Применение ферментов (enzyme) в виноделии


Что такое ферменты?

Ферменты представляют собой природные белки. Каждый конкретный фермент имеет определенную структуру. Все живые существа производят свои собственные ферменты для осуществления конкретных химических реакций как часть их биологических систем. Ферменты являются природными катализаторами: они облегчают эти реакции, но сами по себе не используются в реакциях. Температура и рН являются критическими параметрами, которые влияют на их производительность.

wine-fermentation

Как они производятся на коммерческой основе?

Ферменты сложны и производятся только живыми существами; то есть они не являются синтетическими химикатами. Поэтому ферменты фактически не производятся; они извлекаются после выращивания определенных микроорганизмов в ферментационной системе. Затем ферменты, которые продуцируются микроорганизмом, экстрагируются и очищаются. Этот процесс ферментации фермента используется более 100 лет, при этом система не сильно изменилась за это время. Однако инструменты, которые используются для мониторинга, очистки и смешивания конечного продукта, значительно улучшились.

Ферменты широко используются в коммерческих целях и во многих отраслях промышленности, таких как виноделие, пивоварение, выпечка и производство соков.

Как можно использовать ферменты в виноделии?

Ферменты используются для снижения воздействия определенных видов биологических материалов, которые могут вызвать проблемы у винодела.

Пектины

Основным применением фермента в виноделии является снижение воздействия длинноцепочечных соединений — пектинов, обнаруженных в недревесных частях многих растений. Пектины могут образовывать гель в жидкостях.

Хотя желирование полезно при изготовлении джема, это является нежелательным свойством вина. Путем добавления ферментов, которые разрушают пектины (т.е. Пектолитическая активность), эта склонность к гелеобразованию удаляется. Пектиназы работают путем «разрезания» длинных цепей пектинов на меньшие длины. Чем меньше молекула, тем менее она вязкая. Когда добавляют пектолитический фермент, молекулы пектина уменьшаются по размеру, и может быть достигнуто лучшее осветление.

Глюканы

Другой группой молекул длинной цепи являются глюканы. Глюканы представляют собой полисахаuva-moscatelрид с полимерными цепями на основе D-глюкозного мономера. Глюканы обычно не содержатся в здоровом винограде. Тем не менее, форма серой гнили Botrytis cinerea производит глюканы, когда она заражает виноград и другие фрукты. Хотя глюканы имеют разную структуру для пектинов, они обладают некоторыми сходными свойствами: они увеличивают вязкость вина и усложняют его обработку — особенно фильтрацию вина.

Добавляя фермент с активностью глюканазы, глюканы также разделяются по длине, и поэтому фильтрация намного легче достигается. Воздействие на фильтрацию заключается в том, что процесс может быть достигнут быстрее и требуется меньше фильтрующих сред.

Гликозиды

Ряд небольших соединений происходит в винах, которые связаны с молекулами глюкозы в вине. Они известны как гликозиды. Эти гликозиды могут содержать молекулы, называемые терпенами, которые выделяют ароматы, если они не связаны с молекулой глюкозы.

Путем добавления ферментов, которые обладают способностью разрушать эти гликозидные связи (такие ферменты обладают активностью гликозидазы), терпеновые соединения могут быть высвобождены, и поэтому в вине может быть достигнут больший профиль аромата. Линалол, гераниол и цитронеллол являются хорошо известными терпенами.

Так называемые ароматические сорта, такие как Riesling и Gewürztraminer, хорошо изenzyme_picвестны по содержанию терпенов и дают хорошие примеры типичных терпеновых ароматов.

Какие факторы влияют на использование ферментов?

Ферменты встречаются естественным образом в биологических системах, поэтому неудивительно, что параметры, влияющие на ферменты, сходны с другими живыми процессами.

Одним из ключевых параметров является температура: чем ниже температура, тем ниже активность фермента. При очень высоких температурах разрушается белковая структура фермента, и поэтому фермент разрушается или денатурируется. Чтобы наилучшим образом использовать фермент, необходимо использовать правильный температурный диапазон. Обычно это составляет 10-30 ° C.

Время является другой ключевой переменной при эффективном использовании ферментов. Чем дольше фермент остается делать свою работу, тем больше работы он может сделать. Конечно, в суматошном темпе виноделия во время урожая часто остается мало времени для того, чтобы ферменты могли работать. Разница между 30 минутами и одним часом может быть дополнительным временем, необходимым для того, чтобы повысить влияние пектолитического фермента.

Другим основным параметром является мощность дозы. Коммерческие препараты ферментов имеют рекомендации по общей дозировке для использования. Обычно это диапазон дозировок, так как это будет зависеть от ряда факторов, таких как разнообразие винограда, используемый процесс, температура и время. Чтобы максимально использовать фермент, который вы используете, разумно работать в тесном контакте с консультантом, чтобы определить наиболее эффективную дозировку, температуру и время использования.

Коммерческие продукты

Коммерческие ферменты обычно не являются простым продуктом только одного вида деятельности. Например, рассматриваемый продукт может иметь основную пектолитическую активность, но вторичную активность глюкозидазы или глюканазы. В листах технических характеристик продукта указывают, как следует использовать фермент и какое воздействие он окажет в вине.

 

В группе ферментов насчитывается несколько ферментных препаратов по назначению.

  1. Для быстрого осветления суслаи образования хорошего плотного осадка используется два вида пектолитических ферментных препаратов. В порошкообразном виде 1000S и в жидком виде УВАЗИМ 1000 SL.
  2. Для настаивания на мезге белых сортов виноградас целью увеличения выхода сусла на 6-8% используют EXTRA – пектолитический ферментный препарат в форме раствора. Он повышает в сусле количество усвояемых форм азота и облегчает осветление сусла. Порошкообразный пектолитический энзим Caractere имеет высокую пектолитическую, геммицеллюлазную и в-глюкозидазную активность, что приводит к быстрому плазмолизу клеток виноградной ягоды и понижению вязкости сусла. Повышается выход сусла, экстрагируются ароматические и вкусовые вещества.
  3. Для успешной мацерации красных сортов винограда используют специальные пектолитические ферментные препараты: в жидкой форме Colour plus, в виде порошка Colour. Они способствуют экстракции из виноградной кожицы антоцианов и танинов. Вино становится более структурированным во вкусе и более глубоким в аромате; в нем повышаются антиоксидантные свойства. Общий выход сусла увеличивается на 4-6%.nartis_zym_lyso-rosso_e_bianco
  4. Для флотации сусла применяют в форме раствора ферментный препарат Quick. Он быстро снижает вязкость сусла и способствует образованию достаточно крупных и легких флоккул устремляющихся к поверхности сусла. Способствует быстрому пектиновому гидролизу.
  5. Фермент Lyso получают на основе лизоциума. Используют против молочнокислых бактерий, когда их деятельность нежелательна.
  6. Ферментный препарат T-red используют для получения вин методом термовинификации. Устойчив к очень высоким температурам, быстро снижает вязкость сусла и увеличивает его выход, способствует быстрому получению хорошо окрашенных вин.
  7. Elevage – новый пектолитический ферментный препарат с ярко выраженной в-глюконазной активностью. Ускоряет автолиз клеток дрожжей и увеличивает содержание в вине маннопротеинов, глюканов.

 

Cводная таблица характеристик ферментов

Энартис Зим/ Enartis Zym

Продукт

Форма

Применение

Энологический эффект

Дозировка

1000 S

 

Порошок

Статическое

осветление

• Быстрая очистка сусла

1-2 г/гл

 

RS

Жидкость

 

 

Осветление «сложного»

сусла

Флотация

• Быстрая очистка сусла

• Сокращение времени ферментной

обработки

• Повышение фильтруемости вина

1-3 мл/гл

Quick

 

Жидкость

Флотация

• Сокращение времени ферментной

обработки

• Увеличение производительности

флотатора

• Уменьшение объемов осадка

 

0,5-2 мл/гл

RS4F

 

Жидкость

Флотация

• Быстрая очистка сусла

• Сокращение времени ферментной

обработки

• Увеличение производительности

флотатора

 

1-3 мл/гл

Extra

 

 

Жидкость

Мацерация

белого винограда

 

• Усиление ароматического потенциала

• Увеличение выхода сусла при

прессовании

2-6 мл/100 кг

Caractere

 

 

Порошок

Мацерация

белого винограда

 

• Усиление интенсивности и сложности

аромата

• Увеличение выхода сусла при

прессовании

1-3 г/100 кг

Arom mp

 

Порошок

• Мацерация белого

винограда

• Уменьшение

дозировки бентонита

• Розовые вина

 

• Усиление ароматических фруктовых

компонентов

• Сокращение обработки бентонитом

• Ослабление терпкости

• Более интенсивный и стабильный цвет

 

2-4 г/100 кг

T-red

 

Жидкость

Термовинификация

• Более легкое осветление

• Увеличение способности к фильтрации

• Увеличение полифенольного

потенциала

 

2-6 мл/100 кг

T-red plus

 

Жидкость

Термовинификация

• Стабилизация красящих веществ

• Более легкое осветление

• Увеличение выхода при фильтрации

 

2-4 мл/100 кг

Colour

 

Порошок

Красные молодые вина и вина среднего срока

выдержки

 

• Стабилизация красящих веществ

• Улучшенный органолептический

баланс /аромат/

• Увеличение полифенольного

потенциала

 

2-4 г/100 кг

Colour

plus

 

Порошок и

жидкость

 

Мацерация

красного винограда,

предназначенного для

производства молодых

вин и вин с умеренной

выдержкой

 

• Стабилизация красящих веществ

• Улучшение структуры

• Увеличение полифенольного

потенциала

 

2-4 г/100 кг

Elevage

 

 

Порошок

Остановка брожения

Осветление вин,

пораженных

Botrytis cinerea

• Увеличение и ускорение экстракции

маннопротеинов во время выдержки

на дрожжах (процесс сур-ли)

• Улучшение осветления и фильтрации

вин, пораженных развитием

благородной плесени

 

2-5 г/гл

Lyso

 

Порошок

Сдерживание процесса

яблочно-молочного

брожения

 

• Управление развитием и

жизнедеятельностью молочно-кислых

бактерий

 

10-50 г/гл

Термины:

*Флотация – это один из методов очистки виноградного сусла, основанный на прилипании взвешенных в ней примесей к пузырькам воздуха и всплывании их на поверхность.
Этот метод хорошо известен виноделам Австралии, Новой Зеландии, ЮАР. Также этот метод достаточно широко применяется виноделами Италии и Франции.

Для очистки виноградного сусла используется напорная флотация. Принцип работы устройств этого метода состоит в насыщении сусла воздухом, а лучше углекислым газом под давлением. После насыщения пузырьки газа под действием сил поверхностного натяжения соединяются с нерастворимыми частицами и, попадая в отстойную емкость, поднимают их на поверхность и задерживаются наверху в виде пены (шлам). Таким образом, виноградное сусло очищается, разделяясь на фильтрат и шлам. Очищенное сусло отводится по трубопроводу, а затем удаляют из емкости шлам.
Примечательно, что основным фактором эффективности флотации является размер пузырьков углекислого газа. Строгое его ограничение обусловлено тем, что при существенном различии между частицей и пузырьком (в пользу последнего), они будут обладать разными скоростями, что не позволит частицам соединиться с пузырьками газа в ходе флотации виноградного сусла. Даже если некоторым из них удастся прикрепиться друг к другу, то соединение это будет непрочным, поскольку при флотации сусла потоком пузырьков большого размера жидкость при высокой скорости движения потока перемешивается, и связи между частицами и пузырьками нарушаются. Прочность комплекса частица-пузырек, образуемого в ходе флотации сусла, зависит не только от соотношения их размеров, но и от физических и химических свойств самой жидкости, нерастворимых частиц и пузырьков газа, а также от конкретных гидродинамических условий.
Напорная флотация сусла, которая проводится без добавления специальных химических веществ, называется физической. Но существуют реагенты, которые обладают способностью ускорять процесс флотации. К таким реагентам в винодельческой технологии можно отнести желатин.
Достоинства флотации является высокая степень очистки (до 95 процентов), большая скорость процесса, простая аппаратура и низкие энергозатраты.

*Мацерация – настаивание виноградного сусла на твёрдых частицах винограда для извлечения из них веществ, участвующих в построении ароматических соединений, антоцианов (растительных пигментов), танинов и других веществ, содержащихся главным образом в кожице и косточках винограда. В случае с белыми винами, мацерация предшествует алкогольному брожению, непродолжительна по времени и проводится при низких температурах (холодная мацерация). 
В производстве красных вин мацерация происходит во время алкогольного брожения, более продолжительна и проходит при более высоких температурах.

* Термовинификация – это современный, наиболее совершенный способ производства красных столовых вин. Включает два термина: termo и vinification, что означает «виноделие с нагреванием». Еще древние греки и римляне нагревали раздавленный виноград в котлах, в результате чего получали интенсивно окрашенное сусло с высоким содержанием сахаров (за счет частичного испарения), необходимым для приготовления устойчивых к заболеваниям вин.

Термовинификация обеспечивает большую гибкость технологии. Во-первых, происходит разделение процессов экстрагирования и брожения, так как сбраживается окрашенное сусло без мезги. Во-вторых, можно регулировать температурные режимы и, если необходимо, успешно перерабатывать виноград, частично пораженный плесенью, что невозможно осуществить при классическом брожении мезги. В-третьих, легко решается разновариантность и поточность технологических процессов. В практике современного виноделия выделяют три схемы термообработки мезги: нагрев всей мезги; нагрев стекшей мезги; нагрев мезги горячим суслом.

* Яблочно-молочное брожение — процесс разложения яблочной кислоты до молочной кислоты и диоксида углерода: НООС-СНОН-СН2-СООН – НООС-СНОН-СН3 + СO2. Проводится с целью смягчения вкуса высококислотных сусел и вин. Вызывать яблочно-молочное брожение могут все роды молочнокислых бактерий с гомо- и гетероферментативным типом брожения (Реdiococcus, Leuconostoc, Lactobacillus). Яблочно-молочное брожение может возникать спонтанно и, в первую очередь, в винах с невысокой кислотностью; отсутствие должного технологического и микробиологического контроля процесса может привести к порче вина. В винах с высокой титруемой кислотностью яблочно-молочное брожение проходит очень редко. На практике применяют частичное раскисление мелом (для увеличения рН) с тем, чтобы вызвать начало процесса брожения. Кроме сбраживания яблочной кислоты, яблочно-молочное брожение может сопровождаться разложением др. составных частей вина, что нежелательно. Поэтому для проведения биологического кислотопонижения рекомендованы штаммы молочнокислых бактерий, которые сбраживают яблочную кислоту, не затрагивая сахаров (гетероферментативные кокки рода Leuconostoc), или сбраживают сахара без образования летучих кислот (гомоферментативные палочки рода Lactobacillus). Оптимальные условия прохождения яблочно-молочного брожения: содержание спирта до 13% об., свободного диоксида серы не более 10мг/дм3, температура 18—20°С. Остановить процесс яблочно-молочного брожения можно сульфитацией до содержания свободной SO2 25—30 мг/дм3, оклейкой, фильтрацией или пастеризацией. Некоторые виды винных дрожжей стимулируют прохождение яблочно-молочного брожения.

*Полифенольный потенциал — Фенольные соединения оказывают большое влияние на вкус вина. Их излишек в вине проявляется излишней терпкостью и грубостью. С другой стороны – их недостаток в винах приводит к отсутствию определенной полноты, характеризующей вина как пустые и жидкие напитки.

Вкусовые и другие качественные показатели вина зависят не только от общего содержания фенольных веществ, но и от их физико-химического состояния. В большинстве случаев молодым винам присуще высокое содержание неокисленных форм танина, придающего им сильный вяжущий вкус и терпкость. В результате окисления танинов при выдержке вин, их вкус становится более мягким с бархатным оттенком.

 

 

Print Friendly, PDF & Email

Оставьте комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *