медленным размножением и заторможенным накоплением продуктов обмена молочнокислые бактерии обладают высокой выживаемостью. Особенно долго живут бактерии в дрож: жевых осадках [69]. Высокие концентрации сахара тормозят развитие бактерий. При концентрации SO₂ общей свыше 100 мг/л в сусле и 80 мг/л в вине молочнокислые бактерии не развиваются. Однако для остановки уже начавшегося заболевания, вызванного молочнокислыми бактериями, необходимо вводить SO₂ в количестве 200 мг/л.

Молочнокислые бактерии, развиваясь в столовых сухих низкокислотных винах, также вызывают вредный процесс – заболевание, связанное с использованием бактериями яблочной кислоты, лимонной, глицерина. Вино становится мутным, плоским и резким во вкусе, приобретает квашеные и часто мышиный тона.

Лечение заболеваний вин, вызванных развитием молочнокислых бактерий, является трудоемким, требуются тщательная обработка вина и длительные наблюдения.

В процессе оклейки и обработки адсорбентами (рыбий клей, желатин, бентонит) с последующей фильтрацией из вина выводится основная масса бактерий. Однако перед этой технологической операцией необходимо ввести в вино сернистый ангидрид в таких количествах, чтобы остановить жизнедеятельность бактерий. Отфильтрованное вино также сульфитируют до содержания SO₂ в количествах, допустимых в промышленности, или пастеризуют. Столовые вина, склонные к заболеванию и содержащие молочнокислые бактерии, следует пастеризовать при более высокой температуре (70–72°С). Вина с высоким содержанием спирта (20–17% об.) рекомендуется пастеризовать при температуре 50°С, а десертные (16–14% об.)–при температуре 55°С. Вино перед пастеризацией должно быть осветлено путем обработки оклеивающими веществами или фильтрацией, но без доступа воздуха.

Хорошие результаты дает фильтрация вин через стерилизующие фильтр-пластины. Мутные вина перед фильтрацией через обеспложивающий фильтр необходимо оклеить и профильтровать через обычные фильтр-пластины.

От мышиного тона в больных винах избавиться очень трудно, практически невозможно. Такое вино считается испорченным и непригодным даже для получения коньячных спиртов, потому

что неприятный тон переходит во все фракции отгона. Для лечения вин с незначительным мышиным запахом рекомендуется многократная переливка с проветриванием и последующей сульфитацией; оклейка и фильтрация; пастеризация с последующей оклейкой и фильтрацией; фильтрация через древесный уголь (но он одновременно выводит из вин красящие и ароматические вещества).

Для предотвращения развития молочнокислых бактерий в бутылочных винах необходимо своевременное проведение яблочномолочного брожения с последующей обработкой, способствующей максимальному выведению бактерий из вин, предельная доза сульфитации с введением разрешенных антисептиков.

Ожирение, или ослизнение, вина

Эта болезнь также вызывается развитием молочнокислых бактерий, проявляется она обычно в молодых белых малокислотных и малоспиртуозных столовых винах, бедных дубильными веществами и содержащих остаточный сахар.

Возникновение вязкости, ожирения, ослизнения вина А. Остервальдер в 1933 г. связал с процессом кислотопонижения, однако природа веществ, вызывающих изменение консистенции, не была выяснена. Предполагается, что тягучесть вина возникает в результате развития гетероферментативных кокков, которые образуют вискозные полимерные углеводы.

Характерным признаком больного вина является вязкость.

Оно льется медленно, струей, бесшумно. При глубоко зашедшем процессе вино становится слизистым, пустым, тягучим, похожим на яичный белок. Во вкусе чувствуется неприятная слизистость, однако первоначальный букет вина не исчезает.

Такие вина легко поддаются лечению. При слабом развитии ожирения слизь удаляют оклейкой, причем перед оклейкой в вино обязательно добавляют танин. Для лечения вина достаточно, например, применить сульфитацию, а затем удалить слизистые остатки бактерий, обрабатывая вино диатомитовым порошком. Однако сахар, оставшийся несброженным, может снова вызвать заболевание вина, поэтому после снятия вина с осадка необходимо провести его дображивание.

ЯВЛЕНИЕ ЛИЗОГЕНИИ У МОЛОЧНОКИСЛЫХ БАКТЕРИЙ ВИНА

Лизогения – своеобразный генетический симбиоз бактерий и фага – у молочнокислых бактерий вина вида Lactobacillus plantarum имеет широкое распространение и может служить источником соответствующего фага в природе и производстве. Умеренный фаг обнаружен у 33 штаммов из 48 испытанных [48]. Выделено и получено в «чистую» линию 10 фагов, однако применять их для лечения больных вин совершенно невозможно, поскольку они, хотя и устойчивы к действию спирта (10–25% об.), обладают очень повышенной чувствительностью к низким значениям pH (2,8–3,2) и к сернистому ангидриду (40–60 мг/л).

* * *

Таким образом, виноградное сусло, соки и вина являются благоприятной средой для развития уксуснокислых и молочнокислых бактерий. Уксуснокислые бактерии, используя этиловый спирт, а молочнокислые бактерии – сахара, яблочную кислоту (в винах с низкой кислотностью), лимонную и винную кислоты, глицерин – образуют летучие кислоты, эфиры и другие продукты, приводящие к снижению качества и порче продукта. Иногда изменения, вызываемые этими микроорганизмами, незначительны, но чаще бывает так, что через некоторое время вино становится совершенно непригодным к употреблению из-за неприятного вкуса и запаха, изменения цвета и значительных помутнений. Устранить изменения в составе и снижении качества в заболевших винах полностью чаще всего не представляется возможным, что приводит к потерям. Поэтому очень важно предупредить появление болезней вин.

Для виноделия опасны все виды уксуснокислых бактерий. Из молочнокислых бактерий заболевания вин чаще всего вызывают гетероферментативные палочки, быстро развивающиеся в винах с pH выше 3.

Молочнокислые бактерии могут вызывать только один полезный процесс – яблочно-молочное брожение в высококислотных винах. Наиболее подходящими возбудителями яблочно-молочного брожения являются гетероферментативные кокки рода Leuconostoc, которые преимущественно используют яблочную кислоту, не затрагивая сахаров и других компонентов вина.

На основании знаний физиолого-биохимических особенностей уксуснокислых и молочнокислых бактерий, условий их развития и процессов, ими вызываемых, для совершенствования технологии и предотвращения заболеваний вин предлагаются следующие рекомендации:

• защита виноградного сусла и вина от попадания в них посторонних микроорганизмов;
• контроль за изготовлением виноматериалов; повышение кислотности сусла и вина; повышение концентрации в вине спирта; уход за вином;
• регулирование процесса биологического кислотопонижения вин;
• контроль качества вина, подготовленного к розливу.

Для защиты виноградного сусла и вина от попадания в них посторонних микроорганизмов следует соблюдать чистоту тары коммуникаций, оборудования. Своевременно удалять с завода промывные воды, отбросы и отходы виноделия, так как они являются основным источником инфекции.

Обработку оборудования необходимо вести в соответствии с технологической инструкцией по санитарной обработке винодельческих емкостей, оборудования, винопроводов и помещений [184].

Контроль за изготовлением виноматериалов предотвращает развитие в них посторонних микроорганизмов. Для брожения необходимо применять хорошо осветленное сусло при сульфитации 100–150 мг/л SO₂, дополнительно используется холод, коагулянты, адсорбенты.

При меньшем содержании взвесей процесс брожения сусла протекает спокойно, без резкого повышения температуры. Для сбраживания виноградного сусла наилучшей является температура 16–18°С. Поэтому рекомендуется применять охлаждение или приемы управляемого брожения, например, брожение под давлением СО₂.

Глубокое выбраживание сахаров достигается при использовании сильной расы дрожжей, способной вести брожение при соответствующих сульфитации и содержании сахаров в сусле.

Для предотвращения развития бактерий по окончании брожения необходимо освобождать молодые вина от дрожжевого осадка для того, чтобы они не обогащались продуктами автолиза дрожжей.

Для предупреждения заболеваний большое значение имеет повышение кислотности сусел и вин. Высокая активная кислотность защищает вина от развития молочнокислых бактерий, поэтому в южных районах виноделия необходимо стремиться к сохранению кислотности в сусле и в вине или повышению ее подкислением различными способами.

Одним из способов повышения кислотности является гипсование сусел и вин. Оно уменьшает потери винного камня и способствует повышению кислотности и снижению pH (1 г/л снижает pH с 3,6 до 3,5; 2 г/л – до 3,3). Гипс необходимо использовать химически чистый, лишенный постороннего запаха (аптечный гипс непригоден). Можно применять и обычный алебастр.

При подкислении виноградного сусла целесообразно применять винную кислоту, при подкислении вина – лимонную. Однако подкисление виноградного сусла и вина винной и лимонной кислотами не защищает их полностью от развития бактерий, поскольку молочнокислые бактерии, вызывающие процесс яблочно-молочного брожения, являются кислотовыносливыми формами бактерий и активно усваивают лимонную кислоту.

Повышение концентрации спирта в вине делает его более устойчивым к заболеваниям, в том числе и к молочнокислому скисанию. Поэтому при изготовлении крепких и десертных вин важно концентрацию спирта в виноматериалах доводить сразу до нормы. Некондиционные по спирту виноматериалы хранить не следует.

Вина, находящиеся на хранении и выдержке, при всех технологических операциях необходимо тщательно защищать от внесения в них инфекции.

По окончании бурного брожения виноматериал надо долить. Для доливки вин следует применять только здоровые, хорошо проверенные материалы. Проводить ее надо систематически и тщательно.

Для защиты поверхности сухих виноматериалов при наличии воздушной камеры от развития уксуснокислых бактерий и пленчатых дрожжей рекомендуется использовать герметизирующий состав СВС с добавлением метабисульфита калия. Условия и техника применения СВС описаны [184].

В обработанных винах, предназначенных для выдержки и хранения, допускается наличие в поле зрения при микроскопировании центрифугированной пробы 1–2 клеток живых микроорганизмов. Для дифференциации живых и мертвых клеток микроорганизмов рекомендуется использовать люминесцентный микроскоп.

При наличии в каждом поле зрения большего числа микроорганизмов вино считают инфицированным и проводят дальнейшее определение его микробиологического состояния по отношению к дрожжам и уксуснокислым бактериям, к молочнокислым бактериям [184].

Для вин, оцененных по шкале как «нестойкие», назначают сульфитацию до содержания свободной SO₂ 20–25 мг/л и ведут за ними постоянный микробиологический контроль.

Для вин, оцененных по шкале как «больные», назначают комплекс технологических обработок: сульфитацию до 20 мг/л свободной SO₂, пастеризацию при 70–75°С в течение 10–15 мин, оклейку и фильтрацию. Дальнейшее хранение больных обработанных вин не рекомендуется.

Виноматериалы с высокой титруемой кислотностью и наличием молочнокислых бактерий проверяют методом хроматографии, на наличие яблочной кислоты для того, чтобы решить вопрос о проведении или предотвращении процесса яблочно-молочного брожения. Чтобы предупредить развитие активных возбудителей процесса яблочно-молочного брожения в низкокислотных винах, содержание свободного сернистого ангидрида в них должно быть не менее 20 мг/л. И наоборот, если хотят, чтобы прошел процес яблочно-молочного брожения в высококислотных винах, дополнительную сульфитацию ведут в незначительных количествах только для защиты вина от окисления.

Для регулирования процесса кислотопонижения вин (биологического, состоящего в использовании микроорганизмами яблочной кислоты, или химического, заключающегося в осаждении: солей винной кислоты) используют данные, полученные при определении титруемой кислотности, pH и содержания винной и яблочной кислот.

Кислотопонижение может проходить как в виноматериалах после окончания спиртового брожения, так и в винах, находящихся на выдержке и хранении, за счет спонтанного развития бактерий или введения разводки чистой культуры молочнокислых бактерий.

Биологическое кислотопонижение целесообразно проводить в потоке путем комплексного воздействия на вино чистых культур дрожжей и молочнокислых бактерий.

Периодический процесс яблочно-молочного брожения рекомендуется вести при следующих условиях:

1) содержание титруемых кислот не более 9–10 г/л, в том числе яблочной кислоты не менее 2 г/л; при более высокой титруемой кислотности – частичное химическое кислотопонижение, не более чем на 3 г/л;

2) температура помещения 18–25°С;

3) минимальное содержание свободной SO₂ (не более 10 мг/л)..

Для контроля процесса яблочно-молочного брожения осуществляют микроскопирование вина; определение титруемых кислот; определение содержания винной, яблочной и молочной кислот (качественный или количественный анализ).

Контроль вин, подготовленных к розливу, заключается в определении наличия в них микроорганизмов. Вина, подготовленные к розливу, должны содержать после центрифугирования не более 1–2 клеток микроорганизмов в 10 полях зрения.

Для придания биологической стабильности нестойкие столовые вина сухие, с остаточным сахаром и полусладкие при розливе в бутылки должны быть обработаны одним из способов:

горячий розлив;

• консервация антисептиками, применяемыми в винодельческой промышленности, совместно с сернистым ангидридом;
• бутылочная пастеризация;
• стерилизующая фильтрация и стерильный розлив.

Для получения вин, устойчивых к бактериальным помутнениям, завод может использовать любые режимы и виды обработки в соответствии с утвержденными технологическими инструкциями [184].