Вступление.

Шампанское появилось во Франции более 100 лет назад. Открыл шампанское Дон-Периньон и придавал особое значение сортам винограда и виноматериалам, для наилучшего их сочетания, используемых при шампанизации. Шампанское по опыту Франции начали готовить в России с 1799 года в Крыму (в Судаке). Промышленное производство шампанского в России связано с деятельностью патриарха отечественного виноделия Льва Сергеевича Голицына, который в 90-х годах 19 века в своем имении Новый Свет в Крыму организовал шампанское производство. Голицын пришел к убеждению, что русское шампанское может конкурировать с французским и доказал практически. Представленное им в 1900г. на Парижской Всемирной выставке шампанское получило высшую награду Гран-При.

Основателем производства Советского шампанского является профессор Фролов-Багреев Антон Михайлович, возглавивший в 1919г. Виноделие в Абрау-Дюрсо.

В 1941г. 20 января введен в эксплуатацию Харьковский завод шампанских вин. Это первое предприятие по производству шампанского периодическим резервуарным методом. В 41г. Было выпущено 500 тыс. бутылок шампанского.

После войны завод был разрушен и после 1943г. он стал вновь восстанавливаться. В октябре 1951г., завод стал выпускать искрящий напиток. Мощность завода составляла 1,5млн. бутылок в год. В 1959г. выпуск шампанского составил до 3млн. бутылок/год, вина виноградного – 330тыс. дал в год. В 1962г. началось внедрение в производство новой технологии, разработанной группой советских ученых: Г.Г.Агабальянцем, А.А. Мержиниамимом, С.А. Брусиловским – шампанизация в непрерывном потоке. Этот метод позволил отечественному шампанскому стать конкурентоспособным на внешнем рынке. Количество и качество шампанского было улучшено. Производственная мощность завода увеличилась до 4,2 млн. бутылок/год. Шампанизация вина в непрерывном потоке – качество и количество, престиж и слава, скорость изготовления и признание потребителей. Завод начал отправлять 1млн. бутылок шампанского в год на экспорт в Германию, Польшу, Венгрию, Чехословакию и др.

Виноград, являясь основным сырьем для производства шампанского, играет главную роль в создании продукции высокого качества. Основными поставщиками шампанских виноматериалов заводу являются Крым и южные области Украины: Одесская, Херсонская, Николаевская. Поступающие виноматериалы с заводов первичного виноделия опробуются и проверяются специалистами завода на соответствие их применения в шампанском производстве. Большое внимание уделяется составлению пробных купажей. Четкое соблюдение технологической дисциплины на протяжении всего процесса производства позволяет получить продукцию высокого качества.

К 1976г. прирост продукции шампанского – 7,7 млн. бутылок в год, по вину виноградному – 1,8 млн. дал/год.

В 1980г. был введен новый цех по разливу вина виноградного общей площадью 25 000 м², что позволило выпускать вино до 3 млн. дал/год.

1995г. – В Женеве компанией « Global Quality Management LTD» (Международная организация качества) за высокое качество выпускаемой продукции заводу вручена «Золотая Звезда».

1999г. – выпущены новые марки шампанского и игристых вин: «Первая Столица», «Золотой век», «Харьков», «Сюрприз Бахуса», «Золотой Харьков», «Триумфальное». В 2003-2005г. выпущены марки: «Морозов», «Харьков Юбилейный», «Фламинго розовый», «Салют», «Первая столица».

Теоретические основы шампанизации.

"Игристое вино” - вино, насыщенное углекислым газом в результате вторичного брожения в герметическом сосуде. Такое насыщение углекислотой еще называется шампанизацией. Нейтральное прозвище шампанизированного вина - “игристое”, а затем, в зависимости от желания производителя, некоторых технологических особенностей приготовления и состава виноматериала готовый продукт можно называть как угодно - “шампанское”, “спуманте”, “мускатное”. Вина с названием “шампанское” украинские производители продают на внутреннем и рынках СНГ. В дальнее зарубежье попадает иначе наименованная продукция.

Ассортимент шампанского и игристых вин, выпускаемых заводом в настоящее время, составляет 30 наименований.

К группе вин, насыщенных СО₂, относят "Советское шампанское", игристые и шипучие вина. Игристые и шампанские вина насыщают СО₂ естественным путем при брожении в герметических сосудах под давлением. Шипучие вина искусственно насыщают СО₂ способом сатурации. В зависимости от содержания сахара шампанское выпускают пяти наименований: сладкое с содержанием сахара 10%, полусладкое – 8%, полусухое – 5%, сухое – 3%, самое сухое – 0,8%, брют – 0,3%. Шампанское – не единственное игристое вино. К этой группе относят также Цимлянское (полусладкое и сладкое), игристые мускаты, красное и розовое игристые вина, Мускат донской игристый. Шампанское – это вино, полученное из шампанских виноматериалов путем вторичного алкогольного брожения. Первое брожение происходит, когда из "виноградного сока" получают виноматериал. Согласно нормативной документации Советское шампанское бывает только белым, а вот игристые вина могут быть белыми, розовыми и красным.

Шампанское готовят двумя способами: бутылочным (классический) и акратофорным. Первый способ называется классическим потому, что его впервые применили для получения шампанского во Франции, в провинции Шампань. В бутылки разливают тиражную смесь, укупоривают тиражной пробкой и закрепляют тиражной скобой. Затем бутылки укладывают горизонтально в подвалах при постоянной температуре (10-15 градусов) и влажности на три года. Второй изобрели в СССР, чтобы сделать производство игристых вин массовым. Резервуарный способ подразумевает шампанизацию в специальных емкостях, которые имеют красивое название – акратофоры - Фролова-Багреева, где происходит вторичное брожение. Это металлические цилиндры, выстроенные в шеренгу, позволяет провести те же процессы, но в ускоренном режиме, а следовательно – с большими масштабами и меньшей себестоимостью. Наиболее прогрессивным является метод производства шампанского в непрерывном потоке. Брожение длится 26 дней. После брожения шампанское в последних акратофорах охлаждается до температуры -5˚С, фильтруется для отделения дрожжей и придания шампанскому кристальной прозрачности и разливается в бутылки. Способ производства накладывает отпечаток на вкусовые и ароматические свойства шампанского. Так, в шампанском, изготовленном бутылочным способом, характерен дрожжевой оттенок во вкусе и букете. Этот оттенок очень слаб или отсутствует в "акратофорном" варианте.

Производство шампанского состоит из двух стадий: приготовления шампанского виноматериала и его шампанизации. Шампанские виноматериалы готовят из специальных сортов винограда, которые при сахаристости 17-19% обладают повышенной титруемой кислотностью в пределах 8-11 г/л. Лучшие шампанские виноматериалы готовят из сортов винограда Рислинг, Алиготе, Ркацители, сортов из группы Пино. Технология получения шампанских материалов в основном идентична технологии производства сухих столовых вин. Особенностью ее является прессование винограда целыми гроздьями и отбор только первых фракций сусла. В мире существует две технологии шампанизации виноматериалов: классическая и резервуарная (акратофорная в непрерывном потоке). Первая, бутылочная шампанизация, включает операции: приготовление тиражной смеси, розлив ее в бутылки, брожение тиражной смеси в бутылках, ремюаж (сведение дрожжевого осадка на пробку), дегоргаж (сбрасывание дрожжевого осадка), укупорка и оформление шампанского. Тиражную смесь готовят купажированием (смешиванием) виноматериала с сахарным сиропом и разводкой чистой культуры шампанских дрожжей. Розлив производят в специальную бутылку, которая укупоривается пробкой с накладкой металлической уздечки. Далее бутылки укладывают штабелями в подвалах, где поддерживают температуру 10-12˚С. Брожение при низкой температуре дает хорошую насыщенность углекислым газом, способствует образованию тонкого вкуса и букета. После брожения и примерно двухлетней выдержки бутылки взбалтывают и устанавливают горлышком вниз. Во время выдержки в течение 2-3 месяцев дрожжи оседают на пробку в виде осадка, вино приобретает необходимую прозрачность. Чтобы исключить взмучиванием вина перед сбрасыванием осадка его охлаждают при 15-18˚С. После сбрасывания осадка, если готовят сладкое шампанское, к вину добавляют экспедиционный ликер (смесь сахара, старого шампанского виноматериала и коньяка), бутылку укупоривают и оформляют.

Сырье, используемое в виноделии

Виноградные вина и шампанское – напитки, получаемые спиртовым брожением виноградного сока. Эти напитки отличаются многообразием вкусовых и ароматических свойств. Благодаря содержанию аминокислот, полифенолов, витаминов, минеральных солей и других полезных веществ вина относят к ценным гигиеническим напиткам, обладающим бактерицидными свойствами. При умеренном потреблении вино положительно воздействует на организм человека.

Из винограда приготавливают вина различных типов и требования к сырью в зависимости от типа вина меняются. Так, для шампанских виноматериалов необходима повышенная кислотность, содержание азотистых веществ и аминокислот должно быть пониженным. Оптимальной сахаристостью винограда для шампанских вин является 17 – 19%.

При подборе сортов винограда для новых посадок следует выбирать наиболее перспективные, учитывать хозяйственно ценные свойства их, урожайность, способность к сахаронакоплению, качество получаемых вин, биологические особенности и пригодность к данным условиям местности. Есть сорта винограда, обладающие широкой эколого-географической пластичностью и дающие вина высокого качества. Высокое качество винограда и получаемого из него вина достигается только тогда, когда создаются оптимальные почвенно–климатические условия для данного сорта винограда. Известно, что жаркий климат обуславливает повышенное накопление в винограде сахаров и эктрактивных веществ и вместе с тем снижение кислотности .

Виноград относится к роду деревянистых растений – лиан семейства виноградных, цепляющихся при помощи усиков. Соцветие представляет сложную кисть, разрастающуюся после оплодотворения цветков. Плоды винограда – сочные ягоды, собранные в сложную кисть, которая называется гроздью.

Строение грозди. Гроздь винограда состоит из гребненожки, гребня и ягод, характеризующих строение виноградной грозди и её технологические свойства. Величина и форма грозди зависят от сорта винограда и внешних условий. По форме грозди могут быть цилиндрическими, коническими, цилиндроконическими, яйцевидными, ветвистыми и др. Длина грозди лежит в пределах 60 – 300 мм. Средней считается гроздь размером 130 – 180 мм. Ширина грозди колеблется от 50 до 190 мм. Масса грозди варьирует в широких пределах в зависимости от сорта винограда и экологических факторов: минимальная – 40 г, максимальная – 750 г.

Для характеристики винограда как сырья существенное значение имеет механический состав грозди, под которым понимают соотношение в ней отдельных структурных элементов: ягод, гребней, кожицы, мякоти и семян. Они существенно различаются по строению, химическому составу и физико-механическим свойствам. Каждый из них оказывает влияние на технологические режимы переработки и качество изделий. О степени варьирования основных показателей механического состав дают представление следующие средние данные (% от массы грозди): гребни – 1 – 8,5, кожица – 0,9 – 24,1, семена – 0,1 – 8, мякоть с соком – 71 – 95.

Химический состав. Ценной частью грозди являются ягоды, содержащие высокосахаристый сок, из которого получают напитки. Сок виноградных ягод содержит 55 – 87% воды, 10 – 30 – сахаров, 0,5 – 1,7 – органических кислот, 0,15 – 0,9 – белковых, 0,1 – 1,3 – пектиновых и 0,1 – 0,5% минеральных веществ. Виноградная ягода состоит из кожицы, мякоти и семян. Кожица занимает примерно 10% от массы ягоды. В её состав входят клетчатка, вода, танин, органические кислоты и красящие вещества. Красящие вещества плохо растворяются в виноградном сусле при обычной температуре, но при нагревании свыше 45 - 50⁰С растворимость их повышается. Они хорошо растворяются в спирте, что учитывается в виноделии Так, при получении белого вина из красного винограда кожицу из сока отделяют до начала брожения, т.е. до образования спирта.

Мякоть составляет около 87% от массы ягоды. Мякоть содержит 75 – 80% воды, 18 – 25 – сахаров, 0,3 – 0,45 – свободных кислот, 0,5 – 0,7% кислого виннокислого калия, а также азотистые и минеральные вещества, эфирные масла и липиды. Семена составляют около 3% от массы ягоды. Они содержат клетчатку, танин, виноградное масло, смолистые вещества с крайне неприятным вкусом, который передается вину, если при раздавливании винограда были раздавлены также и семена.

Виноград считается одним из самых сладких плодов: содержание сахаров в нем достигает 32% и более. Основными сахарами являются глюкоза и фруктоза. Органические кислоты представлены в винограде главным образом винной и яблочной. Кислоты находятся в соке винограда в свободном состоянии или в виде кислых солей. Титруемая кислотность виноградного сусла колеблется в среднем от 3,5 до 14,5 г кислоты в 1 дм³ , а pH- от 2,5 до3,8. В ягодах винограда находятся ароматические вещества и витамины. Состав ягод винограда представлен в таблице 1.

Таблица 1 – Химический состав ягоды винограда

Вещество	Содержание вещества в мякоти, %
1	2
Вода	55 - 87
Сахара	10 - 30
Органические кислоты	0,5 – 1,7
Виннокислый калий	0,5 – 0,7

Сбор урожая. Виноград собирают в период технической зрелости, когда в нем достигается необходимое для производства вина содержание сахаров и кислот. Время сбора винограда определяется по так называемому глюкоацидометрическому показателю сусла. В ходе созревания винограда этот показатель увеличивается. Для каждого типа вина существует свой срок сбора винограда, когда состав и соотношение частей ягоды наиболее благоприятны. Продолжительность периода сбора и переработки винограда обычно составляет 15 – 20 суток. За это время состав сока ягод винограда по основным показателям удерживается в требуемых пределах.

Если виноград созревает равномерно, проводят сплошной сбор, при большой неравномерности сбор должен быть выборочным. Сбор винограда должен быть доставлен на переработку на винзавод не позднее чем через 4 ч после сбора, так как вытекающий из поврежденных ягод сок легко подвергается брожению и закисанию .

Физико-химческие показатели

По физико-химическим показателям Советское шампанское и игристые вина должны соответствовать требованиям, указанным в таблицах 3,4.

Таблица 3 – Физико-химические показатели Советского шампанского

Наименование показателя	Значение
1	2
Объемная доля этилового спирта, %	от 10,5 до 12,5
Массовая концентрация сахаров, г/дм3 брют, не более сухое полусухое полусладкое сладкое специальных наименований	15 от 20 до 25 от 40 до 45 от 60 до 65 от 80 до 85 от 20 до 65
Массовая концентрация титруемых кислот (в пересчете на винную кислоту), г/дм3	от 55 до 80
Массовая концентрация летучих кислот (в пересчете на уксусную кислоту), г/дм3, не более	1,0
Массова концентрация общей сернистой кислоты, мг/дм3	200
Массовая концентрация железа, мг/дм3	10

Таблица 4 - Физико-химические показатели игристого вина

Наименование показателя	Значение
	белое и розовое		красное
1	2		3
Объемная доля этилового спирта, %	от 10,0 до 13,5		-
Массовая концентрация титруемых кислот (в пересчете на винную кислоту), г/дм3		от 5,0 до 8,0		-
Массовая концентрация летучих кислот (в пересчете на уксусную кислоту), г/дм3, не более		1,0		1,2
Массовая концентрация общей сернистой кислоты, мг/дм3		200		-
Массовая концентрация железа, мг/дм3		10		15
Давление двуокиси углерода в бутылке при 200С, кПа, не менее		350		-

Объемная доля этилового спирта, массовая концентрация сахаров, и титруемых кислот для каждого конкретного наименования игристого вина должна устанавливаться конкретной технологической инструкцией.

Получение сусла. После сбора урожая виноград разных сортов, разного качества, а также собранный с разных виноградников выжимается отдельно, специальным образом: этот процесс должен быть быстрым и мягким одновременно, чтобы сок красного винограда не оставался долгое время вместе с кожицей. Виноград выжимают три раза, получая при этом сусло трех видов:

- cuvee (кюве) - это результат первой выжимки, сусло самого высокого качества, так как оно находится меньше всего в контакте с кожицей и косточками винограда;

- первичное сусло, являющееся результатом второй выжимки, обладает более низким качеством по сравнению с кюве;

- вторичное сусло, образующееся после третьей выжимки, имеет самое низкое качество и не всегда используется в производстве шампанского.

Виноделие. Каждое из сусел отдельно подвергают брожению в металлических чанах или для самых престижных марок в дубовых бочках, где они затем выдерживаются несколько месяцев или даже лет. При t=+12..14˚С на поверхности сусла появляются пузырьки СО₂ – признак начавшегося брожения. Через день-два брожение становится бурным. Постепенно спустя две-три недели, брожение затихает, совсем останавливается. Вместо сладкого сока получается жидкость, лишенная сахара, но обогащенная спиртом – вино.

Преимущество использования дубовых бочек заключается в том, что температура брожения в них лучше контролируется. Для производства шампанского используются старые дубовые бочки.

Купажирование. Следующий этап производства - купажирование. Для каждой определенной марки мастер-винодел смешивает различные, так называемые "светлые" вина: полученные из разных сортов винограда, разных годов урожая, с разных участков земли и от разных видов сусел, получая, таким образом, уникальный вкус, присущий именно этой марке. Вкус, к которому привыкли преданные клиенты и который не может быть изменен. Иногда смешивают до 50-ти различных "светлых" вин для получения нужного вкуса.

Вторичное брожение. Купажированное вино разливают в специальные бутылки повышенной прочности. Внутрь добавляют дрожжи и сахар, образующие вторичное брожение. Плотно закрытая бутылка позволяет удерживать углекислый газ, сопровождающий брожение. Он растворяется в вине, образуя пузырьки.

Выдержка, очистка. После выполнения своей работы дрожжи остаются в бутылке в виде осадка, и на этом осадке шампанское выдерживают в горизонтальном положении от 2 до 6, а для самых престижных марок даже до 10 лет. Результатом этой выдержки являются очень тонкие пузырьки газа и гармоничный вкус, присущий качественным винам. Производители, желающие получить легкое, молодое, "живое", пенящееся шампанское для аперитива, выдерживают его от 2 до 3 лет. А шампанское, подаваемое в самых торжественных случаях и сопровождающее самые тонкие блюда, должно стареть не менее 4 лет.

После выдержки необходимо избавиться от осадка. Для этого проводят операцию ремюажа (переведения осадка на пробку): бутылку, изначально занимающую горизонтальное положение, каждый день слегка опускают горлышком вниз и вращают вокруг собственной оси с тем, чтобы собрать остатки дрожжей в горлышке бутылки. На самых престижных фирмах с небольшим производством ремюаж осуществляется вручную. Другие компании используют специальный аппарат, называемый "giropalette" (жиропалетт). Он управляется компьютером и обеспечивает идеальное ежедневное опускание и вращение бутылки для сбора осадка. Чтобы окончательно "расправится" с осадком, переведенным на пробку, бутылки в вертикальном положении отправляют на дегоржаж. Для осуществления этой операции горлышки бутылок замораживают в растворе воды и соли при температуре -18°С. Затем бутылку открывают, ледяная "пробка" выскакивает, забирая с собою весь осадок. Потеря жидкости при этом процессе компенсируется добавлением смеси из вина, коньяка и сахарного сиропа. И именно количество добавляемого сахара определяет вид производимого шампанского. Затем бутылки укупоривают новой пробкой, которую закрепляют с помощью проволочной уздечки - мюзле. Такое шампанское уже готово к употреблению, его крепость - 12%.

Шампанизация – биохимический процесс вторичного брожения специально подготовленного виноматериала путем прибавки к нему ликера в герметически закрытых сосудах, в течение которого происходит насыщение вина образующегося углекислого газа.

В чем же заключается разница между шампанским и шипучим вином? Если одновременно налить вино в бокалы, то игра в шампанском будет идти продолжительное время, чем в шипучем. Стало быть, здесь дело идет о прочности связи углекислоты с вином. В шампанском эта связь прочнее.

В свое время углекислота и этиловый спирт в момент их образования при бродильном процессе связываются, давая сложный эфир. Реакция образования сложных эфиров СО₂, протекающая во время брожения, должна подчиняться общим законам и должна быть обратимой, т.к. вино является средой, содержащей воду:

С₂Н₅ОН+Н(ОН)+СО₂ ↔ С₂Н₅ОСО(ОН)+Н₂О

С₂Н₅ОН+ С₂Н₅ОСО(ОН) ↔ ( С₂Н₅О)2СО+Н₂О

Таким образом, при возникновении шампанского имеется определенная равновесная система, способная при изменении условий во время готового шампанского нарушаться только в сторону распада образовавшегося при брожении эфира.

Ввиду особой непрочности эфирных соединений СО₂, представляющая собой очень слабую кислоту, для нарушения указанной равновесной системы достаточно не только химических взаимодействий, но и физических воздействий.

Игристые вина характеризуются подвижным равновесием между отдельными формами СО₂:

RСО₂→ СО₂ раствор ↔ СО₂ газ,

где RСО₂ –связанная СО₂, образующаяся в вине в процессе шампанизации. Она способна разрушаться при вскрытии бутылки с шампанским, когда давление СО₂ в вине резко снижается. СО₂ при этом освобождается медленно, что обеспечивает большую продолжительность интенсивного выделения пузырьков СО₂.

В искусственных газированных шипучих винах RСО₂ не содержится:

СО₂ раствор → СО₂ газ.

Наблюдения показывают, что простое взбалтывание шампанизированного вина может приводить к частичному распаду углекислых эфиров. Этот процесс называется дешампанизацией.

Степень насыщения вина СО₂ и степень получаемых вином игристых свойств может быть различной, т.к. СО₂ в данном случае возникает от разложения дрожжами сахара, то понятно, что количество сахара, введенное в вино, будет играть решающую роль в успехе шампанизации. Если это количество окажется недостаточным, то при брожении образуется слишком много СО₂ для того, чтобы игра вина отвечала норме, принятой для шампанского. При открытии бутылок с таким вином пробки откупориваются без выстрела, вино очень слабо выделяет газ и через короткий промежуток времени становится мертвым.

Если же количество введенного в вино при тираже сахара окажется в избытке, последствия могут оказаться тяжелыми: образовавшийся при сбраживании сахара СО₂ развивает давление в бутылках, превышающее их прочность. Следовательно разрыв бутылок.

2 Физико-химическая теория производства игристых вин.

2.1 Физико-химические свойства виноматериалов.

Формирование специфических качеств игристых вин определяется физико-химическими свойствами исходных материалов: поглотительной способностью вина к СО₂, сопротивлением вина выделению СО₂, пенообразующими свойствами виноматериалов, поверхностным натяжением вина, смачиванием вином твердых поверхностей, вязкостью вина.

Поглотительная способность вина к СО₂ – способность растворения СО₂ в вине определенного состава при заданной температуре. Поглотительная способность уменьшается с повышением температуры выдержки и содержания в вине спирта и экстракта. Виноматериалы с повышенным содержанием сахара характеризуются небольшой поглотительной способностью к углекислоте. Повышение в вине концентрации дрожжевых клеток увеличивает его поглотительную способность к СО₂. Адсорбирующая способность дрожжей определяется структурой образующихся при брожении осадков.

Сопротивление вина выделению СО₂ – величина, характеризующая способность вина выделять с определенной скоростью растворенный в нем СО₂. Сопротивление вина выделению СО₂ характеризуется отношением объема СО₂, выделившегося из водного раствора этилового спирта (11%об.), к объему СО₂, выделившегося из испытуемого вина.

Из факторов, оказывающих влияние на скорость десорбции СО₂ из вина, главную роль играют ПАВ. Максимальная скорость десорбции СО₂ из вина лежит в диапазонах обычного содержания спирта в игристых винах: 11,5-12,0%об. Содержащиеся в вине в определенных концентрациях ПАВ (высшие спирты, многоосновные кислоты, АК, альдегиды алифатического и фуранового ряда, эфиры уксусной кислоты) образуют жидкие адсорбционные слои. Увеличивая толщину диффузионной пленки на поверхности газового пузырька, они препятствуют СО₂. Красные вина имеют более высокое сопротивление выделению СО₂, чем белые, что обусловлено повышенным содержанием в них экстрактивных веществ.

Пенообразующие свойства виноматериалов характеризуются 2-мя основными показателями: устойчивостью (продолжительность разрушения пены в результате коалесценции) и дисперсность (средним размером пузырьков пены и средней толщиной пленок). Устойчивость пены зависит от прочности пленки пузырьков, стабилизируемой ПАВ веществами молекулярно растворимой и коллоидной природы. Присутствие в игристых винах ПАВ с различным механизмом молекулярного может за счет стабилизирующего или сенсибилизирующего действия друг на друга приводить к усилению или ослаблению пенообразования. На устойчивость и дисперсность пены оказывает влияние скорость выделения СО₂. Важные стабилизаторы пены: азотистые соединения, альдегиды, высшие спирты. Повышение дисперсности и устойчивости пены наблюдается с увеличением в вине концентрации этанола, молочной кислоты, глицерина, танина, желатина, камеди. Виноматериалы отличаются более высокой пенообразующей способностью, чем купажи. Сорт и его происхождение оказывает влияние на пенообразующие свойства.

Поверхностное натяжение – работа, затраченная на увеличение площади поверхности вина на 1 см². Это важный показатель для характеристики игристых вин и зависит от содержания в них спирта и ПАВ. На него влияет температурный фактор: с повышением температуры поверхностное натяжение снижается.

Смачивание твердых поверхностей – свойство, определяющее скорость выделения из игристых вин СО₂ и дисперсность пены, зависящее от молекулярного сродства жидкости к поверхности стенок сосуда, осадков, частиц, присутствующих во взвешенном состоянии. На величину смачивани поверхности игристым вином незначительное влияние оказывает концентрация в нем экстрактивных веществ и этилового спирта. Снижение азотистых веществ увеличивает смачивание. К смачиваемым продуктам виноделия относятся винный камень, дрожжевые клетки. Из материалов: стекло, дерево, пластмассы, стеклоэмаль, бакелит, керамика, фарфор. К несмачиваемым – полиэтилен, парафин, лаки.

Вязкость: с увеличением концентрации этилового спирта вязкость вина повышается, но с росотм температуры она уменьшается. На повышение вязкости влиеют экстрактивные вещества. С увеличением концентрации СО₂ вязкость снижается.

2.2 Диоксид углерода в игристых винах.

В процессе вторичного брожения в игристых винах накапливаются 3 формы СО₂: газообразная, связанная, растворенная, находящиеся между собой в подвижном равновесии: СО_2газ↔СО_{2раствор}←RСО₂(связанная, образующаяся в результате физико-химического и биохимического взаимодействия СО₂ с другими компонентами вина). RСО₂ накапливается в замкнутой системе вино-СО₂ в процессе вторичного брожения в концентрациях до 20% общего содержания СО₂ в рстворе.

Свойство RСО₂, обеспечивающих игристые и пенистые качества игристых вин, является их способность сохранять устойчивость повышенного давления в замкнутой системе вино-СО₂ и разрушаться с высвобождением СО₂ при снижении давления до атмосферного.

Химическая природа образования связанной формы СО₂ в виде моно- и диэтиловых эфиров угольной и пироугольной кислот, карбаминовых кислот, соединения типа кетокислот. Присутствие диэтилпирокарбоната(эфира) в вине способствует увеличению продолжителности выделения пузырьков СО₂.

2.3 Игристые и пенистые свойства вин.

Тормозящее действие на процесс выделения СО₂ из вина оказывает концентрация в нем ПАВ, адсорбционные пленки которых замедляют десорбцию СО₂. Наибольшее влияние на игристые свойства вина оказывает повышенная концентрация ионов водорода, высокомолекулярных соединений, белков, соединений повышающих вязкость вина (глицерин).

3 Биохимические факторы, влияющие на формирование игристых вин.

Многие компоненты виноматериалов, переходя в шампанское, участвуют в сложении его вкуса и букета. Интенсивность и направленность биохимических процессов формировани шампанского зависит от активности ферментов, содержания отдельных химических веществ, рН, ОВ-потенциала в виноматериале. Соли тяжелых металлов, диоксид серы, фенольные и др. соединения, присутствующие в купаже, могут ингибировать или активировать ферменты как при брожении, так и при выдержке. Углеводы, органические кислоты, азотистые вещества и др. компоненты виноматериалов участвуют в регуляции биосинтеза ферментов дрожжей и вина.

Роль отдельных факторов в процессах формирования игристых вин.

Виноматериалы. Состав их отличается многообразием. В них присутствуют азотистые вещества, ферменты, фенольные, фосфорные, ароматообразующие и др. соединения.

Ферменты, функционирующие в шампанских виноматериалах, относятся к 2-м классам: оксидоредуктазы и гидролазы. Обнаруженные в винах малат-, глютамат-, аланин-, сукцинат-, лактатдегидрогеназа принимают участие в транспорте водорода и восстановлении компонетов букета и вкуса. Гидролиз белковых веществ катализируется в вине протеиназой и пептидазой. Эти ферменты различаются по оптимальным условиям действия. Протеиназная активность преобладает над пептидазной. Высокая активность в виноматериалах и шампанском β-фруктофуранозидазы, которая ускоряет инверсию сахарозы, синтезирует в шампанских винах β-этилфруктозид. В винах найдены гидролазы, катализирующие синтез этиловых эфиров капроновой, каприловой, молочной и др. карбоновых кислот и принимающие участие в формировании вкуса и букета виноматериалов и шампанского.

Азотистые вещества представлены белками, пептидами, аминокислотами, меланоидинами, пуриновыми и пиримидиновыми основаниями, аммиаком и др. Лиофилизованные нативные белки вина – хлопьеобразное вещество белого цвета, включающее несколько фракций различной молекулярной массы. В белках преобладают аланин, треонин, глютаминовая и аспаргиноая кислоты, гликокол и серин. Пептиды вина – аспаргиновая и глютаминовая кислоты, треонин, аланин, лейцин, изолейцин, лизин, аргинин, гистидин, цистеин. Петидов в виноматериалах – 12-60% общего содержания азотистых веществ. В игристых винах присутствуют пептиды, содержащие 5-30 аминокислот.

Фенольные соединения участвуют в оВ процессах, взаимодействуют с азотистыми и другими веществами вина. Фенольные соединения влияют на вкус, цвет, букет, прозрачность вина. В наибольшем количестве в вине содержатся флавоноиды, включающие катехины, антоцианы, лейкоантоцианы, флавонолы, флавоны. Полимерные полифенолы- танины, полимеризованные флавоноиды, лигнин. Катехины – наиболее восстановленные соединения из флавоноидов. Они легко окисляются и полимеризуются.

Антоцианы – красящие вещества, в винограде они в виде гликозидов и соединений с ароматическими и алифатическими кислотами. Основным красящим веществом красных сортов – моногликозид мальвидина. Антоцианы легко полимеризуются, вызывая появление коричневато-буроватых оттенков.

Лейкоантоцианы окисляются и полимеризуются. Полимеры лейкоантоцианов вызывают потемнения белых вин.

Танины усиливают окраску антоцианов, играют важную роль в окраске выдержанных красных вин. Фенольные соединения оказывают большое влияние на метаболизм дрожжей.

Аромат определяется композицией числа пахучих соединений: этилацетата, изоамилацетата, этилкапроната, этилкаприлата, изобутанола, изоамилового спирта, ацетальдегида и некоторых др., которые содержаться во всех образцах винного запаха. В шампанских виноматериалах не должно содержаться более 20мг/л свободного ацетальдегида и более 0,8 мг/л диацетила, и повышение их вызывает тона окисленности. Необходимо создавать условия для накопления ферментов: дегидрогеназ, гидролаз эфиров карбоновых кислот; букетистых веществ: этиллактата, 2-фенилэтилового спирта, высококипящих этиловых эфиров жирных кислот, терпенов. Отрицательное влияние на букет оказывают: изопентанол, изобутанол.

В купаже необходимо ограничить содержание: ацетальдегида, этилацетата, изоамилового спирта,фенольных веществ,ухудшающих свойства шампанского.

Дрожжи. Дрожжевые клетки при автолизе выделяют в вино 40 компонентов, обусловливающих вкус и букет вина, в том чисе дегидрогеназу, пртеиназу, β-фруктофуранозиазу, эстеразы, 20 аминокислот, азотистые вещества, кислоторастворимые фосфорные соединения, маннан, липиды. Таким образом при вторичном брожении и связанной с этим трансформации компонентов виноматериалов формируются основные свойства шампанского.

Процесс шампанизации. Из химических процессов при выдержке шампанизированного вина в бутылках проходят ОВ, терификации, карбониламинные, полимеризации и поликонденсации. Сокращение выдержки или исключение этого этапа приводит к тому, что реакции протекают не в полной мере и не заканчиваются процессы формирования выдержанных тонов в игристых винах. Технологические особенности процесса шампанизации оказывают решающее влияние на биохимичесике процессы формирования игристых вин.

3.1 Закономерности биохимических процессов при получении игристых вин.

1) Биохимические процессы, происходящие при мацерации винограда. Технология переработки винограда на шампанские виноматериалы имеет ряд особенностей, от которых во многом зависит их качество. Для выработки шампанских виноматериалов разрешены только 3 сорта: Шардоне, Пино черный и Пино менье. Считают, что эти сорта винограда обеспечивают наиболее высокое качество шампанского в нашей стране.

При прессовании целых гроздей винограда по «шампанскому способу» исключает измельчение составных частей грозди, перехода из гребней и кожицы танина, полифенолов, оксидаз и других веществ, в результате чего снижаются окислительные процессы, образуется меньше взвешенных частиц.При производстве мускатных виноматериалов мезгу настаивают при определенной температуре.Происходит мацерация сока вследствие автолиза клеток ягод, диффузия и экстракция масел.

Получение красных виноматериалов – брожение на мезге. Бродящее сусло обогащается дубильными, красящими и др. веществами кожицы.

В технологии крепленых виноматериалов используется прием спиртования мезги. В этом случае добавление спирта к мезге обуславливает быстрое отмирание клеток и улучшает экстракцию эфирных масел винограда.

В винограде активны протеиназы, эндополиметилгалатуроназа,С_х-фермент и др. гидролитические ферменты, которые ускоряют распад внутриклеточных структур ягод, вследствие чего экстрактивные вещества и эфирные масла переходят в сок. При мацерации мезги сок обогащается терпенами.

2) Процессы, протекающие при отстаивании сусла: оседание обрывков ягоды, взвешенных частиц, растворение кислорода в соке; физико-химичесике процессы – взаимодействие дубильных веществ с белкам, коагуляция белков, адсорбция оседающими частицами различных компонентов, диффузию дубильных, красящих веществ, эфирных масел, азотистых веществ из взвешенных частиц в сок. К химическим и биохимическим процессам относятся окисление полифенолов под действием полифенолоксидазы, окисление аскорбиновой кислоты под действием аскорбинатоксидазы, окисление различных органических веществ(кислот, плифенолов, спиртов) под действием пероксидазы, окисление кислородом воздуха ненасыщенных компонентов вина(редуктонов) с образованием перекисей, гидролаз белковых веществ под действие протеиназ, гидролиз пектиновых веществ, ускоряемый пектинолитическими ферментами, гидролиз гликозидов под действием гликозидаз, взаимопревращение органических кислот.

При сульфитации сусла интенсивность ферментативных процессов снижается. SO₂ – ингибитор ферментов, антиоксидант (предотвращает окислительные процессы), антисептик (предотвращает развитие микрофлоры). Если не проводть сульфитацию, происходят окислительные процессы: окисление полифенолов в хиноны, окисление ненасыщенных соединений в перекиси, образование пероксида водорода и окисление им с участием пероксидазы органических кислот, аминокислот, полифенолов и др. В начале в сусле содержится много редуктонов. По мере окисления редуктонов, все меньше становиться восстановленных форм, накапливаются хиноны, которые полимеризуются и дают темноокрашенные конденсированные продукты, которые придают суслу бурую окраску, а шампанский материал пониженного качества.

Бентонит вызывает осаждение белковых веществ, ферментов виноградного сусла, вследствие чего снижается интенсивность ферментативных процессов.

При отстаивании сусло имеет более тонкий и интенсивный аромат, менее окрашен, содержит меньше полифенолов, железа, оксидаз, высших спиртов, больше эфиров.

Ферментные процессы при отстаивании сусла.

При получении шампанских виноматериалов происходят сложные биохимические и физико-химические превращения. Уже в процессе добавления винограда начинаются интенсивные биохимические реакции. Если в неповрежденных клетках ферментные системы локализованы на отдельных структурах и регуляция ферментов осуществляется путем связи с внутриклеточными органоидами и компонентами, то после раздавливания нарушается структура и направление ферментативных процессов. В результате ликвидации координированных связей между отдельными частями виноградной ягоды клетки тканей начинают отмирать, изменяется проницаемость плазмы, облегчается диффузия растворенных веществ из клетки в сок, под действием активных ферментов возникают автолитические процессы, что оказыает влияние на состав виноградного сока. Из ягоды в сусло переходят дубильные, красящие, азотистые вещества, оксидазы. При длительном контакте сусла с мезгой увеличивается активность окислительных ферментов. Проникновение О₂ в сусло и наличие о-ДФО вызывает окислительные процессы – ускоряет окисление полифенолов сусла в хиноны. Когда в сусле есть аскорбиновая кислота, хиноны ею восстанавливаются и сусло сохранят нормальный зеленоватый цвет, но когда аскорбиновая кислота окисляется, образующиеся хиноныполимеризуются с образованием продуктов, придающих суслу коричневый цвет. Для удаления о-ДФО – обрабатывают сусло бентонитом. При проведении отстаивания с сульфитацией о-ДФО в наименьшей мере переходит в вино. Концентрация свободных радикалов в сусле возрастает при добавлении гидросульфита Na(120мг/л), что свидетельствует об идущих восстановительных процессах. При отстаивании сусла протекают свободнорадикальные реакции, в результате которых образуются продукты по химической пророде похожие на производные полифенолов, которые окисляются активными ферментами – полифенолоксидаза (о-ДФО). Для предотвращения действия его используют сульфитирование сусла.

При отстаивании сусла протекают гидролитические процессы, которые катализируются присутствующими в винограде гидролазами: БФФ, протеиназа (катализирует гидролиз белковых веществ, поэтому ускоряются процессы осветления). В процессе отстаивания содержания азотистых веществ в сусле уменьшается вследствие выпадения в осадок белков. Виноматериалы получают из сусла после отстаивания, содержат меньше количества Fe , фенольных веществ, оксидаз. Окраска его светлая, стабильная, аромат тонкий и интенсивный, снижается концентрація высших спиртов и накопление эфиров, замедляется брожение, т.к. удаляются часть дрожей и взвешенных частиц.

3) Процессы, протекающие при брожении сусла. Большинство веществ накапливаемых в вине, синтезируются и выделяются дрожжами. Размножающиеся дрожжи потребляют азотистые вещества, ассимилируют АК, витамины, адсорбируют белки и ферменты винограда. В первый период брожения концентрация большинства компонентов сусла снижается. Во второй половине содержание ряда компонентов в бродящем сусле возрастает. При брожении активность большинства ферментов сусла снижается вследствие адсорбции их размножающимися дрожжами. К концу брожения из клеток в среду переходят многие ферменты.

Важное значение имеют при брожении эстеразы, под действием которых синтезируются этиловые и др. эфиры жирных килот. При дезаминировании АК дрожжами синтезируются высшие спирты и жирные кислоты. Образование основных, вторичных и побочных продуктов брожения существенно трансформирует вкус и аромат бродящего сусла. Важную роль при этом играют вид дрожжей, условия брожения и состав сырья.

Содержание фенольных веществ существенно зависит от режима брожения. При получении красных виноматериалов брожением мезги оптимальной является t=28-32˚С.

В процессе брожения сусла ряд компонентов эфирных масел винограда улетучивается вместе с СО₂, некоторые трансформируются. В ходе брожения исчезают гексенол, гексаналь, ацетоксибутаналь. Альдегиды (метилфурфурол, бензальдегид, коричный, фенилуксусный, изомасляный, масляный, изовалериановый, гептиловый) превращаются в спирты.

В шампанских виноматериалах общее число ароматобразующих соединений снижается в процессе брожения с 42 до 30. Суммарная масса компонентов эфирных масел увеличивается в 20-30 раз. При брожении уменьшается содержание гераниола, -терпинеол, нерол, линалоола. Появляются фарнезол, этиллактат, этилсукцинат, этилкаприлат, этиллаурат, этилмиристат, сильно увеличивается количество этилацетата, изоамилового спирта, 2,3-бутандиола, ацетата 2-фенилэтилового спирта, 2-фенилэтилового спирта; глицерин, уксусный альдегид, пировиноградная кислота, уксусная, янтарная, лимонная, молочная кислоты.

4) Процессы, протекающие при обработке виноматериалов. Основное требование к процессам обработки виноматериалов – предотвращение их аэрации, т.к.это вызывает глубокие,необратимые изменения состава компонентов букета. При аэрации и окисления снижается концентрация, этиллактата, этилкапроната и др. Накапливаются ацетальдегид и диэтиловый спирт. Присутствующие в парах сложные эфиры в определенной концентрации придают мягкость и гармоничность букету и вкусу вина. При окислении виноматериале увеличивается уксусного, изомасляного, изовалерианового альдегидов, уменьшается изобутилового, изоамилового, фенилэтиолвого спиртов. Исчезновение эфиров объясняется их улетучиванием при аэрации вина. Анаэробная выдержка виноматериалов характеризуется 2-мя стадиями: 1- ассимилиция растворенного в вине кислорода, окисление спиртов, образование альдегидов; 2- превращение альдегидов, этерификация высших спиртов, накопление сложных эфиров, благодаря чему качество вина улучшается. Продолжительность выдержки с О₂ должна идти 1 мес.

Подготовка к шампанизации виноматериалов включает 2 этапа: получение купажа с гармоничным вкусом и букетом и получение бродильной смеси (удаление О₂ из купажа, снижение ОВ-потенциала, термообработка купажа, обогащение его компонентами дрожжевых клеток, растворение ликера).

При биологической ассимиляции О₂ происходит потребление О₂, падение ОВ-потенциала, увеличение восстановительной способности и скорости образования свободных и связанных альдегидов. При деаэрации путем выдержки О₂ медленно расходуется на окисление компонентов вина, падает ОВ-потенциал, повышается концентрация альдегидов. При выдержке виноматериалов с добавкой 2% дрожжей О₂ удаляется быстрее. Расходование О₂ при выдержке купажа с ферментным концентратом продолжается длительное время и приводит к заметному снижению ОВ-потенциала.

Термообработка купажа после биологической ассимиляции О₂ приводит к дальнейшему падению ОВ-потенциала, увеличению восстановительной способности, накоплению альдегидов. Пастеризация выдержанного в потоке купажа с ликером вызывает образование альдегидов. В процессе биологического удаления О₂ наблюдается падение активности β-фруктофуранозидазы(БФФ). Если нагревание до 40˚С способствует тепловому автолизу дрожжей и переходу БФФ из дрожжей в вино, то пастеризация при 65˚С инактивирует ферменты вина. Выдержка купажа с ферментным концентратом, обработка его теплом оказывают незначительное влияние на активность БФФ.

Биологическое удаление О₂ сопровождается потреблением азотистых веществ(АК, аммиака). Последующая термообработка приводит к обогащению бродильной смеси азотистыми веществами. Патеризация ускоряет реакции меланоидинообразования. При выдержке купажа в потоке без добавления дрожжей содержание АК уменьшается. Количество пролина, глицина, гистидина, аргинина увеличивается. После термообработки накапливаются глютаминовая кислота, пролин, аспаргиновая кислота, расходуются аланин, валин, аргинин, лейцин, изолейцин. Накопление АК связано с гидролизом белковых веществ, а исчезновение – с процессами дезаминирования. При выдержке купажа с ферментными концентратами уменьшается аммиака, АК, аланина, валина, аргинина.

Синтез этилацетата, высших спиртов, жирных кислот способствует наличие в среде сахара. При последующей выдержке на дрожжах в течение 1 мес. Образовавшиеся спирты и кислоты этерифицируются. В результате тон сивушных масел, усиливающийся после ассимиляции О₂, исчезает, а накопление сложных эфиров способствует развитию букета выдержанных вин.

В процессе выдержки на дрожжах в купаж переходят ферменты, ускоряющие биохимические процессы После деаэрации и выдержки с дрожжами купаж мягче, ароматичнее, лучше, чем при деаэрации без дрожжей.

Т.к. из сахара дрожжи синтезируют нежелательные компоненты, добавлять ликер при биологическом способе не следует. В целях обогащения купажа ферментами, создания условий для протекания реакций этерификации целесообразно биологическую ассимиляцию О₂ проводить после приготовления купажа и далее выдерживать купаж в потоке в течение 1-2мес.

Способ выдержки красных крепленых виноматериалов (спирт12%об., сахара 18%) в анаэробных условиях при t=2˚С, 20-24сут. – улучшает технологические свойства.

Обработка резервуарных смесей теплом (40˚С, 3сут.) или холодом (-2˚С, 1-2сут.) улучшает органолептические показатели красных игристых вин, сброженных на брют, особенно если в них содержатся 2-4 млн/мл жизнедеятельных клеток дрожжей или 0,25% ферментного концентрата. Как при нагревании так и при обработке холодом увеличиваются выход ферментов и других азотистых веществ из дрожжей и обогащение ими вина.

5) Биохимические процессы, протекающие при шампанизации. Процесс шампанизации вин до марки брют протекает в 2 стадии: на 1-й (0-12сут) происходят адсорбция ферментов, ассимиляция АК, синтез альдегидов вследствие размножения дрожжевых клеток; на 2-й (12-21сут) в вино выделяются ферменты, азотистые вещества, восстанавливаются альдегиды, что связано с началом автолиза дрожжей. В процессе шампанизации в потоке сбраживание сахара в условиях постоянного повышенного давления и насыщения вина СО₂. К концу процесса шампанизации начинающийся автолиз дрожжевых клеток вызывает увеличение активности протеаз, β-фруктофуранозидазы, эстераз. Отсутствие О₂ и обогащение шампанского восстанавливающими веществами способствуют снижению ОВ-потенциала. Автолитические процессы интенсифицируются в установленных в конце потока резервуарах с насадками. Задерживающиеся в зоне насадок дрожжевые клетки при длительной эксплуатации установки омирают и обогащают шампанское продуктами автолиза. Протекающие при низком уровне ОВ-потенциала биохимические процессы обусловливают формирование шампанского высокого качества.

При шампанизации бродильной смеси с 3,5-5% сахара наличие остаточного сахара тормозит скорость процесса автолиза дрожжей. При шампанизации вина до марки брют скорость автолитических процессов выше. Шампанизируемое вино в потоке с дрожжами направляют в резервуары с насадками – автолизеры, в которых задержанные дрожжевые клетки автолизуются и обогащают шампанское важными компонентами цитоплазмы клетки, что овысило качество резервуарного шампанского. Насадки задерживают дрожжевые клетки, метод увеличивает дрожжевую биомассу и концентрации автолизуемых дрожжей, активным сбраживанием сахара при низкой t. Улучшаются ОВ показатели: снижается содержание альдегидов, диацетила, повышается восстановительная способность вина, в вине накапливаются ферменты.