Спирты и вторичные продукты брожения

Вино несет и яд, и мед…

М. Ш. Вазех

Спирт этиловый (С₂Н₅ОН) относится к одноатомным спиртам (винный спирт, этанол) и является одним из основных компонентов вина. Образуется в процессе брожения виноградного сусла или же его добавляют при выработке крепленых вин. Открытию спирта мы обязаны алхимикам Средних веков. В винах они пытались выделить «дух» (или «душу») вина. Путем дистилляции им удалось получить спирт — бесцветную жидкость с характерным запахом, жгучим вкусом и сильно выраженными опьяняющими свойствами. Она была названа латинским словом spiritus, что означает «дух», «душа». Разбавленный спирт под названием aqua vitae («вода жизни») первоначально применялся только в медицине. Водка же, как водный раствор этилового спирта, вошла в обиход на Руси только в XIV в. при царе Иване Грозном.

Спирт этиловый ректификованный содержит примерно 96% спирта и 4% воды. 100%-й спирт получить очень сложно. Для полного удаления воды ректификованный этиловый спирт обрабатывают поглощающими воду веществами (негашеная известь, металлический кальций, поташ и др.). Д. И. Менделеев установил прямую связь между плотностью водно-спиртовых смесей и содержанием в них абсолютного алкоголя при разных температурах, что имеет большое значение для определения содержания спирта в винах и других спиртосодержащих жидкостях.

Не менее важное практическое значение имеет способность этилового спирта при смешивании с водой уменьшаться в объеме с выделением тепла. Это явление носит название контракция. Предположительно она возникает в результате образования гидрата С₂Н₂ОН? 9Н₂0. Контракцию необходимо учитывать при выработке крепленых виноматериалов, внося в расчеты поправку на сжатие общего объема спиртовой смеси (объема спиртования) в размере 0,08% на каждый объемный процент повышения крепости.

Исходя из расчетов, при брожении виноградного сусла из 1 г/100 см³ сахаров теоретически должно бы образоваться 0,64% об. этилового спирта. Фактически же выход этилового спирта ниже. Это вызвано тем, что некоторое количество сахаров расходуется, в первую очередь на дыхание и размножение дрожжей и образование вторичных и побочных продуктов брожения. Кроме этого, какая-то часть этилового спирта улетучивается с диоксидом углерода. Практически выход этилового спирта составляет 0,58—0,62% (в среднем принимается 0,6%) из одного 1 г/100 см³ сброженного сахара.

Этиловый спирт как продукт обмена дрожжевой клетки обладает в отношении самих дрожжей и в отношении других микроорганизмов ядовитыми свойствами. Размножение дрожжей замедляется начиная с 2% об., подавляется при 6—8% об., чаще останавливается при 10% об., но иногда бродильная активность дрожжей прекращается при 16—18% об. В концентрированном виде этиловый спирт — это сильный яд и энергичный антисептик. Наибольшее действие на бактерии производит 60—70%-й спирт, 25 и 80% действуют слабее и самым слабым действием обладает абсолютный этиловый спирт.

Содержание этилового спирта в виноградных винах в зависимости от категории, группы, типа бывает разным (ГОСТ 32 030 — 2013).

Объемная доля этилового спирта в столовых винах с учетом допустимых отклонений должна быть не менее 8,5% и не более 15,0% и общая объемная доля этилового спирта должна быть не более 15,0%.

Объемная доля этилового спирта с учетом допустимых отклонений в столовых винах, изготовленных из винограда, состоящего на 85—100% из одного сорта или регламентированной смеси сортов винограда, должна быть не менее 10,0%.

Минимальная натуральная объемная доля этилового спирта в винах географического наименования должна составлять 10,5%.

Метиловый спирт (метанол, СН₃ОН) тоже является представителем одноатомных спиртов. Это бесцветная жидкость, по запаху напоминающая этиловый спирт. Метанол, так же как и этиловый спирт, смешивается с водой в любых соотношениях, и поэтому происходит уменьшение объема. Образуется в процессе выработки вин в результате гидролиза пектиновых веществ. В концентрациях, которые чаще всего встречаются в здоровых винах (до 0,4% об.), он безопасен для человеческого организма. Высокое содержание метанола в вине нежелательно, так как в больших дозах он токсичен.

Законодательными актами России предельное содержание метанола в винах не регламентировано.

Высшие спирты. Главными представителями высших одноатомных спиртов являются: н-пропиловый, СН₃-СН₂-СН₂ОН (до 5 мг/дм³), изобутиловый, (СН₃)₂СНСН₂ОН (до —" 100 мг/дм³), н-бутиловый, СН₃СН₂СН₂СН₂ОН (до—> 10 мг/дм³), изоамиловый, (СН₃)₂СНСН₂СН₂ОН (до —> 250 мг/дм³), н-амиловый, СН₃СН₂СН₂СН₂СН₂ОН (до 20 мг/дм³). Основными источниками их образования в винах являются сахара и аминокислоты. Названные высшие спирты составляют основу так называемых сивушных масел (до 99%). В составе сивушных масел вин найдены, но в очень небольших количествах, такие одноатомные спирты, как н-гексиловый, С₆Н₁₃ОН (до 10 мг/дм³), н-гептиловый, С₇Н₁₅ОН (до 3 мг/дм³) и н-октиловый, С₈Н₁₇ОН (до 2 мг/дм³). Эти спирты являются составной частью эфирных масел плодов и ягод и обладают приятным цветочным ароматом. Сивушные масла оказывают значительное влияние и на вкус, обладают сильным опьяняющим эффектом. В винах, как правило, их не более 400 (для белых вин) и 600 мг/дм³ (для красных вин). В больших количествах они ядовиты.

Законодательными актами России предельное содержание высших спиртов в вине не регламентировано.

Ароматические спирты. Представителями этих спиртов являются: фенилэтанол, триптофол и тирозол. Источники их образования — сахара и аминокислоты (до 220 мг/дм³). Будучи ароматобразующими веществами, обладают цветочным ароматом.

Терпеновые спирты. Наиболее известными являются линалоол, а-терпениол, нерол, гераниол и др. (до 8 мг/дм³). Они определяют характерный мускатный аромат винограда и вина. Цветочный аромат вина в молодом возрасте почти исчезает в результате окисления и полимеризации в зрелых, выдержанных винах.

Бутиленгликоли С₄Н₉(ОН)₂. В вине обнаружены: изобутиленгликоль, (СН₃)₂-СООН-СН₂ОН (до 120 мг/дм³) и 2,3-бутиленгликоль, СН₃СН (ОН)-СН (ОН)СН₃ (до 1,5 г/дм³). Оба являются вторичными продуктами брожения виноградного сусла. 2,3-бутиленгликоль — кристаллическое вещество сладкого вкуса, хорошо растворимое в воде и в органических растворителях. Обнаружен в виноградных ягодах, пораженных «благородной гнилью» — Botryds cinerea. Образуется также при окислении сухих вин. Представляет практический интерес как вещество, по наличию которого отличают сброженное вино от спиртованных сусел-мистелей. С водой и спиртом смешивается в любом соотношении, обладает сладким вкусом.

Ацетоин СН₃-СН (ОН)-СО-СН₃ — вторичный продукт брожения виноградного сусла (до 14 мг/дм³). Хорошо смешивается с водой, растворяется в этиловом спирте. Обладает неприятным запахом.

Диацетил СН₃-СО-СО-СН₃ — вторичный продукт брожения виноградного сусла (до 1 мг/дм³). Хорошо смешивается с водой, растворяется в этиловом спирте и эфире. Как и ацетоин, обладает неприятным запахом, оба они обусловливают окисленность сухих вин.

Из других кетонов, обнаруженных в вине, следует отметить ацетон и у-бутиролактон, содержание которых незначительно.

Глицерин СН₂ОН-СНОН-СН₂ОН — вторичный продукт брожения виноградного сусла. Он представляет собой бесцветную сиропообразную жидкость сладкого вкуса, хорошо растворимую в воде и этиловом спирте. Благодаря своим свойствам и довольно значительному содержанию (до 15, а иногда и до 20 г на 100 г этилового спирта) глицерин придает винам полноту, мягкость и гармоничность во вкусе. При выдержке вина относительное количество его увеличивается.

Маннит СН₂ОН-(СНОН)₄-СН₂ОН, образуется из маннозы и фруктозы (до ОД г/дм³) и чаще встречается в винах, больных маннитным брожением или молочнокислым скисанием (до 30 г/дм³). Маннит хорошо растворяется в воде и спирте. Одновременно с ним образуется и его изомер — сорбит С₆Н₁₄0₆. Последний может образоваться также и при восстановлении глюкозы. Вина, содержащие маннит и сорбит, приобретают неприятный слащавый привкус.