Текст
                    ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА
ВИНОДЕЛИЯ

---Traite d’oenologie— SCIENCES ET TECHNIQUES DU YIN Tome 2 — Caracteres des vins Maturation du raisin Levures et bacteries Par Jean RIBEREAU-GAYON Professeur a I'Universite de Bordeaux II Directeur honoraire de la Station agronomique et oenologique de Bordeaux Directeur de I'lnstitut d’oenologie Emile PEYNAUD Directeur du Service des Recherches de la Station agronomique et oenologique de Bordeaux Pascal RIBEREAU-GAYON Professeur a I’Universite de Bordeaux II Directeur de la Station agronomique et oenologique de Bordeaux Pierre SUDRAUD Directeur de laboratoire du Service de la repression des fraudes et du^torjtrole de la qualite Directeur de la Station agronomique et oenologique de gqrdeaux- Dunod - Paris - 1975
(Ж 533 Ж. Риберо-Гайон Э. Пейно П. Риберо-Гайон П. Сюдро ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА ВИНОДЕЛИЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВИН СОЗРЕВАНИЕ ВИНОГРАДА ДРОЖЖИ И БАКТЕРИИ Перевод с французского Ф. Д. ШИТИКОВА Под редакцией д-ра техн, наук, заслуженного деятеля науки УССР проф. Г. Г. ВАЛУИКО 9ЕСЛУБА Г‘*Я •учим •т. Отжжшикилзе СО АССР МОСКВА • «ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ» • 1979
36.87 P3I УДК 663.251/.252=03.40 ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА ВИНОДЕЛИЯ. Т. 2. Характеристика вии. Созревание ви- нограда. Дрожжи и бактерии. Риберо-Гайон Ж-, Пей но Э., Рнберо-Г ан- он П., Сю др о П., пер. с франц., 1979. В книге рассмотрены типы и приведены характеристики вин. Описано сырье для виноделия — виноград и его созревание. Изложены вопросы спиртового брожения: цитология, систематика и экология вин- ных дрожжей, их основные виды, условия развития и активности, факторы и явления ингибирования, активаторы брожения. Освещены вопросы бактериального брожения: морфология, систематика, экология молочнокислых бактерий вина, их класонф1нюация и виды, условия развития. Приведены новейшие достижения энологии Франции. Таблиц 116. Иллюстраций 121. Список литературы — 770 названий. Жан Риберо-Гайон Эмиль Пейно Паскаль Риберо-Гайон Пьер Сюдро ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА ВИНОДЕЛИЯ Т. 2. ХАРАКТЕРИСТИКА вин. СОЗРЕВАНИЕ ВИНОГРАДА. ДРОЖЖИ И БАКТЕРИИ. Редактор И. Н Кобчиков а. Художник М. В. Носов. Художественный редактор В. В. Чуракова. Технический редактор Н. Н. Зиновьева. Корректоры Т. Н. Бобрикова, М. А. Ш е г а л ИБ № 815 Сдано в набор 06.02.79. Подписано в печать 25.10.79. Формат 70X90’716. Бумага типо- графская № 1. Литературная гарнитура. Высокая печать. Объем 22,0 п. л. Уел. п. л. 25,74. Уч.-изд. л. 27,99. Тираж 5 700 экз. Заказ 1929. Цена 2 р. 30 к. Издательство «Пищевая промышленность», 113035, Москва, М-35, 1-й Кадашевский пер., 12, Московская' типография № 8 Союзполиграфдрома прш СССР по делам издательств, полиграфии и книжной тсрго] Хохловский пер., 7. ........ хД г Госуд’арствеАгом комитете 31709—057 Р ------------57—79 2908000000 044(01)—79 (С) Bordas, Paris, 1975 @ Перевод на русский язык. Издательство «Пищевая промышленность», 1979 г.
ПРЕДИСЛОВИЕ К РУССКОМУ ИЗДАНИЮ Виднейшие французские энологи профессора Ж. Риберо-Гайон, Э. Пейно, П. Риберо-Гайон и П. Сюдро создали четырехтомную моно- графию «Теория и практика виноделия». Том 1 «Анализ и контроль вин» вышел в 1972 г., том 2 «Характеристика вин. Созревание винограда. Дрожжи и бактерии» — в 1975 г., том 3 — «Виноделие. Превращения в винах» — в 1976 г. и том 4 «Осветление и стабилизация вин. Материалы и установки» — в 1977 г. В этом фундаментальном труде обобщены результаты длительных исследований Научного центра при университете в Бордо, а также по- следние данные по виноделию ученых Франции и других стран. Советский читатель уже знаком с трудами французских энологов. В 1956 г. в «Пищепромиздате» вышла книга (на русском языке) Ж. Ри- беро-Гайона «Виноделие. Преобразование вина и способы его обработ- ки», выпущенная во Франции в 1947 г. В 1971 г. издательством «Пище- вая промышленность» был издан сокращенный перевод книги Ж. Ри- беро-Гайона и Э. Пейно «Виноделие. Возбудители брожения. Приготов- ление вин», выпущенной во Франции в 1960 г. Эти книги пополнили зна- ния специалистов винодельческой промышленности СССР по вопросам механизмов процессов виноделия; в настоящее время эти книги стали библиографической редкостью. В новой четырехтомной работе крупнейших ученых-виноделов Фран- ции изложены последние данные о методах анализа вин, превращениях в винах, об уходе за ними и обработке, а также о материалах и оборудо- вании, применяемых в виноделии. Особое внимание обращено на процес- сы созревания винограда и их влияние на качество вин. Четырехтомная монография французских энологов наравне с вось- митомной «Энциклопедией виноградарства и виноделия мира» проф. П. Гаролио (Италия, 1973 г.) является фундаментальным сводом зна- ний по всем основным вопросам теории и практики виноградарства и виноделия. Издательство «Пищевая промышленность» предполагает дальнейшее издание на русском языке томов 3 и 4 «Теории и практики виноделия». 5
Том 1 монографии, посвященный методам анализа вин, применя- емым во Франции, для наших специалистов имеет чисто познаватель- ный характер, так как в СССР используются другие методы анализа. В связи с этим том 1 не будет переведен на русский язык. Первая часть настоящего тома 2 посвящена понятиям качества и типа вин, вкусовой характеристики их, поскольку вопросы повышения каче- ства продукции в настоящее время особенно актуальны. Во второй части книги описываются процессы созревания винограда, третья часть посвящена дрожжам — возбудителям спиртового брожения и четвертая — болезнетворным и полезным бактериям вина. Впервые при- водится современная классификация дрожжей и бактерий. Каждая глава книги сопровождается подробной библиографией. К со- жалению, работы советских авторов использованы крайне слабо. Следует отметить, что все исследования, описанные в данной книге, йтроводились в условиях классического виноделия Франции, поэтому при- веденные рекомендации необходимо применять, учитывая современное крупномасштабное поточное производство. В книге в некоторых случаях даны другие обозначения по сравнению с принятыми в СССР. Так, титруемая и летучая кислотности приведены в пересчете на серную кислоту, а в СССР — на винную. В целом книга является весьма полезной для наших специалистов. Проф. Г. Г. ВАЛУЙКО
Ч асть первая ТИПЫ И ХАРАКТЕРИСТИКА ВИН Глава 1. ПОНЯТИЯ КАЧЕСТВА И ТИПА ВИН ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА Качество вина есть совокупность свойств, делающих его приемлемым или желательным для потребителя, на ко- торого производят впечатление особен- ности вина, вызывающие приятные ощущения. Поэтому проблема качества должна решаться с помощью техноло- гии производства вина, которая напра- влена прежде всего на сохранение и развитие этих особенностей (Ларреа, 1956). Качество является совокупно- стью приятных вкусовых ощущений, не- посредственно связанных с химическим составом вина. Но хорошо известно, насколько неточными и субъективными являются определение и оценка вкусо- вых свойств вина, с одной стороны, и трудность связать их с химическим со- ставом вина — с другой. По существу, невозможно полностью решить эту про- блему. Также хорошо известно, что ка- чество вина является понятием относи- тельным, что вкус потребителя резко изменялся с течением времени и изме- няется сейчас в зависимости от района. Основная трудность заключается в том, чтобы определить и перевести на точный и ясный язык достоинства и не- достатки определенного вина. Труд- ность немалая, поскольку для того что- бы знать влияние на качество вина то- го или иного способа приготовления, той или иной обработки, того или иного материала или чтобы достаточно точно судить о факторах, обеспечивающих лучшее качество, нужно прежде всего иметь надежный и удобный метод для определения и выражения типов, норм, пределов, сравнительных величин. Эти трудности хорошо описал Вилфорт (1959). Они тем больше, чем выше ка- чество исследуемых вин. Понятно, что дегустация должна иг- рать основную роль в определении ка- чества, но необходимо, чтобы она про- водилась в определенных условиях, так как ее оценки часто значительно расхо- дятся: мнение потребителя или дегуста- тора может изменяться в зависимости от важности, которую он приписывает тому или иному недостатку -или тому или другому качеству в момент опреде- ления качества вина. Кроме того, необходимо параллель- но с дегустацией проводить по возмож- ности химический анализ в тех случа- ях, когда он позволяет объективно и надежно установить некоторые досто- инства или недостатки и выразить их определенными показателями. Это ка- сается различных форм кислотности, характера и степени созревания вина. Однако состав вина представляет собой сложный комплекс, и основные элемен- ты вкуса и аромата все еще не могут быть идентифицированы нашими мето- дами анализа. Поэтому следует считать нормальным, когда для эффективного 7
изучения научных и технических проб- лем, связанных с качеством вина, од- ной из задач энологии является: сде- лать понятие качества объективным, конкретным и возможно более точным, установить критерии качества, умень- шая до минимума неизбежную часзо условностей и случайностей, которые свойственны таким определениям. НАУЧНЫЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОБЛЕМЫ КАЧЕСТВА Цель энологии как науки заключает- ся в том, чтобы помочь производителю получить возможно лучшее вино, пол- ностью используя все качества вино- града. С научно-технической точки зре- ния проблема сводится к выяснению и реализации тех условий, в которых дол- жны находиться виноград и вино, что- бы природные качества конечного про- дукта всегда развивались в полной ме- ре. Эта задача будет решена тем луч- ше, чем полнее будет изучено вино, его составные части, превращения, кото- рым они подвергаются, т. е. чем даль- ше продвинется наука о вине и чем лучше будут использоваться ее данные в практике виноделия. Эта проблема становится тем более неотложной потому, что довольно ча- сто проявляется тенденция оспаривать ее реальность, считать, что качество не имеет отношения к энологии. Послед- няя, как известно, указывает пути пред- отвращения нарушений во время бро- жения и меры по предупреждению ухудшения качества вина при хранении и, таким образом, оказывает неоспори- мую помощь практикам. Определение же тонких качеств вин лучших марок, реализация условий их производства, связанная с трудно уловимыми обстоя- тельствами, а также определение ка- честв вин массового потребления не входит в задачи энологии. 8 Достижение наилучшего качества яв- ляется пос1оянной заботой энолога, практической це^ю его деятельности, хотя совершенно очевидно, чгэ он мо- жет получить фактические данные и делать выводы только на основе резуль- татов возможно более точной органо- лептической оценки, т. е. дегустации, к которой следует постоянно прибегать как лично, в меру своих способностей, так и при помощи высококвалифициро- ванных дегустаторов. Правда, на прак- тике не так просто обеспечить надеж- ное получение из данной партии вино- града наилучшего вина или получить именно такой тип вина, который соот- ветствует вкусам потребителя. Неред- ко бывает, что вино, даже обработан- ное, казалось бы, самым надлежащим образом, подвергается частичной пор- че или неблагоприятным превращени- ям, в результате чего оно перестает об- ладать теми качествами, которые име- ло вначале. Напиткам, в частности вину, присущ один недостаток, которого нет у про- дуктов ь других отраслях производ- ства. Если в промышленности дефект- ная деталь считается браком, то ее вы- брасывают. Не может быть и речи о том, чтобы ее использовать, смешивая с другими. Совсем другая картина на- блюдается в виноделии. Здесь допус- кается смешивание, что ведет к сниже- нию качества вина в целом. Купажиро- вание позволяет на разных стадиях производства избавиться от плохого ви- на, увеличивая количество посредствен- ного вина. Необходимо также отметить, что в энологии известны две противополож- ные концепции: одна предусматривает недопущение снижения качества вина путем создания возможно лучших усло- вий производства, другая же на первый план выдвигает лечение болезней вина (иногда ее называют терапевтической энологией). Последняя была бы ненуж-
ной, если бы правильно осуществля- лась первая. Технический аспект проблемы каче- ства рассматривался на VIII Междуна- родном конгрессе по виноградарству и виноделию в 1956 г., где один из до- кладчиков привел следующий пример, относящийся к действию микроорганиз- мов. Несомненно, что вино с высокой лету- чей кислотностью является очагом бак- териальной болезни. Но все здоровые вина также содержат уксусную кисло- ту, имеют определенную летучую кис- лотность, и лишь тогда, когда она вы- ходит за определенные пределы, состо- яние вина ухудшается вплоть до уксус- ного скисания, за исключением выси- КОСПИрТЧОЗНЫХ и экстрактивных вин. Количество летучих кислот влияет на качество вин да/ке точда, когда про- центное содержание их еще значитель- но ниже допущенных законом норм. Однп и то же вино будет выше по ка- честву, более мягким, более бархатис- тым, когда оно содержит летучих кис- лот 0,5 г/л или еще лучше 0,4 г/л, чем, например, при содержании их 0,8 г/л. Когда дело касается высококачествен- ных вин, одной заботы о том, чтобы не превзойти установленный предел, не- достаточно. Нужно стараться, чтобы получаемые вина имели низкую лету- чую кислотность. Впрочем, вопрос еще осложняется влиянием этилацетата. По мере возрастания летучей кислот- ности чаще всего повышается, иногда очень значительно, содержание нелету- чих кислот, т. е. увеличение общей кис- лотности более или менее превышает отдельно взятое повышение летучей кислотности. Общая кислотность может подняться на 0,5 или 1 г/л и более в ре- зультате образования молочной кисло- ты, которая не придает вину плохого привкуса, как уксусная, и к тому же обычно содержится во всех винах. Но если содержание молочной кислоты превышает норму, то само повышение общей кислотности, которое получается' в результате этого, оказывает на вино неблагоприятное воздействие и в конеч- ном счете ухудшает его, уменьшая бар- хатистость, мягкость, маслянистость. Действительно, именно вследствие повышения общей кислотности, или со- держания летучих кислот, или же про- центного содержания этилацетата хо- рошие красные вина часто теряют свою бархатистость. Серьезные изменения, ведущие к полной порче продукта, в наши дни происходят относительно редко. С другой стороны, гораздо чаще бывают изменения, которые можно бы- ло бы назвать частичной порчей, прояв- ляющейся в том, что вина становятся менее бархатистыми, менее свежими, менее гармоничными, чем они должны быть. В некоторых районах и в отдель- ные годы это наблюдается. Проблема усложняется еще и тем, что превраще- ния, осуществляемые бактериями, не только портят вино, но и могут дейст- вовать положительно. СЛУЧАЙНЫЙ ХАРАКТЕР КАЧЕСТВА Не только плохие погодные условия, плохие условия созревания или сбора урожая, которые не зависят от воли че- ловека, могут быть причиной получе- ния посредственного вина, но также и плохие условия, в которых изготовля- лось или хранилось вино. В частности, всякое вино, в особен- ности большинство высококачествен- ных вин, эволюционирует с момента окончания спиртового брожения до розлива в бутылки и вплоть до момента! потребления. Оно претерпевает много- численные и сложные превращения би- ологического, химического или физико- химического характера, которые пол- ностью изменяют его вкусовые харак- теристики. Эта эволюция может быть, благоприятной или неблагоприятной. 9J
Эти элементы случайности, значение которых практики часто пытаются при- уменьшить или же склонны рассматри- вать как неизбежные, ослабляются по мере обращения к научной энологии, современной технике и технологии. Для того чтобы всегда получать в том или ином районе из данного сорта виногра- да возможно лучшие вина, необходимы определенные условия, которые, преж- де всего, следует хорошо знать (это за- дача разнообразных исследований,тес- но переплетающихся между собой и с традиционными эмпирическими данны- ми) и в последующем реализовать на производстве (это задача техники, под- готовки соответствующих кадров, прак- тического использования). Кроме того, нужно иметь в виду спо- собности, каждого отдельного работни- ка, его умение достигнуть поставленной цели, личный опыт, интуицию и осмот- рительность, чутье к тому, что являет- ся эффективным. Необходимо предви- деть ошибки и опасности, знать и при- менять на практике то, что является наиболее подходящим в данном кон- кретном случае приготовления или хра- нения вин. В энологии, как и во многих других отраслях знаний, существуют правила, но, с одной стороны, еще не все факто- ры достаточно изучены для того, чтобы можно было сформулировать правила одновременно точные и всеобщие, с дру- гой стороны, как только эти правила становятся слишком точными, они пе- рестают быть универсальными, и появ- ляются условия, в которых они оказы- ваются неприменимыми. Несмотря на достигнутые успехи, выражающиеся в разработке возможно более общих пра- вил, которые предусматривают особые случаи и средства их распознавания, энология еще не может абсолютно уве- ренно сказать, что следует делать в каждом конкретном случае и в опреде- ленной обстановке, что представляют 10 собой данный виноград или данные ви- на, что желательно делать, что можно делать, какие для этого нужны дейст- вия человека и какое требуется обору- дование. В конечном счете вино является продуктом труда и мастерства чело- века. Продукт высокого качества нель- зя получить без постоянных и разум- ных усилий, которые начинаются на ви- нограднике, продолжаются в бродиль- ном отделении и заканчиваются в вин- ном подвале. Существует другое важное понятие о противоречии между качеством и его постоянством: можно предпочесть по- ниженное качество, но гарантирован- ное, качеству более высокому, но не по- стоянному и, тем более, не стабильно- му. Действительно, очень часто факто- ры, обеспечивающие наилучшее каче- ство, противостоят тем, которые дают надежность. Так, вина с низким содер- жанием кислот являются самыми луч- шими, самыми бархатистыми, самыми полными, но именно такие вина явля- ются наиболее трудными для приготов- ления и хранения и наиболее чувстви- тельными к бактериальным изменени- ям, снижающим качество. Поэтому мо- жно соблазниться хорошей сохранно- стью вин за счет повышенной кислот- ности. Точно так же сульфитация вино- града, мезги или вина является необ- ходимой мерой предосторожности, но она также может в большей или мень- шей степени понизить качество, чего можно было бы избежать при высоком санитарно-техническом уровне произ- водства. Таким образом, усиленная сульфи- тация белых сладких вин является особенно неблагоприятной. Правильным решением, очевидно, бу- дет такое, при котором достижение вы- сокого качества сочетается с принятием необходимых технических мер для его сохранения.
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА Понятие качества трудно определить, когда хотят установить его контроль, например, для подтверждения того, что вина с контролируемыми названиями по месту происхождения действительно происходят из указанных мест или об- ладают характеристиками таких вин. В то время как количество вина и его цена являются понятиями точными и конкретными, качество представляет собой понятие в высшей степени неточ- ное, субъективное, трудное для опреде- ления. Следовательно, суть проблемы контроля качества сводится к тому, что- бы попытаться сделать его, насколько это возможно, объективным показате- лем. Но никогда нельзя будет избежать некоторой неуверенности в окончатель- ных выводах. НАТУРАЛЬНОЕ ВИНО И ВМЕШАТЕЛЬСТВО ЧЕЛОВЕКА Вино является натуральным продук- том и должно оставаться таковым. Оно не должно изменяться при внесении до- бавок и обработках, необходимых для стабилизации его. Человек думает, что самое натураль- ное вино является самым вкусным и полезным для здоровья. Ясно, что так бывает далеко не всегда. Вмешательст- во человека может быть хорошим или плохим; поэтому оно должно быть очень осторожным. Во все времена человек вносил ин- гредиенты в вино в целях его сохране- ния. Еще в античной древности в вино добавляли смолу или канифоль, в более позднее время — пряности; в средние века, по-видимому, были широко рас- пространены вина, приправленные пер- цем. Внесение перца имело цель лучше сохранить вино, а также замаскировать его недостатки. Сернистая кислота в виде серных фитилей действительно обеспечивает значительное улучшение сох’ аннссти вина. Ее применяют для стерилизации бочек и, кроме того, не- большие количества сернистой кислоты, введенные в вино во время снятия с дрожжевого осадка, парализуют актив- ность бактерий. Без серных фитилей было бы невозможно надежно обеспе- чить созревание высококачественных красных вин и реализацию белых вин лучших марок, которые в противном случае подверглись бы покоричневению или скисанию. В наши дни технический прогресс обусловил новые возможности воздей- ствия человека на способы производст- ва продукции. Нельзя беспричинно от- казываться от всяких нововведений и модификаций: прогресс нельзя остано- вить, новое заставит признать себя. И в то же время необоснованное примене- ние нового может быстро привести к упадку традиционного производства и нанести вред здоровью человека. Нель- зя ничего применять без предваритель- ного серьезного исследования послед- ствий предлагаемого способа. Наилучшего качества можно доби- ваться регулярно и уверенно только на основе научной энологии и правильной техники виноделия. Современная тех- ника в большой степени способствует неуклонному повышению качества ви- номатериалов. При выборе технических средств и способов виноделия необходимо руко- водствоваться следующим правилом: при введении новой технологии важно прежде всего убедиться, и самым стро- гим образом, что она не является по- пыткой фальсификации продукта. За- тем, если перечисленные выше услсвия соблюдены, ее следует подвергнуть дли- тельному практическому испытанию, которое только и сможет дать основа- ния для окончательного решения о воз- можности ее применения. И
СТАДИИ ПРОИЗВОДСТВА ВИНА Энология не может не интересовать- ся различными аспектами проблем, ко- торые выдвигает практика виноделия. Ее задачами является изучение вина, его состава и превращений, разработ- ка и практическое применение средств и способов, с помощью которых человек уверенно получает из винограда луч- шее вино. Производство вина включает две ос- новные стадии: первая — производство винограда (виноградарство), вторая — приготовление вина из винограда. Про- изводство вина включает и третью ста- дию, которая является не менее важ- ной, так как без нее оно не могло бы существовать, а именно: сбыт продук- ции, методы которого еще более раз- личны. Поэтому сначала необходимо уточнить, какие отношения существуют между этими тремя стадиями: вино- градарством как отраслью сельского хозяйства, виноделием как отраслью промышленности и сбытом, т. е. от- раслью торговли. ' РАЗЛИЧНЫЕ.ТИПЫ ВИНОГРАДНИКОВ И ВИН 'X ' Известно, что Роже Дион провел Ва- жные исследования происхождения и Истории крупнейших виноградников Франции (1948, 1952, 1959), Анжальбер (1953) описал, как возникли лучшие вина районов Бордо, Коньяк, Порто. Во Франции различают три зоны ви- ноградарства: 1) на побережье Средиземного моря самое древнее, в наиболее благоприят- ных климатических условиях, что обе- спечивает хорошие результаты с мини- мумом усилий; 2) в районах, расположенных у се- верной границы культуры винограда, где даже наиболее ранние сорта вызре- вают не всегда и высококачественное вино получают лишь в благоприятные годы; 3) в районах, находящихся между этими двумя зонами, где культура ви- нограда появилась позднее, чем в пер- вой, требовала большего труда при ее создании и поддержании; в этих рай- онах Франции (Шампань, Эльзас, Бур- гундия, Анжу, Бордо, Шаранта), не слишком благоприятных для виногра- дарства из-за недостаточного количест- ва тепла или из-за чрезмерной влажно- сти, закладка виноградников и уход за ними потребовали здесь больших уси- лий человека. Причина создания этих виноградни- ков вне пределов зоны Средиземно- морья — расположение их вдоль боль- ших путей, ведущих к рынкам Север- ной Европы, тогда как доставка вино- града и вин по грунтовым дорогам из южных районов была очень трудной и дорогостоящей. Таким образом, появ- ление этих виноградников было отве- том на требование рынка, но вина, ко- торые здесь производили, не всегда бы- ли самыми лучшими. Несомненно, что сегодня из урожая этих виноградников получают .тонкие вина, например бур- гундское, и бордоское (красные вина), тогда как средиземноморское виногра- дарство, находящееся в лучших клима- тических условиях, производит, за ис- ключением особых случаев, вина теку- щего потребления или, по меньшей ме- ре, на один класс ниже по качеству. Для приготовления тонкого вина тре- буется зрелый виноград, но в то же вре- мя не должно быть слишком быстрого и полного созревания. В слишком жар- ких районах вина даже из тонких сор- тов винограда, которые в других местах могут быть приятными, часто бывают в различной степени плоскими, негар- моничными. Кроме того, чтобы получать вина вы- сокого качества, лоза должна быть ма- лопродуктивной. Условия, обеспечива- 12
ющие хорошее качество вина, совсем не те, которые являются наиболее благо- приятными для роста растения, обиль- ного урожая и успешного созревания винограда. По мнению Диона, «производство вы- сококачественных вин связано прежде всего с длительностью времени, в тече- ние которого культивирован виноград. Наши знаменитые виноградники насчи- тывают более 1500 лет. Бесчисленное количество наблюдений, тщательный уход, длительная адаптация, доводимая до совершенства, привели к тому, что продукты виноградного растения в тех частях Франции, где климат, казалось бы, должен исключить это, приобрели неподражаемые качества». Продукция этих близких к северным странам вино- градников находила там хороший сбыт по повышенным ценам, что позволяло покрывать большие расходы на аккли- матизацию культуры винограда и одно- временно стимулировало и окупало уси- лия, затрачиваемые на повышение ка- чества. До начала XVIII в. вина района Бор- до все еще были обычными ординарны- ми. Согласно формуле той эпохи, тре- бовалось вино «ходовое, хорошее, чис- тое и молодое». «Все, что мы знаем о торговле бордоскими винами в период до конца XVII в., относится к низко- сортным винам без всякой выдержки и какой-либо бархатистости, букета и те- ла, которые мы находим в наших ста- рых винах, выдержанных в течение пя- ти, десяти или пятнадцати лет» (Ан- жальбер, 1953). Создание красных вин лучших марок, которые мы потребляем сегодня, датировано XVIII столетием, тогда как виноградарство в этих рай- онах существует более 1500 лет. В сред- ние века вина должны были потреб- ляться сразу же после их приготовле- ния и, во всяком случае, не позднее на- чала следующего лета, так как в про- тивном случае они портились и их при- ходилось выбрасывать. Именно поэто- му начинали собирать виноград в июле и производили значительные количест- ва высококислотного вина для того, что- бы купажировать вина. «Эксплуатация виноградника в средние века была предметом культуры, которая прибли- жалась к современным приемам, тогда как тогдашнее виноделие было очень далеко от современных методов... Вина скисали... Молодое вино было дороже, чем старое. Муниципальные правила запрещали их смешивание и особенно продажу продукта такого купажа в ка- честве молодого вина. Все старались быстрее избавиться от вина нового уро- жая... С октября первые же суда уво- зили его в страны «Севера» (Бутрюш, 1947). В течение XVII столетия конкурен- ция крепких вин, часто с добавлением спирта, конкуренция со стороны водки, пива, кофе, какао, а также общее пере- производство дешевых вин низкого ка- чества быстро обесценили ординарные вина французских экспортеров. Нужно было повышать их качество путем улуч- шения сортового состава, методов при- готовления и хранения вин. Потребова- лись большие усилия, прежде чем чело- веку удалось улучшить качество вина, и, если создание современных типов было реализовано в относительно ко- роткий период времени, примерно в пер- вые 50 лет XVIII в. (Анжальбер, 1953), то это потому, что оно опиралось на большое прошлое виноградарства, ви- ноделия и торговли вином, на вековой и обширный опыт, на основе которого могла произойти такая глубокая эво- люция техники. ТРАДИЦИОННЫЕ ВИНА ТЕКУЩЕГО ПОТРЕБЛЕНИЯ И ГИБРИДНЫЕ ВИНА Вино по традиции является продук- том брожения ягод определенного ви- да: Vitis vinifera (от vinum — вино и 13
ferre — нести). Гибридное вино являет- ся новым продуктом, образующимся в результате брожения ягод виноградных растений, полученных от скрещивания Vitis vinifera с другими видами, кото- рые сами по себе не могут дать продук- та, называемого вином. В виноградар- стве они обозначаются термином «гиб- риды». Таким образом, гибридное вино пред- ставляет собой новый продукт из гиб- ридных сортов, насчитывающий лишь несколько десятков лет своего сущест- вования и получивший широкое распро- странение лишь в последнее время бла- годаря более низкой себестоимости культуры (очень высокая продуктив- ность, устойчивость к болезням). По внешнему виду этот продукт по- хож на вино как по цвету, так иногда и по некоторым сходным вкусовым ха- рактеристикам, но нет уверенности, что этот новый продукт, который не про- шел многовековых испытаний, обладает тем же химическим составом и такими же биологическими свойствами. Гибридное вино следовало бы прода- вать другим порядком, чем традицион- ное вино из Vitis vinifera, даже когда оно такое же хорошее по качеству, что случается редко. Можно понять возражения сторонни- ков гибридов: препятствовать продаже гибридного вина подтем же названием, как вино традиционное, значит загубить его производство, а ведь прогресс тре- бует, чтобы исчезло традиционное ви- но, так как его себестоимость выше. На этом основании выдвинут принцип, что гибридное вино во всех отношениях по- хоже на традиционное вино и отличает- ся от него лишь более низкой себестои- мостью. Посадки гибридных сортов мо- гут пойти на пользу и уже оказались полезными благодаря тому, что очень большое число французских сортов (группа Пино) имеют низкую продук- тивность. .14 Таким образом, цена высококачест- венного вина все более приближается к цене вина массового потребления, а цена последнего, в свою очередь, вы- равнивается с ценой гибридного вина. Французское традиционное вино обыч- но продается по более высокой цене, чем гибридное. В районах, где производят вина луч- ших марок, присутствие даже неболь- шого количества гибридов, хотя бы только для местного потребления, мо- жет привести к смешению вин, что не- желательно. Научные исследования да- ли основу для объективной дифферен- циации между винами vitis vinifera и гибридными. КУПАЖИРОВАНИЕ ВИН Иногда купажные вина противопо- ставляют сортовым, и, по мнению не- которых, смешивание вин является ком- мерческой практикой, которую следует считать порочной. В действительности, нужно различать следующие операции смешивания: эгализацию, или смеши- вание вин из разных емкостей одного урожая в одном и том же хозяйстве или винзаводе; ассамбляж, или составление определенного типа вина путем смеши- вания вин одного и того же происхожде- ния и одного и того же названия; кю- ве, которое представляет собой смеши- вание в рамках одного родового назва- ния вин различных винодельческих об- щин; (в качестве примера можно при- вести Шампань, где в кюве могут сме- шиваться вина из белого и красного ви- нограда, вина из урожаев разных лет, которые имели особо высокое качест- во); наконец, «купажирование» — тер- мин, который чаще всего обозначает смешивание вин различных районов и годов урожая. Согласно определению, данному в за- коне от 1 января 1930 г. (дополненно- му изменениями от 19 апреля 1930 г. и
8 июля 1933 г.)> купажные винадз дей- ствительности представляют собой смесь, производимую коммерсантом, из «вин, различающихся между собой происхождением». Купаж подразумева- ет присоединение к определенному ви- ну вина другого происхождения в про- порции достаточной, чтобы в ощути- мой степени изменить состав первого. В некоторых определениях выделятся лишь корректирующий характер опера- ции. Так, купажирование проводят с целью составить нейтральное вино мас- сового потребления, а также скоррек- тировать некоторые недостатки или ис- править дефекты. К сожалению, иногда действительно пользуются возможно- стями, которые дает купаж, чтобы из- бавиться от того или иного испорчен- ного вина. Впрочем, нет уверенности, что такая операция рентабельна в коммерческом плане, так как требуется много хорошего вина для того, чтобы заметно улучшить плохое, причем это улучшение временное. И в то же время купажирование, про- водимое добросовестно, является опе- рацией естественной, логичной, необхо- димой. имеющей исторические тради- ции. Понятно, что это действительно тонкая энологическая операция, требу- ющая опыта, техники, знаний, которые приобретаются только в процессе дли- тельной практики и в каждом случае после углубленного дегустационного исследования. ЗАКЛЮЧЕНИЕ \ Авторы хотели бы на этом закончить главу. Качество вин не всегда такое, каким оно могло бы быть, а типы вин не всегда правильно разграничены. Воз- можности, которые в этом отношении предоставляет энология, используются еще далеко не полностью. ЛИТЕРАТУРА Barailhe Р. (1952), L’entente interproffessi- onnelle et le marche du Vin de Bordeaux. These doctoral en droit, Bordeaux. Branas J. (1955), Progr. agric. vitic., 143, 167. Boutruche R. (1947), Seigneurs et paysan> du Bordelais pendant la guerre de .Cent ans, Paris. Dion R. (1948—1949), Grands traits d’une Geographie viticole de la France. Public. Soc. Geographie, Lille. Dion R. (1952), La creation du Vignoble bor- delais, Editions de 1’Ouest. Angers. Dion R. (1952), Les origines du Vignoble bo- urguignon, Annales (Economies, Societes, Civilisations). Dion R. (1952), Querelle des anciens et des modernes sur les facteurs de la qualite des vins. Ann. Geographie. Dion R. (1959), Histoire de la vigne et du vin en France des origines au XIXе siecle, Paris. Dubaquie J. (1927), Ann. Union anc. Eleves Ec. Chimie, Bordeaux. Enj albert H. (1953), Comment naissent les grands crus: Bordeaux, Porto, Cognac. Anna- les (Economies, Societes, Civilisations). Ferre L. (1958), Traite d’Oenologie bourguig- nonne. Inst. nat. Appell. Origine, Paris. Fl an z у M. (1954), Ind. agric. alim., 71, 309. Flanzy M. (1954), Bull. Soc. scient. Hygiene alim., 42, 77. Lafforgue G. (1954), Bull, techn. Inform. Minist. Agric. Larrea Redondo A. (1956), Aspect techni- que du probleme de la qualite, VIIIе Congr. intern. Vigne et Vin, Santiago du Chili, pub- lie dans Bull, intern. Vin, 1959, 32 (343), 26. Levadoux L. (1953), Progr. agric. vitic., 139, 118 et 295. Marteau G. (1961), Progr. agric. vitic., 156, 17. M i chard P. (1944), Plantation et culture de la vigne. Encyclopedic paysanne, Flammarion, Paris. R i b ё r e a u-G а у о n J. (1950), La degustation. Conf Ec. de Brasserie, Bruxelles. R i b ё r e a u-G а у о n J. (1955), Vignoble de la Gironde et Vin de Bordeaux. Conference a la Faculte de droit de Bordeaux, 16 fevrier, pub- liee dans Ann. Fac. de Droit (Serie Economi- que), Bordeaux. Reeditee dans Journ. vinic., 1966. Ribereau-Gayon J. (1956—1957), La lon- gue histoire des grands Vins de France. Con- ference a 1’Institut franjais de Buenos-Aires, 16 avril 1956; publiee dans Bull. Inst. nat. Appell. Origine, 60, 39 reeditee par Journ. vi- nic., 1966. R i b ё r e a u-G а у о n J. (1959), Bull, intern. Vin, 343, 40. V i 11 f о r t h F. (1959), Bull, intern. Vin, 343, 20 51
Глава 2. ДЕГУСТАЦИЯ. ВКУСОВАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВИН Дегустировать — это значит пробо- вать на вкус продукт, качество которо- го хотят оценить, т. е. ощутить его с по- мощью органов вкуса и обоняния, по- пытаться познать его, исследуя различ- ные недостатки и достоинства, выра- жая их в установленной системе. У термина «дегустация» много сино- нимов: исследование с помощью орга- нов чувств, органолептическая или фи- зиологическая оценка, качественный анализ органолептических ощущений, метод оценки органолептических харак- теристик и т. п. Дегустация вина вызывает более или менее приятные реакции слизистых оболочек полости рта и носа. Цель ее — определить различные ощущения, кото- рые вызывает вино, общее ощущение от него и таким образом составить себе представление о впечатлении, которое оно вызовет у потребителя. Следова- тельно, это одновременно способ ана- лиза и коммерческой оценки. Дегуста- тор выражает ощущения, которые он воспринимает, в определенных терми- нах, означающих органолептические характеристики вина, он делает выво- ды из этих заключений и выносит суж- дение. Если рассматривать вино как прият- ное дополнение к нашему питанию, то ясно, что оценка его качества зависит, прежде всего, от того, в какой степени оно удовлетворяет наш вкус. Поэтому в технике виноделия и в торговле вина- ми роль дегустации для оценки каче- ства является решающей. Существует много способов дегуста- ции. При этом можно ставить себя при опробовании вина в положение людей с различными точками зрения: потре- бителя, любителя вина и дегустатора- профессионала. Первые ищут в дегуста- ции, прежде всего, удовольствие и ста- 16- - вят себя в условия, когда качества вина могут проявиться полностью, при опти- мальных температурах, обычно вовре- мя еды. Профессионал дегустирует как критик; в первую очередь он ищет воз- можные недостатки и выбирает такие условия, в которых эти недостатки мо- гут проявиться. Он старается понять, объяснить, предвидеть. Его опыт позво- ляет ему пойти в своей оценке дальше, чем это может сделать неспециалист. Обучение дегустации, безусловно, во многом помогает правильной оценке хо- рошего вина. В профессиональной дегустации су- ществуют различные приемы оценки на вкус. Так, коммерческая дегустация за- ключается в том, чтобы дать оценку то- варного качества вина или распознать его происхождение. Она отвечает на та- кие вопросы: имеет ли вино характери- стики и качество, соответствующие его названию? Какова его ценность? В этом случае можно говорить об оце- нивающей дегустации. Технической дегустацией! называют, прежде всего, дегустацию в энологиче- ских целях. Она объясняет тот или иной вкус составом вина; делает анализ; раз- лагает его на более простые вкусовые тона, которым можно дать название; пытается связать определенный при- вкус с определенным веществом, разо- браться в условиях приготовления ви- на, его хранения; пытается предвидеть последующее состояние вина, ход его созревания. Такая дегустация идет в своих суждениях дальше, чем первая. Авторы называют ее дегустацией ана- литической, и именно ей уделяется здесь основное внимание. Существует много работ и статей, по- священных технике дегустации и труд- ному искусству опробования вин (Ле Маньан, 1949, 1951; Америк, 1948; Аме-
рин и Ресслер, 1952; Америк и сотруд- ники, 1959; Шове, 1950, 1951, 1955, 1956; Кленк, 1950; Марте; 1953; Гот, 1958)). В книгах Ле Маньана дегустаторы, нашли сведения по анатомии и физио- логии органов чувств, понятия о стиму- лировании чувств, которые лежат в ос- нове вкусового ощущения. Можно ска- зать, что эти работы стали отправным пунктом для создания дегустации. Америку и его сотрудникам принад- лежит заслуга проведения опытов по унификации тестов, повышению их точ- ности, применению статистических ме- тодов к оценке качества. Шове описал обонятельные ощуще- ния при аналитическом исследовании запаха. Другие авторы представили обобщенное изложение вопроса. В этой главе проводится различие между дегустацией теоретической, ко- торая интересуется физиологией и чув- ствительностью ощущений, дегустацией аналитической, стремящейся связать вкус вина с его составом, и дегустаци- ей прикладной (описание вкусовых ощущений), использующей специаль- ную терминологию и содержащей об- стоятельно изложенное суждение. В последние годы было опубликова- но много фундаментальных трудов, в частности работа португальского авто- ра Лопеса Виера (1971). Национальный центр по изучению и исследованию питания и пищевых про- дуктов издал в 1966 г. отчет о научном семинаре, проведенном в ноябре 1964 г. на тему «Субъективные и объективные методы оценки органолептических ха- рактеристик продуктов питания». В пер- вой части отчета говорится об общих проблемах дегустационных испытаний и приводятся основные данные, кото- рые необходимо знать дегустаторам. Главы о рациональных основах ана- лиза органолептических качеств (Ле Маньан) и об общих принципах субъ- ективного анализа вкусовых оттенков, или методологии вкусовых испытаний (Деплядт), можно рассматривать как основы науки и искусства дегустации. К этому нужно еще добавить техниче- ский словарь терминов, выражающих органолептические характеристики продуктов питания вообще (Ле Мань- ан, 1962). Словарь для обозначения вин содержит около 140 терминов. Книга «Принципы сенсорной оценки пищи» (Америн и сотрудники, 1965) представляет собой хорошо документи- рованную монографию, излагающую механизм чувственного восприятия при дегустации, которое обусловливает су- ждение, дифференциацию и оценку ка- чества. В этой книге приведены также статистические методы обработки и ис- пользования результатов. Особого вни- мания заслуживают главы, в которых детально.рассматриваются вкус и обо- няние. XI Коллоквиум по энологии в Тех- ническом институте вина (Франция) (1966), на котором обсуждался вопрос о дегустации, подвел итог исследовани- ям, проводившимся в этой области. В отчетах о заседаниях собрано боль- шое количество очень важных сведений о физиологических основах дегустации, применении различных способов оцен- ки, статистической интерпретации ре- зультатов, внешних факторов, воздей- ствующих на ощущения, о терминоло- гни и др. В «Кратком очерке введения в дегу- стацию» (Пюизэ и сотр., 1969) в до- ступной форме изложены некоторые технические и научные доклады, сде- ланные в последнее время, достаточно освещены также техника работы, орга- низация сеансов дегустации и запись условных обозначений вин. В книге «Опробование на вкус и обо- няние» (Олофф и Томас, 1971) объеди- нен ряд монографий Международного симпозиума, проходившего в Женеве в 1970 г., по вопрос мучная 6'Ц)л.-.17,к4 м. С. М. Кнрг>;,4 Ине. Л» г. Оряжоники/пе СО ДСЖ
совых и обонятельных ощущений, где особо тщательному обсуждению были подвергнуты связи между структурой молекул, их вкусом и запахом. Наконец, «Опыт дегустации вин» (Ведель и сотрудники, 1972) представ- ляет собой суммарное изложение на- ших современных познаний в этом во- просе, разделенное на ряд глав: ощуще- ния, продукт, сенсорный анализ, дегу- статоры, словарь специальных терми- нов. В целом можно сказать, что в тече- ние последнего десятилетия развитие дегустации как науки было направлено на изучение механизмов ощущений. Основную роль в этом сыграли работы Ле Маньана и разработка более пол- ного и более точного словаря, осуществ- ленная под руководством Веделя. Мед- леннее развивалась экспериментальная часть: влияние внешних факторов, по- роги восприятия вкусовых тонов и за- пахов и помехи. Лучше развивалась практическая часть: стандартизирован дегустационный бокал, в районах вино- делия созданы постоянно действующие дегустационные залы, организовано специальное обучение дегустированию. МЕХАНИЗМ ДЕГУСТАЦИИ При дегустации используют ряд фи- зиологических возбудителей органов чувств, которыми являются компоненты вина, вызывающие вкусовые и обоня- тельные ощущения. Терминология это- го процесса требует некоторых поясне- ний. Стимул, или возбудитель, являет- ся физическим или химическим аген- том, вызывающим стимулирование, воз- буждение, реакцию специфических сен- сорных рецепторов. Ощущен.ие представляет собой субъективное явление, рефлекс, являю- щийся результатом стимулирования огранолептическорр аппарата. 18 ''V* | Ь. * ? Восприятие — это чувственное осознание, истолкование ощущения, именно опыт, приобретенный дегустато- ром, позволяет ему интерпретировать ощущения. Отсюда вытекает необходи- мость специального обучения дегуста- тора, чтобы он всегда держал в памяти большое число воспоминаний о различ- ных чувственных ощущениях. Именно это является причиной того, что остро- та ощущения вкуса опытными дегуста- торами кажется в настоящее время не- заменимой в виноделии. Более подроб- ное освещение вопроса об ощущениях дано в работах (Маньан, 1965; Ведель и сотрудники, 1972). Другие определения, представляю- щие интерес для дегустатора, — это по- роги ощущения и идентификации. По- рогом ощущения, или обнаружения, на- зывают наименьшее значение стимула, возбуждающего ощущение. Оно соот- ветствует минимальному количеству продукта, вызывающему ощущение, хотя может быть и неидентифицирован- ным. Например, 18% людей ощущают 0,5 г сахарозы на 1 л воды, но могут точно идентифицировать ее только при концентрации от 1 до 2 г на 1 л воды. Порог идентификации, или распозна- вания, точно соответствует минималь- ному количеству распознанного и иден- тифицированного продукта. Указанные пороги зависят от остро- ты вкусовых ощущений людей, именно это и является одним из важных ка- честв при подборе дегустаторов. Дегустация вина является выраже- нием суммы ощущений, воспринимае- мых одновременно или последователь- но. При употреблении вина без доста- точного внимания эти ощущения слива- ются в одно целое. Аналитическая де- густация имеет целью разделять, рас- полагать в определенном порядке и, наконец, идентифицировать различные ощущения. В дегустации участвуют многие из
наших органов чувств, воспринятые ощущения поступают от различных ти- пов стимулирования наших чувствен- ных восприятий: визуального, обоня- тельного, вкусового, к которым нужно еще прибавить тактильные (осязатель- ные) и термические рецепторы полости рта, а также общую химическую вос- приимчивость, вызывающую ощущения раздражающего характера или, как крайний случай, боли. Когда пробуют вино, берут его в рот, надо учитывать, что воспринимаемые ощущения поступают не только от ор- гана вкуса, но и от органа обоняния. Нос участвует в создании этих ощуще- ний даже больше, чем язык, и поэтому под словом «вкус» того или иного ве- щества принято понимать то ощуще- ние, которое в действительности вос- принимается, в первую очередь, обоня- нием. При дегустации тепло полости рта, движение щек, языка, легкое вды- хание воздуха, которое производят не- которые дегустаторы, даже их нормаль- ное дыхание направляют в нос летучие вещества, которые составляют аромат и букет вина. Движение глотания, ко- торое трудно не сделать, когда дегу- стируешь, вызывающее легкое сжатие полости рта, точно также посылает па- ры вещества в носоглотку и способст- вует восприятию запаха. Часть полости носа все еще воспринимает ощущение от вина, когда после дегустации, выпу- стив изо рта или проглотив жидкость, выдыхают через нос. В этот момент и в течение многих последующих выдохов воспринимают запах, который пропи- тал слизистые оболочки рта. Во время дегустации нетрудно изба- виться от обонятельных ощущений, чтобы остались только ощущения вку- совые в полном смысле слова; если при дегустировании зажимать ноздри, то приходится удивляться, как слабо вос- принимается вкус; в этих условиях нельзя даже утверждать, что ощуща- ешь вкус вина. Подобное возникает при насморке. Таким образом, при полном отсутст- вии обоняния восприятие пропадает. Обычно в таких случаях говорят, что «потерян вкус», тогда как в действи- тельности речь идет об обонянии. Как уже было сказано, вкус в обще- принятом смысле слова включает так- же и обонятельные ощущения, госпри- нимаемые внутренними путями, тогда как вкус как таковой является лишь той частью вкусового ощущения, кото- рое воспринимается языком. Под тер- мином «букет» понимают совокупность ощущений, воспринятых носом или по- лостью рта во время дегустации. В табл. 2.1 приводится перечень ор- ганов чувств и ощущений, связанных с дегустацией, которые группируются в соответствии с рациональной терми- нологией. Зрительные ощущения Зрение является первым из органов чувств, с помощью которых производит- ся дегустация. Зрительные ощущения дают представление о цвете (интенсив- ность, оттенок) и прозрачности (помут- нение, блеск) вина. Но внешний вид вина говорит, кроме того, и о других качествах: его текучести, выделении уг- лекислого газа, влиянии явлений ка- пиллярности на стенки стакана в зави- симости от процентного содержания спирта. Это элементарные данные, ко- торые подготавливают и во многом об- легчают суждение о вине с помощью других органов чувств. Мутное вино часто получает плохую оценку по вку- су. Цвет говорит о возрасте, состоянии вина. Дегустировать вино, не видя его. очень трудно и поэтому можно перепу- тать при дегустации вслепую сухое бе- лое малокислотное вино с розовым или красным вином, содержащим мало та- нина. Освещенность может оказывать 19
Таблица 2.1 Органы чувств, связанные с дегустацией Органы Органы чувств и ощущения, вызываемые ими Воспринимаемые характеристики Глаза Зрение — визуальные ощущения Цвет, прозрачность, текучесть, бурное выделение газа внешний вид Нос Обоняние (передние носовые пути) — обонятельные ощущения Аромат Запах букет Рот Обоняние (задние носовые пути) — обонятельные ощущения ' Аромат во рту Вкус Вкус Ощущение вкуса . Вкусовые ощущения Вкус в собственном смысле слова Реакция слизистых оболочек. Химическая чувствительность Терпкость, вяжущий вкус, ед- кость Покалывание Тактильные ощущения Консистенция, текучесть, масля- нистость > Осязание Тепловые ощущения Температура косвенное влияние даже на остроту обо- няния: при достаточном освещении за- пахи воспринимаются лучше. Обонятельные ощущения Эти ощущения имеют наибольшее значение для дегустации. Орган обоня- ния находится в верхней части носа (рис. 2.1). Собственно нос не является органом обоняния в точном значении этого слова, он всего лишь канал для доступа вдыхаемого воздуха к слизи- стой обонятельной оболочке. В носовой полости находятся три раковины, рас- положенные одна над другой. Слизи- стая обонятельная оболочка находится на уровне средней раковины по другую сторону от узкой щели с отверстием 1 — 2 мм, называемой обонятельной щелью. 20
Чувствительная слизистая оболочка, тонкая и гладкая, пигментирована в желтый цвет. Это желтое пятно очень небольшое по размерам (приблизитель- но 2,5 см2). На его поверхности нахо- дятся тонкие удлинения нейронов, или •обонятельных ресничек, которые омы- ваются слизистой жидкостью. Рис. 2 1 Локализация органа обоняния: 1 — нижняя раковина; 2 — средняя ракови- на, 3 — верхняя раковина; 4 — обонятельная слизистая оболочка. Форма органа обоняния позволяет понять, что слизистая оболочка нахо- дятся несколько в стороне от пути про- хождения вдыхаемого воздуха, и, так как доступ к ней возможен только че- рез узкую щель, при нормальном ды- хании к ней может поступать лишь ма- лая часть газов, имеющих запах. Ко- личество поступающих к этой оболочке запахов увеличивают и тем самым уси- ливают ощущение, производя последо- вательные вдохи через нос, «обнюхи- вая» дегустируемый напиток и втяги- вая носом его запах. Потеря обоняния, вызываемая на- сморком, является следствием закры- тия обонятельной щели при воспалении тканей и возникновении опухлости тка- ней. Вкусовое ощущение неизбежно со- провождается, хотя это на первых по- рах и трудно различить, ощущением обонятельным. Большинство наших продуктов питания выделяют насыщен- ные запахами пары, которые входят в носовую полость с вдыхаемым возду- хом, играют решающую роль в созда- нии ощущения вкуса. Запах вызывает- ся контактом сенсорного поля с мате- риальными частицами, находящимися в ничтожно малых количествах. Это яв- ление носит периодический характер, как и дыхание. Оно чувствуется во вре- мя жевательных движений ртом и про- является в полном объеме к концу гло- тания, так как стенки глотки в это вре- мя представляют обширную площадь для испарения вина. Обоняние человека отличается ис- ключительной тонкостью. По своей чув- ствительности оно намного превосходит химические реактивы. Обоняние яв- ляется намного многограннее и чувст- вительнее, чем вкус, а запах намного сложнее, чем вкусовые ощущения в полном смысле слова. Если их можно свести всего лишь к четырем элемен- тарным ощущениям вкуса, то запахи являются результатом значительного числа элементарных ощущений. Из многих систем классификации запахи можно свести к девяти основным груп- пам: животные, бальзамические, лес- ные, химические, пряные, эмпиреомати- ческие, цветочные, фруктовые, расти- тельные. Все они присутствуют в запа- хах вин, но вина лучших марок имеют сложный аромат или букет, которые с трудом поддаются анализу. Опытный дегустатор при внимательном исследо- вании распознает в них смешение и по- следовательность приятных запахов, напоминающих запах какого-то цветка, того или иного плода, различает в них маслянистые, кислые, ароматические и другие тона. Чаще всего в букете вина преобладает тот или иной аромат. Но 21
смесь многих, взаимно дополняющих друг друга запахов образует одно це- лое, новый аромат, в котором трудно выделить составляющие его элемен- ты. При смешивании различные запахи маскируются, взаимно уничтожаются. Например, эксперименты показывают, что порог идентификации пахучего ве- щества посредством обоняния сильно смещается при его смешивании с другими продуктами, издающими за- пах. Следующие наблюдения, относящие- ся к этилацетату — веществу, которое придает винам, пораженным уксусным скисанием, специфический характер, представляют собой пример обонятель- ных интерференций. В водном растворе этилацетата его запах легко улавли- вается уже при концентрациях от 25 до 30 мг/л. В 10°/о-ном спиртовом растворе порог ощущения сдвигается, запах об- наруживается только при концентрации 40 мг/л, следовательно, собственный за- пах этилового спирта маскирует другие запахи. На этом примере видно, поче- му слишком высокая спиртуозность мо- жет понижать букет вина. Если к раст- вору этилацетата прибавить сложный эфир какой-либо другой жирной кисло- ты (например, этилэнантат, который к тому же не существует в винах), то только содержание 150 мг этилацетата в 1 л позволяет его идентифицировать. Наконец, в винах запах этилацетата проявляется только тогда, когда его со- держание достигает 180—200 мг на 1 л. Чем сложнее смесь запахов и чем они интенсивнее, тем более заглушает- ся специфичный аромат этилацетата. Гармоническое слияние нормальных ароматов вина объясняет невозмож- ность усиления букета искусственными запахами. Подобная попытка является незаконной и заслуживает осуждения. Кроме того, она не заканчивается ус- пехом, так как при добавлении искус- 22 ственных веществ в малых кмпичествах их запах тонет в совокупности запахов вина без какого-либо результата; если же превзойти определенный порог, этот запах становится преобладающим и дает искусственный гон, который сразу же определяется натренированным де- густатором. Выше было показано, что в дегуста- ции обоняние участвует в создании впе- чатления о вкусе. Такие ощущения на- зывают вкусо-обонятельными. Безус- ловно, что пахучие вещества участвуют также в образовании вкусовых ощуще- ний, ощущений тела, маслянистости. Если вино лишить всех ароматических веществ, обрабатывая его, например,, угольным порошком, оно сразу лишит- ся тела, хотя при этом фундаменталь- ное равновесие вина почти не изменит- ся. Вкусовые ощущения Рецепторные органы вкусовых ощу- щений расположены в сосочках языка.. Клетки, восприимчивые к вкусу и сгруп- пированные во вкусовые сосочки, рас- пределены на его поверхности очень не- равномерно. Однако из четырех типов; сосочков в восприятии участвуют толь- ко желобовидные, расположенные на- задней части языка, и грибовидные, на- ходящиеся в основном на кончике и об- ладающие сосочками, чувствительными. К специфическому вкусу (рис. 2.2).. Нервные волокна, обеспечивающие пе- редачу мозгу сигналов возбужденных: вкусовых клеток, образуют три череп- ных нерва (язычно-глоточный, языч- ный, тройничный). Центр восприятия вкуса в мозгу находится около мотор- ных центров жевания и глотания. Вос- приятие вкуса тесно связано с этими функциями. Допускают, что существует всего лишь четыре элементарных вкуса, ощу- щаемых языком: сладкий, кислый, со-
левый и горький. Все вкусы, ощущае- мые человеком, обязательно относятся к этим четырем категориям. Одно и то же вещество может иметь только один вкус, или же представлять одновремен- но, а иногда и последовательно не- сколько элементарных вкусов. Рис. 2.2. Распределение на поверхности язы- ка грибовидных, 'нитевидных, слоистых и же- лобовидных сосочков II сосочков восприятия четырех элементарных вк\сов: 1 — сладкий. 2 — соленый; 3 — кислый; 4 — г. -'ькии; а—желобовидные сосочки; 6—листо- Е-д.-.ке сосочки; 7—нитевидные; 8—грибовид- ные. Когда пробуют сложную смесь, со- стоящую нз веществ, которые имеют че- тыре элементарных вкуса, то она вос- принимается как одно целое. В зави- симости от вкуса продолжительность возбуждения от вина может быть раз- личной. Вкус сладкого чувствуется сра- зу, горького — развивается постепенно: он нарастает и воспринимается медлен- но, после того, как Жидкость удаляется изо рта. Эти факты важно знать, пото- му что они объясняют послевкусие, ко- торое воспринимается во время дегу- стации. Первые полученные впечатле- ния вкуса очень отличаются от послед- них, п это различие необходимо тща- тельно отмечать по времени. Первые вкусовые впечатления могут давать ощущение сладости, быть приятными, но потом постепенно уступают место излишней горечи, неприятному при- вкусу. Различия в скорости восприятия свя- заны, по крайней мере, частично с тем, что разные вкусы воспринимаются раз- ными частями языка. Вкус сладкого ощущается только кончиком языка, кислый — боковыми и частью нижней поверхностями языка, соленый — края- ми, но отнюдь не серединой языка, горький — только задней частью языка н только во время глотания. Большая часть поверхности языка нечувстви- тельна. С другой стороны, необходимо отметить, что во рту вкус в собственном смысле слова воспринимается только через язык. Губы, щеки, нёбо, не имею- щие вкусовых сосочков, дают лишь ося- зательные или тепловые ощущения. В вине сосредоточены четыре эле- ментарных вкуса, из них главные — кислый и сладкий. Кроме того, нельзя не учитывать концентрацию минераль- ных солен в вине: солоноватый вкус, который они придают, ощущается от- четливо, хотя в вине он маскируется другими привкусами. Однако несомнен- но, что минеральные соли, содержа- щиеся в вине, придают ему привкус све- жести. С другой стороны, небольшая горьковатость, сопровождаемая уме- ренной терпкостью, — необходимое ка- чество хороших красных вин. Эти при- вкусы обязаны своим происхождением некоторым полифенолам. Другие нор- мальные составные части вина могут быть слегка горькими (например, бу- тандиол-2,3). Кроме того, могут быть вина, в которых горький вкус преобла- дает в результате дефектов или микро- биальных болезней вина. 23
Стойкость Послевкусием называют конечный привкус, который сохраняется в тече- ние некоторого времени после того, как жидкость была проглочена или удале- на изо рта. Ощущения такого рода, продолжающиеся в течение более или менее длительного времени, принято .называть стойкостью или последействи- ем. Они могут быть вкусовыми, обоня- тельными или общего химического по- рядка и представляют большой интерес с точки зрения определения класса и качества вина. Послевкусием называют также конечное ощущение, отличное от предыдущих. Оно бывает обычно пло- хим. Ведель и сотрудники (1972) дают следующее определение интенсивной стойкости аромата: «В совокупности, из которой складывается ощущение стой- кости, внимательное наблюдение обо- нятельных ощущений показывает, что после периода некоторой одинаковой интенсивности, она резко уменьшается». Поэтому условились обозначать терми- ном «интенсивной устойчивости арома- та» именно этот первый период. Дегу- статор может измерять его продолжи- тельность в секундах. За единицу изме- рения принимают кодалию (от фран- цузского caudal — хвостовой); она со- ответствует 1 с стойкости. Авторы пред- лагают использовать эту единицу изме- рения при классификации очень различ- ных вин. Они предусматривают пять классов, соответствующих следующему числу кодалий: до 3, от 4 до 6, от 7 до 9, от 10 до 12, более 12. Метод испыты- вается и требует подтверждения. Другие ощущения К этим ощущениям относятся хими- ческие, осязательные, тепловые и ре- же — болезненные ощущения. Перечис- ленные ощущения воспринимаются 24 большим числом соответствующих ре- цепторов, разбросанных по всей поло- сти рта. Вкус довольно концентриро- ванного алкоголя, едкий и обжигаю- щий, больше относится к реакции сли- зистых оболочек, чем к вкусу в собст- венном смысле слова. То же можно ска- зать и о терпком или вяжущем привку- се некоторых полифенолов, вызываю- щих ощущение неприятного металличе- ского вкуса. Фактически эти впечатле- ния передаются в мозг не теми нерва- ми, которые передают ощущения вкуса в собственном смысле, кроме того, язык и щеки представляют собой крайне чув- ствительные органы осязания. Они соз- дают впечатления температуры, конси- стенции, объема, вязкости, масляни- стости. ТРУДНОСТИ ДЕГУСТАЦИИ Эти трудности можно рассматривать в трех направлениях: управляемое вос- приятие, т. е. волевое усилие, направ- ляемое в нужный момент на ту или иную характеристику; описание ощу- щений, которые всегда трудно выразить словами; наконец, оценка, предполага- ющая наличие опыта, компетентность, т. е. большое число элементов сравне- ния, удерживаемых в памяти. Первая трудность связана с субъек- тивным характером дегустации, осно- ванной на внутренних личных впечатле- ниях. Здесь основное значение имеют личные качества дегустатора. Явлени- ем объективного характера является то, что в противоположность дегуста- ции можно выразить числами, оно не зависит от оператора. Когда взвешива- ют или, например, измеряют длину, ре- зультат всегда один и тот же незави- симо от того, кто и когда взвешивал или измерял. Но нельзя измерить вкус и запах. Все попытки, которые дела- лись в этом направлении, оказались безуспешными. Дегустация в силу сво-
ей высокой чувствительности является анализом, скорее даже, микроанали- зом, носящим неопределенный харак- тер. Обоняние, безусловно, является адним из наших наиболее деликатных :и тонких чувств в том смысле, что оно ^позволяет обнаруживать исключитель- но малые количества тех или иных ве- ществ. В то же время это одно из наи- более грубых и ненадежных чувств в смысле того, что оно меньше всего под- дается численной оценке и математи- ческому обоснованию. Вкус или обоня- ние здесь невозможно измерить никак, ни прямо, ни косвенно. Количественно интенсивность того или иного запаха или вкуса можно определить, лишь со- поставляя их с одинаковыми или раз- ными возбуждениями, сравнивая их ме- жду собой. Можно утверждать, что данный вкус выражен сильнее, чем дру- гой, но нельзя сказать, во сколько раз одно ощущение сильнее другого. Иными словами, не существует чет- кой зависимости между ощущениями и концентрациями веществ, обладающих вкусовыми свойствами и запахами. Ве- бер определил, что отношение между изменением концентрации стимулято- ра, необходимым для изменения ощу- щения, и общей концентрацией являет- ся величиной постоянной. Можно ска- зать, что малое количество, прибавлен- ное к другому малому количеству, про- изводит ощутимое изменение, тогда как прибавленное к большому количеству оно незаметно. Фехьер считает, что •ощущения пропорциональны логариф- мам концентраций стимуляторов. Причины возможных ошибок При дегустации впечатление может сильно изменяться в зависимости от личных особенностей дегустатора, с од- ной стороны, а также от условий и мо- мента дегустации — с другой. Однако, не всегда можно избежать ошибок, вы- зываемых усталостью, привыканием, эффектом контраста и, особенно, вну- шением. Результаты пробы на вкус подверга- ются компетентной оценке хорошо зна- ющего свое дело дегустатора благода- ря его опыту, знаниям соответствую- щей терминологии, умению точно по- добрать нужный термин и определить значение, которое он придает тому или иному качеству, тому или иному недо- статку дегустируемого вина. У одного и того же дегустатора эти факты могут изменяться в зависимости от условий пли времени дегустации. Если дегуста- тор привык к данной обстановке, на- пример, к дегустационному залу, даже к форме бокала для дегустирования, в других условиях он может допускать ошибки. По этой причине дегустация на месте, в подвалах, не дает желаемой точности суждений. Точно также, в за- висимости от времени дня, от того, ког- да проводят дегустацию — до, во вре- мя или после принятия пищи, одно и то же вино может получить различные оценки, так как острота восприятия де- густатора изменяется в течение дня. Известно, что максимум чувствительно- сти у дегустатора наступает тогда, ког- да он ощущает аппетит. Наконец, сле- дует учитывать такие факторы, как ус- талость нёба, явления привыкания в такой степени, что они изменяют харак- тер ощущений. Например, когда регу- лярно пьют неправильно сложенное ви- но, то в конце концов перестают заме- чать его недостатки. Иногда утверждают, что некоторые характеристики вина быстро изменя- ются во время дегустации, что бывают нестойкие, изменяющиеся букеты. Ког- да пробуют такое вино, то иногда нахо- дят его неприятным, иногда сносным, но если приходится его пробовать даль- ше, в нем больше не находят ранее от- мечавшегося недостатка. Это не зна- чит, что данный признак, как говорят, 25
усиливается или ослабевает. Дело про- сто в том, что в зависимости от состоя- ния дегустатора в данный момент и особенно по мере привыкания чувство обоняния насыщается и становится не- способным к нормальной оценке. Точно так же констатируют, что не- которые неприятные вкусы кислоты, го- речи, терпкости быстро утомляют нёбо. Они как бы накапливаются во время ряда следующих одна за другой дегу- стаций. Когда сравнивают между собой вина, богатые танинами, впечатление грубости усиливается с каждой дегу- стацией, и вина кажутся все более и более грубыми и негармоничными. Некоторый эффект усталости возни- кает также вследствие длительных се- ансов дегустации в результате прохож- дения спирта через слизистые оболочки рта и носа. Эффекты контраста, из-за которых белое сладкое вино может по- сле сухого вина показаться еще слаще или когда красное вино с большим со- держанием дубильных веществ, дегу- стируемое после мягкого, бархатистого вина, кажется более грубым, могут так- же изменить окончательную оценку. Кроме того, когда рассматривают си- лу внушения, которая может заставить воспринять или усилить некоторые ха- рактеристики, то учитывают, что зача- стую очень трудно прийти к единой оценке абсолютного признака и утвер- ждения различных дегустаторов, даже очень искусных или даже одного и того же дегустатора, но в разное время, бы- вают иногда несколько различными. Относительно влияния внушения и воображения Пастер привел показа- тельный пример, наблюдавшийся им лично во время дегустации, проводи- мой компетентной комиссией. Подогре- тые вина должны были сравниваться с такими же винами, но без подогрева. Пастер представил комиссии два бока- ла, наполненных из одной и той же бу- тылки. Каждый из членов комиссии 26 был убежден, что эти образцы взяты от различных вин, в том смысле, что в одном бокале содержится вино, про- шедшее термическую обработку, а в другом — вино, которое не подверга- лось такой обработке. Таким же образом, если дают пробо- вать фильтрованное вино для сравне- ния с контрольным вином, не подвер- гавшимся фильтрации, и, если дегуста- тор находится под влиянием предвзято- го мнения, что фильтрование обедняет вино, он действительно найдет, к тому же вполне добросовестно, что одно из представленных вин более прозрачно', менее маслянисто, имеет большую «ру- башку» (осадок, образующийся на стенках бутылок в процессе старения), чем другое. Внушение и самовнуше- ние играют большую роль в дегуста- ции. Дегустатор легко поддается их влиянию, и его нетрудно ввести в за- блуждение. Эта неуверенность являет- ся слабым местом дегустации. техника дегустации Наши чувства при дегустации вина можно применять различными способа- ми. Акт опробования вина на вкус лег- ко описать в общих чертах, но он мо- жет сильно изменяться в процессе сво- его выполнения. Вино помещают в бокал определен- ной формы и объема и при определен- ной температуре. Далее его рассматри- вают и нюхают после взбалтывания, которое можно производить различны- ми способами. Затем вино пробуют. При этом можно больше или меньше продлить контакт с различными частя- ми языка или полости рта, одновремен- но можно делать движения щеками и языком, вдыхание воздуха, а также- один или несколько глотков. Наконец, вино выпускают изо рта. В течение этой операции все внимание сосредоточива- ют на различных ощущениях, их эволю-
ции, стойкости. Остается записать по- лученные впечатления, истолковать их и сформулировать оценку. Понятно, что все это можно делать различными спо- собами. Практические правила дегустации Существуют определенные правила, которых следует придерживаться при проведении дегустации. Если требуется дегустировать серию вин, начинают с самых легких, а если речь идет о белых винах, то с самых сухих. Красные вина дегустируют раньше, чем белые*: в противном случае усиливается танино- вая жесткость красных вин. Старые ви- на дегустируют после молодых вин. На- помним общий закон, согласно которо- му одно ощущение, следующее «осле другого, воспринимается в своем ис- тинном значении только тогда, когда оно вызывается другим, более интен- сивным возбуждением. Поэтому вина нужно располагать по классам в поряд- ке возрастания интенсивности возбуж- дения, т. е. от более слабых к более спиртуозным, от более легких к более мужественным. Образцы, подлежащие оценке, долж- ны быть не слишком теплыми, не слиш- ком холодными, иметь одинаковую тем- пературу, чтобы можно было лучше сравнивать. Правильно будет выдержи- вать их перед дегустацией в течение нескольких часов в помещении с жела- емой температурой. Обычно чуть теп- лое красное вино кажется лучшим на bkjc, более полным, маслянистым, ме- нее кислым, более мягким, производит впечатление более крепкого. Например, при 10° С вино кажется жестким, в нем чувствуются танины и особенно кис- лотность; при 15° С — приятнее, мягче; при 18° С вино кажется более старым; * В СССР принято, наоборот, дегустировать •сначала белые вина, а затем красные (Прим, .спец. ред.). при 20° С — обжигает. Недостатки луч- ше всего воспринимаются при 18° С. Чтобы избежать ошибки при дегуста- ции вин, более или менее повержен- ных действию кислорода, их следует опробовать сразу же после взятия об- разца или открытия бутылки. Если же дегустация задерживается, образцы можно хранить в течение нескольких дней, защищая их от доступа воздуха в плотно закупоренных бутылках. Когда речь идет о старых винах, на- ходящихся в бутылках, необходимо, прежде всего, не допустить перемеши- вания осадка с жидкостью, в тоже вре- мя не декантировать их. Если же пред- почитают провести декантацию, то де- лать это надо в самый последний мо- мент и, насколько возможно, без досту- па воздуха, например посредством си- фона. Явно ошибочно было бы декан- тировать старые вина за много часов до их потребления, так как их букет — результат длительного процесса восста- новления без доступа воздуха — исче- зает или ослабевает более или менее быстро в зависимости от типа вина, вследствие даже легкой аэрации. Пред- варительная аэрация допускается толь- ко в том случае, когда вина в бутылках содержат избыточное количество угле- кислоты и обнаруживают следы броже- ния. Случается, что после этой аэрации их букет, денатурированный и приглу- шенный этим дефектом, снова делается тонким и продолжает развиваться. Бы- вают также вина, восстановленные не- много больше нормы, которые могут улучшиться после аэрации. При тщательной дегустации не сле- дует пробовать больше нескольких об- разцов, в противном случае восприятие быстро теряет свою четкость. Бесполез- но пытаться сравнивать вина, сильно различающиеся по своей природе, на- пример вина совершенно различного происхождения или молодые вина с бо- лее старыми винами. С другой стороны, 2Т
сравнение очень схожих вин также представляет большие трудности и тре- бует многократного повторения испы- таний на вкус. Дегустация вина начинается с того, что его нюхают сразу же после взбал- тывания с целью увеличить площадь контакта с воздухом и соответственно повысить испарение пахучих веществ. Вращательное движение, которое де- густатор придает бокалу, образует во- ронку на поверхности вина, вызывает его поднятие вдоль стенок бокала, кото- рые остаются смоченными, и наполняет пустую часть бокала душистыми пара- ми. Интенсивность аромата и букета за- висит от силы взбалтывания. Можно также с силой втягивать в себя запах вина в бокале, находящемся в состоя- нии покоя, что позволяет легко сравни- вать различные образцы, помещенные в бокалах, расставленных один возле другого. Ощущение при этом получа- ется менее сильное, но сравнение бы- вает более точным. Необходимо вды- хать всегда одинаковое количество воз- духа, с одинаковой скоростью, произ- водить выдох между каждым восприя- тием, делать быстрые, короткие вдохи. Изучение аромата или букета требу- ет большого внимания и многочислен- ных повторений вдыханий. В принципе этому упражнению нужно уделять столько же времени, сколько и анализу вкусовых ощущений в собственном смы- сле слова. Некоторые дегустаторы уменьшают или вообще исключают фа- зу оценки обонянием, несмотря на ее результативность, и судят только по вку- су. Между тем ничто не дает такого богатства данных о тонкости, классе, возрасте вин лучших марок, как обоня- ние. В частности, дегустацию некото- рых высококачественных вин, напри- мер типа Порто, проводят почти исклю- чительно на основе обоняния. В начале дегустации опробование первых двух-трех вин обычно не требу- 28 ет большого внимания, важно сначала «войти во вкус», начать с известных вин. Первые впечатления могут ока- заться ошибочными, пока полость рта недостаточно освоилась с напитком. Хотя у каждого есть свои особые при- вычки, рекомендуется брать в рот лишь небольшое количество жидкости (6— 7 см3). Слишком большой объем требу- ет большего времени на согревание и разбавляет слюну, в то же время слиш- ком малый объем не смачивает всю поверхность нёба. Жидкость во рту слегка перемещают таким образом, чтобы возобновить ее контакт с различ- ными участками поверхности языка и нёба, которые имеют различную чувст- вительность, и выдерживают во рту 10 с, прежде чем выпустить, Длительность первого контакта можно изменять в за- висимости от того, что интересует — первые или последующие впечатления. Трудно избежать движения проглаты- вания, которое увлекает небольшое ко- личество жидкости и к тому же усили- вает обонятельные ощущения. Прежде чем приступить к опробова- нию другого образца, нужно подождать некоторое время, чтобы лучше оценить первое вино и чтобы полностью исчез- ло всякое ощущение от него. Бесполез- но пробовать много раз подряд одни и те же образцы, так как повторные оцен- ки ведут к потере всякого ощущения. Именно первые впечатления, если они восприняты с надлежащим вниманием, являются наилучшими. Когда нёбо устанет от дегустаций, следует хорошо прополоскать его во- дой, можно также съесть кусочек хле- ба, но нужно воздержаться от некото- рых видов пищи, например сыра или орехов, которые, улучшая оценку вина, искажают результаты дегустации. Дегустационные бокалы Бокал представляет собой орудие труда дегустатора, и в этом отношении
часто подчеркивают значение его фор- мы и его объема. Действительно, сосу- ды, применяемые для дегустации, очень разнообразны. Дегустаторы каждого винодельческого района имеют свои собственные привычки. В Бургундии, в районе Божоле, широко распростране- ны серебряные дегустационные чашки, но они плохо подходят для обонятель- Рис. 2.3. Некоторые образцы дегустационных бокалов. Бокал справа является международ- ным бокалом (АФНОР) для дегустации вин. Рис. 2.4. Размеры нормализованного бокала (АФНОР) для дегустации внн. кого анализа. Им следует предпочесть бокалы, специально предназначенные для точной дегустации. Дегустационные бокалы могут быть различной формы в зависимости от типов вин. Обычно применяют бокалы на ножке, разного размера и суживающиеся в верхней ча- сти для того, чтобы избежать слишком быстрой диффузии элементов запаха. На рис. 2.3 показаны образцы дегуста- ционных бокалов. Форма и размер бокала, изменяя от- ношение поверхности к объему вина, оказывают влияние на концентрацию элементов запаха в незаполненной ча- сти сосуда, этот запах неодинаков по интенсивности и по качеству. Поверх- ность вина после взбалтывания следует рассматривать как бы покрытую тон- ким туманом, состав которого зависит от физико-химических явлений испаре- ния, поверхностного натяжения, капил- лярности. Исходя из этих данных, группа экс- пертов создала дегустационный бокал, который был принят за образец Фран- цузской ассоциацией по стандартам (АФНОР) под индексом N. F. V. 09.110. Бокал имеет овальную удлиненную форму (рис. 2.4) и изготовляется из хрустального стекла (пропорция свин- ца примерно 9%). При вместимости 210—220 см3 он позволяет оперировать с 60—70 см3 вина. Такой бокал очень рекомендуется при изучении аромати- ческих свойств вина. Можно считать, что общий переход к использованию та- ких бокалов должен улучшить условия воспроизводимости результатов дегу- стации. Помещения для дегустации Ведель и сотрудники (1972) осветили этот вопрос очень детально, и поэтому здесь даются лишь краткие выводы из их работы. Для получения возможно большей 29
точности оценок необходимо, чтобы де- густаторы находились в наиболее бла- гоприятных условиях — в надлежащих и соответствующим образом оборудо- ванных помещениях. Не добиваясь абсолютной тишины, нужно исключить всякий шум или зву- ки, способные отвлечь внимание дегу- статоров. Помещение должно иметь та- кую вентиляцию, чтобы не ощущалось никаких запахов. На практике оно не- редко примыкает к лаборатории или к Рис. 2.5. Вид зала для дегустации вин (Межпрофессиональный Совет вин района Бер- жерак). На первом плане кабина дегустации, со- стоящая из рабочего стола, разделительных перегородок и полоскательницы (слева). конторе подвала. Наиболее рекомен- дуемая температура в помещении (но не обязательно температура дегусти- руемых вин) около 20° С. Освещение должно быть достаточным, следует предпочитать дневной свет. Для повседневных занятий по дегу- стации с небольшим числом дегустато- ров. которые обычно работают стоя, об- становка дегустационного зала может быть очень простой: достаточно иметь стол с легко моющимся покрытием из опалового или простого стекла или из керамики, чтобы ставить образцы вин и дегустационные бокалы, небольшую раковину для выпуска жидкости, шкаф с дверцами и полками для размещения бокалов после мойки и просушивания. Для более точных дегустаций (экспе- риментальные или контрольные дегу- стации, конкурсы вин или состязания дегустаторов) лучше иметь более при- способленный зал (рис. 2.5). Ведель и сотрудники (1972) описывают оборудо- вание залов дегустации следующим об- разом: «Каждый дегустатор должен иметь рабочее место, изолированное от его соседей. Оно ограничивается боковыми и передней перегородками и образует открытую сверху и сзади кабину. Вы- сота перегородок должна быть несколь- ко выше головы сидящего дегустатора. Их делают из легкого материала: фа.- неры, древесно-волокнистой плиты и других материалов с таким расчетом, г’тобы их можно было легко ставить и - снимать. Это делает кабины удобными для использования, особенно при обу- чении. Ширина каждой кабины от 80 до 90 см. Внутри на высоте около 75 см находится рабочая полка, длина кото- рой соответствует ширине кабины, ши- рина же самой полки равна 40 см. Пол- ка также делается из материала, поли- рованная поверхность которого легко чистится. На этой полке слева ставят раковину-полоскательницу шириной примерно 30 см предпочтительно тем- ного цвета. Вода, необходимая для мойки бока- лов и раковины, поступает из водопро- водного крана высотой 30 см. У некото- рых типов раковин имеются устройства для подачи воды вращающейся стру- ей». Помимо рабочей полки желательно устанавливать у передней перегородки на высоте 1,10 м столик размерами от 10 до 20 см, на который дегустатор кла- дет предметы для пользования во вре- мя дегустации. В кромке столика мо- жно сделать вырезы для подвешивания 30
бокалов за ножку. Столик делают из такого же материала, как и рабочую полку. Цвета этого оборудования дол- жны быть нейтральных тонов, так же как и окраска стен зала: светло-жел- тый, светло-бежевый, светло-серый и т. п. В каждой кабине сиденье долж- но быть, по возможности, регулируе- мым по высоте. Кроме общего освещения зала целе- сообразно устанавливать для каждого дегустатора индивидуальные светиль- ники. Источник света, который можно направлять в нужном направлении уз- ким, параллельным лучом, размещают на правой перегородке. Он позволяет определять степень прозрачности вина. Различные темы дегустации Каждое упражнение в дегустации связано с определенной задачей и про- водится в зависимости от того, на ка- кой вопрос необходимо ответить. По- этому важно заранее определить эту задачу и четко сформулировать ее де- густаторам. Любое упражнение в пробе на вкус основано на сравнениях. Можно утвер- ждать, что дегустация только тогда имеет ценность, когда она является сравнительной. Эти сравнения делают- ся в отношении одного или многих кон- трольных образцов, дегустируемых па- раллельно, а также в отношении образ- цов, которые сохранились лишь в памя- ти дегустаторов и которые для каждого из них представляют воображаемые нормы. В первом случае, когда сопо- ставляемые объекты налицо, результа- ты будут более объективными. Во вто- ром случае точность зависит от квали- фикации дегустатора, так как очевид- но, что каждый в зависимости от своего образования и профессионального опы- та хранит в памяти сумму различных представлений. Именно из-за этих причин следует предостеречь против утверждения, что дегустацию как таковую можно рас- сматривать как простой психофизиоло- гический тест, который может прово- дить группа лиц без какой-либо специ- альной подготовки. Элемент случайно- сти в ответе вследствие отсутствия опы- та у дегустаторов якобы корректирует- ся применением законов статистиче- ского анализа. Такая концепция не име- ет ничего общего с профессиональной дегустацией вин в районах традицион- ного высококачественного виноделия, проводимой компетентными и опытны- ми дегустаторами. Качество дегуста- ции могут гарантировать только квали- фицированные дегустаторы-специали- сты. Темы дегустации, которые предлага- ются чаще всего, можно свести к трем группам: 1. Дифференциация и идентифика- ция образцов — предмет повседневной работы профессионалов. Такие опыты позволяют сравнивать вина между со- бой, определять их преимущества од- них перед другими, контролировать влияние экспериментальных условий их выработки и хранения, видеть эффект от добавления тех или иных веществ, от той или иной обработки, устанавливать ассамбляж, купажирование и т. д. 2. Оценка и классификация, заклю- чающиеся в том, чтобы сравнивать и относить к тем или иным классам соот- ветственно достоинства и недостатки вина. Такова, например, тема дегуста- ций по контролю качества, целью кото- рого является удаление из серии образ- цов вин с недостаточно хорошим каче- ством. 3. Аналитическая дегустация, кото- рую можно также назвать описатель- ным вкусовым анализом, заключается в изучении и составлении перечня всех сенсорных реакций, вызываемых ви- ном, в описании их и, насколько воз- можно, в объяснении их аналитическо- 31
го состава В пих опытах используют детали;>-риааиную и точную термино- логию, дШирли требует модификации и системы-ианаи, чтобы быть понятной для всех. На иснове описания выносят суждение, оценку, которые можно вы- разить гакже отметкой или надписью. В зависимости от предлагаемой темы метод дегусмции может изменяться как в отношении представления образ- цов, так и ио самому способу дегуста- ции. По поводу того, как нужно пред- ставлять вина и проводить дегустацию вообше, написан ряд специальных тру- дов (.'1итл, 1958; Америк и сотрудни- ки, 19п5), содержание которых нашло отражение в последних французских работах. Авторы считают, что было бы проще классифицировать упражнения в опробовании на вкус соответственно числу используемых бокалов. В этом случае можно было бы различать: 1. Опыты дегустации, применяемые к одному вину в одном бокале. Это ис- пытание является трудным, так как де- густатор должен оценивать вино толь- ко на основе информации, которую ему дают, и руководствоваться при сравне- нии лишь соответствующими впечатле- ниями от других вин, которые сохрани- лись в его памяти. Это случай дегуста- ции на месте, в подвале. От такой дегу- стации не следует ожидать таких дан- ных, которые имели бы определяющее значение. Исключением является дегу- стация вин, обладающих ярко выра- женными положительными или отрица- тельными характеристиками. При та- ких обстоятельствах дегустатор дол- жен быть очень осторожным. 2. Дегустация попарно, в которой сравнивают два бокала вина А и Б, представленных вместе и дегустируе- мых одно за другим. Одно из них в этом случае играет роль контрольного образца. Дегустатор, которому не из- вестен порядок представления бокалов, должен указать на идентичность или 32 различие этих образцов или на преиму- щество одного из них. Впрочем, в де- густации избегают говорить об иден- тичности двух вин. Если их нельзя раз- личить, то правильнее будет сказать, что они не поддаются дифференциации. Такой опыт сравнения является наибо- лее точным и наиболее чувствительным. Были высказаны предложения о видо- изменении этого способа: например, на- чинать опробование, зная заранее раз- личие между винами, затем снова най- ти каждое из них при повторной дегу- стации «вслепую». 3. Различные опыты по дегустации с использованием трех бокалов можно резюмировать следующим образом: а) два разных бокала вина представ- ляют одновременно с третьим, содер- жащим одно из этих вин. У дегустатора спрашивают, какое из двух первых вин идентично третьему; б) один из трех бокалов принимают за контрольный и спрашивают у дегу- статора, какой из двух других иденти- чен ему; в) выставляют три бокала, в двух из которых находится одно и то же вино. Дегустатор должен распознать одно вино, отличное от двух других. Такое упражнение называется трехсторонней дегустацией. Оно будет рассмотрено в дальнейшем; г) представляют три бокала, и дегу- статор должен дать один из трех отве- тов: три бокала идентичны, идентичны два из трех, во всех бокалах разное ви- но. 4. Порядок дегустации с использова- нием большего числа бокалов и вин по- зволяет проводить весьма различные упражнения. Можно представить столь- ко же вин, сколько и бокалов, при этом вина могут идентифицироваться или нет, или же только некоторые из них, с целью их классификации. В противо- положность этому можно представить только два вида вина во многих бока-
лах и предложить дифференцировать их. Можно провести очень много раз- личных испытаний, промежуточных ме- жду этими двумя испытаниями. Трехсторонняя дегустация В одном из описанных выше случаев дегустатору предлагают три бокала, два из которых содержат идентичное вино. Например, если хотят видеть, ка- кой эффект производит на вкус вина добавление небольшого количества ли- монной кислоты, дегустатору предлага- ют без его ведома два бокала без до- бавления кислоты и один бокал с под- кисленным вином или же два бокала с подкисленным и один контрольный бо- кал. Если в этих условиях дегустатор распознает бокал или бокалы с добав- лением лимонной кислоты, можно быть уверенным, что разница во вкусовых ка- чествах существует и обработка видо- изменяет вкус вина. Результат такой дегустации является наиболее очевид- ным. Действительно, могут быть сле- дующие варианты расположения бока- лов контрольных (Т) и подкисленных (А): ATT, АТА, TAA, TAT, ТТА. Следо- вательно, таким путем дегустация ста- новится максимально объективной. Как отмечают Ведель и сотрудники (1972), такой метод исследования в на- стоящее время широко применяют как для проверки дегустаторов, так и для проверки вин, хотя общеизвестно, что он менее чувствителен по сравнению с дрмгимш подобными способами (табл. 2.2). Авторы констатируют, что большин- ство квалифицированных дегустаторов хорошо обнаруживают разницу тогда, когда им предлагают для пробы толь- ко два бокала. При дегустации с тремя бокалами проводится больше сравнений, быстрее утомляется чувство вкуса. Кроме того, легче найти или подтвердить различие Таблица 2.2 Сравнение чувствительности к горьким и сладким вкусам в опытах по дегустации с двумя или тремя бокалами (по данным Байера и Грея,1962) Опенка вкуса Правильные результа- ты дегустации (в %) парной трехсторон- ней Разница между опреде- лением - 0,5 и 0,75 мг/л серно- кислого хинина 89 50 11,9 и 14 г/л глюкозы 73 47 Верные оценки вследст- вие случайности 50 33,3 между двумя образцами, чем идентич- ность. Когда пробуют два первых бо- кала, всегда чувствуют какую-то раз- ницу, реальную или воображаемую. Причиной ошибки является трудность дифференцировать третий бокал по от- ношению к первым двум и подобрать ему пару из двух первых. Далее при определении порога восприятия эле- ментарных вкусов будет показано, что чувствительность трехстороннего испы- тания повышается в том случае, когда дег/статору предлагают один бокал с измененным вином и два контрольных бокала, а не наоборот. Попытки повысить требовательность к оценке при дегустации обычно ведут к снижению чувствительности, потому что умонастроение дегустатора играет первостепенную роль в его заключени- ях. При дегустации нужно умело сфор- мулировать разницу при оценке того или иного впечатления, иначе ее можно не уловить. Опыты по закрытой дегу- стации (когда отсутствуют какие-либо данные относительно дегустируемых образцов) полезны, но было бы непра- вильным выносить при этом оконча- тельное суждение, особенно если оно 2 Зак. 1929 33
негативное. Исследование следует за- вершать дегустацией, которая произво- дится со знанием того, что пробуют. Это позволяет изучать различия, исхо- дить из них. Упражнение заканчивают опробованием снова, не имея каких-ли- бо данных об образце, и с учетом пред- шествовавшего исследования устанав- ливают искомую разницу. Коллективная дегустация Другой способ получения большей надежности заключается в том, что ис- пытание проводит достаточно большая группа дегустаторов. Метод, при кото- ром вино оценивается одним экспертом, несмотря на его компетентность, может приводить к ошибочным заключениям. Совпадение мнений многих дегустато- ров делает оценку более надежной. При однородности группы, высокой квали- фикации каждого ее члена, при усло- вии, что каждый дегустатор произво- дит опробование и делает отметки изо- лированно от других, можно положить- ся на результаты, полученные таким образом. Дегустация с обменом мне- ниями членов группы может дать хо- рошие результаты в виде общей согла- сованной оценки лишь при работе груп- пы их трех-четырех человек, хорошо знающих друг друга и привыкших ра- ботать вместе. Как правило, дегустато- ры не должны обмениваться мнениями до конца дегустации. При групповой дегустации большого количества образцов дегустаторы зача сгую очень спешат, между тем дегуста- ция является весьма кропотливой ра- ботой, которая требует времени и вни- мания. Наконец, от дегустаторов важ- но требовать письменного изложения их мнения, четкости формулировок за- ключения и описания характеристик вина — все это способствует повыше- нию точности оценок. Классификация от восьми до десяти -в* образцов вин, находящихся в таком же количестве бокалов, производится де- густатором путем последовательных сравнений. Окончательное определение качества каждого образца получается посредством согласования оценки с каждым дегустатором. При более зна- чительном числе образцов оценка вин становится физически трудновыполни- мой, так как дегустаторы пробуют в определенной последовательности вина и дают им оценки. В этом случае точ- ность дегустации несколько снижается. Например, партию из восемнадцати вин распределяют, как придется, в трех се- риях. В каждой серии дегустаторы, рас- полагающие шестью стаканами, уста- навливают путем сравнения классы вин и оставляют лучшие, которые затем со- поставляют между собой для оконча- тельной классификации. Дегустатор должен уметь допускать равенство классов, так как многие вина, облада- ющие различными характеристиками, приходится приравнивать к одному и тому же уровню качества. Дегустатор должен быть в таких случаях принци- пиальным и способным признать, что он не находит разницы, которую у не- го просят найти. Дегустационные листки Чтобы помочь дегустатору правильно оформить результаты своих наблюде- ний, ему часто предлагают заполнить листок дегустации, в котором он дол- жен записать свои вкусовые ощущения в виде баллов или просто отметить кле- точки на соответствующей шкале класс- ности. Ценность таких листков в том, что они помогают начинающему дегу- ст атору в точной и достаточно полной работе, побуждают опытного дегуста- тора давать более полную оценку и со- гласовывать результаты при дегустации в группе, кроме того, листок позволяет
судить после определенного числа ис- пытаний о квалификации дегустатора. Предлагалось большое число форм дегустационного листка. Из наиболее распространенных можно назвать ли- сток Кастелля (1967), озаглавленный «Анализ и словарь дегустации», рабо- ты Сернаджотто (1971) по методике оценок на конкурсах вин, листки Веде- ля и сотрудников (1972), Дюрана и Фу- лоно (1972), Кабесудо и Дьягуно (1972) и, наконец, дегустационные листки французской и итальянской тор- говых палат (1973), форма одного из таких листков приведена ниже. • Оформление этих листков очень раз- нообразно. Некоторые, слишком упро- щенные, не позволяют достаточно под- робно записывать и анализировать ха- рактеристики вин, тогда как другие слишком усложнены, они требуют про- ведения нескольких последовательных Форма 1 ДЕГУСТАЦИОННЫЙ ЛИСТОК № образца № дегустации Дегустатор: № Фамилия, имя, отчество Проверяемое вино: Тип ' Категория Название Сорт , Прочие сведения — Порядок пользования Точно записать общие данные После дегустации отметить знаком «X» соот- ветствующую клетку бланка по каждой пози- ции Подсчет баллов и итоги заполняет комиссия Данные анализов вина Отлич- ное 4 б. Очень хоро- шее 3 б. Хоро- шее 2 б. Удов- 1етво- ритель- чое 1 б. Дефек- тное или ис- клю- ченное 0 Исход- ная сумма баллов Коэф- фици- ент ХЗ Хб ХЮ Х6 Част- ные баллы Заме- чание Спиртуозность Общая кислотность Летучие кислоты so; Визуальная оценка щвет—прозрачность) Опенка обонянием (качество — тон- кость — интенсив- ность) Вкусовая и вкусо-обо нятельная оценка (ка чество — тонкость — интенсивность) Общая гармоничность и типичность Реше- ние или оценка Подпись дегу- стато- ра Общий балл________________ 2* 35
дегустаций. Если нельзя предусмотреть единой формы листка, который мог бы служить при органолептической оценке как тонких, так и ординарных вин для дегустаций местного масштаба, на ме- ждународных конкурсах, то все же бы- ло бы целесообразно систематизиро- вать их в зависимости от характера ис- пользования. Авторами принята форма дегустационного листка описательного типа, форма которого приведена ниже. ОПИСАТЕЛЬНЫЙ ЛИСТОК ДЕГУСТАЦИИ Форма 2 Дата Фамилия дегустатора Идентификация вина Вид Цвет (интенсивность, оттенок) Прозрачность Другие замечания Аромат Чистота Качество Интенсивность Описа ние 1 Возможные дефекты : L Вкус Первое ощущение Описание Развитие • Послевкусие Уравновешенность и общий состав Аромат вкуса ; ' Устойчивость аромата Другие замечания Оценка Заключение , Балл ". Оценка вин в баллах Выражение качественных и количе- ственных уровней запахов и вкусов в баллах является очень деликатным во- просом. Первая трудность заключает- ся в разработке таблицы, шкалы досто- инства, на которую можно было бы ссылаться. Другую трудность представ- ляет сравнение образца с терминами этой шкалы, которая большей частью не материализована и остается субъек- тивной. Ведель и сотрудники (1972) произве- 33
ли очень полную разработку проблем, поставленных системой оценки в бал- лах. Они различают «шкалы карди- нальные», которые представляют мате- матические значения баллов от 0 до 10 или от 0 до 20, и «шкалы порядковые», уровни которых связаны между собой только отношениями более низкого и более высокого качества. Ниже даны примеры 3-, 5- и 7-балльных шкал. 1. Слабый 1. Очень 1. Очень 2. Средний слабый слабый 3. Сильный 2. Довольно 2. Слабый слабый 3. Довольно 3. Средний слабый 4. Довольно 4. Средний сильный 5. Довольно 5. Очень сильный сильный 6. Сильный 7. Очень СИЛЬНЫЙ Прилагательные «слабый», «силь- ный» часто заменяются на «хороший», «плохой»; применяют также выраже- ния «мне нравится» или «мне очень не нравится», «мне понравилось» или «мне немного не понравилось» и т. п. Существует много систем балльной оценки: глобальная, или сумма индиви- дуальных баллов, относящихся к мно- гим характеристикам, причем эти бал- лы могут применяться с различными коэффициентами. В этом случае оцени- вают в баллах отдельно внешний вид (цвет, прозрачность), запах (интенсив- ность, качество), вкус (мягкость, тело, вкусовой аромат), стойкость, гармонич- ность. Основным недостатком такой си- стемы, при которой для различных вин выставляют очень близкие баллы, яв- ляется то, что качество вина опреде- ляется не суммой характеристик окра- ски, запаха и вкуса; например, про- зрачное, обладающее тонким ароматом вино может быть непригодным для употребления из-за избытка кислотно- сти. Обычно оценки дегустаторов в этой системе не уходят далеко от среднего значения, инстинктивно дегустатор су- живает крайние баллы. Желательно применять ,к баллам, полученным в ре- зультате дегустации серии образцов, методы статистического анализа; это дает возможность лучше судить о груп- пировке вин по классам, чем при про- стом вычислении средней величины. Чтобы помочь в применении балль- ной шкалы, например от 0 до 20, так чтобы все дегустаторы исходили из од- ной и той же исходной базы, можно ус- ловиться, что баллы ,19 и 20 означают- высшую степень, 16, 17, 18—высокое- качество, при 13, 14, 15 вина считают хорошими, с очень небольшими недо- статками, при 10, 11, 12 вина являются ординарными, баллы 7, 8, 9 означают, что данные продукты ниже среднего до- пустимого уровня, при 4, 5, 6 они пло- хие и при 1, 2, 3 — непригодны для упо- требления. Значение дегустационной экспертизы Дегустация приобретает все большее и большее значение как для контроля качества вин с контролируемыми на- званиями по месту происхождения или вин местного производства, так и для получения дополнительных доказа- тельств в случае судебного преследо- вания. Что касается вин с контролируемым: названием по месту происхождения, то в целом ряде декретов, определяющих эти названия, уточняется, что такие вина не могут быть направлены для реализации без сертификата, выдавае- мого Дегустационной комиссией, кото- рую назначает Национальный институт вин контролируемых названий по ме- сту происхождения. Помимо этого контроля качества про- дукции в некоторых районах при экс- порте вин с контролируемыми назва- ниями по месту происхождения тре- 37
буются специальные сертификаты со- ответствия (декреты от 30 марта и 21 апреля 1955 г.). Например, в районе Бордо эти документы заинтересованные экспортеры получают от Межпрофесси- онального Совета по виноделию того района, который выдает их на основа- нии заключения дегустационной комис- сии, аттестующей соответствие органо- лептических качеств представленных вин установленным стандартам. Точно так же декрет от 31 августа 1964 г. уточняет, что вина, перечисленные в па- раграфе 26, должны отвечать опреде- ленным органолептическим характери- стикам, что проверяется дегустацией; такой же порядок предусмотрен для вин местного производства (декрет от 13 сентября 1968 г.) и вин высшего ка- чества лимитированных районов вино- делия. Наконец, необходимо отметить, что Правила Европейского экономического сообщества № 817/70 от 28 апреля 1970 г., устанавливающие нормативы высококачественных вин, производи- мых в определенных районах, уточня- ют (параграф II), что производители этих вин обязаны представлять их для проверки органолептических характе- ристик. Точно так же в параграфе I Правил ЕЭС № 1697/70 от 25 августа 1970 г. уточняется, что для перевода вина в низший класс по просьбе торго- вых фирм или в результате проверки качества, или при оптовой торговле требуется участие экспертов-дегустато- ров, назначаемых Министерством сель- ского хозяйства (декрет от 11 января 1973 г.). В случае судебного преследования необходимо подчеркнуть значение, ко- торое придается дегустации декретом от 23 ноября 1967 г. «Не могут рассматриваться как ви- на, пригодные для употребления, и мо- гут использоваться только при произ- водстве уксуса или перегонке на спирт 38 вина, изъятые из розничной торговли и которые, хотя и не имеют заметных изменений своих компонентов и сохра- няют свой нормальный внешний вид, показывают при дегустации явные при- знаки скисших вин». Кроме того, необ- ходимо указать, что из-за отсутствия установленного законом предела содер- жания этилацетата, характеризующего уксусное скисание, запрет на продажу вин накладывают только на основании дегустации; этот же декрет предусмат- ривает запрещение сбыта вин с привку- сом углекислоты, плесени, гнили или любым другим неприятным вкусом. Здесь еще раз видно значение дегуста- ции. ЗАВИСИМОСТЬ МЕЖДУ СОСТАВОМ вин И ИХ ВКУСОВЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ Характеристики вина, положитель- ные его качества или недостатки, безус- ловно, связаны с его химическим соста- вом. В вине находятся кислоты, сахара, соли, полифенолы и т.. д., которые име- ют свои особые вкусовые свойства. Эти вкусовые оттенки сливаются, усилива- ют друг друга или, наоборот, противо- стоят один другому, маскируются, вза- имно нейтрализуются. Вкус того или иного вина представляет собой как бы сумму этих различных привкусов. Кро- ме того, как будет показано дальше, большинство качеств не образуется из какого-то одного элемента, присутству- ющего в определенной дозе, а из гармо- ничного сочетания составных частей ви- на при определенном соотношении их концентрации. При современном уровне наших зна- ний проще и надежнее определять ка- чества вина скорее .путем дегустации, чем методом химического анализа. Это отнюдь не принижает роли химическо- го анализа, который по-прежнему со- храняет свое значение, так как он дает возможность предвидеть будущее вина
и возможно лучше определять, какие обработки надлежит проводить для то- го, чтобы его естественные качества до- стигли максимального развития. Дегу- стация, улавливающая только качест- ва вина в данный момент, сделать это- го не может. Равновесие между компонентами вкусовых свойств Слово «равновесие» здесь подразуме- вает благоприятное сочетание элемен- тов, гармоничность. Вкус вина в основ- ном является результатом равновесия между привкусами сладким, кислым и горьким. Опыт показывает, что в первый ряд среди веществ со сладким привкусом следует поставить спирт. В малых до- зах этиловый спирт почти несладкий, но в количествах, в которых он находится в вине, сладкий привкус спирта весьма ощутим. Нетрудно убедиться в том, что уже при 4° (32 г/л) водно-спиртовой раствор обладает определенно сладким вкусом, хотя при этом почти невозмож- но распознать специфический привкус спирта. Кроме того, хорошо известно, что присутствие спирта усиливает сладкий вкус, например, у раствора са- харозы. Известно также, что сладкие и кис- лые вкусы взаимно маскируются. То же самое происходит со сладкими и горькими вкусами. Если сильно под- кислить сладкий раствор, впечатление сладости, которое он дает, намного сни- жается. С другой стороны, если в кис- лый раствор вносить сахар, впечатле- ние кислотности смягчается. Это до- вольно широко известные факты. Два этих вкуса в некотором роде взаимно нейтрализуются, однако при этом одно- временно различают и сладкий, и кис- лый вкусы. При некотором соотноше- 1 нии этих концентраций можно сказать, что сладкии вкус имеет такую же ин- тенсивность, как и кислый. Если увели- чить количество кислоты, преобладает кислый привкус, если же повысить кон- центрацию сахара, происходит обрат- ное явление. В винах интенсивность сладких вку- сов должна уравновешивать сумму ин- тенсивностей привкусов кислых, горь- ких и вяжущих. Систему, определяю- щую такое равновесие, можно записать в виде. Сладкий вкус кислый вкус + горький вкус.. Для иллюстрации этого равновесия: между противоположными привкусами,, чтобы показать важную роль, которую- играет спирт в сладком вкусе, можно> произвести следующую манипуляцию. Дистиллируют некоторый объем су- хого красного вина. Летучая фракция, конденсирующаяся в холодильнике, со- держит в себе весь спирт вина и лету- чие вещества букета, остаток соответ- ствует концентрированному вину, ли- шенному спирта. Эти два раствора по- сле охлаждения приводят к первона- чальному объему. В конце опыта имеют две жидкости: одна — остаток, содер- жащий кислоты и танины вина, но не имеющая спирта, другая — дистиллят, в котором содержится весь спирт, но нет нелетучих кислот. При опробовании этих двух жидкостей вызывает удивле- ние тот факт, что они обладают совер- шенно противоположными вкусами, от- личными от вкуса самого вина. Дистил- лят имеет мягкий, сладкий, бархатис- тый привкус, с большей теплотой, с винными свойствами алкоголя, смешан- ными с некоторыми пресными тонами. Для остатка, наоборот, характерны кислотность, зеленость, необыкновен- ная грубость, очень неприятный вкус. Путем простой перегонки отделяют ве- щества с кислыми и горькими привку- сами вина от вещества со сладкими привкусами. 39
Вкус белых десертных и сладких на- туральных вин выдвигает более слож- ную проблему равновесия. Здесь рав- новесие имеет трехсторонний характер: к описанному выше равновесию добав- ляется равновесие между сахаром и спиртом. Чем слаще вино, тем выше должна быть его спиртуозность, слад- коватый вкус сахара следует компенси- ровать большим количеством теплоты, .винных качеств. Таким образом объяс- няются нарушения равновесия в пикет- ных винах, которые кажутся слишком •сладкими для своей крепости. Другие последствия этого равнове- сия: белые десертные вина выдержива- ет довольно высокие уровни кислотно- сти. Вина Сотерн обычно имеют от 4,5 до 5,0 г/л общей кислотности *, дозы, которые делают красное вино неприят- ным. Недостаток кислотности, избыток сахара делают эти вина плоскими и невыразительными. Нужно отметить, что вино, безусловно, является одним из наиболее кислых напитков. Из пред- шествующих объяснений понятно, что вино можно пить, и оно может быть приятным при своей кислотности толь- ко тогда, когда его спиртуозность выше по сравнению с другими напитками, получаемыми путем брожения. Пиво имеет значительно меньшую кислот- ность, чем вино. Но горький привкус хмеля уравновешивается сладким при- Показатель бархатистости — спиртуозность — Общую кислотность выражают в граммах серной кислоты на 1 л, феноль- ные соединения выражают в танинах и вычисляют приближенно по показате- лю перманганата (пользуются следую- щим отношением: 1 г/л танина соответ- ствует показателю перманганата 20) или по показателю Фолина. Например, вино спиртуозностью 12% об., имеющее * В переводе на серную кислоту (здесь и далее по тексту). (Прим. спец. ред.). 40 вкусом спирта. Аналогичным образом виноградный сок является приятным напитком потому, что повышенное со- держание сахара маскирует его кис- лый вкус. Эти примеры показывают, что такие принципы равновесия явля- ются общими для всех напитков. Необходимо также подчеркнуть, что в этом равновесии привкусов вина уча- ствуют обонятельные ощущения, в дей- ствительности можно говорить о равно- весии вкусовых комплексов. Схематиче- ски можно рассматривать в дегустации две сенсорные части: «основа», которая выражает равновесие ранее определен- ных привкусов, и «пахучая часть», аро- мат и букет, которые влияют на харак- теристики основы и могут доминиро- вать над ними. Интенсивный аромат, очень тонкий букет маскируют возмож- ные недостатки основы, которые быва- ют заметны в винах, бедных ароматом и букетом. Показатель бархатистости Различными способами пытались ус- тановить отношение между показателя- ми бархатистости и маслянистости, ко- торое могло бы выражать эти качества числовым значением. Для красных вин можно пользоваться выражением: (общая кислотность + процентное содержамие полифенолов). общую кислотность 3,8 г/л и танинов 2 г/л, дает показатель бархатистости, равный 12—(3,8 + 2,0) =6,2. Однако нельзя упускать из виду, что в свойствах бархатистости и масляни- стости выступают помимо этого другие факторы, и в частности летучая кис- лотность, этилацетат, другие элементы, придающие вину грубость, а также, по всей видимости, летучие вещества, со- ставляющие вкусовой аромат. Наконец,
показатель перманганата охватывает соединения, лишенные горечи, во время выдержки некоторые полифенолы теря- ют свою терпкость, это так называемое смягчение старых вин. Расчет показа- теля бархатистости применяют только к относительно молодым красным ви- нам. Хотя и не существует четкого преде- ла, похоже, что вино действительно за- служивает определения бархатистого, если его показатель явно превышает 5; он должен быть еще выше, чтобы вино помимо этого могло получить оп- ределение маслянистого. ТЕРМИНОЛОГИЯ ДЕГУСТАЦИИ Качество работы дегустатора зависит не только от его чувствительности, его способности определять вкус, оно зави- сит также от его умения выразить по- лучаемые им впечатления. Недостаточ- но, чтобы он имел натренированное нё- бо, точное чувство вкуса, нужно, чтобы он мог ясно выразить то, что он чувст- вует. Натренированность и навыки соз- дают более тесную связь между впечат- лениями и принятой терминологией. Важно, чтобы применяемые термины, которые неизбежно являются вообра- жаемыми, означали для всех дегуста- торов одни и те же значения. Эти тер- мины уточняются по мере приобрете- ния дегустатором опыта от своих стар- ших коллег, владеющих словарем де- густатора. Несмотря ни на что, следует признать, что терминология дегустации часто еще неточна и носит местный ха- рактер, одни и те же слова не всегда одинаково понимаются в разных рай- онах. Однако еще важнее, чтобы дегу- статоры понимали друг друга, и поль- зовались одними и теми же терминами для одних и тех же вкусов. Кроме того, словарь должен быть достаточно бога- тым и давать достаточные возможности для выражения. Можно объединить многие сотни тер- минов, используемые дегустаторами. Ле Маньан (1962) свел их к 150, Ве- дель с сотрудниками (1972), перечис- лив более 900 определений и исключи? все названия химических веществ и об>- щих терминов, оставили около 250 слов и выражений, относящихся непосред- ственно к обозначению вкусовых харак- теристик вина. Авторы составили две схемы (1,2) качественных определений, предназна- ченные для практического использова- ния. Термины изменяются в зависимости от содержания спирта. В этом разделе будет сделана попытка дать определе- ние признаков, встречающихся в винах. Оговоримся заранее, что это не более как предварительный анализ, цель ко- торого вывести хотя бы частично более или менее точные определения по та- кому трудному и иногда противоречи- вому комплексу вопросов. Мягкие вина Термин «Мягкий» означает «гибкий», «податливый». Мягкое вино не раздра- жает нёбо, оно действительно мягкое, нежное, бархатистое, текучее и благо- даря этому приятное на вкус, хорошо пьющееся, будь то легкое вино или, на- оборот, вино крепкое, мужественное. Это качество связано прежде всего со слабой кислотностью и не слишком вы- соким содержанием фенольных соеди- нений (показатель полифенолов ниже 40). Вино, богатое танинами, имеет терпкий, вяжущий грубый вкус, и эти его характеристики выражены тем бо- лее, чем выше кислотность; она повы- шает грубость танина, и, наоборот, если кислотность очень мала (в винах иног- да отмечают pH 3,8 или 3,9), вино мо- жет казаться разбитым и плоским, сла- боокрашенным, как бы больным кас- сой. 4Ъ
СХЕМА 1. Опыт рационального словаря дегустации, построенного на равновесии: слад- кий вкус ч* кислый вкус + горький вкус Возрастание сладкого вкуса Возрастание кислого вкуса Разбитое — тяжелое — глице- риновое — бархатистое — ней- тральное — плоское — сладко ватое Гармоничное равновесие Пустое — короткое — бестель- ное — сухое — жгучее — ост- рое — сырое — -грубое — рез- кое — жесткое — кислое — подкисленное — зеленое Легкое Элегантное Бархатистое Шелковистое Деликатное Нежное Мягкое Круглое Зрелое Полное Тельное Маслянистое Богатое, мужественное, полное, солидное, сильное Грубое — танинное — жесткое терпкое — вяжущее — горькое Возрастание горького (терпко- го, вяжущего) вкуса СХЕМА 2. Пример рационального изображения словаря дегустации, построенного на равновесии; сладкий Вкус ч* кислый вкус + горький вкус Возрастание сладкого вкуса Пикет Возрастание кислого вкуса водянистое — жидкое — плос Кре Бедное Слабое Легкое Свежее — живое — худое — пустое Возрастание крепости 1 . Винное Горячее Крепкое Спиртуозное Крепленое Разбитое — тяжелое Жгучее Энергичное — яркое Возрастание сладкого вкуса Возрастание кислого вкуса 42
Термин «бархатистое» больше всего применяется в отношении белых вин и означает тип промежуточный между белыми ликерными и белыми сухими винами. Бархатистость является ре- зультатом присутствия специфических сахаристых веществ (глюкозы, фрукто- зы) , сладкий вкус которых проявляется особенно сильно при малой кислотно- сти. Красное вино, хотя и лишенное са- харов, может быть бархатистым, если оно имеет пониженную кислотность и в нем преобладают сладковатые привку- сы спирта и глицерина. В этом случае термин является синонимом мягкого. Белые или красные вина с очень сла- бой кислотностью в действительности кажутся сладкими, как если бы они. со- держали несколько граммов сахара на 1 л, даже тогда, когда он в них совер- шенно отсутствует: впрочем возможно, что в этих малокислотных винах дей- ствительно проявляется сладковатый привкус глицерина и пентоз. Несколько граммов сахара на 1 л создают у крас- ного вина первое впечатление бархати- стости, которое необязательно маски- рует конечную терпкость, но, если в ви- не слишком мало кислоты, сахар при- дает ему избыточную сладость и мас- кирует его тонкость. Понятно, что при дегустации было бы трудно распознать в молодом малокислотном вине присут- ствие нескольких граммов остаточных сахаров. Дегустаторы часто говорят о малокислотном вине с достаточной спиртуозностью, что оно имеет «са- хар», разумеется, это не означает, что его можно обнаружить при химиче- ском анализе. О таком вине также го- ворят, что в нем есть «глицерин», од- нако в действительности невозможно найти связи этого признака с повы- шенным содержанием глицерина. Несколько повышенное содержание углекислого газа может значительно изменить результаты дегустации вин в благоприятном или неблагоприятном смысле в зависимости от их возраста и типа. Некоторые белые сухие вина, свежие и высококислотные приобрета- ют явно лучшие качества в присутствии 500—600 мг/л углекислого газа. При более высоких концентрациях его вино становится покалывающим (выделяет пузырьки газа, ощутимые на вкус) и с более агрессивной кислотностью, при более низких уровнях ослабевает аро- мат, белое вино кажется более нейт- ральным, плоским, невыразительным. С другой стороны, белое бархатистое или ликерное вино не выдерживает та- ких сильных концентраций; углекислый газ- как бы понижает сахаристость и маслянистость. Молодые красные вина первого типа могут содержать с поль- зой от 400 до 500 мг/л углекислого га- за, но красное вино, предназначенное для выдержки в бутылках, должно иметь менее 100 мг/л, углекислый газ снижает маслянистость и усиливает танинную жесткость таких вин. Привкус углекислого газа во многом зависит от температуры: определенная доза может хорошо подходить для ви- на, употребляемого в прохладном со- стоянии, и делает вино совершенно не- пригодным для питья, если его довести до комнатной температуры. С другой стороны, углекислый газ сильно иска- жает результаты дегустации молодых или еще бродящих вин. От него легко избавиться, создавая вакуум в бутыле с вином с помощью водоструйного на- соса и мешалки, еще проще удалить избыточный и ненужный углекислый газ путем пяти-шестикратной перелив- ки вина из одного сосуда в другой. Иногда для обозначения грубого, жесткого вина применяют термин «та- нинное», но это слово применяется так- же и к белым винам, которые долгое? время хранились в дубовых бочках, приобрели вкус дубильных веществ-, бочки, но не стали терпкими в собст- венном смысле слова. 43
Красное вино с недостаточным содер- жанием танина не оставляет во рту ощущения полноты, оно кажется пус- тым, негармоничным. Повышенные дозы сернистой кислоты (например, 30 или 40 мг/л) делают красные вина более сухими и более жесткими. Как было показано выше, несколько повышенное содержание ле- тучих кислот, так же как и большое содержание этилацетата, часто делают вина грубыми, придают им резкий вкус. Наконец, вкус плоского вина, привкус альдегида также делают вино грубым. Вино терпкое так же, как и вино без характера, с малоприятным вкусом на- зывают «ординарным» в противополож- ность «тонкому», такие вина обычно по- лучают из ординарных сортов вино- града или винограда, выращенного на плохих почвах. «Мужественные», полные вина Полными винами называют такие, которые имеют тело, консистенцию. Полное вино, которое имеет полный вкус, крепость, называют также муже- ственным. Противоположностью пол- ному вину является легкое, слабое, ма- лоэкстрактивное вино, которое, одна- ко, может быть очень приятным. Тель- ность вина связана с содержанием по- лифенолов, спирта, сухого экстракта, с рбщим составом, а здесь рассматрива- ются также вина с содержанием неко- торых элементов вкуса, трудно подда- ющихся определению. Вкус вина не является точным поня- тием, в нем сочетаются тело, крепость и одновременно свойства сорта и почвы. Что такое тело, можно до известной степени представить, сравнивая хоро- шее вино с таким же, но разбавленным водой, например на 5—10%. Под винными свойствами понимают тот теплый привкус, который вызывает присутствие спирта, он присоединяется 44 к основному вкусу вина и обычно сли- вается с другими качествами —• мягко- стью и маслянистостью. Влияние спир- та становится еще больше, если повы- шать температуру вина. Вероятно, что в образовании винных свойств участву- ет янтарная кислота, во всяком случае, она оказывает большое влияние, на вкус вина. Вино считается пустым, когда у него нет тела, винных свойств вкуса. Этот термин прежде всего характеризует малокислотное вино. Можно сказать, что пустое вино — это такое вино, в ко- тором ничто не выделяется, нельзя ни- чего различить. Белое ликерное вино со слабой кислотностью и с недостаточ- ной спиртуозностыо, например менее 12% об., легко отнести к пустому, в нем преобладает сладковатый привкус. Энергичное вино — это такое, кото- рое сильно воздействует на нёбо, буду- чи одновременно достаточно и спирту- озным, и кислым, и в то же время не имея ни алкогольного, ни кислого при- вкусов, которые можно было бы на- звать характерными. Оно может иметь тело, крепость. Это качество является следствием не только состава вина, оно также результат пахучих веществ. Плоское вино имеет почти такие же характеристики, как и вино пустое, у которого кислотность ниже,-но оно бо- лее водянистое. Маслянистые вина Маслянистым вином называют такое, которое хорошо заполняет рот, имеет объем, одновременно является и муже- ственным, и мягким, еще говорят, что оно тельное, полное. Несомненно, что это качество ценится выше всех других и необходимо для вин лучших марок. Оно получается в основном за счет хо- рошей зрелости винограда, которая придает вину выразительность; вино зрелое — это вино маслянистое. Проти-
воположностыо маслянистому вину яв- ляется вино пустое, бестельное, кото- рое, впрочем, может в начале дегуста- ции иметь определенную мягкость: мяг- кое вино не всегда маслянистое, тогда как маслянистое вино в своей основе мягкое. /Маслянистость связана глав- ным образом со следующими элемен- тами: 1) с достаточно высокой спиртуоз- ностью. Точнее, существует оптималь- ная спиртуозность, которая зависит от состава вина: красное вино при спирту- озности 10% об. не может быть дейст- вительно маслянистым, но, если спир- туозность слишком высока, вино кажет- ся более сухим и менее маслянистым. Спирт представляет собой основной элемент качества, и даже слабые коле- бания в его концентрации ощутимы, возможно, в большей степени, чем дру- гих компонентов. Но в действительно- сти его воздействие очень сложно и ка- жется иногда противоречивым. Схема- тически добавление спирта к пустому, сухому вину делает его еще более бед- ным и сухим. С другой стороны, масля- нистое вино кажется тем более барха- тистым, чем выше его спиртуозность. Другими словами, спирт должен быть замаскирован, как бы покрыт элемен- тами маслянистости и слабой кислот- ностью. Если сравнивают белые и крас- ные вина одного и того же происхожде- ния, лучшими обычно оказываются те, которые содержат больше спирта не только из-за прямого эффекта этого элемента, но также потому, что повы- шенная спиртуозность является плодом большой зрелости винограда, которая надежно обеспечивает создание благо- приятных условий, и в частности низ- кой кислотности; 2) со слабой кислотностью (разу- меется, до определенного предела, так как, если она очень низкая, вино де- лается плоским), прежде всего выра- жающейся в слабой общей кислотно- сти: ниже, например, 3,5 г/л (в серной кислоте). Небольшое повышение содер- жания летучих кислот, превышающее 0,50 г/л, способствует обеднению вина и делает его более сухим; 3) с присутствием сахара и глицери- на, которые смягчают влияние кислот- ности, а также с содержанием танина, не превышающим определенного уров- ня. Небольшая терпкость необязатель- но мешает вину казаться маслянистым; 4) с присутствием летучих веществ, составляющих аромат вкуса, который является плодом хорошей зрелости ви- нограда и обогащенности натуральны- ми веществами, создающими в вине его запах, букет и вкус, делают его более маслянистым. Можно сделать одно общее замеча- ние. Когда вино посредственное, ему зачастую можно приписать почти все недостатки: недостаток маслянистости, бархатистости, энергичности, характе- ра, тонкости, и, наоборот, хорошее ви- но имеет все положительные качества. Таким образом, многие характеристики более или менее совокупны. Говорят, что, если вино хорошо сложено, «ос- тальное приложится». Зеленые вина Зеленая кислотность для тонкого ви- на является большим недостатком, не- достаточная зрелость винограда прояв- ляется в терпкости, и этот вкус в точ- ности напоминает вкус недозрелых ягод. О таком вине говорят еще, что оно «сырое». Отсутствие яблочно-молочно- го брожения или микробиальное изме- нение с повышением кислотности могут также быть причиной такого явления. Зеленоватость является результатом чрезмерно высокого содержания сво- бодных кислот. Несомненно, что зеленая кислотность является серьезным недостатком, осо- 45
бенно для красных тонких или белых сладких вин. С другой стороны, для не- которых типов вин зеленоватость не всегда является недостатком, иногда это ординарные вина текущего потреб- ления, вина (пикеты) местн^-э произ- водства или же хорошие белые сухие вина, которым кислотность придает све- жесть и приятный вкус. Восстанавливающие сахара маски- руют летучую кислотность так же, как и летучая кислотность маскирует са- хар. Красное вино с 0,75 г/л летучих кислот и 5 г, л сахаров может казаться приемлемым, с другой стороны, более слабая летучая кислотность может со- вершенно испортить сухие вина. Кро- ме того, летучая кислотность часто со- провождается другими веществами, образующимися одновременно с ней, и в частности этилацетатом, который изменяет чистоту, открытый характер в'ина более выразительно, чем летучие кислоты. Наконец, вина лучше выдер- живают несколько повышенную лету- чую кислотность, когда они имеют большую спиртуозность. Кислый вкус Известно, что в вине содержатся шесть основных органических кислот, играющих роль в кислом вкусе. Три из них переходят из винограда и дают чи- сто кислый вкус: это винная, яблочная и лимонная кислоты. Три другие обра- зуются в результате спиртового бро- жения и бактериальной активности. Это кислоты янтарная, молочная и ук- сусная. Каждая кислота имеет очень сложный вкус. Молочная кислота име- ет слегка кислый, скорее кисловатый вкус, напоминающий привкус щавеля, уксусная кислота обладает резко кис- лым вкусом, похожим на вкус недозре- лого винограда, вкус янтарной кисло- ты интенсивный, горький и соленый од- новременно, вызывает выделение слю- ны. Эта кислота, которая входит в ви- но и во все спиртные напитки, облада- ет наиболее выраженным вкусом, и со- вершенно ясно, что кислота играет важную роль в образовании вкуса вина. Делалось много попыток уточнить, не обязан ли кислый вкус своим воз- никновением ионам Н+, как думали вначале, или анионам, или же недис- социированным молекулам. Однако ответ на этот вопрос далеко не про- стой. Когда пробуют на вкус 0,02 н. раст- воры основных кислот вина (сернистой, винной, яблочной, молочной, уксусной, янтарной) после их нейтрализации ед-' ким натром при pH 7, обнаруживают, что сернистая и уксусная кислоты больше не имеют никакого вкуса, ян- тарная кислота сохранила свое отчет- ливо выраженное послевкусие, а дру- гие органические кислоты дают лишь очень легкие вкусовые ощущения. Таким образом, можно сказать, что вкус уксусной кислоты обязан ее недис- социирующимся молекулам, тогда как вкус янтарной кислоты вызывается анионом сукцината, анион сульфата не имеет никакого вкуса, во всяком слу- чае, при этой концентрации, другие ор- ганические анионы имеют слабо ощу- тимые привкусы. Другие очень простые опыты пока- зывают, что недиссоциированные моле- кулы органических кислот имеют сами по себе кислый вкус. Раствор соляной кислоты при pH 3,0 (0,001 н.), который является полностью диссоциирован- ным, может показаться на вкус мало- кислотным. С другой стороны, раствор винной или уксусной кислот с такой же концентрацией водородных ионов, но с более высокой общей концентрацией (например, 0,1 н.) имеет совершенно кислый вкус. Этот кислый вкус усили- вается, когда увеличивают концентра- цию недиссоциированных ионов винной 46
или уксусной кислоты. Однако ионы Н+ участвуют в кислом вкусе вина, и при наличии винной или уксусной кис- лоты раствор ощущается нёбом тем кислее, чем ниже его pH. В действительности интерпретация этих наблюдений не такая легкая, как кажется. Фактически слюна, которая обмывает слизистые оболочки языка и рецепторные клетки, представляет со- бой буферную среду с уровнем pH, близким к нейтральному. Отсюда по- нятно, почему собственный вкус очень разбавленного раствора соляной кис- лоты, не являющегося буферным, всег- да намного сильнее изменяется при разведении слюной, чем растворы вин- ной или уксусной кислоты, сильно за- буференные при pH 3. В заключение исследования кислого вкуса можно сказать, что факторы ощущений не являются чисто химиче- скими и зависят не только от молеку- лярной структуры и явления диссоциа- ции. При сравнении кислых вкусов ос- новных кислот вина при эквивалент- ных количествах, с одной стороны, и при том же pH —с другой, было полу- чено следующее распределение по классам: в первом случае при равной титруемой кислотности порядок кис- лотности вкуса: яблочная>винная> >лпмонная>молочная, во втором слу- чае, при равном pH: яблочная>молоч- ная>лимонная> винная. Следователь- но, яблочная кислота выступает в от- ношении вкуса как наиболее «кислая» из всех кислот вина. Было проверено, что в кислой харак- теристике вина общая кислотность участвует в большей степени, чем pH. Некоторые вина имеют особо низкие или высокие значения pH в противо- положность их общей кислотности и при дегустации они обычно классифи- цируются с точки зрения маслянисто- сти соответственно их общей кислот- ности, а не по их pH. К тому же при- бавление воды к суслу или вину ослаб- ляет кислый привкус без изменения pH. Белые вина Впечатление маслянистости, которое дают некоторые белые вина, связано, прежде всего, со слабой кислотностью, а также с некоторыми веществами, ко- торые создают вкус, элегантность и ха- рактер, с сахаристыми веществами в случае бархатистых и ликерных вин и в меньшей степени со спиртом. Как правило, белое маслянистое ви- но имеет спиртуозность 12—14% об., в зависимости от чего оно является более или менее сладким. Но это пра- вило нельзя считать абсолютным, встречаются очень хорошие ликерные вина, маслянистые, но не мягкие, име- ющие спиртуозность 12% об., тогда как другим спиртуозностью 14% об. не хватает маслянистости. У этих вин спиртуозность не производит такого же эффекта, какой оказывает спиртуоз- ность, полученная естественным путем. Спиртуозность незначительно снижает кислотность и соответственно мало по- вышает впечатление маслянистости, намного меньше того, какое дает лег- кое обогащение сахаром. Оно ведет к тому, что вина становятся более муже- ственными, ничуть не более бархати- стыми, но более энергичными. В почти сухих винах присутствие не- скольких граммов восстанавливающих сахаров часто маскирует кислотность, которая в этом случае может быть не- сколько повышенной. Тем не менее ви- но, которое в начале опробования ка- жется сладким, а в конце его воспри- нимается как кислое, редко бывает хо- рошим. Между тем белое вино оцени- вают именно по послевкусию, по впе- чатлению, которое оно оставляет после де!устации. Известна роль глицерина. Сусла,по- лученные из винограда, пораженного
Botrytis cinerea, дают ликерные вина лучших марок и содержат значитель- ные дозы глицерина, образуемые пле- сенью на винограде и дрожжами в про- цессе спиртового брожения. Фруктоза явно -более сладкая на вкус, чем глюкоза. При одинаковом со- держании восстанавливающих сахаров впечатление сладости определяется со- отношением этих двух сахаров. ХАРАКТЕРИСТИКА АРОМАТА И БУКЕТА Определения Аромат и букет представляют собой приятный запах, издаваемый вином, который зависит от его происхождения, возраста, состояния сохранности и яв- ляется одной из наиболее ценных от- личительных характеристик тонких вин лучших марок. Повседневно приме- няемые термины часто путают. Преж- де всего необходимо провести разли- чие между ароматом и букетом. По мнению некоторых, ароматом об- ладают только белые вина, а красные вина — букетом. Это справедливо для белых молодых вин и красных старых, но не для всех вин. Для других вин букет—это запах, воспринимаемый непосредственно обо- нянием, а аромат является ощущени- ем, воспринимаемым задненосовыми путями, когда вино находится во рту. В этом случае аромат будет всегда аро- матом вкуса. Однако такое определе- ние не соответствует обычному смыс- лу, в котором употребляют слово «аро- мат»: «пахучее вещество, которое ис- ходит от различных тел растительного, или животного происхождения» (и ко- торое, следовательно, можно вдыхать). Фактически аромат вина должен обозначать совокупность пахучих ве- ществ молодого вина, букет же приоб- ретается в период старения и разви- вается в течение длительного времени. 48 Так, некоторые белые сухие вина обя- заны своими приятными качествами больше своему аромату, чем своему букету, тогда как в старых красных ви- нах после нескольких лет выдержки в бутылках остается только букет. Различают два вида аромата. Аро- мат первичный, или первоначальный, который еще раньше существует в ви- нограде, в сусле и особенно в кожице ягод некоторых сортов красного вино- града. Это аромат плодов, свежего ви- нограда, характеризующий данный сорт и способный изменяться по своей интенсивности и тонкости в зависимо- сти от района и состояния зрелости ягод. Некоторые тонкие сорта: Кабер- не, Пино, Совиньон, Рислинг, Мускат — выделяются по своей природе и интен- сивности их первичного аромата. Вто- ричный аромат появляется во время брожения. Это именно тот интенсивный винный запах, который развивается под воздействием дрожжей. Такое яв- ление было названо некоторыми авто- рами «ароматическим брожением». Этот аромат утончается и облагоражи- вается после окончания брожения, за- тем ослабевает и через несколько лет выдержки исчезает, уступая место бу- кету. Букет — смесь сложных тонких за- пахов, которые выделяет старое вино, й названное так, несомненно, по ана- логии со сложным благоуханием смеси цветов. Развивается букет во время вы- держки вина, скорее всего, за счет эле- ментов первичных и вторичных арома- тов. Маловероятно, чтобы медленная химическая этерификация кислот вина содержащимися в нем спиртами могла образовать пахучие вещества, объеди- няющиеся в букет, так как сложные эфиры, которые получаются в резуль- тате этерификации, сами обладают лишь очень слабой способностью изда- вать запах. Вполне вероятно, что букет в своей большей части образуется в
результате медленного гидролиза гете- розидов без запаха, в которых агликон обладает интенсивной одорирующей способностью. Нужно также проводить различие между букетом старения в бочках и букетом старения в бутылке, так как известно, что развитие букета при выдержке в бочках всегда ограни- чено и максимум интенсивности букета достигается после нескольких лет вы- держки в бутылке. Эти вопросы осве- щены в главах, относящихся к явлени- ям окисления-восстановления и выдер- жки. Когда вино очень старое, букет ча- сто напоминает запах трюфеля или не- которых грибов при хранении вина без доступа воздуха в восстанавливающей среде, когда бочки установлены шпун- том на бок, т. е. закрыты герметически. После розлива в бутылки особенно на- чинают развиваться тонкие, очень при- ятные запахи, букет, главным образом, в летний период. Эти признаки воспри- нимаются обонянием как при вдыха- нии испарений вина, так и тогда, когда его берут в рот. Под термином «тонкость» понимают совокупность качеств, которые харак- теризуют высококачественное вино с регламентируемым названием по месту происхождения. Тонкое вино — это «та- кое, которое отличается деликатностью своего аромата, приятностью букета, чистотой вкуса и цвета, совершенством «ансамбля». Термин «тонкое» в районе Бордо оз- начает также полную прозрачность, чистоту. Слово «ординарное» означает вино без характера и обычно терпкое или кислое, бестельное. Тонкость выра- жается запахом цветов, фруктов. Ор- динарное вино характеризуется запа- хом травы, зелени. Вино «фруктовое», напоминающее по вкусу свежий виноград, и в частности белое вино, — это вино душистое, аро- мат которого напоминает фрукты, час- то даже цветы. О белом вине с хоро- шим ароматом во рту говорят также, что оно «с виноградной ягодкой». «Чистым» вином называют такое, у которого нет никаких посторонних при- вкусов и которое после дегустации ос- тавляет приятное ощущение без каких- либо недостатков. Термин «окисленное вино» означает вино, обогащенное сво- бодным ацетальдегидом или хинонами, вследствие аэрации, например при сня- тии с дрожжей или при розливе в бу- тылки. По вкусу оно немного напоми- нает пережеванный фрукт, иногда оно пахнет бумагой. Такое ощущение исче- зает при отдыхе без доступа воздуха, но может быть и устойчивым, если ви- но содержит слишком мало сернистой кислоты для того, чтобы связать аце- тальдегид. Аромат молодых несульфитирован- ных вин, особенно когда они приготов- лены из винограда, более или менее пораженного гнилью, крайне чувстви- телен к контакту с воздухом. Фермен- тативное окисление полифенолов раз- вивает в этих винах запах «хинона», напоминающий иногда запах выдохше- гося пива. Эти признаки не всегда ис- чезают полностью даже и тогда, когда вино помещают в восстанавливающую среду. Часто отмечалось, что кислотность вин тесно связана с запахом, она при- дает вину зеленый тон, если оно моло- дое, оттенок «пригорелости», если оно выдерживалось в бутылках. Точно так же подкисление изменяет аромат, что можно заметить при внимательном де- густировании. Эти наблюдения оста- ются труднообъяснимыми. Часто описывают вкусы, присущие больным винам. Различают плохие привкусы, которые исчезают более или менее быстро при аэрации (сероводо- род, меркаптаны), привкусы, усилива- ющиеся аэрацией (плесени, гнили, сто- ячей воды, сухого дерева, ацетамидов), 49
и привкусы, безразличные к воздуху (металла, нефти, керосина, креозота, гудрона). Некоторые вина имеют интенсивный и очень тонкий аромат диацетила, он идентичен запаху сливочного масла, лесного ореха, приятной прогорклости, Впрочем, диацетил присутствует во всех винах в дозах от 0,1 до 2 мг/л; большие дозы встречаются как исклю- чение. Присутствие первичного аромата в кожице ягод винограда Уже более столетия известно, что в кожице ягод винограда имеются спе- цифические ароматические вещества, присущие данному сорту и составляю- щие первичный аромат вин. Нетрудно реализовать опыт, который показывает существование этих веществ: у неко- торого количества зрелых виноградных ягод отделяют кожицу, быстро промы- вают ее в воде для удаления остатков мякоти и вымачивают в таком объеме разведенного спирта, который достато- чен, чтобы их покрыть. В сравнитель- ных опытах кожицу от 200 ягод раз- личных сортов винограда из района Бордо помещают в раствор (200 см3) 20 %-кого спирта, подкисленного вин- ной кислотой до pH 3,0, и выдержива- ют несколько недель. Затем содержи- мое декантируют и сохраняют в не- больших флаконах с притертыми.проб- ками в течение нескольких месяцев, чтобы оценить эволюцию запахов, вы- зываемую старением. Выдержку мож- но также производить при различных pH, различных температурах, с добав- лением сернистой кислоты, чтобы выяс- нить влияние этих факторов на эволю- цию первичных ароматов. При этом кожица белых сортов вино- града испускает типичный аромат, ко- 50 торый напоминает одновременно запах спирта из виноградных выжимок, точ- нее, водки с привкусом свежего вино- града и настоя сухих листьев. Аромат сорта Коломбар грубоват, аромат сор- та Мерло белый более нейтрален. Аро- мат тонких сортов не производит при- ятного -впечатления, напоминая скорее запах увядших цветов и отчасти вино- градной выжимки. Извлеченный таким образом аромат сорта Совиньон яв- ляется более утонченным, чем у сорта Семильон, который в свою очередь бо- лее тонкий, чем аромат сорта Муска- дель. В присутствии сернистой кисло- ты запах этот сильно меняется, стано- вится неузнаваемым, напоминая запах черной смородины, смешанный с прес- ным тоном сульфитированного сусла, однако у хороших сортов аромат утон- чается, например сорт Совиньон дает очень сильный цветочный запах, напо- минающий благоухание винограда в цвету, мощный и тонкий. Обработанные таким образом крас- ные сорта имеют общий запах фруктов, вишни, косточки плода, точнее «череш- ни». Сорт Мерло издает более тонкий аромат, чем сорт Мальбек, Кабер- не, еще более утонченный, более вин- ный. Таким путем можно также сравни- вать качество различных виноградни- ков. Аромат винограда из какого-то знаменитого района (крю) отличается большей полнотой, силой, тонкостью и количественно, и качественно одновре- менно. pH также оказывает влияние на аромат. При оптимальном pH вина запах наиболее приятен, хранение рри низком pH вызывает запах пригорело- сти, при высоких же pH интенсивность запаха ослабевает. Наконец, нужно отметить, что при более глубоких экстракциях мезги бо- лее концентрированным спиртом или другими растворителями выделяются неприятные запахи зелени, листьев.
Летучие вещества и характеристика запахов В главе X «Летучие соединения и одоранты» первого тома* дана библи- ография по этому вопросу и приведены таблицы летучих соединений, иденти- фицированных в винах до настоящего времени. Исследование связей между харак- теристиками аромата и букета, с одной стороны, и химическим составом — с другой, не могло быть начато до тех пор, пока не появилась возможность использования газовой хроматогра- фии, если не считать особых случаев, как, например, выявление роли этила- цетата. К началу 60-х годов многие надея- лись на то, что применение газовой хроматографии станет основным мето- дом исследования. Она позволила по- лучить выдающиеся результаты. Одна- ко нужно признать, что, даже отбирая такие типичные сорта, как Каберне Совиньон или Совиньон, все еще не- возможно установить точные отноше- ния между тем или иным химическим компонентом и тем или иным запахом. Характерные признаки сортов скорее были представлены концентрациями определенных веществ. В винограде сорта Каберне Совинь- он было идентифицировано более пяти- десяти различных соединений. По сра- внению с сортом Мерло было найдено больше н-гексанола, изобутиллактата, этилкаприлата, изоамилкапроата, у-бу- тиролактона и этилкапрата. Среди ве- ществ, обладающих очень высокой ле- тучестью, было также обнаружено на- много больше изобутилацетата, этилбу- тирата, изоамилацетата, н-бутандиола в вине Каберне Совиньон, чем в вине Мерло. Отношения концентраций этих * Traite d’oenologie: «Sciences et techniques du vin.». T. 1. соединений в Каберне Совиньон и в Мерло равны как 3 : 1 или 5 : 1 (Буад- рон, 1966). Следовательно, напраши- вается первый вывод, что различные ароматы вина получаются в первую очередь за счет различных пропорций одних и тех же веществ и возможно, что специфических ароматических ве- ществ нет совсем, по крайней мере, в количествах, которые можно было бы обнаружить методами, применявшими- ся до сих пор. Приводимые различными авторами сводные таблицы летучих веществ в ви- нограде, в винах и в водках содержат 30 спиртов, 15 альдегидов, 8 кетонов, 15 жирных кислот, около 90 сложных эфиров, 9 терпенов и еще около двад- цати различных соединений (Риберо- Гайон, 1971). Более глубоко исследована природа аромата у сорта Мускат, он образует- ся терпеновыми соединениями, в осо- бенности линалоолом, сопровождае- мым окисями фурана и окисями пира- на, которые являются производными линалоола, но менее пахучие, чем он; этим объясняется оттенок запаха и его смягчение в некоторых условиях. Ли- налоол сопровождается а-терпинеолом, неролом и гераниолом. Линалоол, ко- торому сначала приписывали домини- рующую роль, взятый отдельно, не ока- зывает влияние на органолептические характеристики Муската; он дает бо- лее цветочный аромат. Смесь различ- ных производных терпена обладает ор- ганолептическими характеристиками, очень близкими к характеристикам Му- ската. Производные терпена также присут- ствуют в малых дозах в некоторых сор- тах -винограда: Рислинг, Сильванер, Гевурцтраминер. В соке винограда этих сортов содержание терпенов составля- ет от 0,1 до 0,3 мг/л вместо от 1 до 3 мг/л у Мускатов. В готовых винах терпены исчезают полностью, хотя эти 51
вина и обладают выраженным арома- том (Терье, 1972). ОБУЧЕНИЕ ДЕГУСТАЦИИ В этом разделе приводится серия уп- ражнений по дегустации, рассчитанных на то, чтобы помочь дегустаторам уяс- нить основные положения этой прак- тики. Обучение начинается с советов, как проводить дегустацию. Они являются темой первых упражнений, которые мо- гут сопровождаться комментариями, почерпнутыми в разделах по физиоло- гии органов вкуса и обоняния. Вот не- которые из них: сосредоточить свое внимание.. Не- сколькими последовательными вдоха- ми через нос ощутить запах вина. От- метить разницу в интенсивности и ка- честве запаха, воспринимаемого при взбалтывании вина в бокале или без него; встряхнуть вино более или менее энергично (уксусное скисание лучше ощущается при резком вращении бо- кала). Взять в рот немного вина. Сде- лать отметку о первом впечатлении и его эволюции, выдерживая вино во рту в течение 15 с. Отметить конечное впе- чатление, которое развивается в тече- ние 15 с после того, как вино будет выплюнуто в чашку *. Следующие упражнения имеют це- лью дать представление об учете пои дегустации ощущений обоняния и вку- са в собственном смысле слова. После опробования вина выпустить воздух через нос. Пробовать снова, барботируя воздух во рту легким при-, дыханием. Эти операции усиливают впечатление «вкуса» и локализуют ос- новное восприятие органов обоняния. Прекратить обонятельные ощущения, * В СССР при дегустации вина принято про- глатывать, а не выплевывать его (Прим. спец, ред.). зажав нос, в этом упражнении важно зажать ноздри до введения вина в рот, держать их зажатыми в течение всего времени дегустации, выплюнуть вино и только тогда, когда ноздри снова бу- дут открыты, можно очень отчетливо ощутить «вкус» вина, который абсо- лютно не воспринимался до этого мо- мента. Отметить во время этого упраж- нения, что движения глотания при за- жатых ноздрях вызывают неприятное давление во внутреннем ухе. Обычно, когда глотают, это давление гонит че- рез нос пахучие испарения, которые пропитывают полость рта и таким об- разом усиливают ощущение. Другие упражнения в дегустации разделены на три категории соответст- венно трем разным темам: 1. Изучение механизмов вкусовых ощущений, определение порогов ощу- щения четырех элементарных вкусов, дегустация различных компонентов ви- на в водном растворе, понятие о рав- новесии между вкусами этих составных частей. Такие упражнения, позволяю- щие определить физиологические осно- вы дегустации, можно назвать упраж- нениями по теории дегустации. 2. Изучение влияния на вкус вариа- ций основных компонентов вина: спирт, кислоты, полифенолы, сахара, много- атомные спирты, этилацетат, углекис- лый газ и др. Это упражнения по ана- литической дегустации. 3. Упражнения по применению тер- минологии, которые можно назвать прикладной дегустацией, состоящей щз точного и обстоятельного описания вку- совых впечатлений, вызываемых раз- личными винами, связывая эти впечат- ления с их составом. Упражнения по теоретической дегустации 1. Четыре элементарных вкуса: дегу- стация водных растворов веществ, об- 52
ладающих элементарными вкусами. Попытаться локализовать район язы- ка, чувствительный к различным ощу- щениям. Сладкий вкус (раствор саха- розы 20 г/л), ощущаемый кончиком языка; кислый вкус (раствор винной кислоты 1 г/л), воспринимаемый сред- ней частью боковых и прилегающей к ним нижней поверхности языка; соле- ный вкус (раствор хлористого натрия 5 г/л)., ощущаемый большей поверх- ностью, за исключением центральной части; горький вкус (раствор сернокис- лого хинина 2 мг/л), воспринимаемый только задней частью языка. Терпкий вкус (раствор танина 1 г/л) является скорее тактильным ощущением, реак- цией слизистых оболочек, чем вкусом в собственном смысле слова. 2. Сладкий вкус этилового спирта; спирт в растворе спиртуозностью 4% об. (32 г/л) имеет слащавый при- вкус. Он снова встречается вместе с ощущением едкости, теплоты в раст- воре спиртуозностью 10% об. (80 г/л). При подготовке сладких растворов с 20 г/л сахарозы при разной спиртуоз- ности (0, 4, 8, 12% об.) констатируют, что спирт значительно повышает ин- тенсивность сладкого вкуса в растворе сахара, с другой стороны, при этой до- зе сахар не смягчает теплый привкус спирта. 3. Сладкий вкус изменяет впечатле- ние кислого. Сравнить вкус раствора, который одновременно является и кис- лым, и сладким (20 г сахарозы и 1 г кислоты винной.на 1 л), с просто слад- ким или просто кислым раствором. Интенсивность обоих привкусов умень- шается. Обычно при этих дозах кис- лый вкус больше смягчает вкус слад- кий, чем последний снижает интенсив- ность кислого вкуса. Сравнить вкус кислого раствора при различной спир- туозности (например, 0, 4, 8, 12% об.). Кислотность уменьшает сладкий при- вкус спирта, а он в свою очередь ис- правляет кислый вкус, оба привкуса ощущаются в одинаковой степени, как бы рядом, только с меньшей интенсив- ностью. Отметить усиление жгучего привкуса спирта, вызываемое кислот- ностью. 4. Вкус вина отражает своеобразное равновесие между сладким вкусом, с одной стороны, и кислым и горьким вкусами — с другой. Демонстрируют опыт, в котором производят перегонку красного вина для разделения веществ, имеющих кислый и горький вкус (ор- ганические кислоты, полифенолы). Сладкий вкус спирта уравновешивает в вине вкус кислых и горьких веществ. В качестве примера произвести де- густацию совершенно уравновешенного (мягкого) вина, затем вина с преобла- данием кислых привкусов (грубого) и красного вина, где доминируют слад- кие привкусы (плоского, разбитого). 5. Дегустация веществ, входящих в состав вина, которые обладают слад- ким вкусом. Сравнивают следующие растворы; этиловый спирт спиртуоз- ностью 4% об. (32 г/л), глицерин, глю- козу, фруктозу (20 г/л). Три первых раствора довольно близки между со- бой по интенсивности сладкого вкуса, хотя и имеют качественные оттенки сладости. Фруктоза в два раза слаще глюкозы (как следствие: белые вина богатые фруктозой, кажутся намного более сладкими при одинаковом со- держании восстанавливающих саха- ров). 6. Дегустация различных кислот ви- на. Сравнивают растворы винной, яб- лочной, лимонной, молочной, уксусной (1 г/л) и янтарной (0,5 г/л) кислот. Три первые кислоты, происходящие из винограда, имеют отчетливо выражен- ный чистый кислый вкус, вкус плода. Винная кислота дает более жесткий, яблочная — более зеленый и лимон- ная —более свежий вкус. Другие кис- лоты, являющиеся кислотами броже- 53
ния, имеют менее интенсивные по кис- лотности, но более сложные вкусы. Мо- лочная кислота имеет кислый вкус с тонами свежести, вкус уксусной кис- лоты неприятно кислый, янтарная кис- лота не кажется явно кислой, но при такой пониженной дозе она представ- ляется смесью интенсивных привкусов одновременно и горьких, и соленых. Кислоты придают наибольший вкус. Они, безусловно, дают напиткам, полу- чаемым путем брожения, тот привкус, который является общим для всех. Ян- тарная кислота придает вину вкусовые и винные свойства, иногда и горечь. Эти растворы имеют вкус свободных кислот. У них различные pH, располо- женные в порядке выше приведенного перечисления кислот, и выражаются значениями: 2,9; 3,2; 3,3; 3,5; 3,85; 4,3. Можно сравнить эти кислоты при оди- наковом pH, приводя более концентри- рованные растворы к pH 3 добавлени- ем соответствующего количества едко- го натра. Получающаяся в результате смесь кислоты с солью имеет менее чистый кислый вкус; ' 7. Чувствительность к элементарным вкусам. Очень поучительно исследова- ние, проводимое большой группой де- густаторов, порогов восприимчивости к различным элементарным вкусам. Проводят опробование растворов кис- лых, сладких, соленых или горьких ве- ществ в порядке убывания концентра- ции и отмечают для каждого дегуста- тора минимальную дозу, которую он способен ощутить. Дегустаторам предлагают три бока- ла, из них два с водой и один с раство- ром, подлежащим опознанию в любом порядке. Упражнение начинают при самых высоких дозах. Например, мож- но дать на дегустацию следующие ра- створы: сахароза — 4; 2; 1 и 0,5 г/л, винная кислота — С,2; 0,1; 0,05 г/л, хло- ристый натрий— 1,0; 0,5; 0,25; 0,10 г/л, сернокислый хинин — 2; 1, 0,5 мг/л. В табл. 2.3 приведены средние ре- зультаты большого числа опытов по определению восприимчивости. Чтобы эти данные можно было ис- толковать, их следует систематизиро- вать. Результаты будут лучше, если начать дегустацию с образцов, имею- щих наиболее слабые концентрации. Понятно, что в зависимости от инди- видуальных особенностей лиц, произ- водящих дегустацию, острота восприя- тия сладкого или кислого вкусов может сильно изменяться. Отмечены случаи, когда одни дегустаторы были способны обнаружить 0,5 г сахарозы или 50 мг/л винной кислоты, тогда как другие не Таблица 2.3 Восприимчивость группы дегустаторов к различным элементарным вкусам 820 лиц — определение сладкого вкуса (сахароза) 495 лиц — определение кислого вкуса (вииная кислота) 100 лиц — определение соле- ного вкуса (хлористый натрий) 374 лица — определение гооького вкуса (сернокис лый хинин) порог, г/л КОЛИЧ2СТВО лиц, % порог, г/л количество лиц, % порог, г/л Количество лиц, % порог, мг/л количество лиц, % >4 4,5 >0,2 11,8 >1,00 6 >•2 23,8 4 12,3 0,2 38,8 0,50 . 33 2 27,4 2 34,6 0,1 21,2 0,25 40 1 24,5 1 30,6 0,05 28,2 0,10 21 0,5 24,3 0,5 18,0 — — — — —- — 54
ощущали присутствия сахара при кон- центрации 10 г/л или кислоты при 0,8 г/л. Практика в дегустации обост- ряет восприимчивость, и наиболее на- тренированные дегустаторы обычно способны ощущать очень слабые кон- центрации. Поэтому естественно, что лица, обладающие пониженной чувст- вительностью к тому или иному вкусу, могут иметь искаженную основу для оценки по сравнению с лицами, имею- щими нормальную чувствительность. Хороший дегустатор не может иметь слишком выраженной слабости вос- приятия какого-либо отдельного вкуса. Мнения о соленом вкусе обычно ма- ло расходятся, тогда как способности обнаружения горького вкуса колеблют- ся в больших пределах. Упражнения по аналитической дегустации Перечисленные ниже упражнения, целью которых является изучение из- менений вкуса, вызываемых измене- ниями в составе вина, представляют собой серию примеров. Перечень их не является чем-то законченным, и его можно дополнить другими упражнения- ми такого характера. 1. Влияние спиртуозности. Сравнить образцы одних и тех же вин, белых и красных, доведенных искусственно до различной спиртуозности. Используют абсолютно чистый этиловый спирт, не имеющий посторонних запахов, спирт среднего погона при перегонке. В этом упражнении можно начать с расхожде- ния в 0,7% об. между образцами, до- водя, например, одно и то же вино до 10,3; 11,0; 11,7 и 12,4% об. Пробуют классифицировать образцы в первой слепой дегустации. В случае неуспеха их опробуют, зная их спиртуозность, что позволяет уточнить истинное влия- ние спиртуозности на вкус вина. В тре- тий раз снова дегустируют вслепую. Опытный дегустатор может постепенно определить расхождение в 0,5% об. или даже в 0,3% об. Определение крепости вина всегда является трудным упраж- нением, так как действие спирта на вкус очень сложно, он влияет в боль- шей степени косвенным образом, нейт- рализуя или усиливая некоторые при- вкусы, чем за счет собственного вкуса. Аналогичный опыт проводят с целью расположения серии различных вин, но принадлежащих к одному и тому же типу, в порядке возрастания или убы- вания их спиртуозности. В действитель- ности при таких упражнениях оценка основывается, скорее, на других харак- теристиках, на оценке тела и полноты состава, часто развивающихся парал- лельно спиртуозности. 2. Влияние глицерина. Сравнить об- разцы одних и тех же вин, белых и красных, с добавлением от 3 до 6 г гли- церина на 1 л. Улучшение вкуса боль- ше всего проявляется в сладости, чем маслянистости: при 3 г/л в некоторых довольно богатых винах оно ощущает- ся относительно слабо. 3. Влияние восстанавливающих са- харов. Приготовляют образцы красных и белых сухих вин, предпочтительно молодых, путем добавления фруктозы из расчета 2; 3; 4 и 5 г/л восстанавли- вающих сахаров. Пробуют определить их путем дегустации. Такие упражне- ния подготовляют к выявлению вин, сохранивших при выработке небольшое количество восстанавливающих саха- ров. Расположить серию белых сладких и ликерных вин в порядке содержания в них восстанавливающих сахаров. 4. Влияние кислотности. Располо- жить по классам образцы этих же вин в порядке значений общей кислотности, измененной раскислением или подкис- лением, например, винной кислотой. Пробуют красное вино, доведенное до 3,2; 4,0 и 4,8 г общей кислотности. Эти 55
расхождения постепенно сокращаются по мере того, как дегустатор повышает свою способность распознавать их. Это упражнение можно модифицировать путем добавления в различных дозах лимонной, молочной или янтарной кис- лот. В рамках влияния кислотности мож- но также сравнивать вина до и после яблочно-молочного брожения. Наконец, расположить по классам серию различных вин в порядке их об- щей кислотности. Точная классифика- ция после простой дегустации не всег- да удается, так как на кислый вкус воздействуют другие элементы, осо- бенно в белых более или менее слад- ких винах. 5. Влияние уксусной кислоты. Срав- нить вина, доведенные добавлением ук- сусной кислоты до различных содержа- ний летучих кислот, например 0,60; 0,75; 0,90 г/л. Внимание дегустатора должно быть сосредоточено на конеч- ном вкусе, кисловатом, кислом и гру- бом, а не на различиях в запахе, кото- рые значительны. Отметить также, что грубость уксусного привкуса отличает- ся от грубости кислого вкуса и более неприятна. 6. Влияние полифенолов. Сравнить красные вина, имеющие различные кон- центрации фенольных соединений (их можно приготовить купажированием с терпкими прессовыми винами). Отме- чают, что перманганатный показатель 39 соответствует мягкому вину, 40 — мужественному вину, 50 и выше — гру- бому вину*. Констатировать, что ду- бильная грубость, которая сопровож- дается терпкостью, отлична от грубо- сти кислой и грубости уксусной. Сравнить два образца белого вина, * Перманганатный показатель 30 соответст- вует примерно содержанию 1,5 г/л фенольных веществ, 40—2 г/л, 50—2,5 г/л. (Прим. спец, ред.). 56 имеющие различные концентрации та- нинов, образовавшиеся естественным путем. Такие концентрации, усиленные в результате бочечной выдержки, обыч- но колеблются от нескольких милли- граммов до 300 мг/л. Танин в белых винах придает им грубость. Можно сравнить еще несколько образцов это- го же вина с добавлением энотанина. 7. Влияние этилацетата. Сравнить вина, к которым добавлены различные дозы этилацетата таким образом, что- бы получить образцы с концентрация- ми 100, 150, 200 мг/л. В первом случае содержание является нормальным и не отражается на вкусе, 150 мг/л дают грубость, жесткость, 200 мг/л ощуща- ются уже обонянием и сообщают ви- ну признаки уксусного скисания. Сравнить специально отобранные красные вина, грубость которых объяс- няется сильной кислотностью или вы- соким содержанием фенольных соеди- нений или же повышенным содержани- ем летучих веществ, или, наконец, вы- соким процентным содержанием эти- лацетата. 8. Влияние сернистого ангидрида. Сравнить образцы одних и тех же кра- сных вин или одних и тех же белых су- хих вин при различных концентрациях свободной сернистой кислоты: 0, 10, 20, 30 и 50 мг/л. Точно так же сравнить ликерные вина при 30, 60 и 90 мг/л сво- бодной сернистой кислоты. При силь- ных дозах, даже если не принимать во внимание неприятный резкий запах, который дает сернистая кислота, она нейтрализует большую часть аромата свежего винограда, уничтожает тон- кость и индивидуальные особенности. 9. Эти упражнения можно дополнить в аналогичном порядке изучением вли- яния различных солей (1 г/л хлористо- го натрия или сернокислого калия) или добавления различных солей, бутанди- ола-2,3, диацетила или любого другого компонента вина.
Упражнения по прикладной дегустации Эти упражнения можно проводить двумя различными способами. Снача- ла дегустаторам предлагают образцы четырех или пяти вин с сильно разли- чающимися характеристиками, извест- ными только по номерам, и одновре- менно им дают перечень детально опи- санных характеристик этих же вин, составленный опытными дегустатора- ми, но без указаний, к какому вину от- носится каждая из них. Дегустатор должен опознать вина по этим призна- кам. В другой серии упражнений дегу- статорам предлагают также группу вин, просят их дегустировать и дать их точ- ное описание, используя возможно большее число эпитетов. При этом ха- рактеристики следует излагать каж- дый раз в следующем порядке: снача- ла определение ароматов или букета, затем описание вкусовых ощущений (первое впечатление, эволюция, после- вкусие. стойкость) и, наконец, заклю- чение о всей совокупности качеств. При этом обучают дегустатора заполнению дегустационного листка и выставлению оценок. ЛИТЕРАТУРА Amerine М. А. (1948), The Wine Review, 16, 10. Amerine M. A. (1948), Bull. О. I. V., 209, 75. A m e r i n e M. A. e t О ugh C. S. (1964), The sensory evaluation of California wines. Labo- ratory Practice, p. 172. Amerine M. A.,' P a n g b о r n R. M., e t Roessler E. B. (1965), Principles of senso- ry evaluation of food. Academic Press, New York. Amerine M. A. et Roessler E. B. (1952), Proc. Amer. Soc. Enol., 3, 97. Amerine M. A. et Roessler E. B. (1964), Sensory evaluation of wines. Wine Institute, San Francisco. Amerine M. A.. Roessler E. B. et Fili- pe ilo F. (1959), Hilgardia, 28, 477. Amerine M. A., Roessler E. B. et О ugh C. S. (1965), Amer. J. Enol. Vitic., 16, 29. Andre P., Charnay P. etViot R. (1963), Bull. I.N.A.O., 86, 1. Ba ker G. A., Ou gh C. S. et Amerine M. A. (1965), J. Food Sci., 1055. В a k e r G. A., О u g h C. S. et A m e r i n e M. A, (1966), Amer. J. Enol. Vitic., 17, 255. Boidron J. N. (1966), Essais d’identification des constituants de I’arome des vins de V. vi- nifera. These 3 Cycle, Bordeaux. В о u b a 1 s D., G a 1 z у P. et M a r i e R. (1959), Progr. agric., 80, 143. В у e r A. J. et G г а у P. P. (1962), Wallerstein Labor. Comm., 25, 209. Cabezudo D. et Llaguno C. (1972), Rev.' Agron. Technol. Alim., 12, 636. Charnay P. (1966), Bull. О. I. V.,' 100, 1. ' Chau vet J. (1950), L’arome des vins fins. Macon. Chauvet J. (1951), La degustation des vins/ Son mecanisme et ses lois. Macon. Chauvet J. (1955), Bull. I. N. A. O„ 54, 21. ' Chauvet J. (1956), La physico-chimie des sur- faces et I’arome des vins fins. Cahiers techni- ques I. N. A. O. Durand R. et Foulonneau C. (1972), Rapport a 1’Institut technique du Vin. Got N. (1958), La degustation des vins. So- diep, 3е edition, Beziers. Grav P. P. (1962), Wallerstein Labor. Comm., 25, "228. I ns ti tut technique Du Vin. (1967), XIе col- loque sur la degustation. Vignes et Vins, ne special fevrier. Kienk E. (1950), Die Weinbeurteilung. Ulmer ed., Stuttgart. Lamb ion R. (1966), В. I. F. Bruxelles, 6, 38. Le Magnen J. (1949), Odeurs et parfums. Presses Univers. France, Paris. Le Magnen J. (1951), Les gouts et les sa- veurs. Presses Univers. France, Paris. Le M a g n e n J. et al. (1962), Vocabulaire te- chnique des caracteres organoleptiques et de la degustation des produits alimentaires. CNERMA—C.N.R.S., Paris. Le Magnen J. (1965), Ann. Nutr. Alim., 19, 11. L i 111 e A. D. (1958), Flavor research and food acceptance. Reinhold Pub., New York. Lopes Vieira A. (1971), Prova de vinhos. Ed. Noticias, Lisbonne. Marteau G. (1953), Progr. agric. vitic., 140, 281. Methodes subjectives et objectives d’appre- ciation des caracteres organoleptiques des den- rees alimentaires, Journees scientifiques du Centre National de Coordination des etudes et recherches sur la nutrition et (’alimenta- tion (nov. 1964). C.N.R.S., Paris, 1966. 57
О hl of f G. et Thomas A. F, (1971) .Gusta- tion and olfaction. Academic Press. Londres, New York. О ugh C. S. (1963), J. Food. Set, 28, 101. OughC. S. et Amer in e M. A. (1959), Amer, J. Enol. Vitic, 10, 17. OughC. S. et Baker G. A. (1961), Hilgar- dia, 30, 587. Paul F. (1964), Mitteilungen, 14, 197. Paul F. (1970), Mitteilungen, 20, 112. Peynaud E. (1965), Bull. Soc. Sci. Hyg. alim., 53, 249. Pou p on P. (1957), Pensees d’un dfegustateur. Beaune. Poupon P. (1965), Le vocabulaire de la dfegu- station professionnelle (essais de rationalisa- tion). Rev. Vin. intern., 122, 73. Puisais M. (1971), Rev. Fr. OEnologie, 43, 19. Puisais J., Chabanon R. L., Guii- lerA. et Lacoste J. (1969), Precis d’ini- tiation a la degustation. Institut technique du Vin, Paris. R i b e r e a u-G а у о n J. (1973), Conn. Vigne et R i b e r e a u-G а у о n P. (1971), Bull. O.I.V., 483, 428. Rives M. (1959). Ann. technol. agric., 10, 101. Sernagiotto E. (1971), Atti Accad. ital. Vite Vino, 23, 123. Terrier A. (1972), Les composes terpeniques dans I’arbme des raisins et des vins de certai- nes varietes de V. vinifera. These Doct. Ing., Bordeaux. Vedel A. (1969), Concours internationaux des vins. Projet de notation. Document O.I.V. Vedel A., CharleG., CharnayP. et To- urmeau J. (1972), Essai sur la degustation des vins. Soc. Ed. Inform, viti-vinicoles, МЭ- con.
Часть втор ая СЫРЬЕ: ВИНОГРАД И ЕГО СОЗРЕВАНИЕ Глава 3. ОПИСАНИЕ И СОСТАВ ВИНОГРАДА ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ВИНОГРАДА Виноград — это ягода. Она состоит из эпикарпия — кожицы, представляю- щей собой тонкую и эластичную плен- ку, мясистого и пронизанного волокна- ми мезокарпия, мякоти и эндокарпия, ткани, которая выстилает изнутри по- лости, содержащие семена, но не от- личается от остальной мякоти. На рис. 3.1 дано схематическое изо- бражение строения зрелой ягоды вино- града. Для более удобного рассмотрения эволюции виноградной грозди целесо- образно разделить ее на четыре доволь- Рис. 3.1. Строение виноградной ягоды в со- стоянии физиологической зрелости: / — периферийные сосудистые пучки; 2 — деитральные сосудистые пучки; 3 — кисточка; 4 — плодоножка ягоды; 5 — подушечка; 6 — мя- коть; 7 — кожица; 8 — семена. но различных периода: рост зеленых' частей, начало созревания ягод, созре- вание, перезревание. Период зеленого роста длится от за- вязывания ягод до начала их созрева- ния. Завязывание ягод происходит в результате оплодотворения цветков. Обычно не все цветки оплодотворяют- ся и становятся ягодами. На хорошей грозди может быть несколько сот цвет- ков, но число ягод будет менее ста. Такие потери неизбежны, поскольку поток растительных соков, вырабаты- ваемых растением, недостаточен, чтобы обеспечить нормальное развитие всех ягод. Это явление происходит постоян- но, и его не надо смешивать с осыпа- нием цветов и завязей. Когда цветы не превращаются в яго- ды, происходит их осыпание; причины его могут быть различными. Физиоло- гическое осыпание является следстви- ем плохого питания грозди. Плохое опыление чаще всего является резуль- татом неблагоприятных условий пого- ды: обильные дожди в период цвете- ния, которые мешают перелетам насе- комых с одного цветка на другой; этот вид осыпания называют климатиче- ским. В этом случае не происходит ни оплодотворения, ни завязывания ягод. Некоторые сорта больше подвержены осыпанию, чем другие, например сорт Мёрло в районе Бордо. 59
Когда цветок оплодотворен, рыльце его засыхает и на этом месте остается небольшой рубец, который у зрелой ягоды более или менее заметен на по- люсе, противоположном подушечке, так называемый пупок. В то же время завязь начинает утолщаться и прини- мает сферическую, несколько удлинен- ную форму, внутри которой находится ягода. Гроздь в этом случае является зеле- ным органом, содержащим хлорофилл. Гребень достигает своих окончатель- ных размеров в то время, когда ягоды увеличиваются в объеме; однако они продолжают оставаться зелеными и твердой консистенции. Сахаристость еще мала: самое большее 20 г на 1 кг винограда. Происходит накопление ки- слот, которое достигает максимального значения тогда, когда начинается со- зревание ягод. С началом созревания внешний вид и состав ягод резко изменяются. Эти изменения происходят сперва у одних, затем у других ягод и продолжаются обычно около двух недель, иногда боль- ше, пока не охватят все грозди. Созре- вание как бы эшелонируется по време- ни в соответствии с таким же эшелони- рованием цветёния и оплодотворения. В годы, когда цветение и оплодотворе- ние из-за неблагоприятных метеороло- гических условий запаздывают и про- исходят неравномерно, начало созре- вания, как впрочем и последующее на- ступление полной зрелости, затягивает- ся на более длительный период. При созревании ягода, объем которой на- много возрастает, приобретает некото- рую полупрозрачность, становится бо- лее мягкой и эластичной, так как видо- изменяются стенки клеток. Она теряет хлорофилл и окрашивается соответст- венно образованию пигментов. У бе- лых сортов винограда ягоды желтеют, красные же сорта эволюционируют от светло-красных к более темным оттен- 60 кам. Мякоть быстро накапливает са- хар, в то время как кислотность зна- чительно понижается. Под зрелостью понимают такое со- стояние ягод винограда, в котором его можно собирать; слово «созревание» означает весь комплекс явлений, при- водящих виноград в состояние зрело- сти. В течение этого периода морфоло- гические изменения ограничиваются постепенным одревеснением тканей гребня, тогда как ягода удваивает свой объем в результате роста вакуолей. Од- новременно происходит полное изме- нение химического состава ягоды, с од- ной стороны, вследствие накопления веществ, поступающих из других орга- нов растения и в результате превраще- ния составных частей, которые там уже находятся. В винограде не происходит или происходит в очень малых масшта- бах явление фотосинтеза, несмотря на присутствие небольшого количества хлорофилла, который можно извлечь из кожицы посредством эфира. Развитие ягод происходит быстро я продолжается до вступления в состоя- ние зрелости. Оно протекает неравно- мерно и зависит главным образом от метеорологических условий и режима дождей. Возрастание массы ягод с се- редины периода созревания до зрело- сти может колебаться от 25 до 80% в зависимости от года и от виноград- ника. Резкое увеличение объема зре- лых ягод наблюдается тогда, когда по- сле сухого периода Начинают выпадать обильные дожди; с приближением зре- лости чрезмерный тургор часто может вызвать разрывы кожицы и растрески- вание ягод; это одна из основных при- чин развития гнили в дождливое вре- мя. Увеличение объема ягод сопровож- дается возрастанием их . массы; при этом, разумеется, надо учитывать тог факт, что в последний период созре- вания плотность ягоды повышается
вследствие накопления сахаров. Точ- ные наблюдения, сделанные на одних и тех же кустах одних и тех же вино- градников, показывают, что средняя масса ягоды может сильно колебаться в зависимости от года; возможны от- клонения в ту или иную сторону на 30—40%. Форма, размеры и окраска ягоды яв- ляются характеристиками данного сор- та, но они могут изменяться в зависи- мости от многих факторов, и в частно- сти климата, характера почвы, состоя- ния растения, числа семян и др. У сор- тов для тонких вин обычно мелкие яго- ды, и их масса не превышает 1 г на од- ну ягоду (2 г для сорта Мальбек). У винных сортов форма ягод чаще всего сферическая, иногда чуть удли- ненная. По цвету виноград делят на три категории: белый, красный и чер- ный. В действительности гамма окрас- ки имеет постепенные переходы, и по- этому переход от одной категории к другой происходит незаметно. Окраска начинает проявляться с началом созре- вания, но максимальной интенсивности она достигает лишь при полной зрело- сти *. Содержание антоцианов колеб- лется в зависимости от года в значи- тельных пределах, вследствие этого ви- на могут быть более или менее окра- шенными. Синтез антоцианов труден и требует довольно большого количества теплых и солнечных дней. И не случай- но, что в северных винодельческих рай- онах в основном культивируют белые сорта. Нужно различать физиологическую зрелость семян, которая соответствует их способности к. прорастанию, и зре- лость мякоти, или техническую зре- лость, которую можно определить как наиболее подходящий момент для сбо- * По нашим данным, при перезревании ви- нограда содержание антоцианов в ягодах сни- жается (Прим. спец. ред.). ра винограда, когда содержание саха- ра в нем более не возрастает. Оба ти- па зрелости не всегда совпадают. Для поздних сортов зрелые семена получа- ются задолго до сбора урожая, и се- мена даже начинают отдавать вещест- ва в мякоть, которая их окружает. И наоборот, у столовых сортов очень ран- него созревания мякоть созревает быст- рее и семена утрачивают способность к прорастанию, так как с наступлени- ем зрелости плода прекращается при- ток веществ, необходимых для их пол- ного развития. В некоторых случаях следует также рассматривать и четвертую фазу — перезревание, когда виноград оставля- ют на кусте после достижения физио- логической зрелости. Полагают, что в течение этого периода ягода практиче- ски не получает больше ничего от ра- стения. Особенно интенсивно в это вре- мя увеличение концентрации сухих ве- ществ в результате испарения воды, тогда как одновременно протекают процессы дыхательного горения. Во многих районах тонких вин, располо- женных у границы культуры виногра- да, вина лучших марок можно полу- чать только благодаря определенной выдержке уже созревшего винограда на кустах. Состояние перезрелости мо- жно также получить искусственно, по- сле сбора винограда, применяя способ увяливания винограда. Наконец, надо- иметь в виду случай благородной гни- ли, когда превращения, происходящие в состоянии зрелости, дополняются пу- тем сложных процессов под воздейст- вием Botrytis cinerea. Время зрелости сорта является одной из его характеристик; на него оказы- вают влияние многие факторы: климат района, погодные условия года, осве- щенность, природа почв и плодородие участка, система ведения кустов, сорт подвоя, возраст лоз и др. В районе Бордо средняя дата сере- 61
дины цветения (момент, когда распу- стились 50% цветков), по данным за последние двадцать лет, определяется для красных сортов Каберне и Мерло 10 июня. Середина периода созревания (момент, когда 50% ягод стали мягки- ми и изменили окраску) относится к 18 августа, т. е. на 69 дней позднее. Наконец, полная зрелость, также в среднем, наступает 4 октября, т. е. че- рез 47 дней после середины созрева- ния и 116 дней после середины перио- да цветения. СОСТАВ И ФОРМА ГРОЗДИ Виноградная гроздь состоит из двух совершенно различных частей: гребня, который представляет ее остов, и пло- да в собственном смысле слова, т. е. виноградной ягоды. Гребень также на- зывают в некоторых районах теркой или древесиной грозди или просто «ки- стью», в результате чего появились термины эрафляж, дерапаж, эграпаж, обозначающие процесс отделения ягод от гребней механическим путем. Гребень развивается из соцветия в узле побега; эта часть называется пло- доножкой грозди. Ножкой ягоды назы- вают маленькие плодоножки ягод. Дли- на плодоножки, как и строение грозди, могут сильно различаться в зависимо- сти от сорта. Форма, характерная для грозди данного сорта, зависит от фор- мы вторичных разветвлений, заканчи- вающихся плодоножками ягод; напри- мер, гроздь имеет коническую форму, когда ветви все более укорачиваются и все менее и менее разветвлены по мере их удаления от основания грозди к ее оконечности; если же ответвления гроз- ди одинаковой длины, ее называют ци- линдрической. Гребень достигает своих окончатель- ных размеров .в период созревания. Хотя он и теряет хлорофилл, но остает- ся зеленым и тогда, когда виноград 62 становится зрелым. Однако у некото- рых сортов (Мальбек) гребень окра- шивается. Плодоножка вызревает од- новременно с побегом; она огрубевает, и это затрудняет отделение грозди от побега. Ягоды соединяются с ножкой. В ме- сте соединения находится утолщение, или подушечка. Строение грозди зави- сит от длины плодоножек. Если они длинные и тонкие, ягоды удалены од- на от другой; такие грозди называют рыхлыми. У других сортов, наоборот, пподоножки остаются короткими; в этом случае грозди делаются плотны- ми, ягдды плотно прижимаются одна к другой, сплющиваются. Рыхлые гроз- ди хорошо подходят для столовых сор- тов; у винных сортов чаще всего встре- чаются грозди с плотно сжатыми яго- дами. Когда нет осыпания или торошения ягод, масса гребня составляет от 3 до 7% от массы зрелой грозди, мякоть — от 75 до 85% от массы ягод, кожица — от 15 до 20%, семена — от 3 до 6%. Таблица 3.1 Состав виноградной ягоды Сорт винограда Средняя масса, Содержание, % мякоти КОЖИЦЫ семян Каберне Совиньон 1,32 74,4 19,8 5,8 Мерло 1,62 78,8 16,4 4,8 Совиньон 1,60 82,9 14,2 2,9 Семильон 1,83 76,0 21,0 3,0 В табл. 3.1 приведены некоторые све- дения относительно состава виноград- ной ягоды. При подготовке этих дан- ных кожицу отделяли путем прессова- ния с последующей промывкой. СОСТАВ ГРЕБНЯ Химический состав гребня сходен с составом листьев и усиков. В нем мало
Таблица 3.2 Химический состав гребня Сорт винограда Содержание гребня, % Е Содержание кислот (в мг-экв на 1000 г Сумма катионов Содержание кислот (в мг-э-кв на 1000 г массы гребня) Сумма анионов Растворимые по- лнфенолы, г 1 массы гребня) свободных о CJ Ч tt «И к в =: винной яблочной 1 ЛИМОННОЙ I Совиньон 6,8 4,08 88 102 190 94 80 6 180 5,4 Семнльон 5,9 4,30 58 104 162 86 80 5 171 6,8 Каберне Совиньон 8,1 4,52 67 138 205 62 98 10 170 12,0 Мерло 5,3 4,45 73 НО 183 29 150 4 183 15,2 сахаров, кислоты содержатся в виде солей, поскольку в нем в изобилии на- ходятся минеральные вещества; кле- точный сок гребня имеет pH больше 4; в гребне содержится много полифено- лов. Вопреки широко распространенно- му мнению, мацерация гребней при пе- реработке винограда красных сортов без гребнеотделения не влечет за со- бой повышения кислотности вина, а по- нижает ее при одновременном значи- тельном повышении pH. В табл. 3.2 приведены данные о химическом соста- ве гребней для четырех бордоских сор- тов, культивируемых в одной и той же зоне. Содержание сахара в гребне не пре- вышает 10 г/кг. Зольный остаток со- ставляет от 5 до 6% от сухой массы гребней; он состоит наполовину из со- лей калия. < Гребни, особенно у красных сортов, богаты фенольными соединениями; до- бавление гребней в виноград значи- тельно повышает показатель полифено- лов у красных вин. Маскелье извлек из гребней белых сортов винограда лейкоцианидин, который является их главным полифенольным компонентом. Присутствие лейкоцианидина в крас- ных винах было доказано П. Риберо- Гайоном (1959), который констатиро- вал, что внесение гребней в мезгу по- вышает общее содержание лейкоциа- нидина в вине примерно на одну треть. Известно, что лейкоантоцианы явля- ются наиболее частыми компонентами конденсированных танинов. Они со- ставляют, во всяком случае, самую большую часть того вещества, которое называют энотанином. Поскольку ан- тоцианы представляют собой более или менее полимеризованные молекулы, и их терпкий вкус связан с этим состоя- нием полимеризации, можно видеть важную роль, которую они могут иг- рать в образовании вкуса вина. Для ряда сортов района Юг-Ланге- док Бурзэкс и сотрудники (1972) дали следующее среднее распределение фе- нольных соединений в гребнях: при массе, составляющей 4,5 % от общей массы грозди, гребни содержат 20% фенольных соединений, 15% танидных веществ, 26% лейкоантоцианов, 15% катехинов, 16% галловой кислоты, 9% кофейной кислоты, содержащихся в ви- нограде. СОСТАВ СЕМЯН Виноградная ягода нормально дол- жна иметь четыре семени, развившие- ся из яйцеклеток, которые существуют- в семяпочке, но почти всегда их бы- вает меньше: три, два или чаще всего 63
Таблица 3.3 Связь между числом семян и составом винограда (урожай 1970 г.) Сорт винограда Среднее число семян Масса 100 ягод, г Восстанавливающие саха- ра, г на 1 л сока Кислотность, мг-экв на 1 кг ягод 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 Мальбек 1,59 188 245 296 296 188 178 175 166 90 90 90 115 Мерло 2,01 107 138 168 187 205 189 183 177 117 106 91 91 Каберне Совиньон 1,42 94 120 155 — 216, 211 212 86 84 68 -— Каберне фран 1,98 104 144 164 187 202 189 183 180 76 76 74 70 Мюскадель 1,54 159 204 250 202 196 188 70 70 68 Семильон 2,14 125 161 194 234 168 172 172 175 65 61 51 58 Совиньон . 1,42 145 176 201 — 218 208 201 — 96 99 121 ___ Мерло белый 2,48 121 157 194 226 180 175 170 161 69 65 62 60 Примечание. Цифры 1, 2, 3, 4 означают число семян. одно из-за отсутствия или неоплодотво- .рения одной или нескольких зародыше- вых клеток. Кроме того, иногда происходит не- правильное оплодотворение, в ягодах не образуется семян или они бывают недоразвитыми, с пустотой внутри. В этом случае ягоды не увеличиваются в размерах и остаются очень мелкими, хотя они и сохраняют способность со- зревать и в конечном счете имеют бо- лее высокое содержание сахара. Это торошение ягод, которое при распрост- ранении в широких масштабах вызы- вает большое снижение урожая; такие атрофированные ягоды называют пар- тенокарпическими. Бессемянность, т. е. ютсутствие семян может, с другой сто- роны, быть положительным признаком у столовых сортов винограда или у сор- тов, предназначенных для сушки. Развитие семян оказывает воздейст- вие на величину и состав плода. Мас- са ягоды, содержание сахара, иногда состав в ней кислот находятся в опре- деленной связи с числом семян (Пей- но и сотрудники, 1970 ). Табл. 3.3 по- казывает связь между числом семян и 64 составом ягод для некоторых сортов района Бордо. Выше было показано, что масса се- мян составляет от 3 до 6% массы ви- ноградной ягоды. Их состав (в %) вы- ражается следующим образом: Вода 25—45 Углеводы 34—36 Масла 13—20 Танин 4—6 Вещества, содержащие 4—6,5 азот Минеральные вещества 2—4 Жирные кислоты 1 Каждое семя состоит из жировой ко- сточки (эндосперм), которую окружа- ет деревянистый кокон, покрытый тон- кой таниновой кутикулой. Хорошо из- вестно, что семена содержат много та- нина и лейкоантоцианов (П. Риберо- Гайон, 1959). Бурзэйкс и сотрудники (1972) дали оценку фенольных соединений семян. В зависимости от сорта семена содер- жат от 22 до 56% общих полифенолов винограда, от 28 до 56% лейкоантоци- анов, от 67 до 86% катехинов и значи- тельную часть галловой и кофейной
кислот, содержащихся в виноградной грозди. Некоторые из веществ, содержащих- ся в кутикуле семени, — фенольные со- единения, вещества, содержащие азот, фосфаты, частично подвергаются раст- ворению в процессе виноделия по кра- сному. И наоборот, другие вещества, находящиеся внутри семени, в частно- сти масла, оказывали бы вредное влия- ние на качество вина, если бы они про- никали в сусло. По этой причине сле- дует тщательно следить за тем, чтобы во время дробления и прессования не происходило раздавливание семян. Се- мя богато маслом; его можно извле- кать из семян, измельченных в порошок с помощью растворителей (0,5 л мас- лг1 на 1 гл вина). Установлено, что когда семя дости- гает физиологической зрелости, оно на- чинает отдавать азот в мякоть внутри самой ягоды. Оно может, таким обра- зом, терять в виде катионов аммония до одной пятой своего азота и все же оставаться наиболее богатым по содер- жанию азота, чем другие твердые ча- сти грозди. л СОСТАВ кожицы Кожица состоит из эпидермиса и не- скольких слоев нижележащих клеток. Это та часть, которая остается при раз- давливании виноградной ягоды. Она не имеет точной границы; у нее нет мор- фологического определения. Масса кожицы составляет от 6 до 9% массы ягоды. Разрезали ягоду ви- нограда и с помощью пинцета удаляли из каждой доли ее содержимое, затем внутреннюю поверхность кожицы очи- щали, пока не показывалось окрашен- ное вещество. Тем самым они удаляли камбиальный слой, который остается . кожице при экстрагировании мяко- зо время прессования, как это, на- имер, делается при производстве ви- на по белому способу. Данные табл. 3.1, полученные при прессовании и промы- вании кожицы, хорошо согласуются с данными практики. Кожица играет ва- жную роль в энологии. Состав красно- го вина зависит не только от мякоти, в его образовании участвуют различ- ные части винограда и особенно кожи- ца ягод. Тип вина точно определяется способом использования различных ча- стей винограда при приготовлении ви- на. В кожице насчитывают от шести до десяти слоев камбиальных клеток. Чем ближе они к поверхности ягоды, тем мельче клетки и тем толще их стенки; они имеют вытянутую форму и разви- ваются, плотно зажатые между мя- котью набухающей изнутри и растяги- вающимся под ее давлением эпидер- мисом. В глубине клетки больше по размерам, их стенки тоньше. В результате разреза виноградной ягоды установлено, что нельзя прове- сти четкой границы между кожицей и мякотью; переход от одной к другой происходит постепенно. От толщины стенок клеток, из которых состоят ко- жица и мякоть, зависит консистенция виноградной ягоды. Обычно у сортов столового винограда ягоды с тонкой кожей, хрустящие и мясистые, у ягод винных сортов, наоборот, кожица жест- кая, мякоть сочная (рис. 3.2). Эпидермис состоит из одного слоя клеток правильной формы. Бем (1972) наблюдал с помощью электронного ми- кроскопа присутствие устьиц в количе- стве от 25 до 40 на одну ягоду; вокруг каждого устьица образуется ореол из отмершей или отмирающей ткани, ог- раниченный трещиной, которую Botry- tis cinerea может использовать для проникновения внутрь ягоды. Толщина эпидермиса изменяется в зависимости от сорта; у сортов Витис винифера она составляет от 1,5 до 3,8 мкм и от 4 до 10 мкм у американ- 65
ских сортов. Эпидермис покрыт плен- кой особой ткани, кутикулой, напоми- нающей очень тонкий лак, который мо- жно отделить, обрабатывая ягоду ед- ким кали. Кроме того, снаружи ягода всегда покрыта налетом пруина, веще ством, в состав которого входит воск, придающий ягоде бархатистый вид и особую окраску. Под электронным ми- кроскопом пруин представляется в ви- де мелких чешуек, перекрывающих Рис. 3.2. Схематический разрез кожицы ви- ноградной ягоды: слева — сорт с мясистой мякотью и нежной кожицей; справа — сорт с сочной мякотью и жесткой кожицей. I । ! Рис. 3.3. Внешний вид пруина винограда Султана под электронным микроскопом (уве- личение около 4500), по Радлеру (1965). друг друга (рис. 3.3). По данным Рад- лера (1970), пруин состоит из 2/3 олеа- ноловой кислоты и 7з различных соеди- нений (спирты, сложные эфиры, жир- ные кислоты, альдегиды). Кутикуляр- ный воск делает кожицу несмачиваё- мой; он предотвращает испарение во- ды. Проницаемость эпидермиса для во- дяных паров можно измерить электри- ческими приборами (Мург и сотрудни- ки, 1971); она возрастает в период со- зревания. Воск кутикулы может играть извест- ную роль при приготовлении вина; Брешо и сотрудники (1971) доказали, что рост дрожжей в анаэробиозе уско- ряется экстрактами виноградного вос- ка и олеаноловой кислотой. Если эпидермис поврежден болезня- ми (например, оидиумом), клетки ста- новятся неэластичными, нерастяжимы- ми, ягода, увеличиваясь в объеме, рвет ею и кожица растрескивается. В табл. 3.4 приведен химический со- став кожицы зрелой ягоды для четырех сортов винограда. Кожица содержит небольшое коли- чество сахаров, которое может сильно' изменяться; в кожице, взятой от 1000 ягод, обнаружили от 0,7 до 3,0 г сахаров, тогда как в мякоти их было от 140 до 175 г. Кожица богата целлю- лозой (’Д или Vs часть массы сухого' вещества), нерастворимыми пектина- ми, белками (от 10 до 15%). Яблочная кислота находится в кожи- це зеленых ягод; она исчезает во вре- мя созревания. В то же время в кожи- це мало винной кислоты, но преобла- дает лимонная кислота. В зрелой мякоти кислоты в виде со- лей составляют */з или V4 и, наоборот, в гребне и в кожице всегда намного- больше кислот в виде солей, чем в сво- бодном состоянии, что выражается в. явно более высоких pH экстрагирован- ных из них соков, чем у сусла. Кожица, так же как и гребень, бога- 66
Таблица 3.4 Химический состав кожицы Сорт винограда Содержание Ко- жины, % X Содержание кислот (в мг-экв. на 1006 г кожицы) Сумма катионов Содержание кислот (в мг-экв на 1000 г кожицы) Сумма анионов Растворимые по- ли фенолы, г < 1 в виде со- лей В'ИНЙОЙ яблочной ЛИМОННОЙ Совиньон 14,0 4,15 & 148 242 99 132 9 240 2,6 Семнльон 21,0 4,30 67 116 183 64 ПО 3 177 3,4 Каберне Совиньон 19,6 4,05 8( 90 170 79 75 4 158 6,8 Мерло 16,2 3,79 5t 65 120 80 40 3 123 6,4 та полифенолами; красные сорта ви- нограда в 2 раза богаче ими, чем бе- лые сорта. Наиболее характерны для кожицы желтые и красные пигменты и ароматические вещества. Другие пиг- менты (хлорофилл, ксантофилл, каро- тиноиды), которые содержатся в зна- чительных количествах в зеленых яго- дах, к наступлению зрелости почти полностью исчезают. Окраска начинает появляться в пе- риод созревания и достигает максиму- ма в состоянии полной зрелости. Анто- цианы локализованы в кожице; обыч- но они занимают 3 или 4 слоя клеток под эпидермисом, иногда больше (в го- ды сильной окраски); если раздавить ягоду пальцем, то последние капли бы- вают окрашены. Мякоть целиком так-/ же может иметь, как исключение, окра- шенный сок (сорта-красители, некото- рые американские сорта и некоторые гибриды —• прямые производители). У сорта Аликант-Буше 22% антоциа- нов находятся в мякоти. Основным флавоновым компонентом является изокверцитрин (Маскелье и Пуэн, 1954) или глюкозид кверцетина, находящийся в эпидермисе как белых, так и красных сортов. Несомненно, име- ются и другие флавоновые производ- ные, но в меньших количествах и еще неидентифицированные. Распределение антоцианов было ис- следовано П. Риберо-Гайоном (1959), который выделил и идентифицировал различные пигменты основных видов Vitis (табл. 3.5 дает пример для двух видов). В результате этой работы уста- новлено, что в винограде существует большое число антоцианов (17 в слу- чае Vitis lincecumii) и с этой точки зрения все виды различны. Цвет вино- града и природа антоцианов, которые его образуют, подчиняются при скре- щивании сортов обычным законам на- следственности. Так как характеристи- ки американских видов являются до- минирующими, скрещивание Vitis vini- fera с Vitis riparia (или Vitis rupestris) дает популяцию гибридов (Н), которые все имеют то же красящее вещество, как и Vitis riparia (или Vitisrupestris). Но если произвести повторное скрещи- вание одного из этих гибридов с Vitis vinifera, характеристика этого вида, являющегося рецессивным, может по- явиться снова и тогда получают новую популяцию (Н2), в которой 50% сор- тов относится к типу Vitis vinifera и 50% —к типу Vitis riparia (или Vitis rupestris). На этом принципе основан метод дифференциации вин (винифера и гиб- ридных) по природе их антоцианов (П. Риберо-Гайон, 1959). В кожице 3* 67
Таблица 3.5 Состав антоцианов в кожице виноградных ягод, % (по данным П. Риберо-Гайона и Сюдро, 1957) _________ Компоненты Сорта винограда Vitls riparia Vltis vlnlfera Глюкозиды цианндина Моио- 2 3 Чи,- 5 0 Глюкозиды леонидина Моно- 0 15 Ди- 2 0. Глюкозиды дельфиниди- на Моно- 14 12 Ди- 12 0 Глюкозиды петунндина Моно- 10 12 Ди- 17 0 Глюкозиды мальвидина Моно- 6 35 Ди- 21 0 Общее количество анто- 14 9 цианов ягод были найдены и другие фенольные вещества — это коричные кислоты (ко- фейная, феруловая) в свободной или связанной форме. Бурзэйкс и сотрудники (1972) счита- ют, что в кожице содержится от 12 до 61% общих полифенолов ягоды в за- висимости от сортов, от 14 до 50% ду- бильных веществ, от 17 до 47% лейко- антоцианов и почти все количество ан- тоцианов, находящихся в красных сор- тах винограда. СТРУКТУРА И СОСТАВ мякоти Мякоть представляет собой наибо- лее важную часть ягоды. Она образует- ся из больших клеток, имеющих типич- ную структуру взрослых растительных клеток. Вдоль тонкой целлюлозо-пек- тиновой перегородки лежит тонкий слой цитоплазмы с ядром. Все внутрен- нее пространство клетки занято вакуо- лярным соком, который образует сус- ло. Целлюлозо-пектиновые мембраны смежных клеток не прилегают одна к другой на всем протяжении; на гранях клеток остаются небольшие, межкле- точные пространства (меаты), через которые происходит газообмен с внеш- ней средой. В мякоти различают несколько зон, отличающихся строением клеток. Клетки, находящиеся ближе к кожице, имеют удлиненную форму; они распо- ложены в радиальном направлении и имеют тонкие перегородки, которые подвергаются застудневанию во время созревания, тогда как внутренние клет- ки, удлиненные в том же направлений, имеют неправильную форму и облада- ют более толстыми, незастудневающи- ми мембранами. Клетки эндокарпия, который охватывает семена, располо- женные также радиально, сливаются с мякотью. Число слоев клеток, образующих яго- ду, включая эпидермис и эндокарпий, равно 25—30, так же как и в завязи. Ягоды растут в результате увеличения объема клеток, а не путем их деления. Плод питается посредством сосуди- сто-волокнистых пучков, которые идут через стебель, плодоножку грозди, пло- доножку ягоды, кисточку. Через них виноградные ягоды получают углеводы из листьев и минеральные вещества из корней. Система питания ягоды схематиче- ски остается такой же, как и у завязи. От центра подушечки в ягоду входят 10—12 сосудистых пучков, расходя- щихся в мякоти ягоды. Это те пучки, которые при срывании ягоды остаются в центре подушечки и образуют кисточ- ку. Два из них, которые называют ак- сильными или осевыми пучками, имеют наибольшую толщину и проходят через всю ягоду до конца; от них ответвляют- ся четыре сосуда, которые охватывают и питают семена. От восьми до десяти сосудов ответвляются в первой зоне при входе в мякоть наподобие мериди- 64
Таблица 3.f> Химический состав мякоти винограда Сорт винограда Содержа- ние мяко- ти, % pH Содержание (в мг-экв на 1000 г мякоти) Сумма катионов Содержание кислот' (в мг-экв на ЮОО г мякоти) Сумма анионон сахаров свобод- ных кислот КИСЛОТ В СОЛЯХ винной яб юч - ной ЛИМОН- НОЙ Совиньон 82,3 3,30 219 123 43,8 167 90 79 2,5 171 С емиаьон 76,0 3,38 179 109 49,3 158 69 84 2,3 156 Каберне Совиньон 74,6 3,20 212 107 43,6 151 54 91 2,9 148 Мерло 79,0 3,22 220 98 58,6 157 57 72 1,8 131 анов; это периферийные пучки; они в свою очередь также разветвляются и делятся; в поперечном разрезе можно различить от 30 до 40 таких сосудов. Они снова соединяются и образуют осе- вые пучки под зонтиком. У некоторых белых сортов в состоянии зрелости сеть периферийных проводящих пучков мо- жно видеть через прозрачную кожицу, она слегка окрашена в зеленый цвет. По достижении полной зрелости мя- коть составляет от 75 до 85% общей массы ягоды. Она состоит почти исклю- чительно из вакуолярного сока своих больших клеток, т. е. сусла. Твердые частицы, состоящие из остатков очень тонких целлюлозных перегородок и очень тонких сосудисто-волокнистых пучков и образующие мутный осадок, едва достигают 0,5% массы мякоти, вследствие чего на практике не делают различия между составом мякоти и со- ставом сусла. Сусло представляет собой мутную жидкость, обычно слабо окрашенную; цвет от темно-зеленоватого до желто- золотистого для белых сортов, часто слегка подкрашенный в более темные тона для красных сортов. Его плот- ность колеблется в зависимости от со- держания сахаров, например от 1065 до 1110 или больше для перезревшего винограда. В табл. 3.6 приведены данные о хи- мическом составе мякоти для четырех сортов. Сахара Виноградный сахар состоит из глю- козы и фруктозы. С началом созрева- ния в ягоде содержится в два раза больше глюкозы, чем фруктозы; в со- стоянии зрелости оба эти сахара нахо- дятся в примерно равных количествах, но уже всегда с преобладанием фрук- тозы; среднее значение отношения глю- коза/фруктоза равно 0,92. Крахмал на- ходится только в зеленых виноградных ягодах. Сахароза, обнаруживаемая путем хроматографии на бумаге, присутству- ет в зеленом или зрелом винограде только в виде следов (от 1 до 3 г/л). Она гидролизуется в восстанавливаю- щие сахара во время миграции из ли- ста в ягоду. Содержание восстанавливающих са- харов в винограде нормальной зрело- сти обычно колеблется от 150 до 250 г/л. В некоторых исключительных случаях при особо хорошей освещенности в сус- лах специальных сортов (Мускат, Гре- наш) оно доходит до 300 г/л. Сусла из винограда, пораженного благородной гнилью, могут иметь еще более высо- 69
кое содержание восстанавливающих сахаров. Выше было показано, что ягоды од- ной и той же грозди имеют неодина- ковую сахаристость. Это легко обнару- жить с помощью ручного рефрактомет- ра, который обеспечивает измерения в одной капле жидкости и позволяет опе- рировать на одной ягоде. Если таким путем проверить сахаристость различ- ных ягод большой грозди, то видно, что чем ближе ягоды к побегу, тем больше в них сахара; они первыми получают питательные соки. Было также показано, что сахара распределены в ягоде неравномерно. Если ягоду разрезать пополам, полу- сфера, противоположная плодоножке, будет богаче сахарами, чем другая. С другой стороны, если мякоть зрелой ягоды разделить на три концентриче- ские части, одну — около кожицы, другую — вокруг семян и третью — промежуточную, то эта, последняя, ока- зывается наиболее сахаристой; в ней было найдено 187 г сахара, 180 г в слое под кожицей и только 166 г в централь- ной зоне. С точки зрения технологии такая ге- терогенность ягоды ведет к тому, что при виноделии по белому сусло-само- тек отличается по своему составу от прессового сусла. Самотек часто имеет более высокую сахаристость, чем сусло, полученное при прессовании. Для винограда с благородной гнилью этот процесс имеет обратный характер, что часто отмечают на практике. Органические кислоты Кислотность сусла следует считать таким же важным энологическим фак- тором, как и содержание сахаров. Она может колебаться в зависимости от сорта, климата, года, т. е. в зависимо- сти от состояния зрелости, от 3 до 10 г/л в пересчете на серную кислоту *, иногда больше. Кислотность зрелого винограда об- разуется главным образом за счет трех кислот: винной, яблочной и лимонной. Пропорция других кислот, которые мо- гут присутствовать в винограде, отно- сительно мала, но число их велико. Это кислоты аскорбиновая, а-кетоглутаро- вая, фумаровая, галактуроновая, гли- цериновая, гликолевая, гликуроновая, глиоксиловая, миндальная, щавелевая, щавелевоуксусная, пировиноградная, хинная, шикимовая. Винная, яблочная и лимонная кисло- ты находятся во всех органах виногра- да. Их источником являются дыхатель- ные процессы в зеленых частях расте- ния, но они существуют также и в кор- нях; в частности, в них обильно пред- ставлена лимонная кислота. Они нахо- дятся во всех органах в свободном ви- де и в составе солей, образуемых осно- ваниями, которые извлекаются из поч- вы. Именно эти минеральные вещест- ва, необходимые для роста, мигрируют в растение в виде солей. Концентрация свободных кислот воз- растает от периферии к центру ягоды. В трех указанных выше зонах в одном случае обнаружили кислотность 3 г/л около кожицы, 5,7 в промежуточной зо- не и 8,8 г/л около семян. Когда вино- град еще зеленый, наблюдается обрат- ное соотношение. Винная и яблочная кислоты распределяются таким же об- разом; лимонную кислоту извлечь труд- нее, так как она находится, в частицах, связанных с клеточными перегородка- ми. Известно, что кислоты и основания распределены в тканях ягоды в точно таких же концентрациях, но в обрат- ном порядке. В результате происходит то, что сусло, получаемое при прессо- * 1 г/л в пересчете на серную кислоту равен 0,653 ’ или 1,53 г/л в пересчете на винную кис- лоту, принятом в СССР (Прим. спец. ред.). 70
Таблица 3.7 вании, бывает перенасыщено битар- тратом калия и дает кристаллический осадок в виде винного камня. Такая ге- терогенность позволяет при прессова- нии по шампанскому способу реализо- вать селективную экстракцию кислот в свободном состоянии и в составе солей, на чем основаны особые качества и со- став шампанских вин. Минеральные вещества Минеральные вещества различных частей грозди и мякоти винограда те же, как и в других его частях. Главным из них является калий, составляющий 50% минеральных веществ зольного остатка. Затем идет кальций, которо- го всегда больше, чем магния; в гото- вом вине, когда виннокислый кальций выпадает, соотношение бывает обрат- ным. Фосфорная кислота является наи- более значительным анионом. В табл. 3.7 дан примерный состав минеральных веществ в листьях, греб- нях, кожице, семенах и мякоти вино- града. Азотистые вещества Азот мякоти представляет лишь чет- вертую или пятую часть общего азота виноградной ягоды. Азотистые вещества встречаются в сусле в аммиачной и органической фор- мах; они состоят из аминокислот, по- Состав минеральных веществ (в мг на 1 г зольного остатка) в различных частях виноградного растения Элементы Лист Гребень Кожица Семена МЯКотЬ к 400 362 360 230 180 Na 12 16 14 10 24 Са 100 97 150 228 52 Mg 36 41 30 51 34 Fe 5 6 6 3 2 липептидов и белков. В табл. 3.8 при- ведено несколько примеров распреде- ления азота в виноградной ягоде. Аммиачный азот присутствует в зна- чительном количестве, достаточном для обеспечения брожения; будучи лучшим питательным веществом для дрожжей, азот в этой форме является совершен- но необходимым для успешного хода брожения. Всегда присутствует также белковый азот: его источником являет- ся цитоплазма. В некоторых районах и у некоторых сортов винограда азот находится в таком большом количест- ве, что сразу же после прессования сусло становится местом последова- тельных флокуляций белков при кон- такте с танином вакуолей; выпадение осадка похоже на настоящую оклейку; осадок удаляют отстаиванием. Методом хроматографии на бумаге Таблица 3.8 Распределение азотистых веществ в ягоде зрелого винограда Сорт винограда Масса 1000 ягод, г Азот, мг на 1000 ягод общий твердой части жидкой части в жидкой части семена кожица nh4 органи- ческий амин- иый белко- вый полипе- птидный Совиньон 1600 1930 465 990 480 83 397 204 45 148 Семильон 1830 1590 386 865 363 98 265 239 55 71 Каберне Совиньон 1320 1270 523 530 214 50 164 65 25 74 Мерло 1620 1510 630 525 355 154 201 84 47 70
и путем микробиологического анализа в сусле были идентифицированы 24 ви- да аминокислот. 17 из них определены Лафон-Лафуркад и Пейно (1959), ко- торые дали следующие средние значе- ния (в мг на 1 л): аргинин 327, пролин 266, треонин 258; глутаминовая кисло- та 173, серин 69, гликокол 22, лейцин 20, лизин 16, гистидин 11, изолейцин 7, валин 6, фенилаланин 5, аспарагино- вая кислота 2, метионин 1, триптофан 0,6; не было ни цистина, ни тирозина, которые можно было бы установить количественным анализом. По этому вопросу см. работы Лотти и Анелли (1971). Существует определенная корреля- ция между процентным содержанием аминного азота сусла в состоянии зре- лости и титруемой кислотностью. Табл. 3.9, содержащая средние значе- ния большого числа определений для различных урожаев, является хорошей иллюстрацией этого факта. Таблица 3.9 Соотношение между кислотностью винограда и содержанием в нем аминного азота Сорт винограда Титруемая кислотность, мг-экв/л Аминный азот, мг/л Мерло 80 52 Каберне Совиньон 88 59 Семильон 92 73 Мальбек 96 82 Каберне фран 104 92 Совиньон 112 98 Пти Вердо 116 104 Сорта, наиболее кислые, наиболее богатые органическими кислотами, оказываются также и наиболее бога- тыми по содержанию аминокислот. С другой стороны, виноград содержит наибольшее количество аминного азо- та в годы, когда он имеет наибольшую кислотность. Фактически синтез ами- 72 нокислот осуществляется в цикле Креб- са, который объясняет образование органических кислот. Кор донье и Дюгаль (1968) показа- ли, что виноград обладает ферментами, способными гидролизовать белки; при поражении серой гнилью активность этих ферментов увеличивается в 4— 5 раз; протеолитические ферменты на- ходятся главным образом в твердых частях здоровой ягоды и в соке загнив- ших ягод. Пектиновые вещества Пектиновые вещества, извлеченные из целлюлозо-пектиновой мембраны и являющиеся межклеточным цементом, представляют собой смесь пектинов в собственном смысле слова и камеди (растительной смолы) или пентозанов. Чистый пектин образуется цепью по- лигалактуроновых молекул, называе- мых еще пектиновой кислотой, более или менее этерифицированных мета- нолом. Различают пектин растворимый, который находится в сусле, и пектин нерастворимый, или протопектин, фик- сированный в твердых частях вино- градной ягоды. Камеди винограда обычно состоят из арабанов, ангидридов арабинозы и ино- гда из галактанов. Виноград относительно беден пекти- нами; обычно он содержит больше смол, чем пектинов. В 50 образцах ви- ноградного сусла было найдено от 0,23 до 6,91 г/л пектиновых веществ; содер- жание истинного пектина колебалось от 0,06 до 1,08, тогда как содержание смол составляло от 0,08 до 5,83 г/л. Ароматические вещества Ароматические вещества, характери- зующие различные сорта, и, следова- тельно, ответственные за первичный аромат вин, локализованы главным об-
разом в кожице; они, вероятно, суще- ствуют также и в мякоти, но в незна- чительных количествах. Можно допу- стить существование двух типов арома- тических веществ: 1) вещества, существующие в зре- лых и перезрелых ягодах и переходя- щие в вино естественным путем. Они в первую очередь ответственны за ха- рактерные ароматы Мускатов, а также за лисий запах некоторых американ- ских гибридов (Labrusca). Эти тона наиболее интенсивны в хорошо вызрев- шем и богатом сахаром винограде, культивируемом в жарком климате; 2) вещества, не обладающие осо- бым запахом и присутствующие от природы в кожице ягод и даже в листь- ях винограда; они способны к превра- щениям во время брожения и старения вина, образуя новые вещества, ответ- ственные за характерный аромат неко- торых тонких вин (Пино, Каберне). В противоположность веществам пер- вой группы они достигают максималь- ной интенсивности и наивысшей тонко- сти в винограде, созревающем в отно- сительно холодных районах, у границы культуры винограда. При современном уровне знаний нет никаких данных о природе веществ вто- рой группы. С другой стороны, сущест- вуют более точные сведения относи- тельно веществ первой группы. Напри- мер, известно (Холли и сотрудники, 1955), что метилантранилат при кон- центрации примерно 5 мг/л в вино- градном соке ответствен за лисий за- пах V. Labrusca и ее гибридов. (Кон- корд) . Точно так же были реализованы важные работы о роли терпеновых со- единений в аромате винограда Мускат; самыми последними и наиболее пол- ными из них являются работы Терье (1972) и Терье и сотрудников (1972). Эти авторы указывают на присутствие линалоола, нерола, гераниола, а-тер- пинеола и четырехокисного линалоола. Кроме того, два других вещества этого же семейства, пока еще неидентифици- рованные, по-видимому, играют замет- ную ,роль в образовании органолепти- ческих характеристик. Содержание об- щих терпенов составляет от 816-10-3 мг/л для Муската гамбургского, соб- ранного в Жиронде, до 3326-IO-3 мг/л для Муската фрснтиньянского, культи- вируемого в Греции, при среднем зна- чении 2000-10-3 мг/л. Анализ данных о порогах восприятия этих веществ обонянием показывает, что они участ- вуют в аромате плода, особенно лина- лоол и гераниол. Смесь восьми терпе- нов при концентрациях, близких к их концентрациям в винограде, довольно точно воспроизводит характерный аро- мат Муската, намного лучше, чем каж- дое вещество, взятое отдельно от дру- гих. В немускатных сортах, но также с ароматическими характеристиками, на- пример в эльзасских сортах (Рислинг. Сильванер, Мюллер — Тургау, Гевурц- траминер) находят эти же терпены, но в значительно более слабых концент- рациях, порядка 200-10~3 мг/л. И в этом случае терпены ответственны за специ- фический аромат винограда. В сортах с меньшим ароматом, та- ких, как Совиньон или Мюскадель, присутствуют эти же самые терпены, но в концентрациях только порядка 50-Ю-3 мг/л. Наконец, эти терпеновые производ- ные отсутствуют или присутствуют как следы во всех сортах, ягоды которых не имеют выраженной ароматической характеристики. Независимо от специфической проб- лемы терпеновых производных, доста- точно хорошо изученных в настоящее время, виноград содержит большое чи-_ ело других летучих веществ, обладаю- щих ароматом, которые были обнару- жены газовой хроматографией (Рибе- ро-Гайон, 1971). На рис. 3.4 показана 73
2 3 Ь 5 Б 8 10 12 1k 16 18 20 22 2k 26 28 30 Время, мин Рис. 3.4. Хроматограмма экстракта, полученного из сока винограда Каберне Совиньон (Берт- ран и сотрудники, 1967). Идентификация пиков: с 1 по 5 — неизвестны; 6— гексан+эфир; 7 — этаналь; 8— метилформиат; 9—пропаналь; 10— изобутаналь; // —этилформиат + метилацетат; 12 — ацетон; 13— этилацетат; 14 — метил-3-бута- нол; 15—метанол; 16 — этанол; 17—пропанол; 18 и 19 —неизвестны; 20— гексаналь; 21—ме- тил-2-пропанол-1; 22 — вода-i- пентанол-3; 23 — пентанол-2; 24 — бутанол-1; 25— неизвестен; 26 — гексен-2-аль + метил-2-бутанол-1 -4- метил-З-бутанол-1; 27— неизвестен; 28 — гексаиол-1. 29 — неизвестен; 30 — цисгексен-З-ол-1; 31 — неизвестен. хроматограмма экстракта, полученно- го из сока Каберне Совиньон в токе азота (Бертран и сотрудники, 1967). Но эти же самые вещества находятся во всех сортах, которые не проявляют в этом отношении характерных разли- чий. Эффективное участие летучих' ве- ществ в общем аромате ягод остается невыясненным. В частности, среди летучих компо- нентов винограда отмечают спирты и альдегиды с Сб: гексанол, гексенол-1, гексаналь и гексен-2ол. Присутствие этих веществ часто наблюдают в ра- стениях, которым они придают доволь- но своеобразный запах листьев, травы; они частично уничтожаются во время брожения, и в винах находят исключи- тельно гексанол. ЛИТЕРАТУРА Bertrand A., BoidronJ. N. et Rib fe- re a u-G а у on Р. (1967), Bull. Soc. chim., 9, 3149. В ess is M. (1972), C. R. Acad. Sci., 274, 2158 et 2991. BourzeixM., Heredia N. et Du b er n et M.< O. (1972), C. R. Acad. Agric., 58, 452. Brfechot P., Chauvet J., Croson M. et Irrmann R. (1966), C. R. Acad. Sci., 263, 1004. Brfechot P., Chauvet J., Dupuy P., Cro- son M. e t R a b a t u A. (1971), Ann. Tech- nol agric., 20, 103. Cordonnier R. et Dugal A. (1968), Ann. Technol. agric., 17, 189. Girard A. et Lindet L. (1895), Recherches 74
sur la composition des raisins des principaux cepages de France. Imprimerie nationale, Pa- ris. Holley R. W., StoylaB. et Holley A. D. (1955), Food Research, 20, 326. L a f о n-L a f о u г c a d e S. et Peynaud E. (1959), Vitis, 2, 53. Lotti G. e t A n e 11 i G. (1971), Scienza Teen. Alim., 1, 25. Manzoni L. (1955), Rivista Vitic. Enol.,8, 323 et 367 Masquelier J. et Point G. (1954), Bull. Soc. Pharm. Bordeaux, 92, 33. Masquelier J. (1956), Bull. Soc. Pharm. Bordeaux, 38, 65. Mourgues J., Maugenet J., Jouret C. et Puech J. L. (1971), Fruits, 26, 449. Peynaud E., GuimberteauG. et Nau- zin P. (1970), Conn. Vigne Vin, 4, 285. Radler F. (1965), Am. J. Enol. Vitic., 16, 159. R a d 1 e r F. (1968), Conn. Vigne Vin, 2, 271. Radler F. (1970), Angew. Botanik, 44, 187. R i b ё г ё a u-G а у о n P. (1954), Ann. Falsif. Fraudes, 47, 431. Ribereau-Gayon P. (1956), Ann. Falsif. Fraudes, 49, 381. Ribereau-Gayon P. (1957), C. R. Acad. Agric., 43, 197, 596 et 821. Ribereau-Gayon P. (1959), Recherches sur les anthocyanes des vegetaux: Application au genre Vitis. These Sciences physiques, Paris, Ribereau-Gayon P. (1971), Bull. O.I.V., 483, 428. R i b ё г e a u-G ayon P. et Sudraud P. (1957), C. R. Acad. Sci., 244, 233. R о b i n s о n W. B„ S h a u 1 i s N. J. et Pe- derson C. S. (1949), Fruit Prod. J., 29, 36 et 54. Terrier A. (1972), Les composes terpeniques dans I’arome des raisins et des vins de certai- nes varietes de V. vinifera. These Docteur-In- genieur, Bordeaux. Terrier A., Boidron J. N. et Ribereau- Gayon P. (1972), C. R. Acad. Sc., 275 D, 495 et 941. Глава4. ИССЛЕДОВАНИЕ СОЗРЕВАНИЯ ВИНОГРАДА В конце последнего столетия созре- вание плодов, и в частности винограда, стало предметом работ многих авторов: Фаминцин, Нойбауэр, Мах, Сен-Пьер и Манван, Мюллер-Тургау, Жирар и Лондэ, Жербе и др. Механический ана- лиз винограда, его морфологическая эволюция были детально описаны; в дальнейшем проводились более глубо- кие исследования этих проблем. Уче- ные Венециа, Моро, Вине, Марто до- бились больших успехов в изучении ро- ли углеводов, Феррэ, Пейно и Морие провели ряд успешных работ по иссле- дованию эволюции органических кис- лот. Женевуа, Гатэ, Америк опублико- вали монографии по этим же вопро- сам. В последующее время исследования продолжались, в частности, на Эноло- гической станции Бордо. В данном случае наблюдения прово- дили на растениях без прямого вмеша- тельства в природные условия/Следо- вательно, они фактически не были экс- периментами. Эксперименты, как из- вестно, состоят в систематическом изме- нении условий. Здесь же довольствова- лись учетом тех различий, которые воз- никали стихийно на разном агротехни- ческом фоне и в течение ряда лет всег- да при различных условиях погоды. Работы Ж. Риберо-Гайона и его со- трудников (1966, 1971), в частности, по применению меченых атомов углерода С'4 значительно расширили наши по- знания в области биохимии виноград- ного растения и виноградной ягоды. Солнье-Блаш (1966, 1967, 1970), затем Пейно и сотрудники (1970) сделали попытку произвести более точное ис- следование кинетики созревания, СегэН (1965, 1971, 1973) связал эволюцию винограда с влажностью почвы на уро- вне корней и определил влияние неко- торых естественных факторов на ха-’ рактеристики вин. Буар (1966, 1971) подверг критическому исследований) 73
прежние концепции о миграции и ис- пользовании резервов древесины. Необходимо также указать на инте- ресные публикации Гайслера и Радле- ра (1963), Суза (1964), Радлера (1965), Сарториуса (1969) и важную монографию о винограде (Пейно и П. Риберо-Гайон, 1971). ОТБОР И ПОДГОТОВКА ПРОБ Когда хотят проследить за ходом со- зревания с возможно большей точно- стью и получить данные, позволяющие сравнивать различные компоненты ви- нограда на разных виноградниках за каждую неделю, из года в год, способ отбора образцов виноградных ягод при- обретает первостепенное значение. Действительно, нет ничего более ге- терогенного, чем виноград на одном и том же винограднике, рассматривае- мый в данный момент, даже если име- ют в виду один и тот же сорт. Как уже было показано выше, степень зрелости ягод в грозди и различных гроздей од- ного и того же куста никогда не бывает одинаковой. Грозди, находящиеся бли- же к штамбу, имеют более высокую са- харистость, чем те, которые находятся у оконечности побегов; наиболее зре- лые грозди, как правило, находятся выше относительно почвы, так как ра- стительный сок лучше всего поступает к верхушкам и в наиболее длинные по- беги. У разных кустов эти различия еще больше. Одни кусты развиваются быстрее, чем другие. В серии точных определений установ- лено, что расхождения по сахаристости между гроздьями в ряду кустов одного и того же сорта могут достигать 64 и 54 г/л, если грозди относятся к одному и тому же кусту; у ягод одной и той же грозди разница может составлять до 37 г/л. Эта гетерогенность также может объяснять тот факт, что опреде- ление сахаристости с помощью ручно- го рефрактометра при раздавливании нескольких ягод не обеспечивает точ- ных данных. Можно рекомендовать два способа взятия проб в зависимости от важно- сти отбора образцов, которые позволя- ют получать довольно правильную кри- вую созревания. 1. Берут 250 виноградных ягод с 250 кустов однородною участка, по од- ной ягоде с куста, но с разных мест по высоте и по освещенности с обеих сто- рон ряда и тщательно следят за тем, чтобы отбор имел случайный характер, производился наугад, а отнюдь не пу- тем отбора по каким-либо признакам. Такой способ рекомендуют применять многие авторы, в том числе Хюглен л Жуйяр (1959), Америк и Роеслер (1958, 1963), Ранкин и сотрудники (1962). Затем ягоды взвешивают, раз- давливают, прессуют ручным прессом или обрабатывают в центробежном се- параторе. Состав сусла в обоих слу- чаях практически один и тот же. Опре- деляют сахаристость и кислотность. 2. Собирают 1,5—2 кг винограда с количеством ягод порядка 800—1000 путем срезания ножницами частей гро- здей по 3—4 ягоды в каждой, пример- но с сотни кустов каждого сорта на участке, где производят опыт, и доби- ваясь того, чтобы условия сбора были все время одинаковыми. При этом не- обходимо учитывать освещенность солнцем, срезать кисточки гроздей, за- крытых листьями, а также и находя- щихся на свету, находящихся в разных местах, брать ягоды поочередно с каж- дой стороны ряда на разной высоте над почвой. Затем ягоды считают, взвешивают, чтобы определить среднюю массу од- ной ягоды, раздавливают и производят двукратный отжим на ручном прессе каждый раз одним и тем же образом. Измеряют объем полученного сока. Когда нужно сохранять его в течение 76
длительного времени, прежде чем про- изводить анализы, к нему добавляют равный объем воды, таким образом, чтобы избежать осаждения солей вин- ной кислоты. Консервация обеспечи- вается нагреванием до 75° С в бутылях, плотно закрытых пробкой. Оба эти метода дают довольно по- стоянные и полностью сравнимые ре- зультаты (Пейно, 1971). Де Суза (1964) предложил отбирать шесть об- разцов по 50 ягод в каждом, собранных на 50 кустах. Когда ставят целью исследовать со- став твердых частей плода или листьев, экстракцию проводят классическими способами, применяемыми для расти- тельных тканей, различающихся меж- ду собой в зависимости от природы из- влекаемых веществ. Экстрагирование кислот, свободных и в составе солей, хорошо делать, погружая достаточно разделенный материал на десять ми- нут в значительный объем кипящей во- ды или пропуская его непосредственно через автоклав. Извлечение сахаров требует большей тщательности, чтобы избежать гидролиза, его следует произ- водить в кипящем спирте в присутст- вии карбоната кальция. УВЕЛИЧЕНИЕ ВИНОГРАДНОЙ ЯГОДЫ Ягода постоянно увеличивается в объеме и в массе, начиная с завязыва- ния и до достижения зрелости. Это уве- личение можно проследить различны- ми путями: измерением диаметра ягод, выполняемым на месте, и последую- щим вычислением объема, прямым из- мерением объема ягоды путем погру- жения в наполненную водой градуиро- ванную пробирку, которое можно так- же выполнять на кусте при условии до- статочно длинной плодоножки грозди, если она свободно свисает на побеге, или же после снятия ягод путем взве- шивания. По наблюдениям авторов, которые приводятся в качестве примера, сред- няя масса 100 ягод в середине периода созревания составляет 97 г для сорта Мерло и 77 г для сорта Каберне Со- виньон. Но эти массовые величины под- вержены очень большим колебаниям: для Мерло — от 65 до 127 г, для Ка- берне Совиньон — от 48 до 111 г. Раз- мер ягод во многом зависит от условий года. В момент зрелости средняя масса 100 ягод достигает 138 г для сорта Мерло и 114 г для сорта Каберне Со- виньон. Таким образом, увеличение объема ягоды во второй половине пе- риода созревания достигает почти50%. В зависимости от года отмеченные ко- лебания, которые отражаются на вы- ходе сока, имеют очень большие ам- плитуды; от 106 до 175 г для сорта Мерло, от 78 до 160 г для сорта Ка- берне Совиньон. Средняя величина зрелой ягоды за- висит в первую очередь от количества дождей. Так, ягоды были очень боль- шими в 1960 г., когда с апреля по сен- тябрь включительно выпало 691 мм осадков; в засушливом 1961 г. они бы- ли мелкими, так как за такой же пе- риод осадков выпало только 319 мм. Но на изменение объема и массы ягод могут влиять и другие факторы: напри- мер, в 1954 г. масса ягод понизилась из-за поражения винограда серой гни- лью; в 1957 г. этому, по всей вероятно- сти, способствовало снижение продук- тивности, что позволило ягодам увели- чить свой объем в результате лучшего питания. Отмечают также тот факт, что мак- симальной массы ягоды достигают за несколько дней до начала сбора вино- града. Обычно на последней неделе констатируют небольшую потерю сред- ней массы ягод, которая может до- стигнуть 10%. Такое уменьшение соот- ветствует небольшой концентрации ягоды вследствие потери воды. 77
Таблица 4.1 Измеиеиие массы (в г иа 1000 ягод) органов вяиоградиого растения в период созревания Элементы ягоды 25 августа 4 сентября 14 сентября 24 сентября 1 октября 8 октября Мякоть 645 738 изо 1190 1200 1280 Кожица 166 145 205 200 263 265 Семена 7!) 77 85 86 87 78 Общая масса 894 960 1420 1476 1550 1623 Известно, что масса ягоды связана с числом семян. Различные органы виноградного ра- стения неодинаково увеличиваются в массе в период созревания. Мякоть ра- стет больше, чем кожица, масса семян во время созревания остается после начала созревания почти постоянной. Табл. 4.1 показывает эти различия для красного сорта Мерло. Виноградные ягоды, которые счита- ют зрелыми и готовыми для сбора, со- держат 20% недозревших ягод, саха- ристость их составляет лишь две трети среднего содержания сахара, а кис- лотность почти в 2 раза выше нормаль- ной. В связи с таким запаздыванием созревания этой части ягод можно счи- тать, что сахаристость урожая сни- жается на 10%, а кислотность значи- тельно выше. Поэтому, когда советуют ждать полного созревания винограда, имеется в виду достижение зрелости именно этими запоздалыми ягодами. НАКОПЛЕНИЕ САХАРОВ Сочные ягоды, как правило, являют- ся органами аккумуляции углеводов. Отмечено, что уже цветок представля- ет собой такой орган, где собираются эти вещества. После оплодотворения приток углеводов становится постоян-. ным. Но накапливание сахаров по-на- стоящему начинается только с началом созревания; <у. зеленого винограда со- держание, .сахара »е'-превышает 10—а 78 15 г/кг. Затем резко, за несколько не- дель, сахаристость повышается от 1 до 20%. Трудно понять, почему сахара накапливаются так быстро в созрева- ющем винограде. Объяснение, соглас- но которому приток питательных ве- ществ, необходимых для образования и роста семени, продолжается и после достижения им физиологической зре- лости и что при этом остаток неисполь- зованных глюцидов накапливается в мякоти плода, нельзя признать в пол- ной мере удовлетворительным. Оно лишь частично соответствует реально- му положению; ниже будет показано, что содержание сахара меньше, когда число семян в ягоде больше. В табл, 4.2 приведено сравнение винограда с различной степенью окрашенности в момент начала созревания. Миграция фотосинтезированных глюцидов в листьях во время созревания Основной вклад в исследование этой проблемы сделали Венециа, Гихар и Марто. Явления миграции в винограде изу- чали Сувенсон ,и Эль Шишини (1968ф с помощью сахаров, меченных радио- активным углеродом, а также Ж. Рибе- ро-Гайон введением С14О2 в листья.. Результаты этих работ доказывают^- что лист -винограда постоянно содер-1 життлюкозу, фруктозу, сахарозу, крах- мал, которые образуются в процессе»
Таблица 4.2 Химические показатели винограда в зависимости от состояния его зрелости {район Грав; пробы были взяты 18 августа 1971 г.) Состояние винограда Масса 100 ягод, Восстанавли- вающие сахара, г Кислотность, мг-экв NH«, мг-экв Винная кисло- та, мг-экв Яблочная кислота, мг-экв Сорт Мерло Зеленый 74 76 412 14,0 202 250 Полузрелый 92 112 252 8,0 156 135 Зрелый 111 162 176 6,4 130 90 Сорт Каберне фран Зеленый 65 66 426 14,0 186 270 Полузрелый 81 114 292 13,2 155 180 Зрелый 92 140 216 8,0 130 120 Сорт Каберне Совиньон Зеленый 58 48 476 17,6 198 305 Полузрелый 69 98 316 16,4 160 190 Зрелый 107 152 250 13,2 150 130 Таблица 4.3 Изменение содержания сахаров (в г на 1 кг массы винограда) в различных органах виноградного растения в период созревания (по данным Марто) Дата Часы Листья Лоза Гребни восстанавли- вающие сахара сахароза восстанавли- вающие сахара сахароза восстанавли- вающие сахара сахароза 31 августа 14 8,8 18,5 4,5 5,1 11,6 4,4 1 сентября 5 7,1 11,5 з,з 4,2 10,3 3,1 7 14 10,0 15,2 4,2 5,2 13,2 2,2 8 5 8,0 8,0 3,9 4,1 12,7 3,0 14 > 14 6,9 10,6 3,3 4,1 5,9 1,7 15 > 5 7,3 8,7 3,7 4,5 10,5 3,9 21 14 6,7 12,2 3,5 5,3 10,0 3,6 22 5 6,8 7,8 3,6 4,4 7,4 1,9 28 14 12,3 7,0 4,8 3,2 5,5 2,5 29 5 8,5 4,8 4,0 5,5 6,5 2,5 5 октября 14 9,5 14,5 4,0 7,0 7,9 3,6 6 5 8,5 8,2 4,0 6,0 5,2 3,2 фотосинтеза. Крахмал представляет собой вид резерва, который стабилен до пожелтения листа. Процентное со- держание восстанавливающих сахаров претерпевает небольшие колебания: незначительное увеличение в течение дня и слабое снижение в течение ночи, но амплитуда изменений в содержании сахарозы намного больше. Ее образо- вание в дневное время происходит тем интенсивнее, чем сильнее освещенность кустов солнцем; оно снижается ночью в результате миграции к другим орга- нам. Следовательно, сахароза состав- 79
ляет углеводный резерв быстрого ис- пользования. Ее находят во всех орга- нах растения, и в частности в побегах, черешках листа, гребнях, представляю- щих органы трансмиссии, но в значи- тельно меньших количествах, чем в листьях. Известно, что миграции обы- чно осуществляются в форме неболь- ших, более подвижных молекул. Таким образом, по выходе из листа сахароза гидролизуется в инвертный сахар в древесно-лубяных сосудах, и ее содер- жание уменьшается на всем пути от черешка листа до побега, от побега до гребня и от гребня до ягоды. Наконец, в винограде остаются лишь с трудом обнаруживаемые следы сахарозы. Табл. 4.3 показывает колебания в со- держании углеводов в различных орга- нах винограда во время созревания. Можно констатировать, что эволю- ции общих сахаров в листьях, побегах и гребнях совершенно параллельны; следовательно, интенсивность мигра- ций находится в прямой зависимости от интенсивности фотосинтеза. Таким образом, в этом двойственном явлении синтеза и миграции различают три фазы: 1 — в течение всего периода начала созревания ягод содержание сахаров в зеленых органах растения непрерывно возрастает; 2 —во время созревания они становятся беднее са- харами, теряя их в пользу плода; 3 — наконец, при перезревании и после сбо- ра урожая содержание углеводов сно- ва повышается. В период зрелости ви- нограда отмечается минимальное со- держание сахара, особенно заметное’в гребнях, когда рассматривают анали- зы проб, взятых в конце ночи; этот ми- нимум соответствует технической зре- лости винограда и свидетельствует о максимальной потребности ягод в са- харе в это время. Кроме того, анализ отношения саха- розы к восстанавливающим сахарам, превышающего 1 в листе (за исключе- : О нием момента зрелости, когда оно сни- жается до 0,6), равного 1 в побеге и намного меньшего 1 в гребне, доказы- вает, что миграция происходит нор- мально, как уже было указано, после гидролиза сахарозы. Это же отноше- ние, будучи значительно более слабым утром, чем в течение дня, указывает на использование в ночное время ре- зерва сахарозы, создавшегося в листе при освещении солнцем. По достиже- нии зрелости это отношение снова воз- растает, так как лист восстанавливает резервы сахарозы. Отношение между сахаристостью и температурой Ниже будет показано влияние кли- матических условий данного района и года на состав винограда и качество вина. Здесь же по результатам опытов, проведенных в районе Бордо, будет показано отношение между содержа- нием сахаров в начале созревания и по достижении зрелости и температу- рами. В районе Бордо для сортов Мерло и Каберне Совиньон полусозревание (мо- мент, когда 50% ягод изменили окра- ску) наступает тогда, когда содержа- ние сахара в винограде достигает в Рис. 4.1. Рост виноградной ягоды и обога- щение ее сахарами (сорт Мерло) (Песак, 1957): 1 — содержание сахара в 1000 ягодах; 2-' масса 100 ягод.
Таблица 4.4 среднем 80 г/л. Но в действительности этот уровень очень изменчив: от 33 до 110 г/л — для сорта Мерло, от 36 до 108 г/л — для Каберне Совиньон. Оно во многом зависит от условий года. Кривые обогащения ягод сахарами (рис. 4.1) имеют вид, отличный от кри- вых, характеризующих рост ягоды. Со- держание сахара возрастает очень бы- стро в течение месяца с начала созре- вания. Сахара накапливаются быстрее, чем увеличивается объем ягоды. Затем миграция сахара становится очень мед- ленной, и нередко в течение последних двух недель перед сбором винограда среднее содержание сахара более не повышается; оно может даже несколь- ко снизиться. Отношение глюкозы к фруктозе Выше было показано, что зеленый виноград содержит мало восстанавли- вающих сахаров (от 10 до 15 г/л). Эти сахара в основном состоят из глюкозы (85%). Но к моменту начала созрева- ния с усилением притока сахаров ко- личество фруктозы возрастает и отно- шение глюкозы к фруктозе (Г/Ф) быст- ро уменьшается. К концу начального периода созревания оно приближается к единице. С давних пор известно, что это отношение постоянно снижается во время созревания на кусте. То же са- мое происходит и во время заизюмли- вания винограда или длительного хра- нения столового винограда. По дости- жении зрелости всегда отмечается не- большой избыток фруктозы и отноше- ние Г/Ф для винограда Vitis vinifera составляет около 0,95. Для 19 сортов в Калифорнии Америк и Тукис (1958) находят отношения Г/Ф от 0,83 до 1,12 при среднем значении 0,92. В табл. 4.4 приведен один из приме- ров эволюции двух сахаров. Гидролиз сахарозы (резервного ве- щества) дает равное количество обоих Эволюция глюкозы и фруктозы в период созревания винограда (сорт Каберне фран, район Грав) Дата Восстанав- ливающие сахара, г Глюкоза, г Фрукто- за, г Г/Ф 10 августа 12,1 8,1 4,0 2,02 20 » 55 31,5 23,5 1,35 31 » 132 68,2 63,8 1,07 10 сентября 179 88,5 90,5 0,98 20 » 192 93,6 98,4 0,95 30 » 210 101,0 109,0 0,93 сахаров; все происходит, как если бы глюкоза поглощалась во время мигра- ции в большей степени, чем ее изомер. Глюкоза более чувствительна к клеточ- ному дыханию, чем фруктоза; об этом говорит ее быстрое сгорание во время искусственного заизюмливания. Нужно также отметить, что растительные клетки легко изомеризуют сахара и мо- гут превращать глюкозу в фруктозу. Отношение Г/Ф нельзя считать пока- зателем зрелости. МИГРАЦИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ Если проследить эволюцию массы зольного остатка и щелочности золы виноградной ягоды, то можно наблю- дать непрерывное возрастание их в те- чение всего времени формирования и созревания плода. Минеральные кати- оны постоянно извлекаются из почвы корнями и распределяются в растении и плоде. Однако в циркуляции мине- ральных веществ между листом и пло- дом имеется узкое место, потому что последний всегда содержит меньше зольного остатка, чем зеленые органы. Поступление этих веществ в ягоду происходит неравномерно, как все яв- ления миграции. Оно протекает быстро 81
Таблица 4.5 Содержание минеральных веществ в виноградном соке на 1000 ягод Минеральные вещества 12 августа 20 августа 30 августа 10 сентября 20 сентября 30 сентября 7 октября Зола, г 1,7 2,3 2,1 3,7 2,8 3,9 5,0 Щелочность золы, мг-экв 22,8 23,0 27,0 39,0 36,7 39,8 28,0 К, МГ-ЭКВ 16,2 20,5 21,6 35,4 42,4 50,5 42,8 Na, мг-экв 0,5 0,8 0,9 0,8 1,0 0,9 1,7 Ca-j-Mg, мг-экв 7,0 И,2 12,6 11,5 8,8 9,5 13,0 в начале фазы созревания, когда при- ток минеральных веществ пропорцио- нально более значителен, чем развитие плода; он ослабевает по достижении зрелости. Изменение содержания минеральных веществ в период созревания виногра- да (сорт Мерло) приведен в табл. 4.5. Щелочность золы параллельно опре- деляли также в мякоти, кожице и в гребнях в двух сортах винограда (табл. 4.6). Везде наблюдается увели- чение количества кислот в виде солей. В кожице в течение одного месяца ко- личество неорганических веществ уд- ваивается или утраивается; в гребне содержание их возрастает в 1,5—2,5 ра- за, в мякоти же только в 1,2—1,9 раза. Самая большая часть минеральных ве- ществ находится не в вакуолях клеток, а на пектинах клеточных перегородок. В период виноделия калий и кальций кожицы и семян малорастворимы. В ви- не содержится только одна пятая ка- лия, находящегося в винограде, и все- го одна десятая кальция; и, наоборот, магний, все соли которого обладают хорошей растворимостью, экстраги- руется почти полностью. Щелочность золы не является посто- янной величиной; она изменяется в за- висимости от условий года. Дождливая погода и связанное с ней повышение влажности почвы — лишь одни из фак- торов, обусловливающих подъем неор- ганических веществ. Транспирация ра- .82 стений, которая нуждается в раститель- ных соках, также играет определенную роль. Максимальное содержание ще- лочности золы бывает в годы с жар- ким летом, с дожливым периодом в июне и в июле, и, наоборот, если лето холодное, циркуляция воды в растении замедляется. Эволюция металлов, значительно ме- нее изученная, также выражается в прогрессивном увеличении. В целом плод во время созревания обогащается всеми элементами. Железо находится в одинаковых ко- личествах в мякоти и в кожице, но его значительно меньше в семени, тогда как марганец распределяется во всех трех фракциях виноградной ягоды в почти одинаковых пропорциях. Семена относительно богаты марганцем, а ко- жица богата железом. Содержание этих двух металлов возрастает в мяко- ти и в кожице, но остается стабильным в семенах. В то же время, как и у катионов, не- прерывно возрастает процентное со- держание анионов минеральных ве- ществ (сульфаты, фосфаты, хлориды, силикаты). Фосфаты, которые в боль- шом количестве содержатся в семенах, с приближением зрелости накаплива- ются в еще большей степени в мякоти ягоды. Карль и сотрудники (1967) исследо- вали минерализацию сорта Шасла в Муасаке на различных типах почв. По
Таблица 4.6 Изменение содержания минеральных веществ в различных частях винограда Сорта Щелочность золы, мг-экв на 1000 ягод 4 сентября 14 сентября 24 сентября 1 1 октября 1 8 октября । Семильон'‘ мякоть 29 46 52 55 54 кожица 16 26 32 43 45 гребень 7 8 9 14 12 Мерло мякоть 41 45 48 48 51 кожица 11 10 10 13 14 гребень 6 7 7 10 10 мнению этих авторов, самые различ- ные реакции сортов на почву незави- симо от подвоев выдвигают проблему крю (участков или районов, дающих вина особо высокого качества); эти ре- акции объясняют (при одинаковых климатических условиях) различия в зрелости винограда и качестве вина, констатируемые на разных почвах. РЕСПИРАЦИЯ ВИНОГРАДА Респирация плодов и ее связь с со- зреванием известны очень давно. Пло- ды не могут развиваться и созревать в атмосфере, лишенной кислорода. .Можно вычислить коэффициент рес- пирации (КР), или отношение выде- ленного углекислого газа к объему по- глощенного кислорода за одно и то же время. Численное значение этого коэф- фициента представляет интерес в том отношении, что оно в определенной ме- ре раскрывает природу веществ, разру- шаемых дыханием винограда. В табл. 4.7 даны значения КР для различный компонентов виноградной ягоды, кото- рые могут разрушаться'таким путем. Считают, что 1 л поглощенного кис- лорода’Соответствует горению 1,3. г caJ харов или 2,0 г яблочной кислоты или 1,9 г лимонной кислоты или 2,6 г вин- ной кислоты. КР, измеренный на целых ягодах, близок к 1. Но когда интересует мета- болизм мякоти, нужно различать сла- бую респирацию перикарпия, КР ко- торой в действительности больше 1, и значительно более интенсивную респи- рацию семян с КРСр, равным 0,75. Сле- довательно, точное экспериментирова- ние возможно только на виноградных ягодах, не имеющих семян. Именно та- ким путем были получены значения, приведенные в табл. 4.8. В зеленом винограде КР соответст- вует сгоранию яблочной кислоты; ино- гда он даже превышает эту цифру. Жербе сделал из этого вывод, что ос- новным питанием респирации являет- ся яблочная кислота и, как исключе- ние, винная. С приближением зрелости КР приближается к 1, что дает основа- ние предполагать, что сахара также будут сгорать. КР является результа- том сложения различных процессов горения, происходящих одновременно. Когда у винограда находят КР, равный 1,33, соответствующий горению яблоч- ной кислоты, то похоже, что эта кис- лота не является единственным дегра- дируемым продуктом и одновременно происходит сгорание небольшого коли- чества глюцидов и винной кислоты. 1 кг зеленого винограда выделяет больше 100 см3 углекислого газа в час, т. е. 2,5 л в сутки; 1 кг зрелого вино- града выделяет 20 см3 углекислого га- за в час, т. е. около 0,5 л в сутки; с Другой стороны, КРо6щ , определяемый здесь как среднее арифметическое ме- жду коэффициентами респирации се- мян и мякоти, кажется довольно посто- янным на протяжении всей эволюции виноградной ягоды (табл. 4.9). Наиболее важным фактором дыха- ния является температура окружаю- щей среды, в которой находится вино-1 6?
Таблица 4.7 Коэффициент респирации (КР), соответствующий сгоранию некоторых компонентов виноградной ягоды Компоненты Формула окисления Значение КР Углеводы Кислоты яблочная лимонная винная жирная С6Н|2Об+6 О2->6 СО2 + 6 Н2О C4H6O5-j-3 Or->4 СО24-3 Н2О C6H8Oz-j-4,5 О2->6 СО2+4 Н2О С4Н6О64-2,5 О2->4 СО2+3 Н2О С18Н36О2+26 О2 18 СО2 +18 Н2О 6/6=1,00 4/3=1,33 6/4,5=1,33 4/2,5=1,60 18/26=0,70 Таблица 4.8 Респирация бессемянною винограда (по данным Жербе) Сорт Султанина 1,13 1,60 Зеленый Зрелый 1,00 Зеленый 1,38 Зрелый 136 58,5 43,3 63 41,6 35,6 Сорт Блек Мароко 140 46,7 35,2 62 35,0 81,6 1,35 1,17 1,33 1,11 Примечание. Объем газов измерен при 30° С. град. Интенсивность респирации до- стигает максимума при 37° С, при тем- пературе ниже 30° С она очень быстро снижается, при 20° С составляет толь- ко 7з от интенсивности, проявляющей- ся при 30° С. На рис. 4.2 представлена кривая газообмена винограда в зави- симости от температуры. Начиная с 20° С, дыхание резко усиливается. Кэффициент респирации также бы- стро уменьшается с понижением темпе- Рис. 4.2. Интенсивность газообмена виногра- да в зависимости от температуры. ратуры. Достигая значения 1,44 при 37° С и будучи близким к 1,33 при 30° С, он затем понижается до 1,00 при 20° С и до 0,70 при 0° С. Отсюда можно за- ключить, и это имеет первостепенное значение для понимания явлений со- зревания, что химические компоненты винограда, деградируемые при дыха- 84
Таблица 4.9 Респирация винограда в различные периоды его развития (сорт Панс) Дата Кислотность, МГ-ЭКВ Сахара, г Масса ягоды, г со*, мм3/г О2. мм’/г С02> мм8 на 1 ягоду мм’ на 1 ягоду КР 10 ИЮЛЯ 425 2,3 0,12 109 123 13,2 14,7 0,88 13 » 380 5,0 0,65 74,9 71,3 48,7 46,4 1,05 25 » 360 5,2 1,95 55,5 52,4 108 105 1,06 8 августа 395 11,5 3,10 38,3 37,5 118 116 1,02 23 » 387 24,2 3,30 35,0 34,0 115 112 1,03 3 сентября 115 13,5 5,85 20,7 22,0 121 129 0,94 (5 » 79 140,0 5,22 23,0 22,1 120 115 1,04 Примечание. Объемы газов измерены при 30° С. Таблица 4.10 нии, меняются по мере изменения тем- пературы. При 30° С респирация про- текает главным образом за счет яблоч- ной кислоты, при более высоких темпе- ратурах больше сгорает винной кисло- ты. При более низких температурах количество сгоревшей яблочной кисло- ты уменьшается, и можно предпола- 1ать, что плод использует прежде все- го свои углеводы. Эти гипотезы довольно хорошо со- гласуются с фактами. Данные анали- зов подтверждают сгорание яблочной и винной кислот в течение лета; в пе- риоды понижения температуры кислот- ность винограда в фазе созревания по- чти не изменяется. Экспериментальное подтверждение тому привел Л. Гате, который на одном и том же винограде определял прямым дозированием коли- чество потребленного кислорода и сго- ревшей яблочной кислоты в течение 30 ч при 30 °C (табл. 4.10). До начала созревания объем ис- пользованного кислорода всегда на- много больше количества, необходи- мого для сгорания исчезнувшей яблоч- ной кислоты. Следовательно, эта кис- лота не является ни единственным, ни возможно главным сгоревшим компо- нентом. В период созревания соотно- шение между потреблением кислоро- Соответствие между потребленным кислородом и исчезнувшей яблочной кислотой (в ммолях на 1 г свежей массы, сорт Совиньон) Дата измере- ний Исчезнув- шая яблоч- ная кисло- та О», соответст- вующий яблоч- ной кислоте О, потреб- ленный 29 июня 20 60 147 1 июля 36 108 135 5 » 20 60 101 19 » 24 72 80 13 сентября 6 18 18 15 » 8 24 30 21 » 9 27 33 да и убылью яблочной кислоты значи- тельно лучше, и эта кислота в данной фазе, безусловно, представляет собой один из наиболее разлагаемых эле- ментов. Эти измерения интенсивности рес- пирации производили на ягодах, отде- ленных от куста, но можно думать, что респирация ягоды на побеге пред- ставляет величину такого же порядка. Надо также иметь в виду, что у гроз- дей, хорошо освещаемых солнцем, температуры могут быть очень высо- кими. Они выше у черных, чем у бе- лых сортов. В безветренный день, ко- гда температура воздуха была около 85
Таблица 4.11 Ацидометрические балансы сусла во время созревания (Пойак, Медок, 1970) Цата Сахара, г pH Кислот- ность, мг-экв Щелоч- ность золы, МГ-ЭКВ NH«, МГ-ЭКв Сумма катионов Кислоты, мг-экв иа 1 л сусла Сумма аниоио» винная яблоч- ная лимон- ная Сорт Мерло 18 августа 72 2,70 360 38 6,8 405 181 200 2,8 384 24 » 100 2,82 268 42 4,8 315 143 165 2,4 310 31 » 134 2,98 184 42 4,8 231 124 100 2,0 225 7 сентября 166 3,15 140 46 4,0 190 104 75 1,8 181 14 » 172 3,20 116 46 2,8 165 99 60 1,8 161 21 » 192 3,35 100 52 4,4 156 100 50 2,4 152 28 » 192 3,40 104 54 5.2 163 118 40 2,0 160 Сорт Каберне Совиньон 18 августа 84 2,75 356 40 9,6 406 171 200 2,7 374 24 » 108 2,85 264 40 7,6 312 152 140 2,4 294 31 » 128 3,00 184 40 6,4 230 118 105 2,0 225 7 сентября 156 3,17 152 44 6,0 202 119 75 2,2 191 14 » 156 3,17 136 46 5,6 188 114 65 2,0 181 21 » 178 3,30 128 46 6,4 180 124 • J'J 2,4 176 28 » 188 3,35 120 50 7,6 178 124 45 2,1 171 5 октября 184 3,35 108 48 4,4 160 106 45 3,6 155 27° С, температура ягод, измерявшая- ся посредством термоэлектрических пар Годаром на винограднике в Мон- пелье, достигала 44° С. Эти расхожде- ния температуры воздуха и ягод мень- ше, если дует слабый ветер или же грозди защищены листьями. Понятно, что для южных районов частота дней с ветром, смягчающим дневную жару, является фактором, способствующим созреванию. ИЗМЕНЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ КИСЛОТ Известно, что кислотность виногра- да образуется в основном за счет трех органических кислот: винной, яб- лочной и небольшого количества ли- монной. Каждая из. этих кислот ведет себя по-своему как во.время созрева- ния,, так и во время брожения и хра- нения, кина; именно, такое индивиду-; альное поведение этих кислот в боль- шей мере определяет состав и качест- во вина. Результаты, выраженные в милли- грамэквивалентах и отнесенные к 1 л сусла, представлены в виде ациДо- метрических балансов в табл. 4.11. Исходя из этих аналитических ре- зультатов и зная число ягод, необхо- димых для получения 1 л сока, вы- числяют значения для 1000 виноград- ных ягод, приводимые в табл. 4.12. Различия в изменении цифр в табл. 4.11 и табл. 4.12 являются следстви- ем простого аффекта разбавления; эти различия увеличиваются с ростом ягоды. В таблице, которая относится к соку, цифры, выражающие-сахара, возрастают не так быстро, как умень- шаются численные значения, обозна- чающие содержание кислот; • Обычно ссылаются на три одновре- менно- действующие причины пониже- 8$
Таблица 4.12 Изменение состава виноградной ягоды во время созревания (Пойак, Медок, 1970) Дата Масса 1000 ягод, г Сахара, г Кислот- ность, мг-экв Щелоч- ность золы, мг-экв nh4, мг-экв Кислоты, мг-экв на 1000 ягод винная яблочная лимонная Сорт Мерло 18 августа 106 41 208 22 3,8 104 115 1,6 24 » 131 72 192 30 3,4 103 118 1,7 31 » 147 111 152 35 4,0 103 83 1,7 7 сентября 151 151 128 42 3,6 95 68 1,6 14 » 156 157 106 42 2,5 90 55 1,6 21 » 151 165 86 45 3,8 86 43 2,0 28 » 144 173 94 2орт Кабе 49 эне Совин 4,7 ьон 106 36 1,8 18 августа 93 52 221 25 5,9 106 124 1,7 24 » ПО 78 189 28 5,4 109 100 1,7 .31 » 128 101 145 31 5,0 93 83 1,6 7 сентября 125 125 120 35 4,8 95 60 1,7 14 » 131 126 НО 37 4,5 92 55 1,6 21 » 128 143 102 37 5,1 100 40 1,9 28 » 121 148 95 39 6,0 98 35 1,6 5 октября 118 143 76 34 3,1 75 32 2,3 ния кислотности винограда в период созревания: явление разбавления, мо- билизация оснований, нейтрализую- щих кислоты ягоды, и явление респи- рационного горения. В течение 45 дней от начала созре- вания до зрелости, несмотря на транс- пирацию, вода поступает в плод не- прерывно. Ягода удваивает свой объ- ем. Массу воды, полученной виногра- дом, можно приблизительно вычис- лить по увеличению его массы, за вы- четом массы сахаров. При этом кон- статируют, что процентное содержа- ние кислот пропорционально снижает- ся в сусле в 2 раза больше, чем в ви- ноградной ягоде. Следовательно, раз- бавление и горение поровну участву- ют в уменьшении кислотности. Синтез винной и яблочной кислот Когда сравнивают содержание в ви- нограде винной и яблочной кислот в два четко определенных периода его развития: в начале созревания и в фа- зе зрелости, в разные годы, то конста- тируют, что не только эти содержания колеблются по годам, но и отношения содержания винной кислоты к содер- жанию яблочной кислоты также будут разными. По результатам анализов (двух сортов), проводившихся авто- рами на шести разных виноградниках в течение двух десятков лет, это отно- шение изменялось в начале созрева- ния от 0,71 до 2,07 и в момент зрело- сти— от 1,27 до 5,20.
Таблица 4.13 Среднее содержание винион и яблочной кислот по годам в мг-экв на 1 л сока Год В половине фазы начала созревания В фазе зрелости винная кислота яблочная кислота отношение винной кислоты к яблочной винная кислота яблочная кислота отношение винной кислоты к яблочной 1965 164 207 0,79 109 82 1,33 1966 156 197 0,79 117 44 2,66 1967 176 202 0,87 102 32 3,19 1968 151 206 0,73 104 73 1,42 • 1969 183 203 0,90 132 55 2,40 1970 153 186 0,82 103 34 3,01 В табл. 4.13 приведены данные со- держания винной и яблочной кислот. Изменение содержания винной кислоты Обычно считают, что в противопо- ложность яблочной кислоте, содержа- ние которой постоянно уменьшается, процентное содержание винной кисло- ты в виноградной ягоде остается до- вольно постоянным. Это в общем точ- но для большей части урожаев, когда содержание кислот определяют лишь в начале и в конце периода созрева- ния, но при детальном рассмотрении, это оказывается далеко не так. В дей- ствительности процентное содержание винной кислоты непрерывно изменяет- ся (рис. 4.3; 4.4; 4.5). Например, летом 1937 г. климатиче- ские факторы в районе Бордо позво- лили зафиксировать явления, которые обычно проходили незамеченными. Для этого лета характерным был пе- риод засухи и сильной жары, который продолжался с начала созревания до 10 сентября (средняя из максималь- ных температур 29°С). В течение это- го времени содержание винной кисло- 8S ты заметно понизилось у всех сортов, потому что она сгорала быстрее, а приток ее замедлился. Затем в тече- ние одиннадцати дней подряд шли дожди с общим количеством осадков 75 мм. В таких случаях наблюдают резкое повышение кислотности в яго- дах в форме винной кислоты (см. рис. 4.3). Повышается щелочность зо- лы и одновременно увеличивается со- держание как тартратов, так и винной кислоты в свободном состоянии (см. рис. 4.4 и 4.5). Если кривая эволюции винной кис- лоты в ягоде представляет четко вы- раженный подъем, за которым следует снижение, то такой характер кривой объясняется контрастами метеороло- гических условий лета. После жарких дней, когда наблюдается уменьшение содержания винной кислоты, выпада- ют обильные дожди, которые вызыва- ют интенсивную миграцию; последую- щие 3 нед сухой и солнечной погоды привели к новому уменьшению содер- жания этой кислоты. Таким образом, содержание виииойг кислоты в виноградных ягодах нахо- дится в тесной связи с температурой и особенно с циркуляцией воды в. штамбе.
Изменение содержания яблочной кислоты По аналогии можно подумать, что процентное содержание яблочной кис- лоты зависит от этих же явлений миг- рации и горения, но в начале созрева- ния миграция этой кислоты не ком- пенсирует очень интенсивного горе- ния. В данном случае концентрация Рис. 4.3. Эволюция винной кислоты в вино- градной ягоде в период созревания в 1937 г. (Район Бордо) сортов: / — Каберне; 2 — Мерло; 3— Совиньон; 4— Семильон; 5 — Мальбек. Рис. 4.4. Эволюция винной кислоты в вино- градной ягоде в период созревания в 1938 г. (район Бордо) сортов: 1 — Каберне фрак; 2 — Мерло; 3— Совиньон; 4 — Семильон; 5 — Мальбек. яблочной кислоты непрерывно и очень быстро уменьшается. Выше было по- казано, что интенсивность дыхания всегда более чем достаточна для объ- яснения исчезающих количеств яблоч- ной кислоты. С другой стороны, в зре- Число дней после напала созревания Рис. 4.5. Сравнительная эволюция винной кислоты в виноградной ягоде в период созре вания, по наблюдениям за 6 лет. Во избежание взаимного наложения графики сдвинуты отно- сительно один другого (интервал между гори- зонтальными линиями сетки равен 10 мг-экв): / — 1952 г.; 2 — 1953; 3 — 1954; 4 — 1955; 5— 1956; б — 1957 г. лом винограде активно протекает пре- вращение яблочной кислоты в глюко- зу (Ж. Риберо-Гайон, 1959). На содержание яблочной кислоты в винограде влияют три основных фак- тора: метеорологические условия ле- та, сорт и крю, под которым понима- ют комплекс «почва — микроклимат». На рис. 4.6 показана эволюция яблоч- ной кислоты во время созревания в различные годы. Содержание этой кислоты уменьшается более или ме- нее равномерно, очень быстро в пе- 89
риод созревания винограда и более медленно в последующий период. Иногда отмечают небольшое повыше- ние содержания яблочной кислоты в дни, предшествующие достижению полной зрелости. В некоторые годы виноградное растение синтезирует больше винной и меньше яблочной Рис. 4.6. Эволюция яблочной кислоты в пе- риод созревания по наблюдениям за 6 лет: /— 1953 г.; 2— 1954; 3— 1955; 4— 1952; 5— 1956; 6 — 1957 г. кислоты, следовательно, винная кис- лота в ягодах, так же, как и яблоч- ная, участвует в образовании оконча- тельной кислотности. Как правило, процентное содержа- ние винной кислоты больше зависит от года, чем от крю, т. е. от особенностей почвенно-климатического комплекса на данном участке; яблочная же кис- лота зависит от крю в такой же сте- пени, как и от года. Для ряда сортов, культивируемых в Западной Германии, Вейнар (1965, 1967) подтверждает хорошо извест- ное отношение между температурами лета и содержанием яблочной кисло- ты. Когда число дней с максимальной температурой не менее 25° С состав- ляет от 45 до 60, яблочная кислота в оуслах имеет 'концентрацию, пример- но, 5 г/л; если же число таких дней меньше 30, io концентрация будет, примерно, 10 г/л. Кливер (1967) сравнил концентра- ции тартратов и малатов у ягод 26 ви- дов Vitis и 50 сортов Vitis vinifera, культивируемых в сравнимых услови- ях. Винная кислота составляла от 14 до 80% содержания всех анионов в ягодах различных видов Vitis и от 42 до 79% у сортов Vitis vinifera. Этот же автор в 1971 г. установил опреде- ляющее влияние температуры на уменьшение концентрации органиче- ских кислот; интенсивность освещения играет лишь второстепенную роль. Изменение содержания кислот в гребне и в кожице Выше отмечалось, что твердые тка- ни грозди примерно с одинаковым процентным содержанием анионов со- держат намного больше кислот в виде солей, чем мякоть. Это выражается в явно более высоких значениях pH этих тканей, чем у сусла (например, pH 4,3 вместо 3,3). Отсюда также следу- ет, что настаивание на мезге, состоя- щей из кожицы и семян, и в извест- ных случаях на гребнях заметно сни- жает кислотность красных вин и не- сколько повышает pH. В табл. 4.14, составленной для ви- нограда сорта Семильон, показан» постоянство содержания винной кис- лоты в гребне и уменьшение в кожи- це, а также снижение содержания яблочной кислоты в гребне и стабиль- ность в кожице. У красных сортов со- 90
Таблица 4.It Ацидотиетрические балансы в различных частях грозди (сорт Семильон) (Леоньан) Часть грозди Дата измерения pH Кислот ность, МГ-ЭКВ Щелоч- ность золы, мг-экв Су.мма катионов Кислоты, мг-экв на 1 кг свежей массы Сумма анионов винная яблоч- ная лимон- ная Гребень 4 сентября 4,25 71 142 213 86 102 7 195 14 сентября 4,40 81 140 221 70 140 7 217 24 сентября 4,20 69 112 181 68 97 4 169 1 октября 4,30 72 144 216 106 90 7 203 8 октября 4,30 58 104 162 86 80 5 172 Кожииа 4 сентября 3,55 130 73 203 85 106 4 195 14 сентября 4,10 94 105 199 74 105 3 182 24 сентября 4,20 79 108 187 66 100 3 169 1 октября 4,30 63 110 173 . 63 95 3 161 8 октября 4,30 67 116 183 ' 64 110 3 177 Мякоть 4 сентября 2,80 346 35 381 108 255 3 366 14 сентября 3,01 186 40 226 88 147 2 237 24 сентября 3,25 131 41 172 75 100 2 177 1 октябоя 3,29 125 45 170 ’ 80 92 2 174 8 октября 3,38 109 45 154 69 85 2 156 держание яблочной КИСЛОТЫ В кожице иногда и в 5 раз выше, чем в начале ниже. Эволюция органических кислот созревания. По мере созревания вино- в гребне и кожице происходит иначе, чем в мякоти. Бедные сахарами, бога- град накапливает азот. Катион аммония или минерального тые неорганическими веществами и азота поступает в ягоду непрерывно, полифенолами, эти ткани по своему но его концентрация не возрастает, а составу ближе к листу, чем к мякоти. обычно даже уменьшается, так как по Плодоножка и эпидермис в некотором мере созревания он расходуется на роде не являются частями сочного синтез органических азотистых ве- плода. ИЗМЕНЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ществ. В зеленом винограде катион аммония часто составляет ’/г и даже 4/5 общего азота; начало созревания АЗОТИСТЫХ ВЕЩЕСТВ является исходным моментом актив- После Жирара и Линде, которые ного протеосинтеза. Во время созревания содержание наблюдали обогащение азотом вино- различных свободных аминокислот в градной ягоды во время созревания, ягодах и в сусле непрерывно возраста- Лаборд и Вантр в своих работах ука- ет (Лафон-Лафуркад и Гимберто, лали на уменьшение содержания гид- 1962) Пропорция аминного азота, со- рата окиси аммония, а Пенно — на держащегося в зеленом винограде, эволюцию аминного азота. всегда мала, иногда близка к нулю; и В табл. 4.15 показана эволюция раз- только после начали созревания вино- личных форм азота в винограде. град начинает синтезировать значи- В состоянии зрелости содержание тельные количества аминокислот. Уве- азота в мякоти, как правило в 2, а личение содержания аминного азота 91
Таблица 4,15 Распределение и изменение содержания азота в виноградной ягоде (сорт Семильон) Дата Масса 100 ягод, г Азот, мг-экв на 1000 ягод общий нерастворимый раствори- мый Растворимый в мякоти семена кожица мякоть NH, nh2 белко- вый азот иолипептид- ный азот 25 августа 950 970 435 345 195 95 75 6 19 4 сентября 1000 ИЗО 444 208 208 64 98 16 30 14 » 1640 1250 474 481 292 80 128 40 44 24 » 1710 1360 400 620 341 68 150 57 66 1 октября 1790 1520 394 770 354 85 138 63 68 8 » 1830 1590 386 865 363 98 139 55 71 менее пропорционально, чем возраста- ние общего азота. Отмечается, что по мере созревания винограда азотистые вещества мякоти образуются за счет более тяжелых молекул. Так же воз- растают гексозамины (Дейбнер, 1964). Катион аммония, аминокислоты, слабо полимеризованные полипепти- ды являются обычными формами ми- грации; незначительный объем их мо- лекул позволяет им легко циркулиро- вать в растении. Катион аммония по- ступает из нитратов почвы и остатков разложения; аминный азот и полипеп- тиды поступают из листьев. С другой стороны, пептоны и белки, имеющие большие молекулы, образуются в са- мой ягоде из предшествующих ве- ществ. Все изложенное выше относится только к эволюции азотистых веществ в мякоти. В целом мякоть относитель- но бедна азотом; в ней содержится ’А или 7б часть всего азота ягоды, тогда как по массе мякоть составляет от 70 до 80%. Почти весь азот нахо- дится в кожице и семенах. Если рассматривать ягоду в целом виде, то часто в конце периода созре- вания наблюдают прекращение мигра- ции азота и перераспределение его в виноградной ягоде. Семя достигает 92 физиологической зрелости до полного созревания плода и начинает отдавать свой азот тканям мякоти. Таким об- разом, семя теряет от 15 до 20% сво- его азота в виде аммиака. Несомнен- но, оно отдает и другие вещества, представляющие интерес с точки зре- ния энологии. Содержание азота в зрелом вино- граде является одной из характери- стик сорта. Например, в одинаковых условиях культуры Каберне Совиньон, Мальбек, Совиньон богаты азотом; Семильон, Мерло относятся к сортам, содержание азота в которых относи- тельно невелико. Вопросы биосинтеза аминокислот и белков детально разработали Ж- Ри- беро-Гайон и П. Риберо-Гайон (1971). ИЗМЕНЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ФЕНОЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ Исследование этой эволюции стал- кивается с трудностями экстракции этих соединений из различных частей винограда. П. Риберо-Гайон (1971— 1972) реализовал экстракцию феноль- ных соединений из кожицы и семян с помощью водно-спиртового раствора (15° Гей-Люссака), частично подкис- ленного винной кислотой (pH 2,45).
Проводили три операции по экстраги- рованию при температуре окружаю- щей среды и затем три другие — при температуре 100° С. Такая методика позволяет оценить применительно к исследуемой растительной ткани спо- собность этих веществ переходить в раствор. Легкость растворения их представляет собой важный энологи- ческий фактор. В табл. 4.16 приведены результаты нескольких экспериментов, проведен- ных автором в период созревания ви- нограда способом общей экстракции. Таблица 4.16 Изменение содержания фенольных соединений в период созревания винограда (по данным П. Риберо-Гайона, 1972) (сорт Каберне Совиньон, урожай 1970 г.) Дата В кожице В семенах ^антоцианы, г/л в 1000 ягодах фенольное число таиины, г/л в 1000 ягодах фенольное число танины, г/л в 1000 ягодах 24 августа 0,45 37,5 4,20 76,0 7,35 31 » 1,20 46,5 4,15 56,5 3,65 3 сентября 1,45 39,0 2,70 69,0 3,50 14 2,15 49,5 3,75 30,5 2,10 21 2,30 60,5 4,25 29,5 2,10 28 » 2,65 55,5 8,30 26,0 1,40 5 октября 2,10 46,0 4,35 29,5 2,15 В случае антоцианов 75% и более пигментов экстрагировали на холоде; можно считать, что после второй эк- стракции они были извлечены полно- стью; кожица стала совершенно бес- цветной. Что касается танинов, то здесь было другое положение; экстрак- ция на холоде составляла примерно 30% и, как исключение, достигала 50%; экстракция была неполной даже после обработки при повышенной тем- пературе. Понятен интерес, который представ- ляют для энологов эти наблюдения. Нетрудно вычислить, что 1,3 кг вино- града, необходимого для приготовле- ния 1 л вина, содержат около 2 г ан- тоцианов и 9 г танина. Однако в мо- лодом красном вине содержится толь- ко '/4 часть этих количеств, 3/4 этих ве- ществ выбрасываются с выжимкой. Обер и Пу (1969) пришли к этому же выводу. Уже в начале созревания содержа- ние танина в кожице достигает значи- тельной величины и иногда составля- ет больше половины того количества, которое бывает в состоянии зрелости. Антоцианы же появляются с момента начала созревания, и их содержание непрерывно возрастает; как и у тани- - нов, накопление -нх достигает макси- мума и затем в состоянии зрелости и перезрелости содержание антоцианов уменьшается. Это явление наблюдали также Лепадату и сотрудники (1971). Общие танины семян сильно умень- шаются в начальной стадии периода созревания. Сорт Каберне Совиньон, как правило, богаче фенольными сое- динениями, чем сорт Мерло; особенно различие проявляется в содержании этих веществ в семенах. Когда сравнивают урожаи 1969, 1970 и 1971 гг., то наблюдают значи- тельные расхождения: в 1969 г. вино- град был с меньшим содержанием фе- нольных соединений, а в 1970 г. был слабее окрашен и имел больше ду- бильных веществ. В расчете на 1000 ягод содержание антоцианов колеб- лется от 1,2 до 2,2 г для сорта Мер- ло, от 1,4 до 2,4 —для сорта Каберне Совиньон, содержание танинов в ко- жице изменяется соответственно от 3,8 до 4,6 г и от 4,0 до 5,9 г. П. Риберо-Гайон сделал заключе- ние, что фенольные соединения и осо- бенно антоцианы относятся к тем ком- понентам винограда, которые больше всего подвержены влиянию климати- ческих условий года. Отсюда понятна важная роль, которую играют феноль- 93
Таблица 4.17 Изменение содержания витаминов группы В во время созревания винограда (в мкг на 1000 ягод) Витамины, мкг Эволюция витаминов через определенное количество дней начало созревания через 10 дней через 20 дней через 30 дней через 40 дней через 50 дней (зрелость) Тиамин 152 212 214 306 357 253 Рибофлавин 8,8 5,2 7,5 5,6 4,5 3,6 Пантотеновая кислота 340 460 580 630 610 660 Никотинамид 390 460 590 630 660 700 Пиридоксин 140 230 290 300 260 260 Биотин 3,1 3,0 1,8 2,3 2,2 2,2 Мезоинозит, мг 118 184 212 247 238 297 Аминобензойная кислота 1,0 — 4,4 9,4 12 14 Фолиевая кислота 0,4 — 0,6 0,9 1,2 1,3 Холин, мг 9 — 20 22 22 24 ные соединения в характеристике ви- на с указанием года урожая. - Кливер (1970), Кливер и сотрудники '(1972) исследовали влияние факторов температуры и оовещенности на ок- раску винограда различных сортов. Чем больше освещенность, тем интен- сивнее окраска виноградных ягод. С другой стороны, самые высокие тем- пературы отнюдь не являются самыми 'благоприятными; например, дневная температура порядка 35° С препятст- вует образованию антоцианов. Важ- ное значение имеют температуры но- чи; при постоянной дневной темпера- туре (25° С) виноград оказывается тем больше окрашенным, чем ниже темпе- ратуры ночью. Ж. Риберо-Гайон и П. Риберо-Гай- он (1971) описали общие механизмы, позволяющие истолковывать биосин- тез фенольных соединений у высших растений, а также дали документаль- ное обоснование образования и эво- люции этих соединений в винограде. ИЗМЕНЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ВИТАМИНОВ ГРУППЫ В Витамины группы В винограда об- щим числом десять можно определять микробиологическими методами. Пей- но и Лафуркад (1958) составили при- веденную табл. 4.17 эволюции этих ви- таминов в виноградной ягоде. Чаще всего количество витаминов в винограде возрастает во время созре- вания, за исключением биотина, содер- жание которого уменьшается. Некото- рые витамины, и в частности тиамин, достигают своего максимума за не- сколько дней или несколько недель до полной зрелости. Наиболее зрелые ягоды необяза- тельно содержат наибольшее количе- ство витаминов. Перезрелость ягод также сопровождается небольшими понижениями их содержания (табл. 4.17). ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗРЕЛОСТИ Очень трудно дать строгое определе- ние состояния зрелости винограда. Все имеют представление о зрелом вино- граде, но зрелость не является абсо- лютной характеристикой. К моменту уборки виноград является более или менее зрелым в зависимости от темпе- ратур лета. Зрелость бывает большей или меньшей или наступает более или «4
менее быстро в зависимости от сорта, способов культуры и условий года. Не существует какого-то жесткого, опре- деленного состояния физиологической зрелости, легко поддающегося опреде- лению, но имеются определенные градации зрелости. Определение может изменяться в зависимости от того, какую цель себе ставят; оно будет различным для сто- ловых и технических сортов, а для последних — также в зависимости от качества и типов вырабатываемых вин. Если речь идет только об объеме урожая, зрелость определяется мо- ментом, когда средний объем ягод и их масса достигают максимума. При продаже вина с учетом спиртуозности в процентах объемных исследуют только производство спирта, в этом случае зрелость соответствует макси- мальной сахаристости ягод, и тогда определяют выход сахара на 1 га. Когда же прежде всего интересует качество, то не следует спешить с на- чалом уборки даже в ущерб количе- ству, чтобы в некоторых случаях обес- печить небольшое концентрирование сахаров и более полное сгорание яб- лочной кислоты. В районе Бордо, в Бургундии стараются таким путем до- биться легкой перезрелости виногра- да, без чего не бывает настоящего ка- чества вин. С другой стороны, для сор- тов, выращиваемых в некоторых жар- ких районах, а также для сортов, пред- назначенных для производства белых сухих вин, с целью сохранения доста- точной кислотности можно начинать уборку винограда до достижения сро- ка его нормальной зрелости. Делались попытки определить сос- тояние зрелости винограда путем про- стых аналитических величин или по отношениям между этими величинами. Однако эта проблема так легко не решается, особенно в таких районах, где состояние зрелости изменяется .в зависимости от года. Для этого нуж- но, чтобы кривые изменений для раз- личных компонентов были правильны- ми и всегда похожими и особые усло- вия каждого года выражались только изменением даты, когда виноград до- стигает заданного состояния зрело- сти. Между тем нет никакой зависимо- сти между изменениями сахаров, кис- лот, оснований, красящих веществ, так как эти явления имеют различные физиологические механизмы. Зре- лость не является постоянным состоя- нием, существует много различных со- стояний зрелости (за исключением некоторых жарких районов, где вино- град хорошо вызревает каждый год и в каждом урожае дает вина одного и того же состава). Показатель созревания Было отобрано большое количество показателей отношений между компо- нентами винограда для того, чтобы определить состояние зрелости, и, ко- нечно, отношение содержания сахара к кислотности, называемое показате- лем зрелости, или глюкоацидометри- ческим показателем, является наибо- лее простым и показательным. Это отношение основано на эмпирическом выводе, согласно которому в период созревания сахаристость изменяется обратно пропорционально кислотности. Однако такое отношение не имеет фи- зиологического обоснования, и поэто- му было много случаев, когда сообща- ли об исключениях из этого правила. Определенному количеству накоплен- ных сахаров не всегда соответствует такая же потеря кислотности. Отношение сахара к кислотности плохо подходит для сравнения сортов между собой, так как среди них суще- ствуют такие, которые одновременно и содержат много сахара и имеют вы- сокую кислотность, как, например, 95
Таблица 4.18 Изменение отношения сахара к кислотности во время созревания (Пойак, 1970) Дата Сахара, г/л Кислотноеть, г/л Сахара Сахара, г/л Кислотное ть, г/л Сахара кислотность кислотность Сорт Мерло Сорт Каберне Совиньон 18 августа 72 17,6 4,0 84 17,4 4,8 24 » 100 13,1 7,6 108 13,0 8,2 31 » 134 9,02 14,0 128 9,02 14,0 7 сентября 166 6,86 24,0 156 7,96 19,0 14 » 172 ' 5,68 30,0 156 6,67 23,0 21 » 192 4,90 39,0 178 6,27 28,0 28 » 192 5,10 37,0 188 5,88 32,0 5 октября — — — 184 5,30 34,0 аорт Пти Вердо. Однако не будучи аб- солютно правильным, это отношение удобно для использования в практиче- ской работе и обладает определенной сравнительной ценностью. Отношение сахара к кислотности рассчитывают по содержанию сахара, выраженному в граммах на 1 л сусла, при прямом определении качества, или же на практике, вычисляют просто по плотности сусла и по титруемой кис- лотности, выражаемой в граммах сер- ной кислоты на 1 л сусла (обычно для винограда технических сортов) или в граммах винной кислоты (для столо- вого винограда). В других странах рассчитывают отношение Кельхофера путем деления градусов Эксле сусла на кислотность, выраженную в грам- мах винной кислоты. Градус Эксле, применяемый также в Эльзасе, пред- ставляет собой разность между 1000 и плотностью сусла, например, плот- ность сусла 1083,5 соответствует 83,5° Эксле. В табл. 4.18 показана эволюция от- ношения сахара к кислотности для двух сортов. Учитывая, что содержание яблочной кислоты в период созревания постоян- но возрастает, а винной обычно почти стабильно, Бараджьола предложил определять степень зрелости отноше- нием Винная кислотах 100 Общая кислотность кислотность выражена в граммах вин- ной кислоты. Ферре видоизменил этот расчет и назвал коэффициентом созревания следующее отношение: Винная кислотахЮО Кислотность+щелочность золы Это отношение в целом выражает процентное содержание винной кисло- ты относительно содержания общих анионов. Полностью избегая количе- ственного анализа яблочной кислоты, оно дает те же результаты, как и от- ношение Винная кислота Винная кислота+яблочная кислота ’ однако известно, что нет связи между синтезами этих двух кислот. Ферре также указал на коэффици- ент связывания кислот / Щелочность золыХЮО \ \ Кислотность-)-щелочность золы/ ’ который бывает относительно более высоким в год хорошей зрелости. 96
Таблица 4.19 Коэффициенты созревания винограда в разные годы Дата Сахара Коэффициенты Винная кислота х 10 яблочная кислота Коэффициент связывания Бараджьола Ферре кислотность 18 сентября, 1970 г. 38 113 74 39 68 26 » 1966 г. 33 95 69 32 45 2 октября, 1967 г. 59 93 65 21 59 29 сентября, 1969 г. 21 82 63 17 45 2 октября, 1968 г. 29 62 46 10 51 5 » 1965 г. 23 82 64 20 43 Примечание. Коэффициенты рассчитаны во время сбора винограда сорта Мерло на одном и том же участке Пойак, годы даны в порядке убывания качества. В общем этот показатель связывания основан на непрерывном накоплении катионов, в то время как органические кислоты постепенно уменьшаются. Это накопление, по существу, не зависит от сгорания кислот и увеличения ко- личества сахаров. Эти отношения могут показаться приемлемыми, так как в процессе со- зревания кислотность понижается, то- гда как концентрация сахаров и ми- неральных веществ возрастает. Но эти явления вызываются различными фак- торами: количество сахаров связано с инсоляцией, мобилизацией глюцидных резервов; винная кислота зависит прежде всего от режима дождей, сго- рание яблочной кислоты особенно за- висит от температуры; неорганические основания зависят от циркуляции во- ды в растении. Сравнение всех коэффициентов по- казано в табл. 4.19. Из рассмотрения приведенных выше данных можно сделать вывод, что ни один из этих показателей не может дать логической классификации уро- жаев в зависимости от состояния их зрелости. 4 Зак. 1929 Фиксирование даты сбора винограда Во многих районах имеется тенден- ция убирать урожай возможно рань- ше. Это повторяют со времен Оливье де Серр и констатируют почти при каждой уборке. Это первая причина, из-за которой качество вина далеко не всегда такое, каким оно могло бы быть. Конечно, спешку с началом уборки можно, с одной стороны, по- нять. Дело в том, что виноградарь опе- шит скорее убрать продукт годового труда в надежное место. Нужно также учитывать обязанность назначать за- ранее начало сбора, трудность изме- нить эту дату, если потребуется, или прервать уже начатую уборку, невоз- можность предвидеть погоду и, нако- нец, условия найма рабочей силы и организацию работ. Имеет значение и пример соседей, перед которым труд- но устоять. Так как на некоторых ви- ноградниках сбор урожая тянется не- сколько недель, то иногда его начи- нают слишком рано, чтобы не риско- вать закончить уборку слишком позд- но. Серьезную угрозу для урожая всег- да представляют непогоды. Град и 9Т
ночные заморозки в это время быва- ют редко, но затяжные дожди могут сильно затруднить работу, вызвать снижение сахаристости и потерю части урожая из-за развития гнили или опа- дания ягод. Эти трудности и риск — реальные вещи, но когда добиваются качества, возможен только один вы- ход, потому что слишком ранняя убор- ка наносит ему непоправимый ущерб. Дату начала сбора урожая все еще зачастую определяют на основе опы- та. Однако недостаточно учитывать внешний вид грозди, сахаристость или кислотность ягод, их сочность, устой- чивость к отделению, цвет гребня и др. Нужно определить массу ягоды, ее сахаристость, процентное содержание кислот. В некоторых районах эту да- ту назначают по длительности вегета- ционного цикла винограда, который в каждом году считают постоянным. Та- ким путем можно намечать начало уборки за 3 мес, считая, что от перио- да полного цветения до уборки прохо- дит около 100 дней; кроме того, счита- ют, что с начала созревания до полной зрелости проходит 1,5 мес. Эти вегета- ционные циклы достаточно точные, ес- ли брать среднее значение за несколь- ко лет, но все же зависят от метеоро- логических условий. Заранее намечен- ные сроки могут быть нарушены кли- матологическими аномалиями, непре- рывными дождями или длительной за- сухой, что задерживает нормальную эволюцию созревания. Табл. 4.22 и 4.23, где приведены климатологические условия за не- сколько лет в районе Бордо, показы- вают относительное постоянство веге- тационного цикла. С середины перио- да цветения и до наступления зрело- сти насчитывают от 104 до 120 дней и от середины периода начала созре- вания до наступления зрелости — от 41 до 53 дней. Следовательно, в июне уже можно рассчитать дату начала уборки с точностью до 8 дней. В ав- густе ее можно назначить с точностью от 4 до 5 дней, считая, что с_момента, когда половина ягод изменит свою ок- раску, потребуется 45 дней. У сортов раннего созревания вегетационный цикл короче. Виноградарю весьма полезно сле- дить каждый год за ходом созревания винограда на одном и том же вино- граднике, определяя содержание са- хара (сахариметром) и кислотность. Таким образом, можно констатиро- вать, что созревание в одном и том же районе и даже на одном и том же участке протекает по-разному; суще- ствуют очень благоприятные микро- климаты, обеспечивающие более ран- нее созревание. В каждом хозяйстве и в каждом году бывают делянки, с ко- торых начинают сбор урожая. Это ис- следование является основой рацио- нального определения даты начала уборки; кроме того, оно позволяет знать заранее состав сусла и соответ- ственно информировать винодела об особенностях переработки винограда данного урожая. Таким образом, продолжает соблю- даться старинный обычай провозгла- шения начала сбора винограда. Воз- никшая еще в эпоху феодализма, та- кая церемония проводится в наши дни во Франции по инициативе властей коммун. Раньше этого дня винограда- рям не разрешается начинать сбор урожая. Такой порядок обеспечивал поддержание качества вин и престижа их марок. В районе Бордо начало уборки ви- нограда чаще всего приходится на по- следнюю неделю сентября. Согласно записям, которые ведутся уже более 150 лет, крайние сроки зарегистриро- ваны 18 августа 1893 г. и 27 октяб- ря 1816 г. Двадцать раз сбор виногра- да начинали до 15 сентября и двад- цать раз — после 30 сентября. 98
Уместно подчеркнуть еще раз, что для получения возможно лучшего ка- чества необходимо ждать полной зре- лости. Сбор винограда следует прово- дить сорт за сортом и в этом отноше- нии, очевидно, более целесообразно производить посадки каждого сорта на отдельных участках. Некоторые ав- торы рекомендуют сбор урожая в два срока; сначала снимать грозди с верх- ней части куста, а по истечении неко- торого времени — с остальных побегов. Нужно также подчеркнуть, что спо- собы коррекции сусел не позволяют компенсировать нарушение равнове- сия, вызываемое неполной зрелостью. Шаптализация, концентрация повы- шают процентное содержание сахаров без снижения кислотности недостаточ- но зрелого винограда. С другой сто- роны, раскисление удаляет винную, а не молочную кислоту, как это проис- ходит в процессе естественного созре- вания. Следовательно, • разрешение проводить коррекцию сусел не должно побуждать к более раннему началу сбора винограда. ФАКТОРЫ СОЗРЕВАНИЯ И КАЧЕСТВА ВИНОГРАДА Существуют различные виды фак- торов, влияющих на состав винограда: а) перманентные факторы, которые действуют постоянно и не подверже- ны годовым изменениям, включая в себя сорт, подвой, климат, характер почвы, возраст насаждений. Они пред- ставляют собой достояние виноград- ника; б) климатологические факторы, которые могут изменяться с каждым годом и которые создают характерные особенности урожая данного года — это температура, инсоляция, влаж- ность и их периодичность по отноше- нию к вегетационному циклу; в) из- меняемые факторы — условия культу- ры, обрезка, удобрения и т. д.; г) фак- торы случайные — грибные болезни, например мильдью, оидиум, гниль, и не менее важные резкие изменения метеорологических условий. Ниже будет рассмотрено влияние некоторых из этих факторов на про- цесс созревания и на состав винограда в состоянии зрелости. Ранкин и сотрудники (1971) прове- ли в Австралии глубокое изучение факторов, определяющих состав вино- града и качество вин. Сравнительный состав винограда различных сортов Сорта различаются особенностями своего развития и видом разных ор- ганов растения: листьев, ветвей, гроздей. Но между ними существуют также различия физиологического по- рядка, выражающиеся в исключитель- ном разнообразии состава мякоти и других частей винограда. Различные ароматические вещества кожицы при- дают винограду его вкус, а вину — его особый аромат. Наряду с этим знание химических характеристик разных сор- тов, и в частности элементов кислот- ности, имеет большое значение для понимания различий между разными типами вин. В данном случае будут рассмотрены только бордоские сорта, которые лучше известны авторам, и в качестве примера проанализированы аналитические данные табл. 4.20, от- носящиеся к этим сортам. Ясно, что ягоды разных сортов ве- дут себя неодинаково в период созре- вания; известно также, что сусла име- ют значительные различия по своему составу. Кислотность и особенно со- держание яблочной кислоты являются наиболее изменчивыми элементами сортов винограда. В некоторые годы сорта Пти Вердо и Мальбек в состоя- нии зрелости имеют в 3 раза больше яблочной кислоты, чем сусло сорта Мерло. 4* 99
Таблица 4.20 Средний состав сусел бордоских сортов (данные в сравнимых условиях в разные годы) Сорта, культивиру- емые на одной и той- же почве Спиртуоз- ность, % об. Кислотность, мг-экв Винная кисло- та, мг-экв Яблочная кис- лота, мг-экв Красные Мерло 12,0 92 110 36 Каберне фран 11,3 99 102 40 Каберне Совинь- он И,4 102 111 50 Мальбек и.о 108 98 55 Пти Вердо Белые 12,5 120 120 60 Совиньон 13,0 90 80 45 Семильон 12,4 80 82 32 Мюскадель 11,2 84 90 38 По содержанию яблочной кислоты бордоские сорта разделяют на бога- тые и бедные. Эту классификацию оп- ределяют каждый год снова; следова- тельно, речь идет об особенности сор- та. Если расположить бордоские сор- та по их кислотности в убывающем порядке, то получится следующая по- следовательность; Пти Вердо, Маль- бек, Каберне Совиньон, Каберне фран и Мерло. Вполне вероятно, что кислотность сортов имела решающее значение при эмпирическом подборе сортового сос- тава района. Можно также отметить, что в департаменте Жиронда сорт Каберне, который стал основным бла- годаря особому аромату, был допол- нен на некоторых виноградниках сор- том Мальбек, более богатым яблоч- ной кислотой для получения гармонич- ных вин; на других виноградниках та- ким дополнительным сортом стал Пти Вердо, придающий вину свежесть и крепость в годы хорошего вызревания, а также обладающий малой кислотно- стью сорт Мерло, который придает вину бархатистость в менее жаркие годы. Тенденция к развитию производства бархатистых вин привела к тому, что после войны в Жиронде в основном производили посадки малокислотных сортов Мерло и Семильон. Этому же способствовали и причины агротехни- ческого порядка. В настоящее время в первую очередь расширяются насаж- дения сортов Совиньон и Каберне Совиньон, которые дают меньшую про- дуктивность, но имеют более выра- женный сортовой аромат. Выбор сорта в зависимости от климата Виноград культивируют между 35 и 50 град северной широты; он хорошо адаптируется в относительно жарком климате благодаря своей засухоустой- чивости, а также в относительно хо- лодных климатических условиях. В зоне холодного климата стремят- ся иметь сорта раннего созревания, ко- торое заканчивается до наступления осенних заморозков. Они не требуют большого количества тепла в период от вступления в вегетацию до дости- жения зрелости и дают виноград с ма- лой кислотностью. В основном куль- тивируют белые сорта; красные сорта требуют для синтеза антоцианов и та- нинов большего количества солнечных дней. В жаркой зоне климата, который ха- рактерен для Юга Франции, Испа- нии, южной части Италии, Греции Северной Африки, культивируют сор- та позднего созревания третьего и чет- вертого сроков, которые дают высокие показатели как по сахаристости ви- нограда, так и по общей массе уро- жая. В зонах умеренного климата ис- пользуют сорта первого и второго срока. Таким образом, если сорт Пи- но, культивируемый в Бургундии, от- носится к первому сроку (созревает раньше сортов Шасла, Мерло и Ка- 100
берне Совиньон), типичные бордоские сорта являются сортами второго сро- ка, а Каберне Совиньон даже поздне-' го срока созревания. Необходимо от- метить, что сорт Каберне намного луч- ше переносит повышенную влажность Атлантического побережья, чем другие сорта винограда. Сорт Пино дает в Бургундии тонкие вина, а если лучшее созревание обес- печивает получение более высокого качества, то дальше на юг сорт Пино должен был бы давать еще более луч- шие вина. Однако на деле происходит обратное явление, и даже сорт Кабер- не Совиньон в зоне жаркого климата не дает таких особо тонких вин, кото- рые можно было бы сравнить с бордо- скими винами этого сорта. Влияние подвоя и возраста насаждений Хорошо известно, что подвой игра- ет важную роль в процессе созревания и в достижении полной зрелости. Его влияние сказывается главным обра- зом через силу роста, которую он при- дает вегетативной системе, причем на- иболее сильнорослый виноград созре- вает всегда позднее, и плоды в конеч- ном счете получаются более сахари- стыми и с меньшим содержанием кис- лот. Известен и основной принцип вы- бора подвоя в районах производства тонких вин — искать подвой с относи- тельно слабой силой роста и одновре- менно с относительно коротким перио- дом вегетации; эти условия необходи- мы для получения раннего и полного созревания, дающего высокое качест- во. И наоборот, существуют подвои с продолжительным периодом вегета- ции, подходящие для ранних сортов. Влияние подвоя зависит от природы почвы, но, как правило, Бинарна Глу- ар, гибриды Берландьери, особенно 161-49, относят к подвоям, которые ус- коряют созревание, тогда как подвои 1202, 3309, 5ВВ, 41В вследствие избы- точной силы роста, которую они сооб- щают растению оказывают неблаго- приятное воздействие на зрелость. Пока еще нет точных данных, пока- зывающих влияние возраста насаж- дений, но виноградарям оно хороша известно. Допускают, что возраст кус- тов, от которого в большой мере зави- сит их сила роста, влияет на скоро- спелость; старые растения являются менее продуктивными и дают плоды более раннего созревания. Более при- способленные к почве благодаря сво- ей развитой до максимума корневой системе, они, кроме того, менее чув- ствительны к резким изменениям тем- пературы и к засухе. Их плоды созре- вают первыми и имеют больше саха- ров, меньшую кислотность, более ин- тенсивную окраску, большее содержа- ние полифенолов и ароматических ве- ществ. Эти различия в составе вино- града обычно влияют на качество продукции. И все же часто сбор вино- града начинают именно с молодых на- саждений; они дают ягоды с меньшим содержанием всех элементов, склон- ные к поражению гнилью, и более лег- кие вина с недостатком тела и корот- ким сроком хранения. Влияние климатологических условий года. Понятие о миллезиме (год урожая, давший вино особо высокого качества) Метеорологические условия года влияют на качество вина посредством трех основных внешних факторов со- зревания: тепла, света, влажности. Эти факторы имеют очень большое значение, и характер года всегда до- минирует над характером крю, т. е. комплексом почвенно-климатических условий данного участка. С другой стороны, они исключительно изменчи- 101
Таблица 4.21 Связь между качеством выдающихся урожаев (миллезимов) и климатологическими условиями района Бордо (апрель — сентябрь) Год Сумма ''релних тем- ператур а, °C Продолжитель- ность инсоля- ции Ъ, Ч Количество особо жарких дней с Уровень ат- мосферных осадков d, мм Разность ta—d Качество вин 1947 3478 1317 42 259 3219 Исключительное 1949 3458 1508 43 286 3172 То ж? 1945 3361 1444 25 253 3108 1 1961 3294 1302 27 213 3081 jr 1943 1964 3308 3327 1366 1435 24 31 282 339 3026 2988 Очень хорошее То же г? 1959 3310 1293 21 331 2979 1952 3270 1399 24 306 2064 1970 3184 1338 12 232 2952 1973 1944 3299 3212 1296 1289 19 17 354 302 2945 2910 Хорошее 1950 3252 1361 26 346 2906 1962 3123 1489 18 249 2874 1955 1967 3247 3120 1474 1419 19 22 375 278 2872 •2842 Очень хорошее Хорошее Очень хорошее Хорошее 1953 1942 1948 3198 3227 3126 1259 1331 1248 20 21 11 367 414 315 2831 2813 2811 1966 3161 1320 16 359 2802 £ 1946 1971 3061 3269 1175 1275 12 17 261 496 2800 2773 Довольно хорошее Хорошее. Довольно хорошее Среднее > 1940 1957 3094 3043 1329 1231 11 14 339 371 2755 2672 1960 3130 1362 7 459 2671 1969 3168 1169 18 521 2647 > 1958 3142 1125 18 497 2645 1956 1968 3083 3102 1420 1302 5 И 441 458 2642 2644 Посредственное То же 1963 ЗОЮ 1229 7 370 2640 Плохое 1951 1954 3052 2904 1186 1119 14 6 443 311 2609 2593 Посредственное То же 1972 2900 1114 5 331 2569 1965 3005 1058 15 461 2544 Плохое 1941 3009 1210 15 536 2473 Посредственное Примечание. Годы урожаев расположены в порядке убывания значений разности: (а—d) сумма средних температур минус уровень осадков, приблизительно в порядке снижения показателей качества. вы, так что два климатических года и два года урожая никогда не могут быть одинаковыми. Капорали (1972) в районе Пизы по- пытался связать состав сусел некото- рого числа сортов с метеорологиче- скими факторами периода созревания урожаев десятка лет. 102 Можно допустить, что в районе Бор- до имеются следующие условия для правильного созревания винограда традиционных сортов: 1) сумма актив- ного тепла, зарегистрированная с ап- реля по сентябрь, должна быть равна или выше 3100° С; когда сумма тепла ниже этой цифры, урожаев, дающих
Таблица 4.22 Климатические условия от цветения до созревания винограда в районе Бордо за 12 лет Год Дата середины периода цвете- ния Дата середины периода созревания Число дней Сумма средних тем- ператур, °C Число дней большой жары Сумма осадков, мм Число дождливых дней Ml 1961 1 июня 7 августа 67 1296 12 64 21 1962 15 » 22 » 68 1338 10 69 19 1963 18 » 25 » 68 1294 7 150 27 1964 9 » 14 » 66 1354 16 67 21 1965 22 » 27 » 66 1234 7 141 25 1966 9 июня 13 » 65 1213 8 147 21 1967 12 » 19 » 68 1374 19 53 17 1968 18 » 23 » ' 66 1470 8 184 25 1969 22 » 24 » 63 1293 13 65 27 1970 15 » 21 » 67 1340 8 83 23 1971 15 » 21 » 67 1383 15 197 26 1972 26 » 1 сентября 67 1305 4 143. 21 Табл ища 4.23 Климатические условия от созревания винограда до его зрелости в районе Бордо за 12 лет Год Дата середины периода созрева- ния Дата зрелости Число дней Сумма средних температур, °C Число дней боль- шой жары Сумма осадков, мм Число дождливых дне й 1961 7 августа 29 сентября 53 1040 14 27 13 1962 22 » 10 октября 49 841 8 92 и 1963 25 » 11 » 47 744 0 138 28 1964 14 » 28 сентября 45 866 12 67 13 1965 27 » 8 октября 42 584 0 226. 23 ' 1966 13 » 28 сентября 46 842 7 50 14 1967 19 » 4 октября 46 792 6 84 : 22 1968 23 » 10 » 48 797 2 152 28 1969 24 » 4 » 41 720 3 214 25 1970 21 » 2 » 42 793 5 34 12 1971 21 » 1 » 41 762 2 99 18 1972 1 сентября 12 » 42 742 0 90 21 высококачественные вина, не бывает; 2) число дней с максимальной темпе- ратурой не ниже 30° С должно быть в этот период более 15; 3) не слиш- ком большое количество осадков (250—350 мм); 4) хорошая освещен- ность, не менее 1250. ч инсоляции. Но год, дающий вина лучших марок, дол- жен иметь больше солнца, больше тепла и Меньше дождей по сравнению с указанными в этих нормах. В районе Бордо, на побережье Ат- лантического океана, лучшие вина по- лучают в самые жаркие и самые су- хие годы; то же самое относится к Бургундии, Шампани, , Эльзасу и к 103
долине -Луары. Другое положение в долине Роны и в бассейне Средизем- ного моря, где избыток тепла и сухо- сти блокирует созревание. Качество высокого урожая также связано с различным временем созре- вания сортов в зависимости от усло- вий года. Иногда сорт Мерло созре- вает раньше и дает лучшее вино (на- пример, 1970 г.), в другой раз каче- ство вина обязано высокой устойчи- вости сорта Каберне Совиньон (дожд- ливые годы) или Каберне фран (1971) /табл. 4.21). Сущность связи климат — качество можно представить лишь схематиче- ски. Представление о метеорологиче- ских условиях в течение периода веге- тации может быть искажено, если его сводить к простой сумме факторов. Несомненно, абсолютная температура или общее количество выпавших осад- ков меньше влияют на качество, чем периоды заморозков, жары, дождей, засухи. Таким же образом качество собираемого винограда во многом за- висит от хорошей погоды в период уборки урожая, которая реализует хо- рошее завершение созревания и обес- печивает перезревание, и, наоборот, качество, приобретенное в течение жаркого лета, может ухудшиться, ес- ли во время уборки винограда будет стоять плохая погода (табл. 4.22). Народная поговорка утверждает, что метеорологические условия июня (периода цветения) определяют коли- чество урожая, тогда как погода в ав- густе обеспечивает его качество. Дей- ствительно, в районе Бордо хорошее качество получают всякий раз, когда сентябрь стоит сухой и теплый (табл. 4.23). Обычно хорошими годами бывают года с относительно ранним созрева- нием. Объясняется это тем, что в та- кие годы больше шансов на достиже- ние полной зрелости, поскольку со- ки зревание начинается раньше и проте- кает в более длинные и более теплые дни. С другой стороны, годы раннего созревания обычно характеризуются теплой весной, поэтому более высокие температуры в конце зимы и в начале весны влияют на распускание почек. Можно провести довольно четкую па- раллель между датой начала уборки и суммой температур первых месяцев года. Однако может получиться так, что холодные и дождливые погоды в мае и июне могут надолго оттянуть начало цветения. Иногда противопоставляют качество и количество урожая и считают их не- совместимыми. Лафорг (1954) в инте- ресном исследовании развития вино- градарства в Жиронде за 150 лет от- метил, что годы хорошего качества до- вольно часто были также и годами вы- соких урожаев (например, 1947, 1955, 1970). Поэтому кажется логичным до- пустить, что обильный урожай, когда он является следствием естественных хороших условий вегетации винограда, должен сопровождаться хорошим ка- чеством винограда. Исключительно благоприятные климатические условия могут привести к получению и исклю- чительного по качеству урожая, но та- кие совпадения редки, а в посредст- венный год высокая продуктивность оказывается фатальной для качества. Можно также представить климато- логические условия в течение периода вегетации в виде кривых, соединяя линиями месячные амплитуды со сред- ними показателями температуры и уровня осадков. Схемы такого рода очень показательны, по крайней мере, для района Бордо с точки зрения ме- теорологических условий года и зна- чения миллезима. На рис. 4.7 приведены данные для исключительно хорошего урожая (1961 г.) и для посредственного уро- жая (1965 г.). Температуры обозначе-
ны сплошной линией, уровень осад- ков — пунктиром. В 1961 г. среднемесячные темпера- туры почти всегда превышали или бы- ли, по крайней мере, равны среднего- Рис. 4.7. Графики отклонений от нормальной температуры месяца и месячной нормы осадкоз в районе Бордо: а— 1965 г. посредственный; б — 1961 г.; ------— температура; —------------уровень осадков. довой, тогда как осадков было намно- го меньше нормы; но замечательное качество вина в этом году было полу- чено благодаря исключительно теплой и сухой погоде, стоявшей в сентябре. 1965 г. является примером сезона, в котором температура всегда была ни- же нормальной, а сентябрь был крайне дождливым. Изменяемые факторы: обрезка, агротехнические приемы, удобрение почвы Предполагают, что существует зави- симость между площадью поверхности листьев и качеством урожая; опти- мальные значения основаны на равно- весии питательных веществ. Если в порядке эксперимента уве- личить листовую поверхность расте- ния, виноград достигает лучшей зре- лости, он богаче сахарами, фенольны- ми соединениями и содержит меньше кислот, но до определенных пределов (табл. 4.24). Таблица 4.24 Зависимость между урожайностью и сахаристостью винограда (Ферре) Масса винограда на 1 куст, кг Количество сахаров, г на 1 кует на 1 сусла 0,4 65 235. 0,8 126 225. 1,2 168 200 1,6 184 165 2,0 182 130 Из табл. 4.24 видно, что количество сахаров на 1 куст винограда тем вы- ше, чем больше на нем ягод, разуме- ется, до некоторого предела. Но с другой стороны, сахаристость сусла тем выше, чем ниже урожайность, хо- тя здесь и нет точной пропорциональ- ной зависимости. Кроме того, повы- шенное процентное содержание саха- ров в винограде является признаком, хорошей зрелости, которая обусловли- вает обычно другие показатели каче- ства: цвет, танины, аромат, малокис* лотность и др. Луанже и Сафрам (1971) в зоне жаркого климата отметили определен- ную взаимозависимость между уро- жайностью и качеством вин, во вся- kOim случае, когда сравнивают вино- градники различных районов. Примеры зависимости числа и дли* ны побегов от числа гроздей приво- дит также Конлехнер (1957). Эрнандес (1971) в недавнем иссле- довании констатирует тот факт, что 105
удаление молодых листочков при при- щипывании, подавление пасынковых почек и обломка • листьев на уровне гроздей, снижая фотосинтетическую способность растения, уменьшают уро- жай и сахаристость винограда и могут отрицательно повлиять на закладку цветковых почек следующего года. Внесение удобрений (навоза или химических веществ) имеет большое значение для количества и качества урожая, но этот вопрос еще недоста- точно изучен для виноградников, даю- щих тонкие вина. Опыты по изучению этой проблемы трудны, и требуются многие годы работы, чтобы можно бы- ло сделать обоснованные выводы, так как на такое многолетнее растение, как виноград эффект от удобрения почвы сказывается только по истече- нии более или менее длительного вре- мени. Таблица 4.25 Влияние удобрений на производство винограда (средние данные за 5 лет наблюдений) Удобрение, кг/га О ю Коэффициент производства as» , о 2^ N Р к Масса ; жая, % контрол (100) Сниртус НОСТЬ, в содержание спирта х уро- жайность 0 10 20 30 0 24 48 72 0 48 96 144 100 102 107 119 10,48 10,62 10,56 10,44 1048 1083 ИЗО 1242 В табл. 4.25 приведены в качестве примера результаты влияния различ- ных минеральных удобрений на про- дуктивность винограда. Пейно (1972) проанализировал опыты, проводившие- ся в широких масштабах, о влиянии сильных доз азотных удобрений на производство и состав винограда и по- лучаемых из него вин. Как правило, внесение азотных удобрений влечет за собой некоторое снижение спиртуоз- ности вин, которое обычно компенси- руется более высокой продуктивно- стью. Изменяется и состав винного экстракта: уменьшается количество неорганических веществ, полифенолов, антоцианов и, наоборот, увеличивает- ся содержание азотных соединений, и в частности некоторых аминокислот и полипептидов. Наиболее заметным ре- зультатом интенсивного внесения удо- брений является определенное ослаб- ление окраски красных вин; вина, по- лученные из винограда с удобряемых участков, также содержат меньше ду- бильных веществ, они менее тельные, могут показаться более бархатистыми, но иногда бывают немного пустыми. Известно, что только земли, относи- тельно бедные удобряющими элемен- тами, дают тонкие вина. Поэтому вполне логично, что продуктивность таких виноградников можно повы- шать умеренным удобрением, так что- бы это не отражалось на качестве уро- жая, но нужно иметь в виду, что до- пустимый предел удобрения достига- ется довольно скоро. Качество вино- града в значительной мере зависит от равновесия между питанием растения и продуктивностью; рациональное вне- сение удобрений имеет целью поддер- живать это равновесие и не допускать чрезмерной продуктивности. Случайные факторы: болезни и неблагоприятные метеорологические условия Грибные болезни всегда отрицатель- но влияют на продуктивность и каче- ство независимо от того, какая часть растения поражена. Мильдью на ли- стьях, с которой не ведется борьбы, вызывает их чрезмерное и раннее опа- дение; нарушается состав резервов древесины, снижается содержание са- харов в винограде, кислотность оста- ется высокой; это показывают данные Миларде и Гайона (табл. 4.26). 106
Таблица 4.26 влияние грибных болезней иа виноград Показатели Куст, об- работанный препаратом Куст, не обработан- ный пре- паратом Число листьев 424 42 Выход сусла из ягод, % Плотность сусла, кг/м3 /0,8 68,4 1080 1037 Содержание сахаров на 1 л сусла, г 175 39,4 Кислотность на 1л, мг-экв 161 190 Мильдью на гроздьях ведет к их полной гибели, если она появляется во время цветения и первоначального развития ягод. Если же болезнь раз- вивается после завязывания ягод, то в этом случае созревание бывает очень поздним с одновременным уменьшени- ем содержания сахаров и высокой кислотностью; ягода не созревает вследствие поражения плодоножки. Оидиум, против которого, как из- вестно, применяют серу, поражает различные органы виноградного рас- тения. В период цветения поражен- ная гроздь засыхает и может погиб- нуть. Появляясь в более позднее вре- мя, оидиум поражает только кожицу, которая приобретает бурую окраску и больше не развивается. Когда рост ягоды прекращается, она деформиру- ется, растрескивается и в образовав- шихся разрывах иногда видны семена. Однако процесс созревания не прекра- щается, и ягоды, пораженные оидиу- мом, хотя и менее сочные, могут быть более сахаристыми, но часто остаются более кислыми, чем при нормальном созревании. Гниль является результатом разви- тия на винограде в состоянии зрело- сти или несколько раньше различных грибов и плесеней, чаще всего Botry- tis cinerea. В цикле развития этого гриба его зимняя консервация проис- ходит в состоянии склеротиний: зара- жение при контакте осуществляется через мицелий, распространяется же гриб путем конидий. Размножение происходит особенно быстро в теплую погоду при высокой влажности возду- ха. Некоторые сорта подвержены этой болезни чаще, чем другие; гниль осо- бенно поражает плотные грозди и яго- ды с тонкой кожицей; ее развитию также способствуют растрескивание кожицы вследствие разбухания ягод во время длительных дождей, а также повреждение плодов насекомыми. Bot- rytis cinerea поражает кожицу, кото- рая изменяет окраску, утончается, ста- новится хрупкой. Появляются кони- дии, образующие нечто вроде серого войлока; это серая, или вульгарная, гниль. Но дело бывает намного серь- езнее, если наряду с Botrytis cinerea развиваются другие грибы: Penicilli- um, Aspergillus, Mucors и др. При сильном развитии серой гнили Botry- cis cinerea вино пробретает характер- ный привкус плесени, Биология гриба Botrytis cinerea, ус- ловия развития его на винограднике и профилактические обработки деталь- но освещены в недавно опубликован- ных работах таких авторов, как Рус- сел и Буар, 1971; Ж. Лафон и Куйо, 1971; Бюли и Р. Лафон, 1972; Делас, 1972; Шабусу, 1972, Р. Лафон и со- трудники, 1972. Гниль всегда проявляется в уничто- жении окраски винограда. Кроме то- го, вина, получаемые из винограда с гнилью, поражаются оксидазным кас- сом. Botrytis cinerea выделяет лаккд- зу, действие которой будет рассмот- рено. ниже и с которой можно эффек- тивно бороться с помощью сернистого ангидрида. В районах, где стремятся сохранить в белых сухих винах воз- можно более выраженный привкус свежего винограда, перед началом пе- реработки удаляют все гнилые ягоды 107
путем тщательной сортировки гроз- дей. Вредители винограда — гроздевая листовертка и др.—наносят большой вред как во время цветения, так и в последующие фазы, включая состоя- ние полной зрелости. Ягоды прокалы- ваются, более или менее опустошают- ся и засыхают. В сухую погоду отме- чают возрастание концентрации саха- ров и кислотности и сильное уменьше- ние урожая. Когда стоит теплая пого- да с высокой влажностью воздуха, на- блюдается быстрое развитие плесне- вых грибов. Нередко в такое время на поверхности ягод развиваются уксус- ные бактерии, вызывающие образова- ние летучей кислотности, которая при- дает винам характерный вкус. Обра- зуются также кислоты: глюконовая, кетогклюконовая, гликуроновая. Боль- ные ягоды становятся источником опасного заражения, поэтому все бо- лее или менее пораженные ягоды дол- жны быть удалены. Буроватость листьев выражается в увядании их от солнца или засухи и особенно нежелательна, когда кусты имеют о (ень большую нагрузку. Чаще всего эго заболевание возникает от нарушения равновесия питательных веществ, и в частности при недостатке калия. Оно может также быть резуль- татом нападения цикадок и влечет в этом случае такие же последствия, как и чрезмерное опадение листьев, и за- держка созревания. Ягоды могут быть обожжены, тогда их созревание пре- кращается. Такой же эффект может дать окуривание серой в очень жар- кие дни. Виноград, увядший или за- сохший под воздействием солнца или теплого ветра, должен быть удален при уборке урожая. Грозди на побе- гах, развившихся из замещающих по- чек в более поздние сроки, никогда не созревают нормально. Осенние замо- розки непосредственно перед началом 108 сбора урожая неопасны: лист погиба- ет тогда, когда он уже малоактивен. Если же заморозки происходят рань- ше, виноград увядает, сусло получа- ется более концентрированным, но ос- тается кислым. Град наносит более или менее зна- чительные повреждения в зависимо- сти от его интенсивности и времени. Если градобитие произошло рано, мо- гут появиться новые ягоды, но они плохо вызревают из-за задержки цветения; если же град выпадает позд- нее, побитые ягоды засыхают. Если повреждены плодоножки и древесина побегов, созревание протекает плохо. Виноградные ягоды, поврежденные градом в последний момент перед сбо- ром, становятся местом развития плес- невых грибов и процессов брожения; в этом случае нужно возможно быст- рее проводить уборку с сортировкой винограда. Вкус града, получающий- ся в винах из такого винограда, не что иное, как привкус плесени. ЛИТЕРАТУРА Amerine М. А. (1956), Wines and Vines, 37, 27 et 53. Amerine M. A. et Roessler E. В. (1958), Amer. J. Enol. Vitic., 9, 37. Hilgardia, 28, 93; (1963) Amer. J. Enol. Vitic., 14, 144. Amerine M. A. et Th oukis G. (1958), Vi- tis, 1, 224. Amerine M. A. et Winkler A. J. (1958), J. Amer. Soc. Hort. Sci., 71, 199. Aubert S. et Poux C. (1969), Ann. Technol. agric., 18, 93 et 111. Bouard J. (1966), Recherches physiologiques sur la vigne et en particulier sur 1'aoutement des sarments. These Doctorat Sc. nat., Bor- deaux. Bouard J. et P о u g e t R. (1971), «Physiolo- gic generale de la vigne», In Sciences et techi- ques de la vigne, Tome I, Dunod, Paris. Branas J., BernonG. et LevadouxL. (1946), Elements de viticulture generale, Mon- tpellier. Branas J. (1974), Viticulture, Dehan imp., Montpellier. BulitJ. et LafonR. (1972), Rev. Zool. ag- ric. Pathol, vfegetale, Iе4 trimestre, p. 1.
Cap о rali F. (1972), Scienza Teen. Allimen- ti, 2, 160. Carles J., Fallot J. et MagnyJ. (1967), C. R. Acad. Sci., 264, 1420. ChaboussouF. (1972), Rev. Zool. agric. Pa- thol. vegetale, 1 trimestre, p. 18. De В о i x о P. (1947), Progr. agric. vitic., 127, 367. Deibner L. (1964), Rev. Ferm. Ind. alim., 19, 141. De las J. (1972), Rev. Zool. agric. Pathol, ve- getale, 1er trimestre, p. 11. De Souza E. et Holstei n-B e с к M. (1964), Vinea et Vino, Portugal, п° 1, 2 et 6. Ferre L. (1925), IVе Congres de Chimie in- dustrielle, p. 585. Ferre L. (1956), Traite d’Oenologie bourguig- nonne, Bull. I.N.A.O., nos 57 a 61. Catet L. (1940), Recherches biochimiques sur la maturation des fruits, These Sciences, Bor- deaux. GeislerG. et RadlerF. (1963), Ber. De- uts. Bot. Gesell., 76, 112. Genevois L. (1938), Rev. Vitic., 88, 103. Gerber C. (1897), Recherches sur la matura- tion des fruits charnus. These Sciences, Paris. Girard A. et LindetL. (1895), Rev. de Vi- tic., 4, 317, 342; (1896), 6, 173, 201, 225, 249. Girard A. etLindetL. (1898), C. R. Acad. Sci., 126, 1310. Guichard C. (1953), Contribution a 1’etude des glucides de la vigne, These Sciences, Bor- des ux Hernandez A. (1971), Conn, Vigne Vin, 5, 277 et 405.. Huglin P. et Juliard B. (1959), Progres agric. vitic., 152, 11 et 37. KI i ewer W. M. (1967), Amer., J. Enol. Vitic, 18, 87. Kliewer W. M. (1970), J. Amer. Soc. Hort. Sci., 95, 693. Kliewer W. M. (1971), J. Amer. Soc. Hort. Sci., 96, 372. Kliewer W. M., H о w a r t h L. e t Omo- ri M. (1967), Amer. J. Enol Vitic., 18, 42. Kliewer W. M. et Torres R. E. (1972), Amer. J. Enol. Vitic,, 23, 71. Konlechner H. (1957), Mitteilungen, 7, 209. Lafforgue G. (1954), Bull. Tech. Int. Servi- ces agric., n° 90, p. 5. laf on J. et Couillaud P. (1971), Traite- ments des maladies cryptogamiques, In Scien- ces et techniques de la vigne, Dunod, Paris. Laf on R., Ver du D. et Bulit J. (1972), Rev. Zool. agric. Pathol, vegetale, ler trime- stre, p. 31. L a f о n-L afourcade S. et Guimber- t e a u G. (1962), Vitis, 3, 130. Lefebvre A. (1968), Recherches sur la bioge- nese de 1’acide tartrique chez V. vinifera L. utilisant les molecules marquees au 14C. These Doctorat 3е Cycle, Bordeaux. Lepadatu V., Alexiu A. et Mujdaba F. (1971), 13е Congres international de la Vigne et du Vin, Mendoza. Loin ger C. et SafranB. (1971), Ann. Technol. agric., 20, 225. Marteau G. (1955), C. R. Acad. Agric., 41, 193. Masquelier J. (1956), Bull. Soc. Pharm. Bordeaux, 38, 65. Moreau L. et VinetE. (1932), Ann. agron., p. 363. Mourgues J., Maugenet J., Jouret C. et Puech J. L. (1971), Fruits, 26, 449. Peynaud E. (1938), Soc. Sci. Phys. Nat. Bor- deaux, 5 et 19 mai 1938 et 30 mars 1939. Peynaud E. (1946a), Contribution a I’etude biochimique de la maturation du raisin et de la composition des vins. These Ingenieur-Do- cteur, Bordeaux. Peynaud E. (1946 b), C. R. Acad, ^gric., 32, 480. Peynaud E. (1947), Bull. Intern. Vin, 191, 34. Peynaud E. (1971), De I’ampelologie a 1’oeno- logie, In Sciences et techniques de la vigne, Dunod, Paris. Peynaud E. (1972), IIIе Symposium in- ternational d’oenologie, Afrique du Sud. Peynaud E., GuimberteauG. et Na u- z i n P. (1970), Conn. Vigne Vin, 4, 285. Peynaud E. et Lafourcade S. (1958), Qualitas plantarum, 3, 405.. Peynaud E. et MaurieA. (1953), Ann. Technoll. agric., 2, 15 et 2, 83. Peynaud E. et Maurie A. (1956), Ann. Technol. agric., 5, 111. Peynaud E. et MaurieA. (1958), Amer. J. Enol., 9, 32. Peynaud E. et Riberea u-G а у о n P. (1971), The grape, In «The biochemistry of fruits and their products», vol. II, Academic Press, Londres. Prillinger F. e t Mad пег M, (1969), Mit- teilungen, 19, 361. Rad ler F. (1965), Amer. J. Enol. Vitic., 16, 38 et 159. RankineB. C., CellierK. M. et Boehm E. W. (1962), Amer. J. Enol. Vitic., 13, 58. Rankine В. C., Fornachon J.C.M., В o- ehm E. W. et Celli er К. M. (1971), Vi- tis, 10, 33. R i b ё r e a u-G а у о n G. (1959), C. R. Acad. Sci., 248, 3481 et 3606; C. R. Acad. Agric., 45, 588. R i b ё r e a u-G а у о n G. (1966), Etude du тё- tabolisme des glucides, des acides organiques 109
et des acides amines chez V. vinifera L. These Doct. Sciences Phys., Paris. Ribereau-Gayon G. et R i b ё r e a u-G a- y о n P. (1971), Biochimie de la vigne et du raisin, In Sciences et techniques de la vigne, Tome I, Dunod, Paris. Ribereau-Gayon P. (1971), Conn. Vigne Vin, 5, 247. R i b ё r e a u-G а у о n P. (1972), Conn. Vigne Vin, 6, 161. R i b ё r e a u-G ayon P. et Sudraud P. (1957), C. R. Acad. Sci., 244, 233. Roussel C. et BouardJ. (1971), Maladies cryptogamiques, In Sciences et techniques de la vigne, Dunod, Paris. Saint-Pierre et Magnien (1878), Ann. agron., 4, 161. Sartorius O. (1969), Wein-Wissens., 24, 428. Saulnier-Blache P. (1963), Ann. Phys. vёgёtale, 5, 217. Saulnier-Blache P. et Bruzeau F. (1966), Ann. Phys, vёgёtale, 8, 25. S a u 1 n i e r-B lache P. et Bruzeau F. (1967), Ann. Phys, vёgёtale, 9, 179. Saulnier-Blache P. et Peresse M. (1970), Conn. Vigne Vin, 4, 31. Seguin G. (1965), Etude de quelques profils de sols du vignoble bordelais, These Doctorat 3е Cycle, Bordeaux. Seguin G. (1970). Les sols de vignobles de Haut-Mёdoc. Influence sur 1’alimentation en eau de la vigne et sur la maturation du rai- sin. Doctorat Sciences naturelles, Bordeaux. Seguin G. (1971), Influence des facteurs na- turels sur les caracteres des vins, In Sciences et techniques de la vigne, Dunod, Paris. Seguin G. (1973), C. R. Acad. Sci., 277, 2493. Swanson C. A. etEl ShishinyE. D. (1958), Plant Phys., 33, 33. Tarantola C. (1954), Industrie agrarie. Eno- logia, Union tipografico, Turin. Terrier A. (1972), Les сотрозёз terpeniqu- es dans 1’агбте des raisins et des vins de cer- taines уапё!ёз de Vitis vinifera, These Doct.- Ing., Bordeaux. Venezia M. (1934), Atti. 1st. Ven. Sci., 94, 273. Venezia M. (1937), Atti. 1st. Ven. Sci., 96, 357. Wejnar R. (1965), Ber. Deutsch. Bot Ges., 78, 314; (1967) Ibid., 80, 447.
Часть третья ДРОЖЖИ — ВОЗБУДИТЕЛИ СПИРТОВОГО БРОЖЕНИЯ Глава 5. ЦИТОЛОГИЯ, СИСТЕМАТИКА И ЭКОЛОГИЯ ВИННЫХ ДРОЖЖЕЙ В данной третьей части будут рас- смотрены одноклеточные организмы, дрожжи и бактерии — возбудители брожений. Но сначала необходимо дать несколько определений для тех „ читателей, которые недостаточно зна- комы с терминологией микробиологов. Цитологией называют науку о клет- ке, ее морфологии, структуре, свой- ствах и функциях. Для исследования микроорганиз- мов необходимо знать их положение в классификации. Систематика занима- ется такой классификацией и включа- ет описание видов. Таксономия явля- ется наукой, которая исследует зако- ны классификации. Микроорганизмы подразделяют по сходству их морфологических, цито- логических и физиологических харак- теристик. Их делят на классы, под- классы, порядки, семейства, роды, ви- ды; расами называют различные штаммы дрожжей в рамках одного вида. Чтобы лучше уяснить место, кото- рое занимают микроорганизмы в жи- вом мире, нужно иметь в виду, что известны три группы живых существ: две первых представлены растениями и животными, многоклеточными орга- низмами с сильно развитой дифферен- циацией тканей; третью образуют про- стейшие организмы, одноклеточные или многоклеточные, но без тканевой дифференциации; они включают водо- росли, простейшие одноклеточные ор- ганизмы, грибы и бактерии. Среди простейших организмов вы- деляют две подгруппы, различающие- ся элементарной структурой их клет- ки: простейшие прокариоты, к кото- рым относятся бактерии, и простейшие эукариоты, включающие грибы, и в частности дрожжи. Грибы делятся на многие классы, среди которых находятся аскомицеты, размножающиеся половым путем и образующие споры (аскоспоры) внут- ри клетки с уплотненной оболочкой, называемой аском. Аскомицеты вклю- чают много семейств, среди которых находятся Saccharomycetaceae (см. табл. 5.2). К этому семейству принад- лежат дрожжи спиртового брожения. Но не все дрожжи образуют аски и, следовательно, не все являются аско- мицетами; такие дрожжи принадлежат к семейству Cryptococcaceae (см. табл. 5.1). Другие дрожжи относятся к классу несовершенных грибов (Fun- gi imperfeeti), с бесполым размноже- нием; дрожжи находят также в клас- се базидиомицетов. Таким образом, в действительности термин «дрожжи» не является в пол- ном смысле слова ботаническим; он обозначает не связанную с другими 111
группу микроорганизмов, рассеянную в трех семействах грибов. Однако удобство такого термина, некоторое единство структуры, сходство формы и внешнего вида придают этой груп- пе, несмотря на отдельные различия в физиологических свойствах, опреде- ленную монолитность. Более детальные сведения по цито- логии и систематике можно найти в работах по общей микробиологии (Ламбен и Жерман, 1961; Стание и сотрудники, 1966; Сенец, 1968; Шам- паньят и сотрудники, 1969) и в не- давно опубликованных монографиях о дрожжах (Роз и Харрисон, 1969— 1971). Имеется лишь небольшое коли- чество монографий по микробиологии вина; заслуживают упоминания тру- ды таких авторов, как Шандерль (1959), Америк и Куике (1968), Кас- телли (1969). ЦИТОЛОГИЯ ДРОЖЖЕЙ В целом структура дрожжевой клет- ки мало отличается от структуры кле- ток растения. Чтобы увидеть под мик- роскопом структуру молодой дрожже- вой клетки, обнаружить различные ор- ганоиды, ее необходимо покрасить. В более старых клетках или в клет- ках, содержащих аскоспоры, можно непосредственно при микроскопирова- нии различить некоторые детали внут- реннего строения. Наблюдение с по- мощью электронного микроскопа по- зволило осуществить детальное иссле- дование клеток различных видов дрожжей. Как и любой организм под- группы эукариотов, дрожжевая клет- ка включает клеточную оболочку, ци- топлазму и ядро (рис. 5.1). Клеточная оболочка Клеточная оболочка включает кле- точную стенку и цитоплазматическую мембрану. Клеточная стенка дрожжей относительно толстая и жесткая. В ее состав входят полисахариды — маннан и глюкан в примерно равном соотно- шении. У некоторых дрожжей маннан отсутствует. Кроме того, клеточная стенка содержит белки, липиды, фос- фаты, глюкозамин и у большей части видов хитин. Внешний слой стенки об- разуется в первую очередь маннаном, глюкан же входит в состав промежу- точного слоя, богатого белками. Белки стенок состоят из обычных аминокислот, с сильной пропорцией глутаминовой и аспарагиновой кис- лот; они также богаты серуоодержа- щими аминокислотами и находятся в виде комплексных соединений с поли- сахаридами. 1м км I--------- Рис. 5.1. Схема строения клетки — Saccha- romyces ellipsoideus, по Роуз и Харрисон, 1969: 1 — ядро; 2— ядрышко; 3 — центриоль; 4 — ядерная оболочка; 5 — митохондрии; 6 — липид- ные зерна; 7—цитоплазматическая мембрана; 8 — вакуоль; 9 — метахроматическая корпуску- ла; 10 — клеточная стенка; 11— рубец от поч- кования; 12 — цитоплазма. 112
На внутренней стороне стенки клет- ки локализованы ферменты: инверта- за, фосфатаза, пептидаза и другие гидролазы. \ Оболочка дрожжевой кХртии играет роль защитного покрытия, tax как она устойчива против механического воз- действия. Она придает клетке\специ- фичеокую форму. \ Подсчитано, что поверхность кле- ток, содержащихся в 1 л бродящего сусла, равна 10 м2, хотя по внешнему виду клеточная оболочка выглядит гладкой, фактически она представля- ет собой тонкую решетку, активная поверхность которой составляет еще большую площадь. Этим объясняется быстрота обмена веществ у дрожжей. В то же время оболочка имеет от- носительно мелкие поры. Коллоиды с молекулярной массой более 4500 через них не проходят. В результате этого дрожжи не могут использовать белки среды непосредственно. Клеточную оболочку следует рассматривать как некий фильтр, пропускающий только микромолекулы. Роль ферментов стен- ки заключается в том, чтобы обеспечи- вать проникновение гидролизуемых веществ. С помощью электронного микроско- па наблюдали на поверхности оболоч- ки рубцы, образующиеся при последо- вательных почкованиях. Цитоплазматическая мембрана са- ма состоит из трех исключительно тон- ких слоев, образованных липидами, белками, полисахаридами. Роль мембраны сводится к контро- лю движения веществ, содержащихся во внешней среде, внутрь клетки и об- ратно. С одной стороны, мембрана пропускает питательные вещества к местам их ассимиляции: ионы, сахара, аминокислоты, витамины и другие, с другой — она контролирует выделение в среду продуктов метаболизма, та- ких, как этанол и другие вещества. Этот непрерывный обмен между дрож- жами и средой происходит посредст- вом систем — транспортеров. Они при- дают цитоплазматической мембране свойства высокоселективного фильтра,. Цитоплазма и ее органоиды Обычно цитоплазма занимает боль- шую часть объема клетки и содержит некоторое число органоидов, раство- римые ферменты, в частности те, ко- торые участвуют в процессе глико- лиза. В ней различают включения (грану- лы гликогена) и органоиды, главными из которых являются рибосомы, ваку- оли, митохондрии. Рн-босомы дрожжевой клетки на- блюдаются под электронным микро- скопом рассеянными в цитоплазме. Химически они состоят из примерно одинаковых частей белков и нуклеи- новых кислот. Полагают, что рибосо- мы являются местом синтеза белков. Г л и к о г е.н — полисахарид, доволь- но похожий на крахмал растений, на- ходится почти во всех дрожжах; в некоторых условиях он может состав- лять до 40% их сухой массы. В нача- ле брожения гликоген в клетках по- является в виде небольших скоплений с правильными очертаниями, разбро- санных в цитоплазме, которые в даль- нейшем быстро сливаются в большую массу, отталкивающую вакуоль и яд- ро к периферии. Гликоген легко об- наружить: при окрашивании клеток красителем с йодом он становится ко- ричневым. К концу брожения он по- степенно исчезает. Когда дрожжи спо- рулируют, гликоген накапливается в асках и используется аскоспорами во время их прорастания. Он является резервным веществом. Другие часто встречающиеся запас- ные вещества — липиды — находятся в плазме дрожжей в виде гранул. Эти ИЗ
образования, преломляющие свет, очень хорошо различимы под микро- скопом у пленчатых дрожжей, разви- вающихся на поверхности вин. Вакуоли — это органоиды клет- ки, часто неправильной формы, огра- ниченные одной мембраной. В цито- плазме молодых клеток дрожжей со- держится одна вакуоль, если они име- ют сферическую или эллиптическую форму, и две вакуоли, расположен- ные соответственно на каждом из по- люсов и связанных плотным цитоплаз- менным мостом, в котором находится ядро, если клетки удлиненные. Содер- жащие жидкость с кислой реакцией вакуоли отделены полупроницаемой мембраной от цитоплазмы, которая нейтральна или обладает слабой ще- лочностью. Вакуоли играют большую роль в явлениях осмоса, содержат со- ли, кислоты, сахара, белки и другие вещества. Во время фазы роста вакуолярный аппарат не имеет видимых элементов структуры. В старых клетках вакуоль имеет сферические образования, сос- тоящие из полиметафосфатов, кото- рые за их легкую окрашиваемость назвали «метахроматическими корпус- кулами», а также полифосфатов, на- зываемых валютином. В вакуолях находят также липиды и много гидролитических ферментов: протеазы, рибонуклеазы, эстеразы и др. Локализация этих гидролаз в вакуолях наводит на мысль, что эти органоиды представляют собой наибо- лее подходящее место для реализа- ции реакций гидролиза. Вакуоли так- же являются местом аккумуляции пу- ринов, некоторых аминокислот, ионов калия и других веществ, которые здесь накапливаются до начала мета- болизма. Митохондрия встречается в раз- личных формах: сферической, в виде палочек, нитей. Дрожжевая клетка со- 114 держит около дюжины митохондрий, которые имеют тенденцию распола- гаться вблизи ядра. Богатые липида- ми, фосфолипидами, эргостерином,- ми- тохондрии содержат нуклеиновые кис- лоты, отличные от тех, которые нахо- дятся-в ядре и в рибосомах. Они со- держат дыхательные ферменты, цито- хромы, флавины, железо, медь и яв- ляются местом процесса дыхания; размеры их уменьшаются при дыха- тельной недостаточности, когда дрож- жи культивируют в анаэробиозе или в среде, лишенной стеринов. Ядро Хотя ядро и инеет диаметр около 1 мкм, его трудно наблюдать при микроскопировании в живых дрож- жах, развивающихся в жидкой среде; оно легче обнаруживается при фазово- контрольной микроскопии дрожжей, размножающихся в аэробных услови- ях. У почкующихся клеток ядро обыч- но наблюдается между почкой и ва- куолью; сразу же после отделения почки оно перемещается в противопо- ложную сторону материнской клетки. Ядро окружено оболочкой; вокруг оболочки можно наблюдать в элек- тронный микроскоп поры, которые ис- чезают и вновь образуются в разных точках мембраны. Во время почкова- ния оболочка ядра не разрывается; ядро удлиняется, часть его проникает в почку. Ядро состоит из двух ясно разли- чимых частей; одна оптически плот- ная имеет форму полусферы и называ- ется нуклеусом, над ней находится другая, более прозрачная часть в ви- де колпака нуклеоплазма. Ядро содержит нуклеиновые кисло- ты, в частности рибонуклеиновую кис- лоту. Оно делится митотически, как все ядра эукариотных клеток. Хромосомы дрожжей из-за малых
размеров трудно обнаружить, и отно- сительно их числа существуют проти- воречивые мнения. Для Saccharomy- ces, ellipsoideus число хромосом, по- видимому, составляет не менее 13. РАЗМНОЖЕНИЕ ДРОЖЖЕЙ \ Размножение — это процесс, в ре- зультате которого воспроизводится новая особь, идентичная той, от кото- рой она произошла. Для дрожжей это означает образование новых клеток половым или бесполым путем из кле- ток, уже существующих. Слово «раз- множение» является синонимом слов «развитие» или «воспроизводство». Применяют также термин «рост», не в ограниченном смысле увеличения размеров отдельной клетки, а для обозначения образования колонии, культуры, популяции дрожжей путем размножения клеток. Рост — это уве- личение двух параметров: микроби- альной плотности, или клеточной мас- сы и клеточной концентрации, или числа клеток на единицу объема среды. Бесполое размножение В зависимости от условий возмож- ны два вида размножения спороген- ных дрожжей: вегетативное — беспо- лое и половое с образованием спор, которые после прорастания снова да- ют дрожжевые клетки. Неспорогенные дрожжи размножаются только беспо- лым вегетативным путем. В зависимости от рода бесполое размножение совершается или почко- ванием, что свойственно большей час- ти видов винных дрожжей, или деле- нием на две части, что характерно для дрожжей Schizosaccharomyces. При размножении почкованием (рис. 5.2) ядро клетки перемещается к периферии, вытягивается; часть его проникает в почку, которая появляет- ся на поверхности клетки. Когда поч- ка достигает достаточных размеров, она отделяется от материнской клет- ки; образованная таким путем новая клетка в свою очередь будет почко- ваться. Дочерняя клетка может так- Рис. 5.2. Различные фазы процесса почкова- ния дрожжевой клетки; схематически показано перемещение ядра. же оставаться связанной с клеткой- матерью, в результате чего образу- ются колонии, длинные цепи или скоп- ления дрожжей. Почкование происхо- дит быстро; под микроскопом можно прослеживать процесс такого размно- жения, которое в виноградном сусле длится в течение 1—2 ч, в фазе ак- тивного брожения число дрожжевых клеток удваивается каждые 2 ч. Поч- кование называют полярным, если но- вая клетка появляется на одном из концов материнской клетки; биполяр- ным, когда почки развиваются на обо- их концах, и мультиполярным, если почки появляются в любом месте. В случае размножения делением, ко- торое напоминает . деление бактерий, клетка удлиняется, ядро вытягивает- ся, делится пополам, после чего появ- ляется перегородка, разделяющая ма- теринскую клетку. Обе дочерние клет- ки отделяются повторным делением по этой перегородке, не изменяя об- щей формы дрожжей. 115
Половое размножение При неблагоприятных условиях раз- вития дрожжей, например когда ис- черпан весь сахар из питательной среды, спорообразующие дрожжи пе- рестают почковаться, оболочка утол- щается и клетки превращаются в ас- ки, содержащие одну или несколько аскоспор (рис. 5.3). Рис. 5.3. Различные фазы споруляции дрож- жевой клетки: а — вегетативные клетки (диплоиды); б — прекращения почкования; в — аски и аскоспо- ры; г — споры, выходящие из аска (у некото- рых видов). Ядро дрожжевой клетки претерпе- вает мейотическое деление. Каждое новое ядро обволакивается частью цитоплазмы и образует новую клетку в старой с утолщенной оболочкой. Аски дрожжевых клеток обычно со- держат от одной до четырех аскоспор, иногда больше в зависимости от рода. Спорулируют не все клетки культу- ры; даже в наиболее благоприятных условиях для споруляции лишь не- большая часть дрожжевых клеток превращается в аски. Помимо достаточных клеточных ре- зервов спорообразование требует оп- ределенных физико-химических усло- вий: соответствующей влажности и температуры, питательной среды и особенно присутствия кислорода. Именно поэтому спорообразование происходит особенно хорошо на по- верхности плотной питательной сре- ды. В обычных условиях дрожжи не могут спорулировать в вине; в дрож- жевом осадке они представляют со- бой старые или мертвые, но не спо- рулирующие клетки. Форма спор изменяется в зависимо- сти от вида дрожжей: сферическая, с гладкими или бородавчатыми стенка- ми, почковидная, веретенообразная, полусферическая, в виде шляпы И т. д. Помещенные в благоприятные усло- вия среды аскоспоры прорастают, иногда освобождаются от аска, стенка которого разрывается, и размножают- ся, образуя каждая новую вегетатив- ную клетку. В зависимости от вида дрожжей по- ловое размножение происходит в раз- ное время и подразделяется на три ти- па жизненных циклов. 1. Диплофаза (рис. 5.4, III): вегета- тивная клетка перестает почковаться и превращается в аск, содержащий четыре аскоспоры; когда позволяют условия, аскоспоры прорастают и сра- зу же сливаются, образуя диплоид- ные вегетативные клетки, которые размножаются почкованием; хромо- сомная редукция или мейоз происхо- дит как раз перед образованием ас- коспор, следовательно, такие клетки являются диплоидными в течение все- го вегетативного роста; это относится к многим видам Saccharomyces. 2. Гаплофаза (рис. 5.4, II): слива- ются две вегетативные клетки; обра- зовавшаяся диплоидная зигота под- вергается хромосомной редукции и сразу же превращается в аск; когда аскоспоры становятся свободными, они прорастают, образуя гаплоидные клет- ки, которые размножаются почкова- нием; такие клетки остаются гаплоид- ными в течение всего периода вегета- тивного роста; по старой классифика- 116
Рис. 5.4. Половое размножение и цикл развития дрожжей (Шампаньят ч сотрудники, 1969): а — аскоспоры; б — оплодотворение; в — хромосомная редукция; г — диплс 1дные хлстки, пре- образующиеся в аски и образующие аскоспоры в количествах, изменяющихся в зависимости от ви- да. Гаплоидная генерация изображена пустыми фигурами, диплоидная генерация заштрихована. ции такие дрожжи относили к Zygo- saccharomyces. 3. Гаплодиплофаза (рис. 5.4,/); ас- коспоры прорастают в гаплоидную популяцию путем почкования; когда популяция достигает определенного возраста, возникают явления оплодо- творения в результате слияния двух гаплоидных клеток; образуются дип- лоидные зиготы, которые непрерывно размножаются почкованием; лишь nei которые из этих диплоидных клеток претерпевают хромосомную редукцию, чтобы дать гаплоидные аскоспоры. По своей форме гаплоидные клетки чаще всего круглые или сферические, они меньше, чем клетки в диплоидной фазе, которые бывают овальными или удлиненными. В -гаплоидной форме третья и четвертая почки часто появ- ляются около первой, что дает типич- ные розетки; в жидких культурах клетки имеют тенденцию к группиров- ке. В противоположность этому в ди- плоидной форме на материнской клет- ке вторая почка появляется напротив первой; клетки редко группируются. В последние годы открыты и описа- ны необычные формы размножения. Греваль и Миллер (1972) выявили бесполую споруляцию, в частности у одной расы Saccharomyces ellipsoide- 117
us (19 и 1) из коллекции Агрономиче- ской и энологической станции Бордо; образовавшиеся аски содержат дипло- идные споры; в период цикла развит тия таких дрожжей не наблюдали ни разу явления слияния. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ДРОЖЖЕЙ Дрожжи имеют очень изменчивый химический состав, зависящий от ви- да и культуральной среды. Этот сос- тав представляет интерес для опреде- ления количества веществ, которые могут быть использованы или выделе- ны дрожжами. Дрожжи содержат в среднем 75% воды и 25% сухого ве- щества, имеющего примерно следую- щий состав (в %): Неорганические вещества Углеводы (глюциды) От » 5 до 10 25 » 50 Азот » 4,8 » 12 Белки (NX6,25) > 30 » 75 Липиды » 2 » 5 Основными фракциями неорганиче- ских веществ являются фосфорная кислота (около 50%) и калий (около 25%). Выше было сказано, что углеводы дрожжей состоят из полисахаридов и гликогена. Белки изменяются в обрат- ной пропорции к гликогену; высокое процентное содержание азота коррели- рует с большим количеством золы. В дрожжах находятся все необходи- мые аминокислоты. Среднее содержа- ние их (в % белковых веществ на су- хую массу) выражается следующими значениями: • Аланин 6,1 Лизин 7,3 Аргинин 4,7 Метионин 1.5 Аспарагин 7,9 Феннлалаиин 3,5 Цистин 1,2 Пролин 4,2 Глутамин 10,8 Серин 5,0 Гликол 4,1 Треонин 5,5 Гистидин 2,6 Триптофан 1,4 Изолейцип 4,8 Тирозин 4.4 Лейцин 6,3 Валин 5,7 Пуриновые и пиримидиновые формы азота, входящие в нуклеиновые кисло» ты дрожжей, составляют соответствен» но 8 и 4 % от общего азота. Ниже приведено содержание вита» минов в дрожжах (в мкг на 1 г сухих дрожжей). Тиамин Рибофлавин Пантотеновая кислота Никотинамид Пиридоксин Биотин Фолиевая кислота Мезоинозит От 20 до 100 « 30» 62 «118» 198 «190» 585 « 25» 100 «0,5» 1,8 « 19» 35 «2700» 5000 КЛАССИФИКАЦИЯ ДРОЖЖЕЙ Присутствие в бродящей жидкости микроскопических клеток, размножаю- щихся почкованием, впервые наблю- дал Каньяр де ла Тур (1887), кото- рый также указал на возможность их культивирования. Но до появления ра- бот Пастера была принята теория Ли- биха (1839), видевшего в дрожжах органическое вещество, разложение ко- торого вызывает распад тел, находя- щихся в контакте с ним, и в частно- сти сахара. Пастер (1857) установил связь между присутствием живых «ферментов» и превращением сахара в спирт во время брожения. Броже- ние соответствует жизни без воздуха, и именно дрожжи в этих условиях разлагают сахар с образованием спир- та. Довольно скоро благодаря методам использования чистых культур было установлено, что существует большое число видов дрожжей, различных по внешнему виду под микроскопом и по своим свойствам. Ганзен (1881) вы- вел культуры из одной клетки путем последовательных разбавлений жид- кой среды. Кох (1883) применил ме- тод плотной среды; распределяя 118
клетей в жидкой среде, он фиксиро- вал ее желатином и таким путем по- лучал колонии, вырастающие из од- ной клетки и легко выделяемые. Эти методы, значительно усовер- шенствованные, в дальнейшем приве- ли к открытию большого числа видов, многочисленность и разнообразие ко- торых сделали неизбежной разработ- ку очень сложной классификации. Прежде всего, было необходимо опре- делить особенности каждого вида. Go времени первой классификации Ган- зена (1904), в которой дрожжи делят- ся на спорогенные и аспорогенные, таксономия дрожжей дала повод для огромного количества работ, привед- ших к созданию более точной .класси- фикации дрожжей. Вехами на этом пути являются опи- сательные монографии Штеллинг- Деккер, (1931), Лоддер (1934), Дид- денса и Лоддер (1942), Лоддер и Крегер-Ван Рижа (1952), Кудрявцева (1960), Коцковой-Кратохвиловой (1961) и, как завершение, исчерпыва- ющая систематика Лоддер (1970), коллективный труд, объединяющий работы большого числа специалистов. Ниже приведены таблицы распреде- ления различных видов дрожжей (табл. 5.1 и 5.2). Спорогенные дрож- жи включают 25 родов, объединяющих 190 видов, аспорогенные дрожжи — 12 родов и около 170 видов. Место винных дрожжей в новой классификации Если составить опись всех дрожжей в мире, выделенных из винограда, из бродящего сусла, из вин или найден* ных в помещениях винзаводов, то при* ходится констатировать, что согласно последней классификации они принад- лежат не менее как к 36 спорогенным видам, входящим в 8 родов, и к 31 не- спорогенному виду дрожжей, которые представляют 7 различных родов. В Трактате по энологии (1960) мес- то винных дрожжей в общей класси- кации было уточнено в 50-х годах в свете фундаментальных работ де Кас- телли в Италии и С. Домерк во Фран- ции. Тем самым был восполнен значи- тельный пробел в энологической нау- ке, существовавшей до этого времени. С тех пор наши знания еще более Таблица 5.1 Классификация аспорогенных дрожжей. семейства Cryptococcaceae (по данным Лод- дер, 1970) Подсемейство 1 2 3 4 5 Trichosporoldeae Proca-ndldoldeae Candidoldeae Torulopsoideae Cryptococcoideae Роды Geotrichum Trichosponim Fermentotri- chon Azymopro- candida Procandida Azymocandida Candida * Brettanomy- ces * Torulopsis * Kloeckera * Paratorulop- sis Cryptococcus Nigrococcus Rhodotorula * Dioszegia Trigonospis Pityrosporum * Роды дрожжей, встреча.'ощихся в суслах или винах. 119
Таблица 5:2 Классификация спорогенных дрожжей семейства Saccharomycetaceae (по- данным Лод» дер, 1970) Подсемейство 1 2 3 4 Schlzosaccharomy- coldeae Nadsonioideae Saccharomycoideae Lipomicetoideae Роды Schizosaccharo- myces * Nadsonia Saccharomyco- des * Hanseniaspora * Wickerhamia Saccharmyccs * Kluyveromyces * Lodderomyces Wingea Endomycopsis * Pichia * Hansenula * Pachysolen Citeromyces Debaromyces * Schwanniomyces Dekker a Saccharomycop- sis Lipomyces * Роды дрожжей, встречающихся в суслах или в расширились в результате ‘исследова- ний, проводившихся в различных вино- дельческих районах мира. С другой стороны, классификацию следует пе- ресмотреть, с тем чтобы привести ее в соответствие с последним вариантом, данным Лоддер (1970). Табл. 5.3 и 5.4 отражают изменения, иногда суще- ственные, которые были внесены в классификацию в последнее десяти- летие. В этой книге приняты новые обозначения, за исключением двух (Sacch. ellipsoideus и Sacch. ovifor- mis), из-за причин, изложенных в гл. 6. Уместно напомнить, что дрожжи всегда обозначают латинским наиме- нованием рода, сопровождаемым на- званием вида, которое может быть или именем автора, открывшего этот вид (Saccharomyces chevalieri, Saccharo- mycodes ludwigii), или названием, под- сказанным формой (Torulopsis stella- ta, Kloeckera apiculata), или же назва- нием места, где были найдены эти 120 винах. дрожжи (Saccharomyces italicus, Klo- eckera africana). В точной номенкла- туре применяют двойное латинское обозначение имени автора, который изучил данные дрожжи и дал им на- звание (Saccharomyces bayanus Sac- cardo). Тесты классификации дрожжей Техника выделения. Прежде чем приступить к исследованию какого-то штамма дрожжей и попытаться выде- лить его, необходимо получить из не- го абсолютно чистую культуру, выво- дя ее из одной клетки в самом стро- гом смысле слова. При этом поступа- ют следующим образом. Пробирку, со- держащую 10 см3 стерильного вино- градного сусла, засевают минималь- ным количеством дрожжей, подлежа- щих изучению, беря из суспензии с по- мощью прокаленной платиновой петли. После перемешивания взбалтыванием эта пробирка служит для засева со-
Таблица 5.3 Основные виды аспорогенных дрожжей, выделенных из сусел и вин [измененные на- звания, употребляемые в монографиях Лоддер и Крегер-Ван Рижа (1952—1967) и Лоддер (1970), и названия новых видов] Названия дрожжей Ролы прежние новые неизмененные новые виды Brettanomyces Br. schanderlii Br. vini Br. intermedius Br. bruxellensis — Candida C. mycodemta C. vanrijii С. vini С. sake C. guilliermondii C. krusei C. melinii C. parapsilopsis C. pelliculosa C. solani C. utilis C. zeylanoides — Cryptococcus Cr. albidus Cr. laurentii — Kloeckera KI. jensenii KI. magna Ki. javanica KI. corticis KI. africana KI. apiculata Metschnikowia C. puldnerrima M. pulcherrima iRhodotorula Rh. glutinis Rh. mucilaginosa T. colliculosa T. dattila T. cantarellii T. domercqii Torulopsis T. famata T. bacillaris T. stelllata T. Candida T. stellata T. holmii T. glabrata T. inconspicua T. versatilis держимого другой пробирки, которая в свою очередь используется для при- готовления третьей. Содержимое этих трех пробирок выливают в три сте- рильные чашки Петри и смешивают с таким же объемом 20%-ного желати- на, расплавленного легким нагревани- ем. Оставляют остыть и затвердеть на ровной поверхности. После нескольких дней пребывания чашек Петри в покое при температу- ре 20° С на поверхности плотной пита- тельной среды или в глубине появля- ются колонии. С помощью ушка иглы из платины или нержавеющей стали, прокаленных в пламени спиртовки, отбирают некоторое число колоний (одну за другой), выросших каждая 121
Таблица 5.4 Основные виды спорогенных дрожжей, выделенных из сусел вин [измененные назва- ния, употребляемые в монографии Лоддер (1970), и названия новых видов] Рода Название дрожжей прежние новые неизмененные новые виды Endomycopsis E. lindneri E. vini Hanseniaspora H’spora valby- ensis H’spora osmo- phila H’spora uvarum Hansenula H. anomala H. subpelliculosa Kluyveromyces Sacch. veronae K. veronae Pichia P. fermentans P. membranae- faciens P. vini - Sacch. acidifa- | ciens . ( Sacch. elegans ' Sacch. bayanus | Sacch. ovifor- [ mis ' Sacch. pastoria- nus Sacch. chevalieri 1 Sacch. fructuum J Sacch. bailii Sacch. bayanus Sacch. chevali- eri Sacch. bisporus Sacch. delbrueckii Sacch. aceti Sacch. capensis Sacch. coreanus Saccharomyces Sacch. cerevisiae 1 Var. ellipsoideus / Sacch. cerevisiae Sacch. exiguus Sacch. fermen- tati Sacch. florenti- nus Sacch. geteroge- nicus Sacch. italicus Sacch. microel- lipsodes Sacch. rosei Sacch. rouxii Sacch. globosus Sacch. inconspi- cuus Sacch. kluyveri Sacch. prosto- serdovii 122
Продолжение Роды Названия дрожжей прежние новые неизмененные новые виды Sacch. carlsber- 1 gensis ! Sacch. uvarum J Sacch. uvarum Sacch. trans- vaalensis Saccharomyco- des S’codes ludwigii Schizosaccharo- myces Schiz. pombe Schiz. malide- ’iorans из одной клетки. В гетерогенной куль- туре они могут принадлежать к раз- личным видам. Каждую вводят в про- бирку со стерильным суслом. Прово- дят второй рассев на чашки Петри и выделение культур, прежде чем при- менить тесты классификации. Питательная среда. Наиболее под- ходящей средой для размножения вин- ных дрожжей является виноградный сок. Сусло, полученное в период сбора урожая и консервированное посред- ством пастеризации, фильтруют, затем разливают по 10 см3 в пробирку, за- крывают ватной пробкой. Наполнен- ные пробирки нагревают до 100° С. Можно также использовать пивное сусло, обработанное таким же обра- зом, или искусственные среды следую- щего состава: дрожжевой отвар из 200 г хлебопе- карных дрожжей на 1 л, более или менее разбавленный, или дрожжевой экстракт из сушеных дрожжей из рас- чета 5 г/л; синтетическая среда, содержащая в 1 л 100 г сахарозы; 6 г лимонной кис- лоты; 5 г дрожжевой золы (или сме- си неорганических веществ); 2 г кис- лого фосфорнокислого калия; 2 г ас- парагина, 1 г сульфата аммония. Среду доводят до нужного pH ед- ким кали, добавляют следующие вита- мины: тиамин, пиридоксин, никотина- мид, пантотеновую кислоту, Р-амино- бензойную кислоту (от 0,2 до 1 мг), биотин (от 20 до 100 мкг), мезоино- зит (от 5 до 10 мг). Для сохранения штаммов использу- ют солодовый агар, приготовленный на натуральном солодовом сусле, раз- бавленном до 15% СВ (d= 1,059) и нейтрализованном до pH 7; в нем растворяют в горячем состоянии агар из расчета 15 г/л, распределяют по пробиркам, стерилизуют 15 мин при 120° С и оставляют остывать в про- бирках в наклонном положении. Следующая среда, на которой Sacc- haromyces хорошо спорулируют и дол- го сохраняются, приготовляется та- ким путем: настаивают 125 г тертой моркови в 1 л воды в течение 1 ч; на- стой доводят до кипения и через 10 мин кипячения фильтруют через ва- ту, доводят до pH 5 и растворяют 30 г агара на 1 л. Культуры дрожжей хранят на жид- 123
кой или плотной среде при низких „температурах. Их -пересевают каждые 4—6 мес и .после нескольких дней раз- вития вновь помещают на холод. Пе- ресев производят из жидкой среды на плотную или наоборот. Пробирки с культурами закрывают колпачками во избежание проникновения плесеней и уменьшения испарения. Форма и размеры клеток дрожжей. В микроскоп (увеличение 900 раз) можно видеть молодые клетки в сос тоянии полной активности и почкова- ния через 3 или 4 дня культивирова- ния в жидкой среде при 25° С. Можно также рассмотреть более старые куль- туры; при этом некоторые формы ста- новятся более выраженными. Уже та- кое изучение позволяет различать не- J которые роды по величине и форме клеток: Kloeckera и Hanseniaspora (маленькие заостренные), Saccharo- mycodes (большие заостренные), То- rulopsis stellata (очень маленькие эл- липтические). Размеры клеток опреде- ляют с помощью микрометра, отмеча- ют также характер почкования. В дей- ствительности дрожжевая популяция в чистой культуре состоит из клеток всех размеров и часто различной фор- мы. Иногда трудно определить сред- ние размеры и форму. К тому же и описание оказывается недостаточным ввиду неточности эпитетов: овальная, эллиптическая, удлиненная; ее требу- ется дополнять рисунком или фотогра- фией. Образование спор. Эта характери- стика имеет фундаментальное значе- ние, так как она позволяет относить изучаемые дрожжи к спорогенным ви- дам семейства Saccharomycetacees или же к аспорогенным — Cryptococ- cacees. Но это иногда трудно выя- вить, так как обычно во время дли- тельного хранения некоторые виды те- ряют способность к спорулпрованию. Чтобы наблюдать споруляцию, куль- туру выращивают на поверхности в среде с агаром: солодовом сусле, морковном отваре или на среде Город- ковой («а 1л): 1г глюкозы, 10 г пептона, 5 г хлористого натрия. Дрож- жи заостренной формы (апикулятус) хорошо спорулируют на солодовом сусле-агаре. Наблюдения с помощью Рис. 5.5 Гигантские колонии некоторых штаммов Saccharomyces: а, б, г — Sacch. ellip- soidcus; в — Sacch. rosei. микроскопа проводят по нескольку раз в месяц. Характеристики культуры. Нельзя разработать классификацию на осно- вании только этих характеристик, но они дают возможность подтверждать другие тесты дифференциации. Отме- чают: 1) вид колонии на сусле с жела- тином, ее способность разжижать же- латину (протеолиз); 2) вид культуры на виноградном сусле: появление осад- ка, флоккуляция, образование поверх- ностного кольца, пленки, устойчивой пены; 3) вид культуры на сусле-ага- 124
ре: цвет, поверхность (блестящая или матовая, гладкая или морщинистая), особая форма; 4) характерные приз- наки гигантской колонии на виноград- ном сусле с желатиной. Для того чтобы получить гигант- скую колонию, опускают одну каплю дрожжевой разводки в центр чашки Петри, затем чашку оставляют при температуре 20° С и наблюдают по ис- Рис. 5.6. Трубки для брожения: а—Дурхэма; б—Эйнгорна. течении 1 или 2 мес. При этом отмеча- ют цвет, форму развития (концентри- ческую или лучевую), вид поверхности (матовую или блестящую, сухую или влажную), рельеф, толщину. Некото- рые дрожжи можно опознать по их гигантским колониям, другие же не образуют характерных колоний. Кроме того, штаммы одного и того же вида могут образовать гигантские колонии различной формы и в то же время раз- ные виды могут представлять собой одинаковые гигантские колонии. Внешний вид гигантской колонии за- висит от скорости размножения, фор- мы клеток и особенностей их почко- вания, от угла, под которым образу- ются древовидные ответвления дочер- них клеток на материнских, а также от состава и консистенции плотной среды. Тест не всегда можно воспро- извести. На рис. 5.5 показаны неко- торые гигантские колонии. Сбраживание различных сахаров. Способность сбраживать различные- сахара (см. гл. 15, раздел «Брожение сахаров дрожжами») зависит от при- сутствия в клетке различных специ- фических ферментов. Следовательно,, это одна из стабильных характеристик дрожжей, которая может служить ос- новой для классификации. Ключ для определения видов, например, в роде Saccharomyces, основан на этом при- знаке. Для сбраживания сахаров характер- но выделение углекислого газа, на- блюдаемого в трубке Дурхэма или fl- трубке Эйнгорна (рис. 5.6). Считают,, что первый прибор более чувствите- лен, чем второй. Для опытов исполь- зуют глюкозу, галактозу, сахарозу,., мальтозу, лактозу, рафинозу. Дрож- жи, которые сбраживают глюкозу,, сбраживают также фруктозу и манно- зу и нет необходимости испытывать эти два сахара. Основная питательная- среда содержит 5 г дрожжевого эк- стракта на 1 л. Каждую трубку с одним из сахаров (5 г на 1 л) засевают дву- мя каплями исследуемых дрожжей; помещают в термостат с температурой 25° С. Десять дней подряд проверяют появление пузырьков углекислого га- за. Инвертаза или сахараза, которая превращает сахарозу в глюкозу и фруктозу, дает возможность дрож- жам, обладающим этим ферментом, сбраживать сахарозу. -В действитель- ности сахарозу могут сбраживать два. разных фермента — фруктозидаза, рас- щепляющая фруктозу, и глюкозидаза,, разлагающая глюкозу. Рафиназа, ко- торая отделяет фруктозу от молекулы. 125-
рафинозы, также является фруктози- дазой. Рафиноза представляет собой трисахарид, образованный из моноса- харида фруктозы и из дисахарида ме- либиозы, которая в свою очередь сос- тоит из глюкозы и галактозы. Маль- таза, расщеляющая мальтозу на две молекулы глюкозы, также является глюкозидазой. Большая часть дрож- жей, которые сбраживают сахарозу, сбраживают также и рафинозу, но мо- гут не действовать на мальтозу (на- пример, в случае Sacch. chevalieri). Санта Мария (1964) исследовала использование сахарозы и мальтозы дрожжами. Мелибиаза или, «-галак- тозидаза, гидролизует мелибиозу ра- финозы в глюкозу и галактозу. Сле- довательно, в зависимости от вида дрожжей рафиноза может быть сбро- жена на !/з (дрожжами, имеющими фруктозидазу, но не имеющими «-га- лактозидазу), на 2/3 (дрожжами, имею- щими фруктозидазу и «-галактозида- зу, но не сбраживающими галактозу) или полностью (дрожжами, обладаю- щими, кроме того, способностью сбра- живать галактозу). Поскольку рафиноза не относится к восстанавливающим сахарам, а саха- ра после ее гидролиза являются тако- выми, нетрудно определить титровани- ем раствора Фелинга через 3—4 нед брожения, какое влияние исследуемые дрожжи оказали на рафинозу. Мето- дом хроматографии на бумаге можно также выявить сахара, оставшиеся после сбраживания рафинозы. Лакта- за, или р-галактозидаза, мало распро- страненная в дрожжах, разделяет лак- тозу на глюкозу и галактозу. Более полный тест включает также испытания целлобиозы, трегалозы, инулина, крахмала и др. А ссимиляция различных сахаров. Все сахара, сбраживаемые дрожжа- ми, усваиваются также в аэробной культуре, но не все ассимилируемые сахара сбраживаются, следовательно, тест ассимиляции применим только к несброженным сахарам. Основной сре- дой является синтетическая среда, описанная выше в разделе «Питатель- ная среда». Засевают каждую трубку, содержа- щую 5 г субстрата на 1 л двумя кап- лями дрожжевой разводки (культура трехдневная), параллельно приготов- ляют одну контрольную трубку с глю- козой, другую — без какого-либо са- хара; эти трубки показывают интен- сивность развития. Результаты реги- стрируют в течение 15—30 дней при температуре 25° С; приводят дрожже- вой осадок во взвешенное состояние и сравнивают степень помутнения. Мож- но использовать абсорбцио-метр, по- зволяющий вычислить интенсивность развития. Тем не менее интерпретация полученных результатов не всегда бы- вает легкой, иногда более интенсив- ное развитие отмечается в среде без сахара, особенно для пленчатых дрож- жей. Полные тесты ассимиляции включа- ют помимо тех, которые используются в тестах брожения, следующие веще- ства: сорбозу, ксилозу, арабинозу, ри- бозу, рамнозу, этанол, глицерин, эрит- рит, рибит, галактит, маннит, инозит, сорбит, салицин, кислоты: молочную, лимонную, янтарную и др. Такие тесты требуют значительных объемов пита- тельной среды и соответствующего оборудования. Шарпантье и Бержере (1972) описали оборудование и стан- дартные способы исследования про- цессов сбраживания и аэробной асси- миляции 39 углеводных соединений. К качественным характеристикам при- бавляют количественную информа- цию, отмечая скорость появления ха- рактеристик, что дает возможность определить штаммы (расы) в преде- лах вида. Разрабатывают карточки, показывающие «профили» штаммов. 126
Такие карточки обрабатываются на ЭВМ в числовой классификации. Избирательное сбраживание глюко- зы и фруктозы. Известно, что в при- Рис. 5.7. Схема манометрического аппарата Варбурга для измерения интенсивности дыха- ния и брожения: а — исходное положение манометра; б — измерение интенсивности дыхания; в — измере- ние интенсивности брожения. сутствии смеси глюкозы и фруктозы, такой, как инвертный сахар, дрожжи воздействуют прежде всего на глюко- зу и после этого поглощают фруктозу. По этой причине сахар, который оста- ется в белых ликерных винах, пред- ставляет собой главным образом фруктозу. Но некоторые дрожжи ве- дут себя по-другому. При расчете процентного содержания сброженной глюкозы, когда 50% фруктозы уже исчезло, различают три категории дрожжей: 1) дрожжи, сбраживающие к этому моменту от 80 до 85% глюкозы. Это наиболее многочисленные, глюкозо- фильные дрожжи. К этой категории относится большая часть видов Sacc- haromyces, а также Saccharomycodes и Brettanomyces; 2) дрожжи, которые предпочтитель- но поглощают фруктозу или фрутозо- фильные; они используют в этих усло- виях только от 5 до 10% глюкозы. Их представляют три вида: Sacch. bailii, Sacch. rouxii и T. stellata; 3) дрожжи, разлагающие оба саха- ра с почти одинаковой скоростью, во всяком случае, с начала брожения. К моменту, когда они поглощают по- ловину фруктозы, исчезает от 40 до 60% глюкозы. В эту категорию вхо- дят восемь видов дрожжей, в том чис- ле виды Hanseniaspora. Интенсивности дыхания и брожения. Уровни интенсивности дыхания (Qo, и сбраживания (Q^o‘) У молодых кле- ток, культивируемых на одной и той же синтетической среде, содержащей глюкозу, полной с точки зрения содер- жания минеральных и азотсодержа- щих веществ, а также витаминов и ис- следуемых на одной стадии развития, измеряют с помощью манометриче- ского прибора Варбурга (рис. 5.7). Процентное содержание дыхательного фермента клетки изменяется в зави- симости от степени аэрации питатель- ной среды. В противоположность это- му интенсивность сбраживания являет- ся относительно постоянной в течение всего периода брожения и снижается только к его концу, когда число жи- вых клеток уменьшается. Интенсив- ность сбраживания выражают в мм3 газа на 1 мг сухих дрожжей в час. Лафон разделил дрожжи по этому признаку на шесть групп: 127
1) дрожжи только окисляющие. De- baryomyces, выделенные из вин, и С. vini не вызывают сбраживания сахаров или сбраживают их только в виде сле- дов. Интенсивность дыхания равна примерно 25; 2) Р. fermentans и Н. anomala име- ют интенсивность дыхания, часто рав- ную и иногда превосходящую интен- сивность сбраживания; 3) М. pulcherrima имеет достаточ- ную окислительную способность и ма- .лоактивна с точки зрения сбражива- ния. Отношение дыхания к брожению равно 30:90; 4) для Sacch. bailii дыхание состав- ляет от 13 до 18%. В эту же катего- рию входят виды Hanseniaspora. Ин- тенсивность сбраживания составляет ют 100 до 150 при интенсивности дыха- ния от 15 до 20; 5) у рода Saccharomyces отношение .дыхания к брожению всегда ниже 10% при интенсивности брожения от ^200 до 300. Такие же данные и у То- .rulopsis stellata при несколько более слабой интенсивности брожения; 6) Brettanomyces—дрожжи с замед- ленным метаболизмом, имеют слабую интенсивность дыхания при интенсив- ности сбраживания около 50. ’ Кривые брожения — спиртообразую- чцая способность. Последняя определя- ются по максимальной спиртуозности, полученной при использовании иссле- .дуемых дрожжей в сусле с достаточ- ным содержанием сахара. Опыты про- водили в небольших склянках для ^брожения вместимостью 90 см3, содер- жащих 60 см3 сусла. В одной серии .склянок ведут анаэробное брожение под стеклянной трубкой с оттянутым тонким концом, в другой — они закры- ты простыми ватными пробками. ‘Склянки оставляют на брожение в термостате при 25°С. Повторные взве- шивания позволяют начертить кривые потерь массы. В конце брожения оп- 428 ределение спиртуозности или количе- ственный анализ остаточного сахара показывает спиртообразующую спо- собность данного вида дрожжей. Побочные продукты сбраживания сахара. Известно, что при брожении наряду со спиртом и углекислым га- зом по схеме глицериио-пировиноград- ного брожения Нейберга образуется ряд побочных и вторичных продуктов. Эквивалентность между глицерином (г) и суммой других вторичных про- дуктов; уксусной кислоты (у), янтар- ной кислоты (я), 2,3-бутандиола (б), ацетоина (а), остаточного свободного ацетальдегида (э) — с коэффициентом при каждом из них, выведенным из химического уравнения, установлена аналитически. Было предложено сле- дующее уравнение, вытекающее из баланса спиртового брожения Ней- берга: 5я + 2у + б + 2а + э ~ 2 < г. Анализы многих сотен брожений, проведенных в различных условиях, показали, что S изменяется от 0,8 до 1,0 г. Это уравнение эквивалентности подтверждается для всех дрожжей ро- дов Saccharomyces и Saccharomycodes. Эти дрожжи имеют только бродиль- ный метаболизм. Для другой группы дрожжей, вклю- чающих роды Torulopsis и Hansenula, это отношение действительно только в условиях абсолютного анаэробиоза и непригодно даже при очень слабой аэрации; эти дрожжи образуют много уксусной и янтарной кислот, часть ко- торых образуется в процессе дыхания. Для дрожжей рода Hanseniaspora предыдущее равенство справедливо только при слабой аэрации и не под- ходит для среды с большим доступом воздуха. Отношение глицерина к спирту в конце брожения при прочих равных условиях мало изменяется в зависимо-
сти от дрожжей и не позволяет разли- чать их виды. Но они дифференциру- ются пропорциями различных побоч- ных продуктов брожения. Существуют также дрожжи, образующие уксусную кислоту, янтарную и глицерин. Знание этих характеристик, в частности обра- зование летучих кислот, имеет непо- средственный интерес к энологии. Следует также указать на образова- ние этилацетата, сложного эфира, из- вестного как вещество, придающее испорченным винам признаки скиса- ния. Все винные дрожжи вырабатыва- ют этилацетат в различном процент- ном содержании. Тогда как виды Sac- charomyces и Torulopsis являются наи- менее гетерогенными (дают наимень- шие количества сложных эфиров), Hanseniaspora uvarum, Saccharomy- codes ludwigii и особенно виды Pichia и Hansenula, образующие на поверх- ности пленки, дают повышенное про- центное содержание этилацетата, спо- собного придавать винам признаки ис- порченных вин. Образование высших спиртов, час- тично связанное с питанием дрожжей азотом и изменяющееся в зависимости от видов, может также дать дополни- тельные данные, полезные для клас- сификации. Ассимиляция нитратов. Свойство ис- пользовать нитраты, т. е. превращать их в усвояемый азот, является важным критерием в таксономии дрожжей в силу его надежности. Большинство дрожжей не усваивают нитраты; с другой стороны, род Hansenula харак- теризуется своей способностью ис- пользовать их и тем отличается от ро- да Pichia. Некоторые дрожжи рода Brettanomyces также усваивают нит- раты. Ассимиляция гидрата окиси аммо- ния, введенного в виде сульфата ам- мония, может также способствовать дифференциации видов Kloeckera, Hanseniaspora, которые не могут его использовать, и видов Torulopsis, пло- хо усваивающие его. Другие дрожжи в качестве азотного питания лучше усваивают гидрат окиси аммония. Жидкая среда, использованная для изучения этого признака, имела следу- ющий состав (в г на 1 л): глюкоза — 10, кислый фосфорнокислый калий — 1; сернокислый магний — 0,5; хлори- стый кальций — 0,1; хлористый нат- рий— 0,1. Факторы роста добавляют в той же дозе, как и для усвоения саха- ров (или 1 г нитрата калия, или 1 г сернокислого ам(мония).- Использование этанола. Такой ана- лиз имеет лишь второстепенное значе- ние для идентификации дрожжей, так как этим свойством обладают только редкие виды. Используемая среда идентична описанной выше, без глю- козы, но с сульфатом аммония. Пе- ред посевом добавляют 3% этилового спирта. Контроль развития проводят через 2 нед путем сравнения со склян- кой без спирта. Потребности в факторах роста. По- требность дрожжей в факторах роста (биотин, пиридоксин, тиамин, пантоте- новая кислота, мезоинозит, никотина- мид, парааминобензойная кислота) ха- рактерна для всех видов, встречаю- щихся в винах. Определения ведут на простой среде, описанной выше в раз- деле «Питательные среды», содержа- щей только перекристаллизованные вещества. Для каждой культуры дрожжей тотовят восемь пробирок; одна пробирка не получает ни одного фактора роста, другая получает их все, остальные шесть пробирок полу- чают все факторы роста, за исключе- нием одного, каждый раз разного. Та- ким образом, изучают индивидуально все случаи недостаточности. При об- семенении реализуют постоянную ис- ходную популяцию из одной или двух дрожжевых клеток на 1 мм3. 5 Зак. ,1929 129
Поведение дрожжей контролируют в три этапа: 1) в первые часы оценивают рост нефелометрическим изменением, про- водимым непосредственно на пробир- ках после взбалтывания; 2) за ходом брожения следят путем взвешивания пробирок, закупоренных трубкой с оттянутым концом через одинаковые промежутки времени, на- пример через каждые 2 дня; 3) переходят к подсчету дрожжей с помощью счетчика клеток. В результате получают данные од- новременно как по скорости роста, так и по скорости и пределу сбражи- вания сахара. Таким образом, различают протот- рофные дрожжи, которые могут разви- ваться и вызывать брожение в среде, совершенно лишенной факторов рос- та, так как они способны их синтези- ровать, и дрожжи ауксотрофные, К1о- eckera, Saccharomycodes, Hanseniaspo- га, неспособные размножаться, если в питательном растворе не хватает ка- кого-нибудь витамина. Для протот- рофных видов, для которых факторы роста не являются обязательными, они тем не менее играют роль активато- ров в процессах размножения и броже- ния. Эти характеристики довольно спе- цифичны, чтобы быть использованны- ми при идентификации дрожжей. Влияние температуры. Наблюдая за ходом брожения виноградного сусла путем взвешивания склянок при раз- личных температурах, например 4, 13, 20, 25, 30 и 35° С, и вычерчивая кривые потерь углекислого газа, можно срав- нивать поведение различных видов дрожжей. По этим данным винные дрожжи разделяют на пять групп: 1) Виды Saccharomyces, представля- ющие собой прекрасную иллюстра- цию к закону: «начало брожения про- 130 ходит тем быстрее и получаемая спир- туозность тем ниже, чем выше темпе- ратура» (ом. гл. 7, раздел «Влияние температуры на скорость и предел брожения виноградного сусла»). Для этих довольно холодоустойчивых дрожжей максимум сброженного са- хара достигается при 13° при 4° С сбраживается от 55 до 75% этого мак- симума; при 30 и 35° С трансформиру- ется только половина; 2) более термофильные дрожжи, включающие Sacch. bailii, Sacch. he- terogenicus, T. stellata и Saccharomy- codes ludwigii. Эти дрожжи имеют оп- тимум брожения при 25° С и еще более активны при 30—35° С, с другой сто- роны, они плохо сбраживают сахара при 4 и 13° С. Отсюда можно было бы заключить о целесообразности ис- пользования этих дрожжей в районах жаркого климата; к сожалению, это плохие дрожжи с точки зрения вино- делия (слабая способность спиртооб- разования, образование значительных количеств уксусной кислоты и этила- цетата); 3) виды Hanseniaspora и Kloeckera, к которым можно присоединить Sacch. rosei. Эти дрожжи классифицируются между группами 1 и 2. Здесь опти- мальная температура равна 20° С. 4) виды Brettanomyces, сбраживаю- щие преимущественно при высоких температурах. Лаг-фаза у этих дрож- жей довольно продолжительная при 25°С (от 8 до 10 дней), очень корот- кая при 30—35°С (2—3 дня); 5) дрожжи, мало подверженные действию температуры, ведут себя почти одинаково при всех температу- рах— от 13 до 35°С. К ним относятся М. pulcherriima, Sacch. rouxii. Устойчивость к сернистому ангид- риду. Знание устойчивости дрожжей к сернистому ангидриду, внесенному в сок или в бродящую среду, чтобы за- держать . забраживание, и к дозам
SO2, применяемым для консервирова- ния вин с остаточным сахаром (недо- бродов), имеет непосредственное зна- чение для практики виноделия. Опы- ты по сбраживанию виноградного сус- ла при введении доз сернистого ангид- рида от 100 до 400 мг/л, засеянного -сразу же после такого добавления по- стоянным числом дрожжей, позволяет разделить дрожжи на три группы: 1) чувствительные к этому антисеп- тику и не развивающиеся при сульфи- тации сусла дозами от 100 до -150 мг/л; это Sacch. rosei, Kloeckera и -Hanseniaspora; - 2) устойчивые к дозам от 100 до 150 мг/л, но не более; к ним относят- ся Sacch. ellipsoideus, Т, stellata, один штамм Sacch. oviformis; 3) высокоустойчивые, способные вы- держать очень высокие дозы. Штам- мы разновидности oviformis вызывают брожение при 250 мг/л сернистой кис- лоты. С дрожжами Sacch. bailii броже- ние может начаться при дозах от 250 до 400 мг/л; Saccharomycodes ludwigii прекрасно выдерживают 400 мг/л. Устойчивость к актидиону. Ингиби- рующее действие актидиона было оп- ределено для многих видов дрожжей, в частности для тех, которые играют оп- ределенную роль в приготовлении и хранении вин( см. гл. 9, раздел «Про- тивогрибные антибиотики»). Ниже приведен спектр противодрожжевого действия актидиона; он показывает концентрации (в мг/л), оказывающие ингибирующее воздействие в течение месяца на брожение виноградного со- ка, обсемененного дрожжами из рас- чета 10 000 клеток на 1 см3 (Пейно и сотрудники, 1962). Sacch. bailii 5 Sacch. ellipsoideus 10 Sacch. ovifomis, chevalieri, roseif, fer- 20 mentati Saccharomycodes ludwigii, Hansenula 20 anomala Sacch. heterogenicus 30 Sacch. delbrueckii 100 T. Stellata, Br. vini, Br. schanderlii 100 Hanseniaspora uvarum, Kloeckera apicu- lata ! Этот тест может помочь идентифи- кации устойчивых дрожжей. Однако выявлены некоторые штаммы Sacch. oviformis и Sacch. bailii, безразличные к актидиону. Исследование антигенов. Классифи- кация дрожжей с помощью серологи- ческих тестов была испытана многими авторами. Используя моноспецифиче- ские сыворотки и два серологических .способа, Шарпантье и сотрудники (1971) доказали существование анти- генного родства между семью видами винодельческих дрожжей; эти черты сходства, вероятно, могли бы объяс- нить, по мнению этих авторов, посто- янство порядка появления видов дрожжей во время приготовления вина. ЭКОЛОГИЯ и РАСПРОСТРАНЕНИЕ ДРОЖЖЕЙ Экология является наукой, которая изучает живой организм во взаимоот- ношении с его физической и биологи- ческой средой. Экологические исследо- вания дрожжей охватывают распреде- ление различных видов в существую- щих природных условиях в зависимо- сти от климата, разнообразия субстра- тов и их численности. Во время Пастера спонтанное бро- жение собранного винограда могло казаться более странным, чем, напри- мер, брожение пивного сусла, где дрожжи сохраняются в процессе не- прерывного производства. Пастер, ко- торый доказал необходимость присут- ствия дрожжей в бродящей среде, дол- жен был также доказать, что осенью дрожжи находятся на кожице спелых виноградных ягод, а не внутри их. С этой целью он провел несколько 5* 131
экспериментов, которые имели решаю- щее значение, в том числе: -----: •- 1) виноградный сок был взят из яго- ды посредством тонкой стеклянной трубочки в асептических условиях и перенесен в небольшую стерильную колбу. Такой сок не забраживал, сле- довательно, внутри ягоды сахар не под- вергается спонтанному сбраживанию из-за отсутствия дрожжей, а не из-за отсутствия воздуха, как думали рань- ше; 2) прокипяченное сусло в колбе, за- крытой ватным тампоном, может хра- ниться неопределенно долгое время и, наоборот, оно быстро забраживает, если в него ввести воду, использован- ную для мойки зрелого винограда; 3) грозди еще зеленого винограда, не отделяя их от куста, накрывают стерильными банками и закрывают ватой. Когда виноград созревает, раз- давленные в сосудах ягоды не бродят, так как на кожице ягод, изолирован- ных от внешней среды, не было дрож- жей. Таким путем Пастер установил, что на зеленом винограде дрожжей не бывает; они появляются только на созревших ягодах и приносятся туда воздухом. Сержан и Ружебьеф (1926) уточни- ли определяющую роль насекомых в этом явлении. Они помещали в нача- ле июля целые кусты винограда в три типа клеток: первая — застекленная, куда не могли проникнуть ни насеко- мые, ни пыль; вторая — покрытая сет- кой с очень мелкими ячейками, через которые не могли проникнуть насеко- мые, включая и дрозофилл, но свобод- но проходили воздух и пыль; третья—• с сеткой такого же типа, но с более крупными ячейками, пропускавшими насекомых. По достижении зрелости виноград- ные ягоды вводили в стерильные труб- ки и раздавливали в асептических ус- ловиях. Авторы констатировали, что 132 виноград, созревший в первой клетке и не имевшей контакта с внешней сре- дой, никогда не подвергался самопро- извольному брожению, равно как и ви- ноград, который был защищен от на- секомых, но имел контакт с пылью; бродил только виноград из клетки, в которую имели доступ насекомые. От- сюда можно заключить, что распрост- ранение дрожжей на винограднике в период зрелости происходит в первую очередь посредством насекомых. В ча- стности, дрозофиллы переносят на ви- ноград дрожжи и другие микроорга- низмы, захватывая их в очагах броже- ния, которые всегда существуют в при- роде в это время года: испорченные фрукты, скопление выжимки от пре- дыдущих лет, разлагающиеся органи- ческие вещества и др. Допускали, что личинки дрозофилл питаются дрожжами и взрослые насе- комые содержат дрожжи в своих внут- ренностях, оставляя их в виде отбро- сов на зрелых ягодах. Однако Фафф считает, что дрожжи гибнут в процес- се пищеварения и насекомые распро- страняют дрожжи просто путем кон- такта. Как бы то ни было, распреде- ление дрожжей происходит неравно- мерно и можно встретить ягоды или обрывки гроздей, лишенные дрожжей. Наряду с дрожжами на винограде на- ходятся плесневые грибы, бактерии молочнокислого и уксусного брожения, заносимые таким же образом. Помимо этого, дрожжи находятся на различ- ных органах виноградного растения в течение всего года; зимой их находят на древесных частях. Но основным местом обитания дрожжей зимой яв- ляется почва: их находят на поверхно- сти, а также и на некоторой глубине. Белин (1972), Белин и Анри (1972), подчеркнув, что изучение распределе- ния дрожжей до настоящего времени производилось с использованием несо- вершенных способов исследования
Таблица 5.5 Частота выделения дрожжей из виноградных сусел в Италии (по данным Кастелли, 1960), % Район Авторы Число сусел Число полу- ченных культур Saccharomy- ces einpsoi- deus KI. apiculata Sacch. rosei H'spora uvarum Sacch. bayanus* Sacch. oviformis* Ki. corticis Sacch. chevalier! Sacch. itaiicus M. puicherri- ma Sacch. 1 uvarum l K. veronae Sacch. exiguus Умбрия Де Росси 92 379 80,0 82,0 12,7 1,1 2,1 17,0 1,0 5,8 — — Тоскана Кастелли 103 588 72,0 87,1 19,4 — 6,4 2,1 4,3 l,o 1,0 17,2 11,8 — — Лацио Кантарелли 22 194 90,9 100,0 40,9 — 22,7 13,6 13,6 — 4,5 4,5 13,6 — — Пьяченца Кастелли 40 203 77,5 92,5 15,0 — 15,0 7,5 12,5 — 2,0 7,5 10,0 — —• Марке Беччи 15 125 73,5 100,4 13,3 — 13,3 6,6 20,0 — — 13,4 — — — Абруцци Агриппа 10 60 90,0 100,4 — — — — 30,0 — — — — — — Тревизо Кантарелли и Каприотти 19 143 100,4 94,0 16,0 — 5,0 5,0 — 21,0 5,0 — 5,0 — — Трентино — В. Адидже Каприотти 10 565 95,0 100,4 17,5 — 5,0 10,0 2,5 — 2,5 7,5 — — — Апулия Кастелли 31 363 100,4 64,5 25,8 32,3 25,8 9,6 19,6 6,4 16,1 22,5 6,4 — — Сицилия (за- падная) Калабрия Кастелли 12 170 100,4 92,0 33,0 55,0 33,0 8,5 — 41,0 25,0 — 8,5 — — Каприотти 26 447 94,1 50,0 15,0 65,0 46,0 4,0 — 38,0 42,0 4,0 — — — Сицилия (за- падная) Кастелли и Дель Джудиче 27 375 100,4 48,0 14,8 51,8 40,7 74,0 — 0,4 29,6 11,0 14,8 — — Сицилия (вос- точная) Кастелли и Дель Джудиче 24 335 100,4 50,0 25,0 28,0 — 67,0 — — 50,0 8,0 — — — Руфина (Тос- кана) Каприотти 17 328 100,4 82,7 32,2 — 52,0 43,7 13,0 32,2 39,0 43,7 6,2 — 6,2 Сардиния Каприотти 4 88 100,4 75,0 37,5 — — 37,5 12,5 62,5 25,0 12,5 — 25,0 — Верона Кастелли и Терцароли 16 311 100,4 100,4 — — — — — — — — — 43,0 31,0 Нижняя Пьяве Мартини '1 148 100,0 90,0 60,0 — 30,0 20,0 Примечание. Учтены изменения в названиях видов. * В новой иомеклатуре Sacch. oviformis является синонимом Sacch. bayanus. оэ оэ
микробиологических процессов, вы- сказали новые замечания о распреде- лении дрожжей на поверхности вино- градной грозди, частоте их появления и о местах их обитания, применяя пря- мое наблюдение в электронный микро- скоп с разверткой изображения. Та- ким путем они уточнили,. что дрож- жей на гребнях относительно мало и они находятся главным образом на плодоножке ягоды и в порах ее поду- шечки. На поверхности ягоды образу- ются небольшие скопления дрожжей; иногда дрожжи изобилуют на уровне старых устьиц, по соседству с разры- вами, с другой стороны, размножение дрожжей прекращается при контакте с восковидным пруином. Следователь- но, дрожжи удерживаются не пруи- ном, как считали ранее, а выделения- ми, происхождение которых еще не установлено. Практически невозможно сделать обзор всех работ, посвященных иссле- дованию экологии винных дрожжей; кроме того, старые работы представ- ляют лишь ограниченный интерес вви- ду недостаточной идентификации изу- чавшихся дрожжей. В предшествую- щем издании данной книги дана об- стоятельная характеристика прежних публикаций по этому вопросу, поэтому здесь приводятся только наиболее важные работы последнего времени. Более глубокое познание природы дрожжей возможно лишь на основе дальнейшего прогресса в их общей классификации. Дрожжи виноградарских районов Италии Работы по дрожжам, проводимые в различных университетах и исследова- тельских учреждениях Италии, ввиду их широкой тематики и объемов нуж- но рассматривать каждую отдельно. Работы Росси (1933) относительно су- 134 сел в районе Умбрии можно рассмат- ривать как исходный пункт многочис- ленных и систематических исследова- ний по выделению, идентификации и классификации дрожжей, которые за- тем продолжались на всем Аппенин- ском полуострове. Сотрудники Инсти- тута микробиологии Университета Пе- рузы под руководством Кастелли ин- тенсивно исследовали эти проблемы. Здесь невозможно дать полный ана- лиз этих работ, содержащих около тысячи страниц публикаций. В табл. 5.5 показаны для различных районов основные виды идентифицированных дрожжей и процент частоты содержа- ния их в суслах. К этому следует при- бавить публикацию Мартини (1962) о мускатных винах острова Пантелле- рия. В этой работе, резюме которой представил Кастелли (1959, 1960, 1965, 1967), было рассмотрено более 700 сусел и выделено свыше 7000 штаммов дрожжей. Другие итальянские авторы со стан- ции Асти и из институтов микробио- логии Пизы и Турина проводили по- добные работы в других районах Ита- лии: Казале и Мензио—в северной части; Верона — в Марке, Тоскане, Сардинии; Малан — в Пьемонте; Ган- дини — в районе Асти (1964, 1968). Ниже приведены основные выводы из работ Кастелли. 1. Число видов дрожжей, обнару- женных на винограде и в бродящих суслах, очень велико. Давно известно, что KI. apiculata и Sacch. ellipsoideus встречаются чаще других и считаются основными видами, ответственными за брожение. В то же время многие дру- гие виды встречаются так часто, что их вмешательство в нормальный про- цесс брожения нельзя недооценивать. Это, в частности, такие виды, как Sacch. rosei, Sacch. bayanus, Sacch. chevalieri, Sacch. uvarum, Sacch. itali- cus. M. pulcherrima. Наряду с этими
двумя группами имеются многие дру- гие виды, которые следует рассматри- вать как случайные. 2. Если разделить дрожжи на две группы: спорогенные и аспорогенные, то видно, что в Центральной или Се- верной Италии обе эти группы пред- ставлены одинаково, тогда как в Юж- ной Италии явно преобладают споро- генные дрожжи. Заостренные дрож- жи Северной Италии относятся к ро- ду Kloeckera, которые не образуют спор; те же, которые встречаются на о-ве Сицилия и в Апулии, относятся к роду Hanseniaspora и образуют споры. Чем теплее климат, тем более распро- странены спорогенные формы; они бо- лее, чем аспорогенные дрожжи, устой- чивы к температуре и к сухости или, по Крегер-Ван Риж, речь идет о ви- дах, теряющих способность к споруля- ции в условиях более холодного кли- мата. 3. Забраживание сусла обычно вы- зывают заостренные дрожжи. В Цент- ральной Италии встречаются более крупные заостренные дрожжи и с бо- лее высокой способностью спиртооб- разования — KI. corticis, которых нет ни в южных, ни в северных районах Италии. 4. Сравнивая бродильную способ- ность изолированных штаммов, т. е. предельное содержание этанола, кото- рое они могут обеспечить при прочих равных условиях, можно сделать вы- вод, что наиболее высокие значения получаются при использовании дрож- жей из зон с более теплым климатом. 5. Из этих исследований вытекают многочисленные положения для прак- тики; лучшее знание дрожжей позво- ляет использовать их в лучших целях. В целом эти работы представляют очень большой интерес, поскольку они содержат обильный документальный материал о стране с высокоразвитой культурой винограда, часть которой находится на одной широте с виногра- дарскими районами Франции. Они от- крыли путь для развития современной энологической микробиологии; можно утверждать, что итальянские авторы создали свою школу. Дрожжи других зарубежных винодельческих районов Как уже было указано выше, в пре- дыдущем издании были описаны рабо- ты по распространению и идентифика- ции дрожжей в разных странах, опуб- ликованные до 1955—1958 гг. Ниже будут кратко рассмотрены публика- ции, появившиеся в последующие го- ды. Начиная с 1955 г. микробиологиче- ская школа Братиславы сделала зна- чительный вклад в общую таксономию дрожжей и исследовала дрожжевую микрофлору в различных виноградар- ских районах Словакии. Эти работы, которые подтвердили универсальность характеристик винных дрожжей, вы- полнили Минарик, Лаго, Коцкова- Кратохвилова, Швейцар. В конце дан- ной главы приводится обобщенная библиография этих публикаций. Табл. 5.6 резюмирует классификацию дрож- жей, изученных чехословацкими иссле- дователями. Здесь мы вновь находим с их обычной частотой появления обыкновенные виды рода Saccharomy- ces; были обнаружены также некото- рые более редкие виды — Candida и Torulopsis. Было исследовано 285 виноградных сусел. Общее число выделенных штам- мов составило 3739. В течение последних 15 лет распре- деление дрожжей в Испании определя- ли Иньиго и его сотрудники. Эти ра- боты проводились в следующих вино- дельческих районах: Риоха в 1957 г., Манча в 1958 г., Херес в 1963 г., Кон- дадо, Альхарафе, Морилес и Монти- 135
Таблица 5.6 Дрожжи, выделенные в виноградных суслах в Чехословакии (по данным Лаго и сотрудников, 1970) Дрожжи Число штаммов -Дрожжи Число штаммов С. krusei 1 Sacch. chevalieri 7 С. mycoderma 3 Sacch. ellipsoideus 2415 С. parapsilosis 1 Sacch. exiguus 8 Н. anomala 49 Sacch. heterogenicus 3 К.1. apuculata 511 Sacch. italicus 5 К.1. africana 1 Sacch. oviformis ' 176 К. veronae 3 Sicch. rosei 36 М. pulcherrima 346 Sacch. uvarum 116 Р. fermentans 3 T. glabrata 3 Р. membranaefaciens 9 T. inconspicua 1 Sacch. bailii 6 T. stellata 3 Sacch. bayanus 22 T. versatilis 8 Примечание. Учтены новые названия видов. лья в 1964 г.; Арагон в 1969 г. В табл. 5.7 приведен перечень 30 идентифици- рованных видов; здесь также находят- ся обычные виды. К более специфиче- ским относятся дрожжи, выделенные Иньиго из пленок, развивающихся на поверхности вина, особенно в южной части Испании; это агенты специаль- ной технологии производства вин Мон- тилья и Херес, созревающих под дрож- жевой пленкой. Обладающие большой окислительной способностью, эти дрожжи, как правило, не похожи на дрожжи брожения. Санта-Мария (1964) провел полное таксономическое исследование некото- рых штаммов Saccharomyces, выделен- ных из вина, близких к Sacch. ovifor- mis. Сюцевич-Сафор (1955, 1960) изу- чал в Югославии дрожжи, выделенные из сусел и десертных вин с большой спиртообразующей способностью, кото- рые в основном принадлежали к ви- дам Sacch. oviformis и ellipsoideus. Кастелли и Сиковеч (1969) состави- ли перечень дрожжей Словении, охва- тывающей 592 изученные культуры. Для 26 идентифицированных видов они нашли картину, обычную для районов с умеренным климатом: пре- обладание Sacch. ellipsoideus, боль- шая частота Sacch. uvarum, Sacch. oviformis, T. stellata, присутствие не- которых редко встречающихся дрож- жей, таких, как Sacch. fermentati,, Sacch. heterogenicus, Sacch. florenti- nus. Пиччи и сотрудники (1959), изучая 190 штаммов, выделенных из сусел Пелопоннеса, охарактеризовали 17 ви- дов дрожжей, в том числе Sacch. mic- roellipsodes и Sacch. transvaalensis. Кастелли и Георгантас (1970) выде- лили 306 дрожжей из 15 образцов ви- нограда в Северной Греции. Выделя- ли дрожжи до брожения; 12 идентифи- цированных видов принадлежали главным образом к видам со слабой опиртообразующей способностью, ви- ды Saccharomyces представляли толь- ко 5% найденных штаммов. В Болгарии Радучев и сотрудники (1970) выделили и изучили 30 штам- мов рода Saccharomyces. Тюрина (1962) подтвердила преоб- 136
Таблица 5.7 Дрожжи, выделенные из сусел и вин в Испании (по данным работ Иньиго и его сотрудников) Бродящие сусла Пленки, развившиеся на винах аспорогенные спорогенные аспорогенные спорогенные С. guilliermondii С. solani KI. africana KI. apiculata KI. javanica M. pulcherrima T. stellata H. subpelliculosa H’spora uvarum K. veronae Sacch. bailii Sacch. bisporus Sacch. chevalieri Sacch. delbrieckii Sacch. ellipsoideus Sacch. exiguus Sacch. fermentati Sacch. florentinus Sacch. italicus Sacch. oviformis Sacch. rosei Sacch. uvarum С. vini Cr. laurentii Rh. glutinis Н. anomala Р. membranaefaciens Sacch. bailii Sacch. bayanus Sacch. oviformis Sacch. rouxii ладание Saccharomyces в суслах Ук- раины. Мавлани (1969) идентифици- ровала 3000 штаммов, происходящих из 480 образцов сусел и вин Узбеки- стана. Можно также назвать работы Бен- да (1962, 1964) в Южной Германии, которые охватывают свыше 4000 штаммов и указывают на преоблада- ние в этом районе дрожжей на вино- граде, обладающих невысокой бро- дильной способностью: KI. apiculata и М. pulcherrima (75% выделенных штаммов дрожжей). Кано Маротта и де Каламар (1962, 1964) обнаружили в различных вино- дельческих районах Уругвая виды, обычные для старых виноградников, и меньшее число видов в районах более молодых насаждений. Они подчерки- вают тесную связь, которая существу- ет между дрожжами и сброженным продуктом. В провинциях Сан Хуан и де Риоха в Аргентине Ригоне де Риц (1964) исследовал энологические ха- рактеристики шести видов рода Sacc- horomyces. Эрнандес и сотрудники (1964) идентифицировали дрожжи различных районов Чили. Зардетто де Толедо и сотрудники (1959) провели таксономическое исследование дрож- жей, выделенных из винограда и су- сел в зоне Сан Пауло (Бразилия); в своей работе авторы показывают, как дрожжи Р. fermentans и К.1. apiculata, в изобилии находящиеся на винограде, уступают место Sacch. ellipsoideus, Sacch. uvarum, Sacch. oviformis, кото- рые становятся преобладающими в конце брожения. Ван Зил и дю Плесси (1961) в Юж- ной Африке обратили внимание на то, что в числе трех десятков выделенных ими видов преобладали малоценные с точки зрения энологии: К.1. apiculata. Rh. glutinis, С. Krusei, в связи с чем особое значение приобретает вопрос о введении чистой культуры дрожжей. Однако при спонтанном брожении Sacch. ellipsoideus и Sacch. oviformis быстро становятся доминирующими. В этом же районе Ван Керкен (1962) 137
провел детальное исследование микро- флоры и нашел большое число видов, в частности рода Candida. Охара (1965) дал каталог двух де- сятков видов дрожжей, выделенных из сусел и вин Японии; он дополняет предыдущее исследование Ионосуха (1954). Микрофлора винограда Япо- нии богата дрожжами Candida и То- rulopsis. Шиматани и сотрудники (1967) также нашли только дикие и пленчатые дрожжи. Парль и Менна (1966) изучали дрожжевую микрофлору винограда и вин в Новой Зеландии. Как и в Евро- пе, на зеленом винограде встречаются в основном дрожжи, не вызывающие брожения: KI. apiculata и Sacch. ellip- soideus, а -также другие виды Saccha- romys, встречающиеся реже, появля- ются на винограде в период зрелости. Значительную роль в спонтанном об- семенении дрожжами играет вино- дельческое оборудование. Релан и Ивас (1971) в Индии иден- тифицировали 6 родов и 14 видов дрожжей винограда и вина в районе Хариана. В.работах, проведенных в пяти час- тях света, бросается в глаза то, что повсюду на винограде преобладают так называемые дикие дрожжи со сла- бой бродильной способностью и удив- ляет почти полное отсутствие полез- ных дрожжей Saccharomyces. Поэто- му можно понять реакцию авторов, ко- торые делают из своих наблюдений вывод о необходимости использования в виноделии дрожжевой разводки культуры Saccharomyces. Однако при- веденные работы в этих странах позво- ляют констатировать также преобла- дание дрожжей Saccharomyces и осо- бенно Sacch. ellipsoideus с начала са- мопроизвольного брожения. Следова- тельно, повсюду находят на виногра- де, с одной стороны, и при спиртовом брожении — с другой, почти одни и те 138 же формы экологического равновесия между различными видами встречаю- щихся дрожжей. Преобладающие ви- ды одни и те же: изменчива только ак- тивность дрожжей, что связано с кли- матом и, вероятно, со способом выде- ления. Дрожжи винодельческих районов Франции Первые работы по идентификации дрожжей во Франции выполнила С. Домерк (1956). При этом она не ограничивалась изучением микрофло- ры винограда и сусел или изучением дрожжей для приготовления вина, но исследовались также дрожжи, оста- ющиеся в винах во время их хранения и могущие вызвать повторное броже- ние, если вина имеют остаточный са- хар. Наконец, также были определены дрожжи, находящиеся в производст- венных помещениях, на технологиче- ском оборудовании и в местах их хра- нения. Дрожжи винограда и сусел — дрож- жи виноделия. В процессе уборки ви- нограда в 1951, 1952, 1953 гг. были проведены исследования приблизи- тельно на сотне проб (виноград, дроб- леная масса, сбраживаемое сусло), взятых на винодельческих предприя- тиях района Бордо. Были выделены 2023 штамма дрожжей, которые иден- тифицировали каждый индивидуально. Они принадлежат к 25 различным ви- дам, перечень которых приведен в табл. 5.8. Из табл. 5.8 видно большое разно- образие дрожжей, обитающих на ви- нограде. Наиболее распространенны- ми видами, которые находятся в сус- ле, являются Sacch. ellipsoideus и KL apiculata или Hanseniaspora uvarum. Эти виды составляют не менее 90% штаммов (по данным табл. 5.8 — 78%, но здесь в статистических данных до- пущено искажение, так как штаммы
Таблица 5.8 Дрожжи, выделенные из винограда в районе Бордо Виды дрожжей Производство вин 1 красных белых в районе Бор- до (всего) Br. vini 4 0 4 Deb. hansenii 5 0 5 Н. anomala 7 0 7 H’spora uvarum) KI, apiculata J 409 154 563 KI. africana 1 0 1 KI. javanica 1 1 1 K. veronae 0 1 1 M. pulcherrima 6 0 6 P. fermentans 3 1 4 P. membranaefaciens 2 1 3 Sacch, bailii 0 9 9 Sacch. bayanus 3 0 3 Sacch. chevalieri 48 23 71 Sacch. ellipsoideus 501 513 1018 Sacch. delbrueckii 0 1 1 Sacch. fiorentinus 5 1 6 Sacch. heterogenicus 0 5 5 Sacch. italicus 5 14 19 Sacch. oviformis 18 76 94 Sacch. rosei 22 13 35 Sacch. uvarum 9 9 18 S’codes ludwigii 0 1 1 T. Candida 5 0 5 T. stellata 12 127 139 Число исследуемых сусел 58 38 96 Число выделенных рас 1070 953 2023 Примечание. Учтены изменения в названи- ях видов. заостренных дрожжей сознательно не включены в число выделенных). Затем в порядке частоты приводятся Sacch. chevalieri для красных сортов вино- града, а для белых сусел — Т. stellata и Sacch. oviformis. Т. stellata, мелкие удлиненные дрожжи являются специ- фическими для винограда, поражен- ного благородной гнилью. Выделение грибом Botrytis cinerea противодрож- жевого антибиотика до некоторой сте* пени является причиной того, что дрожжевая микрофлора винограда, пораженного гнилью, отлична от мик- рофлоры здорового винограда. Эти на- блюдения подтвердил Гандини (1973). Можно также отметить постоянное и одинаковое присутствие Sacch. го- sei. Другие виды в незначительном ко- личестве распространены очень нерав- номерно: из тысячи выделенных коло- ний находят только несколько видов. Не имеющие значения с точки зрения статистики, они, однако, могут прояв- лять себя в отдельных случаях. Следо- вательно, микрофлора винограда очень изменчива качественно, интерес с точ- ки зрения энохимии, несмотря на ее разнообразие, сосредоточивается на небольшом числе видов. Действитель- но, можно схематически выделить три большие группы дрожжей: во-первых, группа, образуемая заостренными дрожжами и намного более важными, ответственными за брожение Sacch. ellipsoideus; другая группа состоит из вспомогательных дрожжей, почти всег- да присутствующих в сусле, причем некоторые из них, такие, как, напри- мер, Sacch. oviformis, обладают боль- шой спиртообразующей способностью; и, наконец, в третью группу входят дрожжи, использование которых в ви- ноделии практически можно не при- нимать во внимание. Однако некото- рые из этих дрожжей, находящиеся на винограде в небольших количествах, в последующем остаются в вине, при- спосабливаются, развиваются в среде и могут быть в отдельных случаях агентами пороков вина. В более поздних экспериментах, проведенных в Жиронде, в Лоэ-Гарон и в Од, С. Домерк (1970) установила интересные факты, относящиеся к ко- личественной эволюции видов дрож- жей и их распределению в бродильных емкостях. Оказалось, что наиболее вы- сокая концентрация дрожжей имеется 139
Таблица 5.9 Дрожжи, выделенные из виноградных сусел в районе Божоле (по данным Брешо и сотрудников, 1962) Дрожжи аспорогенные Число штаммов Дрожжи спорогенные Число штаммов Br. vini С. guillermondii С. krusei С. melinii С. pelliculosa С. sake С. solani С. vini С. utilis KI. apiculata KI. javanica Rh. mucilaginosa Т, Candida Т. colliculosa Т. dattila Т. holmii Т. stellata 10 3 2 11 2 6 2 37 2 26 2 1 2 3 1 1 7 Н. anomala К. veronae Sacch. bisporus Sacch. chevalieri Sacch. ellipsoideus Sacch. eviguus Sacch. heterogenicus Sacch. italicus Sacch. oviformis Sacch. rosei 1 4 1 6 234 1 1 30 2 1 Примечание. Учтены изменения в названиях видов. в виноградной выжимке. С другой стороны, наиболее сильные популяции дрожжей создаются при виноделии в потоке: 160 млн. дрожжевых клеток на 1 см3 в вине, 350 млн. в выжимке. Идентификация дрожжей подтверди- ла в общих чертах уже сложившиеся представления, однако распределение подсчитанных дрожжей отличается от того, какое было установлено на юго- западе; это наводит на мысль, что микрофлора юга еще мало изучена. Достойно сожаления, что исследование дрожжей во Франции все еще прово- дится в очень ограниченных масшта- бах. После 1961 г. отмечено только не- сколько работ по этому вопросу. Каз (1961) в экспериментах по вы- работке натуральных шипучих вин и в исследовании штаммов со средней спиртообразующей способностью вы- делил из сусел Гайяка 186 штаммов, 40 из которых принадлежали к видам Sacch. uvarum и Sacch. florentinus. Брешо и сотрудники (1962) класси- фицировали дрожжи, выделенные ими на протяжении 3 лет на одном и том же предприятии в Божоле. В табл. 5.9 дан перечень идентифицированных ви- дов; на винограде много аспороген- ных дрожжей рода Candida и Torulop- sis; определение видов Saccharomyces сходно с наличием их в других райо- нах. Розе (1970) исследовал 118 штам- мов дрожжей с низкой спиртообразую- щей способностью, выделенных с ви- нограда в районе Русилон. Были иден- тифицированы следующие виды: С. krusei, С. vini, Brettanomyces, Н. anomala, Н. subpelliculosa, KI. api- culata, KI. corticis, Rhodotorula, T. stel- lata, T. colliculosa. Изучая 299 культур, выделенных из местных сортов района Коньяк, Кас- телли (1971) нашел Sacch. ellipsoide- us в 68% сусел; эти штаммы имеют большую спиртообразующую способ- ность. Были найдены следующие ви- ды: Sacch. chevalieri, coreanus, fructu- 440
Таблица 5.10 Виды дрожжей, выделенных в районе Коньяк (по данным Парка, 1974) Дрожжи спорогенные Число штаммов Дрожжи аспорогенные Число штаммов Sacch. ellipsoideus 328 Sacch. rosei 50 Sacch. uvarum 41 Sacch. kluyverii 10 Sacch. chevalieri 9 Sacch. capensis 6 Sacch. oviformis 4 Sacch. pretoriensis 3 Sacch. cidri 3 Sacch. diastaticus 2 Sacch. globosus 4 Sacch. prostoserdovii 1 Pichia membranaefaciens 3 Pichia kluyveri 3 Pichia polymorpha 1 Debaromyces phaffii 1 Metschnikowia pulcherri- 2 ma 101 Hanseniaspora uvarum Hanseniaspora osmophila 14 Hanseniaspora valbyensis 1 Saccharomycodes ludwigii 12 Nadsonia elongata 1 H. anomala 1 um, italicus, microellipsodes, ovifor- mis, rosei. Парк (1974) co своей стороны иден- тифицировал в этом же районе около 30 видов на 650 изученных штаммов (табл. 5.10). 87% спорогенных дрож- жей составляют Sacch. ellipsoideus и Hanseniaspora uvarum. Среди видов Saccharomyces часто встречаются Sacch. rosei, Sacch. uvarum, Sacch. ca- pensis, Sacch. chevalieri и Sacch. glo- bosus. Автор идентифицировал много ви- дов, которые никогда и никто еще не выделял из винограда, сусла или ви- на: Sacch. pretoriensis, Sacch. cidri, Sacch. kluyveri, Sacch. duastaticus, P. kluyveri, P. polymorpha, D. phaffi, Torulopsis stellata 14 Torulopsis etchellsii 3 Torulopsis lactis condensi 1 Torulopsis Candida 2 Candida valida 30 Candida sake 4 Candida intermedia 2 Rhodotorula glutinis 1 N. elongata, T. etchellsii, T. lactis con- sensi, C. sake. Парк определил летучие продукты, образуемые найденными дрожжами; результаты этих исследований пред- ставляют большой интерес для техно- логии производства тарантских конь- ячных спиртов. Подсчет дрожжевых клеток в пери- од уборки винограда. Все авторы, ко- торые занимались подсчетом дрожжей, находящихся на винограде в состоя- нии спелости, сходятся на том, что число обнаруживаемых видов Saccha- romyces невелико. Обсеменение сусла «хорошими» дрожжами, вносимыми непосредственно виноградом, является относительно слабым. Это подтверж- дают следующие наблюдения. На 13 виноградниках подсчитывали дрож- жи в сусле из винограда, собранного в асептических условиях; в сусле из винограда, собранного обычным по- рядком и отобранного из транспорт- ных емкостей по их прибытии на за- вод; и, наконец, в сусле, взятом на выходе из дробилки-гребнеотделигеля. Результаты представлены в табл. 5.11. Число колоний дрожжей, получае- мых на каждую партию гроздей, со- бранных с куста, невелико и очень не- равномерно. Когда срезают несколько здоровых гроздей и раздавливают их 141
Таблица 5.11 Подсчет дрожжей (число дрожжевых клеток на 1 мм3 сусла) в различные периоды сбора винограда Номера виноград- ников Виноград, взятый на поле Виноград, взяаый по прибытии на винзавод Сусло-самотек после дробле- ния 1 1 5 800 2 30 " 1360 3 26 —. — 4 1 25 - 5 120 .— 6 160 23 -— 7 2 . 40 660 8 50 10 6400 9 4 280 460 10 65 — — 11 1 2 —— 12 1 4 1800 13 1 15 1500 всех предосторожно- с соблюдением стей по предотвращению загрязнения или заражения, может случиться даже так, что брожение не проявится вви- ду отсутствия дрожжей. В винограде, взятом из контейнеров, наполняемых сборщиками вручную, дрожжей, кото- рые могут быть выделены, в среднем несколько больше, но в изобилии дрожжи встречаются только в сусле- самотеке при дроблении винограда. При этом дробилки играют главную роль в обсеменении, так же как и прессы в производстве белого вина. Эти м,ашины всегда покрыты вино- градным соком, находящимся в посто- янном контакте с воздухом, и дрож- жи развиваются в нем очень быстро. Гальзи (1958) также отмечает отсут- ствие хороших дрожжей на винограде и наличие их в транспортных емко- стях, приемных бункерах и в разного рода таре. В зависимости от цели, .которую се- бе ставит исследователь, изучение микрофлоры винограда и сусел мож- но проводить двумя разными способа- ми, различающимися техникой взятия проб. Энологи, которых в первую оче- редь интересуют дрожжи, участвующие в брожении, дробят виноградные гроз- ди и изучают главным образом дрож- жи бродящего сусла. Микробиологи же исследуют с возможно большей точностью распределение дрожжей на винограде и берут колонии до начала их развития. Так действовали Барнетт и сотруд- ники (1972) в своих опытах на бор- доском винограде. Их способ позволя- ет определять лишь наиболее много- численные дрожжи, концентрация ко- торых превосходит 500 клеток на 1 ом3 виноградного сока. По их под- счетам число дрожжевых клеток, при- сутствующих на винограде, составляет в среднем 50 000 на 1 мм2 поверхно- сти. Были выделены четыре вида дрожжей: М. pulcherrima, два вида Rhodotoruta и KI. apiculata. Также бы- ли обнаружены развивающиеся коло- нии Aureobasidium pullulans, Penicilli- um и штаммы гр амотр тщательных бактерий. Последовательность смены дрожжей во время брожения. Домерк особо изучала порядок последовательности замены одних дрожжей другими в хо- де брожения. В табл. 5.12 воспроизве- дено в качестве примера распределе- ние дрожжей до начала брожения, в середине его и после завершения это- го процесса для сусел из белых сор- тов винограда. Аспорогенные дрожжи обеспечива- ют начало, первую фазу брожения и образование первых процентов объем- ных спирта. Это КТ apiculata или H’spora uvarum для красных вин в сочетании с Т. stellata для сусел из ви- нограда, пораженного гнилью. Но за- остренные дрожжи дают лишь 2—3% об. спирта. Сильнее оказывается дей- ствие Т. stellata, которая может дове- сти спиртуозность до 7 или 10% об. 142
Таблица 5.12 Последовательность действия основных видов дрожжей во время брожения (по данным Домерк) Распределение дрож- жей Виды дрожжей i ло начала брожения (213 рас) в середине брожения i (208 рас) в конце бро- : жения (165 рас) H’spora uvarum 1 или KI. apiculata J 36,1 0 0 К. veronae 0 0,5 0 Sacch. bailii 0,5 1,0 1,2 Sacch. chevalieri 1,4 3,8 4,2 Sacch. ellipsoideus 31,4 87,5 50,3 Sacch. delbrueckii 0,5 0 0 Sacch. heterogenicus 0 0,5 1,8 Sacch. italicus 2,3 1,9 1,2 Sacch. oviformis 0,5 2,4 28,1 Sacch. rosei 0,9 0,5 2,4 Sacch. uvarum 2,8 1,0 0 S’codes ludwigii 0 0 0,6 T. stellata 23,4 1,0 0 Они сульфитоустойчивы, поэтому их применение ограничивается сульфити- рованными суслами. Затем среду бы- стро заполняют дрожжи Saccharomy- ces, и к концу брожения заостренные дрожжи уже больше не встречаются. Среди эллиптических дрожжей встре- чаются штаммы с различной спиртооб- разующей способностью, которая ко- леблется от 8 до 16% об. К концу бро- жения преобладающим видом после Sacch. ellipsoideus является Sacch. oviformis и в высокосахаристых сус- лах, дображивание которых проходит трудно, эти дрожжи завершают бро- жение и придают вину тонкость. Они спиртовыносливы и часто обладают более высокой спиртообразующей спо- собностью; половина штаммов Sacch. oviformis, выделенных в районе Бор- до, способны выдержать концентрацию спирта выше 18% об. при брожении в лабораторных условиях. Наблюдения, проведенные над эти- ми дрожжами, очень важны для эно- логии. Например, на винограде или в суслах до брожения было найдено всего 5 раз Sacch. oviformis на тысячу выделенных; как только брожение проявилось, пропорция повышается до 18%; к концу же брожения, в момент, когда сбраживаются последние грам- мы сахара, частота этих дрожжей ста- новится еще более значительной, до- стигая 73 штаммов на 220, т. е. 7з. Та- ким образом, процент Sacch. oviformis в ходе брожения непрерывно возраста- ет, особенно в суслах из белых сортов винограда. Минарик (1965) подтвер- дил эти наблюдения. Последовательность дрожжей при брожении виноградного сусла ставит две проблемы, которые пока что еще не получили достаточно удовлетвори- тельного объяснения: полное исчезно- вение заостренных дрожжей и посто- янное преобладание Sacch. ellipsoide- us. В виноделии по красному констати- руют,, что количество живых клеток заостренных дрожжей снижается с 79% в начале до 19% в середине бро- жения и в конце его оно равно нулю. Поэтому в этот момент нельзя выде- лить не только клетки, способные к самовоспроизводству, но их больше не находят при микроскопировании ни в вине, ни в дрожжевом осадке. Все про- исходит так, как если бы эти дрожжи были разрушены и каким-то образом растворены. Однако при совместном брожении на чистых культурах было невозможно воспроизвести исчезнове- ние, наблюдавшееся на практике; од- новременно была отмечена неожидан- ная устойчивость заостренных дрож- жей к спиртовым средам со спиртуоз- ностью до 12% об. Следовательно, эти работы (С. Сапис-Домерк, 1969) 143
не дали ключа к решению задачи, ка- кой является исчезновение заострен- ных дрожжей в бродильных чаиах. Таблица 5.13 Конкуренция среди различных видов дрожжей при их обсеменении (из расчета 500 дрожжевых клеток каждого вида на 1 см3 сусла) Виды дрожжей Соотношение видов дрожжей (в %) 1 при обсемене- нии на 5-й день (середина брожения) на 14-й день (конец бро- жения) Sacch. ellipsoideus 50 92 98 + Sacch. oviformis 50 8 2 Sacch. ellipsoideus 50 86 84 + Sacch. chevalieri 50 14 16 Sacch. ellipsoideus 50 100 100 Sacch. rosei 50 0 0 Sacch. ellipsoideus 50 64 88 + Sacch. italicus 50 36 12 Sacch. ellipsoideus 33 56 72 j * Sacch. oviformis 33 6 8 + Sacch. chevalieri 33 38 20 Опыты по совместному брожению показали явление конкуренции между различными видами дрожжей при об- семенении одинаковыми количествами виноградного сусла. Табл. 5.13 дает характерные примеры такого соперни- чества между видами Saccharomyces. Из данных табл. 5.13 видно, что Sacch. ellipsoideus всегда превалируют над другими видами и почти полно- стью исключают их к концу брожения. Sacch. italicus и Sacch. chevalieri про- являют несколько большую сопротив- ляемость, чем Sacch. oviformis и Sacch. rosei. Эти результаты подтвер- ждают наблюдения практиков о том, что Sacch. ellipsoideus всегда является господствующим видом. Доминирова- ние Sacch. ellipsoideus не объясняется его лучшей спиртообразующей способ- ностью, более быстрым почкованием, меньшей потребностью в азотистых веществах или в факторах роста. Пре- восходство этого вида, по всей веро- ятности, связано с большей активно- стью брожения (Qc322 ) Винные дрожжи — дрожжи болез- ней вина. Иногда в практике хране- ния вин наблюдают развитие дрож- жей, вызывающих помутнение вин и образование осадков. Когда в винах содержится достаточно много сбра- живаемых сахаров, может начаться брожение и вино становится газиро- ванным, т. е. содержащим избыточное количество углекислоты. Такие дефек- ты наблюдаются при хранении вина в чанах, в деревянных бочках и в бу- тылках. С другой стороны, случается, что в ликерных винах, несмотря на. повторные добавления сернистого ан- гидрида, дрожжи продолжают разви- ваться и постепенно связывают этот антисептик. Дефекты повторного бро- жения выдвигают трудные проблемы хранения вин как перед производст- вом, так и в сфере сбыта. Важно знать количество дрожжей, которые остаются в винах в обычных условиях хранения, и идентифициро- вать их. В настоящее время имеется значительная литература относитель- но определения числа дрожжевых кле- ток, остающихся живыми в течение многих месяцев или многих лет после сезона виноделия в сухих или ликер- ных винах после осветления путем центрифугирования, фильтрации или. 144
оклейки. В практику работы начинает внедряться микробиологический конт- роль. Что касается идентификации, то она проведена как для винных дрожжей, так и для дрожжей, вызывающих по- мутнения и повторные брожения. Подсчет дрожжевых клеток в винах. Во многих винохранилищах в про- мышленности и в торговой сети пере- шли к подсчету дрожжевых клеток в винах, подготовленных к отправке, и Вина хранившиеся в дубовых бочках в положении «шпунтом на бок» хранившиеся в железобетонных емкостях со стеклянным защитным покрытием в бутылках через несколько недель после роз- лива в винах, недавно разлитых в бутылки.» Техника этой операции описана в пер- вом томе настоящей книги, с. 543. Та- кие подсчеты указывают на эффектив- ность способов осветления, техниче- ское состояние оборудования, общий уровень чистоты на производстве. Поу- чительно также проследить концентра- цию дрожжей на различных стадиях обработки. Ниже приведен пример для одного винохранилища, где было про- верено около 30 вин. Количество дрожжей (на 1 см3) Общее Среднее i от 340 до 5500 2197 • от 300 до 1380 676 от 270 до 2020 1086 Следовательно, популяции дрож- жей, которые остаются в осветленных винах, характеризуются очень высокой плотностью. На практике еще далеко до дости- жения полной стерильности, из при- веденных выше цифр видно, какова частота появления дефектов. Вина в деревянных бочках имеют в среднем в три раза больше дрожжей, чем ви- на в железобетонных резервуарах с покрытием из стекла; шероховатая не- ровная поверхность дерева труднее поддается чистке, чем сравнительно гладкая поверхность стеклянного по- крытия. На практике почти невозмож- но добиться полной стерилизации внутренней поверхности бочки; вода, которой промывали бочки опорожнен- ные и окуренные, в течение несколь- ких недель после мойки все еще со- держала дрожжи. В заполненной боч- котаре древесина способствует разви- тию дрожжей, которые находят в ще- лях места, благоприятные для своего размножения. Дерево является дале- ко не лучшим материалом для хране- ния и транспортирования белых слад- ких вин. Приведенные выше значения выра- жают общее число всех дрожжевых клеток. Число живых дрожжевых клеток, способных к самовоспроизводству, не- постоянно и колеблется от 5 до 50% от общего количества; наиболее высокие проценты соответствуют более поздне- му загрязнению. Следовательно, в ви- нах всегда есть живые дрожжи, даже в присутствии свободного сернистого ангидрида. Содержание его в исследо- ванных винах составляло от 56 до 132 мг/л. Однако такие высокие дозы не убивают дрожжи, по крайней мере все виды, как можно было думать; в действительности сернистый ангидрид не проявляет стерилизующее действие, а просто блокирует размножение и его воздействие, в определенной мере является обратимым. 145
Указанные выше цифры представ- ляют скорее минимальные значения. В винах, подготовленных для реализа- ции, т. е. для потребления населени- ем, часто находят популяции от 5300 до 72 000 дрожжевых клеток на 1 см3, в том числе от 1060 до 38 000 живых. Между прочим, внешне эти вина были прозрачными. Естественно, что до про- ведения каких-либо обработок неос- ветленные вина содержат намного большие количества дрожжей. Ниже приведены данные эффективности фильтрования. Общее количество дрожжей иа 1 см3 № 1 Вино Ks 2 № 3 до фильтрации 140С00 102000 — после первой фильтрации через диатомит 6430 —— —- после второй фильтрации через диатомит 2700 — — после фильтрации через пластинчатый целлюлоз- но-асбестовый фильтр 810 18300 — после повторной фильтрации через такой же фильтр — 900 до обработки — —. 265000 после центрифугирования — —- 42100 после охлаждения и грубого фильтрования —• 28400 после тонкого фильтрования- — — 910 Хорошо проведенное фильтрование через инфузорную землю или через пластинчатый целлюлозно-асбестовый фильтр оставляет менее 5% первона- чального количества дрожжей. Но ког- да работают с фильтрующими пласти- нами слишком большой пористости или производят прямое фильтрование вин, имеющих слишком высокую кон- центрацию дрожжей, их удаление ста- новится значительно менее эффектив- ным, поскольку действие таких фильт- ров основано на принципе адсорбции, которая ограничена. Фильтрование может быть эффективным только на совершенно чистом оборудовании. Ру- коятки фильтров, рифленые подлож- ки фильтрующих пластин, некоторые детали аппаратов, трубопровода пита- ния и выхода могут быть иногда при- чинами загрязнения. Подсчет дрожжевых клеток в вин- ных подвалах необходим для контро- ля эффективности обработок. Этот подсчет следует проводить постоянно также для того, чтобы контролировать степень загрязненности чанов, разли- вочных машин и фильтров для про- верки чистоты и стерилизации обору- дования и помещений винохранилищ. Идентификация винных дрожжей. С. Домерк выделила 207 штаммов из 70 образцов вина. Эти штаммы при- надлежат к трем различным родам и восьми видам. В табл. 5.14 обобщены результаты этой работы. В наибольшей степени представлены виды Saccharomyces. Sacch. oviformis является преобладающим видом; он составляет 40% штаммов, выделен- ных из белых вин. Этот вид дрожжей является ответственным за половину всех случаев повторного брожения. Высокая спиртовыносливость позволя- ет ему сбраживать последние следы сахара. Sacch. oviformis часто образует пленку на поверхности вин Юры и Хе- реса. Этот вид также обычно применя- ют в качестве тиражных дрожжей при выработке шампанских вин. Sacch. bailii, обладающие хорошей сульфитоустойчивостью, составляют 26% всех штаммов; они ответственны за ’/з всех случаев повторного броже- 146
Таблица 5.14 Дрожжи, встречающиеся в винах (по данным С. Домерк) Виды дрожжей Вг. schanderlii Sacch. bailii Sacch. chevalieri Sacch. ellipsoideus Sacch. heterogenicus Sacch. oviformis Sacch. uvarum S’codes ludwigii Количество дрожжей, выделенных нз вин 3 0 3 9 51 60 3 0 3 17 17 34 6 1 7 15 62 77 1 0 1 0 22 22 Число исследованных об- 17 53 70 разцов вин Число выделенных рас 54 153 207 ния. Особенно часто Sacch. oviformis вызывают дображивание у вин с не- сколько повышенной спиртуозностью. Sacch. bailii ускоряет брожение суль- фитированных вин с крепостью ниже 11,5°. Sacch. ellipsoideus — обычно эллип- тические дрожжи, к которым относит- ся 16% всех выделенных штаммов, за- нимают лишь третье место. У них от- мечено лишь пять случаев повторного' брожения из 70, причем большая часть относится к молодым красным винам. Поражает то, как редко этот вид встречается в старых винах. Будучи типичными дрожжами для сбражива- ния сусла, они быстро исчезают с по- следними граммами сахара. Способ- ные к быстрому размножению, клетки Sacch. ellipsoideus отмирают, как толь- ко обнаруживается недостаток сахара, или через несколько часов после об- работки сусла сернистым ангидридом. Saccharomycodes ludwigii — крупные заостренные дрожжи, легко опознают- ся под микроскопом, ответственны за 15% всех случаев дображивания бе- лых вин. Это специфические дрожжи белых сульфитированных вин и в осо- бенности сусел, мютированных серни- стым ангидридом, или же вин, подсла- щенных законсервированным суслом. Отмечены случаи повторного броже- ния, которое вызывают эти дрожжи после розлива в бутылки вин, несмот- ря на то, что они содержали от 80 до 120 мг свободного сернистого ангид- рида. Брожению предшествовала фа- за инкубации в течение нескольких недель, в процессе которой S’mycodes ludwigii размножается, склеиваясь в характерные хлопья, не разделяющие- ся при взбалтывании и принимаемые за хлопья оклеивающего вещества или белков. Дрожжи размножаются внут- ри этих хлопьев, причем клетки на пе- риферии связывают сернистый ангид- рид выделением ацетальдегида и за- щищая таким образом другие. Броже- ние проявляется, когда содержание свободного сернистого ангидрида сни- жается до нуля. Другие виды: Sacch. chevalieri, Sacch. uvarum, Sacch. heterogenicus и Br. intermedius — встречались лишь в редких случаях. Микрофлора красных вин, подверженных повторному броже- нию, более изменчива, чем у белых вин. Повторное брожение, связанное с порчей сладкого вина, обычно являет- ся чистым брожением, проводимым од- ним видом, селекционированным усло- виями хранения вина, в противопо- ложность первичному брожению сус- ла, которое вызывается смесью раз- личных видов дрожжей. Эти исследования привели к выра- ботке нового, очень важного энологи- ческого понятия о существовании так называемых дрожжей, вызывающих болезни вина. Обычно дрожжи не от- носили к числу возбудителей болез- 147
ней, и все же целесообразно считать некоторые виды, ответственные за появ- ление помутнений в сухих винах и по- вторное брожение сладких вин, как дрожжи, опасные для качества в та- кой же степени, как и некоторые бак- терии. В последующее время эти работы воспроизводили и подтвердили многие авторы. Ван дер Вальт и сотрудники (1958, 1959) идентифицировали 15 ви- дов дрожжей, ответственных за по- мутнения вин Южной Африки после розлива в бутылки. Здесь часто встре- чались: Sacch. oviformis, ellipsoideus, bailii, P. membranaefaciens. Brettano- myces также являются обычной при- чиной помутнений. Малан и Эйнар (1962) подтвержда- ют частое появление в пьемонтских винах в бочках или в бутылках дрож- жей Sacch. oviformis, Brettanomyces и Р. membranaefaciens. Последний вид доминирует в старых винах Риоха (Руис, 1963). Девани (1971) провел аналогичные исследования на венгерских винах. Дрожжи винных подвалов — дрож- жи, вызывающие помутнения. Изло- женные выше замечания показывают, что вина всегда содержат большое количество дрожжей и, в частности, видов, наиболее способных вызывать помутнения и повторное брожение их; такие дрожжи селекционируются ус- ловиями хранения вин. Однако случаи развития дрожжей являются резуль- татом загрязнения вин микрофлорой, находящейся на оборудовании или в помещениях. Нередко приходится ви- деть вина стабильными в течение дли- тельного времени благодаря некоторо- му состоянию равновесия между со- держанием сернистого ангидрида и числом содержащихся в них дрожжей; однако они становятся мутными, по- являются признаки брожения после -каких-либо операций или переливки, во время которых происходит их об- семенение. В винных подвалах суще- ствуют очаги развития дрожжей, на- стоящие источники эпидемий. Так, в одном из экспериментов, про- водившихся в январе, были взяты пробы в винохранилищах и на винза- водах, которые считались чистыми. Были проверены наружные и внутрен- ние поверхности бочек, шпунты, поч- ва, стены, оборудование для снятия с дрожжей, доливки, розлива в бутыл- ки и фильтрования. В табл. 5.15 при- ведены виды обнаруженных дрож- жей и оценка количества выявленных штаммов. Ввиду того что не произво- дили прямого подсчета клеток, соот- ношение сбраживающих дрожжей вы- ражено скоростью забраживания пи- тательной среды, засеянной взятой пробой. Знак «+~|-» соответствует пе- риоду инкубации только от 24 до 48 ч, знак «+» от 3 до 4 дней, знак «—» более длительному времени. Даже зимой дрожжи встречаются в винных подвалах в очень больших ко- личествах. Из 28 проб 25 имели дрож- жи брожения в количествах, достаточ- ных для того, чтобы после введения в питательную среду большая часть их вызывала бурное брожение в течение 1—2 дней, 3 другие пробы дали рост пленчатых дрожжей (С. vini). Дрожжи, относящиеся к группе пленчатых, которые вызывают «цвель» вина, находятся в особенно больших количествах на древесине наружной поверхности бочек, на каучуковых шлангах, на бетонных стенках и в по- верхностном слое земляных полов на винзаводах. Эти дрожжи не могут вы- зывать брожения, но они размножают- ся в результате свободного контакта с воздухом. Их мало на металлических поверхностях, которые легче поддают- ся чистке. «Цвель» вин часто вызывает- ся дрожжами Pichia, также образую- 143
Таблица 5.15 Дрожжи, встречающиеся на винзаводах Место взятия пробы Концентрация дрожжей Число штаммов Идентифицированные виды Внешняя поверхность бочек + + 23 13. С. vini 1. Pichia 3. Sacch. ellipsoideus 6. Sacch. oviformis Поверхность шпунтов бочек + 11 9. Sacch. bailii 2. C. vini Внутренняя поверхность бочек (мно- гократно вымытых и окуренных) + 11 9. Sacch. bailii 1. Sacch. ellipsoideus 1. Sacch. oviformis Железобетонные емкости в плохом со- стоянии 4-4- 12 2. C. vini 3. Sacch. oviformis 5. Sacch. chevaliri 2. Sacch. ellipsoideus Оборудования для снятия с дрожжей а доливки 4-4- 16 3. C. vini 3. Sacch. oviformis 10. Sacch. ellipsoideus Оборудование для розлива в бутылки — 23 5. Brettanomyces 10. C. vini 4. Sacch. bailii 4. Sacch. oviformis Оборудование для фильтрования + + 5 3. Brettanomyces 2. Pichia Полы винохранилищ и винзаводов 4—Р 19 7. C. vini 3. Sacch. bailii 1. Sacch. oviformis 1. Sacch. ellipsoideus 7. Pichia Стены винзаводов + 6 6. Brettanomyces 149
щими пленку на поверхности той среды, в которой они развиваются. Brettonomyces в изобилии встреча- ются во влажных винодельческих це- хах, среди плесеней различных цветов, которые их покрывают. Плесневые гри- бы усваивают небольшие количества спирта, которые испаряются из вин. Среди них постоянно находят Bretta- nomyces. Вследствие аэробного образования уксусной кислоты и неприятных орга- нолептических качеств, которые они придают вину, эти дрожжи следует рассматривать как дрожжи, вызываю- щие нежелательные изменения в ви- нах. Saccharomyces, находящиеся в поме- щениях винзаводов, можно разделить на две группы: первую образуют Sacch. ellipsoideus и Sacch. chevalieri, класси- ческие эллиптические дрожжи, вызы- вающие активное брожение. Присутст- вуя в винных подвалах, и в частности на оборудовании и в помещениях, эти дрожжи небезопасны; случайное мас- совое обсеменение вина этими дрожжа- ми может вызвать возобновление бро- жения или образование осадка, особен- но если этому благоприятствуют усло- вия окружающей среды. Загрязнение дрожжами второй груп- пы является более серьезным. Извест- но, что Saccharomyces oviformis, кото- рые встречаются в винных подвалах повсюду, способны развиваться в ви- нах с повышенной спиртуозностью. Что касается Sacch. bailii, то эти дрожжи выделяются своей высокой сульфито- устойчивостью. В конечном счете ни один вид дрож- жей, встречающихся в винном подва- ле, не является абсолютно безвредным. Существует много возможностей для загрязнения, и для того, чтобы исклю- чить такое положение, надо полностью пересмотреть существующие в настоя- 150 щее время способы размещения и об- работки вин. Нужно представить себе, что внут- ренние поверхности стен и оборудова- ния производственных цехов винзаво- дов покрыты своеобразным ковром из дрожжей; в отдельные периоды года их размножение может быть еще более значительным. Тогда становится по- нятным, почему в отдельных случаях операция по снятию с дрожжей не до- стигает своей цели и в ходе ее в вино снова попадают дрожжи, которые дол- жны были бы быть удалены вместе с дрожжевым осадком; понятным стано- вится и то, почему операция по долив- ке способствует развитию сильной по- пуляции дрожжей путем периодическо- го обсеменения. .Минарик (1969) исследовал дрожжи, загрязняющие винодельческие помеще- ния, и пришел к таким же выводам. ЛИТЕРАТУРА AmerineM. A. et Kunkee R. Е. (1968), Ann. Rev. Microbiol., 22, 323. As v any A. (1971), Kem. Kolzl. Magyar. 36, 149. Barnett J. A., Delaney M. A., Jones E., WagsonA. B. et Winch (1972), Arch. Mikrobiol., 83, 52. Belin J. M. (1972), Vitis, 11, 135. Belin J. M. et Henry P. (1972), C. R. Acad. Sci., 274, 2318. Benda I. (1962), Bay. Landwirt. Jahrbuch., 39, 595 Benda I. (1964), Weinberg u. Keller, 11, 67. BrechotP., ChauvetJ. et Girard H. (1962), Ann. Technol. agric., 11, 235. Cano Marotta C. R. et De Kala- ma r D. B. (1962), Atti Accad. ital, Vite Vi- no, 14, 275. Cano Marotta C. R. et De Kala- ma r.D. B. (1964), Atti Accad. ital. Vite Vi- no, 16, 85. Cases P. Y. (1961), Essai de selection de le- vures pour un vin mousseux nature!, These Doct.-Ing., Toulouse. Castelli T. (1959), Introduzione alia micro- biologia enologica, L’Assicuratrice dell’Oltre- po, Voghera. Castelli T. (1960), Lieviti e fermentazioni in enologia, L. Scialpi.
Castelli T. (1965), La collezione dei lieviti vinari dell’Istituto di Microbiologia agraria e tecnica di Perugia, Ann. Facol. Agrar. Peru- gia, vol. XX. Castelli T. (1967), IIе Symposium intern. d’OEnologie, Bordeaux, C. R., vol. 1, p. 89. Castelli T. (1969), II vino al microscopic, L. Scialpi Ed., Rome. Castelli T. (1971), Vini d’Italia, 13, 523. Castelli T. (1973), L’ecologie des levures, Colloque intern. d’OEnologie, Arc et Senans. Castelli et Georgantas S. (1970), Vini d’Italia, 12, 185. C a s t e 11 i T. e t I n i g о B. (1958), Patrona- to J. de la Cierva de Investigacion tecnica, n. 13. Castelli T. et SikovecS. (1969), Atti Accad. ital. Vite Vino, 21, 71. Champagnat P., Ozenda P. et Ba- illaud L. (1969), Biologie vegetale, Ш, Croissance, Morphogenese, Reproduction, Ma- sson, Paris. Charpentier C., Is oar d P., Bergeret J. et Fontanges R. (1971), Ann. Technol. agric., 20, 323. Charpentier C. et Bergeret J. (1972), Ind. alim. agric., 89, 1605. Domereq S. (1956), Etude et classification des levures de vin de la Gironde, These Doct.- Ing., Bordeaux. Galzy P. (1958), Progr. agric. vitic., 75, 58. Gandini A. (1964), Atti Accad. ital, Vite Vi- no, 16, 447. Gandini A. (1968), Vini d’Italia, 10, 275. Gandini A. (1973), Vini d’Italia, 15, 27. Grewa 1 N. S. e t M i 11 e r J. J. (1972), Ca- nadian J. Microb., 18, 1897- Hernandez A., Estrada P. et Ossa F. (1964), Boletin n° 5, Universidad catolica de Chile. Inigo B. (1964), Rev. Agro. Teen, alim., 4, 166. Inigo B. et Arroyo V. (1960), Rev. Cien- cia, aplic-, n° 72, p. 18. Inigo B. et Arroyo V. (1964), Rev. Cien- cia, aplic., n° 96, p. 23. Inigo B., Tome s-L acrue M. et He- gardt F. G. (1969), Rev. Agro. Teen. Alim., 9, 437. Inigo B., Vazquez D. et Arroyo V. (1963), Rev. Ciencia aplic., n° 93, p. 296. К о с к о v a-K ratochvilova A. et К u t- kova M. (1961), Atlas kvasinek a kvasin- kovitych mikroorganismu (en tchecoslovaque et en russe), Prague-Bratislava. Kudrjawzew W. I. (1960), Die Systematik der Hefen, Akademie Verlag, Berlin. Lafon M. (1955), Contribution a I’etude de la formation des produits secondaries de la fer- mentation alcoolique. These Doct. Sciences. Bordeaux. Laho L., Minarik E. et Navara A. (1970), Chimie, microbiologie et analyse des vins (en tchecoslovaque), Bratislava. Lambin S. et German A. (1961), Precis de microbiologie, Masson, Paris. Lodder J. (1970), The yeasts, North. Holland Pub. Co., Amsterdam. Ma lan С. E. et Gay-Eynards. (1962), Atti Accad. ital. Vite Vino, 14, 255. Martini A. (1960), Rivista Vitic. Enol., 13, 117 et 263. Martini A. (1962), Rivista Vitic. Enol., 15, 57. M a 1 v a n i M. I. (1969), Yeast Symposium, An- tonie van Leewenhoek, vol. 35, D 3. Minarik E. (1963), Mitteillungen, 13, 186. Minarik E. (1964), Mitteillungen, 14, 75 et 306. Minarik E. (1964), Vitis, 4, 368. Minarik E. (1965), Biologia, Bratislava, 20, 3. Minarik E. (1968), Mitteilungen, 18, 10. Minarik E. (1969), Yeast Symposium, Anto- nie . van Leeuwenhoek, vol. 35, D 7. Minarik E. (1971), C. R. Recherches viti-vi- nicoles, Bratislava, p. 275. Minarik E., К о с к о v a-K r a t о c h v i 1 o- v a A. et Laho L. (1965), Wein-Wissens., 20 193. Minarik E. et LahoL. (1962), Mitteilun- gen, 12, 7 et 288. Minarik E., LahoL. et Navarra A. (1960), Mitteillungen, 10, 218. Ohara Y. (1965), The yeasts of Japanese table wine, Japanese Society of Enologists. Park Y. (1974), Contribution a 1 etude des levures de la region de Cognac. These Doct. OEnologie, 3 cycle, Bordeaux. Parle J. et Menn a M. E. (1966), New- Zealand J. Agr. Res, 9, 98. Peynaud E. (1956). Ind. agric. alim., 73, 253. Peynaud E., L a f о n-L a f о u r c a d e S. et Domereq S. (1962), Ann. Inst. Pasteur, 102, 469. Picci G., Melas-Joannidis Z., К a r- nis A. et Basilatos G. (1959), Arch. Inst. Pasteur Hellenique, 5, 44. RadutschewSt., KolewaZ. et Gara- bedian M. (1970), Nautsch. Issled. Inst. Winar. Piwo. Prom., Bulgarie, 11, 37. Ragala P. et Minarik E. (1971), C. R. Recherches viti-vinicoles, Bratislava, p. 262. Relan S. et Vyas S. R. (1971), Vitis, 10, 131. Rigone de Ritz M.J.A. (1958). BoL tech. Univers. Nac. Cuyo, Mendoza, n° 18. Rigone de Ritz M.J.A.- e t Vega R, 151
(1958), Bol. teen. Univers. Nac. Cuyo, Men- doza, n° 17. Rose A. H. et Harrison J. S. (1969— 1971), The yeasts, 3 volumes, Academic Press, Londres. Roset M. (1970), Etude de quelques levures dites «sauvages». Essais en vue de leur emp- loi dans [’Industrie des jus de raisin, These Doct.-lng., Toulouse. Ruiz M. (1963), Semana Vitivinicola, n° 903. Santa-Maria J. (1964), Bol. Inst. Nac. In- vest. agron., 51, 1 et 527. S a p i s-D о m e r c q S. (1969), Conn. Vigne Vin, 4, 379. S a p i s-D о m e r c q S. (1970), Conn. Vigne Vin, 4, 45. Schanderl H. (1959), Die Mikrobiologie des Mostes und Weines, E. Ulmer, Stuttgart. Senez J. C. (1968), Microbiologie generale, Doin, Paris. Shimatani Y. et Nagata Y. (1967), J. Ferment., Japon, 45, 179. Shimatani Y et Nonaka M. (1967), J. Ferment. Technol., Japon, 45, 185. StanierR. Y., DoudoroffM. et Adel- berg E. A. (1966), Microbiologie generale, Masson, Paris. S u c e v i c-S a f a r O. (1955), Biljne proizvod- nje, 4, 127. S u c e v i c-S a f a r O. (1960), Jugosl. Mikrob., 1, 147. Svejcar V. (1968), Wein-Wissens., 23, 251. Tiurina L. V. (1962), Station de Recherches Oenologiques de Magaratch, 11, 42. Van der Walt J. P. etVan Kerken A. E. (1958), Antonie van Leeuwenhoek, 24, 239. Van der Walt J. P. etVan Kerken A. E. (1959), Antonie van Leeuwenhoek, 25, 145. Van Kerken A. E. (1962), Contribution to the ecology of yeasts occuring in wine, These Doct., Pretoria. Van Z у 1 J. A. et du Plessis L. d e W. (1961), South Afr. J. Agr. Sci., 4, 393. Yokotsuka I. (1954), Studies of Japanese wi- ne yeasts, Research Institut of Fermentation, Yamanashi. Zardetto de Toledo O., Gonzal- vesC. et Verona O. (1959), Annali Mi- crob. Enzimol., 9, 22. Глава 6. ОПИСАНИЕ ОСНОВНЫХ ВИДОВ ВИННЫХ ДРОЖЖЕЙ В этой главе будет описано 30 видов дрожжей, принадлежащих к 12 различ- ным родам: Brettanomyces, Candida, Hanseniaspora, Hansenula, Kloeckera, Kluyveromyces, Metschnikowia, Pichia, Saccharomyces, Saccharomycodes, Schi- zosaccharomyces, Torulopsis. Роды и виды рассматриваются в ал- фавитном порядке. Термином «винные дрожжи» обозначаются дрожжи, выде- ленные из винограда, бродящих сусел п непосредственно из вина. В предыдущей главе приведены пе- речень винных дрожжей и их положе- ние в классификации (см. гл. V раздел «Техника выделения»), а также описа- ние тестов идентификации и все опре- деления. Винные дрожжи рода Brettanomyces Куфферат и Ван Лаер Род Brettanomyces включает 7 ви- дов. О присутствии Brettanomyces в суслах и винах сообщалось много раз. Шандлер и Драчински (1952) на- шли такие дрожжи в шипучих винах, Агостини (1950)—в пленке вина с признаками уксусного скисания, Бар- рет и сотрудники (1955) —в пленках молодых вин в районе Юра; загрязне- ние этими дрожжами вредит качеству. Домерк получила четыре вида Bretta- nomyces из сброженных виноградных сусел и большое число культур, выде- ленных из популяций дрожжей на стен- ках и на полу винных подвалов. Галь- ци и Риу (1957) получили семь видов Brettanomyces из вин, пораженных цвелью. Пейно и Домерк (1956) про- водили сравнительное изучение раз- личных видов Brettanomyces, выделен- ных из вин различного происхожде- ния. Они выявили два новых вида: Вг. vini и Br. schanderlii. В последнем ка- талоге Лоддер (1970) эти дрожжи опи- саны под названием Br. intermedins Ван дер Вальт и Ван Керкен. 152
Морфологические признаки дрожжей Brettanomyces intermedius Культура на виноградном сусле. Размножение происходит очень мед- ленно. Клетки эллиптические, немного удлиненные (5-5-8) X (34-4) мкм; они изолированы или сгруппированы по Рис. 6.1. Brettanomyces intermedius, культи- вируемый в среде: а — жидкой; б — плотной. две или в небольшие цепочки, имею- щие по пяти элементов (рис. 6.1). Жид- кость прозрачна. Некоторые штаммы образуют более или менее густые по- верхностные пленки. Культура на сусле-агаре. Большин- ство клеток имеют такие же размеры, как и в жидкой среде, но некоторые удлинены до 20X3 мкм и представ- ляют собой разветвленные цепи (псев- домицелий) . Эти клетки имеют оваль- ную форму. Наблюдаются вакуоли и грануляция. Культура кремового цве- та, обычно выглядит влажной и бле- стящей; края лопастные, слабовыра- женные. Спор не наблюдали. Желати- ну разжижают. Физиологические характеристики Физиологические характеристики дрожжей приведены в табл. 6.1. Интенсивность дыхания и брожения: Qp* — от 2 до 3; Qco2 ~ от 30 Д° 42; Qco* = от 37 до 52. Спиртообразующая способность, оп- ределенная на виноградном сусле, Рис. 6.2. Кривые сбраживания виноград- ного сусла различными расами Brettanomyces: 1 — Bruxellensis; 2 — vini Gironde; 3 — vini arbois; 4 — Schanderlii. имеющем 325 г сахара на 1 л, колеб- лется от 11 до 12° в анаэробиозе и до 13° при доступе воздуха; образование летучей кислотности нормальное, в условиях анаэробиоза может превы- сить 2 г, если Brettanomyces развива- ются на воздухе, и, наоборот, образо- вание этилацетата идет лучше без до- ступа воздуха (в одном случае 176 мг/л вместо 31 мг/л на воздухе). На рис. 6.2 воспроизведено несколько кривых брожения. С точки зрения потребностей в фак- торах роста род Brettanomyces являет- ся гомогенным. Все его виды относятся к прототрофам; всегда отмечается рост 153
Таблица 6.1 Сбраживание и ассимиляция сахаров и другие характеристики Сахара Вг. vini Br. schanderiH брожение ассимиляция брожение ассимиляция Глюкоза + + + + Галактоза + + 4* + Сахароза + + — + Мальтоза 4" — + Лактоза + (или очень — Рафиноза — слабая) — Аэробная ассимиляция Использование нитратов Использование аммиачных со- Нет Положительно » Нет Положительно » лей при полном отсутствии витаминов. Эти дрожжи можно неопределенно долго пересевать в неорганической среде, ли- шенной витаминов. Но в таких услови- ях скорость размножения понижается и введение отдельных факторов роста оказывает положительное действие на размножение и брожение. Энологическое значение дрожжей Bre- ttanomyces Культуры Brettanomyces на вино- градном сусле вызывают довольно ха- рактерные запахи. Наряду с тонким эфирным запахом этилацетата, свойст- венным некоторым из них, ощущается острый запах скисшего вина, а также фруктовый аромат с альдегидным то- ном, напоминающим яблочный; некото- рые культуры придают запах масляной кислоты. Но все культуры имеют не- приятный, более или менее интенсив- ный запах, напоминающий ацетамид. Это зловоние, которое трудно назвать иначе как «мышиный запах», ощущает- ся после проглатывания вина и, по-ви- димому, обязано присутствию малоле- 154 тучих веществ. Этот запах легко рас- познать, если смочить пальцы бродя- щим суслом и понюхать их через не- которое время, необходимое для испа- рения. Этот привкус ацетамида иногда встречается в плохо приготовленных или плохо хранимых винах. Такой же привкус могут дать бактерии молочно- кислого брожения. Во всяком случае, участие Brettanomyces в виноделии и при хранении вин, хотя довольно ред- кое, всегда опасно для качества. Эти дрожжи следует включить в категорию дрожжей, вызывающих заболевание вин. ВИННЫЕ ДРОЖЖИ РОДА CANDIDA БЕРГУТ Краткое описание рода Лоддер и Крегер-Ван Риж характе- ризуют этот род следующим образом: «Клетки различной формы. Размноже- ние путем многостороннего почкова- ния. Могут присутствовать хламидо- споры. Псевдомицелий развит более
или менее обильно; кроме того, может существовать истинный мицелий. В жидкой среде развивается в глубине, при этом на поверхности часто обра- зуется кольцо и нередко пленка. На- ряду с окислительным обменом ве- ществ, встречается много видов, вызы- вающих более или менее сильное бро- жение». Род Candida Бергут состоит из боль- шого числа довольно распространен- ных видов. В каталоге Лоддер (1970) описан 81 вид Candida; сообщают о 19 видах, найденных в винах. Наиболее часто встречается С. mycoderma; дру- гими видами являются: albicans, bo- idini, brumptii, guilliermondii, ingens, intermedia, krusei, lipolytica, melinii, parapsilosis, pelliculosa, rugosa, sake, scotii, solani, sorbosa, stellatoidea, tro- picalis, zeylanoides. C. sake, по старому C. vanrijii, была обнаружена в виноградных соках, со- хранявшихся при низкой температуре (Пейно и С. Домерк, 1964). Candida vini Ван Уден и Бакли Еще со времен Пастера микроорга- низм, ответственный за «цвель» вин, т. е. пленку, которая покрывает поверх- ность вин, оставленных в контакте с воздухом, обычно называли Mycoder- ma vini. В современной номенклатуре этот вид получил название Candida vini. Длительное время считали, что вся- кая пленка, появляющаяся на вине, по- мимо, разумеется, пленки, образуемой бактериями уксусного брожения, вы- зывающими скисание, является резуль- татом жизнедеятельности одного и то- го же вида микодермы. Однако при бо- лее глубоком рассмотрении можно за- метить большое разнообразие морфо- логических и физиологических харак- теристик, которые выражаются в раз- ном виде пленок, в неодинаковой спир- товыносливости и в различии форм об- разования ацетальдегида, в разруше- нии или, наоборот, в образовании ук- сусной кислоты, в химическом дейст- вии связанных кислот. Правда, уже Пастер предвидел многие разновидно- сти микодермы. В последнее время, не говоря уже о многочисленных опытах по изучению «хересных» дрожжей, идентифицированы в пленках «цвели» многие виды, принадлежащие к раз- личным родам. Морфологические признаки и физиологические характеристики В жидкой среде быстро образуется сухая и морщинистая пленка белого или желтого цвета; она утолщается, обрыв- ки пленки опускаются на дно культу- Рис. 6.3. Candida mycoderma, образующий пленку на поверхности жидкой питательной среды. ры. С течением времени клетки осадка приобретают форму, отличную от кле- ток, находящихся на поверхности. По- следние являются более удлиненными (рис. 6.3) и имеют размеры (24- 4-4) X (64-12) мкм. Клетки часто име- ют одно или два сферических образо- вания, преломляющих световые лучи. На плотной среде культура имеет бе- ловатую окраску, она матовая с мор- щинистой поверхностью. Разжижения желатины не наблюдается. Брожения в сахаристой среде не вызывают; асси- милируется только глюкоза. Хороший рост на этаноле, как единственном ис- точнике углерода. Нитраты не исполь- зуются. 155
Интенсивность дыхания и брожения: QOa = OT 24 до 27; Q£%=2; Было изучено также действие С. vi- ni на компоненты вина (Спеттоли, 1971), но нужно сказать, что энологи- ческое исследование этих дрожжей еще не завершено. ВИННЫЕ ДРОЖЖИ РОДА HANSENIASPORA ЗИКЕС Краткое описание рода Дрожжи Hanseniaspora представля- ют собой диплоидные клетки заострен- ной, яйцеввддаэй. формы, с. уддиненныг ми, как у лимона, концами и- размера- ми (24-4) X (44-10) мкм (рис. 6.4). Рис. 6.4. Hanseniaspora uvarum, культиви- руемый в жидкой среде и на плотной, приго- товленной на основе солодового экстракта. Они размножаются биполярным поч- кованием и дают или полусферические споры в виде шапки от двух до четырех в аске или же споры шаровидной фор- мы, с шероховатой поверхностью, по одной-две в аске; споры прорастают почкованием. Конъюгация происходит после деления ядра и после митоза, первая почка восстанавливает дипло- фазу. Дрожжи обладают бродильной способностью. Аспорогенная форма Hanseniaspora представлена родом Kloeckera. Ниже приведены виды Hanseniaspo- ra, встречающиеся в виноделии, и ключ идентификации: H’spora osmophila (Нигаус) Фафф, Миллер и Шифрин — споры неосвобо- жденные, сбраживают глюкозу, асси- милируют мальтозу и целлобиозу; H’spora uvarum (Нигаус) Шехата, Мрак и Фафф —• споры неосвобожден- ные, сбраживают глюкозу, ассимили- руют целлобиозу; H’spora valbyensis Kloecker. Споры полусферические, ос- вобожденные, сбраживают глюкозу, ассимилируют целлобиозу. Впервые различие между заострен- ными дрожжами спорогенными и аспо- рогенными сделал Зикес (1911). Клок- кер (1912) опубликовал результаты си- стематического исследования заострен- ных дрожжей, описав 15 видов Psevdo- saccharomyces аспорогенных и один спорогенный вид, который он назвал Hanseniaspora valbyensis. Нигаус (1932) среди видов Kloeckera описал виды osmophila и uvarum. H’spora valbyensis была найдена после этого во многих винодельческих районах. Кас- телли (1948) наблюдал, что в зонах жаркого климата брожение виноград- ных сусел вызывают сначала заострен- ные спорогенные дрожжи, или Hanse- niaspora, тогда как в холодных зонах первыми проявляют себя заостренные аспорогенные дрожжи, или Kloeckera. Детальное сравнительное исследова- ние родов Kloeckera и Hanseniaspora провел Кантарелли (1955). Все штаммы заостренных дрожжей, которые Домерк выделила в районе Бордо и которые были классифициро- ваны как KL apiculata, действительно спорулируют на среде (солодовый сус- ло-агар), предложенной Крегер-Ван Риж и Ахеарн (1968). Так же ведут себя и заостренные дрожжи, выделен- ные Парком в 1974 г. 156
Похоже, что H’spora uvarum значи- тельно более распространены, чем предполагали, и было бы вернее дать заостренным дрожжам именно это на- звание, чем термин Kloeckera apiculata: эту позицию занимают авторы книги. Крайне мобильные, заостренные дрожжи встречаются на всех видах плодов в зонах умеренного климата. Это первые дрожжи, находимые на ви- нограде с начала созревания. В период зрелости заостренные дрожжи состав- ляют 99% всех выделяемых дрожжей. Они относятся к дрожжам, обладаю- щим слабой бродильной способностью; их также называют «дикими» дрожжа- ми. Большое число работ было посвя- щено выяснению их роли в виноделии. Они первыми размножаются в вино- градном сусле. Помимо KI. apiculata на винограде найдены три следующих вида Kloecke- ra: africana, javanica (бывший jense- nii), corticis (бывший magna). Не- сколько штаммов KI africana были найдены в Италии и в районе Бордо во Франции. KI. javanico была найдена в Сардинии. KI. corticis обнаружена в суслах в области Умбрия (Италия) (табл. 6.2). Физиологические характеристики H’spora uvarum не способны исполь- зовать аммонийный азот; в действи- Таблица 6.2 Физиологические характеристики Hanseniaspo- ra uvarum Сахара Брожение Аэробная ассимиля- ция Глюкоза + + Галактоза — — Аэробная ассимиляция этанола Использование нитратов Нет » тельности эти дрожжи поглощают от 10 до 15% аммонийного азота вино- градного сусла и обычно вызывают слабый протеолиз с увеличением амин- ного азота. Следовательно, H’spora uvarum не забирает из сусла азотистые вещества, необходимые дрожжам Sac- charomyces. Интенсивность дыхания и брожения: Qo2 = ot 5 до 17; QCq2 = от 88 до 135; Qco’= от 105 до 144. Физиологические характеристики,, определенные на виноградном сусле с сахаристостью 185 г/л для многих со- тен штаммов, приведены в табл. 6.3. Эти дрожжи сбраживают фруктозу немного быстрее, чем глюкозу; за вре- мя, которое требуется для исчезнове- ния 50% фруктозы, сбраживается 39 %, глюкозы. Все заостренные дрожжи яв- ляются ауксотрофными. Совершенно необходим только один витамин — ме- зоинозит (витамин В7), тогда как пан- тотеновая кислота, никотинамид и ти- амин способствуют размножению кле- ток. Энологическое значение дрожжей Hanseniaspora uvarum Вместе с Мюллер-Тургау (1905) не- которые авторы рассматривают эти дрожжи как нежелательные, потому что они используют сахар и дают мно- го летучих кислот. Авторы рекоменду- ют освобождаться от этих дрожжей пу- тем сульфитирования винограда перед, и сразу после дробления. H’spora uva- rum обладает низкой сульфитоустойчи- востью. Дозы сернистого ангидрида,, почти не влияющие на активность эл- липтических дрожжей, являются смер- тельными для дрожжей заостренных.. Введение 10 г сернистого ангидрида на 1 гл заметно уменьшает их числен- ность. Для удаления этих дрожжей 157"
Таблица 6.3 Физиологические характеристики H’spora Условия брожения Спиртообразующая спо- собность, % об. Летучая кислотность, г/л Этилацетат, мг/л Анаэробиоз От 2,3 до 4,8 От 0,64 до 2,65 От 33 до 279 Аэробиоз » 3,7 » 6,4 От 0,70 до 2,64 » 125 » 374 был придуман также метод «брожения суперкатр», предложенный Семишоном (1926; 1929). При этом методе виноде- лия в сусло добавляют вино и броже- ние начинается в среде с содержанием спирта от 3 до 4% об. Таким образом, размножаться могут только спиртовы- носливые дрожжи. Однако этот метод не получил распространения, так как преимущества, которые он дает, не компенсируют его недостатков. Другие авторы, наоборот, считают заостренные дрожжи полезными. Бла- годаря образуемым ими сложным эфи- рам они придают вину особый плодо- вый тон. Не исключено, что эти дрож- жи также играют полезную роль при выработке тонких вин, и возможно лучше не пытаться задержать их раз- витие посредством сильной сульфита- ции. ВИННЫЕ ДРОЖЖИ РОДА HANSENULA СИДОВ Вегетативное размножение дрожжей Hansenula происходит почкованием в различных местах клетки. Они могут иметь различные формы и размеры и иногда бывают удлиненными. Споры часто имеют полусферическую форму, в виде колпака. В состоянии зрелости они высвобождаются из аска. Эти дрожжи могут сбраживать или не сбраживать сахара; пленки на по- верхности может быть или не быть; могут образовывать сложные эфиры. Род Hansenula отличается от дрож- жей рода Pichia в первую очередь воз- можностью ассимиляции нитратов. Дрожжи, принадлежащие к родам Hansenula и Pichia, выделенным из вин, довольно часто образуют пленку на поверхности питательной среды. Им присущ окислительный метаболизм. Иногда они обладают бродильной спо- собностью. Обычно дают много этил- ацетата наряду с относительно малы- ми количествами уксусной кислоты. Известны 25 видов Hansenula. Впер- вые дрожжи, соответствующие описа- нию Н. anomala, образующие пленку и выделяющие запах эфира, обнаружил в виноградном сусле Нажели в 1879 г. Эти дрожжи, довольно распространен- ные в различных бродящих средах, ча- сто встречаются на винограде в виде пленки и в спонтанно сбраживаемых винах в Тоскане, Сардинии, Калабрии, Германии, Португалии, Калифорнии, Японии и в других странах. В ходе ис- следований дрожжей района Бордо Домерк (1956) получила 7 рас Н. ano- mala, происходящих из двух сусел. Другой вид дрожжей Hansenula был обнаружен в винах — это Н. subpelli- culosa (Иньиго и сотрудники, 1961). Морфологические особенности дрожжей Hansenula anomala В виноградном сусле клетки имеют эллиптическую удлиненную форму с 158
размерами (4ч-10) X (3—4) мкм, оди- ночные или сгруппированные попарно или в цепочки (рис. 6.5). Жидкость мутная; на поверхности обоазуется морщинистая пленка. На солодовом сусле-агаре наблюдается споруляция, причем споры имеют вид колпака. Культура на плотной среде первона- чально имеет белую ровную, матовую окраску, становится более обильной и образует складки. Гигантская колония на сусле с желатином выглядит влаж- ной, слегка вздувшейся, почти гладкой. Рис. 6.5. Hansenula anomala, культивируе- мые в жидкой и плотной среде. Содержание Глицерин Уксусная спирта, . кислота % об. 4,0 40 11,2 Энологическое значение дрожжей Hansenula Эти дрожжи, редко встречающиеся в нормальных условиях приготовления и хранения вин, нежелательны ввиду высокой концентрации этилацетата, ко- торую они создают; они могут оказы- вать лишь отрицательное влияние на качество вин. Обладая большой оки- слительной способностью, дрожжи Hansenula могут развиваться в вино- градной выжимке в начале и в процес- се брожения, на поверхности вина, на стенках бочек, пропитанных вином. Их Физиологические характеристики Брожение и ассимиляция глюкозы, мальтозы, сахарозы, галактозы и ра- финозы — на 1/з. Аэробная ассимиляция этанола по- ложительная; использование нитратов положительное. Интенсивности дыхания и брожения: Qo> == от 25 до 51; QCOj = от И до 28; Qco, = от 35 до 45. Спиртообразующая способность в анаэробиозе на виноградном сусле от 2,6 до 5,3 % об. Образование летучей кислотности— от 0,52 до 1,68 г/л. Образование этилацетата — в сред- нем 416 мг/л без доступа воздуха, 879 мг/л — на воздухе. Способность этих дрожжей к образованию сложных эфиров побудила многих ученых про- вести большое количество эксперимен- тов. Вторичные продукты сбраживания сахара (в ммоль/л) приведены ниже. Янтарная Бутанди- Ацетальде- кислота ол-2,3 гид 4,0 1,6 0,5 можно отнести к опасной разновидно- сти микодермы. Это дрожжи, вызываю- щие болезни вин. То же самое можно сказать и о дрожжах рода Pichia. ВИННЫЕ ДРОЖЖИ РОДА KLUYVEROMYCES ВАН ДЕР ВАЛЫ Дрожжи этого типа имеют различные формы, они размножаются почкова- нием. Kluyveromyces отличаются от Saccharomyces формой спор, их тен- денцией к слипанию после разрыва зе- ков, своей потребностью в факторах роста. Из 18 описанных видов два — 159.
К. vanudenii (Ван дер Вальт и Нель, 1963) и К. Veronae — были найдены в бродящем сусле. Открытые в Сардинии исследователем Верона (1951), эти круглые дрожжи первоначально были описаны в монографии Лоддер и Кре- тер-Ван Рижа под названием Sacch. veronae. С тех пор их находили в вино- градных суслах во многих винодельче- ских странах. Верона (1951) показано, что присут- ствие К. veronae в бродящих суслах совместно с Sacch. ellipsoideus, замед- ляя процесс брожения, заметно снижа- ло процент летучей кислотности, обра- зуемой последними. Ниже приводится пример брожения, вызванного после- довательным обсеменением виноград- ного сусла (табл. 6.4). Таблица 6.4 Брожение сусла на различных дрожжах Виды дрожжей Создавае- мая спир- туозность, % об. Образую- щаяся летучая КИСЛОТ- НОСТЬ, г/л Sacch. ellipsoideus 15,2 0,88 К. Veronae 9,6 0,15 К. veronae, затем через 5 дней Sacch. ellipsoi- •deus 14,6 0,23 Пейно и сотрудники (1967) открыли специфическое свойство К. veronae — образование значительных количеств L ( + )-молочной кислоты, в то время как дрожжи Saccharomyces, сбраживая виноградный сок, образуют в среднем 200 мг D (—)-молочной кислоты. Все штаммы К. veronae, испытываемые в одинаковых условиях, образуют до 1,8 г Ъ( + )-молочной кислоты. Морфологические особенности дрожжей К. veronae Культура на виноградном сусле. Мо- лодые клетки (рис. 6.6) имеют округ- 460 лую форму размером (3-4-6) X (4ч- 4-6) мкм, существуют отдельно или по- парно. После месяца выдержки при температуре 25°С в пробирке наблю- дают кольцо на поверхности культуры. Культура на сусле-агаре. Форма и размеры идентичны культуре в жидкой среде. Культура имеет вид пасты кре- мового цвета, гладкой и блестящей. Рис.. 6.6. Kluyveromyces veronae, культиви- руемые в жидкой плотной среде. Легко образуется хорошо развитый псевдомицелий. Обычно изогамной конъюгации предшествует образование аска. Споры имеют сферическую фор- му от 1 до 4 в аске. Физиологические характеристики Глюкоза, сахароза, мальтоза, рафи- ноза (*/з) сбраживаются. Галактоза ассимилируется. Спиртообразующая способность в аэробиозе — от 8,6 до 10,8% об. Образование летучей кислотности слабое — от 0,12 до 0,18 г/л, производ- ство этилацетата незначительно. Эти дрожжи являются сукциногенными. Вторичные продукты сбраживания сахара дрожжами Kluyveromyces vero- nae (в ммоль/л) приведены ниже.
Содержание спирта, % об. Глицерин Уксусная кислота Янтарная кислота Бутанд и- ол-2, 3 Ацетальде- гид 10,8 82 2,4 14,0 3,9 0,6 К. veronae является ауксотрофом и нуждается для своего роста в мезоино- зите. Его можно использовать в каче- стве микроорганизма-индикатора для определения мезоинозита. Важным фактором является также пантотено- вая кислота. Отмечают также влияние биотина и никотинамида на конечную популяцию. Эти же факторы роста в той мере, в которой их недостаток за- трудняет размножение, определяют скорость сбраживания сахара. Энологическое значение дрожжей К. veronae Этих дрожжей очень мало на вино- граде, чтобы вызвать самопроизволь- ное брожение его; с другой стороны, они размножаются очень медленно, а интенсивность сбраживания слишком низка для того, чтобы быть хорошими винодельческими дрожжами. В то же время они представляют определенный интерес, так как К. veronae образуют много молочной кислоты и очень мало уксусной кислоты, они повышают ко- личество связанных кислот и уменьша- ют летучую кислотность. Использова- ние этих дрожжей является примером тоге, что можно получить при совмест- ном брожении. ВИННЫЕ ДРОЖЖИ РОДА METSCHNIKOWIA КАМЕНСКИ Metschnikowia pulcherrima Питт и Миллер Более известные под названием Can- dida pulcherrima, эти дрожжи находи- ли в небольших количествах, по не- скольку единиц на 1000 штаммов, не- давно их обнаружил также Бенда (1962). С. Домерк дала им следующее описание: «На виноградном сусле че- рез 3 дня при 25°С клетки эллиптиче- ские, средней величины, довольно пра- вильной формы, непрозрачны, (3-4-7) X X (44-8) мкм. На солодовом сусле- агаре спор не видно, но наблюдаются мелкие клетки; некоторые намного бо- лее крупные, похожи на блестящие шарики (рис. 6.7). На виноградном су- 90^ Рис. 6.7. Metschnikowia pulcherrima, культи- вируемый в жидкой среде и на плотной. еле жидкость культуры прозрачна; иногда образуется кольцо. На солодо- вом сусле-агаре культура образует гладкую, влажную колонию кремового цвета. Гигантская колония слегка раз- жижает желатин». Этот вид дрожжей сбраживает толь- ко глюкозу. Мальтоза, сахароза и га- лактоза усваиваются. Нитраты не ис- пользуются. Отмечается слабое разви- тие на этаноле. Интенсивности дыхания и брожения: Qo = от 27 до 29; QC02 = от 36 до 43; Qc8: = 89; Спиртообразующая способность в анаэробиозе от 0,8 до 2,4% об. Вторичные продукты брожения (в ммоль/л) приведены ниже. 6 Зак. 1929 161
Содержание спирта % об. 0,8 Глицерин Уксусная кислота Янтарная кислота Бутанди- ол-2,3 Ацетальде- гид 36 9,3 3,9 1,6 0,2 ВИННЫЕ ДРОЖЖИ РОДА PICHIA ГАНЗЕН Описание рода Pichia довольно близ- ко к характеристике рода Hansenula. Основное различие состоит в том, что Pichia не усваивает нитратов. Из 35 видов этого рода три выделе- ны из винограда и из вин: Pichia fer- mentans Лоддер, Pichia membranae- faciens Ганзен, Pichia vini (Циммер- ман) Фафф. Вид P. fermentans выделен из вино- града в районе Медок (Пейно и С.До- мерк, 1953), из сусел в Словакии (Ла- го и сотрудники, 1970); Р. vini выделен из вин в Германии и Южной Африке (Ван дер Вальт, 1957). Р. membranaefaciens распространен намного шире. Под различными назва- ниями он найден в Италии, Германии, Калифорнии, во Франции, в Испании, Японии, Чехословакии и в ряде других стран. твердой среде культура плотная, очень тонкая, испещрена мелкими морщин- ками. В некоторых случаях колонии в сусле с желатином разжижали его. Гигантские колонии имеют в зависи- мости от штамма различный вид. Физиологические характеристики Эти дрожжи сбраживают только глюкозу и фруктозу; Р. membranafa- ciens обладает слабой бродильной спо- собностью; другие сахара не ассимили- руются. Этанол усваивается в аэро- биозе. Интенсивность дыхания и брожения: QOj = от 45 до 49; QCOa = от 1 до 14; Ссо“:=от 41 Д° 51« Сбраживание сахара происходит мед- ленно (рис. 6.8). Спиртообразующая способность ко- леблется от 5,1 до 9,3% об. для Р. fer- mentans и от 1,8 до 3,0% об. для Морфологические особенности На виноградном сусле через 3 дня выдержки при 25° С клетки приобрета- ют овальную, удлиненную форму, груп- пируясь в более или менее длинные или разветвленные цепи (3-4-10) X (2-4- -4-4) мкм, особенно у Р. fermentans. На солодовом сусле-агаре выделенные клетки имеют более округлую форму, чем в жидкой среде, но наблюдаются также и другие формы. На среде Го- родковой клетки округлые, одиночные или сгруппированные попарно. Споро- образование затруднено, споры круг- лые. В жидкой среде по истечении 3 дней развивается морщинистая пленка. На 1 — Hansenula anomala; 2 — Pichia mem- branaefaciens; 3 — Pichia fermentans; 4 — Saccharomyces ellipsoideus. 162
P. membranafaciens. Образование ле- тучей кислотности колеблется от 0,46 до 1,04 г/л и этилацетата — от 85 до 256 мг/л. На жидких или плотных сре- Содержание спирта, % об. 1.8 Глицерин Уксусная кислота 52 14,8 Выводы относительно роли этих дрожжей в виноделии те же, что и для Hansenula: эти окисляющие и образу- ющие уксусную кислоту дрожжи сле- дует рассматривать как дрожжи, вред- ные для здоровья. ВИННЫЕ ДРОЖЖИ РОДА SACCHAROMVCES РЕЕС Дрожжи Saccharomyces являются основными агентами спиртового бро- жения и играют главную роль в техно- логии виноделия. Из описанных 41 ви- да около 20 используются для приго- товления вин. Краткое описание рода Клетки разнообразной формы: округ- лые, овальные, удлиненные или ните- видные. Размножение вегетативное, многосторонним почкованием. Может образовать псевдомицелий. Изогамная или гетерогамная конъюгация предше- ствует образованию асков или она от- сутствует. Споры обычно круглые или овальные, от 1 до 4 в аске. Таким образом, общей чертой для этих дрожжей является то, что они ин- тенсивно сбраживают глюкозу, а часто и другие сахара. Нитраты не усваива- ются. Ключ идентификации наиболее распространенных видов дрожжей Saccharomyces 1) Сбраживают глюкозу, слабо или нерегулярно сбраживают сахарозу; дах культуры издают отчетливый за- пах амилацетата. Вторичные продукты брожения (в ммоль/л) приведены ниже. Янтарная Бутанди- Ацетальде- кислота ол-2,3 гид 3,9 1,4 0,5 а) не сбраживают рафинозу—Sacch. aceti; б) слабо или нерегулярно сбражи- вают рафинозу, растут на среде без витаминов — Sacch. incospicuus; в) слабо и нерегулярно сбраживают рафинозу, отсутствует рост на среде без витаминов — Sacch. bailii; 2) сбраживают глюкозу и галакто- зу; а) клетки имеют выступы, напоми- нающие трубки конъюгации; 1—2 спо- ры в аске — Sacch. delbrueckii; б) вегетативные клетки непосредст- венно образуют аски, от 1 до 4 спор в аске: Sacch. globosus; 3) сбраживают глюкозу и мальтозу; а) ассимилируют этанол, растут в среде, имеющей 60% глюкозы — Sacch. rouxii; б) не ассимилируют этанол, не ра- стут в среде с 60% глюкозы — Sacch. prostoserdovii; 4) сбраживают глюкозу, сахарозу и мальтозу — Sacch. heterogenicus; 5) сбраживают глюкозу, сахарозу и рафинозу на Уз; а) ассимилируют мальтозу и этанол, образуют перед споруляцией выпукло- сти, напоминающие трубки конъюга- ции— Sacch. rosei; б) не ассимилируют мальтозу и эта- нол, отсутствуют выступы — Sacch. capensis; 6) сбраживают глюкозу, сахарозу, мальтозу и рафинозу на Уз; а) во время споруляции клетки име- ют выступы; в жидкой среде клетки 6* 163
Таблица 6.5 Физиологические характеристики основных видов рода Saccharomyces, встречающихся в виноделии Сбраживание Ассимиляция Виды дрожжей «3 со «3 го го СО го го СО го гго' со го о СО СО о СО о СО со о со о о X о о о X о Ч 2! к X о «3 «3 X X го го Й X X к и ч ч ч и ч ч •©• го ГО го го го го го го <и го о S S а- о S Sacch. aceti — v — — f -н Sacch. bailii — v — — V V V — — V -н Sacch. bayanus — + + — 4.1/3 — + — + — Sacch. capensis — + — — 4.1/3 —. + — — + — Sacch. chevalieri + + — — +1/з + + V — + — Sacch. coreanus + + — + + с + + — + + — Sacch. delbrueckii + — — — — + — — V Sacch. ellipsoideus +- + + — + 1/3 + + + — + — Sacch exiguus 4- + — — 4-1/3 + + — + V Sacch. fermentati — + + — 4-1/з — + + — + V Sacch. florentinus + + + + + с + + + + + -Н Sacch. globosus + a a — а + а а — а Sacch. heterogenicus — + + — — — + + — — — Sacch. inconspicuus — v —• — V — + — — V V Sacch. italicus -b + + — — + + — — — Sacch. oviformis — + + — + 1/3 — + + — + — Sacch. prostoserdovii — a + — а — а + — а — Sacch. rosei — + — — +1/з — + V — + V Sacch. rouxii — v + — —- V V + — — -н Sacch. uvarum + + + + + С + + + 4- + — Примечание. Тлю коза сб раживается и ассимилируется всеми видами дро жжей. V — переменная; t—слабая; а—приобретенный признак; с — полное сбраживание рафинозы. Таблица 6.6 Активность брожения основных видов Saccharomyces Виды дрожжей Дыхание % Брожение Спиртообразующая способ- ность, % об. qco2 />СО2 vco2 минимальная максимальная Sacch. bailii 13-19 53-64 95—175 8,0 12,6 Sacch. chevalieri 11—19 191-234 247-249 11,2 18,3 Sacch. ellipsoideus 6-18 56-329 89-420 8,0 16,8 Sacch. fermentati 23 100 237 4,3 9,1 Sacch. florentinus — — — 8,1 9,0 Sacch. heterogenicus 5 119 149 9,2 18,2 Sacch. italicus 2-20 146—257 151—283 12,6 17,0 Sacch. oviformis 12-20 160—176 164-212 11,9 18,4 Sacch. rosei 16 63 81 7,8 13,0 Sacch. uvarum 4-7 47-56 89-99 7,2 9,9 164
Таблица 6.7 Образование вторичных продуктов брожения (в ммоль/л) различными видами Saccharomyces Виды дрожжей Спирту- озность, % об. Глицерин Уксусная кислота Янтарная кислота Бутандиол- 2,3 Этанол Sacch. bailii 6,0 131 21,2 15,1 2,0 1,1 Sacch. chevalieri 12,1 88 15,1 8,7 8,2 1,1 Sacch. ellipsoideus 12,3 98 12,4 10,7 8,7 0,8 Sacch. fermentati 9,7 77 1,8 12,8 4,8 0,4 Sacch. florentinus 4,9 56 14,2 5,5 4,5 1,0 Sacch. heterogenicus 11,0 84 10,1 7,4 9,8 1,8 Sacch. italicus 12,1 64 8,4 6,1 4,8 1,2 Sacch. oviformis 13,5 83 14,2 7,1 9,8' 2,4 Sacch. rosei 7,1 49 1,2 8,9 3,6 1,2 Sacch. uvarus 7,1 64 13,9 5,9 5,5 0,8 Те । б л ица 6.8 Потребность в факторах роста основных видов дрожжей Виды дрожжей Р-аминобен- зойная кис- лота Пантотеновая кислота Биотин Мезоинозит Никотинамид Пиридоксин | Тиамин Sacch. bailii А А Sacch. chevalieri + — А — — — Sacch. ellipsoideus — А — А —. — А Sacch. fermentati — А — А — — — Sacch. florentinus — А А А — — — Sacch. heterogenicus A — — + —• — — Sacch. italicus — А —. — А — .— Sacch. oviformis — А А А — —. — Sacch. rosei — — — — — А А Sacch. uvarum — — — А — — А Примечание. — Практически не влияет; А—играет роль активатора роста; 4--необходим для роста. шаровидной формы (3,04-6,5) X (3,5-4- 4-7,0) мкм — Sacch. fermentati; б) у клеток нет выступов; в жидкой среде клетки овальной, более или ме- нее удлиненной формы (3,54-7,5) X X (4,54-10,04-17,5) мкм — Sacch. baya- nus (синоним oviformis); 7) сбраживают глюкозу, галактозу, сахарозу и рафинозу на */3; а) рост в присутствии актидиона в концентрации 100 мг/л — Sacch. exi- guus; б) не растут в присутствии актиди- она в концентрации 100 мг/л — Sacch. chevalieri; 8) полностью сбраживают глюкозу, галактозу, сахарозу, мелибиозу и ра- финозу— Sacch. coreanus; 9) сбраживают глюкозу, галактозу, сахарозу, мальтозу; не сбраживают рафинозу — Sacch. italicus; 10) сбраживают глюкозу, галактозу, сахарозу, мальтозу и рафинозу на */3 — Sacch. ellipsoideus; 165
И) полностью сбраживают глюкозу, галактозу, сахарозу, мальтозу, мели- биозу и рафинозу; а) клетки мелкие и круглые, устой- чивые к актидиону; образуют псевдо- мицелий —• Sacch. Horentinus; б) клетки круглые или овальные, более крупные; отсутствует псевдоми- целий— Sacch. uvarum (табл. 6.5). Этот ключ идентификации видов Saccharomyces, встречающихся в сус- лах и винах, является упрощенным и, разумеется, несовершенным; он позво- ляет определять дрожжи, имеющие четко выраженные признаки. Для бо- лее точной идентификации необходимо пользоваться более подробными опи- саниями второго издания таксономиче- ского справочника Лоддер (1970). Ав- торы книги придерживались номенкла- туры, данной в этом справочнике, за исключением видов Sacch. ellipsoideus и Sacch. oviformis, у которых сохране- ны прежние наименования. Ван дер Вальт, автор главы, посвя- щенной Saccharomyces, в этом катало- ге перегруппировал несколько видов, имеющих небольшие различия с точки зрения морфологии. Он установил но- вые пределы для Sacch. cerevisiae, что- бы включить в них разновидности ellip- soideus и tetrasporus, а также Sacch. willianus. Таким же образом, этот ав- тор модифицировал границы у Sacch. Рис. G.9. Фотография (увеличение X 1000) а—Sacch. ellipsoideus в виноградном сусле; б — Sacch. ellipsoideus на солодовом сусле- в виноградном сусле; д — Sacch. bailii на виноградном сусле; е, ж—Sacch. bailii на солодо- 166
uvarum, чтобы включить в них Sacch. carlsbergensis и Sacch. logos, а также у Sacch. bayanus,чтобы добавить к ним Sacch. oviformis. Однако трудно назвать cerevisae ви- дом дрожжей, выделяемых из вин (пли пивными дрожжами); более правиль- ным был бы термин Sacch. vini, пред- ложенный Кудрявцевым (1960). Авто- ры будут придерживаться общеприня- того в технологии виноделия названия Sacch. ellipsoideus. С другой стороны, если Sacch. ovifor- mis по своим технологическим свойст- вам отличается от Sacch. bayanus, то, только в отношении спиртовыносливо- сти п сульфитоустойчивости (табл. 6.6). Sacch. oviformis хорошо известен практикам и используется для обсеме- нения; в настоящее время нет необхо- димости менять название этого вида. Кастелли (1973) выдвинул такие же возражения этой новой классификации Saccharomyces. Ниже приведено суммарное описа- ние 20 видов Saccharomyces, выделен- ных из сусел и из вина. Табл. 6.5, 6.6, 6.7, 6.8 дают соответ- ственно физиологические характери- стики, бродильную способность, обра- зование вторичных продуктов и потреб- ность в факторах роста. Для каждого вида этих дрожжей указываются их частота и роль в приготовлении и хра- различных Saccharomyces: агаре, в фазовом контрасте; в — Sacch. oviformis в виноградном сусле; г — Sacch. heterogenicus вом сусле-агаре; з — Sacch. uvarum на виноградном сусле. 167
нении вин. Некоторые виды Saccharo- myces показаны на рис. 6.9. Saccharomyces aceti Санта Мария Санта Мария (1959) выделил Sacch. aceti из пленки, образовавшейся на по- верхности красного вина в районе Га- лисии (Испания). Он дал этим дрож- жам такое название за их способность окислять этанол в условиях аэробиоза с образованием уксусной кислоты. Saccharomyces bailii Линднер Этот вид (рис. 6.10) объединяет Sacch. acidifaciens и Sacch. elegans, дрожжи детально описанные в преды- дущем издании. Рис. 6.10. Sacch. bailii, культивируемый в жидкой среде и на плотной. Эти дрожжи выделены в 1943 г., но похоже, что их находили раньше. Дей- ствительно, Дюбург (1897) сообщал о присутствии на гроздьях, пораженных Botrytis cinerea, и в ликерных винах Сотерн дрожжей, которые не сбражи- вали сахарозу и обладали способно- стью сбраживать в растворах инверт- ного сахара фруктозу раньше глюкозы. Sacch, bailii является одним из видов редких дрожжей, имеющих такую спо- собность (Пейно и Домерк, 1955). Они редко встречаются в районе Бордо в виноградном сусле, зато очень часто бывают в сульфитированных винах; из 33 случаев повторного брожения белых подслащенных вин в 13 случаях его вызывают Sacch. bailii. Исследование молодых белых вин с повышенным со- держанием свободного сернистого ан- гидрида также часто обнаруживало присутствие этих дрожжей. Благодаря своей сульфитоустойчивости они в ка- кой-то степени селекционируются при консервировании ликерных вин. Эти дрожжи являются наиболее опасными для стабильности белых сульфитиро- ванных вин вместе с Saccharomycodes ludvigii и Sacch. oviformis, и не, будет преувеличением, если отнести их к бо- лезнетворным дрожжам. Эти дрожжи находят также на винодельческом обо- рудовании, на поверхности бочек, во- круг шпунтов. В этом месте бочек, влажном от вина, часто развиваются дрожжи, маслянистые на ощупь. Та- ким образом, Sacch. bailii, скорее, яв- ляются дрожжами винных подвалов и вина, чем дрожжами винограда. От- мечено, что загрязнение этими дрож- жами помещений или оборудования вызывает настоящие эпидемии повтор- ного брожения в подвалах, с которыми трудно бороться. Saccharomyces bayanus Саккардо Первоначально эти дрожжи были найдены в пиве, затем их постоянно обнаруживали в виноматериалах. Они встречались во всех винодельческих районах, где исследовали дрожжи, но всегда с относительно низким коэффи- циентом частоты. Присутствуя везде, они в то же время мало распростране- ны и, очевидно, что Sacch. bayanus за- нимает в виноделии довольно скромное место. Будучи гомологом, Sacch. oviformis 168
при брожении и ассимиляции сахаров, что заставило в последних таксономи- ческих исследованиях отнести те и дру- гие к одному и тому же виду bayanus, в то же время отличаются один от дру- гого некоторыми признаками: удлинен- ная форма клеток, замедленное бро- жение, явно более слабая спиртообра- зующая способность и спиртовыносли- вость, меньшая устойчивость к серни- стому ангидриду, более выраженная потребность в факторах роста. Sacch. bayanus действительно заметно отли- чается от дрожжей этого же рода осо- бенным ауксологическим поведением. Практически это ауксотрофные дрож- жи, и мезоинозит является необходи- мым фактором их роста, затем отмеча- ют большую эффективность биотина. Из-за этих причин, по мнению авторов, нелогично включать Sacch. oviformis в род bayanus. Sacch. pastorianus был упразднен как особый вид и рассматривается как синоним вида Sacch. bayanus. Однако Гилиланд (1969) показал, что Sacch. pastorianus могут сбражи- вать рафинозу на 2/3, тогда как Sacch. bayanus сбраживали только 7з молеку- лы. Sacch. pastorianus были найдены и описаны при исследовании спонтан- ного брожения виноградных сусел. Мартини (1964) исследовал их разви- тие в суслах при различных темпера- турах. Saccharomyces capensis Ван дер Вальт и Чейнер Авторы этих дрожжей выделили их из виноградных сусел в Капской про- винции (Южная Африка). Их также находили в Испании (Санта Мария, 1959, 1964) и на острове Пантеллерия (Мартини, 1962). Sacch. capensis близки к Sacch. baya- nus и Sacch. rosei, они отличаются сбраживанием мальтозы: положитель- ным—у Sacch. bayanus, отрицатель- ным— у Sacch. rosei и Sacch. capensis; но сбраживание и ассимиляция маль- тозы являются признаками, которые могут быть приобретены последним ви- дом дрожжей. При образовании аско- спор клетки Sacch. rosei имеют вы- пуклости, напоминающие трубки конъ- югации (см. рис. 6.13); это не отно- сится к Sacch. capensis. Saccharomyces chevalieri Гильермон Гильермон (1914) выделил из сбро- женных африканских напитков серию дрожжей, довольно близких к Sacch. lindneri, которые он описал под назва- нием Sacch. chevalieri. Различие между этими двумя дрожжами заключалось в возможности сбраживания галактозы. Лоддер и Крегер-Ван Риж показали, что этот признак является относитель- ным и объединили эти дрожжи в вид Sacch. chevalieri. Кастелли и Дель Джюдиче (1953) приняли эту новую классификацию, и сейчас можно включить многочислен- ные расы, которые Кастелли и его ученики выделили из итальянских су- сел в рубрику Sacch. chevalieri. Эти дрожжи часто находили во вре- мя брожения винограда; они встреча- ются довольно часто в сусле, но число изолированных рас всегда меньше, чем у Sacch. ellipsoideus. Кроме того, имея точно такие же свойства, активность этих дрожжей часто не отличается от активности группы Saccharomyces. По завершении брожения они исчезают, так как их слабая спиртовыносливость и сульфитоустойчивость не обеспечива- ют их выживания в точности так, как это происходит с Sacch. ellipsoideus; они редко бывают причиной дефектов повторного брожения вин. В последнем издании каталога «Дрожжи» (Лоддер, 1970) Sacch. fruc- tum показаны как синоним Sacch. che- 169
valieri. В действительности эти дрож- жи близки друг к другу и различаются только ассимиляцией мальтозы, поло- жительной лишь для Sacch. fructum. Авторы нашли, что эти дрожжи обла- дают более слабой ферментативной ак- тивностью и более медленным разви- тием по сравнению с Sacch. chevalieri. Saccharomyces coreanus Сайто Эти дрожжи найдены были в вино- градных суслах в Южной Африке (Ван Керкен, 1963), в Словакии (Минарик, 1963), в двух суслах в районе Коньяк (Кастелли, 1971). Sacch. coreanus внешне похожи на Sacch. microellipsoideus и на Sacch. mrakii, но более приближаются к Sacch. chevalieri и Sacch. uvarum; они явля- ются промежуточными между этими двумя видами. Sacch. coreanus отли- чается от Sacch. chevalieri использова- нием мелибиозы и от Sacch. uvarum тем, что сбраживание и ассимиляция мальтозы являются приобретенными свойствами. Saccharomyces delbrueckii Линднер Эти дрожжи распространены отно- сительно мало. Сапис-Домерк (1970) нашла несколько рас этого вида в рай- оне Бордо, а Гандини (1964) обнару- жил одну расу в районе Асти; Иньиго и сотрудники (1963) выделили эти дрожжи в пяти суслах в районе Херес. Сбраживая только глюкозу и галак- тозу, эти дрожжи напоминают Sacch. globosus. В виноградном сусле или на солодовом сусле-агаре клетки Sacch. delbrueckii имеют шаровидную форму, из-за чего их относили к старому роду Torulaspora. Saccharomyces ellipsoideus Ганзен Точное название этого вида в совре- менной номенклатуре: Saccharomyces 170 cerevisiae Ганзен (рис. 6.11). Но веро- ятно не совсем правильно давать опре- деление cerevisiae — латинского слова, обозначающего пиво, дрожжам, кото- рые находят на винограде, в бродящих суслах и в винах; поэтому авторы бу- дут применять для их обозначения тер- мин Saccharomyces ellipsoideus. Впро- чем так же поступали и авторы, кото- рые впервые описали эти дрожжи и Рис. 6.11. Sacch. ellipsoideus, культивируе- мый в жидкой среде и иа плотной. провели различие между этими терми- нами. Для Ганзена Sacch. cerevisiae соответствовали дрожжам верхнего брожения пивоваренного производства, a Sacch. ellipsoideus — дрожжам, выде- ленным на зрелом винограде. Помимо их разного происхождения различия между этими двумя видами выражены слабо, они относились к более округ- лой форме клеток у первого и к опти- мальной температуре споруляции. Позднее стали считать, что эти разли- чия недостаточны для того, чтобы счи- тать эти виды разными и ради таксо- номического единообразия описали Sacch. ellipsoideus как разновидность Sacch. cerevisiae. Однако у энологов осталась привыч- ка называть ellipsoideus эллиптически- ми дрожжами винограда и вина. Авто- ры могут применять этот термин и в
дальнейшем. Кроме того, дифференциа- ция двух разновидностей основана на слабовыраженных морфологических особенностях, и между ними неизбеж- но существует переходная форма. По- этому удобнее считать Sacch. ellipsoi- deus скорее синонимом Sacch. cerevi- siae, чем его разновидностью. Sacch. ellipsoideus является, пожа- луй, наиболее распространенным ви- дом дрожжей в бродящих плодах. Так, из 1286 рас эллиптических дрожжей, выделенных на винограде и из вин в департаменте Жиронда, 1021, т. е. по- чти 80%, принадлежали к виду Sacch. ellipsoideus. Все работы, проведенные в мире по дрожжам, вызывающим спонтанное брожение, также показы- вают большое численное преобладание этого вида. Это также наиболее иссле- дованные и лучше других известные дрожжи. Обладая высокой ферментативной активностью и хорошей способностью к размножению, они быстро становятся доминирующими в брожениях, вызы- ваемых совместным обсеменением. Мо- жно считать, что эти дрожжи сбражи- вают наиболее значительную часть са- хара в виноградных суслах. Это они «делают» вино, придают ему характер, определяют его состав, тогда как дей- ствие других дрожжей является слу- чайным или же проявляется лишь при завершении брожения. Но когда исследуют Sacch. ellipsoi- deus в старых винах, то поражаются тому, как редко они здесь встречаются, причем отмечают, что, если эти дрож- жи присутствуют, они сопровождаются другими видами. Типичные винодельче- ские дрожжи в большинстве случаев быстро исчезают в вине, выполнив свою работу. Повторное брожение сладких вин почти всегда вызывают другие виды, более спиртовыносливые и сульфито- устойчивые. Saccharomyces exiguus Ганзен Об этих дрожжах много раз сооб- щали исследователи микрофлоры бро- жения: Каприотти, 1953: Кастелли, 1960, 1969; Мартини, 1960; Минарик и сотрудники, 1960; Брешо и сотруд- ники, 1962; Гандини, 1964. Saccharomy- ces exiguus Ганзен были найдены в дрожжевом осадке греческих вин (Сте- фанопулос и Георгантас, 1972). И все же эти дрожжи распространены мало и не представляют большого интереса для энологии. По своей способности сбраживать глюкозу, галактозу, сахарозу и рафи- нозу на '/з, по отсутствию ассимиля- ции мальтозы они приближаются к Sacch. chevalieri, но отличаются от по- следних своей устойчивостью к акти- диону или ассимиляцией этаноламин- хлоргидрата. Saccharomyces fermentati (Сайто) Лоддер и Крегер-Ван Риж Известно большое число ссылок на присутствие этих дрожжей в виноград- ных суслах: Кастелли и Дель Джюди- че, 1953; Йокотсука, 1954; Федюши, 1956; Ван Зил и Дю Плеси, 1961; Ган- дини, 1964. Эти дрожжи находили в Сицилии, в Пьемонте, в Испании, в Японии, в Южной Африке. Имея почти шаровидную форму и первоначально называвшиеся Torulas- рога fermentati, эти дрожжи похожи по своим физиологическим характери- стикам на Sacch. bayanus. Они разли- чаются формой, поскольку Sacch. baya- nus имеет удлиненную форму, а также выступами, наблюдающимися во вре- мя споруляции. Sacch. fermentati име- ет ограниченную спиртообразующую способность от 6 до 9% об.; эти дрож- жи дают только следы уксусной кис-, лоты и относительно много янтарной кислоты; они проявляют небольшую потребность в факторах роста. Их роль в виноделии очень ограничена. 171
Saccharomyces florentinus (Кастелли) Лоддер и Крегер-Ван Риж Кастелли (1938) впервые выделил Zygosaccharomyces florentinus из суль- фитированного сусла во Флоренции. Кроме того, сообщали о присутствии этих дрожжей в сусле Кьянти (Кастел- ли, 1948), в трех суслах в Сицилии. Не сохранив в своей монографии ро- да Zygosaccharomyces, Лоддер и Кре- гер-Ван Риж классифицировали его как Sacch. florentinus. Их описание согласуется с тем, ка- кое сделал Кастелли, за исключением ассимиляции нитратов, которая полно- стью отсутствует у голландских авто- ров. Домерк нашла штамм Sacch. floren- tinus в районе Бордо, Пиччи и сотруд- ники (1959)—на Пелопоннесе, Ван Керкен (1963) —в Южной Африке. По сбраживанию глюкозы, галакто- зы, сахарозы, мальтозы, мелибиозы и рафинозы Sacch. florentinus напомина- ют Sacch. uvarum; но они отличаются от последних использованием этанола- мина, устойчивостью к актидиону, бо- лее округлой формой клеток. нозу. Как и Sacch. italicus, они исполь- зуют сахарозу, а не рафинозу. Эта не- способность сбраживать рафинозу от- личает их от Sacch. bayanus. В литературе имеется мало данных относительно этих дрожжей. Они были найдены в Сицилии. Домерк (1956), Сапис-Домерк (1970) выделили не- сколько штаммов из сусел и из вин. Лаго и сотрудники (1970) сообщили о них из Чехословакии. Рис. 6.12. Sacch. heterogenicus, культивируе- мый в жидкой среде и на плотной. Saccharomyces globosus Остервальдер Согласно Лоддер (1970) эти дрожжи были обнаружены в виноградных сус- лах в Испании, в Южной Африке. Ка- приотти (1952) сообщил об их присут- ствии в Италии. Sacch. globosus похожи на Sacch. delbrueckii; они отличаются от послед- них прямым превращением вегетатив- ных клеток в аски, без конъюгации. Saccharomyces heterogenicus Остервальдер Эти дрожжи (рис. 6.12) не сбражи- вают галактозу и не усваивают рафи- Благодаря своему очень слабому распространению эти дрожжи следует отнести к случайным винодельческим дрожжам, не имеющим практического значения. Однако их неоднократно на- ходили в винах, бродящих — в бутыл- ках или в бочках. В одном красном ви- не спиртуозностью 13% об., сохранив- шем 4 г восстанавливающих сахаров, спонтанное брожение Sacch. heteroge- nicus проявилось через несколько ме- сяцев. Однако расы из этого вина, хо- тя и происходили из клеток, способных размножаться в присутствии спирта крепостью 13% об., показали малую спиртообразующую способность. 172
Saccharomyces inconspicuus Ван дер В альт Речь идет о новом виде, которой До- мерк впервые выделила в 1953 г. из бордоских сусел. Ван дер Вальт (1965) провел таксономическое изуче- ние этих дрожжей и дал им название. Минарик (1969) также исследовал их. Они мало отличаются от Sacch. rosei, имея такие же морфологические харак- теристики, очень слабую способность к сбраживанию сахарозы и рафинозы или полное ее отсутствие. Saccharomyces italicus Кастелли Штейнер (1924) описал под назва- нием Sacch. chodati дрожжи, выделен- ные из виноградного сусла района Ва- ле в Швейцарии, которые сбраживали сахарозу, но не сбраживали рафинозу. Лоддер и Крегер-Ван Риж (1952) на- звали их Sacch. steineri. Кроме того, Кастелли (1938) выделил из сусла Кьянти штамм, который он приписал новому виду Sacch. italicus; эти дрож- жи вызывают слабое брожение сахаро- зы и не сбраживают рафинозу. Пейно и Домерк (1956) смогли по- казать, что Sacch. steineri и Sacch. italicus относятся к одному и тому же виду. Они морфологически идентичны. Некоторые штаммы могут иметь в ус- ловиях культуры в дрожжевой воде . .более удлиненную лаг-фазу при сбра- живании сахарозы; но если в этом ис- пытании заменить субстрат на среду с большим содержанием питательных ве- ществ, все расы быстро сбраживают сахарозу. Точные манометрические из- мерения скорости брожения показыва- ют, что все расы способны сбраживать этот сахар. Эти наблюдения были подтверждены исследователями Центрального бюро по изучению плесневых культур в Дельфте, которые предлагают сохра- нить название Sacch. italicus Кастелли; Sacch. steineri можно рассматривать как синоним. Начиная с 1938 г. эти дрожжи нахо- дили во всех районах Италии, которые были обследованы Институтом микро- биологии в Перузе. В южных районах они встречались чаще. Так, если в сус- лах центральной части Италии их нахо- дили лишь в одном из 100, то на юге страны они встречались в 38 суслах из 100. Флоренцано обнаружил эти дрожжи в тосканских суслах. Домерк выделила в районе Бордо 19 рас этих дрожжей или 0,9% из четы- рех партий сусла из винограда красных сортов и из девяти партий сусла из бе- лого винограда (на 95 исследованных). Sacch. italicus были найдены, хотя и при низком уровне частоты, в Чехосло- вакии (Лаго и сотрудники, 1970), а также в Южной Африке (Ван Керкен, 1963). Эти второстепенные дрожжи обычно не играют значительной роли в выра- ботке вин. Многие расы очень медлен- но развиваются в виноградном сусле. В условиях, когда Sacch. ellipsoideus образует максимум этанола за 12 дней, некоторым расам Sacch. italicus нужно 30 дней для завершения брожения. Ко- нечное содержание спирта для обоих видов дрожжей почти одинаково, рав- но как и летучая кислотность, и другие вторичные продукты. Пока что никто не сообщил о случаях повторного бро- жения сладких вин, которое можно бы- ло бы приписать действию Sacch. ita- licus. Однако в отдельных случаях эти дрожжи могут стать преобладающими. Так, Маркеш Гомеш и Де Кастро (1961—1962) констатировали преобла- дание Sacch. italicus в фазе брожения (до спиртования) при выработке вин Порто. 173
Saccharomyces oviformis Остервальдер Эти дрожжи (рис. 6.13) имеют боль- шое энологическое значение. Обычно их находят на винограде и в винах. Впервые они были выделены из вино- града Шампани Остервальдером (1924). Этот вид встречается во всех винодельческих районах мира: в Ита- 4j°oOO Рис. 6.13. Sacch. oviformis, культивируемый в жидкой среде и на плотной. лии, Франции, Испании, Израиле, Вен- грии, Японии, Калифорнии, Болгарии, Чехословакии и др. В районе Бордо он находится в более значительных ко- личествах в суслах белых сортов вино- града, чем в суслах красных сортов. В последнем случае частота его обна- ружения равна 1,3% по сравнению с ча- стотой 7,4% в суслах белых сортов. Похоже, что Sacch. oviformis более распространены в районах, дающих бо- лее спиртуозные вина. Пейно и Домерк (1955), Пейно (1956) подчеркнули свойства этих дрожжей, которые в некоторых рай- онах делают их очень важными для производства и хранения вин. Такой же точки зрения придерживаются в своих многочисленных работах Мана- рик и сотрудники и другие авторы. В начале брожения Sacch. oviformis развиваются медленнее, чем Sacch. ellipsoideus, но их соотношение по мере развития брожения непрерывно возра- стает; до начала брожения в сусле бы- ло найдено только 4 клетки на 1000, но уже 1,8 на 100 через несколько дней и 33,2% в конце брожения (подсчет сделан только на 800 клетках). Следо- вательно, в ходе сбраживания сусла процент Sacch. oviformis неуклонно возрастает. Высокое конечное соотно- шение (’/з выделенных штаммов) хо- рошо выражает значение этих дрож- жей. Очень часто именно они заверша- ют брожение; это дрожжи окончатель- ной «отделки» вина. Большая часть рас Sacch. oviformis являются более спиртовыносливыми, чем Sacch. ellipsoideus. Sacch. ovifor- mis, обладают наибольшей спиртооб- разующей способностью, чем какие- либо другие в районе Бордо: более по- ловины выделенных штаммов оказа- лись способными производить вина крепостью 18° в лабораторных услови- ях. Из-за своей спиртовыносливости эти дрожжи часто вызывают повтор- ное брожение вин в бочках или в бу- тылках. Авторы много раз наблюдали, что Sacch. oviformis является ответст- венным за половину случаев повторно- го брожения у красных вин и почти за все случаи у белых полусладких вин со спиртуозностью свыше 12% об. Этот вид также много раз иденти- фицировали в пленках, образующихся на поверхности вин повышенной спир- туозности, типа Херес. Это не единст- венные дрожжи, обладающие таким свойством, поскольку было доказано, что многие Saccharomyces могут раз- виваться на поверхности вина и расти за счет дыхания; все штаммы Saccha- romyces oviformis не могут вегетиро- вать на поверхности, но в процессе «хересования» большинство пленчатых дрожжей принадлежит к этому виду или к видам, очень близким к нему. Применение дрожжевой разводки 174
'Sacch. oviformis в практике виноделия всегда было выгодным, оно\ оправды- вается для сусел с высокой сахаристо- стью, когда необходимо довести броже- ние до конца и получить сухие вина. До сих пор никто не констатировал каких-либо особых органолептических характеристик, образуемых этими дрожжами, если не считать, что иногда у отдельных белых сухих вин появляет- ся более тонкий, более сильный аро- мат, тот «яркий» тон, который указы- вает на белое вино лучшей марки. Об- разование вторичных продуктов и сло- жных эфиров происходит так же, как и у Sacch. ellipsoideus, и эти два вида, по-видимому, не отличаются один от другого ни по физиологическим особен- ностям, ни по потребностям в факторах роста. Кроме того, они не различимы под микроскопом по своей форме. Sacch. oviformis обладают высокой сульфитоустойчивостью. Наблюдали присутствие живых клеток этих дрож- жей в белых ликерных винах, хранив- шихся в течение многих лет с содержа- нием свободной сернистой кислоты, близким к 100 мг/л. В момент мютиро- вания эта устойчивость выражается в повышенном образовании ацетальдеги- да и в фиксировании более значитель- ных доз сернистого ангидрида в свя- занных формах. Зато Sacch. oviformis обладает такой же чувствительностью к актидиону и к сорбиновой кислоте, как и Sacch. ellip- soideus. Saccharomyces prostoserdovii Кудрявцев Кудрявцев (1960) выделил много рас этого вида из бродящих сусел и из пленок, развившихся на винах различ- ного происхождения в Армении. Дру- гой штамм выделил Андре. Эти дрожжи напоминают Sacch. го- uxii, не имея их осмофильных свойств, а также Sacch. bay anus. Их фермента- тивные характеристики нестабильны и являются переходными от одного вида к другому. Как и Sacch. rouxii, они не сбраживают сахарозу и рафинозу, но могут приобретать это свойство и в этом случае сближаются с дрожжами Sacch. bayanus. Saccharomyces rosei (Гильермон) Лоддер и Крегер-Ван Риж Гильермон (1914) дал название То- rulaspora rosei круглым дрожжам (рис. 6.14), которые выделил Розе. Они сбраживают глюкозу, сахарозу и рафи- нозу и описаны под различными назва- ООЮО О& Рис. 6.14. Sacch. rosei, культивируемый в жидкой среде и на плотной. ниями. Лоддер и Крегер-Ван Риж (1952) не сохранили род Torulaspora и назвали эти дрожжи Sacch. rosei. . Их часто находили на винограде или в бродящих суслах. Об этих дрожжах сообщали Остервальдер (1924) из Швейцарии, Кремер и Крумгольц (1931) из Германии, Де Росси (1935) из Италии. Работы школы в Перузе, неоднократно излагавшиеся Кастелли (1948, 1959, 1960), которые проводи- лись на многих сотнях сусел, показы- вают, что эти дрожжи распространены довольно широко. Процент частоты об- 175
наружения колеблется в зависимости от района от 13 до 41%. Похоже, что они чаще встречаются в районах с жар- ким климатом. Другие итальянские авторы подтвер- дили эти наблюдения и этот вид позд- нее был найден в Калифорнии, Японии, Южной Африке, Чехословакии, Греции и в других странах. Домерк (1956) на более чем 2000 дрожжевых рас в районе Бордо нашла 35 штаммов Sacch. rosei в 15 суслах из 95 исследованных. Эти дрожжи представляют некото- рый интерес с точки зрения энологии не своим распределением на виногра- де, а своим свойством сбраживать са- хар медленно и равномерно, без замет- ного образования летучих кислот. Хо- рошие результаты от применения дрож- жевой разводки Sacch. rosei в вино- делии получил Кастелли (1942). Эти дрожжи дают винам слабую летучую кислотность, чаще всего от 0,05 до 0,15 г/л. Они образуют мало глицери- на, бутандиола-2,3, являются явно сук- циногенными; 3Д или 4/-> пировиноград- ной кислоты при глицерино-пировино- градном брожении идет на образова- ние янтарной кислоты. Кантарелли (1953) наблюдал, что обсеменение в два приема — сначала дрожжевой разводкой Sacch. rosei, за- тем спустя несколько дней разводкой Sacch. ellipcsoideus — позволяло полу- чать вина с хорошим вкусом и буке- том, со значительным снижением про- центного содержания летучих кислот по сравнению со спонтанным брожени- ем или брожением, проводимым только с Sacch. ellipsoideus. Зардетто де Толе- до и Тексейра (1955) подтвердили эти результаты. Saccharomyces rouxii Бутру Со времени, как их впервые наблю- дали Кремер и Крумгольц (1931), эти осмофильные дрожжи много раз нахо- дили на винограде, пораженном благо- родной гнилью, в сахаристых суслах жарких районов. Домерк (1956) нашла их в районе Бордо, а Каприотти (1965) —в Сардинии. Они часто разви- ваются на поверхности концентриро- ванных сусел, содержащих от 600 до 900 г сахара на 1 л, в несколько раз- бавленной зоне, создаваемой гигроско- пическими свойствами продукта. В противоположность большинству Saccharomyces, Sacch. rouxii являются фруктофильными дрожжами (Пейно и Домерк, 1955), т. е. сбраживающими в виноградном сусле в первую очередь фруктозу, а не глюкозу, свойство, ко- торое они разделяют с Sacch. bailii и Т. stellata. Saccharomyces uvarum Бейеринк В последнем издании «The Yeasts» Ван дер Вальт объединил Sacch. carls- bergensis с видом uvarum. Эти дрожжи (рис. 6.15) отличаются одни от других только формой своих клеток, которые у Sacch. uvarum, как правило, более удлиненные. Этот вид первоначально был найден в различных плодовых соках и винах, Рис. 6.15. Sacch. uvarum, культивируемый в жидкой среде и на плотной. 176
' затем в других средах, ичастности в пиве. Их часто встречали и в виноград- ных суслах и всегда упоминают в ра- ботах по исследованию микрофлоры в винодельческих районах всего мира. Кастелли и его ученики находили эти дрожжи почти постоянно как в Цент- ральной, так и в Южной Италии. В За- падной Сицилии они встречаются очень часто и присутствовали в 14 суслах из 27 исследовавшихся. Малан и Таран- тола (1956) описали биохимические и энологические признаки этих дрожжей. Домерк (1956) получила 23 штамма Sacch. uvarum в районе Бордо. Мина- рик обнаружил их в 20% исследован- ных сусел в Чехословакии, а Кано Ма- ротта (1962, 1964)—в Уругвае. Ган- дини (1968) изучил их роль в произ- водстве Муската Асти. По полному сбраживанию рафинозы эти дрожжи приближаются к Sacch. florentinus и к Sacch. coreanus. Они от- личаются от первых формой клеток, шаровидных у Sacch. florentinus, отсут- ствием ассимиляции этаноламина, сво- ей чувствительностью к актидиону и от вторых — сбраживанием мальтозы. С точки зрения энологии Sacch. uva- rum не имеет большого значения; с од- ной стороны, они встречаются редко, это скорее случайные дрожжи, с дру- гой— они развиваются медленно и об- ладают лишь средней по силе способ- ностью спиртообразования. По харак- теру брожения и образования вторич- ных продуктов они ненамного расхо- дятся, например, с Sacch. ellipsoideus. Эти дрожжи не придают продуктам брожения отчетливо выраженных ана- литических характеристик. Это же са- мое можно сказать и в отношении ор- ганолептических качеств, как показали опытные работы по приготовлению бе- лого вина. Один раз Sacch. uvarum об- наружили в красном вине, оставшемся сладким и подвергшемся вторичному брожению весной. К этому виду при- надлежат многие дрожжи, способные образовывать небольшие количества сернистого ангидрида (см. гл. 15, раз- дел «Восстановление сульфатов в суль- фиты и сероводород»). ВИННЫЕ ДРОЖЖИ РОДА SACCHAROMYCODES ГАНЗЕН О дрожжах Saccharomycodes в ви- ноградных суслах и винах сообщали много раз. В Италии Мензио (1911) обнаружил их в сульфитированном сусле. По мнению этого автора, дрож- жи Saccharomycodes ответственны за брожение в суслах, обработанных сер- нистым ангидридом, которое ведет к ухудшению состава вина. Из всех ви- дов винных дрожжей они наиболее сульфитоустойчивые. Кремер и Гейн- рих (1913, 1922) описали разновид- ность vini, принадлежащую к Saccha- romycodes ludwigii, выделенную из сильно сульфитированного виноград- ного сусла в Рейнской области (ФРГ); Кремер несколько раз описал такие же наблюдения, Де Росси выделил из сус- ла Умбрии две расы, которые могли доводить спиртуозность до 16,8% об. Описаны многие виды, расы или штаммы Saccharomycodes, но в конеч- ном счете род Saccharomycodes состоит только из одного вида ludwigii. S’codes ludwigii редко находят на винограде и в нормально бродящих су- слах. Всего две расы выделили Капри- отти и Кантарелли (1952) в суслах про- винции Тревизо и только одну расу изолировал Малан в суслах области Пьемонт, Домерк нашла лишь одну расу в бродильном чане в районе Бор- до, но эти дрожжи довольно часто встречаются в сульфитированных сус- лах. Им же обязаны и некоторые слу- чаи повторного брожения сладких вин в бочках или в бутылках (Пейно и До- мерк, 1955). Однако Маркеш Гомеш и Ваз де Оливейра (1961—1962) под- 177
черкнули полезное значение S’codes ludwigii, которые используют в сбра- живании вин Порто до спиртования в бродильном чане. Под микроскопом эти дрожжи име- ют вид крупных заостренных клеток, с удлинением на концах в форме лимо- на. Как и у всех заостренных дрожжей, некоторые клетки не имеют характер- ной формы и являются просто удли- ненными (рис. 6.16). Это наиболее крупные дрожжи, встречающиеся в су- сле и вине: (5-?-9) X (104-25) мкм. Рис. 6.16. Saccharomycodes ludwigii, куль- тивируемый в жидкой среде и на плотной. Поскольку род Saccharomycodes со- держит только один вид, а форма и размеры клеток являются очень харак- терными, эти дрожжи являются един- ственными, которые можно уверенно идентифицировать в вине путем обыч- ного наблюдения их под микроскопом. Saccharomycodes — дрожжи ацето- генные, но они вырабатывают также и этилацетат. В среднем производство зтилацетата в виноградном сусле со- ставляет 80 мг/л при аэробном броже- нии и до 200 мг/л при брожении без доступа воздуха. В последнем случае при дегустации ощущается характер- ный запах зтилацетата. Отмечают, что способность к образованию сложных эфиров у S’codes ludwigii достигает максимума при анаэробном брожении в противоположность тому, что наблю- дается у других дрожжей. S’codes ludwigii можно рассматри- вать как дрожжи, вызывающие болез- ни вина, и их присутствие в винах с ос- таточным сахаром, консервируемых сернистым ангидридом, является на- стоящей болезнью, компрометирующей их хранение. В исследованиях, прово- дившихся для выяснения причин не- нормального повторного брожения вин, в 8 случаях из 69 оно было приписано этим дрожжам. Были также отмечены случаи развития повторного брожения в бутылках даже в винах, имеющих от 80 до 120 мг/л свободной сернистой кислоты. Брожению предшествует фаза инкубации продолжительностью много недель, в течение которой проис- ходит размножение S’codes ludwigii и преобразование их в характерные хлопья, не разделяющиеся при взбал- тывании. Клетки размножаются внутри этих хлопьев, при этом дрожжевые клетки периферии связывают серни- стую кислоту путем образования аце- тальдегида и таким образом защищают другие; брожение всей массы прояв- ляется тогда, когда содержащееся в сусле количество свободной сернистой кислоты снизится до значения, близко- го к нулю. Заражение подвалов этими дрожжа- ми— довольно частое явление. Оно обычно производится сульфитирован- ными суслами, применяемыми для под- слащивания вин. Высокая сульфито- устойчивость делает их особенно опас- ными в практике работы. Они редко встречаются в бродящих суслах. Опы- ты виноделия по белому способу с S’ludwigii показали, что брожение про- текает медленно и равномерно (рис. 6.17), но одновременно наблюдали об- разование неприятного кислого запаха, вызываемого значительным процент- ным содержанием этилацетата. Следо- 178
' вательно, на всех стадиях производства вина эти дрожжи ухудшают его каче- ство; их следует отнести к микроорга- низмам, вызывающим болезни вин. ДРОЖЖИ РОДА SCHIZOSACCHAROMYCES ЛИНДНЕР Чаленко (1941) выделил из фрукто- вого сока дрожжи, которые вызывали почти полное исчезновение L-яблочной кислоты из питательной среды; они Рис. 6.17. Кривые сбраживания виноградно- го сусла различными расами: 1, 2, — Saccharomycodes ludwigii, 3—Saccha- romycodes ellipsoideus. принадлежат к роду Schizosaccharo- myces; автор назвал эти дрожжи acido- devoratus и подчеркнул опасность при- сутствия их в яблочных и других на- питках, получаемых из фруктов путем брожения (Чаленко и Корсакова, 1960). Анализ этих работ содержится в мо- нографии о дрожжах Кудрявцева (1960). Ржедовски и Ржедовска (1960), Ржедовска и Горецка (1962), Буяк и Сурма (1962), Якубовска (1963) в Польше также исследовали случайное биологическое кислотопонижение яб- лочных сусел дрожжами Schizosaccha- romyces, их устойчивость к антисепти- кам и методы микробиологического контроля, которые необходимо приме- нять в отношении их в производстве сидра. Риберо-Гайон и Пейно (1962) раз- работали основы возможного примене- ния этих дрожжей для производства вина из кислого винограда. Майер и Темперли (1963) в своем исследовании метаболизма Schizosaccharomyces да- ли доказательство спиртового броже- ния яблочной кислоты путем измере- ния посредством аппарата Варбурга количества выделенного углекислого газа и энзиматический анализ получа- ющегося при этом этанола. Одна моле- кула яблочной кислоты дает две моле- кулы углекислого газа и одну молеку- лу этанола. Хотя Schizosaccharomyces очень ред- ко встречается в виноградных суслах, один из авторов этой книги посвятил ряд работ их способности усваивать яблочную кислоту (Пейно и сотрудни- ки, 1964; Пейно и Сюдро, 1964; Пейно, 1965; Пейно и Лафон-Лафуркад, 1965). Клетки Schizosaccharomyces имеют эллиптическую или цилиндрическую форму, с закругленными концами и размерами (34-5) X (64-16) мкм (рис. 6.18). Они размножаются путем деле- ния, а не почкованием. Сообщали о че- тырех видах; два из них Schiz. pombe и Schiz. malidevorans находятся исклю- чительно на винограде. Schiz. pombe сбраживает глюкозу, сахарозу, мальто- зу, рафинозу; Schiz. malidevorans не сбраживает мальтозу. Эти дрожжи могут обладать хорошей спиртообразующей способностью, но сбраживание сахара обычно протекает медленно (рис. 6.19), при этом они ис- пытывают сильное соперничество со стороны Saccharomyces. Образование глицерина, летучих кислот, бутандио- ла-2,3 слабое. Schizosaccharomyces яв- ляются ауксотрофными и, в частности, требуют для своего развития мезоино- 179
Рис. 6.18. Schizosaccharomyces pombe, куль- тивируемые в жидкой среде и на плотной. ванием. Полисахаридов крахмалистого типа не производят. Псевдомицелия нет совсем или едва заметные элементы. В жидкой среде образуют осадок, на поверхности — кольцо, редко — пленку, способны бродить. Красных или жел- тых пигментов каротиноидной природы нет. Споруляции не наблюдается. Описаны 36 видов Torulopsis, из них 6 найдены в суслах, в винах или на ви- нодельческом оборудовании. Это Т. api- cola (Охара и сотрудники, 1960), Т. cantarelli (Ван дер Вальти Ван Кер- кен, 1961; Охара и сотрудники, 1964), Т. domercquii (Ван дер Вальт и Ван Керкен, 1960), Т. norvegica (Ван дер Вальт и Ван Керкен, 1961), Т. stellata (в который вошел более известный вид Т. bacillaris) и Т. vanderwaltii (Видал- Лейриа, 1966). Здесь будут описаны только дрожжи вида Т. stellata. Torulopsis stellata (Кремер и Крумгольц) Лоддер Рис. 6.19. Кривые сбраживания виноградно- го сусла различными расами и Schizosaccharo- myces: 1, 2, 3, 4— Schizosaccharomyces; 5— Sacch. ellipsoideus и Sacch oviformis (температура 25° С). Кремер и Крумгольц (1931) выдели- ли эти неспорогенные дрожжи (рис. 6.20) из винограда в Германии. Хотя образование спор не наблюдалось, они отнесли их к роду Saccharomyces и на- зит и пантотеновую кислоту. Они сбра- живают глюкозу и фруктозу в смешан- ном состоянии с одинаковой скоростью. Оптимальная температура их активно- сти (30° С) выше, чем у Saccharomyces. Наконец, они обладают хорошей суль- фитоустойчивостью. ВИННЫЕ ДРОЖЖИ РОДА TORULOPSIS БЕРЛЕЗЕ Краткое описание рода Клетки округлые или овальные, или, что очень редко, немного удлиненные. Размножаются многосторонним почко- 180 Рис. 6.20. Torulopsis stellata, культивируе- мый в жидкой среде и на плотной.
звали bacillaris из-за формы и разме- ров клеток, которые на твердой среде напоминают палочки. Лоддер включи- ла эти дрожжи в род Torulopsis. Они также были найдены на винограде в Италии (Верона и Флоренцано, 1947) и описаны под названием Br. italicus. Флоренцано выделил 6 штаммов этих дрожжей из тосканских вин; Малан об- наружил расу Т. bacillaris в виноград- ном сусле в Пьемонте. Каприотти и Кантарелли (1952) выделили 2 штам- ма во время исследования 19 сусел про- винции Тревизо. Наконец, Каприотти встретил Т. bacillaris в четырех суслах из 26 в Калабрии и в пяти суслах из 40 в Венеции Трентино. Пейно и Домерк (1951) сообщили о присутствии этих дрожжей в сусле в районе Медок. Во время сбора вино- града Домерк выделила 133 штамма Т. bacillaris из 33 сусел, полученных в основном из винограда белых сортов. Эти дрожжи часто встречаются в сус- лах из винограда, пораженного «благо- родной гнилью» (Botrytis cinerea).До- мерк обнаружила 99 штаммов Т. baci- llaris из 572 исследованных штаммов, т. е. 17% в белых суслах из районов «благородной гнили» и 28 штаммов из 398, т. е. всего 7% в суслах из белых сортов винограда, поступившего из рай- онов без гнили с незначительным про- центом поражения. Из 1078 штаммов, выделенных из 56 сусел винограда кра- сных сортов, Т. bacillaris представлена только 12 расами. В каталоге Лоддер (1970) эти дрож- жи включены в вид Т. stellata. Они сбраживают глюкозу, сахарозу и рафи- нозу на 7з. В противоположность тому, что происходит у большинства дрож- жей в смеси восстанавливающих саха- ров, Т. stellata быстрее сбраживает фруктозу, чем глюкозу. Наблюдения показывают, что, когда фруктоза в ви- ноградном сусле сбраживается наполо- вину, эти дрожжи используют только 5% содержания глюкозы. Это одна из характеристик вида. Т. stellata обладает довольно хоро- шей устойчивостью. Сообщали о его ос- мофильных свойствах; дрожжи этого вида способны развиваться в присут- ствии высоких концентраций сахара (до 60%). Кроме того, они хорошо раз- виваются при несколько повышенной температуре (30—35° С), будучи чув- ствительными к холоду. Они имеют та- кую же сульфитоустойчивость, как и Sacch. ellipsoideus, и более высокую устойчивость по отношению к актидио- ну. Т. stellata могут рассматриваться как преимущественно дрожжи винограда. Они почти специфичны для винограда с гнилью, поскольку свыше 70% рас Рис. 6.21. Кривые сбраживания виноградно- го сусла различными расами Torulopsis stella- ta: 1, 2—Torulopsis bacillaris; 3 — Saccharo- myces ellipsoideus. T. bacillaris происходят из сусел в рай- онах «благородной гнили», производя- щих белые ликерные вина. Эти дрожжи совместно с заостренны- ми дрожжами вызывают забраживание сусла, поэтому их чаще всего находят в первой фазе брожения, в дальней- 181
Рис. 6.22. Дрожжи, принадлежащие к различным годам (увели чениех 1 000): а — Sacch. rosei в виноградном сусле; б — Sacch. rosei на солодовом сусле-агаре; в‘—Нап- ре; д — Torulopsis stellata на солодовом сусле-агаре; е — Hanseniaspora uvarum на солодовом шем частота появления их равномерно понижается. Брожение, которое они вызывают, протекает с медленным на- растанием и продолжается более ме- сяца (рис. 6.21). Под микроскопом клетки Т. stellata наблюдаются в бро- дящем сусле дольше, чем заостренные дрожжи, так как они имеют явно бо- лее высокую способность сииртообра- зования, чем последние. Способные создать среднюю спиртуозность в сред- нем до 10,8% об , они выдерживают бо- лее высокие концентрации и могут раз- виваться даже в присутствии 12,5% спирта, однако не отмечалось случаев повторного брожения вина, которое приписывали действию этих дрожжей Если из сусла, полученного из бело- го винограда с гнилью, удалить Sacch. ellipsoideus путем добавления 10 мг актидиона на 1 л, то Т. stellata вместе с Hanseniaspora будут преобладать и вести брожение. Т. stellata не истощает аммонийный азот, источник питания дрожжей Saccharomyces. Среды, сброженные Т. stellata, не имеют каких-либо особых органолепти- ческих или аналитических характери- стик. На рис. 6.22 даны фотографии (уве- личениеХ 1000) дрожжей различных родов. 182
senula anomala на солодовом сусле-агаре, г — Pichia membranaefaciens на солодовом сусле-ага- сусле-агаре; ж, з — Saccaromyces ludwigii — на солодовом сусле-агаре. ЛИТЕРАТУРА Agostini О. (1950), Agriculture italiana, 50, 193 Barret A., BidanP. et Andre L. (1955), C. R. Acad, agric., 41, 426. Benda I. (1962), Antonie van Leeuwenhoek, 28, 208. В re ch ot P., Chauvet J. et Girard H. (1962), Ann. Technol. agric., 11, 235. BujakS. et Surma W. (1962), Przem. Spez., 16, 139. Cano Marotta C. et Bracho de Ka- lamar D. (1962), Atti Accad. ital. Vite Vi- no, 14, 275. Cano Marotta C. et Bracho de Ka- lam ar D. (1964), Atti Accad. ital. Vite Vi- no, 16, 85. C a n t a r e 11 i C. (1953), Riv. Vitic. Enol., 6, 82. Cantarelli C. (1955), Annali Microb., 6, 85. Capriotti A. (1952), Ann. Fac. agrar., Pe- rouse, 8. Capriotti A. (1953), Atti Accad. ital Vite Vino, 5, 262. Capriotti A. (1965), Studi Sassaresi, 13, 287. Capriotti A. et Cantarelli C. (1952), Rivista Vitic. Enol., 5, 213. Castelli T. (1938), Archiv. Mikrob., 9, 449. Castelli T. (1942), Annali Microb., 2. Castelli T. (1942), Archiv. Mikrob., 12, 260. Castelli T. (1948), Riv. Vitic. Enol., 8, 258 Castelli T. (1959), Introduzione alia micro biologia enologica. L’Assicuratrice dell’Ol- trepo, Voghera. Castelli T. (1960), Lieviti e fermeutazioni in enologia. L. Scialpi editeur, Rome. 183
Castelli T. (1969), Il vino al microscopic. L. Scialpi editeur, Rome. Castelli T. (1971), Vini d’Italia, 13, 523. Castelli T. (1973), L’ecologie des levures, Colloque international d’OEnologie, Arc-et-Se- nans (Institut technique du Vin). Castelli et Del Giudice E. (1953), Riv. Vitic. Enol., 6, 307. Chalenko D. K. (1941), Les causes de la di- minution de I’acidite pendant la fermentation des vins de fruits (en russe). Laboratoire cen- tral d’Oenologie, Moscou. Chalenko D. K. et KorsakowaT. F. (1960), Mikrobiologija, 29, 587. De Rossi G. (1917), Staz. sperim. agrar., 50, 529. De Rossi G. (1953), Congres Intern. Vigne Vin, Lausanne. Domereq S. (1956), Etude et classification des levures de vin de la Gironde, These Doct. Ingenieur, Bordeaux. Feduchy E. (1956), Inst. nac. Invest, agron., Madrid. Florenzano G. (1949), Ann. Sperim. agron., 3, 887. GalzyP. et Rioux J. A. (1957), Progr. agric. vitic, 144, 365. Gand ini A. (1964), Atti Accad. ital. Vite Vi- no, 16, 447. Gandini A. (1968), Vini d’Italia, 10, 351. Gilliland R. B. (1969), Antonie van Leeu- wenhoek, 35, 13. G u i 11 i e r m о n d A. (1914), Arch. Protistenk., 28, 52. Inigo B., Arroyo V., Bravo F. e t L e a- guno C. (1961), Rev. Agroquim. Technol. alim., 1, 11. Inigo B„ Vasquez D. et Arroyo V. (1963), Rev. Ciencia appl., 93, 296, Jakubowska J. (1963), Zest. Naukowe Po- litechn. Lodzkiej., 54, 5. Kloecker A. (1912), Centr. Bakt. Parasitenk., 35, 375. К о с к о v a-K r a t о ch v i 1 о v a A. et Ku- tkova M. (1961), Atlas kvasinek a kvasin- kovitych mikroorganismii, Prague. Kreger-Van Rij. N.J.W. e t Ahe- arn D. G. (1968), Mycologia, 60, 604. Kroemer K. et Heinrich F. (1913), Ber. Konigl. Wein-Obst. Gartenbau Geisenheim, p. 105. Kroemer K. et Heinrich F. (1922), Ber. Konigl. Wein-Obst Gartenbau Geisenheim, p. 258. Kroemer K. et Krumbholz G. (1931), Archiv. Mikrobiol., 2, 352. Kudrjawzew W. (1960), Die Systematik der Hefen. Academie-Verlag, Berlin. Laho L., Minarik E. et N a vara A. (1970), Vinarstvo chemia mikrobiol, a analy- tika vma, bratislava. Lodder J. et Krege r-V an R ij N.J.W. (1952), The yeast. A taxonomic study, North- Holland Pub. Co., Amsterdam, 2“ edition 1967. Lodder J. (1970), The yeast, North-Holland Pub. Co., Amsterdam. Malan С. E. (1951), Atti Accad. ital. Vite Vino, 3, 338. Malan С. E. (1953), Atti Accad. ital. Vite Vi- no, 5, 477. Malan С. E. etCano Marotta C. (1959), Atti Accad. ital. Vite Vino, 11, 405. Malan C. £. et G a y-E у n a r d G. (1962), Atti Accad. ital. Vite Vino, 14, 255. Malan С. E. et LovisoloR. (1955), Atti Accad. ital. Vite Vino, 7, 443. Malan С. E. et LovisoloR. (1958), Atti Accad. ital. Vite Vino, 10, 125. Malan С. E. et Tarantola C. (1956), Atti Accad. ital. Vite Vino, 8, 559. Marques Gomes J. V. et de Castro Reis A.M.L. (1961-62), Anais Inst. Vinho Porto. Marques Gomes J. V. et Vaz de Oli- veira A.M.F. (1961-62), Anais Inst. Vinho Porto. Martini A. (1960), Riv. Vitic. Enol., 13, 263. Martini A. (1962), Riv. Vitic. Enol., 15, 57. Martini A. (1964), Atti Accad. ital. Vite Vi- no, 16, 151. Mayer K. et Temperli A. (1963), Arch. Microbiol., 46, 321. Me ns io C. (1911), Staz. sperim. agrar. ital., 44, 829. Minarik E. (1963), Biologia Bratislava, 18, 160. Minarik E. (1969), Wein Wissens., 24, 378. Minarik E., Laho L. e t N a v a r a A. (1960), Mitteilungen, 10, 218. Muller-Thurgau H. (1905) in L a f a r F., Handbuch der technischen Mykologie. Niehaus J. G. (1932), Zentr. Bakt. Parasi- tenk., 87, 97. Osterwalder A. (1924), Zentr. Bakt. Para- sitenk., 60, 481. Park Y. (1974), Contribution a 1 etude des levures de la region de Cognac, These 3е Cy- cle, Bordeaux. Peynaud E. (1956), Vignes et Vins n° 51 et suivants. Peynaud E. (1965), Weinberg u. Keller, 12, 229. Peynaud E. et DomercqS. (1953), Ann. Technol. agric., 4, 265. Peynaud E. et Domereq S. (1955), C. R. Acad, agric., 41, 103. Peynaud E. et Domereq S. (1955), Ann. Inst. Pasteur, 89, 346. 184
Peynaud E. et Domereq S. (1956), Archiv. Mikrobiol., 24, 266. Peynaud E. et Domereq S. (1956), Ann. Inst. Pasteur, 91, 574. Peynaud E. et Domereq S. (1956), Ann. Technol. agric., 4, 265. Peynaud E. et Domereq S. (1964), Archiv. Mikrobiol., 47, 219. Peynaud E., Domereq S., Boidron A. M., L a f о n-L a f о u r c a d e S. et G u- imberteau G. (1964), Archiv. Mikrobiol., 48, 150. Peynaud E. et L a f о n-L a f о u r c a d e S. (1965), Ann. Technol. agric., 16, 49. Peynaud E., L a f о n-L a f о u r c a d e S. et Guimberteau G. (1967), Antonie van Leeuwenhoek, 33, 49. Peynaud E. et Sudraud P., (1964), Ann. Technol. agric., 13, 335. P i с c i G., M e 1 a s-I о n n i d i s Z., К a r n i s A. et BasilatosG. (1959), Arch. Inst. Pa- steur hellen., 5, 44. Reiff F., Kautzmann R., Liiers H. et Lindermann M. (1960), Die Hefen, 2 vol., Hans Carl, Nuremberg. R i b ё r e a u-G ayon J. et Peynaud E. (1962), C. R. Acad, agric., 48, 558. Rose A. H. et Harrison J. S. (1969-1970), The yeasts, 3 vol., Academic Press, Londres. Ro set M. (1970), Etude de quelques levures dites «sauvages». Essais en vue de leur em- ploi dans 1’industrie des jus de raisin, These Doct. Ingenieur, Toulouse. Rzedowska H. et Gorecka H. (1962), Przem. Fermentacying, 62, 66. Rzedowski W. et Rzedowska H. (1960), Recherches sur la desacidification bio- logique des moilts de fruits (en polonais), Inst. Industries Fermentation, Varsovie. Santa Maria J. (1959), Anales Inst. nac. ’ Invest, agron., 8, 715. Santa Maria J. (1964), Bol. Inst. nac. In- vest. agron., 51, 527. S a p i s-D о m e r c q S. (1970), Conn. Vigne Vin, 4, 45. Schanderl H. et Draczinski M. (1952), Wein und Rebe, 20, 462. Semichon L. (1926), Rev. Vitic., 65, 21. Semichon L. (1929), Rev. Vitic., 70, 85. Spettoli P. (1971), Industrie agrar., 9, 381. Steiner J. M. (1924), Etude sur les levures actives des vins valaisans, These Doct., Ge- neve. Stephanopoulos O. et Georgan- tas S. (1972), Vini d’Italia, 14, n° 81. Taranto la C. (1945), Annali Accad. agric., Turin, p. 80. Van der Walt J. P. (1957), Antonie van Leeuwenhoek, 23, 23. Van der Walt J. P. (1965), Antonie van Leeuwenhoek, 31, 187. Van der Walt J. P. et Tscheunerl. T. (1956), Antonie van Leeuwenhoek, 22, 257. Van der W a 11 J. P. e t N e 1 E. E. (1963), Mycopat. Mycol. appl., 20, 71. Van Ker ken A. E. (1963), Contribution to the ecology of yeast occuring in wine, These Doct., Pretoria, Afrique du Sud. Van ZylJ. A. et du Plessis L. W. (1961). South Afric. J. Agric. Sci., 4, 393. Verona O. (1951), Ann. Fac. agrar. Pisa, 12, 123. Yokotsuka I. (1954), Studies on Japanese wine yeasts. Research Inst. Ferm., Yamanashi. Yokotsuka I. et Goto S. (1955), J. agric. chem. Soc. Japon, 29, 39 et 123. Zardetto de Toledo O. et Teixei- ra C. G. (1955), Agric. italiana, 15, 155. Zikes H. (1911), Zentr. Bakt. Parasitenk., 30, 145. Глава 7. УСЛОВИЯ РАЗВИТИЯ И АКТИВНОСТИ ДРОЖЖЕЙ АНАЛИЗ МИКРОБИАЛЬНОГО РОСТА Для роста микроорганизма необхо- димо взаимодействие ряда факторов (питательные вещества, факторы ро- ста) и физико-химических условий (температура, pH, аэрация). Всякий фактор или условие, отсутствие или изменение которых влечет приостанов- ку или прекращение роста, называют «лимитирующим фактором». Если в со- ответствующую питательную среду вне- сти несколько клеток микроорганизмов (обсеменение), они будут размножать- ся до полного использования лимити- рующего фактора (например, сахара) или до того момента, когда лимитиру- ющий фактор достигнет критического значения (например, концентрации вы- деляемого спирта). 185
В своем развитии это явление про- ходит различные стадии, которые тео- ретически сводят к следующим (рис. 7.1). Латентная фаза. В течение этой фа- зы коэффициент роста (т. е. число кле- точных делений в единицу времени) ра- вен нулю; клетки, введенные для обсе- менения, должны адаптироваться к этой новой для них среде или, если они ста- рые, восстановить свой ферментатив- ный потенциал. Рис. 7.1. Кривые микробиального роста в полулогарифмических координатах: 1 — латентная фаза; 2 — фаза ускорения; 3 — экспоненциальная или логарифмическая фаза; 4 — фаза замедления; 5 — стационарная фаза; 6—фаза снижения (по Сенез, 1968; см. также Моно, 1942) log2: логарифм основания 2; среднее время клеточного деления илч генера- ции соответствует промежутку времени, в те- чение которого logs популяции увеличивается на единицу. Фаза ускорения. С началом роста микроорганизмы начинают размно- жаться. На рис. 7.1 кривая живых кле- ток, до сих пор параллельная оси абс- цисс, изгибается вверх. Эти две первые фазы необязательны и тем короче, чем более благоприятны условия роста. Экспоненциальная или логарифмиче- ская фаза. Коэффициент роста в этой фазе постоянный и максимальный, от- мирание отсутствует. Кривая являет- ся показательной (экспоненциальной), что выражается в полулогарифмиче- ских координатах посредством прямой. 186 Число живых клеток идентично с об- щим числом клеток. Фаза замедления. Один из ограничи- вающих факторов почти исчерпан или приближается к своему критическому значению; кривая изгибается вниз. Стационарная (неподвижная) фаза. Один из лимитирующих факторов ис- черпан или достиг своего критического значения; коэффициент роста равен ну- лю; рост останавливается. Графически кривая становится параллельной оси абсцисс. Популяция остается неизмен- ной в течение более или менее дли- тельного времени в зависимости от ус- ловий эксперимента и применяемого микроорганизма. Фаза отмирания. Популяция умень- шается. Клетки отмирают, высвобож- дая продукты выделения. Они автоли- зируются, как бы растворяясь в среде, разлагаясь на свои составные части, которые, впрочем, тут же поглощаются еще живыми микроорганизмами, чтобы жить вплоть до полного отмирания по- пуляции. РОСТ ДРОЖЖЕЙ Рост дрожжей протекает в порядке описанной выше схемы. В главах 7, 8 и 9 будут изложены факторы размноже- ния дрожжей, которые в то же время являются факторами сбраживания са- хара. Как все живые существа, дрож- жи могут жить и развиваться только в строго определенных условиях. Они очень чувствительны к условиям аэра- ции и температуры. Дрожжи имеют со- вершенно точные потребности в пита- нии углеродными, азотистыми и мине- ральными веществами и требуют неко- торых факторов роста. С другой сто- роны, они также очень чувствительны к присутствию в среде ингибирующих ве- ществ, ядов, способных нарушить или блокировать некоторые важнейшие функции их клеток: размножение, ды-
хание или брожение. В этих главах приведены результаты большого числа опытов, которые в лабораторных усло- виях позволили определить основные факторы и оптимальные условия актив- ности винных дрожжей. Знание их на- ходит прямое применение в практике виноделия, так как биохимические за- коны, регулирующие активность дрож- жей, не зависят от объема ферменти- рующей среды. При переходе от лабо- раторных работ к промышленному про- изводству могут измениться лишь не- которые физико-химические факторы, такие, как температура или проникно- вение кислорода. Прежде всего необходимо уточнить, что существует тесная связь между раз- множением дрожжей и сбраживанием сахаров. Действительно, не зная этого, невозможно понять некоторые явления, наблюдаемые при производстве вина. Чтобы развиваться, т. е. вырабатывать свое собственное вещество и размно- жаться, дрожжи реализуют некоторое число реакций синтеза. Это реакции эндотермического типа, т. е. они погло- щают тепло. Следовательно, они нуж- даются в источнике энергии и черпают ее в сбраживании глюкозы, которая к тому же является источником углеро- да. Таким образом, рост и брожение неразделимы. И действительно, если во время брожения виноградного сусла проследить за исчезновением сахара и развитием дрожжей, то всегда будет отмечаться, что оба эти процесса про- текают параллельно. Кривые, которые представляют в зависимости от време- ни процентное содержание сброженное го сахара и развитие популяции дрож- жей, имеют совершенно одинаковый вид. Если оценить кривые размноже- ния в зависимости от сброженного са- хара, то констатируют, что они всегда являются восходящими; это доказы- вает, что сахар трансформируется по мере размножения дрожжей. В практике виноделия сбраживание сахара точно так же может происхо- дить только при одновременном разви- тии дрожжей; в это время при наблю- дении под микроскопом они представ- ляются прозрачными и почкующимися. Если дрожжи быстро размножаются, брожение также протекает быстро, и, наоборот, при прекращении роста по любой причине через очень короткий промежуток времени останавливается брожение. Все происходит так, как если бы одни почкующиеся или способ- ные почковаться дрожжевые клетки были достаточно богаты ферментами, необходимыми для превращения саха- ра в спирт. Следовательно, в виноде- лии для получения полного сбражива- ния сахара важно, чтобы дрожжи мог- ли размножаться до полного израсхо- дования этого субстрата, несмотря на высокую концентрацию образуемого ими спирта. Точно так же неудачи, ко- торые имеются при дображивании красных вин — недобродов, несмотря на сильные дозы обсеменения, в пер- вую очередь объясняются трудностью адаптации и размножения внесенных дрожжей. Прежде всего дрожжи нуждаются, в воде и углеродном питании. Поскольку они всегда находят эти два элемента в сусле или в вине в достаточном коли- честве, на этом вопросе можно не за- держиваться. Минимальные значения влажности, способствующие росту различных ви- дов дрожжей, известны. Большинству дрожжей требуется 90—95 % относи- тельной влажности. Однако некоторые виды продолжают развиваться при бо- лее низких значениях в пределах—90— 85% и иногда еще меньше; это осмо- фильные дрожжи. Их находят, напри- мер, в концентрированных виноград- ных соках при 30 или 36° Боме (от 630 до 800 г сахара на 1л); здесь они раз- виваются первоначально на поверхно- 187
сти, в увлажненной зоне этой гигроско- пической среды. В отношении углеродного питания необходимо напомнить, что сахара представляют собой основной источ- ник углерода для дрожжей; они также являются источником энергии. Выше было показано, что их использование может быть ферментативным или оки- слительным. Дрожжи могут использо- вать и много других углеродных со- единений: глюкозиды, многоатомные спирты, продукты метаболизма или промежуточные продукты брожения, кислоты цикла Кребса, аминокислоты и др. Дрожжи могут также развивать- ся в сухих винах, практически лишен- ных сахаров, пригодных для сбражи- вания за счет некоторых других компо- нентов. Похоже, что дрожжи усваива- ют даже углекислый газ. Условия среды и факторы роста дрожжей в их совокупности обстоятель- но описал Уль (1960, 1967). В недавно изданной монографии по дрожжам (Кук, 1958; Роз и Харрисон, 1971) име- ются главы о питании, энергетике роста и его условиях и влиянии температуры. НЕОБХОДИМОСТЬ КИСЛОРОДА ДЛЯ РАЗВИТИЯ ДРОЖЖЕЙ «Брожение — это жизнь без возду- ха», —• сказал Пастер. Он показал, что отношение' Д/С — сухой массы дрож- жей к массе использованного сахара — значительно снижается с уменьшением площади контакта питательной среды с воздухом. Сусло, дезаэрированное ки- пячением, лишенное доступа воздуха и обсемененное небольшим количеством дрожжей, может бродить, хотя и очень медленно. В одном из опытов Пастера в течение 3 мес в таких условиях обра- зовалось 255 мг дрожжей против 45 г исчезнувшего сахара. Из этого он за- ключил, что дрожжи могут полностью обходиться без кислорода. 183 При полном отсутствии воздуха раз- множение дрожжей невозможно (рис. 7.2). Контарелли (1956) провел экспе- римент в строгих условиях. Табл. 7.1 дает результаты одного из таких опы- тов. Небольшое развитие в колбах 1 и 2 объясняют присутствием в обсеменен- ных дрожжах дыхательных ферментов тельного обсеменения питательной среды при полном отсутствии кислорода. в стадии повышенного окисления. В ус- ловиях анаэробиоза эта система пред- ставляет собой резерв кислорода и обе- спечивает рост нескольких генераций до того, как он будет использован пол- ностью. Уайт и Маннз (1951) в резуль- тате проведенных ими экспериментов констатировали, что за счет резервов дыхательных ферментов в окисленной форме у первых дрожжей могут обра- зоваться от 4 до 5 генераций. В таких условиях существует отношение меж- ду общим числом дрожжей и степенью обсеменения, что всегда наблюдают в практике брожения, проводимого без доступа воздуха. Известно также, что аэрация всегда рекомендовалась при приготовлении дрожжевой разводки. Более поздние работы подтвердили большую чувствительность первых по- колений дрожжей к кислороду, они так- же подтвердили, что размножение дрожжей, уменьшение количества азо-
Таблица 7.1 Развитие дрожжей и брожение при последовательном обсеменении в условиях пол- ного отсутствия воздуха Показатели Колба 1 Колба 2 Колба 3 до открытия и впуска воздуха через несколько дней после впуска воздуха Сахар, г/л исходный остаточный Масса образовавшихся дрож- жей, мг/л 17,9 0 300 2,44 0 9 2,44 2,44 0 2,44 0 650 та в сусле, скорость сбраживания са- хара непосредственно связаны с коли- чеством кислорода, поставляемого дрожжам (Рэнкин, 1955; Зинченко, 1962). На различных стадиях броже- ния вин количество потребляемого ки- слорода может достигать от 1 до 3 мг в час на 1 млрд, дрожжевых клеток (Гончарова и сотрудники, 1971). Такое потребление кислорода можно считать значительным; популяция численно- стью 1 млн. дрожжей на 1 см3 может полностью израсходовать за 4 ч весь объем кислорода в вине, насыщенном воздухом при атмосферном давлении. В последнее время потребность дрож- жей в кислороде при производстве ви- на оспаривали Фланзи и Кассиньяр, основываясь на присутствии специфи- ческих активаторов дрожжей в анаэро- биозе, имеющихся в кожице виноград- ных ягод. Анаэробная активация дрож- жей будет рассмотрена в следующей главе. ЭФФЕКТ ПОСТОЯННОЙ АЭРАЦИИ Для ассимиляции сахара необходим кислород. В условиях брожения в круп- ных емкостях кислород является фак- тором, лимитирующим рост дрожжей. Эффект аэрации был первоначально исследован в пивоваренном производ- стве и на предприятиях, вырабатываю- щих прессованные дрожжи. Макси- мальный выход дрожжей требует зна- чительных количеств кислорода: на- пример, 1,6 г кислорода на 1 л пита- тельной среды в час для ассимиляции 1 г сахара. В пределах этих максимальных ус- ловий, соответствующих максимально- му росту, чем выше аэрация среды, тем значительнее рост дрожжей и тем бы- стрее происходит разложение сахара. Если же проводить брожение в присут- ствии большого количества воздуха, происходит очень интенсивное размно- жение дрожжей. Например, для того, чтобы приготовить большое количест- во дрожжей, применяют большие бро- дильные емкости с тонким слоем пита- тельной среды, содержащей сахар, или же непрерывно нагнетают воздух. В противоположность этому, если про- водить брожение при полном отсутст- вии воздуха, количество дрожжей, об- разованное этой же питательной сре- дой, очень незначительно. Это положе- ние иллюстрирует опыт Ферре (1949), результаты которого приведены в табл. 7.2. По мнению Ферре, данные табл. 7.2 объясняют влияние степени наполне- ния бочек при изготовлении белого ви- на. Для получения быстрого и полного брожения важно иметь возможно боль- шее число дрожжей и рекомендуется оставлять в бочке надвинное простран- 189
Таблица 7.2 Влияние объема воздуха, находящегося в кон- такте с дрожжами, на брожение Объем воздуха но отношению к объему сусла, % Число дрожжевых клеток (в тыс. на 1 мм*) Продолжительность брожения, дни. 0 32 8 10 52 7 25 76 5 50 112 4 ство, которое должно быть тем боль- ше, чем выше сахаристость сусла, и, наоборот, для сохранения некоторого количества сахара нужно уменьшить численность дрожжей, заполняя бочки как можно полнее (под шпунт) *. Скорость брожения вначале тесно связана с условиями аэрации. Забра- живание происходит тем быстрее и протекает тем интенсивнее, чем боль- шей аэрации были подвергнуты дрож- жи. Точно так же время брожения очень сахаристого сусла зависит от ко- личества воздуха, которым располага- ют дрожжи. В присутствии воздуха брожение всегда протекает полнее. Отмечают, что в бутылях, закрытых тампоном из ваты, брожение протекает быстро, с полным сбраживанием саха- ра (рис. 7.3). С другой стороны, в бу- тылях, снабженных бродильным затво- ром, оно происходит медленнее, а если сахаристость сусла достаточно высока, брожение останавливается, оставляя после себя сахаристую жидкость; оно останавливается тем быстрее, чем боль- ше сахара содержит сусло и чем выше его температура. * Заполнение бочки бродящим суслом под шпунт может привести к вспениванию сусла и вытеканию пены через шпунтовое отверстие, что приведет к потерям сусла и нарушению сани- тарного состояния бродильного отделения {прим. спец. ред.). В конце опыта в каждой бутыли под- считывают дрожжевые клетки после приведения их во взвешенное состоя- ние. В качестве примера в табл. 7.3 приведены результаты эксперимента, проведенного с очень сахаристым сус- Рис. 7.3. Бутыли для брожения, реализую- щие условия аэробиоза и анаэробиоза: а — с ватным тампоном; б — с пробкой с за- остренной трубкой; в—с пробкой-барботером. лом (270 г восстанавливающих саха- ров) при температуре 25° С. Число дрожжей обсеменения было незначи- тельным. Из табл. 7.3 видно, что при аэрации брожение бывает более быстрым и бо- лее полным. Оно обеспечивает получе- ние более высокой спиртуозности, зато без доступа воздуха брожение оста- навливается задолго до того, как бу- дет преобразован весь сахар. Если бы исходного сахара было меньше, он был бы сброжен в обоих случаях, но с за- метной разницей в скорости брожения. Впрочем, если при забраживании са- хара было бы еще больше, он в обоих случаях не сбраживался бы полностью, а большее количество превратилось бы в спирт в бутыли, закрытой ватой. Такие опыты проводились много раз на полупромышленных и эксперимен- те)
Таблица 7.3 Изменение сбраживаемых сахаров (в г/л) и числа дрожжей (в тыс./мм3) в зависи- мости от условий обтюрации бродильных емкостей Время определе- ния, через Тампон из ваты Тонкая трубку Бродильный затвор сахара число дрожжей сахара число дрожжей сахара число дрожжей 7 дней 86 146 140 — 14 » 2 72 — 75 — 21 день 2 107 72 52 75 50 тальных установках; частые случаи ос- тановки процесса брожения, которые наблюдались на практике, подтвердили опасность поддержания строгого ана- эробиоза в течение длительного време- ни. Демонстрация действия кислорода подсчетом дрожжевых клеток Эти опыты относятся к воздействию воздуха на уровень активности дрож- жей, определяемый сравнительным подсчетом общего числа клеток и жи- вых клеток (Лафуркад, 1954). Рис. 7.4. Кривые роста общего количества дрожжей и живых клеток при брожении вино- градного сусла с доступом и без доступа воз- духа: 1 — живые клетки в анаэробиозе; 2 — живые клетки в аэробиозе; 3 — общее число живых клеток в анаэробиозе; 4 — общее число живых клеток в аэробиозе. Брожение сусла проводят в услови- ях полуаэробиоза, получаемого посред- ством тампона из уплотненной ваты, и в условиях относительного анаэробио- за. Определяют скорости брожения из- мерением остаточного сахара и каждый день подсчитывают дрожжевые клетки. В аэрируемой среде брожение проте- кает быстро: через 10 дней после об- семенения сбраживается весь сахар. В условиях анаэробиоза брожение идет медленнее и оставляет в среде 25 г несброженного сахара. Если вычер- тить кривые, представляющие количе- ство живых клеток и общее число их в зависимости от времени, то приходится констатировать, что они не совпадают (рис. 7.4). Таким образом, эволюцию количест- ва живых клеток в бродящем вино- градном сусле можно выразить кривой в виде колокола. За логарифмическим периодом роста следует замедление, соответствующее вмешательству фак- тора ограничения роста: израсходова- ние кислорода, одного или многих фак- торов роста, сахара, подавление обра- зовавшимся при брожении спиртом и др. За этим периодом следует быстрое отмирание клеток. Понятна заинтересованность вино- делов, в том, чтобы точно знать что эта фаза уменьшения количества дрожжей наступает только после преобразова- ния всего количества сахара. Другими 191
словами, на практике только сахар дол- жен быть лимитирующим фактором. Недоброд, т. е. остановка брожения до истечения положенного срока, серьез- ное дело, так как среда оказывается на какое-то время лишенной дрожжей, способных размножаться и завершить брожение. ЭФФЕКТ КРАТКОВРЕМЕННОЙ АЭРАЦИИ Аэрация, проводимая в процессе ана- эробного брожения, ускоряет его и по- зволяет сбраживать больше сахара. В общем можно заменить стимуляцию, которую дает постоянный доступ кис- лорода, кратковременной, перемежаю- щейся аэрацией. Иллюстрацией к это- му положению является следующий опыт (Риберо-Гайон и сотрудники, 1951). Аэрация в различные моменты брожения Виноградное сусло бродит при 25° С в серии бутылей под пробками с тон- кими суживающимися трубками, сле- довательно, при полном отсутствии воздуха. Через 2, 4 или 8 дней с начала брожения вводят за один раз прибли- зительно известные количества раство- ренного кислорода (от 0,14 до 6 см3/л). Затем измеряют количества сброженно- го сахара и подсчитывают дрожжевые клетки, сравнивая полученные резуль- таты с данными контрольного образца, где брожение происходило без доступа воздуха. Чтобы ввести достаточно определен- ные количества кислорода, его вводят в измеренные объемы бродящей среды, дегазированной и насыщенной кисло- родом (около 6 см3 на 1 л), путем дли- тельного взбалтывания сначала под вакуумом, затем в воздухе. Параллельное брожение в бутыли, закрытой ватой, дает скорость броже- 192 ния и развитие дрожжей в условиях, когда воздух поступает постоянно. На- конец, в бутыль, снабженную пробкой с суживающейся тонкой трубкой, по- мещали то же самое сусло, которое на- сыщали воздухом перед обсеменением. Наиболее показательные результаты приведены в табл. 7.4. Таблица 7.4 Действие кислорода, вводимого в различные моменты брожения, на виноградное сусло, со- держащее 228 г/л восстанавливающих сахаров Условия брожения ir/swo <го После 14 лней брожения число клеток, млн./см8 сброженный сахар, г/л Брожение в присутствии — 93 225 воздуха, постоянная аэ- рация Брожение без доступа 0 51 164 воздуха, без аэрации Аэрация до брожения 6,0 62 164 на 2-й день 0,15 58 190 0,75 61 196 1,5 63 205 6,0 75 223 » 4-й » 0,75 53 184 1,5 60 202 6,0 60 202 » 8-й » 6,0 52 173 В бутыли, закупоренной пробкой с тонкой суживающейся трубкой, броже- ние остановилось при 26 г сахара, тог- да как в бутыли, закрытой ватой, оно завершилось быстро и полностью. По- казательно также число дрожжевых клеток: 93 млн. на 1 см3 при аэробном брожении, 51 млн. — при анаэробном. Брожение без доступа воздуха в сус- ле, предварительно насыщенном кис- лородом, протекало в первые дни бо- лее активно, чем в контрольном; число дрожжевых клеток увеличилось. Таким образом, действие, оказываемое не-
большим количеством кислорода, вво- димого в бродящую среду, вначале значительно, но оно не сохраняется и не способствует лучшему завершению брожения. Положение меняется, когда кислород вводят в среду, где дрожжи находятся в состоянии активности. Аэрация через 2 дня после обсеменения, когда броже- ние уже началось, была очень эффек- тивной. Даже введение незначительных количеств кислорода, порядка 0,15 см1 * 3/л (т. е. около 0,2 мг), заметно влияло на скорость брожения и на число дрож- жевых клеток, которое возрастает на 15%. Введение 0,75 см3 кислорода уве- личивает популяцию на 20%, 1,5 см3 — на 25 и 6 см3 — на 50%. Однако в по- следнем случае не достигают концент- рации клеток, полученной при броже- нии под ватным тампоном, следова- тельно, количество кислорода, которое проникает в среду через вату, значи- тельно превосходит дозу, равную 6 см3/л. Аэрация, проводимая на 2-й день из расчета 6 см3 кислорода на 1 л сусла, обеспечивает практически такое же Рис. 7.5. Эффект от аэрации в различные мо- менты брожения иа популяцию живых дрож- жевых клеток: 1 — контрольные живые клетки; 2 — аэра- ция на 8-й день; 3 — аэрация на 4-й день; 4 — аэрация на 2-й день. быстрое завершение брожения, как и в бутыли, закрытой ватой, но меньшая аэрация была бы недостаточной. Вве- дение таких же количеств кислорода, проводимое через 4 дня после обсеме- нения, в момент когда 7з сахара уже сброжена, имеет явно менее выражен- ное действие; 0,15 см3 кислорода не оказали на этот раз никакого влияния на число дрожжевых клеток и на ско- рость брожения. 0,75 см3 повышают количество сброженного сахара только с 15 до 20 г. Чтобы получить ощути- мый эффект, нужно ввести 1,5 см3. На- конец, аэрации, проводимые на 8-й день, когда остается еще 100 г не- сброженного сахара, практически не производят никакого действия. На рис. 7.5 показаны кривые эволю- ции числа живых клеток в различных случаях аэрации (Лафуркад, 1954). В конце брожения с доступом возду- ха все дрожжи еще живы, тогда как при анаэробном брожении активность проявляет только половина популяции. Ввод воздуха на 2-й день вызывает брожение, которое по своей скорости и по числу образующихся дрожжевых клеток является типично аэробным. Аэрация на 4-й день проводится в ус- ловиях, когда жидкость уже имеет вы- сокую концентрацию спирта и когда 15% дрожжей уже не способны боль- ше размножаться. Хотя через 2 дня по- сле введения воздуха число живых кле- ток возрастает на 12%, этот эффект непродолжителен. Через 8 дней после обсеменения в бутыли, содержимое которой находит- ся в условиях полного анаэробиоза, лишь только 50% клеток все еще оста- ются живыми. Аэрация, проводимая в этот момент, вызывает быстрое ожив- ление популяции. В течение трех по- следующих дней число клеток, способ- ных размножаться, достигает 78% об- щей численности, которая остается не- изменной. Следовательно, действие ки- 7 Зак. 1929 193
слорода, вводимого во время броже- ния, выражается в увеличении общего числа дрожжей и особенно активных клеток, способных к самовоспроизвод- ству. На основании этих данных мож- но сделать следующий вывод для прак- тики: для того, чтобы брожение было полным, нужно воздействовать на сре- ду таким образом, чтобы возможно большая часть дрожжевых клеток оста- валась живыми и активными вплоть до полного израсходования сахара. Изменение условий аэрации в различные периоды брожения Риберо-Гайон и сотрудники (1951) описали следующий эксперимент, ко- торый представляет особый случай от- ношений между ростом дрожжей и ки- слородом. Виноградное сусло, содер- жащее 245 г/л восстанавливающих са- харов, подвергают брожению в двух сериях бутылей. Одни закрывают ват- ными тампонами, другие — пробками с проходящими через них тонкими су- живающимися трубками. Через раз- личное время после начала брожения (2 дня, 4 или 8 дней) взаимно меняют закупорку бутылей; брожение, начав- шееся с доступом воздуха, продолжает- ся при его полном отсутствии, и наобо- рот. В общем, таким путем реализуют до некоторой степени условия откры- тых емкостей на производстве, которые в различное время закрывают, и усло- вия в закрытых чанах, люки которых открываются во время брожения. В табл. 7.5 приведены полученные ре- зультаты. Закрытие бутылей пробкой с тонкой трубкой на 2-й день брожения, когда сброжена */4 часть сахара, выражается в замедлении брожения и уменьшении числа клеток. Но когда закупорка про- изводится на 4-й день, ход брожения и численность популяции дрожжей боль- ше не изменяются. 194 Таблица 7.5 Изменение условий аэрации в ходе брожения Условия брожения После 11 дней броже- ния число дрожжевых клеток, млн./см8 сбражива- ние сахара, г/л Аэробное брожение контроль 96 235 без доступа воздуха на 2-й день 88 229 » 4-й » 97 234 - » 8-й » 96 234 Анаэробное брожение контроль 42 190 с доступом воздуха на 2-й день 95 236 » 4-й » 48 204 » 8-й » 40 190 В серии бутылей, снабженных тонки- ми отводными трубками, где контроль- ное брожение . не могло завершаться, открытие бутыли на 2-й день вызвало' ускорение брожения и увеличение чис- ла клеток; импульс, который дает эта аэрация, был таков, что на 11-й день брожение находится на той же стадии, как в 'бутыли, первоначально закры- той ватой. Если открытие производят позднее, на 4-й или на 8-й день, возра- стание числа клеток и ускорение бро- жения становятся незначительными, так как дрожжи уже не способны ис- пользовать этот кислород для своего размножения. Таким образом, эти результаты под- тверждают использование кислорода дрожжами только на первой стадии брожения и их неспособность восполь- зоваться аэрацией, когда брожение продвинулось очень далеко и содержа- ние спирта в среде стало слишком большим.
ИЗМЕРЕНИЕ ОКИСЛИТЕЛЬНО- ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО ПОТЕНЦИАЛА В предшествующих разделах говори- лось об аэробиозе, полуаэробиозе, ана- эробиозе, аэрированной среде, которая имеет доступ воздуха или кратковре- менный, или постоянный, о бутылях открытых или закрытых. Эти термины недостаточно точно определяют усло- вия брожения, даже если и делаются ссылки на количества растворенного кислорода, так как состояние «аэра- ции» среды зависит не только от про- центного содержания в ней свободного кислврода, но также от присутствия веществ, способных к окислению или к восстановлению. Кроме того, кислород эффективен при уровнях концентрации, которые трудно измерить точно, потому что дрожжи используют его очень быстро. После насыщения воздухом процентное содержание кислорода резко умень- шается, однако его эффект сохраняет- ся в течение длительного времени. Ды- хательные ферменты захватывают кис- лород, чтобы принять свою окислен- ную форму; они восстанавливаются только в меру потребностей клетки. В конечном счете, чтобы дать более полное определение среды в отноше- нии аэрации, представляется необхо- димым прибегнуть к измерению окис- лительно-восстановительного потенци- ала (ОВ-потенциала), который зави- сит одновременно как от внесения кис- лорода, так и от наличия в составе сре- ды окисляющихся веществ (примерно таким же образом, как при определе- нии кислотности среды, нужно прибе- гать к pH). Авторы проследили в лабораториях и в условиях производства в ходе боль- шого числа брожений в течение многих лет эволюцию окислительно-восстано- вительного процесса, используя потен- циометр, дающий прямые показания потенциала в милливольтах. Для обе- спечения точности измерений ,ватино- вый электрод должен быть уравнове- шен со средой. Это достигается погру- жением электрода в среду на все вре- мя брожения. Достаточно подключить электрод к измеряющему аппарату и ввести соединительный мостик, содер- жащий каломельный электрод, до кон- такта с жидкостью, чтобы произвести измерения без каких-либо манипу- ляций с суслом. Этот метод, использованный также и другими авторами, был подвергнут критике (Танкус, 1965; Дейбнер . и Мург, 1967) из-за потери чувствитель- ности постоянно установленных плати- новых электродов вследствие измене- ния состояния их поверхности; однако расхождения в измерениях не превосхо- дят десятка милливольт. Изменения окислительно- восстановительного потенциала при . брожении с доступом воздуха и без доступа Такие изменения представлены на рис. 7.6. В течение латентной фазы брожения окислительно-восстанови- тельный потенциал остается без измене- ний. Он достигает своего минимума в аэрированной среде порядка 95— 100 мВ на 4-й день после быстрого по- нижения. В это время дрожжи нахо- дятся в экспоненциальной фазе и по- ловина сахара подвергается превраще- нию. Затем ОВ-потенциал постепенно повышается вследствие непрерывного поступления воздуха. В условиях анаэробиоза падение ОВ-потенциала происходит медленнее. С 4-го по 9-й день ОВ-потенциал изме- няется от 175 до 95 мВ. В этот период популяция живых дрожжей находится уже в состоянии угнетения и около 80% сахара сброжено. После ОВ-по- 7* 195.
Рис. 7.6. Изменение ОВ-потенциала во вре- мя брожения виноградного сусла (pH 3,5) с доступом и без доступа воздуха: 1 — без доступа воздуха; 2 — с доступом воздуха. тенциал снова несколько повышается, но на этот раз без доступа воздуха. В обоих случаях минимальные зна- чения ОВ-потенциала примерно одина- ковы. Изменения окислительно- восстановительного потенциала при кратковременной аэрации во время брожения Эти изменения иллюстрируются кри- выми на рис. 7.7. На 2-й день броже- ния анаэробная среда имеет потенциал 260 мВ. Аэрация, проводимая в этот момент, вызывает быстрое повышение потенциала до 400 мВ. Затем потен- циал понижается, быстро в первые ча- сы, потом более медленно и через 24 ч уменьшается до минимального значе- ния от 100 до НО мВ. Более поздняя аэрация вызывает со- вершенно аналогичные изменения по- тенциала: быстрый подъем от 175 до приблизительно 350 мВ, сопровождае- мый на следующий день понижением до 100—ПО мВ. Во всех трех случаях минимум потенциала идентичен. То же самое отмечается и после аэрации, про- водимой тогда, когда уже трансформи- рован весь сахар. Похоже, что потенциал изменяется ,в соответствии с развитием дрожжей. Но если в присутствии воздуха предельное значение потенциала достигается в тот момент, когда популяция является мак- симальной, то в условиях анаэробиоза она достигается позднее, в момент, ког- да число живых клеток уже намного уменьшилось, следовательно, потенци- 400г 10000дрожжевых 32000дрожжевых клеток клеток 33000 дрожжевых клеток Время, ц Рис. 7.7. Изменение потенциала в виноград- ном сусле после проведения аэрации. ал может убывать без того, чтобы на это указывало размножение дрожжей. По Хьюиту (1950) ОВ-потенциал — это «состояние динамического равно- весия культуры между активностью ферментов клетки и компонентами сре- ды». Данные, полученные авторами, по- казывают, что ОВ-потенциал связан не только с размножением дрожжей и ско- ростью брожения, но и с другими фак- торами. ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ Обычно микроорганизмы делят на три категории в зависимости от их по- ведения в условиях различной темпера- 196
туры, что отражает приспособляемость или устойчивость их ферментативного аппарата к этому фактору. Микроорга- низмы называют психрофильными, ме- зофильными или термофильными, оп- тимальное развитие которых происхо- дит при температурах ниже 20° С, ме- жду 20 и 45 и выше 45° С соответствен- но. Дрожжи относятся к двум первым категориям. Температура является важным фак- тором жизнедеятельности всех дрож- жей; для каждой из различных функ- ций дрожжевых клеток: дыхания, бро- жения, роста •— существуют оптималь- ные, минимальные и максимальные температурные условия. В действитель- ности эти пределы зависят от вида дрожжей и даже от расы, а также от аэрации, состава среды, особенно при- сутствия спирта и определяют таким образом более или менее широкую зо- ну, в которой возможно размножение дрожжей и сбраживание сахара. Действие температуры на дрожжи стало объектом многих работ, и на этот счет можно найти точные данные (Уль, 1960, 1967; Роз, 1962; Стокс, 1971). Вопрос о значении температур в вино- делии разработала Димотаки-Кмраку (1966). Уг (1964, 1966) провел эксперимент по изучению влияния температур от 10 до 33° С на скорость брожения вино- градного сусла в корреляции с другими факторами: pH, сахаристость, спирту- озность, содержание гидрата окиси ам- мония; замедляющее действие низкого pH и присутствия спирта усиливается высокой температурой. Мартини (1964) исследовал дрожжи Sacch. pastorianus и в первую очередь продолжительность брожения. Влияние температуры на метаболизм дрожжей Интенсивность дыхания (Qc>) и бро- жения (Qcoj’) винных дрожжей при различных температурах, например от 15 до 45° С, можно измерить с помощью аппарата Варбурга (см. рис. 5.7). Не- обходимо напомнить, что этот аппарат, который действует как микроманометр, регистрирует выделение углекислого газа (брожение) или поглощение кис- лорода (дыхание) дрожжами данной массы в течение короткого времени. Та- Таблица 7.6 Средние значения интенсивности дыхания и брожения различных видов Saccharomyces в зависимости от температуры, мм3 газа на 1 г сухих дрожжей в час Температура, °C ' Интенсивность дыхания Q Оз Интенсивнссть бро» „со2 женин QCq2 15 4,2 118 20 6,7 168 25 9,6 229 30 11,4 321 35 6,2 440 40 3,0 376 Таблица 7.7 Скорость брожения для различных дрожжей в зависимости от температуры (по Кантарелли, 1966), г СО, за 24 ч Темпе- ра тура броже- ния, °C Saccharo- myces ellipsoi- det.s Saccharo- myces ovi- h<rm is Saccharo- myces pas- torianus Saccharo- m yces rose! 15 5,3 4,8 5,0 4,0 20 7,5 4,4 5,4 4,3 25 9,6 8,7 8,9 11,3 30 9,8 8,8 13,1 6,0 35 11,8 10,8 10,8 3,1 39 10,7 15,2 3,3 5,2 ким путем измеряют мгновенную ско- рость этих явлении (табл. 7.6). Можно также проследить выделение газа пу- тем взвешивания через более длитель- ный период (табл. 7.7). Интенсивность дыхания дрожжей возрастает с повышением температуры 197
Таблица 7.8 Влияние температуры на образование вторичных продуктов Температу- ра, °C* Сброжен- ный сахар, г/л Спиртуозность образовавше- гося спирта, % об. Глицерин, ммоль/л Уксусная кислота, ммоль/л Янтарная Кислота, ммоль/л Ацетоин, ммоль/л 2, 3-бути- ленгликоль, мм >ль/л Этаналь, ммоль/л 15 220 12,6 62 11,8 6,5 1,1 5,3 0,6 20 191 11,5 69 15,3 6,1 1,1 5,7 0,7 25 198 11,9 68 15,5 5,4 1,5 6,4 1,1 30 175 10,5 73 14,1 5,2 1,3 6,4 1,2 35 139 7,8 78 14,3 5,3 2,2 7,4 1,2 до 30° С, через каждые 10° С значения примерно удваиваются; при температу- рах выше 30° С дыхание уменьшается. Что касается интенсивности брожения, то ее оптимуму соответствует темпера- тура около 35° С, т. е. немного более высокая, чем для оптимума дыхания; до этой температуры уровень интенсив- ности брожения также удваивается че- рез каждые 10° С; при 40° С он пони- жается на 15%. Нетрудно . заметить значительное влияние температуры -на метаболизм дрожжей, которое можно выразить сле- дующим примерным правилом: «сбра- живание сахара при 30°С происходит в 2 раза быстрее, чем при 20° С», или «на каждый дополнительный градус температуры дрожжи преобразуют за то же время на 10% больше сахара». Оптимальная температура сбражи- вания сахара изменяется в зависимо- сти от вида дрожжей, как было пока- зано в гл. 5. В табл. 7.7 она колеблется от 30 до 39° С. Температура действует не только на кинетику и на предел брожения, но и на образование получающихся при брожении продуктов (Лафон, 1955). •При брожении с повышенной темпера- турой выход спирта обычно ниже, с другой стороны, вторичных продуктов глицеропировиноградного брожения Нейберга образуется больше (глице- 198 рин, ацетоин, 2, 3-бутиленгликоль, ук- сусная кислота). Исключением являет- ся янтарная кислота (табл. 7.8). Пиро- виноградная и а-кетоглутаровая кис- лоты накапливаются больше при высо- кой температуре (Лафон-Лафуркад и Пейно, 1966). Высшие спирты являют- ся, безусловно, продуктами, которые в наибольшей степени изменяются в за- висимости от температуры. Максималь- ное образование их происходит при 20° С. Оно уменьшается по мере повы- шения температуры. При 35° С это об- разование составляет не более того, какое наблюдается при 20° С (Пейно и Гимберто, 1962). Это, видимо, являет- ся одной из причин того, почему вина, полученные при высокой температуре, имеют менее выраженный аромат. Влияние температуры на скорость и предел брожения виноградного сусла Как правило, чем выше температура (в пределах между 15 и 35°С), тем короче латентная фаза, тем быстрее начинается забраживание. Например, чтобы полностью выбродить виноград- ное сусло, имеющее 200 г/л сахара, при 10° С, потребуются многие недели, при 20° С —15 дней, при 30° С — от 3 до 4 дней. Но с другой стороны, чем выше температура, тем более ограниче- но брожение и тем больше остается не-
Таблица 7.9 Скорость забраживания и предел брожения в зависимости от температуры Температура, °C Забра живаиие через Полученная спиртуозность, % об. 10 8 дней 16,2 15 6 » 15,8 20 4 дня 15,2 25 3 » 14,5 30 36 ч 10,2 35 24 ч 6,0 сброженного сахара. В табл. 7.9 при- ведены результаты наблюдений, сде- ланных с этой целью на очень сахари- стом сусле сорта Сотерн. Все происходит, как если бы дрож- жи уставали, истощались, тем быстрее, чем выше их активность при повышен- ных температурах. Даже между 30 и 35° С температура является ограничи- вающим фактором брожения. Число дрожжевых клеток в конце брожения тем больше, чем ниже температура. При высокой температуре размноже- ние происходит быстрее, но прекра- щается раньше обычного срока. Этот закон много лет тому назад сформулировал Мюллер'-Тургау; позд- нее его подтвердили многие экспери- ментаторы, в том числе Кастелли (1941). В табл. 7.10 приведены резуль- таты фундаментального эксперимента, проведенного Мюллер-Тургау. Сбражи- вали одно и то же сусло, но с различ- ным содержанием сахаров (127, 217 и 303 г) и при разных температурах; опыт показал одновременно и задерж- ку, вызванную повышенной сахари- стостью, и влияние температуры. Лимитирующее действие температу- ры иногда проявляется даже при спир- туозности, меньшей 10 или 11% об., при относительно невысоких уровнях, например, ниже 27° С и, во всяком слу- Таблица 7.10 Спиртуозность в % об. в зависимости от тем- пературы брожения (по Мюллер-Тургау) Температура брожения. °C Сахаристость сусла, г/л 127 217 33 3 9 7,0 И,8 9,9 18 6,9 ‘ 11,0 9,1 27 6,9 9,4 7,7 36 4,2 4,8 5,1 Спиртуозность теоретическая 7,2 12,4 17,3 чае, значительно ниже 36° С, т. е. тем- пература, которую часто считают кри- тическим пределом. Эти результаты имеют большое значение, так как они показывают, как трудно установить точный предел температуры брожения. На рис. 7.8 воспроизведена кривая пределов брожения для различных ви- дов дрожжей в зависимости от темпе- ратуры. Большинство видов Saccharo- myces имеют оптимум около 20° С. Не- спорогенные дрожжи, в частности Brettanomyccs, лучше сбраживают са- хар при температуре около 23° С. Графики на рис. 7.9 и 7.10 показыва- ют эволюцию брожения для двух ви- дов Saccharomyces, обладающих раз- личной чувствительностью к темпера- турным условиям. Чем ниже темпера- тура сусла, тем больше кривая броже- ния приобретает вид прямой; при 4° С эволюция становится почти линейной, и, наоборот, чем выше температура, тем больше исходный угол, тем боль- ше и быстрее кривая стремится к асимптоте. При низкой температуре фактически она одна является ограни- чивающим фактором; тормозящее дей- ствие спирта и исчерпывание питатель- ных веществ играют меньшую роль. С другой стороны, чем выше темпера- 199
тура, тем больше спирт по мере своего образования подавляет рост дрожжей. Другое важное замечание относи- тельно влияния температуры на рост Рис. 7.8. Пределы брожения, измеренные по выделившемуся СО2 для различных родов дрож- жей в зависимости от температуры: 1—ВДоескега; 2 — Torulopsis; 3 — Brettano- myces; 4 — Saccharomycodes; 5 — Saccharomy- ces. дрожжей: аэрация, которую можно практиковать и рекомендовать в на- чале брожения, производит неодинако- вый эффект в зависимости от темпера- туры среды. Наибольшее ускорение по- лучается при 25° С. При более высоких температурах дрожжи не используют весь растворенный кислород. С другой стороны, аэрация на холоде малоэф- фективна; например, аэрация посредст- вом переливки при 20эС менее выгод- на, чем при 25° С. Рис. 7.9. Ход брожения виноградного сусла с измерением количества выделившегося СО2 с Sacch. baillii при температурах (оптимальная 25° С) (в °C): 1 — 4; 2 — 13; <3 — 20; 4 — 25; 5 — 30; 5 — 35. Рис. 7.10. Ход брожения виноградного сусла с измерением количества выделившегося СОаС Sacch. uvarum при температурах (оптимальная 13°С) (в °C): 7—4; 2 — 20; 3 — 25; 4—13; 5 — 30; 5 — 35. Изменение температуры во время брожения На рис. 7.11 показано, как протека- ло брожение. Ниже приведены некото- рые выводы из наблюдений, однако без намерения дать их полное обобщение. 1. Нагревание может привести к противоположному эффекту в зависи- мости от степени и интенсивности аэ- рации. Возможно, что оптимум темпе- 200
Сброженный, сахар, г/л Сброженный сахар, e/xi Рис. 7.11. Эффект от изменения температуры во время брожения.
ратуры для дрожжей в аэробиозе и в анаэробиозе различен. 2. Охлаждение, например, от 30 до 25° С ускоряет брожение с доступом воздуха и задерживает его при отсут- ствии воздуха. Понижение температу- ры к концу брожения в момент, когда дрожжи больше не могут размножать- ся, может иметь в конечном счете эф- фект, противоположный тому, которо- го добиваются. 3. В условиях без доступа воздуха, чем выше исходная температура, вплоть до 25° С, тем быстрее и полнее происходит брожение, когда в дальней- шем ее понижают до 20. Этот факт на- блюдал уже Мюллер-Тургау (1884), Следовательно, повышенная темпе- ратура вначале способствует броже- нию. 4. В присутствии воздуха в бутыли, закрытой ватой, наблюдается как раз обратное явление, и скорость броже- ния при данной температуре была на- столько больше, насколько ниже была температура при забраживании. На это обратил внимание Саллер (1953). 5. Температура, при которой дрож- жи начинают развиваться, является оп- ределяющей для всего последующего процесса брожения. Наилучшее броже- ние достигается при температуре, кото- рая остается неизменной от начала до конца, следовательно, выгодно приме- нять систему брожения с постоянной температурой. Может показаться парадоксальным, что дрожжи лучше выдерживают тем- пературу 35° С от начала до конца, чем постепенное повышение ее от 25 до 35° С. Чтобы реализовать хорошее бро- жение при повышенной температуре, в целом было бы лучше начинать и про- водить его при этой температуре. Так, наблюдали спонтанное брожение подо- гретого винограда при температурах, намного более высоких, чем те, кото- 202 рые выдерживаются в обычных усло- виях. Можно полагать, что ферментатив- ная активность дрожжей зависит от температуры и имеет место адаптация к начальной температуре брожения. Чувствительность к отклонениям тем- пературы при брожении может быть специфическим свойством, приобретен- ным первыми поколениями дрожжей. ПОТРЕБНОСТИ ДРОЖЖЕЙ В МИНЕРАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВАХ Факторы развития дрожжей, кото- рые рассматривались в предыдущих разделах, относились к физико-хими- ческим условиям. Остается исследовать факторы, также очень важные, отно- сящиеся к составу среды. Действитель- но, для проведения брожения нужно, чтобы в жидкости, в которой развива- ются дрожжи, помимо сбраживаемых сахаров. находились минеральные и азотистые вещества, усваиваемые в до- статочных количествах. Прежде всего, это пластические элементы, необходи- мые для построения клеток дрожжей. В главе 8 будет показано, что дрожжи должны также находить в питательных средах некоторые специфические веще- ства— витамины, которые играют роль факторов роста. В целом дрожжнм, как и всякому живому существу, нуж- ны, с одной стороны, элементы пита- ния, с другой — витамины, обеспечива- ющие их усвоение. Пастер культивировал дрожжи в следующей среде: вода— 1000 мл; са- хар—-100 г; виннокислый аммоний — 1 г; зола от сжигания 10 г дрожжей. Дрожжевая зола вносит с собой все минеральные элементы, необходимые дрожжам. Сухие дрожжи содержат от 5 до 10% минеральных веществ, кото- рые составляют (в % к общей массе золы):
К2О от 23 до. 48 Na2O » 0,06 » 2,2 СаО 1,0 » 4,5 MgO 3,7 » 8,6 Fe2O3 » 0,06 » 7,3 Р2О5 45 » 69 so3 » 0,4 » 6,3 SiO2 0 » 1,8 Cl 0,03 » 1,0 Другие элементы, которые не фигу- рируют в этом перечне, присутствуют в виде следов: А1, Вг, Сг, Си, РЬ, Мп, Ag, Sr, Tl, Sn, Zn и др. Их называют микроэлементами. Может быть они не все необходимы, но многие из них даже в очень слабых дозах являются сущест- венными компонентами ферментатив- ных систем. В настоящее время известна точная функция некоторых из этих минераль- ных веществ. Фосфор находится в клет- ках в виде органических или неорга- нических соединений; он тесно связан с механизмом спиртового брожения. Сера нужна для синтеза цистеина, ме- тионина, глутатиона. Железо входит в состав пигментов фермента дыхания; магний активирует многие ферменты. Кремний является обязательным ком- понентом клеточной мембраны. Марга- нец, цинк, медь в малых дозах (не- сколько десятых миллиграмма на 1 л) стимулируют рост и брожение. Ломан- дер (1965) исследовал влияние каль- ция и цинка на рост Sacch. pastorianus. Можно считать, что виноградное су- сло содержит и качественно, и количе- ственно достаточно минеральных ве- ществ, чтобы обеспечить хорошее раз- витие дрожжей. Однако при экспери- ментах брожение виноградного сусла почти всегда активируется обогащени- ем фосфатами, калием, магнием. ПИТАНИЕ ДРОЖЖЕЙ АЗОТИСТЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ Как все живые организмы, дрожжи нуждаются в усвояемом азоте для-об- разования клеток и для размножения. Фактически сухие дрожжи содержат азота от 4 до 10% своей массы, т. е. от 25 до 60% азотистых веществ, сле- довательно, рост дрожжей можно рас- сматривать как явление протеосинтеза; размножение и активность дрожжей регулируются степенью использования ими азота. Отмечают, что в начале бро- жения дрожжи быстро поглощают и фиксируют большую часть азота вино- градного сусла. Тарантела (1955) по- казал, что может быть усвоено от 50 до 70% азота. Винные дрожжи спо- собны использовать азот из различных источников: катионы аммония, амино- кислоты, амиды, полипептиды. В про- тивоположность этому азотные основа- ния: аденин, гуанин, тимин, урацил, ксантин, добавляемые в пористую пи- тательную среду, не активируют сбра- живание сахара. Некоторые формы азота используются очень быстро, в частности аммиачный азот или катион аммония. Со времен Пастера извест- но, что в соответствующей синтетиче- ской среде аммонийная форма азота может полностью обеспечить потреб- ности Saccharomyces. Некоторые виды, содержащие протеазу, атакуют поли- пептпдные или белковые молекулы, но, с другой стороны, плохо используют неорганический азот; это относится к дрожжам аппикулятус. В течение последних двадцати лет было опубликовано много работ отно- сительно питания дрожжей азотистыми веществами. Авторы этого трактата и их сотрудники: Риберо-Гайон и Пей- но, 1959, 1966; Риберо-Гайон и сотруд- ники, 1959; Лафон-Лафуркад и Пейно, 1961, 1963; Пейно и Лафон-Лафуркад, 1962; Лафон-Лафуркад, 1962 — со сво- ей стороны продолжали детальное ИС; следование влияния азотистых веществ на рост и образование продуктов мета- болизма. Они определили возможности усвоения различных аминокислот, их 203
питательное значение. Кроме того, Они указали на важную роль, которую иг- рают в составе вин явления выделения аминокислот дрожжами, и выяснили отношение между природой азотистых питательных веществ и образованием вторичных продуктов брожения, а именно высших спиртов. Дюпюи и со- трудники (1967) опубликовали работу об азотном метаболизме дрожжей в ви- ноделии. ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНОГО СОДЕРЖАНИЯ АЗОТА НА ОБМЕН ВЕЩЕСТВ У ДРОЖЖЕЙ При прочих равных условиях актив- ность дрожжей зависит от их насыщен- ности азотом. Уместно привести такой пример. Одну из рас Sacch. ellipsoideus культивируют в средах, содержащих большее или меньшее количество азо- тистых веществ, чтобы таким образом получить дрожжи, более или менее обо- гащенные азотом. Интенсивности дыха- ния и брожения этих дрожжей изме- ряют аппаратом Варбурга. Результаты приведены в табл. 7.11. Т а б л и ц а 7.11 Содержание азота и метаболизм Азот в дрож- жах, мг на 100 мг сухих ; дрожжей Q , мм’ на 1 г о2 сухих дрожжей „со, Усо,' ИИ’ на 1 г сухих дрожжей 4,1 .33 189 5,1 33 193 5,8 37 205 7,5 22 258 8,5 18 298 8,9 15 301 Из табл. 7.11 видно, что чем богаче дрожжи азотом, тем выше интенсив- ность брожения и тем слабее интенсив- ность дыхания. Когда содержание азо- та в дрожжах удваивается, дыхание уменьшается наполовину, фермента- тивная же способность возрастает на 50%. Отсюда понятна заинтересован- ность в том, чтобы иметь в своем рас- поряжении среду, хорошо обеспечен- ную азотистыми веществами для полу- чения быстрого брожения. Эффект обогащения сусла аммиачным азотом Обычно аммиачное сусло содержит достаточное количество аммиачного азота. И все же в некоторые годы хо- рошей зрелости винограда можно на- блюдать недостаточность аммиачного азота в винограде; то же самое проис- ходит с суслом из винограда, поражен- ного гнилью, когда Botrytis cinerea по- глощает эту форму азота. Недостаток этого элемента может затруднить бро- жение сусла. Для того чтобы иметь лучшее брожение, правила предусмат- ривают возможность добавления в ви- ноград аммиачной соли перед дробле- нием. В качестве стимулятора размно- жения дрожжей в виноделии также разрешается применять фосфат аммо- ния, в котором фосфорная кислота иг- рает второстепенную роль и практиче- ски активирование брожения является результатом действия только введенно- го в сусло аммиачного азота. Из рис. 7.12. видно, что 200 мг/л фос- форного аниона несколько облегчают забраживание, но после 12 дней попу- ляция дрожжей и концентрация оста- точного сахара совершенно идентичны с этими же показателями в контроль- ном сусле. 50 мг/л аммиачного азота в виде хло- рида, сульфата или фосфата вызыва- ют довольно заметное ускорение бро- жения и при дозе 100 мг/л масса саха- ра, сбраживаемого в течение 24 ч, уд- ваивается. Общее число дрожжевых клеток за это же время возрастает на 25%. При дозе аммиачного азота, рав- ной 200 мг/л, результаты такие же. 204
Рис. 7.12. Влияние добавления аниона фосфора и катиона аммония в сусло (в мг/л): а — на ход брожения; б — на рост дрожжей; 1 — контроль; 2 — 200 РО4; 3 — 20 NH4; 4 — 50NH4; 5—100NH4; 5 — 200 NH4. При равных дозах аммиачного азо- та активация, вызываемая фосфатом аммония, имеет интенсивность того же порядка, как и вызываемая другой солью. Если исследовать поведение дрожжей в случае брожения, когда они разви- ваются после введения аммиачного азота, сравнивая число живых клеток и общую популяцию с контролем, то приходится констатировать, что дейст- вие аммиака, введенного в сусло, про- должается до конца брожения. Число живых клеток несколько повышается по сравнению с контролем, и задержка во времени, в течение которого они продолжают размножаться, растяги- вается до двух дней, что позволяет им сбраживать больше сахара. Фиксированию аммиачного азота дрожжами явно способствует наличие кислорода. Данные количественного анализа аммиачного азота, проводив- шегося до и после брожения, показы- вают, что дрожжи могли использовать 200 мг/л азота, когда они развивались без воздуха, и до 300 мг/л — в присут- ствии воздуха. Поскольку размножение клеток осо- бенно интенсивно протекает в первые часы брожения, то ясно, что аммиач- ные соли следует добавлять в точно рассчитанный момент. В серию буты- лей с виноградным суслом, обсеменен- ным одной и той же расой дрожжей, добавляли азот из расчета 100 мг/л в виде солей аммиака в различные мо- менты брожения. По окончании бро- жения определяли количество аммиач- ного азота, оставшегося в вине, т. е. того, который не был использован. По- лученные данные приведены ниже. Момент добавления До брожения Через 2 дня Через 4 дня Через 8 дней Количество остаточного аммиачного 1 34 47 66 азота в конце брожения, мг/л Следовательно, дрожжи лучше усва- ивают аммиачный азот, когда его вво- дят в сусло до начала брожения. Через 2 дня они усваивают только 2/з, через 4 дня лишь половину и через 8 дней всего г/з добавленного азота. Поэтому 205
аммиачный азот следует вносить до начала брожения. В отдельных случа- ях, когда к концу брожения дрожжи становятся недеятельными, рекомен- дуется добавлять соли аммиака, чтобы их активировать. В этих условиях они используют этот азот не полностью. Необходимо также отметить, что до- бавление аммиачных солей в сусло про- изводит подкисляющее действие, так как дрожжи фиксируют катион и вы- свобождают анион. Так, прибавление 10 г азота на 100 л повышает общую кислотность на 0,35 г/л (в переводе на серную кислоту). Фланзи и сотрудники (1964), Флан- зи и Пу (1965) подтвердили, что дрож- жи способны фиксировать большие ко- личества катиона аммония, добавляе- мые к суслу. Дрожжи образуют ами- нокислоты, и поэтому можно обогащать вина аминокислотами в довольно зна- чительном количестве и увеличить в 3 или 4 раза содержание общего азота. По мнению этих авторов, к аминокис- лотам, содержание которых увеличи- вается в наибольшей степени, относят- ся гистидин, лизин, ароматические ами- нокислоты, аспарагиновая кислота, аланин. Содержание глутаминовых кислот, по-видимому, увеличивается в вине меньше по сравнению с други- ми, однако Риберо-Гайон и' Пейно (1966) наблюдали обратное. Ассимиляция аминокислот Рост дрожжей Saccharomyces стиму- лируется присутствием в среде некото- рых аминокислот. Хотя эти дрожжи способны синтезировать из аммиачного азота все необходимые аминокислоты, их размножение явно улучшается, ког- да добавляют каждую аминокислоту отдельно, и еще в большей степени, когда .вводят смесь аминокислот. Ис'г пользуемые в качестве единственного источникам азота/, они обЫинцимеют W. меньшую питательную ценность по сравнению с аммиачным азотом, за ис- ключением лишь аспарагиновой и глу- таминовой кислот и их амидов. Допускают, что аминокислоты усваи- ваются дрожжами на основе трех раз- личных механизмов: 1. Реакция Эрлиха, которая в ре- зультате дезаминирования и декарбок- силирования является источником об- разования высших спиртов, тирозола, триптофана, янтарной кислоты и др. 2. Реакция окисления-восстановле- ния Стрикленда; она объясняет почему смесь аминокислот более эффективна как элемент питания, чем тот или иной из ее компонентов, взятый в отдельно- сти. Существуют аминокислоты-доноры (1) и аминокислоты-акцепторы (2) во- дорода: R' — [CHNH, _ СЭОН + 2Н2О -> R' — СООН 4- 4- NH3 + С . 2 + 4Н. (1) R" _ CHNH2 - СООН +2Н-> ->R"-CH2-COOH + NH3, (2) или для общей реакции R' - CHNH2 - СООН 4- R" - CHNH2 - — СООН 4- 2Н2О х R' — СООН 4- R" - СН2 — - СООН 4- СО2 4- 2NH3 4- 2Н. Согласно этим реакциям аминокис- лоты являются питательными вещест- вами за счет аммиака, который они вы- свобождают. 3. Торн указал на существование прямого усвоения аминокислот среды. Дезаминирование путем других меха- низмов может быть необходимо, когда смесь присутствующих аминокислот не в точности соответствует дрожжам. Ассимиляция аминокислот и их био- синтез —• два процесса азотного пита- ния — стали предметом многочислен- ных работ последнего времени, и в на- стоящее время известно много фермен- тативных реакций, протекающих при ;этих явлениях. Они;/заинтересовали
Таблица 7.12 Классификация аминокислот в зависимости от их усвояемости (2,3), питательной ценности (4), процентного содержания в дрожжах (5), роли в явлениях выделения (6) и эксорбции (7) Аминокислоты Ассимиляция, % Выход дрожжей, г/л Состав дрожжей, % Аминокислоты, выделенные дрожжами индивидуаль- ная в смеси живы- ми мерт- выми 1 2 3 4 S 6 7 Лейцин Leu. Arg. От 70 до 100 Leu. 1 Glu. ) Glu Glu Изолейцнн iLeu. Try. Met. Lys. } Свыше 10 Pro Pro Метионин Met. От 90 iLeu. Ser. 1 Vai. 1 Met Lys Цистеин Cys. Cys. Glu. От 1,0 Thr. 1 Arg Ser Глутаминовая Glu. ди 1 vv Met. Vai. до 2,0 Ser. 1 Cys Asp кислота Триптофан Try. His. От 50 Try. iLeu. От 5 Gly Leu Гликокол Gly. Vai. Pro.- ' Leu. до 10 Ser Vai Аспарагин Asp. Asp. до 70 Tyr. Asp. Vai iLeu Фенилаланин Phe. Thr. iLeu. От 0,5 Gly. Thr Ala Валнн Vai. ди yv Tyr. Phe. до 1,0 Pro. His Phe Треонин Thr. Phe. Asp. Ala. Thr Тирозин Tyr. Ser. Gly. Arg. Gly Аргинин Arg. Lus. His. Phe. Tyr Серин Ser. От 16 ciy Менее 50 Thr. 0,5 Tyr. Менее 5 Cys Пролин Pro. до 50 Glu. Arg. Met. His Гистидин His. Leu. о Cvs. His. Arg Лизин Lus. 0 Pro. Lys. 0 Cys. Met Try- Try биохимиков, специалистов пивоварен- ного производства (Халворсон и Коэн, 1958; Джоунс и сотрудники, 1964; Мо- нет и Ахмад, 1965; Брэди, 1965; Абади, 1967; Палмквист и Эйрепее, 1969, 1970). Не вдаваясь в подробности, необхо- димо указать на некоторые из связей биосинтеза аминокислот, которые по- казывают его большую сложность. В исследованиях с использованием изо- топов выявилось тесное родство между глутаминовой кислотой, аргинином, пролином и гидроксипролином. Однако природа ферментативных реакций, ве- дущих к синтезу пролина и аргинина, была определена не полностью. Кроме того, известно, что биосинтез лизина проходит через а-кетоглутаровую кис- лоту, аспарагиновая кислота преобра- зуется в гомосерин, который в свою очередь образует треонин, изолейцин и метионин. Серин и гликокол легко вза- имозаменяются под воздействием дрож- жей. Известно, что синтез гистидина происходит за счет аденозинфосфата; менее точные данные имеются о синте- зе ароматических аминокислот. Ассимиляция и использование ами- нокислот подвержены воздействию многих факторов, и в частности темпе- ратуры и степени аэрации культуры. Например, пролин, который не исполь- зуется в анаэробиозе, может быть ис- пользован в брожении с доступом воз- духа. Различные виды дрожжей по-раз- ному ассимилируют аминокислоты. Ас- симиляция аминокислот может слу- 207
жить тестом в классификации Saccha- romyces (Бреди, 1965). Риберо-Гайон и Пейно (1966) соста- вили табл. 7.12 с классификацией ами- нокислот в зависимости от различных аспектов их азотного метаболизма. Из анализа данных'табл. 7.12 Рибе- ро-Гайон и Пейно сделали следующие выводы. Аминокислота в среде может интен- сивно поглощаться дрожжами, при этом не наблюдается ни более сильно- го роста их, ни более сильной концент- рации аминокислоты в их клетках в дальнейшем. Очевидно, дрожжи не за- бирают аминокислоты сусла пропор- ционально их потребностям для обра- зования своих белков. Таким образом, наиболее усвояемые аминокислоты не являются обязательно наиболее важ- ными составными элементами. Помимо этого, использование той или иной ами- нокислоты среды колеблется в зависи- мости от того, представляет ли она единственный источник азота или нахо- дится в составе смеси или же в присут- ствии аммиачного азота. Ярким при- мером является аргинин: дрожжи пло- хо усваивают его, когда он представ- ляет собой единственную аминокисло- ту среды, и, наоборот, очень хорошо усваивают, когда он находится в смеси; в присутствии катиона аммония дрож- жи его больше не используют» Когда в питательной среде содер- жится смесь всех аминокислот, что предоставляет дрожжам все возмож- ности для выбора, масса дрожжей зна- чительно больше, чем при нахождении в среде только соли аммония. Но в естественной среде выход дрожжей еще больше. Некоторые аминокислоты (гликокол, цистеин), хотя и широко используемые, обеспечивают образование лишь незна- чительной массы дрожжей. Они легко усваиваются, легко трансаминируются, но как бы в одном направлении. Сле- 2С8 довательно, различие между ассими- ляцией, т. е. потреблением, фиксацией аминокислот клеткой и питанием, т. е. использованием их для синтеза живых клеток, является оправданным. Впро- чем, существует также и обратный при- мер: пролин и серин усваиваются пло- хо, но способны обеспечить создание относительно высоких масс дрожжей. Содержание аминокислот в дрожжах Протеиды могут составлять больше половины сухой массы дрожжей. Лишь небольшая часть общих аминокислот в клетке находится в свободном состоя- нии и может быть легко экстрагирова- на при кипячении (от 10 до 20%) на- ряду с небольшим количеством амми- ачного азота (около 8% общего азота). Большая часть остатка приходится на белки ферментов протоплазмы. Нако- нец, азот пуриновых оснований нуклеи- новых кислот составляет от 10 до 12% общего азота. В табл. 7.13 объединены несколько примеров (Риберо-Гайон и Пейно, 1966). Для каждой взятой аминокис- лоты указана масса в процентах от общего количества белков. Данные каждой колонки в табл. 7.13 относятся к различной питательной среде, вклю- чающей одну аминокислоту (за исклю- чением первой колонки). Из этой таб- лицы видно, что дрожжи способны син- тезировать все белки своих клеток из любого источника азота — будь то од- на аминокислота или сложная смесь. В этих опытах содержание каждой аминокислоты в дрожжах заметно ко- леблется в зависимости от состава пи- тательной среды. Некоторые аминокислоты, когда они используются в качестве единственно- го источника азотного питания, оказы- ваются в дрожжах в пропорциях, на- много превосходящих обычные. Напри- мер, содержание в дрожжах метиони-
Таблица 7.13 Содержание некоторых аминокислот в дрожжах в зависимости от их азотистого пи- тания (по Риберо-Гайону и Пейно, 1966), % к массе белка Аминокислоты в 1 итательиой среде Аминокислоты в дрожжах Arg. Asp. Gly. His. Lea. Zls. Tyr. Смесь аминокислот 3,6 6,0 6,2 1,4 6,3 11,8 3,0 Аргинин П,4 6,3 5,8 0,9 5,8 8,4 2,1 Аспарагин 3,3 10,5 6,4 0,9 7,5 10,6 2,9 Глицирин 3,4 13,0 10,6 0,4 10,2 4,6 1,4 Гистидин •3,4 5,6 4,5 24,2 5,2 5,8 2,1 Лейцин 3,5 9,6 5,5 1,6 6,5 11,5 3,5 Тирозин ' 2,2 7.1 6,2 1,0 7,6 9,0 5,8 При мечание. Выделены наиболее характерные значения. - на или гликокола удваивается, тирози- на или аргинина утраивается; количе- ство цистеина и гистидина увеличива- ется еще больше. Эти результаты под- тверждают факт прямой ассимиляции аминокислот среды путем реакции, о которой сообщил Торн. Данное явление особенно четко про- слеживается у некоторых аминокислот. Другие аминокислоты, которые при использовании в чистом виде находят- ся в дрожжах в нормальной пропорции или не подвергаются прямой ассими- ляции, или легко трансаминируются. Это относится к лейцинам, серину, глу- таминовой кислоте, метионину, трипто- фану. Таким образом, можно обога- щать любую клетку селективно неко- торыми аминокислотами, культивируя ее на среде, где они присутствуют од- ни, без смешения с другим, но такое обогащение возможно не для всех ами- нокислот. Некоторые из них (аргинин, серин, валин) вызывают мало измене- ний в нормальном составе азотистых веществ в дрожжах, когда они приме- няются индивидуально. Из этих раз- личных азотистых компонентов дрож- жи синтезируют точно такие же про- порции аминокислот, как если бы в среде была сложная их смесь, и, на- оборот, другие аминокислоты, как гли- кокол и триптофан, вызывают глубо- кие изменения в обычном составе азо- тистых веществ в дрожжах. Наконец, некоторые аминокислоты повышают процентное содержание в дрожжах других аминокислот. Выделение аминокислот живыми и мертвыми дрожжами Всегда отмечают большое разнооб- разие в составе амидного азота пере- бродивших сред, в которых дрожжи в начале брожения располагают лишь одним источником азота. Живые дрож- жи в период роста высвобождают ами- нокислоты как продукты жизнедея- тельности. Табл. 7.12 (графа 6) дает перечень аминокислот, более всего вы- деляемых дрожжами. Отмечено значи- тельное выделение аминокислот, когда источником азотного питания является аммиак или, еще лучше, аммиак и ас- парагин. В первом случае выделяются 10 аминокислот, которые в сумме да- ют 31 мг/л аминного азота, во вто- ром—18 аминокислот, дающих 206 мг/л аминного азота. Следовательно, основ- ная среда, содержащая при забражи- вании лишь одну аминокислоту, пред- 209
ставляет после брожения более или менее изменчивую гамму аминокислот, синтезированных и выделенных дрож- жами Две аминокислоты высвобождаются дрожжами почти одинаковым образом независимо от природы присутствую- щего источника азота: глутаминовая кислота в значительных дозах (может достигать сотни мг/л) и в меньшем количестве серин; именно эти две ами- нокислоты находятся в дрожжах в больших концентрациях. Иногда констатируют высвобожде- ние соли аммония, например при ис- пользовании аргинина. Такое увеличе- ние содержания аммиака не наблю- дается в натуральных средах, где дрож- жи располагают разнообразным азот- ным питанием. Эти важные явления выделения ами- нокислот живыми дрожжами не сле- дует путать с не менее важными явле- ниями, при которых мертвые клетки медленно отдают в жидкость амино- кислоты, синтезированные ими во вре- мя своего роста. В то время как выде- ление живыми дрожжами селективно и нет какого-либо количественного от- ношения между выделенными амино- кислотами и их концентрацией в дрож- жах, что хорошо видно из сравнения данных в графах 5 и 6 табл. 7.12, у аминокислот, выделяющихся мертвыми дрожжами, такая пропорциональность хорошо выражена. Это наиболее важ- ные компоненты дрожжей, за исключе- нием пролина. Пу и Урнак (1970) до- казали выделение пептидов мертвыми дрожжевыми клетками. Дюпюи и сотрудники (1967) указа- ли на различие между автолизом, или ферментативным разложением макро- молекул азотистых веществ внутренни- ми ферментами отмершей клетки, и простым выделением или растворени- ем веществ, входящих в состав клетки, в то время, когда вино находится на дрожжевом осадке. Было бы важно уточнить природу этих явлений, осо- бенно в технологии производства шипу- чих вин. Может возникнуть вопрос, влияют ли изменения в азотном метаболизме дрожжей на качество вина. На совре- менном уровне наших знаний трудно дать однозначный ответ. Образование высших спиртов способствует аромату вин, но интенсивность и тонкость аро- мата не связаны с их содержанием. Аминокислоты, за исключением глута- миновой кислоты, придающей харак- терный горько-соленый привкус, по-ви- димому, не оказывают прямого влия- ния на вкус, но с другой стороны, ами- нокислоты, нуклеотиды, витамины, вы- деляемые дрожжами в вино после окон- чания брожения, могут способствовать росту бактерий яблочно-молочного бро- жения. Влияние кислотности на развитие дрожжей Практики нередко имеют ложное представление о роли кислотности сус- ла в процессе брожения. Обычно они говорят: «Хорошая кислотность помо- гает брожению». Некоторые думают, что дрожжи лучше развиваются, легче и вполне трансформируют сахар, когда сусло содержит больше кислот. В дей- ствительности повышенная кислотность не способствует росту, а наоборот, дрожжи сбраживают больше сахара в нейтральной, чем в кислой среде. Счи- тают, что оптимальная зона pH для ро- ста дрожжей находится между 4,0 и 6,0. Однако реальная кислотность ви- ноградных сусел колеблется от pH 3,0 до pH 3,8 в зависимости от районов ви- ноделия или условий созревания вино- града. При этих значениях кислотности винные дрожжи развиваются очень хорошо. При pH от 2,8 до 2,5 или 2,6, редко встречающихся в натуральных 210
средах, брожение становится затруд- ненным, Рост дрожжей также замед- ляется в слегка щелочной среде, следо- вательно, дрожжи выносят большие ко- лебания кислотности, но не без нару- шения своих механизмов брожения; точно так же значительно изменяется образование глицерина и других вто- ричных продуктов в зависимости от pH бродящей среды. В гл. 13 будет показано, что когда брожение останавливается (это воз- можно в жаркие годы) из-за недоста- точной аэрации или чрезмерно высо- кой температуры и в красном вине остается несброженный сахар, то это происходит не из-за недостаточной кислотности винограда. Но слабая кислотность может сделать последст- вия такой остановки более тяжелыми, так как бактерии молочнокислого бро- жения развиваются тем легче, чем сла- бее кислотность, следовательно, роль кислотности в виноделии следует по- нимать таким образом, что она не спо- собствует развитию дрожжей, а подав- ляет опасные бактерии в случае оста- новки брожения. ЛИТЕРАТУРА Abadie F. (1967), Ann. Inst. Pasteur, 113, 81. AyrapaaT. et PalmqvistU. (1970), J. Inst. Brew, 75, 181. Brady F. (1965), Antonie van Leeuwenhoek, 31, 95. Cantarelli C. (1956), Ann. Inst. Pasteur, 90, 645. Cantarelli C. (1966), Bull. O.I.V., 39, 1191. Castelli T. (1941), Ann. Microb., 2, 8. Cochin D. (1880), Ann. Chim. Phys., 21,551. С о о k A. H. (1958), The chemistry and biology of yeasts, Academic Press, New York. DeibnerL. et MourguesJ. (1967), Ind. alim. agr., 84, 1483. D i m о t a k i-K о u r a k o u V.'.(1966), Bull. O.I.V,, 39, 73, 190, 327, 482 Dupuy. ..P., Mor faux J. N.. e t. L; s c. i- a t i M. (1967), Metaboiisme azote' des levu- res en Oenologie, IIе Symposium - intern. ' d’Oenologie, Bordeaux-Cognac, C, R., p. 108. Ferre L. (1949), Ind. agr. alim., 66, 259. FlanzyC. et PouxC. (1965), Ann. Tech- nol. agric., 14, 35 et 87. Gontch a r ova E. M., PotorokoG. V. et Martakov A. A. (1971), Prikl. Biokhim. Mikrobiol., U.R.S.S., 7, 313. H a 1 v о r s о n H. O. e t С о h e n G. N. (1958), Ann. Inst. Pasteur, 95, 73. Hankus A. (1965), Brauwissenschaft, 18, 86. Hewitt L. F. (1950), Oxydation-reduction po- tentials in bacteriology and biochemistry. Li- vingstone ed., Edimbourg. Jones M. et Pierce J. S. (1964), J. Inst. Brew., 70, 307. Laf on M. (1955), Contribution a 1’etude de la formation des produits secondaires de la fer- mentation alcoolique, These Sciences, Bor- deaux. L a f о n-L a f о u r c a d e S. et Peynaud E. (1961), Ann. Technol. agric., 10, 143. L a f о n-L a f о u r c a d e S., R i b ё r e a iu-G a- yonj. et Peynaud E. (1962), C. R. Acad. Sci, 255, 3266. L a f о n-L a f о u r c a d e S. et Peynaud E. (1963), Qualitas Plantarum, 9, 365. L a f о n-L a f о u r c a d e S. et Peynaud E. (1966), Ann. Inst. Pasteur, 110, 766; (1966), Ind. agr. alim., 83, 119. Lafourcade S. (1954), Ind. agr. alim., 71, 15. Lorn an der L. (1965), Physiol. Plant., 18,153. Martini A. (1964), Atti Accad. ital. Vite Vi- no, 16, 151. Moat A. G. et Ahmad F. (1965), Waller- stein Lab. Comm., 28, 111. Monod J. (1942), Recherches sur la croissance des cellules bacteriennes, Hermann, Paris, 2 е edition, 1958. MourguesJ. et DeibnerL. (1967), Ind. alim. agric., 84, 1483. Muller-Thurgau H. (1884), Bericht Wein- bau Vereins. Geisenheim, p. 158. О ugh C. S. (1964), Amer. J. Enol. Vitic., 15. 167; (1966) Ibid., 17, 20 et 74. Palmqvist U. et Ay rap a a T. (1969), J. Inst. Brew., 75, 181. Peynaud E. et Guimberteau G. (1962), Ann. Technol. agric., 11, 85. Peynaud E., L a f о n-L a f о u r c a d e S. (1962), Rev. Ferm. Ind. alim., 17, 11. Poux C., Flanzy C. et M. (1964), Ann, Technol. agric., 13, 5 et 283. Poux C. et О urn a c A. (1970), Ann. Tech- nol. agric., 19, 217. Rankine В. C. (1955), Australian J. Applied Sci., 6, 408. Ribereau-Gayon J. (1945), Soc. Sci. phys. nat., Bordeaux., 211
R i b ё r e a u-G а у о n J., Peynaud E. et L a- fourcade S. (1951), Ind. agr. alim., 68, 141. Rebereau-Gayon J., Peynaud E. et Lafourcade S. (1952), C. R. Acad. Sci., 234, 251 et 478. Ribereau-Gayon J. et Peynaud E. (1959), 84eCongres Societes, Savantes, C. R., p. 247. Ribereau-Gayon J., Peynaud E. et Guimberteau G. (1959), C. R. Acad. Sci., 248, 749. Ribereau-Gayon J. et Peynaud E. (1966), Ann. Nutrit. Alim., 20, 1. Rose A. H. (1962), Wallerstein Lab. Comm., 25 5 Rose A. H. et Harrison J. S. (1971), The yeasts, Vol. 2: Physiology and biochemistry of yeasts, Academic Press, Londres. Sailer W. (1953), Mitteilungen, 3, 195. Senez J. C. (1968), Microbiologie generale, Editions Doin, Paris. Stokes J. L. (1971), Influence of temperature on the growth and metabolism of yeasts, in The yeasts, Rose A. H. et Harrison J. S., Tome 2, p. 119, Academic Press, Londres. Suomalainen H. et Oura E. (1971), Yeast nutrition and solute uptake, in The Yeasts, Rose A. H. et Harrison J. S., Tome 2, p. 3. Academic Press, Londres. Tar an to la C. (1955), Riv. Vitic. Enol., 8, 10 et 259. Uhl A. (1960), In Die Hefen; p. 209—257. Verlag Hans Carl, Nuremberg. U h 1 A. (1967), Conditions de milieu et facte- Mrs de la croissance des levures, IIе Sympo- sium intern, d’ Oenologie, Bordeaux-Cognac. C. R. p. 129. White J. et Munns D. J. (1951), Wallerste- in Lab. Comm., 14, 199. Wiken T. O. (1967), L’influence de I’oxygene sur la fermentation alcoolique par les levu- res, IIе Symposium intern, d’Oenologie, Bor- deaux-Cognac, C. R. p. 155—171. Zintchenko V. I. (1962), Station de Maga- ratch, 11, 60. Глава 8. ФАКТОРЫ РОСТА ДРОЖЖЕЙ И АКТИВАТОРЫ БРОЖЕНИЯ В предыдущей главе были исследо- ваны потребности дрожжей в питании пластическими элементами, необходи- мыми для построения их составных ча- стей. Эти микроорганизмы требуют также присутствия небольших коли- честв других веществ, называемых фак- торами роста. Они являются одновре- менно и факторами размножения, и факторами клеточной активности; не- достаток их влечет за собой нарушение механизмов обмена веществ. Факторы роста — это органические вещества, которые играют роль основ- ных метаболитов; они необходимы для жизнедеятельности микроорганизмов. Факторы роста должны быть достав- лены тем организмам, которые, сами не синтезируя их, не могут развивать- ся в их отсутствие. Одной из характе- ристик их является способность дейст- вовать в очень слабых концентрациях. Некоторые аминокислоты, пурины и 212 пиримидины служат факторами роста для многих бактерий, которые требуют относительно больших количеств этих веществ. Но факторами роста в собст- венном смысле слова являются как раз те витамины, которые необходимы и высшим организмам. Витамины пред- ставляют структуру, идентичную или очень близкую к той, которая харак- терна для некоторых коферментов, а именно активной части ферментов. В зависимости от потребности в фак- торах роста микроорганизмы делят на две категории: прототрофы, способные синтезировать все свои составные ча- сти из различных органических источ- ников, и ауксотрофы, неспособные син- тезировать некоторые составные части; они должны находить их в питательной среде в готовом виде. Различные виды дрожжей принадлежат к обеим кате- гориям. По мере брожения виноградного сус-
ла и последовательной смены одних генераций дрожжей другими использу- ются факторы роста сусла. Если в по- рядке эксперимента подвергать броже- нию несколько раз подряд одно и то же виноградное сусло, отбирая каждый раз спирт и добавляя сахар и соли ам- мония, то в конечном счете получается сахаристая жидкость, которая больше не бродит вследствие истощения фак- торов роста. Но достаточно прибавить немного натурального сока, и броже- ние снова становится возможным. Некоторые факторы роста, дополни- тельно введенные в виноградное сусло, могут играть роль стимуляторов дрож- жей, даже если последние могут их синтезировать. Известны и другие ка- тегории веществ, которые, не являясь .необходимыми, ускоряют деление кле- ток и превращение сахара в полных пи- тательных средах. Их называют стиму- ляторами, или активаторами, броже- ния. Эти вещества классифицируют по многим категориям; изучение их также является целью данной главы. К другому классу следует отнести некоторые инертные продукты, кото- рые в виде взвесей ускоряют брожение среды; это волокна целлюлозы, асбест, инфузорная земля, тальк, бентонит, уголь, древесная щепа, обломки проб- ки и т. п. Некоторые из них действуют в качестве поддержки дрожжей (Ша- мис и сотрудники, 1963). Они черпают свой эффект активации из совершенно различных механизмов. ФАКТОРЫ РОСТА У дрожжей эти факторы относятся к классу витаминов: биотин, пиридоксин, тиамин, пантотеновая кислота, мезои- нозит, никотинамид, парааминобензой- ная кислота. Для молочных бактерий нужно добавить еще рибофлавин и пте- роилглутаминовую (фолиевую) кис- лоту. Необходимо кратко напомнить хими- ческие и биологические характеристи- ки этих факторов. Их действие на вин- ные дрожжи, процентное содержание в винограде и вине, повеление в про- цессе брожения стали предметом мно- гочисленных работ, в том числе и ав- торов настоящего трактата и их со- трудников (Риберо-Гайон и сотрудни- ки, 1954; Пейно и Лафуркад, 1954, 1957, 1958). Биотин Биотин, или витамин Н, был открыт в 1936 г., и активность его в отношении дрожжей известна давно. Биотин иг- рает основную роль в ряде фермент- ных реакций декарбоксилирования,де- заминирования и азотного биосинтеза; он обеспечивает транспорт и актива- цию углекислого газа в реакциях кар- боксилирования, связывает метаболизм глюцидов и азота. Присутствие биотина не является не- обходимым ни для какого вида винных дрожжей, т. е. они способны синтези- ровать его сами. Но отсутствие биоти- на значительно ограничивает число ге- нераций, хотя и не оказывает слишком большого влияния на эффективность брожения. Как показывают анализы, проводимые после брожения среды, ли- шенной биотина в момент забражива- ния, дрожжи способны синтезировать достаточное количество биотина. Био- тин также участвует в синтезе пантоте- новой кислоты. Биологически он очень активен; его действие проявляется уже при концентрациях, примерно равных 1 ммкг. На отсутствие биотина дрожжи реа- гируют повышенным синтезом тиами- на, никотинамида и рибофлавина. Не- достаток биотина уменьшает интенсив- ность глицерино-пировиноградного брожения и снижает процентное содер- жание янтарной кислоты. 2ia
Пиридоксин Название пиридоксин, или одермин, или витамин В6, обозначает группу из трех близких по своей структуре и со- ставу веществ: пиридоксина, пиридок- саля и пиридоксамина. Пиридоксин со- стоит из ядра пиридина, замещенного в 2, 4, 5 положениях. Фосфат пиридоксаля играет в реак- циях декарбоксилирования и транса- минирования роль кофермента. Пири- доксин является эффективным стиму- лятором дрожжей, хотя и никогда не бывает абсолютно необходимым. Неко- торые дрожжи, в частности Sacch. fructuum, Kloeckera, Torulopsis, сильно реагируют на этот фактор, отсутствие которого ограничивает развитие попу- ляций, а также снижает образование глицерина и янтарной кислоты. Дрож- жи компенсируют этот недостаток большим образованием тиамина. Эти два фактора взаимозаменяемы у Sacch- aromycodes, у некоторых Torulopsis. Фактически брожение при отсутствии одного из этих факторов все еще про- текает легко, но при одновременном отсутствии обоих факторов оно стано- вится невозможным. Тиамин Тиамин, или аневрин, или витамин В1( образуется при конденсации пири- мидинового ядра и ядра тиазола. Суль- фит расщепляет тиамин на две состав- ные части и разрушает витаминную ак- тивность. Тиаминдифосфат (кокарбок- силаза) представляет собой кофермент, требующийся для многих реакций де- карбоксилирования, и в частности при спиртовом брожении для декарбокси- лирования пировиноградной кислоты в ацетальдегид. Кроме того, тиамин ре- гулирует-конденсацию ацетоина -и об- разование бутандиола-2,3. ' ' и ; Тиамин действует-на большинство ЙГ4 дрожжей, повышая скорость брожения в большей степени, чем скорость роста; во всяком случае, дрожжи Kloeckera плохо размножаются без тиамина. Он является очень важным фактором ме- таболизма углеводов. Содержание пи- ровиноградной кислоты в бродящей среде зависит от исходного процентно- го содержания тиамина. Добавление тиамина в сусло ограничивает процесс образования пировиноградной кислоты и, следовательно, степень связывания сернистого ангидрида. Пантотеновая кислота Это один из самых сильных факто- ров роста дрожжей. Само название го- ворит о том, что пантотеновая кислота присутствует повсюду в мире живых существ. Она состоит из деривата бу- тановой кислоты, пантоиновой кислоты и 0-аланина. Пантотеновая кислота входит в со- став кофермента А, который имеет ре- шающее значение для процессов био- логического ацетилирования. Недоста- точное содержание ее хак главного фактора роста дрожжей -вызывает глу- бокие изменения в образовании вто- ричных продуктов во время спиртового брожения. В ее отсутствие глицерино- пировиноградное брожение протекает. намного более интенсивно, возрастает процентное содержание бутандиола-2,3, накапливается уксусная кислота. Пан- тотеновая кислота регулирует в извест- ной мере процентное содержание этой кислоты в бродящей среде. Некоторые дрожжи не способны син- тезировать пантотеновую кислоту и аб- солютно нуждаются в ней; это отно- сится к некоторым расам Kloeckera, Saccharomyces ellipsoideus, Saccharo- myces chevalieri. Синтез у прототрофных дрожжей всегда протекает трудно. В отсутствие пантотеновой кислоты они становятся
беднее биотином, никотинамидом, пи- ридоксином и в то же время накапли- вают больше мезоинозита, рибофлави- на, тиамина. Мезоинозит Это был первый фактор роста, иден- тифицированный химическим путем (1928). Мезоинозит — многоатомный циклический спирт, имеющий большое, число изомеров, различающихся поло- жениями Н и ОН-групп на каждой сто- роне плана. Один из этих изомеров — мезоинозит — является биологически активным. Его роль в метаболизме не выяснена. Мезоинозит является фактором ро- ста, необходимым для развития некото- рых дрожжей, в частности Kloeckera, Sacch. veronae, Torulopsis stellata. Он всегда играет роль активатора для других видов. В средах без мезои- нозита отмечают менее интенсивное об- разование глицерина и янтарной кис- лоты. Недостаток мезоинозита наруша- ет поведение Sacch. ellipsoideus, кото- рые в этом случае накапливают рибо- флавин и тиамин. Мезоинозит — это важный компо- нент вина, содержащийся в количестве примерно 0,5 г/л. Никотинамид Формула никотинамида, или никоти- новой кислоты, или витамина РР, или ниацина, является производной от фор- мулы пиридина, гексагонального гете- роцикла с одним атомом азота. Никотинамид входит в состав НАД (никотинамидадениндинуклеотид) и НАДФ (никотинамидадеиндинуклео- тидфосфат), коэнзимов, выступающих в механизмах дегидрогенизации. Никотинамид может быть в большей или меньшей степени синтезирован дрожжами в зависимости от их вида. Некоторые виды увеличивают перво- начальное содержание его в соке вино- града в 4 раза. В противоположность этому большая часть заостренных дрожжей не способны вырабатывать этот фактор и должны находить его в среде. Парааминобензойная кислота Это вещество редко бывает необхо- димо для дрожжей, однако в нем нуж- дается Т. stellata — единственный вид дрожжей, обладающий этим вещест- вом. Для бактерий молочнокислого брожения парааминобензойная кисло- та играет ауксологическую роль пер- вого порядка, может быть просто как предшественник птероилглутаминовой кислоты. Птероилглутаминовая кислота Этот фактор, который еще называют фолиевой кислотой, является одним из ферментативных факторов, выделен- ных в самое последнее время. Роль птероилглутаминовой кислоты в каче- стве коэнзима заключается в актива- ции и транспорте формальдегидной группы (СНО) в реакциях, которые за- вершаются добавлением одного звена к цепи атомов углерода. Она участвует в синтезе некоторых аминокислот и ну- клеиновых кислот. Не оказывая влия- ния на дрожжи, птероилглутаминовая кислота представляет собой основной фактор для деятельности бактерий мо- лочнокислого брожения, которые его синтезируют из глюкозы через пара- аминобензойную кислоту. Фолиевая кислота содержит в своей структуре парааминобензойную, глутаминовую кислоты и пуриновые основания (2- амино-4-окси-6-метилптерина). Рибофлавин Рибофлавин, или лактофлавин, или витамин В2, имеет формулу, составлен- 215
ную из одного бензольного цикла, ко- торый соединен двумя атомами азота с гетероциклом, включающим два азота и образовавшимся из пиридина путем окисления; боковое гидроксилирован- ное звено представляет рибит, специ- фический многоатомный спирт. Рибо- флавин не является фактором роста для дрожжей, которые к тому же син- тезируют его в значительных количе- ствах (от 0,2 до 0,3 мг/л). Но это не- обходимый фактор для бактерий мо- лочнокислого брожения. Рибофлавин представляет собой ко- энзим многих ферментов дыхания, уча- ствующих в реакциях клеточного деги- дрирования. Содержание факторов роста в суслах и винах Данные о содержании витаминов группы В в винограде и винах интере- суют энолога с трех точек зрения: пре- жде всего они способствуют определе- нию пищевой ценности этих продуктов; затем эти витамины являются факто- рами роста для микроорганизмов, дрожжей и бактерий, участвующих в процессах выработки вина; наконец, они играют главную роль в сбражива- нии углеводов. Данное исследование было выполне- но в Институте энологии в Бордо в 50-е годы С. Лафон-Лафуркад с по- мощью способов микробиологического количественного анализа в отношении каждого витамина на более сотни раз- личных винах. Были прослежены эво- люция винограда в период созревания (см. гл. 4, раздел «Эволюция витами- нов В»), затем поведение во время бро- жения и, наконец, было изучено влия- ние старения и различных обработок вина (Пейно и С. Лафон-Лафуркад, 1955, 1956, 1957; Риберо-Гайон и со- трудники, 1955, 1956; С. Лафуркад, 1956; С. Лафон-Лафуркад, 1958). В табл. 8.1 приведены экстремальные значения содержания витаминов в сус- лах и винах. Эволюция факторов роста во время спиртового брожения Рассмотрение запаса витаминов в вине по сравнению с суслом ясно по- казывает, что в результате брожения не уменьшается содержание витаминов в среде, но происходит глубокая пере- Таблица 8.1 Содержание витаминов в суслах и винах. Экстремальные значения (по данным Пейно и С. Лафои-Лафуркад) Витамины Виноградное сусло Вина белые красные Тиамии, мкг 160-450 2-58 103-245 Рибофлавин, мкг 3-60 8-133 0,47-1,9 Пантотеновая кислота, мг 0,5-1,4 0,55-1,2 0,13-0,68 Пиридоксин, мг 0,16-0,5 0,12-0,67 0,13—0,68 Никотинамид, мг 0,68-2,6 0,44—1,3 0,79-1,7 Биотин, мкг 1,5-4,2 1-3,6 0,6—4,6 Мезоинозит, мг 380-710 220-730 290-334 Кобаламин, мкг 0 0—0,16 0,04-0,10 Парааминобензойная кислота, мкг 15-92 15-133 15-133 Птероилглутамииовая кислота, мкг 0,9-1,8 0,4—4,5 0,4—4,5 Холин, мг 19-39 19-27 20-43 216
стройка витаминного состава. Женевуа и Флавье (1939) впервые указали на эту эволюцию; они наблюдали, что в ходе брожения тиамин быстро убыва- ет, тогда как рибофлавин накаплива- ется. Другие авторы проследили эво- люцию витаминов группы В от вино- града до вина (Кастор, 1953; Холл и сотрудники, 1956) . Пейно и Лафон-Ла- фуркад (1957) детально описали эти превращения. Рис. 8.1 воспроизводит поведение некоторых факторов роста. Рис. 8.1. Эволюция основных факторов ро- ста вокврсмя сбраживания виноградного сусла дрожжами Sacch. ellipsoideus: 1 — тиамин (100 мкг); 2 — биотин (1 мкг); 3 — рибофлавин (100 мкг), 4 — никотинамид (1 мг); 5 — пантотеновая кислота (1 мг); 6 — пиридоксин (1 мг). Пантотеновая кислота изменяется во время брожения по-разному в зависи- мости от вида дрожжей, на которых проводят эксперимент. В первые часы Sacch. ellipsoideus синтезирует ее или высвобождает из своих связанных форм. Затем процентное содержание этого витамина быстро снижается в пе- риод логарифмического размножения клеток; наконец, оно возрастает, по всей видимости, в результате выделе- ния. Другие прототрофные дрожжи ведут себя таким же образом. Наблю- дают непрерывное поглощение панто- теновой кислоты ауксотрофными дрож- жами, такими, как KI. apiculata. В ви- ноделии обычно констатируют увели- чение содержания этой кислоты, и кра- сные вина несколько богаче ею, чем вина белые. Во время выдержки на- блюдается медленное разрушение пан- тотеновой кислоты. KI. apiculata и Sacch. rosei вызыва- ют почти полное исчезновение пири- доксина во время брожения, и, наобо- рот, другие дрожжи, такие, как С. pul- cherrima и Т. stellata, удваивают или учетверяют процентное содержание пиридоксина в среде. Sacch. ellipsoi- deus поглощают значительное количе- ство пиридоксина в стадии быстрого размножения клеток; затем его содер- жание в бродящей среде прогрессивно возрастает, заметно приближаясь к ис- ходному уровню. В нормальных усло- виях приготовления вина 1ти модифи- кации завершаются выравниванием со- держания пиридоксина в сусле и ви- нах. Белые или красные вина содержат его в очень близких дозах. Длительное хранение вина не оказывает влияния на пиридоксин. Все дрожжи поглощают значитель- ные количества биотина, особенно в ус- ловиях аэробиоза, во время фазы раз- множения. На 5-й день 9/ю первона- чального количества биотина в сусле исчезали. Концентрация биотина воз- растает вследствие выделения, и в ко- нечном счете, в условиях производства вина практически содержат такое же количество биотина, как и сусло, из которого они изготовляются. 217
Никотинамид широко используется в сусле всеми дрожжами. Sacch. ellip- soideus снижают его содержание в сре- де уже на 3-й день с 2,2 до 0,1 мг. В дальнейшем процентное содержание никотинамида в жидкости возрастает, но не достигает первоначального уров- ня. Этот фактор роста необходим тем более, чем более анаэробными являют- ся условия культуры (Суомалайнен и сотрудники, 1965). Вино обычно бед- нее никотинамидом, чем сусло, из ко- торого оно изготовлено. Красные вина имеют более высокое содержание нико- тинамида, чем белые. Впоследствии никотинамид становится стабильным витамином. Потребности дрожжей в тиамине очень различны в зависимости от их вида, в то время как некоторые, напри- мер Sacch. ellipsoideus, KI. apiculata, Sacch. rosei, практически истощают среду (первоначальная концентрация 330 мкг снижается до 18), другие дрож- жи, как Р. fermentans, синтезируют значительные дозы тиамина. Однако первые имеют большее распростране- ние в производстве. В конце концов, брожение завершается исчерпанием тиамина в бродящей среде; в белых ви- нах остаются лишь незначительные до- зы его. Максимальное количество тиа- мина, которое могут поглощать Sacch. ellipsoideus, составляет от 600 до 800 мкг/л. В суслах не всегда бывают такие большие концентрации; понятно, что нередко добавление тиамина могло бы оказывать благоприятное влияние на ход спиртового брожения. Урнак (1970) исследовал кинетику выделения тиамина; необнаруживае- мый в первые дни, он выделяется в те- чение 3 мес, следовательно, выпадение дрожжевого осадка и снятие с дрож- жей прерывают этот процесс, как пра- вило, до того, как будет выделен весь тиамин дрожжей. Мезоинозит не претерпевает замет- 218 ных изменений в период брожения, поскольку потребности дрожжей в нем меньше чем 0,5 мг/л, а в сусле содер- жится в тысячи раз больше мезоино- зита, чем необходимо. Белые вина бо- гаче им, чем красные; последние могут подтвергаться молочнокислому броже- нию, бактерии которого потребляют мезоинозит; некоторые красные вина лишены его. Цианкобаламин, или витамин Bi2, может быть обнаружен в винах в дозах порядка нескольких десятых микро- грамм на 1 л. Присутствие в винах сле- дов этого витамина можно объяснить способностью дрожжей синтезировать очень малые количества веществ, обла- дающих активностью В12. В первой фазе брожения наблюдают значительный синтез парааминобен- зойной кислоты дрожжами. В частно- сти, Sacch. rosei доводят за 48 ч ее со- держание в среде с 25 до 175 мкг/л, и, наоборот, к концу брожения дрожжи, и это относится к Sacch. ellipsoideus, поглощают эту кислоту. 1<1. apiculata проявляет себя непрерывным образова- телен этого витамина. Что касается холина, то после уве- личения на несколько миллиграммов в начале брожения отмечается расходо- вание при снижении его в вине до 2/з первоначального количества, имевше- гося в сусле. С заостренными дрожжа- ми расходование происходит слабо. Как и другие витамины, холин выде- ляется дрожжами. В практике виноде- лия брожение сусла характеризуется незначительным потреблением холина и интенсивным образованием параами- нобензойной кислоты. Содержание рибофлавина в сусле не- велико, от 3 до 60 мкг/л. Брожение всегда сопровождается синтезом этого витамина, более значительным в аэри- рованной среде. Синтез протекает энергичнее с окислительными дрожжа- ми, образующими пленку на поверхно-
сти питательной среды. В сусле, кото- рое сбраживается обычной микрофло- рой, уже со второго дня наблюдают возрастание процентного содержания рибофлавина. Оно достигает максиму- ма в период между пятым и десятым днем. В дальнейшем процентное содер- жание рибофлавина понижается. Усло- вия приготовления вина мало изменя- ют его уровень. Красные и белые вина также имеют в своем составе рибофла- вин (до 240 мкг/л). Но его большая светочувствительность является одной из причин последующего снижения со- держания в белых винах этого факто- ра роста бактерий молочнокислого брожения. В конечном счете спиртовое броже- ние перестраивает и даже дополняет витаминный состав сусла. В действи- тельности это хороший способ сохра- нения витаминных элементов плода. Прежде всего, отмечается контраст ме- жду изменениями тиамина и рибофла- вина: когда в сусле много тиамина и мало рибофлавина, вино богато рибо- флавином и практически лишено тиа- мина. Содержание никотинамида в бе- лых винах составляет только 60% от содержания его в сусле, но в красных винах он находится в таких же коли- чествах, как и в винограде. Пантотено- вая кислота, пиридоксин, биотин ис- пользуются и затем выделяются дрож- жами, вследствие чего в конечном сче- те они находятся в таком же количест- ве в вине после брожения, как и перед его началом; мезоинозит практически не изменяется. Запас витаминов в молодом вине мо- жет со временем уменьшаться. Воздей- ствие работы бактерий, обработки для осветления, экспортирование на свету, длительная выдержка могут разру- шить некоторые витамины полностью или частично. В то время как пантоте- новая кислота, никотинамид, пиридок- син проявляют достаточную стабиль- ность, биотин и особенно рибофлавин могут почти полностью исчезать. Потребности дрожжей в факторах роста Если некоторые факторы роста ино- гда и содержатся в вине в недостаточ- ном количестве, оно никогда не бывает полностью лишено ни одного из основ- ных факторов. И соответственно, если допустить, что в некоторых случаях вследствие частичной недостаточности того или иного фактора вино становит- ся менее восприимчивым к воздействию микроорганизмов, то совершенно не- возможно реализовать хорошую биоло- гическую стабильность истощением то- го или иного необходимого фактора. В действительности нужно учитывать тот факт, что многие микроорганизмы вина и в особенности дрожжи являют- ся прототрофами, т. е. они способны в определенной мере синтезировать недо- стающий фактор. Здесь умышленно не рассматривают- ся качественные потребности дрожжей. Этот вопрос был описан в гл. 5, а при- меры приводились в гл. 6. Эти потреб- ности были также исследованы в мно- гочисленных работах (Верона и Пиччи, 1954; Викен и сотрудники, 1954; Викен и Агте, 1958; Вайнфуртнер и сотрудни- ки, 1959; Виндиш и сотрудники, 1967). Было также показано, что потребности дрожжей в факторах роста могут из- меняться в зависимости от температу- ры и степени аэрации (Бич, 1969). Влияние обогащения сусла факторами роста Можно сказать, что сусло и вина имеют достаточное содержание факто- ров роста, чтобы обеспечить развитие микроорганизмов; верно также и то, что этот уровень не всегда является оп- тимальным для роста и активности 219
Таблица 8.2 Влияние различных факторов роста на количество сброженного сахара при добавле- нии их в виноградное сусло сахаристостью 192 г/л Добавление витаминов Показатели Определение через 3 дня 5 дней 8 дней Контроль Сброженный сахар, г/л 56 138 180 Количество дрожжей, тыс./мм3 60 72 76 10 мкг биотина Сброженный сахар, г/л 74 159 187 Количество дрожжей, тыс./мм3 65 74 86 0,5 мг тиамина Сброженный сахар, г/л 96 176 191 Количество дрожжей, тыс./'мм3 82 102 106 10 мкг биотина плюс Сброженный сахар, г/л 95 174 191 0,5 мг тиамина Количество дрожжей, тыс./мм3 83 102 105. дрожжей. Риберо-Гайон и Пейно (1952) сообщили, что обогащение виноградно- го сусла некоторыми факторами роста может вызвать заметное ускорение бро- жения. Но активны не все факторы. Например, добавление пиридоксина, пантотеновой, никотиновой кислот в отдельности или вместе обычно не ока- зывает влияния на скорость брожения сусла из нормального винограда, сле- довательно, можно думать, что он со- держит их в достаточном количестве. С другой стороны, добавление биотина и особенно тиамина ускоряет процесс брожения, но интенсивность их дейст- вия зависит от состава испытываемого сусла и особенно от качества виногра- да, которое само изменяется по годам урожая. Для примера можно привести один из стандартных опытов, проведенный на виноградном сусле, содержащем 192 г/л сахара. Оно было обсеменено несколькими каплями свежей дрожже- вой разводки Sacch. ellipsoideus. Затем сусло сбраживали при температуре 25° С, сделав предварительно одно из следующих добавлений, из расчета на 1 л: 25 мкг биотина, 0,5 мг тиамина и обоих факторов одновременно в таких 220 же дозах. Из табл. 8.2 видно, что био- тин обладает небольшой стимулирую- щей способностью. Внесение тиамина вызывает опережение брожения при- близительно на 20 г сахара по сравне- нию с контрольным. Такое опережение продолжается до конца брожения. На 3-й день число дрожжевых клеток воз- растает на 36%. Совместное действие обоих витаминов не превосходит дейст- вия тиамина, вводимого отдельно. Тиамин оказывает воздействие на рост дрожжей; он увеличивает чис- ленность популяции и удлиняет период ее активности. Опыт, в котором под- считывали одновременно и живые клет- ки, и общее количество клеток, пока- зал, что на 10-й день анаэробного бро- жения в контрольном образце проявля- ла активность только половина дрож- жевых клеток. При добавлении 0,5 мг/л тиамина эта пропорция дости- гает к этому же времени 79% общего количества клеток. Добавление 0,5 мг/л обычно вызыва- ет оптимальную активность, но тиамин действует, хотя п слабее, и при мень- ших дозах. Добавление 0,1 мг/л в сус- ло может привести к заметному уси- лению активности.
Ускорение брожения, вызываемое обогащением сусла тиамином, может изменяться от урожая к урожаю. Види- мо, что в некоторые годы, когда недо- статочная зрелость возможно ведет к более низкому процентному содержа- нию тиамина в винограде, добавление этого витамина в собранный виноград или в сусло оказывается выгодным, то- гда как в годы более высокой зрелости введение тиамина практически беспо- лезно. Этим можно, вероятно, объяс- нить расхождения, отмечаемые в экс- периментах разных авторов. Некото- рые авторы подтверждали эффектив- ность тиамина, тогда как другие не об- наруживали увеличения числа дрож- жевых клеток и ускорения сбражива- ния сахара (Фланзи и Урнак, 1963; Урнак, 1969). Интересно также рас- смотреть вопрос о содержании тиами- на в применяемой дрожжевой развод- ке. При введении тиамина в дрожжи, которые содержали его менее чем 115 мг на 100 г сухой массы, имело ме- сто ускорение брожения. Эти авторы применяли большие дозы обсеменения (2 млн. дрожжевых клеток на 1 см3). В таких условиях факторы роста, вно- симые с дрожжами, полностью устра- няли явление недостаточности. С. Лафон-Лафуркад и сотрудники (1967) в опытах большого масштаба, проводившихся в производственных условиях, в большинстве случаев кон- статировали вызываемую тиамином активацию брожения сусла из вино- града сорта Сотерн с благородной гни- лью. Были предложены некоторые соста- вы активаторов брожения. Эффектив- ным средством интенсификации броже- ния среды, имеющей мало витаминов и бедной азотистым питанием, может быть следующая смесь, применяемая в дозе 200 мг/л: сульфат аммония — 100 г, тиамин — 250 мг, пантотенат кальция — 250 мг, биотин — 2 мг. Пан- тотенат предотвращает чрезмерное об- разование уксусной кислоты. Для до- браживания вин-недобродов можно ис- пользовать эту же смесь без сульфата аммония. Необходимо уточнить, что применять такие составы при произ- водстве вин в настоящее время запре- щено. Активаторы брожения Помимо витаминов, которые рас- смотрены в первой части настоящей главы, известно большое число ве- ществ, способных действовать на дрожжи, стимулируя их размножение и активизируя брожение виноградного' сусла. Такие активаторы можно под- разделить на следующие категории: промежуточные продукты сбражива- ния, в частности ацетальдегид и пиро- виноградная кислота; стерины, актив- ные только в условиях анаэробиоза; жирные кислоты с длинной цепью, дей- ствие которых равносильно действию биотина; экстракты дрожжей; вещест- ва, экстрагированные из некоторых плесневых грибов. Далее будет исследовано действие различных активаторов брожения ви- ноградного сусла. Эти явления актива- ции, безусловно, используются в прак- тике виноделия. Продукты-активаторы рекомендуются и разрешены в ряде стран. Активация ацетальдегидом и пировиноградной кислотой Добавляемые в небольших количе- ствах в сусло до и во время брожения, эти промежуточные продукты спирто- вого брожения изменяют его химиче- ские процессы, воздействуя на скорость сбраживания и на рост дрожжей, и тем самым облегчают ассимиляцию азоти- стых-веществ. Примером этого может быть следующий опыт,- заимствован- 221
ный из диссертации С. Лафуркад (1954). Виноградное сусло, содержа- щее 210 г/л сахара, 253 мг/л общего азота и 22 мг/л аммиачного азота, сбра- живают при 25° С. Сусло делят на две части: одна контрольная, другая обо- гащенная 150 мг/л аммиачного азота. Каждая из них разлита в три флакона; в первом находится контроль, в два других, начиная с момента забражива- Рис. 8.2. Активирование брожения н раз- множения дрожжей последовательными добав- лениями к виноградному суслу небольших ко- личеств ацетальдегида и пировиноградной кис- лоты: 1 — контроль; 2 — пировиноградная кисло- та; 3— ацетальдегид. ния, добавляют в течение 5 последую- щих дней по 14 мг/л ацетальдегида или ло 60 мг/л пировиноградной кислоты. Прослеживают ход брожения и по его завершении, подсчитывают число дрож- жевых клеток; выделяют их из жидко- сти, промывают сушат и взвешивают. Определяют количество азота в дрож- жах. На рис. 8.2 показаны активация брожения и рост дрожжей, которые имеют место при добавлении этих не- значительных количеств ацетальдегида и пировиноградной кислоты. Примеры таких же явлений показаны на рис. 8.8, где сравнивается активность этих про- Таблица 8.3 Влияние ацетальдегида и пировиноградной кислоты на ассимиляцию азотистых веществ (по данным С. Лафуркад, 1954). Вещества, добавляемые к. суслу Число дрожжевых клеток, тыс./мм3 Сухая масса дрож- жей, г/л Азот, потребляемый дрожжами, мг/л Содержание азота в сухих дрожжах, % Без обогащения сусла аммиачиым азотом Контрольное сусло Ацетальдегид Пировиноградная кислота 67 101 102 1,72 1,73 1,73 141 158 158 8,2 9,6 9,7 С добавлением 150 мг аммиат иого а зота Контрольное сусло 84 2,68 158 5,9 Ацетальдегид 126 2,81 231 8,2 Пировиноградная 124 2,90 245 8,4 кислота дуктов с активностью других активато- ров. Оба эти вещества заметно ускоряют ход брожения. Опережение по сравне- нию с контрольным выражается за весь период сбраживания 20—30 г до- полнительно сброженного сахара. Чис- ло дрожжевых клеток возрастает на 50% (табл. 8.3); при этом общая мас- са образовавшихся клеток меняется мало, поскольку лимитирующим фак- тором является содержание азота. При введении ацетальдегида или пировино- градной кислоты в среду, более бога- тую аммиачным азотом, процентное со- держание азота, фиксированного дрож- жами, возрастает. Таким образом, ацетальдегид и пи- ровиноградная кислота играют роль активаторов брожения, не только со- кращая латентный период и возбуждая реакции гликолиза, но и способствуя 222
Таблица 8.4 Влияние эргостерина на анаэробное сбраживание (при 25° С) виноградного сусла са- харистостью 260 г/л различными дрожжами (добавление 5 мг/л эргостерина в суспен- зии с Твином-80) Количество сброженного caxaja в бредящем сусле (в г/л) через 3 дня 10 дней 20 дней Виды дрожжей Варианты опыта Sacch. ellipsoideus Контроль + эргостерин 84 175 189 150 258 258 Sacch. oviformis Контроль + эргостерин 60 175 217 126 258 258 Sacch. rosei Контроль -Т эргостерин — — 135 — —• 220 Schizosacch. pombe Контроль -Т эргостерин —— — 140 — —- 235 KI, apiculata Контроль -Т эргостерин — — 75 — . 120 S’codes ludwigii Контроль + эргостерин — —- 170 —— — 250 Sacch. bailii Контроль + эргостерин — — 94 — — 252 синтезу белков и росту дрожжей. Об активации ацетальдегидом сообщали Фланзи и Банос (1938). Активация стеринами и жирными кислотами с длинной цепью Андреасен и Штир (1953) показали, что при введении эргостерина в бродя- щую среду можно получать, действуя в строго анаэробных условиях, сред- нюю численность популяции от ПО до 125 млн. клеток на 1 см3, которые на- капливаются после большого числа по- следовательных пересевов в среде, со- вершенно лишенной кислорода. Опти- мальная доза эргостерина равна 7 мг/л. С другой стороны, в анаэробио- зе наблюдается небольшой ингибиру- ющий эффект. Авторы пришли к за- ключению, что эргостерин следует рас- сматривать как один из необходимых факторов развития дрожжей в услови- ях анаэробиоза, потому что именно в таких условиях они не способны реали- зовывать синтез стеринов. Эта потреб- ность также удовлетворяется холесте- рином, но не всеми стеринами. Эрго- стерин оказывается также необходи- мым для развития дрожжей при 40° С, так как его синтез сильно тормозится высокой температурой (Старр и Паркс,. 1962). Большой интерес, который представ- ляют эти наблюдения для практики брожения, не ускользнул от внимания исследователей, дающих на них много- численные ссылки (Можене и Дюпон, 1964; Шове и сотрудники, 1966). В табл. 8.4 приведены результаты серии экспериментов, проведенных на различных винных дрожжах (Институт энологии, Бордо, 1965), которые пол- ностью подтверждают стимулирующие свойства эргостерина при добавлении его в суспензию (5 мг/л) с Твином-80. Этот продукт действует на все дрож- жи. Он обеспечивает более полное сбраживание сахара, и разница в кон- це брожения составляет от 40 до 150 г сахара. Такое брожение имеет характе- ристики аэробного процесса: более ин- 223..
тенсивное образование глицерина, меньшее образование ацетальдегида и уксусной кислоты. Роль эргостерина проявляется так- же при брожении в условиях повышен- ной температуры: он позволяет, напри- мер, дрожжам лучше выдерживать тем- пературу 37° С и при этом образовы- вать дополнительно около 4% об. спир- та. Действие эргостерина тем эффек- тивнее, чем раньше его вводят во вре- мя брожения; но даже и при добавле- нии в конце он может помочь сбродить больше сахара. Было взято виноградное сусло саха- ристостью 260 г/л. Брожение проводи- ли без доступа воздуха первые 3 дня при 25° С и в последующие 15 дней при 37° С. Количество сброженного сахара (в г/л) приведено ниже. Контроль 84 4-5 мг/л эргостерина при забражи- 150 вании + 5 мг/л эргостерина через 3 дня 136 при 25° С Таким образом, подтверждается, что эргостерин активирует брожение и рост дрожжей в анаэробиозе и придает этим процессам характеристики, присущие им в условиях аэробиоза. Эргостерин замещает в некотором роде кислород для дрожжей. Состояние анаэробиоза затрудняет синтез эргостерина, так как достаточно добавить это вещество, что- бы смягчить недостаток кислорода. Поскольку эргостерин нерастворим, •его переводили во время этих экспери- ментов в состояние стабильной суспен- зии с помощью Твина-80 (частичный сложный эфир олеиновой кислоты и ангидрида сорбита). Этот продукт вы- зывает помутнение сусел и вин. Будучи растворимым в спирте при высоких температурах, эргостерин осаждается, когда его добавляют в водную среду. Его можно диспергировать в диатоми- 224 те, но получаемый порошок имеет мень- шую активность, чем коллоидная сус- пензия. Активностью, аналогичной активно- сти эргостерина, обладают также неко- торые стероиды и жирные кислоты с длинной цепью. Некоторые из них вхо- дят в состав пруина виноградных ягод, что делает их в свете недавних исследо- ваний очень важными для виноделия. Опыты, проведенные в прошлом, по- казали неожиданно большое влияние кожицы винограда на анаэробное бро- жение сусла (табл. 8.5). При этом кон- статировали, что кожица (мезга) в ви- де плавающей или погруженной шап- ки не ускоряла аэробного брожения, но активировала брожение в анаэроб- ных условиях до такой степени, что в присутствии кожицы было сброжено большее количество сахара без досту- па воздуха, чем в аэробных условиях. Промывание кожицы водой или разве- денным спиртом не уменьшало коли- чества активного вещества. Таблица 8.5 Влияние кожицы виноградных ягод (Мезги) на брожение сусла Показатели Кон- троль Количество сахара, сброжен- ного на 5-й тень (в г/л), при добавлении кожицы винограда (100 г/л) красных сортов Брожение с доступом 131 126 124 воздуха без доступа 84 156 140 воздуха Точно так же и семена винограда не- сколько активируют брожение и замет- но ускоряют рост дрожжей. В одном из опытов популяция дрожжей возросла на 40%, но семена уступают по своему воздействию на ход брожения актива- торам сусла.
Таблица 8.6 Влияние экстрактов пруина на размножение дрожжей в анаэробиозе (по данным Брешо и сотрудников, 1966) Экстракт пруина Количество дрожжевых клеток через 5 дней (в тыс. на 1 мм3) контроль без прунна при добавлении экстракта пруина (в г/л) при добавлении эргостерина (25 мг/л) 4- 4-Твин*80 (2 мл/л) 0,37 0,75 1,50 Экстракт в хлороформе 50 72 83 102 107 в эфире 19 41 45 66 94 Работы Брешо и сотрудников (1966, 1971) должны были дать объяснение этим явлениям. Авторы готовили экст- ракты пруина из винограда сорта Гаме вымачиванием гроздей в хлороформе или в эфире. После испарения раство- рителей полученный экстракт пруина растворяли в абсолютном спирте и до- бавляли в различных дозах в виноград- ный сок. В табл. 8.6 приведены неко- торые результаты этих опытов. Они показывают положительное действие экстрактов пруина, эргостерина и сло- жного эфира олеиновой кислоты. Бро- жение сусла сахаристостью 250 мг/л проводилось под азотом. Следовательно, по мере того как ак- тивные вещества пруина становятся при переработке винограда раствори- мыми, они ведут себя как факторы ро- ста дрожжей. Брешо и сотрудники (1966) видят в этом явлении объясне- ние факта хорошего роста дрожжей при виноделии с настаиванием без до- ступа кислорода. Между тем известно, что некоторые ненасыщенные жирные кислоты, как олеиновая, линолевая (Нордгейм и Ри- хе, 1966), линоленовая играют в отно- шении бактерий молочнокислого бро- жения роль такого же фактора роста, как биотин. Суомалайнен (1965) пока- зал, что в присутствии аспарагиновой кислоты пальмитиновая и олеиновая кислоты также могли бы заменять био- тин для Saccharomyces (рис. 8.3). Наконец, Радлер (1968) в своем ис- следовании компонентов пруина или кутикулярного воска виноградной яго- ды показал, что он наполовину состо- Рис. 8.3. Рост пекарских дрожжей с приме- нением биотина и без него, но с добавлением аспарагиновой и олеиновой кислот: 1 — без биотина; 2 — олеиновая кислота; 3—. аспарагиновая кислота; 4—олеиновая кислота; 5 — биотин. § Зак. 1929 225
ит из окситерпеновой и олеанолевой кислот. Другая же половина представ- лена парафинами, альдегидами, слож- ными эфирами, спиртами, ненасыщен- ными и насыщенными жирными кис- лотами большой молекулярной массы (см. гл. 3, раздел «Состав кожицы»). Родство структур олеанолевой кцсло- Рис. 8.4. Структура некоторых стероидов, участвующих в росте дрожжей. ты и стеринов дрожжей приведено на рис. 8.4. Содержание этой кислоты и ненасы- щенных жирных кислот в пруине заста- вили Брешо и сотрудников (1971) по- ставить перед собой вопрос, не играет ли этот стероид, один или вместе с оле- иновой кислотой, какую-то роль в ана- эробном росте дрожжей. Табл. 8.7 составлена по результатам экспериментов этих авторов. Она по- 223 зволяет измерять соответствующую эффективность этих различных факто- ров. Олеанолевая кислота оказывает неоспоримое стимулирующее действие, даже большее, чем у эргостерина. То же самое можно сказать и о смеси олеанолевой и олеиновой кислот при сравнении со смесью эргостерина и олеиновой кислоты. В присутствии сте- роидов число клеток удваивается или утраивается по отношению к анаэроб- ному контролю и может даже прево- сходить значения аэробного контроля. Эти результаты показывают, что олеанолевая кислота, одна или сов- местно с олеиновой кислотой, способ- ствует росту дрожжей в анаэробных условиях, несмотря па почти полную нерастворимость этого вещества. Этим объясняются стимулирующие свойства пруина винограда в анаэробных усло- виях, обычно имеющих место при не- которых способах виноделия. Они так- же могли бы, наверное, объяснить ско- рость брожения и свою удивительную эволюцию при повышенной темпера- туре в процессах переработки виногра- да с применением термической обра- ботки перед дроблением. Активация концентрированными экстрактами дрожжей Некоторые активаторы брожения имеют вид пасты или порошка с боль- шей или меньшей интенсивностью ок- раски и с запахом, напоминающим кон- центраты для супов. Речь идет об экст- рактах гидролизованных дрожжей, бо- гатых усвояемым азотом, факторами роста, иногда минеральными солями. Применение этих экстрактов рекомен- дуется в бродильной промышленности в повышенных дозах (до 4 г/л). Их ис- пользование в виноградном сусле ис- следовали Бремои и Куртуазье (1955), Сале (1957). Авторы пришли к заклю- чению, что эти препараты очень эффек-
Таблица 8.7 Влияние добавления эргостерина, олеанолевой и олеиновой кислот на брожение син- тетической среды (по данным Брешо и сотрудников, 1971) Вещества, добавленные к среде Брожение с доступом воздуха Брожение без доступа воздуха дрожжи, тыс./мм3 сброженный сахар, г/л дрожжи, тыс./мм* сброженный сахар, г/л Контроль 124 91 •67 59 Эргостерин (86 мг/л) — — 74 58 Олеанолевая кислота (100 мг/л) — — 90 63 Олеиновая кислота (20 мг/л) — — 66 63 Эргостерин + олеиновая кислота — — 83 74 Олеанолевая кислота + -(-олеиновая кислота — —' 177 89 Примечание. Данные получены через 48 ч. Таблица 8.8 Активирование брожения продуктами иа ос- нове экстракта Сброженный сахар (в г/л) через Количество добавлен- ного дрожжевого « экстракта, г : 2 дня S <о X ю X СО Контрольное сусло 32 130 214 242 1 38 157 224 240 2 51 200 246 258 3 51 208 262 272 4 46 197 232 242 тивны для ускорения брожения при ма- лоблагоприятных питательных средах. С их помощью можно получать более высокое содержание спирта. Авторы сами получили четко выра- женное ускорение брожения сусел, применяя такое дополнительное пита- ние дрожжей; результаты этих опытов приведены в табл. 8.8. Оптимальный эффект получается при 3 г/л. Эти про- дукты не разрешены к использованию в виноделии, кроме того, некоторые из них могут придавать плохой вкус. Их также пробовали применять в техно- логии производства игристых вин для облегчения вторичного брожения в бу- тылках, обеспечения лучшей шампани- зации и придания более тонкого аро- мата. В связи с этими наблюдениями было сообщено, что добавление в сусло (са- харистостью 330 г/л) от 0,5 до 1,0 г/л нуклеиновой или дезоксирибонуклеино- вой кислот явно активирует его броже- ние. Активирование продуктами грибного происхождения Нильсен (1937) указал на присутст- вие в питательной среде Aspergillus niger веществ, способных ускорять рост дрожжей. Этот активатор, отличный от уже изученных факторов роста, яв- ляется термостабильным и устойчивым к условиям кислотности или щелочно- сти. Он растворим в воде и не раство- ряется в спирте и эфире. Активатор Нильсена не является не- обходимым для дрожжей, но их число и скорость брожения в некоторых сре- дах в его присутствии могут удваивать- ся. Кислинг (1949) уточнил механизм действия этого продукта; он значитель- но повышает при забраживании обра- зование и накопление триозофосфатов и тем самым ускоряет сбраживание сахара. Ж. Риберо-Гайон и сотрудники 8 227
(1950) доказали, что этот активатор облегчает глицерино-пировиноградное брожение, что выражается в глубоком изменении процентного содержания вторичных продуктов. Применение в практике винодетия достаточно очищенного порошка мице- лия Aspergillus Higer, содержащего активатор Нильсена, получило очень высокую оценку. Ниже изложены не- которые экспериментальные работы, выполненные на энологической стан- ции Бордо. Свежий мицелий Aspergillus был высушен при низкой температуре, тон- ко измолот, промыт в спирте, который отбирает от него характерный запах плесени. Это серый ворошок мелкозер- нистого строения, имеет следующий со- став (в ,% мае.): Сухие вещества 90,16 Вода 9,84 Зола 13,69 Вещества, растворимые в воде 9,35 Общий азот 3,42 Соответствующие белковые вещества 21,45 Прежде всего была подсчитана ак- тивность, полученная в .зависимости от массы использованного мицелия (рис. 8.5). 80 мг мицелия, соответствующие лишь 7,4 мг растворимых веществ, обе- спечивают по сравнению с контролем опережение на 33 г сброженного саха- ра. При добавлении от 0,5 до 1 г рас- хождение с контролем достигает 50 г. На рис. 8.6 представлены кривые раз- множения дрожжей в таких- же усло- виях. В конце брожения общее число дрожжевых клеток возросло на 45% при самом слабом добавлении; опти- мальное активирование составляет 80%. Активатор заметно продлевает фазу активности дрожжей. В одном из опытов, когда в контроле было 20 тыс. живых дрожжевых клеток на 1 мм3, эта цифра при активированном броже- нии увеличивалась более чем в 2 раза. Фаза отмирания дрожжей, очень быст- ро протекающая без доступа воздуха, в этом случае была задержана на gillus niger (в мг/л) на скорость сбраживания сахара: 1 — контроль; 2 — 80; 3 — 2000; 4 — 500. Рис. 8.6. Влияние порошка мицелия Asper- gillus niger (в мг/л) на размножение дрож- жей: 1 — контроль; 2 — 80; 3—150; 4 — 500. 8 дней, что обеспечило более полное сбраживание. Присутствие активаторов в мицелии Botrytis Свойство мицелия содержать в себе активаторы для дрожжей может быть распространено на некоторое число 228
плесневых грибов (Ж. Риберо-Гайон и сотрудники, 1952). В процессе наблюдений было отмече- но, что мицелии различных рас Botry- tis cinerea были способны после про- мывки, сушки и измельчения ускорять брожение таким же образом, как и ми- целии Aspergillus niger. Ниже приведе- ны данные об ускорении, которое дает по отношению к контролю добавление 0,5 г/л различных мицелий в высушен- ном состоянии и об увеличении популя- ции дрожжей, которое при этом проис- ходит. Ускорение выражено количест- вом граммов сахара, дополнительно сброженного на 5-й день (табл. 8.9). Таблица 8.9 Влияние мицеляя грибов на брожение Виды плесеней Ускорение брожения Увеличение 1 числа дрожже- вых клеток, % Aspergillus oryzae 58 0 Penicillum notatum 77 50 Botrytis cinerea, albino sclerotia 59 32 Botrytis cinerea lini i .. 58 20 Из Botrytis cinerea, культивируемой на виноградном сусле, можно пригото- вить порошок, обладающий стимулиру- ющими свойствами. После выращива- ния мицелий отделяют от среды, из- мельчают, перетирают, несколько раз промывают (с целью удалить антибио- тики, которые он содержит), обезжи- ривают, дезодорируют и обезвоживают, обрабатывая спиртом. Затем просуши- вают при температуре ниже 100° С и из- мельчают в порошок. Заключение На основе результатов сравнитель- ного исследования активирующих ве- ществ, которые рассмотрены в этой гла- ве, были построены графики (рис. 8.7 и 8.8). В данном случае видно, что поми- мо стеринов, стероидов активатор Нильсена является одним из наиболее сильнодействующих на размножение дрожжей и на эволюцию брожения (см. рис. 8.7). Рис. 8.7. Влияние различных активаторов брожения виноградного сусла на содержание сброженного сахара: 1 — контроль; 2— аммиак; 3—витамин Вц Рис. 8.8. Влияние различных активаторов брожения виноградного сусла на размножение дрожжей: 1 — контроль; 2 — ацетальдегид или пирови- ноградная кислота; 3— витамин Bi; 4 — аммиак и активатор Aspergillus niger. Кантарелли (1957) провел важное исследование различных активирую- щих веществ для брожения сусла и для 229
дображивания вин с остаточным саха- ром. К продуктам, давшим хорошее ус- корение брожения, относятся азотистые вещества в аммиачной, аминной или .амидной форме. Азотистый и витамин- ный препарат, упоминавшиеся в разде- ле «Влияние обогащения сусла факто- рами роста», дал хорошие результаты, так же как и комплексные продукты на базе экстрактов из дрожжей, и, наобо- рот, фосфаты, олигоэлементы, витами- ны, нуклеиновые кислоты и их произ- водные, промежуточные продукты бро- жения были малоэффективными (см. рис. 8.8). Сусло и дробленый виноград пред- ставляют собой среду, которая может быть очень изменчивой в зависимости от сорта, экспозиции, года урожая. Из- за этих причин добавление аммиачно- го азота, которое было благоприятным при выработке вина в данном сезоне, может оказаться безрезультатным в следующем году, если условия созре- вания обеспечили накопление достаточ- ного количества этого вещества. Это же относится и к тиамину. Такие измене- ния в эффективности активирующего' продукта в экспериментах и в произ- водственных условиях объясняются трудностью определения состава исход- ного сырья. Количественные анализы различных природных активирующих факторов винограда в условиях произ- водства обычно неприменимы. Активаторы грибного происхождения могут до некоторой степени восполнять недостаточность азотистых веществ или витаминов, но они всегда способствуют спиртовому брожению. Они действуют очень слабыми дозами, если учесть, что растворимой и действительно эффек- тивной бывает едва лишь */ю часть при- меняемой дозы. Они же оказывают влияние на аромат готового продукта. Большой интерес представили бы опы- ты по идентификации активных ве- ществ, отличных от ранее рассматри- вав вавшихся витаминов, как в теоретиче- ском плане, так и для практики. Дей- ствительно, нужно признать, что такие активирующие продукты существуют в загнившем винограде (совместно с ин- гибирующими веществами) и они необ- ходимы для виноделия в районах, где виноград поражается гнилью, и в част- ности «благородной гнилью». Открытие в пруине винограда ве- ществ, которые стимулируют актив- ность дрожжей именно в условиях ана- эробиоза, обычных для виноделия, весьма важно для активирования дрож- жей. ЛИТЕРАТУРА Andreasen A. A. et Stier Т. J. В. (19531, J. Cell. Comp. Physiol., 41, 23. (1954) Ibid., 43, 271. Beech F. W. (1969). Yeast Symposium. Anto- nie van Leeuwenhoek, vol. 35, F 11. Brechot P., Chauvet J., Croson M. et Irrmann R. (1966), C. R. Acad. Sci., 263, 1004. Brechot P., Chauvet J., Dupuy R., Croson M. et Rabatu A. (1971), Ann. Technol. agric., 20, 103, C. R. Acad. Sci., 272, 890. Bremond E. et Courtoisier J. (1955), Vignes et Vins, n° 41, p. 12. Cantarelli C. (1957), Amer. J. Enol., 8, 167. Castor J. G. B. (1953), Applied Microb., 1, 97. Chauvet J., Brechot P., Croson M. et Irrmann R. (1966), Ann. Technol. agric., 15, 99. FlanzyM. et Banos M. (1938), C. R. Acad. Agric., 24, 98. Flanzy M. et Ournac A. (1963), Ann. Technol. agric., 12, 65. Gene vo is L. et Flavier H. (1939), Bull. Soc. Biol., 130, 497. H a 11 A. P., Brenner L., Amerine M. A. et Morgan A. F. (1956), Food Research, 21. 362. Kiessling W. (1949), Ind. agric. alim., 66, 111. Lafon M. (1955), Contribution a I’etude de la formation des produits secondaires de la fermentation alcoolique, These Sci. Phys., Bordeaux. Lafon-Laf ourcad e.S., Blouin J., S u d-
raud P. et Peynaud E. (1967), C. R. Acad, agric., 53, 1046. Lafon-Lafourcade S. et Peynaud E. (1958), Ann. Technol. agric., 7, 303." Lafourcade S. (1954), Contribution a 1’fetu- dur des activateurs et des inhibiteurs de la fermentation alcoolique des mouts de raisin, These Doct. Ing., Bordeaux. Lafourcade S. (1956), Ind. agric. alim., 73, 779. Maugenet J. et Dupuy P. (1964), Ann. Techn. agric., 13, 329. Nordheim W. et Rieche A. (1966), Na- turwissenschaft, 53, 114. Ournac A. (1969), Ann. Technol. agric., 18, 187 et 199. Ournac A. (1970), Ann. Technol. agric., 19, 5 et 285. Peynaud E. et Lafourcade S. (1954), Xе Congres intern. Ind. agric. alim., Madrid (1957). IIе Colloque intern, qualite vegetale, Paris, Bull. Soc. Phys. Veget., 3, 60. (1958), Ann. Inst. Pasteur, 94, 78. Peynaud E. et Lafourcade S. (1955), Ann. Technol. agric., 4, 381, C. R. Acad. Sci., 241, 127. Ind. agric. alim., 72, 575 (1956) C. R. Acad. Sci., 243, 1800 (1957). Ann. Tech- nol. agric., 6, 301. Rev. Ferm. Ind. alim., 12, 9. Ind. agric. alim., 74, 897. Radler F. (1968), Conn. Vigne Vin. 2, 271. Ribereau-Gayon J. et Peynaud E. (1952), C. R. Acad. Agric., 39, 444. Ribereau-Gayon J., Peynaud E. et Lafon M. (1950), C. R. Acad. Sci., 67, 477. R i b e r e a u-G ayon J., Peynaud E. et Lafon M. (1954), C. R. Acad. Sci., 239 1549. Ribereau-Gayon J., Peynaud E. et Lafourcade S. (1952), C. R. Acad. Sci., 234, 251 et 478. R i b ё r e a u-G ayon J., Peynaud E. et: Lafourcade S. (1955), Rev. Ferm. Ind. alim., 10, 119. (1956). Bull. Soc. Chim biol.,. 38, 923 Sailer W. (1957), Mitteilungen, 7, 265. S c h a m i s D. L„ К u r d i n a R. M. e t S a i - kewa L. K. (1963), d’apres Vitis (1965), 6, 160. Starr P. R. et Parks L. W. (1962), J. Cell. Comp. Physiol., 59, 107. Suomalainen H. (1965), Mitt. Versuch. Garungs., 19, 27. Suomalainen H., Nurminen T., VI- hervaara K. et Oura E. (1965), J. Inst. Brew., 71, 227. Weinfurtner F., Eschenbecker F. et Borges W. D. (1959), Zent. Bakt. Parasit. Infekt. Hyg., 113, 134. Verona O. et Picci G. (1954), Annali Spe- rim. agrar., 12, 105. Wiken T., Somm A. et Sulzer F. (1954), Archiv. fur Mikrob., 20, 201. Wiken T. et Agthe C. (1958), Archiv. fur Mikrob., 31, 289. Windisch S., Boerner G., Jansen S. et Stern I. (1967), Branntwein Wirtsch., 107, 429. Глава 9. ЯВЛЕНИЯ ИНГИБИРОВАНИЯ ДРОЖЖЕЙ Термин «ингибирование» применяет- ся здесь в смысле торможения и оста- новки активности дрожжей, замедле- ния и подавления их развития. Извест- но большое число химических веществ (антисептических или противогрибко- вых), которые препятствуют активно- сти или размножению дрожжей. Наблюдения показывают, что броже- ние виноградного сока уже само по се- бе представляет прогрессивно замед- ляющийся процесс. Это отчетливо про- является на кривых брожения и росте дрожжей. В одном из экспериментов, например, констатировали, что при сбраживании первых 85 г сахара на 1 л сусла, кото- рое потребовало 48 ч, образовалось 60 000 дрожжевых клеток на 1 мм3, то- гда как сбраживание остальных 60 г, длившееся 6 дней, дало только 3 000. клеток, следовательно, размножение дрожжей и брожение среды по мере их продолжения становятся все более и более трудными. Интенсивность брожения снижается по двум причинам: в результате умень- шения в среде кислорода, легкоусвояе- 231
Таблица 9.1 Брожение в присутствии спирта в условиях полуаэробиоза (при 25° С) Добавление .спирта к суслу до спцртуозно- сти, % об. Забр? жи- вание через Число дрожже- вых клеток, тыс ./мм8 Достигнутая спиртуозность, % об. Количество остаточно- го сахара. г/л образовавше- гося спирта, % об. ассимилирован- ного азота, мг/л глицерина, ммоль 0 1 день 80 14,0 2 14,0 252 57 1 2 дня 69 14,8 2 13,8 233 65 2 2 » 67 15,6 6 13,6 233 65 4 3 » 65 17,0 8 13,0 202 68 6 4 » 62 18,2 15 12,2 194 72 8 5 дней 45 18,0 50 10,0 126 74 10 12 » 30 16,0 125 6,0 81 80 мых азотистых веществ и др. и вслед- ствие образования веществ, способных тормозить нормальную активность дрожжей. Это главным образом спирт, который играет роль ингибитора. За- медляющее действие углекислого газа проявляется только в особых условиях, под давлением, когда он не может сво- бодно выделяться из бродящей среды. ВЛИЯНИЕ СПИРТА НА АКТИВНОСТЬ ДРОЖЖЕЙ Спирт, образующийся при брожении, парализует активность дрожжей. При- сутствие спирта уменьшает и затем ос- танавливает ассимиляцию азотистых веществ. Это одна из причин постепен- ного прекращения брожения при опре- деленном значении спиртуозности, а также одна из причин, из-за которых вино всегда бродит не так легко, как сусло, и потому иногда трудно вызвать дображивание остаточного сахара в красных винах-недобродах, особенно при повышенной спиртуозности. Кон- центрация спирта, способная блокиро- вать брожение, зависит среди прочих факторов от вида дрожжей. Действие этанола на различные функции дрожжей исследовано доста- точно хорошо (Грей, 1941; Ферро, 1949; Пиччи. 1955). Добавление спирта в пи- тательную среду ведет к удлинению ла- тентной фазы, которая находится в пря- мой зависимости от количества присут- ствующего спирта; экспоненциальная фаза роста удлиняется, и общий рост снижается. Повышение температуры еще более усиливает ингибирующее действие спирта. Спирт подавляет рост дрожжей и уменьшает скорость брожения даже при небольшом про- центном содержании, начиная с забра- живания, как это показывает следую- щий эксперимент. Сбраживали вино- градное сусло, содержавшее 252 г/л сахара, после того, как в него предва- рительно вводили различные дозы спирта. В табл. 9.1 приведены некото- рые результаты этих опытов. Присутствие спирта выражается в задержке забраживания, а число дрож- жевых клеток к концу брожения тем меньше, чем выше исходная спиртуоз- ность. Количество сброженного саха- ра и соответственно образовавшегося спирта также уменьшается в присутст- вии спирта. Дрожжи усваивают азот тем меньше, чем больше спиртуозность среды. Глицерино-пировиноградное брожение облегчается за счет нормаль- ных реакций гликолиза. Измерения ферментной интенсивно- 232
Таблица 9.2 Влияние спирта иа ферментную интенсив- ность дрожжей QcoJ» мм3 газа на 1 мг дрожжей за 1 ч Сг.иртуозность спирта, % об. Sacch, ellip- soideus Sacch, ovifor- mis 0 329 343 3 297 272 6 232 240 9 120 170 12 68 122 15 57 75 сти на аппарате Варбурга в присутст- вии спирта также дают интересные ре- зультаты; они приведены в табл. 9.2 в отношении двух видов дрожжей. Необходимо уточнить, что корреля- ции между спиртоустойчивостью той или иной расы дрожжей и ее способ- ностью образовывать спирт может и не быть. Некоторые дрожжи могут прояв- лять активность при более высокой концентрации внесенного спирта, чем при спиртуозности, образованной сами- ми дрожжами. Другие спирты также оказывают ин- гибирующее действие на дрожжи. Их интенсивность прямо пропорциональна числу атомов углерода и обратно про- порциональна растворимости этих спиртов в воде. Первичные спирты бо- лее токсичны, чем вторичные и третич- ные. Кроме того, некоторые наблюдения дают основание предполагать, что в процессе брожения образуются лету- чие вещества, способные тормозить это явление. Опыты по брожению в при- сутствии жидкости, полученной при охлаждении до 20° С газа, выделивше- гося из винограда во время сбражива- ния, показывают, что этот конденсат содержит другие ингибирующие веще- ства помимо спирта. Сложные эфиры, в частности сложные эфиры высших спиртов, которые здесь находятся в изо- билии, могли бы быть активными ве- ществами брожения. Это касается ингибирующего дейст- вия углекислого газа, выделяющегося в процессе брожения, оно больше все- го проявляется в случае брожения под давлением; в условиях обычного вино- делия, когда образующийся углекис- лый газ удаляется из среды, практиче- ски не наблюдается ингибирующего эффекта; Отмечают, что брожение по- чти не активируется, если в порядке эксперимента откачивают с помощью вакуум-насоса углекислый газ по мере его образования, но легко задержива- ется при создании небольшого внутрен- него давления в резервуарах. ВЛИЯНИЕ САХАРИСТОСТИ СУСЛА В среде, содержащей лишь несколь- ко граммов сахара на 1 л, спиртовое брожение протекает медленно. Ско- рость процесса увеличивается с воз- растанием содержания сахара до 15 или 20 г/л. Винные дрожжи свободно сбраживают сахар при содержании от 100 до 200 г/л. Но более высокая ис- ходная концентрация сахара обладает ингибирующим действием, которое складывается с подобным же действи- ем спирта и способствует преждевре- менной остановке брожения. Этот эф- фект ощущается с момента забражива-’ ния и проявляется по мере развития брожения. В предыдущей главе (раз- дел «Влияние температуры на скорость и предел брожения виноградного сус- ла») приводилась та часть опыта (Мюллера-Тургау, 1884), которая по- казывает, что в конечном счете при са- харистости сусла 303 г образуется меньше спирта, чем при сахаристости 217 г. Вот еще один эксперимент влия- ния очень высокого содержания саха- ра. 233
Сахаристость сусла, г/л 370; 420; 470 550; 750 Спиртуозность за 2 мес., % об. 8,6; 6,3; 5,9; 3,4; 0 Таким образом, виноградное сусло концентрацией до 36° Боме практиче- ски несбраживаемо (иногда констати- руют лишь незначительное развитие дрожжей иа поверхности, в зоне с раз- жиженной влажностью воздуха из-за гигроскопичности продукта). Ингибирование сахаром объясняет- ся явлением осмоса: если дрожжевую клетку поместить в раствор сахара с осмотическим давлением, более силь- ным, чем давление содержимого ее ва- куолей, эта клетка будет более или ме- нее плазмолизована. В. этом случае под микроскопом дрожжевые клетки выглядят как бы съежившимися, мор- щинистыми и значительно меньших размеров, чем обычно. Существуют дрожжи, более способные развиваться в концентрированных сахарных раст- ворах, в частности Sacch. rouxii; их на- зывают осмофильными дрожжами. В прошлом был установлен эмпири- ческий показатель стабильности ликер- ных вин (Делле). Этот показатель яв- ляется функцией одновременно и са- харистости, и спиртуозности и сумми- рует их ингибирующие свойства. Аме- рик и Канки (1965)' дали по этому во- просу разработку и список литературы. Фенольные вещества в больших до- зах, в которых они встречаются в ви- нах некоторых сортов, и красящее ве- щество красного винограда могут в не- которых случаях тормозить активность дрожжей, фиксируясь а стенках дрож- жевых клеток и затрудняя таким об- разом их обмен со средой. Трудности и остановки брожения, по-видимому, имеют место особенно в те годы, когда в винограде отмечается много феноль- ных и красящих веществ. Сиковец (1966) исследовал влияние полифено- лов на дрожжи. Некоторые из них ока- зывают активирующее действие, другие 234 же ингибируют размножение, дыхание и ферментную активность дрожжей; возможна также ассимиляция некото- рых из этих веществ дрожжами. ВЕЩЕСТВА, ИНГИБИРУЮЩИЕ ДРОЖЖИ Известно много категорий продуктов, оказывающих ингибирующее действие на микроорганизмы: 1) наркотики — вещества, обычно растворимые в маслах, которые блоки- руют все функции клеток, но действие их является обратимым. После их уда- ления клетки восстанавливают свою активность. Это карбиды, высшие спир- ты, простые или галогенные; 2) антисептики, способные убивать клетки. К этой группе, особенно рас- пространенной и разнообразной, отно- сятся бензойная и салициловая кисло- ты и их производные, фториды, серни- стая кислота в больших дозах и при низком pH, аллилизотиоцианат и др.; 3) специфические ингибиторы бро- жения, способные блокировать спирто- вое и молочнокислое брожение клетки, однако без прекращения ее дыхания и роста, по крайней мере, в узкой зоне концентраций. Это а-галогенные кис- лоты, такие, как монобромуксусная. При повышенных дозах или в кислых средах эти вещества входят в катего- рию обычных антисептиков; 4) некоторые поверхностно-актив- ные ионизирующие вещества с сильной смачивающей и пенообразующей спо- собностью, например четвертичные со- ли аммония; 5) антивитамины — вещества, близ- кие по своему химическому составу к некоторым факторам роста; они блоки- руют метаболизм и вызывают гибель клетки. Это вещества, аналогичные
сульфамидам, антивита'минам пара- аминобензойной кислоты;\ 6) фунгициды — химические веще- ства, образующиеся чаще всего путем синтеза и действующие противуплесе- ней, грибов и дрожжей. Эти продукты находят практическое применение в садоводстве и виноградарстве в каче- стве пестицидов (действуют на миль4 дью винограда, на Botrytis cinerea); 7) антибиотики — вещества, обра- зуемые плесневыми грибками, актино- мицетами или бактериями, которые оказываются способными ингибировать рост других микроорганизмов или да- же разрушать их, тогда как большая часть перечисленных продуктов дейст- вует в большей или меньшей степени на все микроорганизмы. Антибиотики по своему ингибирующему воздействию являются очень специфичными, напри- мер некоторые активны только против отдельных категорий бактерий, другие же действуют только на определенные виды дрожжей. Дрожжевые клетки относительно ус- тойчивы к различным антисептическим агентам. Они имеют сравнительно боль- шие размеры и толстую мембрану. Та- кие клетки противопоставляют среде своего обитания определенную клеточ- ную автономию. Бактерии же значи- тельно более уязвимы. Например, если для ингибирования бактерий достаточ- но нескольких миллиграммов свобод- ной сернистой кислоты, то для дрож- жей в этом случае ее требуется в 10 раз больше. Ингибирующие продукты очень раз- личны по своему химическому составу и механизму действия. Они парализу- ют ту или другую клеточную функцию, действуя против одного или многих ферментов и блокируя таким образом жизнедеятельность клеток. Некоторые из них убивают дрожжи; говорят, что они обладают фунгицидным действием. Другие парализуют только рост и за- трудняют распускание почек; их назы- вают фунгистатическими. Один и тот же продукт может быть фунгистатиче- ским при слабой дозе и фунгицидным при сильных дозах. Таким же образом различают продукты бактерицидные и бактериостатические в зависимости от их действия на бактерии. Разумеется, что применение этих продуктов для консервации вина кате- горически запрещено, за исключением сернистого ангидрида и сорбиновой кислоты, разрешенной во Франции с 1959 г. для использования в ограни- ченных дозах. Известны преимущества и эффективность сернистого ангидрида для предотвращения микробиальной порчи красных вин и дображивания сладких вин. Известны также и не- удобства его применения в завышен- ных дозах, поэтому понятна необходи- мость изыскания других продуктов, ко- торые могли бы заменить сернистый ангидрид, хотя, конечно, можно совер- шенствовать и дальше способы его применения. Однако для того чтобы по- лучить право на технологическое ис- пользование с обеспечением достаточ- ной эффективности, такие продукты должны отвечать требованиям в пер- вую очередь абсолютного отсутствия токсичности, затем нейтральности в от- ношении органолептических характе- ристик и, наконец, стабильности. Имен- но в результате исследований такого рода было разрешено использование сорбиновой кислоты. В намерения авторов не входит ис- черпывающее исследование различных продуктов, способных ингибировать дрожжи. Перечень основных препара- тов дан в соответствующих таблицах предыдущего издания (т. 1). С тех пор появилось много нового. Активные до- зы зависят от многих факторов, они различны в суслах и в винах и в отно- шении их дозы во многом зависят от степени спиртуозности, фактической 235
кислотности, содержания усвояемого азота и т. д. Авторы рекомендуют основные пуб- ликации по этому вопросу: Риберо- Гайон и сотрудники, 1952, 1958; Рибе- ро-Гайон и Пейно, 1952; Пейно, 1952; Пейно и С. Лафуркад, 1953; Пейно и сотрудники, 1957; С. Лафуркад, 1955. Имеется большое количество работ по продуктам-консервантам, в том чис- ле: Шормюллер, 1959; Рем, 1959, 1960, 1961. Химические антисептики Ниже перечислены химические анти- септики и антибиотики, которые строго запрещается добавлять в напитки (за исключением сорбиновой кислоты, до- пускаемой в винах в концентрации, не превышающей 200 мг/л). Бензойная, параоксибензойная, бор- ная кислота и бораты — активная доза для сусла 1000 мг/л, для вина — от 200 до 500 мг/л. Парахлорбензойная кислота и ее со- ли — слабый фунгицид; активные дозы для вина от 20 до 50 мг/л. Дигидроуксусная кислота — фунги- статична; активные дозы для вина от 100 до 200 мг/л. Фтористоводородная (плавиковая) кислота и ее соли (20 мг/л) замедляют брожение сусла и удваивают его про- должительность; дозы консервации ви- на от 30 до 50 мг/л. Монобромуксусная кислота, моно- хлоруксусная кислота, их соли и слож- ные эфиры. Ядовиты для метаболизма; активные дозы для сусла от 20 до 30 мг/л, для вина — от 2 до 10 мг/л. Салициловая кислота и ее соли — малоактивна; активные дозы для сус- ла от 500 до 1000 мг/л; для вина — от 200 до 500 мг/л. Сорбиновая кислота — фунгистатич- на, блокирует бродильную функцию. Активные дозы для сусла от 500 до 1000 мг/л; для вина — от 100 до 200 мг/л. Гераниевая кислота — оказывает фунгистатическое и бактериостатиче- ское действие в тех же дозах, как и сорбиновая кислота. Соли четвертичного аммония — про- дукт для очистки винодельческих емко- стей. Серебро (металлическое, ионизиро- ванное или коллоидное) —• фунгицид, продолжительность действия ограни- чена; брожению не мешает, уменьшает сбраживаемость сусел и вин. Каптан — фунгицид. В дозах от 30 до 50 мг/л останавливает брожение. До- зы консервации вина от 5 до 10 мг/л; малостабильный продукт. Этиловый эфир хлоругольной кисло- ты (Матта, 1963) — неустойчивый фун- гицид. Октил галл ат (Лонжен, 1967) —фун- гистатичного действия. Активные дозы для сусла 50 мг/л; для вина — 10 мг/л. Аллилизотиоцианат (эссенция гор- чицы) — фунгистатичный, без воздей- ствия на метаболизм; не может остано- вить дображивание, но препятствует его началу. Активные дозы для сусла 10 мг/л; для вина — 2 мг/л. 5-нитрофурилакриловая кислота — активные дозы для сусла от 20 до 100 мг/л, для вина — 5 мг/л (С. Ла- фон-Лафуркад, 1974). Нитрид натрия —* блокирует метабо- лизм дрожжей. Опасный протоплазмен- ный яд. Активные дозы для сусла от 5 до 10 мг, для вина — от 1 до 2 мг/л. Этилпирокарбонат — фунгицид, хи- мический стерилизант. Активные дозы для вина 100 мг/л. Противогрибковые антибиотики Актидион (циклогексимид) — фун- гистатический; действует только на рост. Активные дозы для сусла 10 мг/л, для вина—от 0,2 до 0,5 мг/л. Некото- 236
рые виды дрожжей выдерживают до 100 мг/л. \ Амфотерицин — фунгистатический; активные дозы для сусла>20\г/л; для вина — от 0,5 до 5 мг/л. \ Антимицин А — фунгистатический; активные дозы для сусла>50 мг/лрдля вина — 0,5 мг/л. \ Кандицидин — фунгистатический^ активные дозы для сусла 20 мг/л, для вина — 7 мг/л. Фреквентин — фунгицид; останавли- вает брожение при дозе 20 мг/л. Фунгихромин — фунгицид; активные дозы для сусла 5 мг/л, нестабилен в вине. Микостатин — фунгицид; стерилизу- ет среду или останавливает брожение при дозе 25 мг/л, нестабилен. Микосубтилин — фунгистатический; активные дозы для сусла и для вина от 2 до 10 мг/л. Патулин — малоактивен; был иден- тифицирован в винограде, пораженном зеленой гнилью. Плеоцидин — фунгистатический; ак- тивные дозы для вина от 2 до 20 мг/л. Трихомицин — фунгицид, менее ак- тивный, чем микостатин; дозы, необхо- димые для сусла и вина, 50 мг/л. Виридин — фунгицид; активные до- зы для сусла и вина от 10 до 20 мг/л. Одно из направлений этих исследо- ваний получило особое развитие, а именно относительно влияния пестици- дов на микрофлору винограда и на брожение мезги. Нод пестицидом по- нимают такой химический продукт, ко- торый отдельно или в смеси с другими веществами используют как инсекти- цид, фунгицид, гербицид и т. д. для борьбы с вредителями растений и уро- жая. В случае винограда, пестициды, используемые против мильдью, черной плесени, серой плесени, являются фун- гицидами. Можно было бы привести много ра- бот, опубликованных во Франции и в других странах в области исследования последствий обработок виноградных насаждений на брожение. К числу их относятся труды: Минарик и Рагала, 1966; Гуртер и сотрудников, 1966; Эрен- хардт и Якоб, 1968; Лемперле и сотруд- ников, 1971; Белин и сотрудников, 1971; Касиньяр, 1972. Ниже сравнивается задерживающее действие основных продуктов обрабо- ток, добавляемых из расчета 10 мг/л в виноградное сусло, обсемененное дрож- жами. \ Дни задержки на- х Пестициды чала брожения сус- ла при дозе 10 мг|л Каптан 5 Фальтан 3 Дифолатаи 4 Евпарен (дихлофлюанид) 2 Пельт 44 (метилтиофаиат) 0 Бенлат (беномил) 0 Склекс (дихлозолин) 0 Дитиокарбаматы 0 Фунгициды, содержащие серу или хлор, обладают наиболее сильно выра- женными противодрожжевыми свойст- вами; это каптан, фальтан и дифолатан, в особенности последний. Дихлорфлю- анид также имеет довольно выражен- ные фунгицидные и фунгистатические свойства. На практике нередко конста- тировали задержку брожения сусел из винограда, обработанного за несколько дней до уборки. Достаточное обсемене- ние дрожжами позволяет преодолеть этот недостаток, но трудности с завер- шением брожения можно приписать присутствию этого препарата для борь- бы с плесенью. С другой стороны, ди- тиокарбаматы действуют на дрожжи только при повышенных дозах, поряд- ка 0,5 г/л, и, следовательно, значитель- но выше концентраций, применяемых в винодельческом производстве. Гераниевая кислота (СН3)2 — С = СН — СН2 — СН2 - С'— СН3 II II НС — СООН 237
является ингибирующим продуктом, явно более многосторонним, чем сор- биновая кислота. При дозах, близких к 200 мг/л, она оказывает заметное дей- ствие на пленчатые дрожжи, а также на бактерии уксуснокислого и молочно- кислого брожения. Но при этой дозе продукт приобретает запах и вкус, не- свойственные вину. Механизм действия ингибиторов на метаболизм дрожжей Эффект действия ингибиторов на ин- тенсивность дыхания (Со,) и на интен- сивность брожения одной из рас Sacch. ellipsoideus был определен по- средством манометрического аппарата Варбурга. Измерения проводили в фос- фатном буфере с pH 3,8. Оперировали только с известной сухой массой моло- дых клеток, культивированных на жид- кой синтетической среде и выделенных центрифугированием после 48 ч роста, затем промытых и помещенных в воду в виде суспензии. Интенсивность дыха- ния определяли при 25° С на молочной кислоте, а интенсивность брожения — на глюкозе в условиях анаэробиоза, по- лученного длительным продуванием уг- лекислым газом. В табл. 9.3 приведены значения газо- обмена в опытах с различными продук- тами. Из табл. 9.3 видно, что доза микоста- тина 5 мг/л ингибирует 80% дыхания дрожжей и полностью останавливает брожение. Его активность во многом зависит от pH; этот антибиотик в 2 ра- за более активен при pH 3,8, чем при pH 4,8, и в 10 раз более активен при pH 3,8, чем при pH 7,0. Многие веще- ства вызывают ингибирование такого же типа, как и микостатин. В предшествующем издании этого труда описано в качестве примера де- тальное исследование механизма ан- тигрибкового действия микостатина. 238 Таблица 9.3 Влияние различных веществ на интенсивность дыхания и брожения у Sacch. ellipsoideus (в мм3 газа на 1 мг сухих дрожжей за 1 ч) Вещества Добавляе- мая доза, мг/л Q о2 Контроль — 23 197 Актидиои 100 18 1-65 Сернистый ангидрид 100 0 110 Каптан 10 12 90 Парахлорбензоат 50 8 145 Фунгихромин 50 9 9 Аллилизотиоцианат 50 10 202 Монобромацетат 10 9 175 Монобром ацетат 50 7 ' 12 Микостатин 5 4 0 Этот антибиотик оказался очень актив- ным фунгицидом, способным убивать дрожжи, но весьма нестабильным. Это один из редких антибиотиков, обеспе- чивающий остановку спиртового бро- жения при дозе .25 мг/л. Дозы от 10 до 15 мг практически стерилизуют среды с 10% спирта. В дальнейшем микоста- тин теряет большую часть своей актив- ности; через 2 нед он уже не обнару- живается, так как представляет собой стерилизующий продукт, который, про- изведя свое действие, исчезает. Эти данные подтвердил Гарольо (1960). При 100 мг/л анионы сульфитов бло- кируют дыхание независимо от pH. С другой стороны, известно, что их дей- ствие на брожение подчинено pH. При pH 3,8 интенсивность брожения сни- жается после добавления 100 мг/л на 40%, после введения 200 мг/л — на 50% и при 500 мг/л — на 90%, следо- вательно, сульфиты активно действуют на дыхание дрожжей, но только сер- нистый ангидрид подавляет брожение. К тому же его действие не является мгновенным; при добавлении 200 мг/л
в бродящую среду дрож\и продолжа- ют сбраживать еще немного сахара в течение первого часа послК введения сернистого ангидрида. \ Каптан оказывает меньшее действие на респираторную функцию; его. дей- ствие на брожение возрастает посте- ленно и так же прекращается; брояЦ- ние продолжается еще в течение 1 ч, после добавления препарата. При низком pH монобромуксусная кислота ведет себя в отношении мета- болизма как яд общего действия, ско- рее понижающий уровень дыхания, чем интенсивность брожения. Значительное расхождение между фунгистатической и фунгицидной дозами наводит на мысль, что монобромуксусная кислота оказывает сильное действие на размно- жение дрожжей. Парахлорбензоат натрия производит слабое фунгицидное действие даже при сильных дозах. 200 мг/л препарата практически прекращают дыхание, но еще сохраняется примерно 50% бро- дильной активности. Наконец, еще одна группа состоит из продуктов только фунгистатического действия, которые ингибируют размно- жение дрожжей и практически не уча- ствуют в процессах метаболизма; тако- вы, например, актидион и аллилизотио- цианат. Тогда как 0,2 мг/л актидиона тормозят размножение, 100 мг/л ока- зывают лишь слабое воздействие на дыхание и брожение Sacch. ellipsoide- us. Аллилизотиоцианат даже в значи- тельных дозах, порядка 50 мг/л, также не затрагивает бродильную функцию клетки. Обстоятельную работу по активно- сти актидиона в отношении Sacch. ellipsoideus выполнил Монреаль (1961). Пейно и сотрудники (1962) по- казали, что несколько редких рас Saccharomyces обладают очень высо- кой устойчивостью и даже полной не- восприимчивостью к актидиону. Эти авторы исследовали действие нового ан- тибиотика, стрептимидона, химическая - формула которого имеет определенное сходство со структурой актидиона. Оба антибиотика имеют одинаковое ядро имида глутаровой кислоты. Антидрож- жевой спектр стрептимидона довольно близок к спектру актидиона. Расы Saccharomyces, устойчивые к актиди- ону, устойчивы также и к стрептими- \ону. ^Различные противогрибковые веще- ства.резко отличаются одно от другого особенностями действия, своей специ- фичностью в отношении дрожжей, ус- ловиями и дозами, при которых они ак- тивны, своей стабильностью. Их мож- но подразделить на две категории: фунгистатические ингибиторы, такие, как сорбиновая кислота и актидион, не действующие на уже начавшееся брожение, но имеющие стабильные и хорошие консервирующие свойства, и фунгициды, представленные этилпиро- карбонатом и микостатином, — стери- лизанты мгновенного действия, но не обладающие стабильностью, оба по- следних продукта вызывают подлин- ную стерилизацию на холоде. Антибиотики являются мощными ингибиторами дрожжей, но противо- дрожжевой спектр каждого из них ог- раничен отдельными видами. Иногда некоторые расы могут оказаться вне воздействия того или иного из этих продуктов. Антисептики химического происхождения имеют более широкий спектр фунгицидного действия. ПРИРОДНЫЕ ИНГИБИТОРЫ ВИНОГРАДА И ВИН Явления антибиоза и антагонизма Открытие явления антагонизма меж- ду различными микроорганизмами бы- ло сделано до появления антибиотиков. В начале XX в. было выполнено боль- 239
шое число наблюдений над дрожжами (Лебедев, 1900; Фернбах, 1909). Факт антагонизма дрожжей хорошо изве- стен в практике процессов брожения. При неблагоприятных условиях, и осо- бенно когда аэрация недостаточна, а температура слишком высока, дрожжи выделяют продукты, которые ингиби- руют их собственное развитие. Булар (1926) предложил на основе этого по- ложения «способ, позволяющий оста- навливать, по желанию, брожение в любой момент» путем подогревания и последовательных обсеменений. Ж. Ри- беро-Гайон и сотрудники (1950) уста- новили, что повторное брожение среды во многом зависит от условий, в кото- рых развивалось первое брожение. Когда оно происходило в полном ана- эробиозе или в присутствии повышен- ного содержания сахара, новый рост дрожжей в среде становился затруд- ненным. Антагонизм дрожжей проявляется также и на других организмах, что под- тверждается множеством эксперимен- тальных данных. В ряде случаев сооб- щали, что удалось выделить из дрож- жевых клеток активные вещества, на- пример против плесеней или против грамположительных и грамотрицатель- ных бактерий. Кох (1953) изучал антибиотическую способность у 145 рас пивных, винных и хлебопекарных дрожжей методом зон ингибирования на питательных пластинах в отношении бактерий, от- ветственных за помутнение пива. Все расы дрожжей в большей или меньшей степени ингибируют развитие этих ми- кроорганизмов, некоторые с очень боль- шой интенсивностью. Эффект антибио- за был также констатирован в жидкой среде, и стерильный фильтрат был эф- фективным. Нагревание до 100° С раз- рушает активные вещества. Авторы показали, что на развитие бактерий яблочно-молочного брожения влияет природа дрожжей, на которых проводится спиртовое брожение. Неко- торые виды дрожжей, по-видимому, способствуют ему, другие же, наобо- рот, задерживают или затрудняют его (см. гл. 12, раздел «Антагонизм дрож- жи — бактерии»). Буадрон (1969) детальным образом исследовал поведение смешанных куль- тур дрожжей и бактерий молочнокис- лого брожения, выделенных из вина. В бродящей среде количество дрож- жевых клеток всегда меньше, если они развиваются в присутствии бактерий; в смешанной культуре численность дрожжей бывает в 2—10 раз меньше, чем в чистой. Похоже, что неблаго- приятное влияние бактерий больше сказывается на росте дрожжей, чем на брожении. Что касается развития бактерий, ко- торое вначале облегчается присутстви- ем дрожжей, то в дальнейшем оно бы- стро ингибируется образующимся спир- том. Антагонизм между дрожжами и бак- териями получил различные объясне- ния: 1) эффект соперничества за сахар и другие питательные вещества, в част- ности азотистые. Например, некоторые аминокислоты быстро поглощаются в смешанных культурах; 2) бактерии по- глощают пировиноградную кислоту и свободный ацетальдегид бродящей сре- ды. Эти вторичные продукты являются активаторами спиртового брожения; 3) бактерии образуют вещества, кото- рые подавляют дрожжи. Эти вещества термостойки, они проходят через уль- трафильтры; 4) орнитин, высвобожден- ный бактериями, затрудняет размноже- ние дрожжей и тормозит спиртовое брожение. Эффект антибиотической активности культур Botrytis cinerea на дрожжи Сусло из пораженного благородной плесенью винограда, богатое восстанав- 240
Таблица 9.4 Изменения сброженного сахарХ и числа дрожжей при брожении сусла из винограда, пораженного Botrytis cinerea, по сравнению с суслом из здорового винограда Сусло ^По^затели х Продолжительность брожения, дни Количество остаточно- го сахара через 1 мес, г 5 7 12 Здоровое Сброженный сахар, г/л 116 158 194 3,4 Количество дрожжей, тыс./мм3 52 58 60 — Плесневое Сброженный сахар, г/л 8 29 123 5,4 Количество дрожжей, тыс./мм3 3 25 40 — Плесневое с подогревом Сброженный сахар, г/л 100 142 173 4,6 до 120° С Количество дрожжей, тыс./мм3 49 51 — — Плесневое-)- Сброженный сахар, г/л 108 150 192 . 2,5 + 50 мг/л SO2 Количество дрожжей, тыс./мм3 50 56 58 — ливающими сахарами, обычно сбражи- вается трудно. Этот факт установлен уже давно. Объясняли его обеднением в питательных веществах, например в аммиачном азоте. Чтобы изучить эти трудности брожения, С. Лафуркад (1955), Риберо-Гайон и сотрудники (1955) оперировали чистыми культура- ми Botrytis cinerea на виноградном сусле. В опыте, когда брожение здоро- вого сусла заканчивалось через 12 дней при 60 000 дрожжевых клеток на 1 мм3, в плесневом сусле к этому же времени остается половина несброженного са- хара, а популяция составляет лишь 39 000 клеток. Если в сусле восстановить вещества, которые у него могли быть взяты и могли бы действовать на дрожжи (ам- миак, аспарагин, тиамин и т. д.), ход брожения не улучшается, лишь немно- го более эффективен и грибковый экс- тракт из Aspergillus или из Botrytis. Действие нагревания весьма эффек- тивно. Достаточно продолжительное нагревание при 120° С плесневого сус- ла заметно повышает скорость броже- ния и рост дрожжей. Таким образом, следует допустить, что запаздывание брожения такого сусла связано с при- сутствием веществ, которые большей частью разлагаются при высокой тем- пературе (табл. 9.4). Примечательно действие на плесне- вой виноград сернистого ангидрида в слабых дозах. Добавление 50 мг/л SO2 в здоровое сусло практически не вно- сит никаких изменений в брожение, то- гда как внесение такого же количества в плесневое сусло ускоряет ход броже- ния в такой степени, что оно становит- ся похожим на брожение здорового су- сла. Кроме того, сильно возрастает по- пуляция дрожжей. Таким образом, установлено присут- ствие в сусле из винограда, поражен- ного Botrytis, противодрожжевых ан- тибиотических веществ, большей ча- стью разрушаемых сернистым ангидри- дом и длительным нагреванием при 120° С. Авторы назвали эти ингибирую- щие вещества, еще не получившие точ- ного определения, «ботритицином». Разделение ботритицина Когда плесневое сусло спиртуют до 70 или 80% об., образуется обильный осадок, который можно через 4—5 дней покоя собрать путем центрифугирова- ния, промыть в спирте и осушить сте- канием. Добавленный в равный объем 241
здорового сусла, этот экстракт вызы- вает сильное ингибирование (рис. 9.1). При больших добавлениях брожения не происходит вообще. Экстракт помимо того, что он содер- жит антибиотическое вещество, насы- щен веществами не растворяющимися Вис. 9.1. Обнаружение ботритицина по кри- вым брожения сусел, обогащенных флоккулян- тами культур Botrytis cinerea: 1 — контрольное сусло; 2—сусло-(-флокку- лянт плесневого сусла; 3 — суслоч-флоккулянт мицелия; 4 — плесневое сусло. рового винограда, то также отмечают, что полученный экстракт способен за- держивать брожение другого здорово- го сусла, хотя и в меньшей степени. Таким образом, здоровый виноград со- держит в себе самом наряду с веще- ствами, способствующими развитию дрожжей и активирующими спиртовое брожение, вещества, которые наобо- рот, затрудняют рост дрожжей и вызы- вают задержку брожения. Этими явле- ниями можно объяснить различия в степени сбраживаемости виноградного сусла, наблюдаемые в практике вино- делия. Совершенно точно, что в живой клетке рядом друг с другом находятся ускорители и ингибиторы в непрерывно изменяющихся концентрациях (Бас- тэн, 1954). Ботритицин выпадает количественно в среде, содержащей 80% и лишь ча- стично 70% спирта. Установлено, что антибиотическая способность водного препарата быстро разрушается при обычной температуре под действием ферментов среды, тогда как она сохра- няется при нагревании препарата до 100° С. Следовательно, целесообразно до проведения всех других операций быстро довести плесневое сусло и вод- ный экстракт мицелия до этой темпера- туры с целью их стабилизации. Обработка углем лишает почти пол- ностью плесневое сусло его ингибиру- ющей способности (рис. 9.2). После систематического исследова- ния была принята следующая методи- ка: плесневое сусло, стабилизирован- ное при 100° С, доводили до pH 3,5— 4,0, взбалтывали и оставляли в кон- такте с порошком активированного уг- ля из расчета 30 г/л на 1—2 дня, воз- можно чаще перемешивая жидкость; затем уголь собирали путем центрифу- Рнс. 9.2. Фиксация ботр1итицина активиро- ванным углем н разрушение ботритицина сер- нистым ангидридом: 1 — контрольное сусло; 2— ботритицин, об- работанный углем; 3—ботритицинД-ЗОг; 4 — ботритицин. 242
гирования, хорошо отлЬшали и приво- дили в состояние суспензии в фосфат- ном растворе, приведенном к pH 9,0; после смешивания собирали элюат центрифугированием и осаждали 80%-ным спиртом. Такой экстф^кт об- ладает сильным ингибирующим 'дейст- вием на дрожжи. Условия продуктивности и эффективности ботритицина После опытов на различных культу- рах Botrytis cinerea оказалось, что наи- более благоприятной средой для обра- зования ботритицина являе1ся вино- градное сусло. Влияние pH значитель- но. Botrytis cinerea дает максимум ин- гибирующих веществ при pH около 3,0—3,5. При pH выше 4,0 образование их идет слабо. Эти вещества находятся одновременно и в питательной среде, и в мицелии. Концентрация ботритицина в пита- тельной среде достигает максимума в момент появления конидий. В дальней- шем она быстро понижается в культу- ре в результате меньшего воспроизвод- ства и разложения ранее образованно- го вещества. Содержание антибиотика в мицелии также возрастает до обра- зования конидий. Отмечено, что обычно pH мало влия- ет на спиртовое брожение сусла; зато оно оказывает заметное действие на активность ботритицина. Оно значи- тельно сильнее, когда pH выше. Таким образом, ботритицин, который в пер- вую очередь образуется в питательных средах с низким pH и экстрагируется также в кислой среде, сильнее дейст- вует на дрожжи при несколько повы- шенном pH. Наконец, производство антидрожже- вых веществ является свойством и не- которых' других плесеней (Aspergillus, Penicillium), однако Botrytis откосится к таким, которые выделяют ингибито- ры в наибольшей степени. Милисавлевич (1954) исследовал производство патулина плесневыми грибками Penicillium notatum. Но в действительности нет никакой возможности практического использо- вания ботритицина из-за того, что он разрушается сернистым ангидридом, применяемым при производстве вин. По этой же причине ботритицин не на- \одят в винах, выработанных из плес- невого винограда. В зрелом винограде и в его сусле со- держатся, с одной стороны, вещества, необходимые для размножения дрож- жей, намного усиливающих эффектив- ность их действия, а с другой — веще- ства, которые тормозят их рост, вплоть до полного его прекращения. Виноград, пораженный плесенью Botrytis cinerea, содержит особенно много веществ, при- надлежащих к этим двум категориям. Однако они отличны от тех, которые находятся в зрелом винограде. Эти на- блюдения объясняют некоторые пока еще неясные аспекты процесса броже- ния, относительно скорости его проте- кания на практике. В зависимости от соответствующих концентраций этих природных активаторов и ингибиторов брожение сусла может ускоряться, а? повторное брожение вина облегчаться или же брожение может замедляться, становиться трудным или неполным, а полученные из них вина могут стать относительно стабильными в отноше- нии дображивания остаточных саха- ров. Мы еще' не знаем ни природы этих веществ, ни точных условий, в которых природные активаторы берут верх над ингибиторами. Можно считать, что пол- ное и надежное брожение в желаемые сроки и получение вин, биологически стабильных как в отношении дрожжей повторного брожения, так и болезне- творных бактерий, будет рано или позд- 243
но освоено, не прибегая ни к каким ис- кусственным добавлениям. Следует подчеркнуть, что природа дает нам в винограде, который содержит одновре- менно и стимулянты, и ингибиторы, средства для того, чтобы прекрасно ре- ализовать его превращение в биологи- чески стабильный продукт. Выработку антибиотического веще- ства грибом Botrytis cinerea оспаривает Диттрих (1964), ^который не наблюдал в сусле из плесневого винограда с не- мецких виноградников или в их спир- товом экстракте какого-либо ингибиру- ющего эффекта. Однако первые наблю- дения авторов были легко воспроизве- дены на урожаях 1971 и 1972 гг. в Со- терне. Кроме того, Каталано (1962) констатировал присутствие природных ингибиторов дрожжей в полусброжен- ных суслах и в винах в процессе опы- тов по поглощению их углем и путем экстракции. ЛИТЕРАТУРА Amerine М. A. et Kunkee R. Е. (1965), Vitis, 5, 187. Bastin R. (1954), Rev. Ferm. Ind. agric., 9, 15. Belin J. M., Bessis R., Mouillet L. et Henry P. (1971), Conn. Vigne Vin, 5, 199. Boidron A. M. (1969), Contribution a I’etu- de de 1’antagonisme entre les levures et les bacteries lactiques du vin, These 3е Cycle, Bordeaux. Boulard M. (1926), C. R. Acad. Agric., 12, 615. Cassignard R. (1972), Vignes et Vins, n° 211, 15. Catalano M. (1962), Boll, di Ricerche, n°2, 65. Dittrich H. H. (1964), Wein-Wissens., 19, 528. Ehrenhardt H. et Jakob L. (1968), Weinberg u. Keller, 15, 355. Fernbach A. (1909), C. R. Acad. Sci., 142, 438. Ferre L. (1949), Ind. agric. alim., 66, 259. Flanzy M. et Benard P. (1959), Ann. Technol. agric., 8, 145. G а г о g 1 i о G. (1960), Istituto di Industrie agrarie nell’Universsita di Firenze. Gray W. D. (1941), J. of Bact., 42, 561. Hurter J., Mayer K. et Zurrer H. (1966), Schweiz. Zeits. Obst. Weinbau, 102, 592 Koch T. (1953), Brasserie et malterie, 3, 250. L a f о n-L a f о u r c a d e S. (1974). Ann. Falsif. Exp. Chim., 67, 275. La four ca de S. (1955), Contribution a I’ptu- de des activateurs et des inhibiteurs de la fermentation alcoolique des moots de raisins, These docteur-ing., Bordeaux. Lebedeff A. (1900), Ann. Brass. Dist., 3, 290. Lemperl e E., Kerner E. etWaibel A. (1971), Wein-Wissens, 26, 293. Loncin AL (1967), Ind. alim. agric., 84, 219. Matta M. (1963), Industrie agrarie, 1, 80. M i 1 i s a v 1 j e v i c D. (1954), Ann. Sci. agron. Belgrade, 7, n° 17. Minarik E. et Ragala P. (1966), Mittei- lungen, 16, 107. Monreal K. (1961), Angew. Botanik, 35, 24. Muller-Thurgau H. (1884), Bericht Wein- bau Vereins, Geisenheim, p. 58. Peynaud E. (1952), C. R. Acad. Sci., 235, 1163. Peynaud E. et Lafourcade S. (1953), C. R. Acad. Sci., 236, 1924. Peynaud E., Lafourcade S., et La- fon M. (1957), C. R. Acad. Sci., 244, 2426. Peynaud E„ L a f о n-L afourcade S. et Domereq S. (1962), Ann. Inst. Pasteur, 102, 469. Pic ci G. (1955), Ann. Sperim. agraria, 9, 1511. Rehm H. J. (1959), Zeits Lebensm. Unters. Forsch., 110, 283, 356; (1960). Ibid., 113, 144; (1961) Ibid., 115, 27, 244. R i b ё r e a u-G ayon J., Lafourcade S. et Laf on M. (1950), Ind. agric. alim., 67, 477. R i b ё r e a u-G ayon J., Peynaud E. et Lafourcade S. (1952), C. R. Acad. Sci., 234, 251 et 478. R i b ё r e a u-G ayon J. et Peynaud E. (1952), C. R. Acad. Agric., 39, 479. R i b ё r e a u-G а у о n J., Peynaud E., La- fourcade S. et Charpentid Y. (1955), Bull. Soc. Chim. biol., 37, 1055. R i b ё r e a u-G ayon J., Peynaud E., La- fourcade S. et Lafon M. (1958), Bull. Soc. Chim. biol., 40, 189. Schormuller J. (1959), L’inhibition enzy- matique comme principe d’effets toxiques, Tra- duction du Service de la Рёргеззюп des Frau- des. SHcovec S. (1966), Mitteilungen, 16, 127 et 244
Часть четвертая ВОЗБУДИТЕЛИ БАКТЕРИАЛЬНЫХ БРОЖЕНИЙ Глава 10. МОРФОЛОГИЯ, СИСТЕМАТИКА, ЭКОЛОГИЯ МОЛОЧНОКИСЛЫХ БАКТЕРИЙ ВИНА Бактерии или шизомицеты принад- лежат к подгруппам протестов прока- риотных или низших одноклеточных (тогда как дрожжи относятся к проте- стам эукариотным или высшим одно- клеточным) (см. гл. 5). В прокариот- ной клетке ядро не отделяется мембра- ной от цитоплазмы и при наблюдении в обычный микроскоп остается незаме- ченным. При большом увеличении оно представляется составленным из воло- кон дезоксирибонуклеиновой кислоты. Эубактерии составляют очень широ- кую группу и в связи с этим они не име- ют более или менее точного общего определения. Они включают И родов гр аппозитивных бактерий и 24 рода бактерий грамотрицательных. Окра- шивание по Граму заключается в том, чтобы фиксировать бактерии и окраши- вать их основным красителем (кри- сталлвиолет), затем последовательно обрабатывать раствором Луголя (йод+ +йодистый калий), спиртом и, нако- нец, кислотным красителем (сафра- нин). Обработанные таким образом клетки некоторых видов остаются ок- рашенными в фиолетовый цвет, их на- зывают грамположительными, , тогда как другие, обесцвеченные спиртом и окрашивающиеся затем в красный цвет, являются грамотрицательными. Молочнокислые бактерии определя- ют по совокупности их общих физио- логических и структурных свойств. Они грампозитивны, всегда неподвижны и не образуют спор. Основным источни- ком, откуда они черпают свою энергию, является молочнокислое брожение са- харов. Молочнокислые бактерии, встре- чающиеся в вине, принадлежат к ро- дам Leuconostoc, Pediococcus, Lacto- bacillus. Уксуснокислые бактерии (см. гл. 14) являются грамотрицательными, они имеют окислительный метаболизм. Те из уксуснокислых бактерий, которые встречаются на винограде и в винах, принадлежат к родам Pseudomonas и Acetobacter. Основные данные по общей бакте- риологии изложены в трудах Станье и сотрудников (1966), Сенез (1968) и особенно обстоятельно даны в работах Гюнсалю и Станье (1960—1964). МОРФОЛОГИЯ молочнокислых БАКТЕРИИ Каждая бактерия имеет свою осо- бую форму и размеры. Форма бактерий является достаточно стабильной харак- теристикой, чтобы составлять один из фундаментальных критериев в класси- фикации этих микроорганизмов. Раз- личают кокки круглой формы и бацил- лы или палочки цилиндрической фор- мы. На рис. 10.1 показаны некоторые из таких видов. Кокки имеют диаметр 245
от 0,4 до 1,0 мкм; бациллы имеют тол- щину 0,5 мкм и достигают в длину от 2 до 5 мкм. Кокки имеют сферическую форму, но в зависимости от того, разделяются Рис. 10.1. Различные формы бактерий. Свер- ху вниз: кокк, диплококк, стрептококк, стреп- тодиплококк, тетрада, сарцина, стафилококк, бацилла, диплобацилла, стрептобацилла'. ли две клетки сразу же после деления или же остаются более или менее дли- тельное время рядом, они выглядят под микроскопом как изолированные кокки или как характерные клеточные груп- пы: диплококки (клетки, соединенные попарно), стрептококки (клетки, рас- положенные в виде цепочки), сарцины (скопления клеток в виде кубиков), стафилококки (Скопления клеток не- правильной формы). Бациллы представляют собой удли- ненные клетки, образующие прямые и короткие палочки, но могущие, как и кокки, оставаться сросшимися во вре- мя клеточного деления, образуя при этом диплобациллы или стрептобацил- лы, цепочки, имеющие вид более или м-енее длинных и более или менее из- вилистых волокон. Длина волокон за- висит от условий, и в частности от кис- лотности среды, температуры, присут- ствия спирта, скорости размножения и перемешивания жидкости. Структура бактериальной клетки Бактериальная клетка состоит из клеточных оболочек, цитоплазмы, ве- щества ядра и элементов, называемых факультативными, так как они имеют- ся не у всех видов. На рис. 10.2 и 10.3 воспроизведены снимки клеток молочнокислой бакте- рии и кокка, выделенных из вин. Эти снимки сделаны с помощью электрон- ного микроскопа. Здесь прекрасно вид- ны различные органоиды бактериаль- ных клеток. Клеточные оболочки. Эти оболочки состоят из клеточной перегородки и цитоплазменной мембраны. Клеточную перегородку можно изо- лировать, подвергая бактерии воздей- ствию ультразвука или путем измель- чения их стеклянными микрошарика- ми. Затем проводят дифференциальное центрифугирование, чтобы отделить пе- регородки от протоплазмы. Клеточная перегородка грамположительных бак- терий гомогенна и содержит только один листок. Перегородка же грамот- рицательных бактерий содержит три наложенных один на другой листка. Толщина перегородки колеблется от 10 до 20 нм, а ее масса составляет 20°/о массы клетки. 246
Клеточная перегородка образуется комплексом, состоящим из сахаров (рамноза, арабиноза, глюкоза), ами- нированных сахаров, аминокислот, ли- пидов. Природа компонентов, их отно- сительные пропорции изменяются в за- висимости от микроорганизма, а также Рис. 10.2. Клетки Lactobacillus: а — увеличение 80 000. Клетка в процессе де- ления; видно постепенное развитие центральной перегородки; различаются прямолинейные струк- туры, состоящие из нитей АДН; б—увеличе- ние 80 000. Видна толстая клеточная стенка, чет- ко выделяющаяся цитоплазменная мембрана, мезозомы (черные), связывающие с мембраной центральные (более светлые) участки вещества ядра. от того, идет ли речь о грамположи- тельной или грамотрицательной бакте- рии. Клеточная перегородка действует как фильтр, пропускающий воду, соли, ме- таболиты. Очень устойчивая к механи- ческому воздействию, она играет ис- ключительно важную защитную роль. Будучи упругой, придает свою форму бактерии, подвержена действию неко- торых ферментов, таких, как лизозим. Рис. 10.3. Клетки Leuconostoc. Увеличение 80 000. Различаются различные органиты клетки этого кокка: клеточная стенка и цитоплазмен- ная мембрана, мезозомы (темное пятно) и ве- щество ядра (светлое пятно). Цитоплазменная мембрана в 10 раз тоньше, чем перегородка. В ней нахо- дятся два тонких слоя белковой приро- ды, между которыми располагается ли- пидный слой (60—70% белков, 15— 20% липидов). Она содержит почти все бактериальные цитохромы (пигменты, участвующие в клеточном дыхании) и некоторые энзимы, в частности деги- дрогеназы. Цитоплазменная мембрана играет важную роль: это своего рода специа- лизированный фильтр, который регули- рует переход элементов питательной среды в цитоплазму. Мембрана дейст- вует как осмотический барьер, пропус- кающий воду, но не проницаемый для некоторых ионов, органических моле- кул, макромолекул. 247
С цитоплазменной мембраной связа- ны мезозомы, которые имеют вид мем- бранных клубков или мотков внутри цитоплазмы и служат связью между мембраной и веществом ядра. Цитоплазма. Бактериальная цито- плазма представляет собой суспензию макромолекул; ее pH находится около 7. Под электронным микроскопом ци- топлазма выглядит снабженной мелки- ми сферическими грануляциями, рибо- сомами, имеющими размеры от 10 до 30 нм; она содержит и другие включе- ния: резервные органические вещества, минеральные вещества, хроматофоры. Рибосомы состоят из двух сцеплен- ных друг с другом частиц различных размеров. Они обязаны своим названи- ем тем, что в «них содержится много ри- бонуклеиновых кислот (РНК). В отли- чие от дезоксирибонуклеиновых кислот (ДНК) рибосомные РНК неспецифич- ны по видам бактерий и идентичны во всех видах. Рибосомы играют перво- степенную роль в синтезе белков. Резервные вещества состоят из угле- водов (гликоген может достигать 30% сухой массы клеток) и липидов. Помимо обычных минеральных со- лей цитоплазма бактерий может содер- жать другие неорганические вещества: серу, метахроматические частицы, со- стоящие из минеральных полифосфа- тов (волютин). Вещество ядра. По вопросу о суще- ствовании ядра у бактерий было вы- сказано много противоречивых мнений. Было трудно обнаружить такую струк- туру вследствие очень малых размеров бактерий, а также потому, что при ок- раске нуклеиновых кислот специфиче- скими красителями, обычно применяе- мыми для обнаружения ядер, они при- обретают однообразный цвет. При по- пытках окрасить бактериальное ядро вся клетка окрашивалась одинаково; долгое время говорили о рассеянном ядре. Исследование методами электронной микрографии внесло ясность в вопрос о структуре ядерного вещества бакте- рий. Ядерные районы имеют неправиль- ные контуры, они не окружены мембра- ной, состоят из ДНК, наблюдаемой в виде запутанных волокон, или иногда в виде трубчатых параллельных струк- тур. Ядерная структура примыкает к мезозомам, ее мембранные мотки про- никают в цитоплазму (см. рис. 10.2). Химически ДНК образуется цепями мононуклеотидов, каждый нуклеотид в свою очередь состоит из цикличного азотного основания, сахара, дезоксири- бозы и молекулы фосфата. В состав ДНК входят четыре основания. Аде- нин и гуанин являются пуриновыми основаниями, производными пурина; тимин и цитозин являются пиримиди- новыми основаниями, производными от пиридина. Молекула бактериальной ДНК со- стоит из двух нуклеотидных волокон, соединенных посредством азотных ос- нований. Она имеет конфигурацию двойной спирали. В виде пространст- венной конфигурации происходит со- единение аденин — тимин и гуанин — цитозин. Отношение (A + T)/(G + C) является константой для данного вида бактерий; в зависимости от вида это отношение меняется и может служить основанием для классификации. Процесс деления ядра начинается репликацией или разделением двух во- локон ДНК, сопровождаемой восста- новлением нуклеотид за нуклеотидом, дополнительных нитей во всех пунктах, идентичных самой молекуле. Этот ме- ханизм в определенной мере регули- рует деление клетки. Молекулы ДНК представляют собой генетический ма- териал клетки, т. е. они несут в себе наследственную информацию и управ- ляют ростом и размножением клетки. Факультативные элементы. Эти эле- 248
менты встречаются только у некоторых видов бактерий: это капсулы, реснички или локомоторные органы, споры. Бак- терии вина не имеют ресничек и не об- разуют спор. Капсула представляет собой элемент вязкой консистенции, более или менее толстый и компактный, окружающий некоторые бактерии. Ее называют зб- огле, когда капсула образует нечто вроде липкой слизи, охватывающей скопление клеток со всех сторон. Так, некоторые Leuconostoc, выделенные из вин, образуют подобие утка, связываю- щего клетки между собой, и делают текучей питательную среду; такая ткань препятствует отделению 'клеток при центрифугировании. Бактериальные капсулы состоят в основном из полисахаридов с высокой молекулярной массой. Они могут быть полимерами из одного сахара, такие, как декстраны или глюкозаны у зоогле Leuconostoc. Некоторые уксуснокислые бактерии образуют когерентный вязкий слой, состоящий из целлюлозы. Размножение бактерий Долгое время считали, что размно- жение бактерий происходит неполовым путем и совершается двумя основными процессами: дроблением, или шизоге- незом, и споруляцией. Сейчас генетики допускают существование бактерий особого полового типа, между которы- ми могут иметь место конъюгации. Винные бактерии не образуют спор и размножаются делением (шизогенез). После того как бактерия вытянется в длину, она делится на-две части. Явле- ние начинается с деления ядерного ап- парата по схеме, описанной для ядра. Это деление сопровождается образова- нием поперечной перегородки (см. рис. 10.2 вверху); наконец, сама капсула делится на две дочерние идентичные клетки. ГОМО- ИЛИ ГЕТЕРОФЕРМЕНТАТИВНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА Этот признак является одним из фундаментальных критериев классифи- кации молочнокислых бактерий. Он определяется продуктами, образующи- мися из глюкозы. Гомоферментативные бактерии пре- вращают около 95% глюкозы в молоч- ную кислоту обычным путем гликоли- за, который завершается образованием пирувата. Гетероферментативные бак- терии образуют много других продук- тов: этиловый спирт, уксусную кислоту, глицерин, углекислый газ. Образование углекислого газа часто рассматривается как характеристика типа брожения. Способ Герра (парафи- новая пробка) не всегда надежен: предпочтительнее точное измерение, позволяющее подводить итог исполь- зованного сахара и выделившегося уг- лекислого газа. В этом случае опреде- ляют отношение СО2/молочная кисло- та, оно близко к 0,50 для гетерофер- ментов и колеблется от 0 до 0,02 для гомоферментов, без промежуточных значений между этими двумя типами. Можно также применить отношение молочная кислота/уксусная кислота, или, что более практично, образовав- шаяся нелетучая кислотность/образо- вавшаяся летучая кислотность, кото- рое предложил Карр. У гомофермента- тивных бактерий это отношение остает- ся меньше 10. В действительности оно может колебаться без четко выражен- ного предела между <1 и >20, и по- этому иногда требуются добавочные тесты. Пользуются также отношением эти- ловый спирт/молочпая кислота, кото- рое для гетероферментативных бакте- рий колеблется от 1 до 2; речь идет о процессе, близком к спиртовому броже- нию с вторичным образованием молоч- ной кислоты. Некоторые гомофермен- 249
тативные бактерии вырабатывают спирт, количественно определяемый как следы. Гомоферментативные бактерии обра- зуют ацетин, гетероферментативные же бактерии — бутандиол-2,3; некоторые исключения в обоих случаях не позво- ляют считать эти свойства надежным критерием классификации. Наконец, образование маннита из фруктозы так- же является определяющим при ис- пользовании для этой оценки: прямая кристаллизация выпариванием отстояв- шейся среды; более точный количест- венный анализ маннита, например пу- тем хроматографии на бумаге, мог бы выявить незначительные количества маннита в самих питательных средах гомоферментативных бактерий. ОБЩАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ВИННЫХ БАКТЕРИЙ Классификация, которую предлага- ют авторы, разработана бригадой мик- робиологов Института энологии в Бор- до, которая работала в течение 15 лет. Как уже отмечалось выше, было полу- чено 750 рас грамположительных бак- терий. 650 рас были выделены из 250 образцов винограда, бродящих сусел и главным образом вин. Пробы отбира- ли наполовину из продуктов района Бордо. 260 рас были выделены из вин других винодельческих районов Фран- ции. В момент выделения все эти вина имели признаки микробиальных про- цессов. Чаще всего в них обнаружива- ли яблочно-молочное брожение, иногда молочнокислое скисание и реже такие бактериальные заболевания, как турн (брожение винной кислоты) или ожи- рение (тягучее вино). 134 расы были взяты из разных стран: Южной Афри- ки, Алжира, ФРГ, Австрии, Аргенти- ны, Калифорнии, Чили, Испании, Гре- ции, Италии, Израиля, Японии, Порту- галии, Уругвая. Некоторые расы были 250 выделены из сидров (Англия) и сбро- женных фруктов (Бельгия). Наконец, 32 расы молочнокислых бактерий, служивших эталонами, про- исходили из различных коллекций в использовались для сравнения. Большое число исследованных рас и разнообразие источников их происхож- дения позволили составить систему классификации винных бактерий, хоро- шо вписывающуюся в общую класси- фикацию молочнокислых бактерий и в то же время сохраняющую интерес с точки зрения энологии. В табл. 10.1 дан перечень видов винных бактерий, ко- торые были выделены и охватывают всю совокупность бактериальной мик- рофлоры вин. ЭКОЛОГИЯ и РАСПРОСТРАНЕНИЕ БАКТЕРИЙ МОЛОЧНОКИСЛОГО БРОЖЕНИЯ Присутствие молочнокислых бактерий на винограде Присутствие молочнокислых бакте- рий на винограде было обнаружено со- всем недавно (Пейно и С. Домерк, 1961, 1962). Радлер (1958) выделил из виноградных листьев бактерии, способ- ные сбраживать яблочную кислоту, а по данным Окса (1959), эти бактерии могут вызывать болезни растения, вы- ражающиеся в увядании гребней и плода. На винограднике молочнокислые бактерии распределены неравномерно. На практике каждый год наблюдают, что яблочно-молочное брожение труд- нее происходит в винах с определенны- ми характеристиками или из одних оп- ределенных районов по сравнению с другими винами, без какой-либо воз- можности объяснить это явление соста- вом винограда. В начале спиртового брожения при- сутствие бактерий остается незамечен-
Таблица 10.1 Классификация молочнокислых бактерий Виды бактерий Гомо-или гетеро] ермен г атив- иая характеристика Расы бактерий Кокки Гомоферментативные Pediococcus cerevisiae Pediococcus pentosaceus Гетероферментативные Leuconostoc gracile Leuconostoc oinos A+ Leuconostoc oinos X + Leuconostoc oinos P+ Бациллы Гомоферментативные Lactobacillus plantarum Lactobacillus casei Streptobacterium sp. Гетероферментативные Lactobacillus fructivorans Lactobacillus desidiosus Lactobaccilus hilgardii Lactobacillus brevis ным, так как размножение дрожжей протекает намного быстрее и в боль- ших количествах; но при внимательном наблюдении с помощью микроскопа, начиная с четвертого или пятого дня брожения, в чане обнаруживают при- сутствие бактерий различного вида. Обычно это бактерии яблочно-молоч- ного брожения. Что касается болезне- творных бактерий, то они, по всей ви- димости, присутствуют на винограде так же, как и другие микроорганизмы, но развиваются далеко не всегда, а лишь в тех случаях, когда этому спо- собствуют условия и среда. Пейно и Домерк провели системати- ческие исследования по распределению молочнокислых бактерий. Необходимо подчеркнуть, что эти бактерии встреча- ются как в районах производства ви- нограда, идущего на приготовление ли- керных вин, в которых обычно не бы- вает яблочно-молочного брожения, так и в тех районах, в которых это превра- щение полезно. Однако можно считать, что бактерии яблочно-молочного бро- жения имеют меньшее распростране- ние, чем дрожжи и уксуснокислые бак- терии. В серии сусел, обсемененных культу- рой Sacch. oviformis, присутствие бак- терий наблюдалось только 5 раз вместо 8, что подтверждает факт угнетения яб- лочно-молочного брожения некоторыми дрожжами. В 1961 г. параллельно с выделением бактерий из прессового сусла произво- дили изоляцию их из воды, которой промывали грозди винограда на месте. До начала операции вода была сте- рильной. Промывной водой обсеменяли питательную среду, содержащую яб- лочную кислоту. При этом были отме- чены случаи сбраживания яблочной кислоты. Наблюдалось присутствие молочно- кислых ’бактерий в прессовых суслах (В %): 251
Прессовые сусла при их pH, не обсемененные дрож- 25 жами три pH 3,8, ие обсемененные дрож- 60 жами при их pH, обсемененные дрожжа- 5 ми Вода, использованная для мытья ви- 31 нограда При естественном pH виноградного сусла, например при pH от 3,1 до 3,5, установлено, что большая часть молоч- нокислых бактерий винограда не спо- собна развиваться. Присутствие молочнокислых бактерий в подвалах Присутствие таких бактерий на ви- нодельческом оборудовании и в про- изводственных помещениях вполне возможно; общеизвестен риск загряз- нения нового вина при помещении его в бочки или в буты, ранее содержав- шие испорченные виноматериалы. Точ- но так же в отдельных случаях может проявиться яблочно-молочное броже- ние вследствие обсеменения винодель- ческих емкостей. Но меры по поддер- жанию оборудования бродильных це- хов и подвалов в чистом и стерильном состоянии, необходимые для предот- вращения порчи вин, одновременно препятствуют и обсеменению их бакте- риями яблочно-молочного брожения. Ж. Риберо-Гайон установил постоян- ное присутствие бактерий, воздейству- ющих на яблочную и иногда на винную кислоту, на полах винодельческих за- водов и винных подвалов. Вина, при- веденные к pH 4,0, и растворы винной кислоты были распределены по флако- нам и стерилизованы нагреванием. За- тем эти жидкости загрязняли различ- ными способами, закупоривали и ос- тавляли на несколько недель при тем- пературе 25° С. В этих условиях на- блюдали сбраживание винной кислоты во всех флаконах, загрязненных части- 252 цами, взятых с влажных или сухих по- лов бродильных цехов, и, наоборот, не отмечалось никакого развития бакте- рий из плесени на стенах, из кусочков дерева, взятых с наружной поверхно- сти бочек или в результате контакта в течение многих часов с воздухом бро- дильных помещений. Аналогичные опы- ты с использованием вина с высоким содержанием яблочной кислоты пока- зали присутствие бактерий яблочно- молочного брожения на полу и на дре- весине бочек и отсутствие их в плесе- ни на стенах и в воздухе подвалов. Вебб и Ингрэм (1960) указывают, что возбудитель самопроизвольного брожения вносится не с виноградом, а поступает прежде всего из бродильных чанов. Присутствие молочнокислых бактерий в винах Присутствие бактерий в молодых ви- нах представляет обычное явление. Если при соблюдении необходимых ус- ловий асептики взять в бутылку неко- торое количество молодого вина сразу же на выходе из бродильного чана, за- купорить и оставить ее на несколько недель при температуре 25° С, то всег- да наблюдают развитие бактерий, если только виноград или сусло не подвер- гались сильной сульфитации. Молочная кислота L (-}-) как контроль присутствия молочнокислых бактерий в виноделии Образование молочной кислоты в процессе спиртового брожения сахара имеет место всегда, но оно относитель- но невелико. Для такой природной сре- ды, как виноградное сусло, среднее ко- личество образующейся кислоты со- ставляет около 200 мг/л. Все дрожжи, способные к брожению, за исключени- ем одних, которые были исследованы
авторами, т. е. 30 видов, дают D(—)- молочную кислоту и лишь следы L (+) - молочной кислоты. Штаммы одного и того же вида различаются по общему производству молочной кислоты, но не по природе этой кислоты. При pH мень- ше 4,0 содержание образовавшейся L ( + )-молочной кислоты никогда не превосходило 15 мг/л. Sacch. veronae является единственным видом, способ- ным образовать повышенные количест- ва L( + )-молочной кислоты, вплоть до 1,8 г/л, но эти дрожжи в виноделии встречаются редко. Таким образом, вина, не подвергшие- ся действию бактерий, содержат мало молочной кислоты, обычно менее 0,5 г/л, включающей большую часть изомера D(—). В винах, где происхо- дило яблочно-молочное брожение, мо- лочная кислота находится в более зна- чительных количествах и состоит в ос- новном из изомера L( + ), поскольку при яблочно-молочном брожении обра- зуется только эта кислота. Другими словами, когда вино про- ходит чистое спиртовое брожение, в смысле «брожения, свободного от мо- лочно-кислых бактерий», оно содержит почти исключительно D(—)-молочную кислоту; когда же оно подверглось, кроме того, яблочно-молочному броже- нию, оно содержит главным образом L( + )-молочную кислоту; наконец, ког- да действие бактерий направлено на восстанавливающие сахара (молочно- кислое скисание), конфигурация мо- лочной кислоты зависит от вида бак- терий. В качестве примера в табл. 10.2 по- казана эволюция L( + )-молочной кис- лоты, определенной ферментативным путем во время спиртового, брожения винограда красных сортов в несколь- ких чанах. В чане А сусло сульфитировали из расчета 50 мг/л сернистого ангидрида путем перемежающегося орошения дро- Таблица 10.2 Образование молочной кислоты L (4-) (в r/л) в процессе вниоделия по красному Днн брожения на мезге Чан А Чан Б; Чан В 1 88 " 31 Следы 2 88 41 » 3 80 40 20 4 88 — 20 8 100 88 10 125 88 — Вино из сусла первой — — 20 фракции Прессовое вино — — 210 бленой массы сернистым раствором, в чане Б — с помощью устройства с ре- гулируемым стоком, в чане В — посред- ством автоматического дозировочного насоса для сульфитации; он был спу- щен по истечении 4 дней. В отдельных чанах со слабой суль- фитацией или совсем без нее образо- вание небольшого количества L( + )- молочной кислоты начинается уже в день наполнения. Затем содержание ее постепенно возрастает, особенно в мез- ге на протяжении всего периода спир- тового брожения и после его заверше- ния. Оно бывает более интенсивным при длительном брожении на мезге, чем при коротком, и может достигать 150 мг/л ко времени спуска чана. Эти значения намного превосходят те, ко- торые могут быть получены только дрожжами, и в самых благоприятных условиях составляют от 15 до 20 мг/л. Таким образом, можно сделать вывод, что молочнокислые бактерии присутст- вуют в дробленой массе и проявляют свою активность с момента наполнения бродильных емкостей. Внимательное наблюдение в микроскоп подтверждает их присутствие, следовательно, энзима- тический анализ L( + )-молочной кис- 253
лоты представляет собой чувствитель- ный и точный способ раннего обнару- жения бактерий при производстве вин; он более чувствителен, чем прямое на- блюдение под микроскопом,точнее, чем количественный анализ летучей кис- лотности или яблочной кислоты. Таким путем авторам удалось на- блюдать во время последних сезонов виноделия, что бактерии появляются в бродильных емкостях очень рано, зна- чительно раньше, чем можно было ду- мать; однако их развитие прерывается сульфитацией. На винограде существуют молочно- кислые бактерии; они, несомненно, на- ходятся также на оборудовании и в производственных помещениях, следо- вательно, виноград в большей степени обсеменен самой разнообразной молоч- нокислой микрофлорой. Среди этих бактерий далеко не все способны раз- виваться в вине: некоторые не могут размножаться при pH сусла или вина, но они могут в дальнейшем развивать- ся в выжимке, в зонах с более высоким pH, которые создает мацерация кожи- цы и семян, тканей винограда, менее кислых и богатых минеральными ве- ществами; другие бактерии быстро по- давляются спиртом, образованным дрожжами. Наконец, остается лишь очень небольшой процент бактерий ви- нограда, которые выживают и вызыва- ют в последующем яблочно-молочное брожение, постепенно приспосаблива- ясь к условиям среды, в данном случае вина. Весьма похоже на то, что некоторые молочнокислые бактерии начинают раз- виваться в сусле с момента дробления винограда и заполнения чанов соком, но они быстро ингибируются спиртом и в дальнейшем размножаются очень медленно. Некоторые бактериальные клетки приспосабливаются к среде через более или менее длительный ла- тентный период. Нужно также учиты- 254 вать тот факт, что в процессе броже- ния среда становится все менее и менее благоприятной для молочнокислых бактерий возможно вследствие истоще- ния дрожжами питательных веществ. Последние конкурируют с бактериями и в целом находятся в более выгодном положении, поскольку они намного превосходят бактерии по численности, лучше приспособлены к условиям pH, а селективный эффект сульфитации идет им на пользу. Все эти наблюдения показывают, что яблочно-молочное брожение, которое возникает через несколько дней или недель после окончания спиртового брожения, происходит после длитель- ного периода адаптации бактерий, на- чавшейся сразу же после дробления винограда. Естественное яблочно-мо- лочное брожение является результатом деятельности устойчивых бактериаль- ных клеток и их медленной приспособ- ляемости к среде. Распространение различных видов молочнокислых бактерий Как правило, кокки встречаются в винах в процессе яблочно-молочного брожения чаще, чем бациллы. Соотно- шение обеих форм бактерий может за- висеть от климата или от исходной кис- лотности сусла. Не претендуя на то, чтобы служить общим законом,, процентные отноше- ния, приведенные в табл. 10.3 и рассчи- танные на пробах Домерк, все же, по- видимому, хорошо отражают его сущ- ность. Таким же образом Малан и со- трудники (1965) обнаружили на севере Италии только кокки, тогда как, наобо- рот, Пуатвэн и сотрудники (1963) в Уругвае, Ди Пляси и Ван Цил (1963) в Южной Африке, т. е. в значительно более теплом климате, не обнаружили гетероферментативных кокков. В табл. 10.4 дано распределёние
Таблица 10.3 Число кокков и бацилл в винах в процессе яблочно-молочного брожения, % Виды бактерий 1 Юг Франции, Се- верная Африка, Аргентина, Чили (42 пробы) гайон Бордо, (84 пробы ) Бургундия, Эль- зас, Шампань (60 проб) Кокки 63 74 93 Бациллы 37 26 7 штаммов, взятых из различных видов среды. На винограде было найдено больше бацилл, чем кокков, принадле- жащих к небольшому числу видов. В суслах, находящихся в стадии спир- тового брожения, находили больше кокков, чем бацилл. Наконец, в вине, подвергшемся бактериальной цорче, бациллы находятся в преобладающей пропорции. В испорченных винах находятся все группы бактерий, так же как и в ви- нах, в которых протекает яблочно-мо- лочное брожение. Однако бациллы ча- ще всего выделяют из больных вин, а кокки главным образом из вин в про- цессе биологического раскисления. В испорченном вине обычно находи- ли бактерии, принадлежащие только к одной группе. С другой стороны, бы- вает, что яблочно-молочное брожение молодого вина происходит под воздей- ствием смеси нескольких видов бакте- рий. Так, авторам приходилось выде- лять из одного и того же вина иногда кокки и бациллы или смесь из Leucono- stoc gracile и Leuconostoc oinos; штам- мы, действующие или нет на лимонную кислоту; другие штаммы, воздействую- щие или нет на винную кислоту; нако- нец, штаммы, имеющие различные по- роги pH. Самопроизвольное яблочно- молочное брожение необязательно вы- зывается одним видом бактерий. Таблица 10.4 Частота и распределение видов молочнокислых бактерий (по данным Пейно и С. Домерк. Результаты статистической обработки опытов на 670 штаммах) Виды бактерий Число выделенных штаммов Процент от общего коли- чества штам» МОВ вннограл бродящие сусла яблочно- молочное брожение испорченные вина Pediococcus cerevisiae 12 22 4,8 Leuconostoc gracile 14 16 100 10 20,6 Leuconostoc oinos A4-. 10 36 133 53 34,0 Leuconostoc oinos X-l- — 4 1 2 1,2 Leuconostoc oinos P-1- — 7 3 3 1,9 Lactobacillus plantarum — — 12 2 2,1 Lactobacillus casei — — 5 3 1,2 Lactobacillus fructivorans — — 24 2 3,6 Lactobacillus desidiosus — — 2 1 0,4 Lactobacillus hilgardii 53 22 24 53 22,5 Lactobacillus brevis — 1 10 41 7,7. ЛИТЕРАТУРА Amerine М. A. et Kunkee R. Е. (1968), Microbiology of winemaking. Ann. Rev. Mic- rob., 22, 323. Barre P. (1966), Ann. Technol. agric., 15, 173. Barre P. (1969), Archiv. Mikrobiol., 68, 74. Barre P. (1970), Taxonomie numerique de lactobacillus isoles des vins. Document de travail О. I. V., n° 36. Barre P. et Galzy P. (1960), Ann. Tech- nol. agric., 9, 331. Bergey’s Manual of determinative bacte- 255
riology, 6е ed. (1948), 7е ed. (1957), The Williams and Wilkings Co., Baltimore. Bezzegh T. (1963), Weinberg u. Keller. 10, 470. Bid ап P. (1956), Ann. Technol. agric., 4, 597 Bi dan P. (1967), Etude de la fermentation lactique du vin. Taxonomie des bacteries lac- tiques du vin, Document de travail О. I. V. n° 14. C a r r J. G. (1952), Ann. Rep. Long Ashton Res. Sta„ p. 144. Carr J. G. (1957), J. Inst. Brew., 63, 436. С a г г J. G. (1959), J. appl. Bact., 22, 377. Chatelain R. et Second L. (1966), Ann. Inst. Pasteur, 111, 630. Douglas H. C. et Cruess W. V. (1936), Food Res., 1, 113. Du Plessis L. et Van Zyl J. A. (1963), South African J. agric. Sci., 6, 261 et 673. Dupuy P. (1957), Ann. Technol. agric., 6, 93. FornachonJ. С. M., Douglas H. C. et Vaughn R. H. (1949), Hilgardia, 19, 129. Fornachon J. С. M. (1957), Austr. J. appl. Sci., 8, 120. Fornachon J. С. M. (1964), Amer. J. Enol. Vitic., 15, 184. Garvie E. I. (1960), J. Dairy Res., 27, 283. Garvie E. I. et Mabbitt L. A. (1967), Archiv. Mikrobiol., 55, 398. G а у о n U. (1897), Rev. Vitic., 7, 461. Gini В. etVaughn R. H. (1962), Amer. J. Enol. Vitic., 13, 20. Gomez R. et Galzy P. (1966), Ann. Ecol. nat sup. agr., Montpellier 31, 117. Guimberteau G., Peynaud E. et Do- mereq S. (1962), Mitteilungen, 12, 182. Gunsalus I. C. et Stanier R. Y. (1960— 1964). The bacteria. A treatise on structure and fonction (en 5 vol.), Academic Press, New York — Londres, Volume I : Structure. I n g г a h a m J. L., Vaughn R. H. et Co- oke G. M. (1960), Amer. J. Enol. Vitic., 11, 1. Kun к ее R. E. (1967), Adv. Appl. Microbiol., 9, 235. L a f о п-L afourcade S. et Peynaud E. (1970), Ind. alim. agric., 87, 133. Lambion R. et Meskhi A. (1957), Rev. Ferment. Ind. alim., 12, 131. De L e у J. (1962), Rev. Ferm. Ind. alim., 17, 183. Symposium of the Soc. for general Mic robiol., p. 164. Lonvaud M. (1975), Recherches sur 1’en zyme des bacteries lactiques du vin assurant la transformation du malate en lactate. These Doct. Oenologie. 3е Cycle. Bordeaux. Ma Ian С. E. (1962), Annali Fac. Sci. agrarie Torino, vol. 1. M a I a n С. E., О zi n о О. I. e t G a n d i n i A. (1965), Atti Accad. ital. Vite Vino, 17, 235. Marques Gomes J. V., Da Silva В a- bo M. F. et Guimarraes F. (1953), Commissao Vitic. Regiao Vinhos Verdes. M i 1 i s a v 1 j e v i c D. (1964), Bull. О. I. V., 37, 374. Muller-Thurgau H. et Osterwal- der A. (1913), Die Bakterien im Wein u. Obstwein u. die dadurch verursachten Veran- derungen, 210 p., Fischer. Nakagawa A. et Kitahara К. (1959), J. Gen. appl. Microbiol., 5, 95. Nonomura H. et Ohara Y. (1967), Mit- teilungen, 17, 345 et 449. Nonomura H., Y am aza к i T. et Oha- ra Y. (1965), Mitteilungen, 15, 241. Ochs G. (1959), Mitteilungen, 9, 55. Orla-Jensen S. (1943), The lactic acid bac- teria, Munksgaard, Copenhague. Ozino О. I. (1967), Atti Accad. ital. Vite Vino, 19, 99. Pederson C. S. (1938), J. Bact./ 35, 95. Pederson C. S. (1952), Symposium of the lactic acid bacteria, Вас. Rev., 16, 228. Peynaud E. (1955), Mitteilungen, 5, 183. Peynaud E. (1956), Amer. J. Enol., 7; 150. Peynaud E. (1956), Microbiologie appliquee et vinification, Colloque de Viticulture et d’ Oenologie, Barcelone. Peynaud E. (1967), Etudes recentes sur les bacteries lactiques du vin. IIе Symposium intern, d’ Oenologie, Bordeaux, C. R., p. 219. Peynaud E. et Domereq S. (1961), C. R. Acad. Sci., 252, 3343. Peynaud E. et Domereq S. (1961), Ann. Technol. agric., 10, 43. Peynaud E. et Domereq S. (1962), Boll. Ricerche Marsala, 1, 65. Peynaud E. et Domereq S. (1967), Arch. Mikrobiol., 57, 255. Peynaud E. et Domereq S. (1967), Rev. Ferm. Ind. alim., 22, 133. Peynaud E. et Domereq S. (1968), Ann. Inst. Pasteur, Lille, 19, 159. Peynaud E. et Dupuy P. (1964), Bull. О. I. V., n° 403, 903. Reynaud E. et Guimberteau G. (1964), C. R. Acad. Sci., 258, 4626. Peynaud E., L a f о n-L a f о u r c a d e S. et Domereq S. (1965), Bull. О. I. V., 38, 945. Peynaud E., Lafon-Lafourcade S. et Guimberteau G. (1967), Rev. Ferm. Ind. alim., 22, 61. Peynaud E. et Sapis-Domercq S. (1970), Arch. Mikrobiol., 70, 348. Poittevin E., Carrasco A. et Gioia 256
M. N. (1963), Rev. Latinoamer. Microbiol., 6, 147. Prevot A. R. (1957), Manuel de classificati- on et de determination des bacteries anaero- bies, Masson, Paris. Radi er F. (1958), Arch. Mikrobiol., 30, 64. R a d 1 e r F. (1962), Vitis, 3, 144. Radler F. (1972), Weinberg u. Keller, 19, 357. Ribereau-Gayon J. (1938), Bull. Assoc. Chim., 55, 601. R i b ё r e a u-G а у о n J. (1939), Progr. agric. vi- tic., t. Ill et 112. Ribereau-Gayon J. (1941), Ann. Fer- ment., 6, 228. Ribereau-Gayon J. (1942), Ann. Fer- ment., 7, 21. Rogosa M. et Sharp e-M. E. (1959), J. appl. Bact., 22, 329. Senez J. C. (1968), Microbiologie generale, Doin, Paris. Sharpe E. (1961), Ann. Inst. Pastetur, Lille, 12, 133. Sharpe E. (1962), Dairy Sci. Abstr., 24, 109 et 165. Sneath P. H. A. (1967), J. gen. Microbiol., 17, 184. Sneath P. H. A. (1962), in Microbial classi- fication (Ainsworth G. C. et Sneath P. H. A.), United Press, Cambridge, p. 289—326. Sneath P. H. A. (1964), Ann. Rev. Micro- biol., 18, 335. Stanier R. Y., Doudoroff M. etAdel- berg E. A. (1966), Microbiologie genera- le, Masson, Paris. Vaughn R. H. (1955), Advance Food Res., 6, 67. Vaughn R. H„ Douglas H. C. et. For- n a ch on J. С. M. (1949), Hilgardia, 19, 133. Vaughn R. H., Do ugla s H. C. et For- n a ch on J. С. M. (1955), Advance Food Res., 6, 67. Webb R. B. et Ingraham J. L. (I960), Amer. J. Enol. Vitic, 11, 63. Weiller H. G. et Radler F. (1970), Zentr. Bakt. Parasit. Infekt. Hygiene, 124, 707. Глава 11. ОПИСАНИЕ ОСНОВНЫХ ВИДОВ МОЛОЧНОКИСЛЫХ БАКТЕРИЙ, ВЫДЕЛЕННЫХ ИЗ ВИН В этой главе приведено в качестве примера описание признаков 13 штам- мов основных видов молочнокислых бактерий, выделенных из вина. В эти характеристики включены все данные, которыми располагают авторы, относи- тельно их морфологических и физиоло- гических .свойств, около полусотни на один штамм. Они позволяют классифи- цировать любую бактерию, выделен- ную из вина, или, по меньшей мере, найти путем сравнения близкий ей вид из числа описанных. Таким образом, эти описания представляют собой кар- точки типов или карточки эталонов. Рабочая группа «Микробиология ви- на» Международного бюро по виногра- дарству и виноделию собрала в свой Международный каталог молочнокис- лых бактерий карты с описанием при- знаков на 144 штамма (1971). Этот ка- талог начали составлять в 1969 г. В настоящее время он включает 18 на- званий видов, которые имеют много си- нонимов. 15 штаммов не относятся по своему происхождению ни к виногра- ду, ни к вину. Настоящий каталог мо- жно составить только после точной ко- дификации. В этой главе также дается несколько микрофотографических снимков молоч- нокислых бактерий, выделенных из вин. Некоторые из них выполнили с по- мощью электронного микроскопа Но- номура и сотрудники (1967) и Радлер (1972) (рис. 11.1, 11.2). Зак. 1929 257
Рис. 11 1. Схематические изображения форм бактерий а — Leuconostoc; б — Lactobacillus. 258
Рис. 112. Микрофотографии, выполненные с помощью электронного микроскопа (Нономура и сотрудники, 1967); увеличено приблизительно в 5 000 раз- а — Pediococcus parvulus (синоним cerevisiae); б — Leuconostoc infrequens (синоним oinos А + ); в—Lactobacillus casei; г — Lactobacillus buchnerii (синоним desidiosus). ГОМОФЕРМЕНТАТИВНЫЕ КОККИ Pediococcus cerevisiae — штамм Jal Этот штамм выделен в 1962 г. на Аг- рономической и энологической станции в Бордо из красного вина, обработан- 9* ного сорбиновой кислотой. Издает за- пах герани. Морфологические признаки. Выделе- ны очень маленькие кокки, парные, те- трады или скопления (рис. 11.3). Физиологические характеристики. 259
Рис. 11.3. Микрофотографии, выполненные с помощью электронного микроскопа (Радлер, 1972): а—Leuconostoc oinos (увеличение 600); б — Lactobacillus casei (увеличение 8500), в — La- ctobacillus brevis (увеличение 5500), г — Pediococcus cerevisiae (увеличение 5000). Гомоферментативные кокки: не обра- зуют углекислого газа из глюкозы, и маннита из фруктозы. Тест Карра: не- летучая кислотность 21 мг-экв/.л; лету- чая—1,2 мг-экв/л, отношение НК/ЛК 17,5. Образование этилового спирта < < 1 ммоль/л. Образующаяся молочная кислота: D(—) и L( + ). Оптимальная темпера- тура 25° С; отмечается рост при 15° С и отсутствие его при 45° С. Рост на различных сахарах: + : глюкоза, фруктоза, манноза, тре- галоза, целлобиоза; —: арабиноза, рамноза, ксилоза, га- лактоза, лактоза, сахароза, мелибиоза, рафиноза. Рост на других субстратах, содержа- щих углерод: + : яблочная кислота; —: лимонная, винная, глюконовая, глюкуроновая, галактуроновая кисло- ты, глицерин, мезоинозит, сорбит, ман- нит. Другие характеристики. Отсутствие образования гидрата окиси аммония из аргинина. Образование глицерина (12 ммоль/л), бутандиола-2,3 (22 ммоль/л). Потребности в аминокислотах: арги- нин, глутаминовая кислота, лейцин, фенилаланин, серин, триптофан, тиро- зин, валин. Потребности в факторах роста; пан- 260
тотеновая кислота (играет роль акти- ватора). Порог pH использования сахаров 3,0; для яблочной кислоты 3,8. Предел спиртовыносливостп культу- ры 14% об. Повышение кислотности в различных условиях аэрации: в открытой культу- ре 66 мг-экв/л.; в пробирке с доступом воздуха 88 мг-экв/л; в полном флаконе, закрытом проб- кой, 126 мг-экв/л; под пирогаллом 64 мг-экв/л. Кокк микроаэрофильный, активиру- ющее действие углекислого газа. Pediococcus pentosaceus — штамм В 44 Выделен в 1966 г. в Институте мик- робиологии и энологии в Майнце (ФРГ) из вина района Пфальца. Морфологические признаки. Кокк грамположительный; диаметр 0,6— 0,7 мкм. Физиологические характеристики. Кокк гомоферментативный на глюко- зе. Образующаяся молочная кислота. D (—) и L( + ) Рост при 15° С, отсутствие роста при 45° С. Рост на различных сахарах: +: арабиноза, ксилоза, глюкоза, фруктоза, галактоза, манноза, сахаро- за, трегалоза, целлобиоза, лактоза; —: рамноза, мелибиоза, рафиноза, крахмал. Рост на других субстратах, содержа- щих углерод: + : яблочная кислота; —: лимонная, винная кислоты, глице- рин, мезоинозит, сорбит, маннит. Другие характеристики. Отсутствие образования гидрата окиси аммония m аргинина. Образование ацетоина, отсутствие образования декстрана. Слабое подкисление скисшего (свер- нувшегося) молока. Потребности в аминокислотах: трео- нин, триптофан, тирозин, метионин, фе- нилаланин, пролин, серин, гликокол, изолейцин, лейцин, глутаминовая кис- лота, валин, аргинин, аспарагиновая кислота. Выносливость к хлористому Haipiifo 6,5%. Рост в присутствии воздуха, отсутст- вие роста без доступа воздуха; кокк микроаэрофильный. ГЕТЕРОФЕРМЕНТАТИВНЫЕ КОККИ Leuconostoc gracile — штамм ВС 33 Выделен в 1960 г. на Агрономической и энологической станции в Бордо и i Рис. 11.4. 1 luconostoc grae.Ie (v.-.e тензг 1000). молодого красного вина «Медок» в про- цессе яблочно-молочного брожения. Морфологические признаки. Стреп- тококки очень малых размеров, имею- щие вид цепочек, состоящих из 4 —10 яйцевидных клеток (рис. 11.4). 261
Физиологические характеристики. Кокк гетероферментативный: образует углекислый газ, уксусную кислоту, эти- ловый спирт на глюкозе, маннит на фруктозе. Тест Карра: нелетучая кис- лотность 15 мг-экв/л, летучая — 7,3 мг-экв/л; отношение НЛ/ЛК 2,0. Образующаяся молочная кислота D(-). Оптимальная температура 15° С; при 45°С рост отсутствует. Рост на различных сахарах: + : глюкоза, фруктоза, манноза, са- хароза, трегалоза, целлобиоза; —: арабиноза, ксилоза, рамноза, га- лактоза, лактоза, мальтоза, мелибиоза, рафиноза. Рост на других субстратах, содержа- щих углерод: + : яблочная, лимонная, глюконовая кислоты; —: винная, глюкуроновая, галакту- роновая кислоты; глицерин, мезоинозит, сорбит, ман- нит. Другие характеристики. Нет образо- вания гидрата окиси аммония из арги- нина. Образование глицерина (11 ммоль/л), бутандиола-2,3 (200 мг/л). Потребности в аминокислотах: глу- таминовая кислота, изолейцин, лейцин, метионин, фенилаланин, триптофан, тирозин, валин. Потребности в факторах роста: пан- тотеновая кислота, никотинамид, ура- цил. Порог pH использования сахаров 3,4; использования яблочной кислоты 3,0. Предел спиртовыносливости культу- ры 14% об. Повышение кислотности в различных условиях аэрации: в открытой культуре 42 мг-экв/л; в пробирке с доступом воздуха 82 мг-экв/л; в полном флаконе, закрытом проб- кой, 118 мг-экв/л; под пирогаллолом 58 мг-экв/л. Кокк микроаэрофильный, активиру- ющее действие углекислого газа. Leuconostoc oinos(А-]-) — штамм Bz3 Выделен в 1956 г. на Агрономической и энологической станции Бордо из мо- лодого красного вина «Cotes de Buzet» во время яблочно-молочного брожения. Морфологические признаки. Очень маленькие стрептококки обычно в ви- де цепочек, насчитывающих до 15 кле- ток. Физиологические характеристики. Кокк гетероферментативный: образует углекислый газ, уксусную кислоту, эта- нол на глюкозе, маннит на фруктозе. Тест Карра: нелетучая кислотность 50 мг-экв/л, летучая — 20 мг-экв/л; от- ношение НК/ЛК 2,5. Образующаяся молочная кислота D(—). Оптимальная температура 25° С, рост при 15° С, отсутствие роста при 45° С. Рост на различных сахарах: + : арабиноза, глюкоза, фруктоза, манноза, сахароза, трегалоза, мелиби- оза, целлобиоза, рафиноза; —: ксилоза, рамноза, галактоза, мальтоза. Рост на других субстратах, содержа- щих углерод: + : яблочная, лимонная, глюконовая кислоты; —: винная, глюкуроновая, галакту- роновая кислоты, глицерин, мезоино- зит, сорбит, маннит. Другие характеристики. Нет образо- вания гидрата окиси аммония из арги- нина. Образование глицерина (10 мг-экв/л), бутандиола-2,3 (400 мг/л). Потребность в аминокислотах: арги- нин, глутаминовая кислота, гистидин, лейцин, фенилаланин, серин, треонин, триптофан, тирозин, валин. 262
Потребности в факторах роста: пан- тотеновая кислота, никотинамид. Порог pH сбраживания сахаров 3,6; яблочной кислоты 3,0. Предел спиртовыносливости культу- ры 13% об. Повышение кислотности в различных условиях аэрации: в открытой культуре 52 мг-экв/л; в пробирке с доступом воздуха 124 мг-экв/л; в полном флаконе, закрытом проб- кой, 160 мг-экв/л; под пирогаллолом 162 мг-экв.'л. Кокк анаэробный, факультативный. Leuconostoc oinos (Х+) — штамм SC122 Выделен в 1960 г. на Агрономической и энологической станции Бордо из сус- ла «Premieres Cotes» Бордо. Морфологические признаки. Кокки толстые, образующие цепочки (рис. 11.5). Физиологические характеристики. Кокк гетероферментативный: образу- Рис 11 5. Leuconostoc oinos (Х + ) (увеличе- ние 1000) ет углекислый газ, уксусную кислоту, этанол на глюкозе, маннит на фрукто- зе. Тест Карра: нелетучая кислотность 37 мг-экв/л; летучая —9,1 мг-экв/л; отношение НК/ЛК 4,1. Образующаяся молочная кислота D(— ). Оптимальная температура: 15—25° С; при 45° С роста нет. Рост на различных сахарах: +: ксилоза, глюкоза, фруктоза, ман- ноза, сахароза, трегалоза, мелибиоза, целлобиоза, рафиноза; —: арабиноза, рамноза, галактоза, лактоза, мальтоза. Рост на других субстратах, содержа- щих сахар: + : яблочная, лимонная, глюконовач кислоты; —: винная, глюкуроновая, галакту- роновая кислоты, глицерин, мезоино- зит, сорбит, маннит. Другие характеристики. Нет образо- вания гидрата окиси аммония из арги- нина. Образование глицерина (17 мг-экв/л), бутандиола-2,3 (418 мг/л). Потребность в аминокислотах: глу- таминовая кислота, лейцин, фенилала- нин, триптофан, тирозин, валин. Потребности в факторах роста: пан- тотеновая кислота, никотинамид, пара- аминобензойная кислота. Порог pH использования сахаров 3,8; — яблочной кислоты 3,2. Предел спиртовыносливости культуры 12% об. Повышение кислотности в различных условиях аэрации: в открытой культуре 100 мг-экв/л; в пробирке с доступом воздуха 188 мг-экв/л; в полном флаконе, закрытом проб- кой, 182 мг-экв/л; под пирогаллолом 180 мг-экв/л. Кокк анаэробный факультативный. Leuconostac oinos (Р + ) — штамм Ft2 Выделен в 1960 г. на Агрономической и энологической станции Бордо из сус- 263
ла, полученного в районе Сеит-Эмиль- он. Морфологические признаки. Очень маленькие стрептококки, имеющие вид более или менее длинных цепочек. Физиологические характеристики. Кокк гетероферментативный: образует углекислый газ, уксусную кислоту, эта- нол на глюкозе, маннит на фруктозе. Тест Карра: нелетучая кислотность 111 мг-экв/л; летучая—17 мг-экв/л; отношение НК/ЛК 6,5. Образующаяся молочная кислота D( ). Оптимальная температура 25° С, от- сутствие роста при 45° С. Рост на различных сахарах: + : арабиноза, ксилоза, глюкоза, фруктоза, галактоза, манноза, сахаро- за, мальтоза, трегалоза, мелибиоза, ра- финоза; —: рамноза, лактоза, целлобиоза. Рост на других субстратах, содержа- щих углерод: + : молочная, лимонная, глюконовая кислоты. —: винная, глюкуроновая, галакту- роновая кислоты, глицерин, мезоино- зит, сорбит, маннит. Другие характеристики. Образова- ние гидрата окиси аммония из аргини- на. Образование глицерина (11 мг-экв/л), бутандиола-2,3 (358 мг/л). Потребности в аминокислотах: арги- нин, гистидин, метионин, фенилаланин, серин, треонин, триптофан, тирозин, ва- лин. Потребности в факторах роста: пан- тотеновая кислота, никотинамид, мезо- инозит. Порог pH сбраживания сахаров 3,6, яблочной кислоты — 3,4. Предел спир- товыносливости культуры 14% об. Повышение кислотности в различных условиях аэрации: в открытой культуре 70 мг-экв/л; в пробирке с доступом воздуха 156 мг-экв/л; в полном флаконе, закрытом проб- кой, 140 мг-экв/л; под пирогаллолом 158 мг-экв/л. Кокк анаэробный факультативный. ГОМОФЕРМЕНТАТИВНЫЕ БАЦИЛЛЫ Lactobacillus plantarum — штамм LA1 Выделен в 1960 г. в лаборатории хи- мического факультета Университета Монтевидео из одного из уругвайских вин. Исследован в 1963 г. на Агрономи- ческой и энологической станции в Бор- до. Рис. 116. Lactobacillus plantarum (увеличе- ние 1000). Морфологические признаки. Малень- кие короткие палочки, существующие отдельно, попарно или в виде стрепто- бацилл (рис. 11.6). Физиологические характеристики. Бациллы гомоферментативные: без об- разования углекислого газа на глюко- зе и маннита на фруктозе. Тест Карра: нелетучая кислотность 129 мг-экв/л; ле- тучая — 4,9 мг-экв/л; отношение НК/ЛК 26,3. Образование этанола< 264
<1 ммоль/л. Образующаяся молочная кислота D(—)+L( + ). Оптимальная температура 25° С; рост при 15° С; отсутствие роста при 45° С. Рост на различных сахарах: + : арабиноза, глюкоза, фруктоза, галактоза, лактоза, сахароза, мальто- за, мелибиоза, целлобиоза, рафиноза; —: рамноза, ксилоза. Рост на других субстратах, содержа- щих углерод; + : яблочная, лимонная, глюконовая кислоты, сорбит, маннит; —: винная, глюкуроновая, галакту- роновая кислоты, глицерин, мезоино- зит. Другие характеристики. Нет образо- вания гидрата окиси аммония из арги- нина. Образование глицерина (25 ммоль/л), бутандиола-2,3 (34мг/л). Потребности в аминокислотах: ала- нин, цистин, глутаминовая кислота, изолейцин, лейцин, треонин, валин. Потребности в факторах роста: пан- тотеновая кислота, никотинамид. Порог pH использования сахаров 3,0; яблочной, кислоты 3,4. Предел спиртовыносливости культу- ры 13% об. Повышение кислотности в различных условиях аэрации: в открытой культуре 66 мг-экв/л; в пробирке с доступом воздуха или в наполненном доверху и закрытом плот- ной пробкой стакане, или же под пиро- галлолом 108 мг-экв/л. Бацилла ана- эробная, факультативная. Lactobacillus casei bap. casei — штамм Q 16 Выделен в 1956 г. на Агрономической и энологической станции Бордо из мо- лодого красного вина «Premieres Cotes de Bordeaux». Морфологические признаки. Длин- ные и тонкие бациллы, существующие изолированно или в виде стрептоба- цилл. Физиологические характеристики. Бациллы гомоферментативные: без об- разования углекислого газа, уксусной кислоты на глюкозе, маннита на фрук- тозе. Тест Карра: нелетучая кислот- ность 41 мг-экв/л; летучая — 2,0 мг-экв/л; отношение НК/ЛК 20,5. Образование этанола<1 ммоль/л. Об- разующаяся молочная кислота L( + ). Оптимальная температура 35° С; слабый рост при 15° С, отсутствие ро- ста при 45° С. Рост на различных сахарах: + : глюкоза, фруктоза, галактоза, лактоза, сахароза, мальтоза, целлобио- за; —: арабиноза, рамноза, ксилоза, ме- либиоза, рафиноза. Рост на других субстратах, содержа- щих углерод: + : яблочная, глюконовая кислоты, маннит; —: лимонная, винная, молочная, сор- биновая, глюкуроновая, галактуроно- вая кислоты, глицерин, мезоинозит, сор- бит. Другие характеристики. Нет образо- вания гидрата окиси аммония из арги- нина. Образование глицерина (13ммоль/л), бутандиола-2,3 (34 мг/л); нет образо- вания эритрита, арабита на глюкозе. Потребности в аминокислотах: ала- нин, глутаминовая кислота, изолейцин, лейцин, фенилаланин, пролин, треонин, триптофан, тирозин, валин. Потребности в факторах роста: рибо- флавин, пантотеновая кислота, никоти- намид. Порог pH использования сахара 3,6; яблочной кислоты 3,4. Предел спиртовыносливости культу- ры 11% об. Повышение кислотности в различных условиях аэрации: открытая культура 66 мг-экв/л; *..‘ ’265
пробирки с доступом воздуха 96 мг-экв/л; флакон, наполненный доверху, за- крытый пробкой, 138 мг-экв/л; под пирогаллолом 84 мг-экв/л. Бацилла микроаэрофильная, активи- рующее действие углекислого газа. Streptobacterium sp. — штамм Е 1 Выделен в 1960 г. на Агрономиче- ской и энологической станции Бордо из белого больного (турн) вина. Морфологические признаки. Малень- кие короткие бациллы, существующие в одиночку или в виде стрептобацилл. Физиологические характеристики. Бациллы гомоферментативные: без об- разования углекислого газа на глюко- зе, маннита на фруктозе. Тест Карра: нелетучая кислотность 93 мг-экв/л; ле- тучая — 3,7 мг-экв/л; отношение НК/'ЛК 25. Образование этанола < <1 ммоль/л. Образующаяся молочная кислота D(-) + L(+). Оптимальная температура 30° С, сла- бый рост при 15° С, отсутствие роста при 45° С. Рост на различных сахарах: + : глюкоза, фруктоза, целлобиоза; —: арабиноза, рамноза, ксилоза, га- лактоза, лактоза, сахароза, мальтоза, мелибиоза, рафиноза. Рост на других субстратах, содержа- щих углерод: + : яблочная кислота, глюкуроновая кислота, маннит; —: лимонная кислота, винная кисло- та, глюконовая кислота, галактуроно- вая кислота, глицерин, мезоинозит, сорбит. Другие характеристики. Нет образо- вания гидрата окиси аммония из арги- нина. Образование глицерина (3 ммоль/л), бутандиола-2,3 (50 мг/л). Потребности в аминокислотах: арги- нин, цистин, глутаминовая кислота, 266 изолейцин, лейцин, фенилаланин, се- рин, триптофан, валин. Потребности в факторах роста: ри- бофлавин, пантотеновая кислота, нико- тинамид. Порог pH использования сахаров 3,0; яблочной кислоты 3,8. Предел спиртовыносливости культу- ры 12% об. Повышение кислотности в различных условиях аэрации: в открытой культуре 138 мг-экв/л; в пробирке с доступом воздуха 158 мг-экв/л; в полных флаконах, закрытых проб- кой, 160 мг-экв/л; под пирогаллолом 90 мг-экв/л. Бацилла микроаэрофильная. ГЕТЕРОФЕРМЕНТАТИВНЫЕ БАЦИЛЛЫ Lactobacillus fructivorans — штамм Bn 1 Выделен в 1963 г. на Агрономиче- ской и энологической станции в Бордо из молодого красного вина «Баньюл». Морфологические признаки. Бацил- лы тонкие, отдельные или в виде стреп- тобацилл; длина палочек от 3 до 5 мкм. Физиологические характеристики. Бациллы гетероферментативные: обра- зуют углекислый газ, уксусную кисло- ту, этанол на глюкозе, маннит на фрук- тозе. Тест Карра: нелетучая кислот- ность 19 мг-экв/л, летучая—8 мг-экв/л; отношение НК/ЛК 2,4. Образующаяся молочная кислота D(—) + L( + ). Оптимальная температура 25° С, слабый рост при 15° С, отсутствие ро- ста при 45° С. Рост на различных сахарах: + : глюкоза, фруктоза, сахароза, мальтоза, мелибиоза, рафиноза; —: арабиноза, рамноза, ксилоза, га- лактоза, манноза, лактоза, трегалоза, целлобиоза. Рост на других субстратах, содержа- щих углерод:
+: яблочная кислота, лимонная кис- лота, глюконовая кислота; —: молочная кислота, глюкуроновая кислота, галактуроновая кислота, гли- церин, мезоинозит, сорбит, маннит. Другие характеристики. Образова- ние гидрата окиси аммония из арги- нина. Образование глицерина (14 ммоль/л) , бутандиола-2,3 (103 мг/л). Потребности в аминокислотах: аспа- рагиновая кислота, цистин, глутамино- вая кислота, лейцин, валин. Потребности в факторах роста: ни- котинамид. Порог pH использования сахаров 3,4; яблочной кислоты 3,4. Предел спиртовыносливости культу- ры 14% об. Повышение кислотности в различных условиях аэрации: в открытой культуре 58 мг-экв/л; в пробирке с доступом воздуха 98 мг-экв/л; в полном флаконе, закрытом проб- кой, 150 мг-экв/л; под пирогаллолом 142 мг-экв/л. Ба- цилла анаэробная, факультативная. Lactobacillus desidiosus — штамм CV241 Выделен в 1962 г. на Агрономиче- ской и энологической станции Бордо из винного дрожжевого осадка, доведен- ного до pH 3,8 и выдержанного в тече- ние нескольких недель при 25° С; содер- жание летучей кислоты достигло 0,96 г/л. Морфологические признаки. Бацил- лы очень длинные и тонкие — от 5 до 10 мкм. Физиологические характеристики. Бациллы гетероферментативные: образуют углекислый газ, уксусную ки- слоту и этанол на глюкозе. Тест Карра: нелетучая кислотность 69 мг-экв/л; ле- тучая —• 53 мг-экв/л; отношение НК/ЛК 1,3. Образующаяся молочная кислота D (—) + L (+). Оптимальная температура 25° С, рост при 15° С, отсутствие роста при 45° С. Рост на различных сахарах: + : арабиноза, глюкоза, фруктоза, сахароза; —: рамноза, ксилоза, галактоза, ман- ноза, лактоза, мальтоза, трегалоза, ме- либиоза, целлобиоза, рафиноза. Рост на других субстратах, содержа- щих углерод: + : яблочная кислота, глюконовая кислота; —: лимонная кислота, винная кисло- та, глюкуроновая кислота, галактуро- новая кислота, глицерин, мезоинозит, сорбит, маннит. Другие характеристики. Образова- ние гидрата окиси аммония из арги- нина. Образование глицерина (13 ммоль/л), бутандиола-2,3 (148 мг/л). Потребности в аминокислотах: аспа- рагиновая кислота, цистин, глутамино- вая кислота, лейцин, валин. Потребности в факторах роста: пан- тотеновая кислота, никотинамид. Порог pH использования сахаров 3,4; яблочной кислоты 3,6. Предел спиртовыносливости культу- ры 13% об. Повышение кислотности в различных условиях аэрации: в открытой культуре, в пробирке, с доступом воздуха, в наполненном до- верху флаконе, закрытом плотной проб- кой, или под пирогаллолом — от 148 до 156 мг-экв/л. Бацилла анаэробная факультатив- ная, мало чувствительна к кислороду. Lactobacillus hilgardii— штамм РМ 4 Выделен в 1960 г. на Агрономиче- ской и энологической станции Бордо пз сусла Сотерн в процессе брожения. 267
Морфологические признаки. Бацил- лы большей или меньшей длины — в пределах от 2 до 10 мкм — существуют каждая отдельно. Физиологичес кие характеристики. Бациллы гетероферментативные: обра- зуют углекислый газ, этанол, уксусную кислоту на глюко е, млннпг на фрукто- зе. Тест Карра: нелетучая кислотность 60 мг-экв/л, летучая — 69 мг-экв/л; от- ношение НК/ЛК 0,83. Образующаяся молочная кислота D( -)+L( + ). Оптимальная температура 25° С, рост при 15° С, отсутствие роста при 45° С. Рост на различных сахарах: + : ксилоза, глюкоза, фруктоза, га- лактоза, сахароза, мальтоза, мелибио- за, рафиноза; —: арабиноза, рамноза, манноза, лактоза, трегалоза, целлобиоза. Рост на других субстратах, содержа- щих углерод: +: яблочная, глюконовая кислоты; —: лимонная, винная, глюкуроновая, галактуроновая кислоты, глицерин, ме- зоинозит, сорбит, маннит. Другие характеристики. Нет образо- вания гидрата окиси аммония из арги- нина. Образование глицерина (9,4 ммоль/л), бутандиола-2,3 (459 мг/л). Потребности в аминокислотах: глу- таминовая кислота, изолейцин, лейцин, валин. Потребности в факторах роста: пан- тотеновая кислота, никотинамид. Порог pH использования сахаров 3,2, яблочной кислоты —3,4. Предел спиртовыносливости культу- ры 13% об. Повышение кислотности в различных условиях аэрации: в открытой культуре 112 мг-экв/л; в пробирке с доступом воздуха, в полном флаконе, закрытом пробкой, или под пирогаллолом 152 мг-экв/л. Бацилла анаэробная, факультатив- ная. Lactobacillus brevis — штамм VI 1 Выделен в 1961 г. на Агрономической и энологической станции Бордо из тя- гучего красного вина (9,5% об., общая кислотность 4,70, летучая кислотность 0,79). Рис. 11.7. Lactobacillus brevis (увеличение 1000) Морфологические признаки. Бацил- цы тонкие, длина от 2 до 6 мкм; суще- ствуют отдельно или в виде стрепто- бацилл (рис. 11.7). Физиологические характеристики. Бациллы гетероферментативные: обра- зуют углекислый газ, уксусную кисло- ту, этиловый спирт на глюкозе, маннит на фруктозе. Тест Карра: нелетучая кислотность 83 мг-экв/л, летучая — 127 мг-экв/л; отношение НК/ЛК 0,65. Образующаяся молочная кислота D(—) +L( + ). Оптимальная температура 25°С; рост при 15° С, отсутствие роста при 45° С. Рост на различных сахарах: + : арабиноза, ксилоза, глюкоза, фруктоза, галактоза, лактоза, сахаро- за, мальтоза, мелибиоза, рафиноза; 268
—: рамноза, манноза, трегалоза, целлобиоза. Рост на других субстратах, содержа- щих углерод: + : яблочная, глюконовая, глюкуро- новая, галактуроновая кислоты. —: лимонная, винная кислоты, гли- церин, мезоинозит, сорбит, маннит. Другие характеристики. Образова- ние гидрата окиси аммония из арги- нина. Образование глицерина (53 мг-экв/л), бутандиола-2,3 (108 мг/л). Потребности в аминокислотах: глу- таминовая кислота, изолейцин, лейцин, валин. Потребности в факторах роста: пантотеновая кислота, никотинамид. Порог pH использования сахаров и яблочной кислоты 3,0. Предельная спиртуозность культуры 15% об. Повышение кислотности в различных условиях аэрации: в открытой культуре 112 мг-экв/л; в пробирке с доступом воздуха или в полном флаконе, закрытом пробкой, или под пирогаллолом от 152 до 158 мг-экв/л. Бацилла анаэробная, факультатив- ная. Глава 12. УСЛОВИЯ РАЗВИТИЯ И АКТИВНОСТИ МОЛОЧНЫХ БАКТЕРИЙ ВИНА СПОСОБЫ ИССЛЕДОВАНИЯ РОСТА БАКТЕРИЙ Бактериальная популяция определя- ется двумя параметрами: микробиаль- ной плотностью, т. е. массой клеток на единицу объема, и клеточной концент- рацией, т. е. числом клеток на едини- цу объема. Возрастание этих двух па- раметров отражает рост бактерий. Масса клеток выражает массу синте- зированного органического вещества, концентрация — число клеточных деле- ний. В гл. 7 было показано на приме- ре дрожжей, что для роста микроорга- низмов необходимо сочетание опреде- ленного числа факторов и условий. Понятие «ограничивающий фактор» было определено в гл. 7, как любой фактор, отсутствие или недостаток ко- торого влекут за собой остановку рос- та. Определены также различные фа- зы роста: скрытое состояние, ускорен- ное развитие, экспоненциальная или логарифмическая фаза, замедление, устойчивая фаза и отмирание (см. рис. 7.1). Подсчет общего количества клеток и числа живых клеток Для исследования размножения и активности молочнокислых бактерий можно использовать способы, анало- гичные тем, какие применяют в отно- шении дрожжей. Метод прямого под- счета клеток с помощью гематиметра Маласеза может также применяться к бактериям, используя увеличение в 600 раз; подсчет стрептококков или стрептобацилл остается приблизитель- ным, так как невозможно подсчитать элементы цепочек; в зависимости от их длины результаты могут иметь боль- шие расхождения. Кроме того, можно определять число бактерий по отно- шению к дрожжам, которые легче поддаются подсчету, например, в мо- лодом вине. Камера счетчика клеток Салумбини разделена на 400 маленьких квадрат- 269
них чашечек глубиной 0,04 мм и пло- щадью 0,0025 мм2, т. е. объемом 1/10 000 мм3 каждая. Бактериальная суспензия фиксируется на формальде- гиде и окрашивается метиленовой си- нью; через 5 мин покоя суспензию рас- сматривают под микроскопом. Трудно- сти представляют наводка на фокус и определение местонахождения бакте- рий., Наряду с другими исследования- Рис. 12.1. Калибровочная кривая зависимо- сти между сухой массой бактерий молочнокис- лого брожения в суспензии и оптической плот- ностью, определенной прямым отсчетом на шка- ле нефелометра. ми авторы отказались от метода пря- мого подсчета и предпочли способ, ос- нованный на нефелометрических изме- рениях с эталонированием по массе. Известно отношение между мутно- стью бактериальных суспензий и сухой массой бактерий; однако форма, в за- висимости от того, кокки это или ба- циллы, и величина клеток могут иска- зить истинную картину. При очень тщательной работе в одних и тех же условиях среды, окраски и т. д. по- мутнение, измеренное нефелометром, можно выразить в сухой массе бакте- 270 рий, находящихся в состоянии суспен- зии, в соответствии с заранее постро- енным графиком (Меламед, 1962). Для удобства работы можно исполь- зовать одну и ту же кривую для всех бактерий, хотя и существуют расхож- дения (в среднем около 10%) между бактериями различной формы. На рис. 12.1 представлена кривая средне- го типа. В табл. 12.1 приведены отно- шения между массой бактерий и чис- лом клеток для двух молочнокислых бацилл; в табл. 12.2 показано влияние формы и величины бактерий на опре- деление методом нефелометрии. Число живых бактерий определяют путем подсчета на чашках Петри. Этот способ труднее реализовать, и он менее точен, чем при работе с дрож- жами. Он позволяет приближенно вы- числять «жизнеспособность» культур, но не может быть мерой их реального роста. Размножаются не все живые клетки, а некоторые колонии могут возникнуть из групп клеток. Такой ме- тод, который позволил, например, сле- дить за поведением молочнокислых бактерий, введенных в вино, дает лишь сравнительные результаты. Ког- да живые бактерии находятся в боль- шом объеме жидкости (например,. в осветленных винах), предпочтительно использовать фильтрующие мембраны; нужно, чтобы состав питательной сре- ды, на которую помещают мембрану, подходил для развития молочнокис- лых бактерий вина; работу проводят в атмосфере углекислого газа (Пейно и Сапис-Домерк, 1972). Эволюция молочнокислых брожений За развитием культуры можно так- же следить путем периодического оп- ределения одного из поглощаемых или образуемых элементов. В случае мо- лочнокислого сбраживания сахаров определяют молочную кислоту или,
Таблица 12.1 Отношение между массой молочнокислых бактерий Lactobacillus hilgardii и числом клеток Штаммы бактерий Число клеток на 1 см* Влажная масса,* мг/л Число клеток на 1 мг влажной массы Сухая масса, мг/л Число клеток иа 1 мг сухой массы Штамм ВС 2 Штамм BZ 14 3,1-Ю8 2,0-10s 5970 4980 5,2-10’ 4,0-10’ 335 275 9,5-108 7,2-Ю8 * Масса остатка от центрифугирования, после обезвоживания. Таблица 12.2 Отношение между' мутностью бактериальной суспензии и формой и величиной клеток Вилы бактерий Приблизи- тельные размеры, мкм Масса бак- терий (в мг/л), вы- зывающих одно и то же значе- ние помут- нения (75 делений нефеломет- ра) Средние кокки 0,8 3,62 Большие кокки 1,2 3,17 Малые стрептококки Бациллы 0,6 3,35 короткие 0,5-1,0 3,75 длинные, тонкие 0,5-5 3,25 длинные, то,петые 0,6-3 3,25 что проще, увеличение общей кислот- ности. При яблочно-молочном броже- нии вина можно проследить исчезно- вение яблочной кислоты, применяя хроматографию или количественный микробиологический, или энзиматиче- ский анализ; можно, наконец, опреде- лять количество углекислого газа ма- нометрическим методом или примене- нием специального электрода (Лонво, 1975). При изучении молочнокислого бро- жения полной содержащей сахар пи- тательной среды (разбавленное вино- градное сусло, обогащенное 5 г/л дрожжевого экстракта и доведенного до pH 4,4), засеянной бактериями, вы- Рис. 12.2. Эволюция роста бактерий, опреде- ленная: а — по сухой массе бактерий, образовавших- ся во время молочнокислого сбраживания саха- ров; б — по увеличению кислотности во время молочнокислого сбраживания сахаров: 1 — Pe- diococcus cerevisiae; 2 — Leuconostoc oinos A+; 3 — Lactobacillus casei; 4 — Lactobacillus hil- gardii. 271
деленными из вина, в количестве от 30 000 до 50 000 на 1 см3 при темпера- туре 25° С (рис. 12.2), можно сделать следующие замечания: а) помутнение, которое можно из- мерить, проявляется через 24—48 ч после засева; при прочих равных ус- ловиях скрытая фаза более продолжи- тельна у кокков; гетеро- или гомофер- ментативный характер бактерий не оказывает на этот фактор никакого влияния; б) максимальной численности попу- ляция достигает у молочнокислых ба- цилл через 4 дня, у кокков за 8— 12 дней; Рис. 12.3. Схема эволюции роста бактерий и яблочно-молочиого брожения при виноделии по красному. в) урожаи бактерий выше у гетеро- ферментативных видов; массовые зна- чения образующихся гетерофермента- тивных бацилл в 2 раза больше, чем у гомоферментативных бацилл; г) образование кислотности начина- ется не сразу; жидкость непрозрачна, в то время как еще не образовалась .концентрация кислотности, достаточ- ная для количественного определения; д) образование кислотности проис- ходит’ интенсивно после того, как по- пуляция. достигнет стационарной фа- зы; кислотность может удвоиться, на- чиная с момента, когда констатируют максимальный рост бактерий. По ис- течении 20 дней подкисление все еще продолжается. Не отмечается парал- лелизма, который существует, напри- мер, между спиртовым брожением и размножением дрожжей. Бактерии растут быстрее, чем дрожжи, но име- ется расхождение, разрыв между об- разованием молочной кислоты и рос- том; е) максимальные значения образую- щейся кислотности у различных бак- терий мало различаются между со- бой, во всяком случае, они менее из- менчивы, чем максимальные значения массы бактерий. Когда анализируют процесс спон- танного роста бактерий с момента на- чала переработки винограда посред- ством указанных выше количествен- ных способов, обычно различают два последовательных цикла роста, кото- рые схематически отражены на рис. 12.3. Первый начинается в первые ча- сы брожения на мезге и протекает па- раллельно с развитием дрожжей; раз- множение бактерий прекращается с об- разованием спирта, и популяция бак- терий претерпевает очень сильное уменьшение. Число живых клеток, ос- тающихся в новом вине после спирто- вого брожения, может сильно коле- баться. Веч (1973) сообщает, что у швейцарских вин это число колеблет- ся от 100 до 80 000 на 1 см3; 2/з вин имеют свыше 10 000 живых бактерий на 1 см3. Следующий за этим латент- -ный период является‘более или менее длительным. В отдельных редких слу- чаях могут быть совмещения по вре- мени спиртового и яблочно-молочного брожения, что нежелательно; чаще всего латентный период длится не- сколько дней или несколько недель, если при этом выступает какой-либо ограничивающий фактор (сернистый ангидрид,, неблагоприятная темпера- 272
тура); скрытый период может продол- жаться в течение нескольких месяцев. После этой фазы размножение во- зобновляется и вызывает сбражива- ние яблочной кислоты. На первой ста- дии образование молочной кислоты идет слабо. Яблочно-молочное броже- ние проявляется некоторой задержкой размножения клеток. Разложение яб- лочной кислоты начинается только тогда, когда рост достигает логариф- мической фазы; оно продолжается во Рис. 12.4. Приспособление, позволяющее экс- периментально обнаружить начало яблочно-мо- лочного брожения благодаря образующемуся пузырьку углекислого газа. время стационарной фазы и даже в фазе замедления. Когда популяция слаба, яблочная кислота не расходу- ется. Похоже, что численность популя- ции должна превзойти 1 млн. клеток на 1 см3, чтобы яблочно-молочное брожение действительно началось. Фактически речь идет не о настоящем брожении, поскольку оно не является источником энергии. Затем после исчезновения яблочной кислоты популяция уменьшается более или менее быстро, и наконец в вине остается популяция живых клеток, численность которой зависит от их pH, степени сульфитации, способов освет- ления (Мартиньер и сотрудники, 1974). Чтобы проследить эволюцию яблоч- но-молочного брожения, в лаборатор- ных условиях было использовано сле- дующее приспособление. Засеянную питательную среду или вина, подле- жащие исследованию, помещали в колбы вместимостью 100 или 200 см3 с длинной тонкой калиброванной шей- кой. Их наполняют до калибровочной метки и закрывают толстым слоем смеси, состоящей на 2/3 из парафина и на '/з из парафинового масла, кото- рую сжижают легким нагреванием. Затем колбы ставят в термостат при 25° С. При этой температуре смесь за- твердевает и сохраняет консистенцию пасты. Такое приспособление позволя- ет наблюдать пузырек углекислого газа, образующийся под парафиновой пробкой, и фиксировать его объемы, которые заставляют пробку подни- маться вверх по горловине колбы (рис. 12.4). Исследуемые среды пред- варительно очищают от углекислого газа путем взбалтывания под ваку- умом. Затем во избежание вмешатель- ства дрожжей в вино вводят актидион из расчета от 2 до 5 мг/л. Система об- тюрации действует надежно только при температуре 25° С. Этот способ особенно чувствителен для определения момента начала яб- лочно-молочного брожения и позволя- ет быстро делать большое число срав- нений. Этот способ применим и тог- да, когда хотят оценить шансы еще кислого вина подвергнуться спонтан- ному яблочно-молочному брожению; для этого образец вина, помещенный в такую колбу, ставят в термостат и следят за появлением первого пузырь- ка под парафином. Следует подтвер- дить аналитически исчезновение яб- лочной кислоты и титруемой кислот- ности, так ка,к образование углекис- лого газа даже без участия дрожжей, 273
нельзя рассматривать как явление специфическое для яблочно-молочно- го брожения. Чтобы точнее проследить этот фено- мен, можно использовать углекислот- ный электрод, который позволяет ко- личественно определять углекислый газ, растворенный в жидкости (Лонво и Риберо-Гайон, 1973); углекислый газ диффундирует через тефлоновую мембрану в электролит, вызывая из- менение pH, которое регистрируется. Эти авторы воспользовались аппара- том, созданным для количественного анализа углекислого газа в крови; ре- зультаты, выраженные в величинах парциального давления, могут быть представлены в виде концентрации на 1 л. СПОСОБЫ ИССЛЕДОВАНИЯ АКТИВНОСТИ БАКТЕРИЙ Природа яблочно-молочного фермента Молочнокислые бактерии, выделен- ные из вин, обладают различными способностями по превращению яблоч- ной кислоты в молочную. Их клетку можно рассматривать как носитель более или менее значительного потен- циала «яблочно-молочной активности» или «яблочно-молочного фермента», причем последний термин выражает ферментный комплекс, вызывающий яблочно-молочное превращение (см. гл. 15 «Механизм брожения»). Этот яблочно-молочный фермент мо- жет иметь «конститутивный» или «ин- дуктивный» характер. Конститутивным его называют потому, что он является интегрирующей и постоянной частью ферментного запаса клетки, а индук- тивным потому, что, не существуя в клетке в момент ее возникновения, может быть индуцирован в среде ве- •ществ как раз таких, которые он спо- собен метаболизировать, в данном 274 случае яблочную кислоту; таким об- разом, этот фермент является случай- ным. Уайтинг и Коггинс (1963) определи- ли свойства яблочно-молочного фер- мента 8 штаммов, выделенных из вин. С. Лафон-Лафуркад и Пейно (1970) исследовали 100 штаммов молочно- кислых бактерий: они получили рас- пределение, которое показано в табл. 12.3. Таблица 12.3 Природа яблочио-молочного фермента молоч- кислых бактерий, выделенных из вин Активность кпа.м.мо» Бациллы Кокки Фермент яблочно- молочный конститутивный 9 индуктивный 5 Штаммы, лишен- — ные яблочио-мо-* лочиого фермента 47 5 В условиях эксперимента 10% штам- мов не обладали активностью декар- боксилирования яблочной кислоты. Среди бактерий с яблочно-молочным ферментом индуктивного типа оказа- лось 64% гомоферментативных или гетероферментативных бацилл. У кок- ков число штаммов повышается; оно достигает 83% для гомоферментатив- ных и 86% для гетероферментативных кокков, следовательно, природа яб- лочно-молочного брожения скорее яв- ляется признаком штамма, чем вида. Разложение яблочной кислоты молочнокислыми бактериями, не размножающимися делением Если в простой раствор яблочной кислоты внести достаточное массовое
количество свежевыделенных путем центрифугирования и промытых мо- лочнокислых бактерий, то через не- сколько часов можно наблюдать пре- вращение яблочной кислоты в молоч- ную; например, свежие бактерии в концентрации 1 г/л превращают в те- чение 24 ч 50 мг-экв яблочной кисло- ты. На основе этого можно разрабо- тать тест яблочно-молочной активно- сти бактериальных клеток, не размно- жающихся делением (Лафон-Лафур- кад, 1970). Среда для эксперимента состоит из фосфатного буфера, обогащенного не- которыми катионами и не содержаще- го никаких других органических ве- ществ, кроме L-яблочной кислоты; се- рия опытов, которые описаны ниже, побудила авторов установить pH, равный 4,0. Вторичный фосфат калия, г/л Сульфат магния, г/л Сульфат марганца, г/л L-яблочная кислота, мг/экв 2,0 0,125 0,125 от 50 до 60 Экспериментальную среду распреде- ляют по пробиркам из расчета по 10 см3 в каждую и стерилизуют при 115° С в течение 10 мин. После охлаж- дения суспензии засевают с опреде- ленной массой промытых бактерий, собранных из среды предварительной культуры путем центрифугирования при частоте вращения 9000 об/мин и температуре 0°С; ставят на инкуба- цию при 30° С. Количественный ана- лиз общей кислотности проводят че- рез одинаковые промежутки времени после удаления углекислого газа пу- тем взбалтывания под вакуумом. Раз- ница в кислотности основной среды до и после добавления яблочной кислоты позволяет вычислить точное содержа- ние этой кислоты в среде. Исчезнове- ние половины процентного содержа- ния кислоты в экспериментальной сре- де означает завершение яблочно-мо- лочного брожения. ВЛИЯНИЕ pH Хорошо известно, что одним из важ- ных факторов развития молочно-кис- лых бактерий является концентрация водородных ионов в среде. Для каж- дого штамма рост возможен только в гамме pH, заключающейся между ми- нимальным pH роста (или порогом pH) и максимальным показателем pH. Между этими пределами находится оптимальный показатель pH роста, при котором происходит наиболее бы- строе размножение бактерий. Каждый штамм может быть также охаракте- ризован порогом pH использования яблочной кислоты и порогом pH ис- пользования сахаров. Оптимальный pH роста в среде, пригодной для молочнокислого броже- ния, может быть установлен для мо- лочнокислых бацилл и кокков, выде- ленных из вин, в зоне pH от 4,3 до 4,8; большинство наблюдений авторов подтверждает это положение. Нижний предел pH находится меж- ду 2,9 и 3,0; можно считать, что при меньших значениях молочнокислое брожение среды, содержащей сахар или яблочную кислоту, невозможно. Предел pH зависит от условий и сос- тава среды; при благоприятных усло- виях он ниже; в неблагоприятных ус- ловиях— выше. Форнашон (1963) кон- статировал, что при повышении кон- центрации положительных ионов во- дорода .потребности бактерий в пита- нии удовлетворяются все труднее и труднее, тогда как их восприимчи- вость к некоторым веществам, спирту, сернистому ангидриду возрастает. В некоторых районах кислых вин был отмечен ряд случаев яблочно-молочно- го брожения, часто неполного, при pH 2,85 и даже при pH 2,78 (Бержере, 1958). 275
pH является элементом естественно- го отбора бактерий в спонтанном яб- лочно-молочном брожении; в винах с повышенным pH это брожение обыч- но проводится бактериями Lactobacil- lus, в винах же с низким показателем pH — бактериями Leuconostoc planta- rum. Рис. 12.5. Кривые роста Lactobacillus plan- tarum в среде, приготовленной на базе вино- градного сока, при различных значениях исход- ного pH: 1 — 3,2; 2 — 3,6; 3 — 4,0; 4 — 4,4. Рис. 12.6. Кривые образования молочной кис- лоты бактериями Lactobacillus plantarum в среде, приготовленной на базе виноградного сока, при различных значениях исходного pH: 1 — 3,2; 2 — 3,6; 3 — 4,0; 4 — 4,4. Кривые графиков 12.5 и 12.6 ото- бражают рост бактерий и образование молочной кислоты в полной пита- тельной среде на основе виноградного сока в зависимости от исходного pH среды; бактерии, на которых прово- дили эксперимент, относятся к виду Lactobacillus plantarum. Более низкий pH вызывает удлине- ние латентного периода. При значени- ях pH между 3,6 и 4,4 различия неве- лики, всего несколько часов, но при pH 3,2 латентная фаза длилась 9 дней. дорода на рост различных бактерий (среда на томатном соке) (по данным Радлера, 1958): 1,2 — Lactobacillus; 3, 4, 5 — Leuconostoc. Пониженный pH замедляет разви- тие и удлиняет логарифмическую фа- зу; кривая роста все более и более приближается к прямой, что хорошо выражает тот факт, что в данном случае pH представляет собой огра- ничивающий фактор. Развитие популяции бактерий и об- разование молочной кислоты более интенсивно протекают при высоких pH. Впрочем следовало бы учитывать постепенное снижение кислотности среды как следствие молочнокислого брожения и повышение показателя pH; последний по истечении несколь- 276
к-их дней становится однообразным независимо от условий исходной кис- лотности. На рис. 12.7 отражено влия- ние pH на рост различных штаммов Lactobacillus и Leuconostoc. Видно, что при pH около 3,0 урожай молочнокис- лых бактерий незначителен. Когда рассматривают развитие мо- лочнокислых бактерий в вине, то отме- чают, что титруемая кислотность об- ладает двойным избирательным дейст- вием: она реализует сортировку яб- лочно-молочнокислых бактерий по их возможностям роста и сортировку компонентов, способных разлагаться. Но мере понижения pH новые типы бактерий оказываются ингибирован- ными и может быть использованным меньшее количество компонентов ви- на; в целом яблочно-молочное броже- ние становится чище. Оптимальное значение pH яблочно-молочного бро- жения в вине находится между pH 4,2 и 4,5. Оно, несомненно, такое же, как и при молочнокислом сбражива- нии сахаров этими же бактериями; но когда экспериментируют на средах с более высоким pH, чем эти, молочно- кислое брожение в результате под- кисления среды вызывает понижение pH и тем самым создает благоприят- ные условия для роста, тогда как яб- лочно-молочное брожение, при кото- ром повышается pH, имеет тенден- цию к созданию менее благоприятных условий. При pH выше 4,5 яблочно-молочное брожение замедляется; при этом зна- чении pH большая часть яблочной кислоты превращается в соль и ее проникновение в клетку, несомненно, задерживается. Между pH 3,0 и 4,0 брожение начинается тем раньше и протекает тем быстрее, Чем выше pH. Продолжительность яблочно-молоч- ного брожения в вине, доведенном до различных pH, приведена ниже (по данным Бусбурас и Канки, 1971). pH вина 3,15; 3,30; 3,40; 3,50; 3,63; 3,73; 3,83 Время, необходимое для завершения 164; 59; 37; 27; 25; 19; 14 яблочно-молочного брожения, дни В табл. 12.4 приведены результаты аналогичного эксперимента, прове- денного Кастино и сотрудниками (1973). Таблица 12.4 Влияние pH на эволюцию яблочно-молочного брожения вина Барбера (по данным Кастино и сотрудников, 1973) pH Содержание яблочной кислоты, г/л в начале брожения через 41 день через 53 дня через 63 дня через 133 дня 3,00 5,30 5,10 5,02 4,58 0,20 3,20 5,30 4,18 1,78 0,20 0 3,40 5,30 1,62 0,15 0 — 3,60 5,30 0,25 0 — — В отношении использования мезоино- зита бактериями яблочно-молочного брожения можно привести пример из- бирательного действия pH на веще- ства, разложенные бактериями. Крас- ные вина помещали в бутылки при выходе их из бродильного чана; одну из них пастеризовали; другую храни- ли при pH вина; содержимое третьей приводили к pH 3,8. После выдержки в течение нескольких недель при 25° С в двух последних бутылках было отмечено яблочно-молочное бро- жение и развитие микроорганизмов. Во всех опытах, проведенных автора- ми, содержание мезоинозита при pH вина не изменилось в трех винах из 22, и, наоборот, мезоинозит всегда ис- пользовался, когда вино доводили до 277
pH 3,8. Он совершенно исчез (остаток менее 20 мг/л) в пяти винах из 22 при их собственном pH и в 11 винах при pH 3,8, следовательно, сбраживание мезоинозита происходит тем легче, чем выше pH, и это же отмечается у других веществ, метаболизируемых бактериями. Приведенные выше результаты по- казывают, что титруемая кислотность среды оказывает влияние на некото- рые функции (бактериальной -клетки: клеточное размножение, в особенно- сти питание азотистыми веществами, метаболизм, т. е. в целом на образо- вание ферментов, участвующих в ре- акциях. Действие pH на «яблочно-мо- лочную активность» исследовала С. Лафон-Лафуркад (1970). Если культивировать бактерии при различ- ных pH и измерять их яблочно-молоч- ную активность после центрифугиро- вания и промывки, то приходится кон- статировать, что она практически оди- наковая у бактерий из сред с pH от 3,5 до 5,0. Клетки, взятые из культуры при меньших pH, имеют пониженную фер- ментативную активность; при pH 3,0 она составляет лишь 'Д активности, измеренной при оптимальном pH. Эти наблюдения позволяют понять много- численные причины, из-за которых яблочно-молочное брожение так не- легко проходит в кислых винах. К трудностям роста при низком pH добавляются, с одной стороны, слабая «яблочно-молочная активность» выра- щенных таким образом бактерий, т. е. недостаточное содержание в них яб- лочно^молочного энзима, и, с другой стороны, тот факт, что с некоторыми бактериями не выдерживается опти- мальный pH ферментативной реак- ции. В этой же работе С. Лафон-Лафур- кад (1970) исследовала также чувст- вительность самой ферментативной 278 реакции к pH, Для бацилл оптималь- ный pH деградации яблочной кисло- ты ферментом находится между 3,5 и 4,0; при pH 3,0 наблюдают четко вы- раженное ингибирование; обычно про- исходит только замедление реакции, но с некоторыми бактериями можно отметить прекращение ферментатив- ной активности. На другом конце шкалы повышение pH до 4,5 обычно вызывает более или менее заметное уменьшение активности в зависимо- сти от вида бактерий. В присутствии кокков ферментатив- ная реакция протекает, как правило, при пониженном pH и идентичным об- разом при pH от 3,0 до 4,0; процесс сильно тормозится при pH 4,5. Можно до известной степени умень- шить неблагоприятное влияние pH в результате увеличения массы исполь- зуемых бактериальных клеток. Эксперименты показали, что суще- ствует корреляция между порогом pH роста штамма бактерий и исход- ным pH вина, из которого он был вы- делен. Бактерии, выделенные из вин с высоким pH, не сбраживают или сбраживают с трудом яблочную кис- лоту в средах с относительно слабым pH, и, наоборот, чем ниже начальный pH вина, тем больше способность бак- терий действовать при подобных pH. В условиях, когда яблочно-молоч- ное брожение наиболее необходимо и его эффект на органолептические ка- чества вина наиболее желателен, т. е. тогда, когда вина вырабатывают из недостигшего технической зрелости винограда и оно получается кислым, труднее всего провести яблочно-мо- лочное брожение, и оно больше всего запаздывает. С другой стороны, мо- лочнокислые бактерии могут исполь- зовать сахара или винную кислоту только в условиях пониженной кис- лотности вин. Таким образом, именно наиболее удавшиеся вина, самые мае-
Таблица 12.5 Влияние pH на продолжительность жизнедеятельности молочнокислых бактерий в винах (Веч, 1973) Время определения Число бактерий на 1 см* при pH среды — 3,25 3,45 3,65 Сразу после засева 1 % вина в сос- тоянии бурного яблочно-молочного брожения 620 000 620 000 620 000 Через 30 мии 325 000 410 000 505 000 » 24 ч 10 000 120 000 360 000 » 3 дия 800 45 000 184 000 » 14 дней 8 0 19 000 Л'янистые и гармоничные, больше все- го подвержены болезням, вызываемым бактериями. После завершения яблочно-молочно- го брожения устойчивость живых мо- лочнокислых бактерий в винах все еще зависит от pH. Эксперименталь- ные данные Веча (1973), проследив- шего постепенное исчезновение живых клеток Leuconostoc oinos, существую- щих в вине, которые были засеяны при трех значениях pH, приведены в табл. 12.5; автор отмечает уменьше- ние активной популяции, которое про- исходит тем быстрее, чем ниже pH среды. Нетрудно понять причины подверженности болезням у вин с по- вышенным pH, у которых все (более быстрый рост, более высокая фермен- тативная активность, более благопри- ятный порог pH, лучшая устойчивость живых клеток) способствует бактери- альным превращениям. ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ Значение этого фактора для раз- множения бактерий и эволюции мо- лочнокислого брожения хорошо из- вестно. Большинство бактерий может расти только в относительно узкой гамме температур, и внутри этой зоны температура оказывает влияние на скорость роста, на скорость превраще- ний, а также на их потребности в пи- тании. Было показано, что молочно- кислые бактерии, выделенные из вин, относятся не к термофильным, а к мезофильным; они не размножаются при 45° С, и оптимальная температу- ра для их роста обычно близка к 25 или 30° С. Если проследить ход молочнокисло- го брожения в среде, основу которой составляет виноградный сок, в зависи- мости от температуры, то можно от- метить, что при повышенных темпера- турах (30, 35° С) длительность латент- ной фазы сокращается и ускоряется рост в логарифмической фазе, окон- чательные популяции того же поряд- ка и в конце брожения уменьшение числа живых клеток становится за- метно более быстрым. Но для многих штаммов бактерий различия в размно- жении выражены меньше, чем можно было думать и, наконец, при темпера- турах от 20 до 35° С полученные кри- вые роста близки. Кроме того, обра- зование молочной кислоты заметно достигает такого же уровня. В общем скорость размножения находится в тесной зависимости от температуры. Эволюция яблочно-молочного бро- 279
жения в винах намного более чувст- вительна к условиям температуры. Было отмечено, что при прочих рав- ных условиях скорость этого превра- щения достигает максимума между 20 и 25° С; она меньше при темпера- турах 15 и 30° С и может быть еще больше замедлена при температуре выше 30° С. В тех чанах, где во время брожения температура превышает этот предел и спиртовое брожение прекращается, оставляя несброженный сахар, в дальнейшем часто, хотя и с трудом, начинается яблочно-молочное брожение. Вероятно, что бактерии первых ге- нераций, присутствующие в соке до начала спиртового брожения, не вы- держивают присутствия спирта при температуре, превышающей 30° С. На практике обычно рекомендуют поддерживать температуру от 16 до 18° С в подвале, куда помещают вина, которые должны подвергнуться раскис- лению. Таким образом, избегают слишком быстрого и чрезмерно обиль- ного развития бактерий, образующих летучую кислотность. Если при этих средних температу- рах яблочно-молочное брожение об- легчается, то оно возможно и при температуре 10° С или даже ниже при условии, что оно уже началось, т. е. достигнута определенная плотность популяции бактерий. Жоффруа (1959) смог наблюдать вина в разгаре яблоч- но-молочного брожения, когда они на- ходились в условиях зимних морозов, при температурах, которые не превы- шали 5° С; несомненно, что рост бак- терий начался тогда, когда темпера- тура была выше и яблочно-молочная деградация продолжалась при такой пониженной температуре до конца брожения. Во всяком случае, при тем- пературе ниже 15° С брожение проис- ходит исключительно медленно; если при 20° С оно завершается через не- 280 сколько дней, то для окончания бро- жения при 15° С нужно несколько не- дель, а при более низких температу- рах и несколько месяцев. Нужно признать, что в течение боль- шей части зимы холода, особенно ког- да они наступают рано, представляют собой главное препятствие для нача- ла, протекания и окончания яблочно- молочного брожения. Средства, позво- ляющие поддерживать температуру в нужных пределах, обеспечивают воз- можность регулирования хода этого процесса. ВЛИЯНИЕ АЭРАЦИИ Молочнокислые бактерии, выделен- ные из вин, принадлежат или к груп- пе факультативных анаэробов, т. е. мало подверженных влиянию кисло- рода, или же к группе микроаэрофиль- ных, т. е. таких, которые лучше раз- виваются в присутствии растворенно- го в среде кислорода, чем при полном отсутствии доступа воздуха, следова- тельно, молочнокислые бактерии от- нюдь не являются анаэробными, как считали, противопоставляя их уксус- нокислым бактериям, развитие кото- рых требует большой площади кон- такта между жидкостью и атмосфер- ным воздухом. Молочнокислые бакте- рии живут в массе вина или даже в нижней части емкостей; это ни в коей мере не стесняет их, более того, при- сутствие растворенного воздуха зача- стую даже стимулирует их рост. Эксперименты Шарпентье (1954)» которые затем неоднократно подтвер- ждались, показывают, что биологиче- ское раскисление вин происходит как в присутствии, так и без доступа' воз- духа; однако абсолютный анаэробиоз неблагоприятен. В табл. 12.6 показаны ход яблочно- молочного брожения, а также окисли- тельно-восстановительные потенция-
Таблица 12.6 Влияние окислительно-восстановительного потенциала на яблочно-молочиое брожение Непрерывный аэробиоз Постепенный анаэробиоз Абсолютный анаэробиоз Определения потенциал, мВ снижение кислотности, мг-экв потенциал, мВ снижение кислотности, мг-экв потенциал, мВ снижение кислотности мг-экв До засева Через 12 дней после засева 460 420 11 460 285 9 300 300 1 лы, измеренные через различные про- межутки времени. Окислительно - восстановительный потенциал, который выражает в боль- шей или меньшей мере окисленность или большую или меньшую степень восстановления среды, определяет сос- тояние аэрации. Замечено, что яблочно-молочное брожение завершается лучше при окислительно-восстановительном по- тенциале, равном 460 мВ, чем при 300 мВ. Присутствие кислорода не только не затрудняет яблочно-молоч- ное брожение, но даже способствует ему; внесение в среду кислорода да- же в малых количествах в некоторых условиях необходимо, и, наоборот, до- бавление восстанавливающих веществ (цистеин, аскорбиновая кислота) ока- зывает скорее ингибирующее дейст- вие. Многочисленные наблюдения, сде- ланные в процессе производства, по- казали, что осторожно проводимая аэрация часто благоприятствует раз- витию бактерий. Насыщение нового вина воздухом ведет к тому, что яб- лочно-молочное брожение проявляется на несколько дней раньше, наоборот, насыщение его чистым кислородом намного задерживает брожение, не прекращая, однако, полностью. В це- лом развитие бактерий и яблочно-мо- лочное брожение возможны в широ- кой гамме окислительно-восстанови- тельного потенциала. АЗОТИСТОЕ ПИТАНИЕ БАКТЕРИЙ Многие авторы изучали влияние аминокислот на рост молочнокислых бактерий (Люти, 1952, 1957; Йерхель и сотрудники, 1956; Флеш и Йерхель 1958; Радлер, 1958; Дю Плесси, 1963; Пейно и сотрудники, 1965). По- требности в аминокислотах зависят от вида, штамма, условий культуры. Со- гласно этим работам такие вещества, как аланин, аргинин, цистеин, глута- миновая кислота, гистидин, лейцин, фе- нилаланин, серин, триптофан, тирозин или валин, необходимы для роста мо- лочнокислых бактерий; в зависимости от штаммов нужны или все эти амино- кислоты или только некоторые из них. Аминокислоты, которые требуются меньше всего, являются как раз теми, которые составляют наибольшую про- порцию аминного азота вин: пролин, лизин, гликокол, гистидин, треонин. Разница между кокками и бацил- лами в отношении их поведения зна- чительна. Среди 18 исследованных аминокислот четыре оказываются не- обходимыми для всех бацилл: глута- миновая кислота, изолейцин, лейцин, валин. Потребности в других амино- кислотах у каждого штамма свои. Но все они являются необходимыми или 281
стимулирующими в зависимости от об- стоятельств. Возможности синтеза очень различны в зависимости от ви- да или штамма бацилл, и эффект не- достаточности более выражен в нача- ле размножения. Так, аланин, аспара- гиновая .кислота, метионин, фенилала- нин оказывают влияние на рост 3Д штаммов в первые дни, но их недоста- ток затрудняет молочнокислое броже- ние только в 25% случаев. Кокки значительно больше нужда- ются в аминокислотах, и к четырем аминокислотам, упомянутым выше, как необходимым для бацилл, нужно добавить семь других, без которых кокки обычно не могут развиваться; это аргинин, гистидин, метионин, фе- нилаланин, серин, триптофан, тиро- зин. С другой стороны, на некоторые штаммы кокков изолейцин и лейцин оказывают только стимулирующее действие, и роль аланина и аспараги- новой кислоты в качестве активаторов явно меньше, чем для бацилл. Эта разница в поведении бацилл и кокков отражает различия в процес- сах азотистого метаболизма. Гетеро- трофия кокков выражена больше, чем гетеротрофия бацилл. Более значи- тельные потребности кокков в этой области объясняют большие трудно- сти их культуры. Аминокислоты, необходимые бакте- риям, обеспечивают пептоны, пептиды и аминокислоты вина. Автолизат или дрожжевой экстракт, мясной пептон, гидролизат казеина способствуют рос- ту молочнокислых бактерий. В проти- воположность этому аммиачный азот не используется. Пуриновые и пиримидиновые осно- вания и их производные, вещества, а-Аланин 3,2 Гликокол Аргинин 11,6 Гистидин Аспарагиновая 5,0 Изолейцин кислота 0,2 Лейцин Цистин Лизин Глутаминовая 10 Метионин кислота Фенилаланин которые могут происходить из дрож- жей, играют важную роль (табл. 12.7); если приготовить питательную среду без аденина, гуанина, ксантина и ура- цила, рост снижается на 20—25%. Таблица 12,7 Потребности молочнокислых бактерий в пу- риновых и пиримидиновых основаниях Бациллы, % Кокки, % Основания — S + — S + Аденин 79 17 4 85 15 0 Гуанин 83 17 4 90 5 5 Урацил 48 26 26 56 22 22 Тимин 87 4 9 80 20 0 Тимидин 74 22 4 58 30 2 Ксантин 48 48 4 70 25 15 Примечание. Штаммы, для которых азот- ное основание является безразличным (—), 'симулирующим (S) или обязательным (+)- Достаточно большое количество на- блюдений показывает, что яблочно-мо- лочное брожение легче возбуждается в молодых винах, сохраняемых на их дрожжевом осадке после брожения. Дрожжевой осадок может оказывать благоприятное влияние потому, что он богат бактериями, но можно думать, что здесь также выступают явления выделения из дрожжей в среду азоти- стых и ростовых веществ. С. Лафон-Лафуркад определила сос- тав азотистых веществ в клетках бак- терий, принадлежащих к видам Leu- conostoc и Lactobacillus, выделенных из вин и развившихся на обогащен- ном дрожжевым экстрактом вино- градном соке (pH 4,2, общий азот 756 мг/л). Ниже приведено среднее содержание аминокислот в протеидах этих бактерий, выраженное в % от массы протеидов. 4,8. Пролин 2,4 1,2 Серин 4,6 6,0 Треонин 4,6 5,3 Триптофан . 0,6 12,8 Тирозин 3,9 2,2 Валин 6,0 2,3 282
Таблица 12.8 Изменения в составе азотистых веществ во время молочнокислого сбраживания сахаров (питательная среда: разбавленное виноград- ное сусло, обогащенное дрожжевым экстрак- том и приведенное к pH 4,2) Аминокислоты Состав азотистых веществ (в мг/л) до брожения пссле сбраживания с Leu- conos- tcc с Lac- tobaci- llus а-Аланнн 88 но но Аргинин 150 41 41 Аспарагиновая кислота 110 20 . 19 Цистин 5 3 3 Глутаминовая кислота 194 71 73 Гликокол 102 36 35 Г истидин 20 9 9 Изолейцин 130 29 35 Лейцин 155 46 62 Лизин 63 0 0 Метионин 45 16 16 Фенилаланин 120 56 32 Пролин 205 148 148 Серин 124 92 92 Треонии 275 130 130 Триптофан 8 4 4 Тирозин 106 35 29 Валин 132 40 47 Азот общий 756 621 627 Азот аммиачный 87 78 78 Можно считать, что такой состав близок к составу протеидов дрожжей. Молочнокислые бактерии намного бо- гаче аргинином и лизином, чем дрож- жи, и несколько беднее аланином, ас- парагиновой кислотой и пролином; различия в других аминокислотах не- значительны. В табл. 12.8 показаны изменения в составе азотистых веществ в подсла- щенной питательной среде, вызывае- мые развитием молочнокислых бакте- рий, принадлежащих к двум различ- ным видам. За исключением аланина, процентное содержание которого за- метно возрастает, все аминокислоты расходуются и используются в про- цессе бактериального синтеза. Был со- бран приблизительно 1 г бактерий в сухой массе на 1 л. В табл. 12.9 даны два примера эво- люции аминокислот во время яблоч- но-молочного брожения. Некоторые из них, такие, как аргинин, всегда рас- ходуются, содержание же других воз- растает в результате протеолиза по- липептидов или протеинов. Таблица 12.9 Изменение состава азотистых веществ (в мг/л) в винах в процессе яблочно-молоч- ного брожения АМИНОКИСЛОТЫ Красное вино Белое вино до яблочно-молоч- ного брожения после яблочно-мо- лочного брожения до яблочно-молоч- ного брожения после яблочно-мо- лочного брожения а-Аланин 9 0 Аргинин 24 14 58 14 Цистин 2 3 — — Глутаминовая кис- 34 71 34 47 лота Изолейцин 12 27 16 18 Лейцин 6,6 37 18 21 Треонин 19 100 258 200 Триптофан 3,7 24 5,2 18 Валин 26 38 30 38 Азот аммиачный 7 28 3 17 Авторы давно наблюдали, что во время такого брожения содержание гидрата окиси аммония в винах повы- шается вследствие дезаминирования (Ж. Риберо-Гайон и Пейно, 1938); по мнению Аршинара и Будо (1955), только одни молочнокислые бактерии вина действуют таким образом. Было также отмечено, что вина, подвергшиеся яблочно-молочному бро- жению, имеют большее содержание гистамина, чем другие (Майер и со- 283
трудники, 1971, Плюма, 1970). Рад- лер (1973) выделил один штамм Ре- diocoocus cerevisiae, способный декар- боксилировать гистидин в гистамин. ПОТРЕБНОСТЬ В ФАКТОРАХ РОСТА Как видно из описательных карт видов бактерий, выделенных из вина (см. гл. И), потребности в факторах роста изменяются в зависимости от бактерий; они также могут изменять- ся в зависимости от состава среды и условий культуры. Пейно (1955) наблюдал, что обога- щение вин факторами роста путем уд- воения нормального содержания, в частности, тиамина, пантотеновой кис- лоты, никотиновой кислоты, пиридок- сина, биотина и мезоинозита в отдель- ности или в сочетаниях заметно уско- ряет сбраживание яблочной кислоты; но особенно эффективным оказывает- ся добавление рибофлавина. Актива- торы спиртового брожения, богатые витаминами групп В, также способст- вуют биологическому раскислению. Потребности молочнокислых бакте- рий в ростовых веществах подверг- лись глубокому исследованию после публикации фундаментальных работ Снелла (1940, 1952), Орла-Енсена и сотрудников (1956). Наблюдения сос- редоточивались на витаминных факто- рах или на потребности в аминокис- лотах, но для ограниченного числа штаммов, иногда плохо идентифици- рованных. Люти и Веч (1959) ис- следовали несколько штаммов, на- званных Bacterium gracile, ' Радлер (1963)—одну бациллу и три кокка, Дю Плесси (1963)—один кокк и че- тыре бациллы. Результаты этих работ в целом со- гласуются. Пантотеновая и никотино-. вая кислоты необходимы; рибофла- вин, фолиевая кислота, иногда тиа- мин нужны или являются стимулято- рами или не оказывают никакого вли- яния в зависимости от штамма. Пейно и сотрудники (1965) опубли- ковали исследование 64 надежно иден- тифицированных штаммов. Потребно- сти в факторах питания выражаются различно в зависимости от того, рас- сматривают ли явление роста в его логарифмическом или в его конечном периоде, или же явление молочнокис- лого сбраживания сахаров. Эти по- требности более ощутимы в начале роста; в дальнейшем ограниченная возможность синтеза позволяет бакте- риям восполнить некоторые недостаю- щие вещества. Недостаток гликокола, серина больше затрудняет молочнокис- лое брожение в целом, чем рост ба- цилл. Впрочем, в более общем плане не существует точной корреляции между образовавшимися бактериями и сроком молочнокислого брожения. Нормальному росту, близкому к раз- витию контрольного образца, может соответствовать слабое образование кислотности, тогда как ограниченный рост может в конечном счете обеспе- чить значительное превращение саха- ров. В отсутствие отдельных факторов некоторые бактерии способны разви- ваться без образования при этом рос- те значительной кислотности. В табл. 12.10 можно различить не- которые расхождения между потреб- ностями в витаминных факторах у ба- цилл и кокков. Прежде всего видно, что пантотеновая и 'никотиновая кис- лоты одинаково необходимы или яв- ляются сильными стимуляторами для всех бактерий. Различия выражаются в значительно большей роли тиамина и особенно рибофлавина для- роста бацилл и в очень значительном и поч- ти специфическом эффекте фолиевой кислоты в отношении кокков (75% штамов кокков активируются фолие- вой кислотой против 5% штаммов ба- цилл). Если бациллы менее требова- 284
Таблица 12.10 Потребности молочнокислых бактерий в фак- торах роста Факторы роста Бациллы, % Кокки, % — S + S 4- Тиамин 31 43 26 70 12 18 Рибофлавин 22 13 65 40 35 25 Никотинамид 69 18 13 75 22 3 Пантотеновая кисло- 0 9 91 0 7 93 та Никотиновая кислота 4 9 87 0 15 85 Парааминобензойная 83 13 4 75 20 5 кислота Мезоинозит 83 13 4 72 23 5 Фолиевая кислота 95 а 0 25 45 30 Биотин 87 13 0 83 12 а Цианкобаламин 83 13 4 85 15 0 Примечание. Штаммы, для которых фак- тор роста безразличен (—), оказывает стиму- лирующее действие (S) или жизненно необхо- дим (+). тельны в части аминокислот, чем кок- ки, то они имеют несколько большую потребность в отношении витаминов. К тому же биотин и цианкобаламин являются почти безразличными факто- рами. Эти наблюдения подтвердили Вейлер и Радлер (1972). В табл. 12.11 сопоставляется содер- жание витаминов в суслах и винах с количественными потребностями мо- лочнокислых бактерий. Из этих дан- ных нетрудно заключить, что трудно- сти роста бактерий в винах, которые можно иногда наблюдать лишь в ред- ких случаях, обусловлены недостат- ком витаминов. Беельман и Галландер (1970) ука- зали на присутствие в кожице ягод веществ, которые стимулируют рост Leuconostoc citrovorum (синоним L. gracile). В опытах, которые они прово- дили в винах, бродивших на мезге только в течение 24 ч, отмечался ог- раниченный рост бактерий и не было обнаружено никаких признаков яб- лочно-молочного брожения; в винах, бродивших на мезге в течение 3 дней, наблюдалось неполное яблочно-молоч- ное брожение, тогда как для вин, бро- дивших в тех же условиях 5 дней, яб- лочно-молочное брожение заверша- лось через 11 недель. С другой сто- роны, экстракты, приготовленные из кожицы ягод, вызывают четко выра- женный рост бактерий. ПОТРЕБНОСТЬ В МИНЕРАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ Для обеспечения роста и процессов обмена веществ молочнокислые бак- терии нуждаются в определенном ко- личестве минеральных элементов в до- вольно высоких концентрациях: Мп, Mg, К, Fe, SO4 и др. Их всегда вно- сят в подготовленную питательную среду. Яблочно-молочный фермент содер- жит марганец; известное активирую- щее действие томатного сока, исполь- зуемое при приготовлении некоторых сред, приписывали марганцу, входяще- му в состав плодов томатов. Магний играет значительную роль в клеточ- ном делении. Экспериментально дока- зано, что обогащение вина марганцем (5 мг/л), магнием (200 мг/л) облегча- ет яблочно-молочное брожение; такое же действие производит и обогащение калием (1 г/л). Можно отметить, что вина недостаточно богаты минераль- ными элементами для обеспечения оп- тимального роста молочнокислых бак- терий. На это также указ, л Никл ер (1964): Leuconostoc gracile не разви- вается в питательном растворе, деми- нерализованном ионитами; добавление К+, N+, Mg++ обеспечивает нормаль- ный рост бактерий и декарбоксилиро- вание яблочной кислоты. Для опти- мального роста К+ необходим в кон- центрации 0,1 моль, намного более вы- сокой, чем имеется в винах. 285
Таблица 12.11 Содержание витаминов в суслах и винах и потребности молочнокислых бактерий Название витаминов Среднее содержание витаминов (в мкг/л) необходимое в суслах в винах Тиамин 2,5 330 8 Рибофлавин 25 21 100 Пантотеновая кислота 25 820 890 Пиридоксин 2,5 420 460 Никотинамид 50 3 260 1730 Биотин 0,012 2,6 2,0 Мезоинозит 250 500 000 415 000 Парааминобензойная кислота 5 51 67 Фолиевая кислота 0,5 1,2 2,0 Холии 5000 26 000 25 000 ИНГИБИРУЮЩЕЕ ДЕЙСТВИЕ СПИРТА Бактерии, выделяемые из вин, и осо- бенно бактерии яблочно-молочного брожения достаточно устойчивы к спирту, поскольку они могут сущест- вовать и развиваться в вине. Но это относится не ко всем бактериям, и среди большого числа молочнокислых бактерий, находимых на винограде, лишь очень незначительная часть спо- собна в дальнейшем приспособиться к кислой водно-спиртовой среде, ка- кую представляет собой вино. Хотя устойчивость штаммов доволь- но различна, можно считать, что в среднем, учитывая лишь бактерии, вы- деленные из вина, концентрация спир- та порядка 6% об. уменьшает урожай бактерий на 25% и образование мо- лочной кислоты на 10%; концентра- ция спирта 10% об. вызывает сниже- ние этих показателей наполовину и на ’Д соответственно. При спиртуозности выше 10% об. понижение активности становится очень значительным, и для каждого штамма можно определить максимум спиртовыносливости, выше которого рост бактерий невозможен. Когда строят графики ингибирования роста бактерий спиртом, приходится учитывать явления двоякого рода: эф- фект постепенного замедления, имею- щий место до спиртуозности 10—11% об. и сильное ингибирование, прояв- ляющееся по достижении этих кон- центраций. До 11% об. жизнедеятель- ность бактерий тормозится, но они все еще остаются живыми. При спиртуоз- ности выше этого предела, по-видимо- му, выживают только отдельные клет- ки. Присутствие спирта удлиняет ла- тентный период, продолжительность роста и молочнокислого брожения, уменьшает образование молочной кис- лоты. Рост обычно затрагивается в большей степени, чем брожение. Часто наблюдали высокую спирто- выносливость у некоторых штаммов бактерий и возможность их развития в десертных винах, имеющих спирту- озность 18—20% об. и больше. Одна- ко присутствие спирта в винах явля- ется, несомненно, одним из факторов, ограничивающих рост бактерий и, сле- довательно, процесс яблочно-молочно- го брожения. Спирт реализует также определенный отбор гетер оф ер мента- тивных бацилл за счет менее устойчи- вых кокков; это явление отражено в табл. 12.12. Таким образом можно объяснить тот факт, что яблочно-мо- лочное брожение в районах теплого 286
Таблица 12.12 Сравнительные данные спиртовыносливости бацилл и кокков в зависимости от спиртуоз- ности питательной среды Максимум спиртуозности, %, об. Бациллы, % Кокки, % 15 38 2 14 14 12 13 22 35 12 13 35 11 13 12 10 — 2 8 — 2 климата или заболевания, вызывае- мые бактериями при высоких концент- рациях спирта, обычно являются ре- зультатом активности молочнокислых бацилл. Попытки адаптации их путем после- довательных засевов спиртованных сред не дали достаточно убедитель- ных результатов. Наоборот, когда бак- терии развиваются одновременно с дрожжами в среде, которая, таким об- разом, постепенно обогащается спир- том, успех прямых обсеменений сме- шанной дрожжевой разводкой обес- печивается лучше. ИНГИБИРУЮЩЕЕ ДЕЙСТВИЕ СЕРНИСТОГО АНГИДРИДА Сернистый ангидрид является энер- гичным ингибитором молочнокислых бактерий и отчасти поэтому он полу- чил такое широкое применение в про- изводстве и хранении вина. Будучи более активным вотношениибактерий, чем в отношении дрожжей, он блоки- рует активность бактерий в процессе приготовления вина и делает спирто- вое брожение более чистым. В случае, когда хотят провести яблочно-молоч- ное брожение, варьируют применяемые дозы сернистого ангидрида таким об- разом, чтобы это превращение проте- кало в замедленном темпе, но не пре- кращалось. В дальнейшем во время хранения сернистый ангидрид приме- няют с целью полного подавления бактерий, что обеспечивает необходи- мую стабильность вин. Токсичность сернистого ангидрида зависит от титруемой кислотности среды, поэтому трудно сравнивать экспериментальные результаты, полу- ченные при различных pH. Кроме то- го следует учитывать реакционную способность среды, которая уменьша- ет эффективность. Известно, что сер- нистый ангидрид вступает в соедине- ние со многими компонентами сусла и вина и образующиеся соединения яв- ляются более или менее стабильными в зависимости от их константы хими- ческой диссоциации. Долгое время думали, что связан- ный сернистый ангидрид, который больше не обладает химическими свойствами сернистого ангидрида в свободном состоянии, не оказывает влияния на микроорганизмы. Это пол- ностью подтверждается в отношении дрожжей, которые, преобразовывая сернистый ангидрид в ацетальдегид, инактивируют его, но это не совсем точно по отношению к бактериям. Форна.шон (1963) показал, что во время развития дрожжей в сахарсо- держащей среде в присутствии аль- дегидсернистой кислоты некоторые мо- лочнокислые бактерии, и главным об- разом гетероферментативные организ- мы, могут метаболизировать ацеталь- дегид и высвобождать таким образом сернистый ангидрид, находящийся в связанной форме. Именно посредст- вом такого механизма альдегидсерни- стая кислота, по-видимому, обладает антибактериальным действием, мень- шим, однако, чем свободный сернис- тый ангидрид. Было продолжено исследование (С. Лафон-Лафуркад и Пейно, 1974) проблемы ингибирования бактерий 287
Таблица 12.13 Прямое бактерицидное действие различных форм сернистого ангидрида Число клеток, оставшихся живыми (в %), через не- сколько минут после внесения сернистого ангидрида (30 мг/л) Виды бактерий X ex сернистый ангид- рид пировиноградно- сернистая кислота альдегндсериис- тая кислота Pedicococcus (3,0 3,2 0 0 0 0 0 48 cerevisiae (3,4 15 75 75 Leuconostoc gracile (3,0 3,2 (3,4 0 0 0 33 56 70 63 . 79 87 [3,0 10 66 96 Streptobaclerium 3,2 (3,4 23 88 76 33 82 85 Lactobacillus hilgardii <3,0 3,2 (3,4 5 6 8 13 100 75 35 37 68 сернистым ангидридом в различных формах, в разных условиях: непосред- ственно на суспензиях бактерий, при росте бактерий в процессе молочно- кислого сбраживания сахара или яб- лочной кислоты и с ферментативной активностью клеток, не размножаю- щихся делением. В табл. 12.13 показано прямое бак- терицидное действие этих разных форм, примененных к суспензии бактерий в простой среде. Как и можно было ожидать, сернистый ангидрид разви- вает наибольшую активность в сво- бодной форме. Она значительно уси- ливается при пониженном pH; разни- ца pH в 0,2 дает очень ощутимый эф- фект; кокки обычно менее оульфитоус- тойчивы, чем бациллы. Уже 5 мг сер- нистого ангидрида на 1 л убивают большое число бактерий, а 100 мг уничтожают их полностью. Бактерицидная способность серни- стого ангидрида в связанной форме полностью доказана, но она меньше. Живая популяция Lactobacillus hil- gardii после внесения 5 мг связанного сернистого ангидрида уменьшается на 50%. Ингибирующее действие пиро- виноградно-сернистой кислоты обычно немного сильнее, чем действие альде- гпдсерннстой кислоты, более стабиль- ного соединения. Хотя и трудно дать оценку на основании только этих опы- тов, так как бактерицидная способ- ность изменяется в зависимости от ви- да бактерий, можно считать, что свя- занные формы SO4 в 5—10 раз менее активны, чем свободная форма. Эта антибактериальная способность проявляется также в случае молочно- кислого сбраживания сахара (порог восприимчивости составляет 5 мг/л, порог полного ингибирования от 30 до 100 мг/л), в случае возбуждаемого яб- лочно-молочного брожения, а также когда считают, что имеют дело с яб- лочнонмолочной активностью бакте- рий, не размножающихся делением. Введение свободной формы SOi в дозе 10 мг/л в латентной фазе до на- чала яблочно-молочного брожения уменьшает популяцию бактерий на 75%; в связанной форме сернистый ангидрид в этой же дозе задержива- ет размножение и блокирует яблоч- но-молочное брожение. При добавле- нии во время экспоненциальной фазы такая же доза малоэффективна. Сернистый ангидрид оказывает на- много меньшее действие на молочно- кислые бактерии, которые не размно- жаются делением. При равных дозах и в одинаковых условиях он больше воздействует на рост бактерий, чем на яблочно-молочное превращение. Отсюда вытекают и возможности 288
использования его в технологии. Во всех случаях, когда хотят иметь яб- лочнозмолочное брожение, необходи- ма осторожная сульфитация мезги не- большими дозами. Действительно, связанная форма сернистого ангидри- да, которая переходит в вино, могла бы стать одним из главных препятст- вий для последующего развития мо- лочнокислых бактерий и их яблочно- молочной активности. Для иллюстра- ции этого положения в табл. 12.14 при- ведены результаты наблюдений Сюд- ро и Касиньяра (1959), которые пока- зывают число дней, необходимых для возбуждения яблочно-молочного бро- жения от сульфитации данного сусла. Таблица 12.14 Влияние сульфитации сусла иа яблочно-мо- лочное брожение вина Сульфитация, г/гл Число лией, необходимых для начала яблочно-молочного брожения сусло № 1 сусло № 2 Контроль 40 30 +2,5 45 40 +5 70 60 +ю 100 100 Результаты проведенных авторами экспериментов относительно роли свя- занной формы SO2 показывают в но- вом свете механизм действия серни- стого ангидрида при приготовлении вина. До сих пор считали, что сульфи- тация дробленой массы винограда, проводимая наряду с другими целями для того, чтобы ингибировать бакте- рии, действует на них только в тече- ние короткого периода времени между введением SO2 и началом брожения, т. е. в то время, когда он находится в свободной форме. Однако в действи- тельности, если бы это было так, SO2 быстро образовал бы соединения с компонентами винограда и сусла, а это привело бы к его полной инакти- вации. Допускали также, что после его перехода в состояние альдегид- сернистой кислоты, формы, в которую превращается после брожения весь сернистый ангидрид, добавляемый в мезгу, SO2 больше не играет роли ин- гибитора. Фактически же сернистый ангидрид в связанной форме сам яв- ляется ингибитором молочнокислых бактерий. И если он в 5—10 раз ме- нее активен, чем в свободном состоя- нии, то нужно считаться с тем, что его может быть в 5—10 раз больше, сле- довательно, он имеет большое практи- ческое значение до такой степени, что при концентрации связанного SO2 по- рядка 90—120 мг/л яблочно-молочное брожение в некоторых типах вин с низ- ким pH (например, 3,20—3,30) может стать невозможным. Когда хотят избежать яблочно-мо- лочное брожение (в особенности у бе- лых сухих вин), то нужно иметь в ви- ду, что стабильность связана не толь- ко с одним бактерицидным действием сернистого ангидрида, вводимого в сусло, но, скорее, с дозой связанного SO2, который остается в вине после приготовления и действие которого бу- дет продолжаться в период его хране- ния. ДРУГИЕ ИНГИБИРУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА Хотя применение этих веществ в ви- не с полным основанием запрещено, тем не менее продолжалось изучение ряда антибиотиков или других анти- септических продуктов, способных ин- гибировать развитие молочнокислых бактерий. Наиболее активными оказались суб- тилин и тиротроцин; концентрация их 2 мг/л обеспечивает полное ингибиро- вание. Хлорамфеникол оказался почти таким же бактерицидом. Для биоми- 10 Зак. 1929 289
Таблица 12.15 Действие лизоцима на молочнокислые бактерии вина Доза лизоцима,- мг/л Число живых клеток на 1 см* красное вино № 1 (18 000 000 бактерий) красное вино № 2 (520 000 бактерий) белое вино (20 000 бактерий) через 4 ч через 24 ч через 4 ч через 24 ч через 24 ч 4 2 600 000 2 300 [490 000 12 000 30 8 1 430 000 2 250 200 000 8 000 10 12 19 700 1 750 4 200 2 400 40 16 15 800 2 000 4 700 2 700 10 цина и террамицина требуются вдвое большие дозы. Лизоцим является природным веще- ством, вызывающим в малых дозах разложение бактерий лизинами, т. е. переваривание клеточной стенки. Не оказывая действия на дрожжи или на ускуснокислые бактерии, он обеспечи- вает почти полное уничтожение молоч- нокислых бактерий вина, кокков, ба- цилл, как это показано в табл. 12.15. Живые клетки подсчитывали на чашках Петри через одинаковые про- межутки времени после введения ли- зоцима в вино. Максимальный эффект разрушения бактерий достигался через 24 ч. Увеличение дозы лизоцима ускоря- ет разложение бактерий, но мало из- меняет число устойчивых клеток. В са- мом деле уничтожаются не все клетки, и таким путем нельзя получить стери- лизацию вина. Некоторое число кле- ток, которое колеблется в зависимости от вида и штамма бактерий, избегает воздействия лизоцима. Эта пропорция составляет для красного вина № 1 от 1 до 9 000 клеток, для красного ви- на № 2—от 2 до 210 клеток, для бе- лого вина—от 1 до 1000 клеток. Действие лизоцима не удалось выя- вить при оклейке яичным белком, ве- ществом, в котором его очень много 290 (9 г/л). После оклейки яичным белком популяция бактерий уменьшилась не больше, чем после оклейки желати- ном или бентонитом. По всей видимо- сти, лизоцим яичного белка не высво- бождается в вино во время оклейки и осаждается с альбумином. Молочнокислые бактерии довольно устойчивы к обычным антисептикам. Четвертичный аммоний, используемый для мойки винных емкостей, убивает молочнокислые бактерии при дозах от 5 до 20 мг/л. Наиболее активным ан- тисептиком является монобромуксус- ная кислота (доза — порог ингибиро- вания 1 мг/л). Иногда среди веществ, которые ока- зывают подавляющее действие на раз- множение бактерий и яблочно-молоч- ное брожение, называют полифенолы (Дюпюи, 1959). В опытах, где испы- тывались следующие полифенолы: мальвидин, лейкоантоцианы, кварце- тин, кофейная кислота, паракумаровая кислота, хлорогеновая кислота (кото- рая, впрочем, не существует в вине), галловая кислота, — только одна по- следняя вызывает заметное ингибиро- вание при дозе 1 г/л. Было также от- мечено, что энологические танины ока- зывали некоторое бактерицидное дей- ствие (Жандрон, 1967), что обогаще- ние танинами вин в новых дубовых
бочках делало их более устойчивыми к яблочно-молочному брожению, что внесение в вино дубовой стружки ока- зывает такое же действие. Все органические анионы вина в по- вышенных дозах производят легкое ин- гибирование. Наиболее выражено оно у лактатов, сукцинатов. Вероятно, те 80—100 мг-экв/л органических анио- нов, которые содержатся в винах, спо- собствуют тому, чтобы эта среда ста- ла менее благоприятной для яблочно- молочного брожения. Для блокирова- ния этого брожения предлагали фума- ровую кислоту (Челищев и сотрудни- ки, 1971). АНТАГОНИЗМ ДРОЖЖИ — БАКТЕРИИ В главе 9 уже были описаны явле- ния антагонизма между бактериями и дрожжами. Действие дрожжей на бак- терии как прямое, так и смещенное по времени, часто отмечалось в пивова- ренном производстве. Подобные факты, но относительно яблочно-молочного брожения наблю- дал Милисавлевич (1958), который показал, что на яблочно-молочное бро- жение оказывают влияние дрожжи, вызвавшие спиртовое брожение; суще- ствуют расы, которые временно при- останавливают рост бактерий, что за- держивает яблочно-молочное броже- ние на период от 3 до 6 мес. Флеш и Йерхель (1960) точно так же наблю- дали, что некоторые дрожжи явно за- держивают образование молочной кис- лоты. В связи с этим авторы провели спе- циальный эксперимент. Стерильное виноградное сусло засевали серией дрожжей различных видов. По окон- чании брожения (в случае дрожжей с малой спиртообразующей способно- стью брожение завершается дрожжа- ми Sacch. ellipsoideus) удаляли дрож- жи путем фильтрования и засевали полученное вино, разделенное на две серии, с помощью суспензии выращен- ных яблочно-молочных бактерий, при- надлежащих к родам Leuconostoc и Lactobacillus. Через 50 дней опреде- ляли остаточную кислотность. Обнару- жилось, что раскисление не было об- щим; яблочно-молочное брожение в этот период в средах, сброженных не- которыми дрожжами (Sacch. ellipsoi- deus, Sacch. chevalieri, Sacch. carls- bergensis, Sacch. uvarum, Sacch. acidi- faciens, Sacch. heterogenicus), оказа- лось невозможным, тогда как в дру- гих случаях оно протекало успешно. Действие дрожжей может выражаться в использовании некоторых необходи- мых элементов среды до полного их исчерпания, или образовании угнетаю- щих веществ неизвестной природы. С. Лафон-Лафуркад (1973) также показала, что, используя одну и ту же питательную среду, каждый штамм дрожжей создает сброженную среду, которая при таком же составе и в оди- наковых условиях pH, спиртуозности, концентрации сернистого ангидрида, яблочной кислоты обладает свойствен- ной только ей способностью облегчать или угнетать сбраживание яблочной кислоты молочнокислыми бактериями, размножающимися без деления, т. е. различной «сбраживаемостью». СПОСОБНОСТЬ вин к ЯБЛОЧНО- МОЛОЧНОМУ БРОЖЕНИЮ С. Лафон-Лафуркад (,1970) разрабо- тала способ, позволяющий измерять «яблочно-молочную активность» бак- терий, определяемую как способность метаболизировать яблочную кислоту в простой среде (фосфатный буфер при pH 4,0, содержащий ионы Mg и Мп). Можно поставить вопрос, не проис- ходит ли сбраживание яблочной кис- лоты при соблюдении одинаковых ус- 10* 291
Таблица 12.16 Яблочно-молочная сбраживаемость вин Количество яблочной кислоты (в мг-экв), сброженной за 24 ч свежими бактериям»! в концентрации 1 г/л Образцы вин Pediococcus cerevisiae Leuconostoc gracfle Lactobacillus easel Lactobacillu hilgaril Простая среда 42 63 17 50 Вино № 1 16 29 40 42 2 8 12 12 7 3 31 52 0 48 4 21 28 21 41 5 22 40 12 40 6 25 45 17 47 7 39 46 36 52 8 74 75 75 75 9 28 32 20 38 10 27 43 26 46 Примечание. Исходное количество яблоч- ной кислоты — 75 мг-экв/л. Вина 1, 2 и 3 — белые, остальные — красные. ловий так же хорошо в винах, как и в простой среде. Это предусматривает применение понятия о способности к яблочно-молочному брожению или «яблочно-молочной сбраживаемости» к вину. Под этим термином авторы по- нимают способность вина обеспечить ферментативную реакцию превраще- ния яблочной кислоты культурой бак- терий, размножающихся без деления клеток, по сравнению с простым раст- вором такой же спиртуозности и оди- накового pH. В табл. 12.16 даны примеры яблоч- но-молочной сбраживаемости для се- рии вин (Пейно и С. Лафон-Лафур- кад, 1972). Из этой таблицы видно, что яблоч- но-молочная сбраживаемость может сильно изменяться в зависимости от типа вина. В некоторых винах яблоч- ная кислота очень мало метаболизи- руется, как например, в вине № 2. У других же, наоборот, превраще- ние происходит быстро и в большей степени, даже больше, чем у раствора яблочной кислоты, как это, напри- мер, происходит в вине № 8. В этом вине все бактерии сбраживают яблоч- ную кислоту быстрее, чем в простой среде. Следовательно, можно думать, что некоторые вина обладают актива- торами, способствующими яблочно-мо- лочной реакции. Но намного чаще присутствуют угнетающие вещества, поскольку в 13 винах из 15 брожение происходит не так быстро, как в про- стом растворе. Эти результаты подтверждают то, чему всегда учит практика виноделия, а именно, что существуют большие различия в поведении вин при яблоч- но-молочном брожении. Констатировали, что белые вина как правило, обладают меньшей сбражи- ваемостью, чем красные, и старые ви- на бродят труднее по сравнению с мо- лодыми. Если процентное содержание общего сернистого ангидрида являет- ся важным фактором способности ви- на к брожению, то это не значит, что нет других, пока неизвестных ингиби- торов. Например, красное вино № 10 разлагает свою яблочную кислоту бо- лее активно при 150 мг общего серни- стого ангидрида, чем белое вино № 2 при 100 мг. ЛИТЕРАТУРА Archinard R. et BoudotJ. (1955), Ann. Falsif. Fraudes, 48, 17. Beelman R. B. et Callander J. F. (1970), Amer., J. Enol. Vitic., 21, 193. Bergeret J. (1958), C. R. Acad. Agric., 44, . 673 et 783. Bidan P. (1966), Physiologic des bacteries malolactiques. Groupe de travail Microbiologie ’ de ГО. I. V. Bidan P. (1967), IIе Symposium internati- 292
onal d’ Oenologie, Bordeaux. C. R. Vol. I, p. 195. Bousbouras G. E. et Kunkee R. E. (1971), Amer. J. Enol. Vitic., 22, 121. Carr J. G. (1958), Antonie van Leewenhoeck, 24, 63. C a s t i n о M., Usseglio-Tomasset L. et Gandini A. (1973), 4 th. Long Ashton Symposium: Lactic acid bacteria of bevera- ges and foods. Charpendie Y. (1954), Contribution a 1 etu- de biochimique des facteurs de I’acidite des vins, These Doct.-Ing., Bordeaux. Domereq S., Sudraud P. et Cassig- nard R. (1959), 84е Congres des Societes Savantes, Dijon. Du Plessis L. (1963), S. Afric. J. agric. Sci., 6, 485. Dupuy P. (1959), Vignes et Vins, n° 80, p. 37. Flesch P. et Jerchel D. (1958), Mitteilun- gen, 8, 301. Flesch P. et Jerchel D. (1960), Mitteilun- gen, 10, 1. Fornachon J. С. M. (1963), J. Sci. Food Agr., 14, 857. Fornachon J. С. M. (1963), Symposium international d’Oenologlie, Bordeaux, Ann. Technol. agric., 12, numero hors serie, 45. Gendron C. (1967), Recherches sur la fer- mentation malolactique. These Doct., Nantes. Geoffroy P. (1959), Vignes et Vins, n° 80, p. 25. Jakubowska J. (1963), Bull. О. I. V., n° 389. 812. Jerchel D., Flesch P. et Bauer E. (1956), Liebigs Ann. Chem,. 601, 40. Lafon-Lafourcade S. (1970 a), Conn. Vigne Vin, 4, 273. Lafon-Lafourcade S. (1970 b), Ann. Technol. agric., 19, 141. Lafon-Lafourcade S. (1973), Conn. Vigne Vin, 7, 203. L a f о n-L afourcade S, et Peynaud E. (1970), C. R. Acad. Sci., 270, 228. Lafon-Lafourcade S. et Peynaud E (1974), Conn. Vigne Vin. 8, 187. Lonvaud M. (1975), Recherches sur 1’enzyme des bacteries lactiques du vin assurant la transformation du malate en lactate. These Doct. Oenologie. 3 Cycle. Bordeaux. Lonvatid M. et Ribereau-Gayon P. (1973), C. R. Acad. Sci., 276, 2329. Lu thi H. (1952), Landw. Jahrhuch Schweiz, 66, 631. Lil thi H. (1957), Rev. Ferm. Ind alim., 12, 15. LiithiH. et VetschV. (1959), Schweiz Obst. Weinbau, 68, 5, 127 et 144. Martiniere P., Sapis J. C. et Ribere- a u-G a yon J. (1974), C. R. Acad. Agric., 4, 255. Mayer K., Pause G. etVetsch U. (1971), Mitt. Geb. Lebensm. Unters. Hyg., 62, 397. Melamed N. (1962), Determination des suc- res residuels des vins, leur relation avec ia fermentation malolactique. These Sciences, Dijon. Milisavljevic D. (1958), Ann. Sci. ag- ron. Belgrade, 11, n° 34. Novel E. (1968), Mitteil. Lebensm. Unters. Hyg., 59, 216. Orla-Jensen S., Otte U. C. et Snog- Kjaer A. (1956), Kgl. Danske Vindensk. Silokrab. Naturw. Math., 6, 52. Peynaud E. (1955), Mitteilungen, 5, 183. Peynaud E., et Lafon-Lafourcade S. et Domereq S. (1965), Bull. О. I. V-, 38, 415 et 945. Peynaud E. et Lafon-LafoUrcade S. (1972), Ind. alim. agric., 89, 398. Peynaud E. et Sapis-Domercq S. (1972), Conn. Vigne Vin, 6, 255. Plumas B. (1970), Etude de la formation d’histamine dans les vins par le dosage si- multane de 1’histidine et de 1’histamine, Diplo- me Ing. C. N. A. M. Radler F. (1958), Archiv. Microb., 32, 1. Radler F. (1958), Vitis, 1, 288. Radler F. (1963), Vitis, 3,207. Radler F. (1967), Conn. Vigne Vin, 3, 73. Radler F. (1973), 4th Long Ashton Sympo- sium : Lactic acid bacteria of beverages and foods. Ribereau-Gayon J. et Peynaud E. (1938), Ann. Ferment., 4, 559. Snell E. E. (1940), Wallerstein Lab. Comm., 11, 81. Snell E. E. (1952), Bact. Rev., 16, 227. Sudraud P. et Cassignard R. (1959), Vignes et Vins, n° 80, p. 18. Tchelistcheff A., Peterson R. G. et Van Gelderen M. (1971), Amer. J. Enol. Vitic., 22, 1. Vets ch U. (1973), Schweiz. Obst. Weinbau, 109, 468. We ill er H. G. et Radler F. (1972), Mit- teilungen, 22, 4. Whiting G. L. et Coggins R. A. (1963), Ann. Depart. Agr. Hort. Res. Station Long Ashton, p. 157. Zickler F. (1964), Zbl. Bakt. Parasit. Infekt. Hyg., 117, 702. .293
Глава 13. ПРЕВРАЩЕНИЯ ВИНА, ВЫЗЫВАЕМЫЕ БАКТЕРИЯМИ. ЯБЛОЧНО-МОЛОЧНОЕ БРОЖЕНИЕ И БОЛЕЗНИ Эта глава посвящена превращени- ям, благоприятным или неблагоприят- ным для качества, которые происхо- дят в составе вина под действием мо- лочнокислых бактерий. История ис- следований в области винных бакте- рий, проведенных до 1946 г., разделе- на на три основных этапа: 1) откры- тие Пастером связи между болезнями вина и активностью микробного возбу- дителя; 2) исследования Мюллер-Тур- гау и Остервальдера, которые дали химические определения этих болез- ней и классифицировали бактерии в зависимости от компонентов вина, ко- торые они разлагают; 3) исследова- ния Ж. Риберо-Гайона, в результате которых появились новые концепции и новые доктрины выделки и хранения вина. В данной главе дан краткий исто- рический обзор работ по яблочно-мо- лочному брожению и уточнены вторич- но превращения, которыми оно сопро- вождается; обсужден также ущерб, наносимый качеству вин. Затем рас- смотрены наиболее часто встречаю- щиеся бактериальные болезни: ожи- рение вина, молочнокислое скисание, сбраживание винной кислоты, или турн, сбраживание глицерина, или прогоркание вина. ЯБЛОЧНО-МОЛОЧНОЕ БРОЖЕНИЕ Первые исследования яблочно- молочного брожения Первые наблюдения сильного уменьшения общей кислотности вина по сравнению с уровнем кислотности в исходном сусле, уменьшения, намно- го превосходящего то, которое соот- 294 ветствует осаждению битартрата, сде- лали Вертело и Флерие (1864). Бу- сенго (1868) констатировал в яблоч- ных винах снижение кислотности на 50%, не будучи в состоянии объяснить его. Ордонно (1891) сообщал об ис- чезновении яблочной кислоты во вре- мя созревания вин. Его также наблю- дал Кулиш (1899), изучал Меслингер (1901), который вывел уравнение яб- лочно-молочного брожения; Кох (1900) и Зейферт (1901) выделили бактерии, способные разлагать яблоч- ную кислоту, и, наконец, наиболее ши- рокие исследования провели Мюллер- Тургау и Остервальдер (1913). Во Франции разложение яблочной кислоты в винах наблюдали Местре- зат (1907), Розенштиль (1908), Маро (1906, 1913). Присутствие значительного количе- ства молочной кислоты в здоровых ви- нах отметил еще Балар (1861). Менсио и Гарино-Канина (1914) уже в то время рассматривали яблочно- молочное брожение как обычное явле- ние в виноделии области Пьемонт. Во Франции начиная с 1922 г. Фер- ре в ряде работ (1922, 1926, 1928) вы- яснил значение и частоту понижения кислотности бактериями в бургундских винах лучших марок, а для красных вин района Бордо повсеместное и нор- мальное существование этого процес- са доказал в ряде своих публикаций 1937—1946 гг. Риберо-Гайон. Парал- лельно с этим Пейно (1938—1946) подтвердил и уточнил полученные Ри- беро-Гайоном результаты. Совершенно неправильно считать, что красные вина лучших марок полу- чаются в результате чистого спирто- вого брожения. Не будет преувеличе-
Таблица 13.1 Аналитические балансы яблочно-молочного брожения Образцы вина Восстанавливаю- щие сахара, г/л к Кислотность, мг-экв/л Кислота, мг-экв/л Сумма изменений отдельных кислот общая летучая 1 я СО я X к я яблочная лимонная молочная- Вино № 1 До яблочно-молочного брожения После яблочно-молочного броже- ния Изменения 2,0 1,7 3,38 3,47 Вино № 2 Цо яблочно-молочиого брожения После яблочно-молочного броже- ния Изменения 2,6 1,9 3,15 3,23 98 79 8,1 13,1 44,2 39,7 36,8 0 5,4 0,9 3,8 24,5 — -19 +5,0 —22* -36,8 -4,5 +20,7 -17,S 110 3,7 47,4 40,8 5,1 4,3 84 6,2 41,3 0 1,0 25,2 — -26 +2,5 —3,0* -40,8 -4,1 +20,9 —24,5 * Уменьшение винной кислоты вызвано более значительным осаждением кислого винного калия после исчезновения яблочной кислоты. нием сказать, что без яблочно-молоч- ного брожения не было бы выдающих- ся бордоских вин: все старые вина этого района, которые были анализи- рованы, оказались почти или полно- стью лишенными яблочной кислоты и, наоборот, они были богаты молочной кислотой. Было известно, что присут- ствие бактерий в этих винах представ- ляет обычное явление, но считали, что это не что иное, как начало заболева- ния. Авторы показали необходимость не препятствовать этому превращению, и в частности указали на меры предо- сторожности, которые следует прини- мать при приготовлении тонких вин в отношении использования сернистой кислоты в значительных дозах в тех- нологии виноделия. Для ординарных вин массового по- требления, в отношении которых воп- рос старения имеет меньшее значение, чем вопрос хранения, яблочноямолоч- ное брожение представляет собой еще один элемент стабильности, а часто и значительного улучшения качества. В табл. 13.1 даны примеры балан- са превращений, происходивших в двух винах, анализируемых до и пос- ле яблочно-молочного брожения. Бактерии полезные и бактерии вредные Лишь одно бактериальное превра- щение полезно и желательно при про- изводстве некоторых типов вин — сбраживание яблочной кислоты в мо- лочную. Всякое воздействие бактерий на дру- гие компоненты вина опасно. Молоч- нокислое сбраживание органических кислот дает уксусную кислоту; сбра- живание углеводов повышает как не- летучую, так и летучую кислотность. Пока не известны все составные части вина, которые могут быть метаболи- зированы бактериями (это могут быть 295
полисахариды, некоторые глюкози- ды); не изучены продукты разложения некоторых веществ, например мезоино- зита. Вина, потерявшие 0,5 г мезоино- зита, что составляет его среднее со- держание на 1 л, имеют низкие значе- ния летучих кислот. Кроме того, неко- торые ароматические вещества исче- зают, тогда как образуются более или менее неприятно пахнущие продукты (молочнокислые запахи). Идеальным видом молочнокислых бактерий, безопасным и полезным мог бы быть такой, который использу- ет яблочную кислоту, не затрагивая других компонентов. В действительно- сти такого вида бактерий не существу- ет, и совершенно безвредных бактерий нет. Во всяком случае, поскольку раз- ложение яблочной кислоты не являет- ся для бактерий энергетической реак- цией, а яблочно-молочное брожение начинается только после роста бакте- рий, они должны по необходимости развиваться за счет других компонен- тов. ' Однако можно выделить два типа молочнокислых бактерий. С одной сто- роны, бактерии, вызывающие болезни, всегда опасны, потому что они спо- собны поглощать значительные коли- чества важнейших компонентов и час- то лучше, чем яблочную кислоту; с другой стороны, бактерии, которые обычно вызывают яблочно-молочное брожение, опасны лишь в отдельных случаях, в некоторых условиях более способны превращать яблочную кис- лоту, чем сахара. Гомоферментативный характер, т. е. чистое молочнокислое сбраживание глюкозы, не является гарантией без- вредности, как можно было думать. Гомоферментативные бактерии обра- зуют летучие кислоты из фруктозы и из пентоз; кроме того, они повышают нелетучую кислотность. К тому же их присутствие в испорченных винах яв- 296 ляется обычным явлением. Некоторые гомоферментативные молочнокислые бациллы используют даже винную кислоту. Одним из факторов безвредности является порог pH. Выше было пока- зано, каким образом некоторые кокки могут сбраживать яблочную кислоту среды, содержащей сахар, при низком pH, без какого-либо вреда для каче- ства вина. Однако для многих бацилл не существует разницы между двумя порогами pH; некоторые бактерии при одинаковом pH лучше используют са- хара, чем яблочную кислоту. Сахара могут сбраживаться при pH 3,0. Классификация поражения вин бак- териями по степени опасности в убы- вающем порядке может быть схемати- чески представлена в следующем ви- де: глубокие изменения состава, с обра- зованием повышенной летучей кислот- ности, доходящей до полной порчи вина; сбраживание винной кислоты, глицерина, глюкозы и фруктозы; ограниченные изменения, с образо- ванием небольших количеств летучей кислотности и легкого снижения каче- ства вина: сбраживание лимонной кис- лоты, арабинозы, ксилозы. Способность метаболизировать ара- бинозу встречается у половины штам- мов молочнокислых бактерий. 1 ммоль пентозы дает в среднем 0,8 ммоль ук- сусной кислоты и 0,7 ммоль молочной кислоты. Из 1 г арабинозы может об- разоваться 0,30 г летучей кислотности (выраженной в серной кислоте). Раз- ложение ксилозы происходит в мень- шей степени, поскольку этот сахар со- держится в винах в малых количест- вах. Сбраживание лимонной кислоты, также часто встречающееся в винах, является другой причиной увеличения летучей кислотности. 2/3 штаммов мо- лочнокислых бактерий способны раз-
лагать лимонную кислоту. Преобразо- вание 1 ммоль лимонной кислоты (192 мг) дает от 1,25 до 1,50 ммоль ук- сусной кислоты (от 75 до 80 мг); 2 ммоль лимонной кислоты, что соот- ветствует среднему содержанию ее в винах, могут дать 0,20 г летучей кис- лотности. Увеличение летучей кислотности в молодых винах Хорошо известно, что яблочно-мо- лочное брожение в надлежащих усло- виях сопровождается небольшим по- вышением летучей кислотности (0,1— 0,2 г/л). Такое повышение неизбежно, но можно блокировать дальнейшее повышение летучей кислотности по- средством сульфитации с момента за- вершения яблочно-молочного броже- ния. С другой стороны, когда после исчезновения яблочной кислоты бак- терии оставляют действовать без ка- кого-либо вмешательства (переливки или сульфитации), наблюдают, что, как правило, летучая кислотность про- должает постепенно возрастать и в не- которые годы быстрее, чем в другие; главным фактором этой эволюции яв- ляется pH вина. Это увеличение более заметно у красных вин. Ранкин и Бридсон (1971) обращают внимание на изменения состава, вызываемые бактериями, как следствие яблочно- молочного брожения. Наконец, во время хранения вина в деревянных бочках или чанах для ви- на бывает, что в течение первого или иногда только второго лета летучая кислотность резко возрастает, часто в каждой емкости по-разному. Такую бактериальную активность очень часто встречавшуюся при хране- нии тонких красных вин лет 30 тому назад и нередко наблюдаемую еще и в настоящее время, гипотетически при- писывали парциальному сбражива- нию глицерина. Но анализы не под- тверждают этого. Объяснение резкого увеличения летучей кислотности в кон- це яблочно-молочного брожения и в период хранения заключается в по- глощении остаточных сахаров, и в ча- стности глюкозы и пентоз. Меламед (1962) показал, что глю- коза, фруктоза, арабиноза и ксилоза, всегда присутствующие в молодых ви- нах, исчезают параллельно во время яблочно-молочного брожения; вероят- но, глюкоза расходуется быстрее, чем другие сахара. Именно за счет этих остаточных сахаров в винах размно- жаются бактерии яблочно-молочного брожения. Их среднее содержание в сухих винах, исследованных автором (восстанавливающие сахара 2,05 г/л), составляет 0,48 г для глюкозы, 0,67 г для фруктозы, 0,70 г для арабинозы, 0,16 г для ксилозы. Гцмберто нашел в серии вин после яблочно-молочного брожения от 0,3 до 1,0 г арабинозы; из 13 вин в 5 больше не было ксило- зы, в 6 были ее следы, содержание сахаров в двух винах было меньше 50 мг/л. В табл. 13.2 приведены примеры уменьшения содержания пентоз в трех винах, хранившихся с их молочнокис- лыми бактериями в течение несколь- ких недель после яблочно-молочного брожения. В других опытах молодые вина, со- держащие бактерии, обогащали неко- торыми сахарами, уроновыми кислота- ми и выдерживали несколько месяцев в закупоренных бутылках. Пентозы, как и глюкоза, исчезают почти полно- стью. Наконец, в винах остается фрук- тозы не более 0,5 г/л. Летучая кислот- ность возрастает в большей или мень- шей степени в зависимости от добав- ляемых компонентов. Уксусную кис- лоту больше всего производят пенто- зы. Отмечают также деградацию глю- куроновой кислоты, которая может 297
Таблица 13.2 Уменьшение содержания пентоз в процессе яблочно-молочного брожения, г/л Образцы вина Арабиноза Ксилоза № 1 контроль 0,8 0,2 после яблочно-молоч- ного брожения № 2 0,3 0,1 контроль 1,0 0,2 после яблочно-молоч- 0,6 0,2 ного брожения № 3 контроль 1,0 0,2 после яблочно-молоч- ного брожения 0,2 0,1 объяснить ее отсутствие в некоторых винах. Метил-яблочная кислота не ис- пользуется, галактуроновая кислота, полисахариды, возможно, используют- ся, но в незначительной степени. Из приведенных выше наблюдений вытекает, что в практике виноделия яблочно-молочное брожение должно находиться под таким же наблюдени- ем и контролем, как спиртовое. Сле- дует периодически определять общую кислотность, летучую кислотность и яблочную кислоту. Как только будет установлено исчезновение последней, необходимо немедленно производить переливку вина и сульфитировать его из расчета 3—5 г/л сернистого ангид- рида. Переливку молодых вин следует проводить не через какие-то заранее установленные промежутки времени или в фиксированные даты, а в зави- симости от того, как протекает яблоч- но-молочное брожение. Осветление нужно проводить воз- можно раньше, так как осаждение бактерий, особенно кокков, недоста- точно, чтобы обеспечить их полное удаление; рекомендуется фильтрация молодых вин; она даже необходима при хранении вин в больших емко- стях. Образование летучих веществ Известно, что аромат вин подверга- ется глубоким изменениям в результа- те яблочно-молочного брожения и тем в большей степени, чем дольше вино находится в присутствии жизнеспособ- ных бактерий. Первичный аромат, аромат сорта ос- лабляется и может полностью исчез- нуть; по этой причине некоторые бе- лые ароматические вина не «выносят» такого превращения. С другой сторо- ны, появляются новые запахи; обычно они приятны у тонких красных вин, аромат которых обогащается, таким образом, новыми и сложными компо- нентами. Но могут возникать и неко- торые отклонения, особенно у белых вин. Вина могут приобретать устойчи- вые запахи кислого молока, сливочно- го масла, сыра, «молочной фермы», муки, пшеницы, квашеной капусты. Этиллактат и диацетил, образуемые бактериями, известны своим влиянием на аромат вин. Запах диацетила или аромат сливочного масла считают бо- лее или менее допустимым; при этом в зависимости от содержания его рас- ценивают как достоинство или как по- рок (Дитрих и Кернер, 1964; Форна- шон и Ллойд, 1965; Ранкин и сотруд- ники, 1969). В винах обычно находит- ся от 0,1 до 2,0 мг/л диацетила; реко- мендуемые дозы составляют от 5 до 7 мг/л. Пилоне и сотрудники (1966) уста- навливают завершение яблочно-мо- лочного брожения В' винах по повы- шенному содержанию в них летучих кислот, этиллактата, диацетила и аце- тоина. Радлер и Герварт (1971) ис- следовали образование вторичных ле- тучих продуктов молочнокислого бро- 298
жения. У гомоферментативных штам- мов молочнокислого брожения они идентифицировали ацетальдегид, аце- тоин, диацетил, а также следы ме- тил-2 или З-бутанол-1 и изобутанол. Гетероферментативные бактерии мо- лочнокислого брожения, кроме того, образуют наряду с этанолом очень ма- лые количества пропанола, изопропа- нола, этилацетата, «-гексанола, «-ок- танола. ОЖИРЕНИЕ, ИЛИ БОЛЕЗНЬ ТЯГУЧИХ ВИН Оно характеризуется маслянистой консистенцией и тягучестью вин, хоро- шо заметной при наполнении стакана. Ожирение больше известно, как бо- лезнь молодых белых вин, но оно мо- жет поражать и красные вина. По мнению многих авторов, в действи- тельности речь идет не о болезни, а об особом проявлении яблочно-мо- лочного брожения. Известно, что некоторые молочно- кислые бактерии, чаще всего Leuconos- toc, окружены в некоторых условиях слоем декстрана, полисахарида с длинной цепью, растворы которого об- ладают тягучестью. Бактерии связаны друг с другом этой тканью и при на- блюдении под микроскопом представ- ляются как бы захваченными в сеть. Что касается веществ, вызывающих густую, вязкую консистенцию вин, то их выделили и идентифицировали Бю- ши и Доэль (1954). Речь идет о поли- сахаридах, лишенных азота и состоя- щих из галактозы, маннозы, арабино- зы и галактуроновой кислоты. Из тягучих вин различного проис- хождения выделили бактерию, имев- шую вид кокка, чистые культуры ко- торого позволяют придавать здоро- вым винам свойство становиться тягу- чими и приобретать признаки ожире- ния; она получила название Strepto- coccus mucilaginosus bap. vini. Благо- даря измерению степени вязкости уда- лось установить отношение между яб- лочно-молочным брожением и ожире- нием и проследить в одно и то же вре- мя за развитием этих процессов. Ока- залось, что они начинаются практиче- ски одновременно, но редко заканчи- ваются в одно время. Большую часть времени после окончания биологиче- ского раскисления вина остаются в течение более или менее длительного периода тягучими и маслянистыми по своей консистенции. Поэтому не сле- дует рассматривать ожирение как прямое следствие яблочно-молочного брожения: речь шла о двух различных явлениях. Чистые культуры Streptococ- cus mucilaginosus способны сбражи- вать яблочную кислоту, но оптималь- ный pH их развития довольно высо- кий. Кроме того, первостепенное зна- чение для появления этой болезни имеет содержание в винах остаточных сахаров (Гумберт-Дроз, 1958). Люти также доказал, что одновре- менное присутствие других микроорга- низмов оказывает большое влияние и значительно повышает образование вязкого вещества. Это явление харак- терно для симбиоза. Этот же автор идентифицировал в качестве симбио- зов столь различные микроорганизмы, как Acetobacter rancens, Debaryomy- ces kloeskeri и Penicillium roqueforti. Был изучен механизм вмешательства этих микроорганизмов. Они могут про- являть активность, реализуя более благоприятный окислительно-восстано- вительный потенциал и расходуя кис- лород питательной среды. Но похоже, что эти связи имеют намного более сложную природу. Streptococcus mu- cilaginosus способен развиваться в присутствии Acetobacter rancens при значительно более низких pH. В то же время образование вязкого вещества происходит более интенсивно. Исполь- 29Й
зуемое для эксперимента вино может приобрести консистенцию настоящего студня. Подобные явления симбиоза могли бы иметь большое значение в эволю- ции других бактериальных болезней вин. Нужно, однако, уточнить, что бо- лезнь ожирения не изменяет сама по себе состава вина. Летучая кислотность вин, заболевших ожирением, необяза- тельно повышается, некоторые тягу- чие вина имеют лишь 0,36 г летучей кислотности. Опасность этой болезни заключается в том, что ожирение час- то сопровождается быстрым развити- ем бактерий, использующих винную кислоту или глицерин. Профилактической обработкой явля- ется разумное применение сернистого ангидрида при выделке и хранении вина в дозах, которые не мешают про- цессу яблочно-молочного брожения, но достаточны для того, чтобы воспрепят- ствовать образованию слизистого ве- щества. Лечебная обработка преду- сматривает сульфитацию при 6 или 8 г/гл с энергичным перемешиванием вина. Это механическое действие раз- рушает ткань, которая делает вино тя- гучим и нарушает его вид; аэрация способствует этому разрушению. МОЛОЧНОКИСЛОЕ СБРАЖИВАНИЕ САХАРОВ ИЛИ МОЛОЧНОКИСЛОЕ СКИСАНИЕ Опасность присутствия молочнокис- лых бактерий в вине, содержащем восстанавливающие сахара, известна давно. Это разложение сахаров, про- исходящее даже во время брожения на мезге и, как правило, после снятия с дрожжей вин, с не полностью сбро- женным сахаром, в прошлом называ- ли «маннитным брожением». Гайон и Дюбур (1894—1904) доказали, что присутствие маннита является резуль- 300 татом действия бактерий на фрукто- зу, еще не использованную дрожжами. Во избежание на практике маннитных болезней вин нужно прежде всего соз- дать наиболее благоприятные условия для спиртового брожения; из этого вы- текают и рекомендации, сформулиро- ванные Гайоном для ведения броже- ния: охлаждение чанов, перетяжка с доступом воздуха, короткое брожение на мезге и применение сернистого ан- гидрида. Опасность, возникающая от присут- ствия в вине несброженного сахара, отнюдь не в том, что оно способствует турну, т. е. разложению винной кисло- ты или глицерина, а в том, что оно вызывает, если этот сахар разлагает- ся бактериями вместо дрожжей, обра- зование уксусной и молочной кислоты (молочнокислое скисание) в тем боль- ших количествах, чем больше оста- лось несброженного сахара. Именно в годы больших урожаев богатые саха- ром и бедные кислотами вина подвер- жены этому заболеванию, так как сбраживание сахара в этом случае протекает с трудом, а малая кислот- ность способствует развитию бакте- рий. Достаточно небольшого количе- ства сахара, разложенного бактерия- ми, чтобы заметно ухудшить вино, сделать его резким в результате увеличения летучей и общей кислот- ности. Можно сказать, что молочнокислое скисание может проявляться в четы- рех различных ситуациях: во время приготовления вина; в момент яблоч- но-молочного брожения или после его завершения в винах с остаточным са- харом; в сладких натуральных винах и в ликерных винах. Молочнокислое скисание может осо- бенно быстро проявляться в не полно- стью выбродивших винах, содержа- щих довольно высокое количество ос- таточного сахара. Вначале оно проте-
кает очень скрытно: все молочнокис- лые бактерии, включая и бактерии яб- лочно-молочного брожения, способны участвовать в нем; следовательно, его трудно отличить от яблочно-молочного брожения, особенно если оно развива- ется одновременно и когда бактерии являются гомоферментативными. В этом случае прежде всего происхо- дит повышение нелетучей кислотности. Гумберт Дроз (1958) предложил на- зывать это гомоферментативное раз- ложение сахаров фруктозо-молочно- кислым брожением, которое может возникнуть во время, но чаще сразу же после яблочно-молочного броже- ния. Оно редко переходит в бурную форму с образованием маннита, но часто бывает причиной повышения ле- тучей кислотности (Шопфер, 1973). Некоторые способы виноделия спо- собствуют молочнокислому скисанию, например виноделие без дробления или когда производят лишь частичное дробление. В этом случае прессовое вино остается с большим или меньшим содержанием сахара и опасность за- ключается в том, что дрожжи и бакте- рии могут здесь развиваться одновре- менно. Ликерные вина Выработка ликерных вин из вино- града, пораженного «благородной гни- лью», выдвигает в годы большого пе- резревания проблему бактерий, кото- рую трудно решить. Действительно, сульфитация сусла может быть лишь в уменьшенных дозах, чтобы еще с на- чала брожения избежать накаплива- ния связанного сернистого ангидрида. Спиртовое брожение иногда бывает вялым и продолжается несколько не- дель. Однако такие вина обладают высо- кой летучей кислотностью (Сюдро, 1967). Повышенное образование уксус- ной кислоты является следствием трех главных причин: 1) уксуснокис- лые бактерии, развивающиеся на по- верхности винограда, пораженного Botrytis cinerea, следовательно, лету- чая кислотность существует еще до получения сусла; 2) дрожжи, работа- ющие в обедненной среде, в частности при недостатке усвояемого азота и пантотеновой кислоты; при наиболее замедленном брожении образуется большее количество летучих кислот; 3) молочнокислые бактерии, вмеша- тельство которых облегчается замед- ленным темпом или даже остановкой спиртового брожения и присутствием сахаров. Действительно, активность бактерий является обычным явлением в этом типе вин. Ее можно измерять по со- держанию L(+)-молочной кислоты, которая присутствует в винах после сульфитирования. Из примерно 60 ис- следованных вин Барзак и Сотерн из урожаев 1967—1970 гг. все имеют бо- лее 30 мг/л L(+)-молочной кислоты; однако известно, что выше уровня 10—15 мг/л вина наверняка были сре- дой для размножения бактерий (С. Лафон-Лафуркад и Пейно, 1970). В 23 винах содержание этой кислоты превышает 100 мг/л, в четырех — свы- ше 500 мг/л и в двух больше нет яб- лочной кислоты. Все ликерные вина, имеющие повы- шенную летучую кислотность, необя- зательно были местом развития мо- лочнокислых бактерий, каждый раз, когда имеется бактериальная актив- ность, существует риск дополнитель- ного повышения летучей кислотности, т. е. более или менее развитого мо- лочнокислого скисания. Легкое сульфитирование, частичная очистка сусла и особенно активирова- ние спиртового брожения являются средствами борьбы против этого вида бактериальных болезней. 301
Десертные вина Речь идет о типах вин, известных под названием сладких натуральных вин, ликерных вин, мистелей, крепле- ных вин, специальных вин, получае- мых с добавлением спирта, и обычно крепких, обладающих высоким содер- жанием восстанавливающих сахаров, низкой кислотностью и повышенным pH. Заболевание начинается еще в бродильном чане, но чаще всего после розлива в бутылки. Когда бутылке придают вращательное движение, на- блюдаются «шелковистые волны». Эти вина содержат в избытке углекислый газ и приобретают кислый привкус, .более или менее испорченный аромат, иногда даже так называемый «мыши- ный тон» или запах ацетамида СН3— CONH2. Авторы наблюдали такие из- менения у мускатов Ривсальт, Самос, у вин Баньюль, Порто, Марсала. Наиболее примечательное измене- ние вина выражается в возрастании связанной кислотности и летучей кис- лотности в результате разложения са- харов и образования молочной и ук- сусной кислот. Молочнокислые бактерии, чаще все- го ассоциируемые с этим видом забо- левания сладких высокоспиртуозных вин, принадлежат к роду Lactobacillus (Форнашон, 1936, Форнашон и сотруд- ники, 1949; Вогн, 1955; Вогн и сотруд- ники, 1949). Наиболее распространен вид L. trichodes, так как он способен развиваться в винах со спиртуозно- стью выше 21% об. Он может вызы- вать заболевания итальянских верму- тов (Милан, 1962). Но это не единст- венный идентифицированный вид. Форнашон (1943) занес в каталог пять групп бактерий, найденных в больных десертных винах: к группе I относятся гетероферментативные Lac- tobacillus, не сбраживающие ни пен- тоз, ни яблочной кислоты, которые по- 302 зднее описали под названием L. tric- hodes; они могут развиваться при спиртуозности вина 20—21% об. Груп- па II представлена гетерофермента- тивными Lactobacillus, которые сбра- живают ксилозу и яблочную кислоту (родственные L. hilgardii) и развива- ются в винах при спиртуозности 18— 20% об. Группы III и IV сбраживают пентозы (L. brevis?) и спиртовыносли- вы до 18—20% об. Группа V до неко- торой степени аналогична группе II. Дюпюи (1957) описал гетерофермен- тативную бациллу, выделенную из ли- керных вин, также сравнимую с бак- териями группы V. Джини и Вогн (1962) нашли в этих типах вин бак- терии, принадлежащие к виду Pedio- coccus cerevisiae или еще к семи ви- дам рода Bacillus, способных образо- вывать споры и устойчивым к повы- шенным температурам. МОЛОЧНОКИСЛОЕ СБРАЖИВАНИЕ ВИННОЙ КИСЛОТЫ, ИЛИ ТУРН Пастер описал видимые признаки «турна» или «пусса» вин: помутнение, шелковистые волны, выделение угле- кислого газа, побурение на воздухе, плоский вкус, клееобразный осадок, образуемый выпадением волокон. Это не было разложением винной кисло- ты. Мюллер-Тургау и Остервальдер (1919) оставили термин «турн» за бо- лезнью, характеризующейся одновре- менным разложением винной кислоты и глицерина, происходящим, по мне- нию авторов, в виде единого процес- са. Риберо-Гайон показал, что если эти два компонента часто использу- ются параллельно (см. табл. 13.3), то сбраживание винной кислоты может происходить без изменения содержа- ния глицерина. В точной кодификации болезней вина «турн» является сино- нимом молочнокислого брожения вин- ной кислоты. «Пусс» в этом случае мо-
Таблица 13.3 Аналитический баланс молочнокислого сбра- живания винной кислоты и глицерина 0J м €> =: о 05 S Элементы вина сч со к «3 До за НИЯ После вания Измен Глицерин, ммоль 70 46 —24 Восстанавливающие са- 1,5 0,5 — 1,0 хара, г/л pH Кислотность, мг-экв/л 3,93 3,96 — общая 54 74 +20,0 летучая Кислота, мг-экв/л И,2 33,8 +22,6 винная 40,0 26,9 -13,1 яблочная 0 0 лимонная 0,9 0,7 -0,2 молочная 16,2 25,2 +9,0 Сумма индивидуальных изменений кислот, мг- экв/л — — + 18,3 жет соответствовать яблочно-молочно- му брожению. Разложение винной кислоты молоч- нокислыми бактериями не является признаком вида. Авторы этой книги наблюдали, а другие авторы под- твердили, что бактерии, принадлежа- щие к различным группам, могут об- ладать этим свойством. Использование винной кислоты в различных видах пи- тательной среды иногда бывает пол- ным, но чаще лишь частичным. Крумперман и Вогн (1966) выдели- ли 64 штамма молочнокислых бакте- рий, способных разлагать винную кис- лоту. 24 штамма являются гетерофер- ментативными и 40-гомоферментатив- ными. Их развитие возможно только в анаэробиозе. Речь идет только о мо- лочнокислых бациллах, отнесенных авторами к видам L. plantarum, Р. leichmanii, L. brevis, L. buchneri, L. pastorianus, из которых отдельные штаммы определены неточно и не со- ответствуют принятой здесь современ- ной номенклатуре. Продуктами раз- ложения являются молочная, янтар- ная, уксусная кислоты, углекислый газ. На 78 штаммов молочнокислых бак- терий, выделенных из вин, Радлер и Яннис (1972) встретили четыре штам- ма L. plantarum и один штамм L. bre- vis, разлагающий тартраты. Фермент этого превращения может быть индук- тирован. Продукты анаэробного раз- ложения одной моли (грамм-молеку- лы) составляют: с L. plantarum 1,5 моль СО2, 0,5 моль уксусной кисло- ты, 0,5 моль молочной кислоты; с L. brevis 1,33 моль СО2, 0,67 моль ук- сусной кислоты и 0,3 моль янтарной кислоты. При исследовании более 700 штам- мов (Пейно, 1967) только 6 были при- знаны способными потреблять всю винную кислоту, содержащуюся в пи- тательной среде, и около 20 штаммов могли сбраживать ее частично. Один гомоферментативный штамм Streptobacterium был выделен из прес- сового сусла черного винограда уро- жая 1963 г. в районе Шампани; эта бактерия не сбраживает пентозы и сбраживает лимонную кислоту. Вин- ная кислота в синтетической пита- тельной среде исчезает полностью. Из этого же вина были выделены две ге- тероферментативные бациллы, не сбраживающие винную кислоту. Другой штамм, принадлежащий к виду Leuconostoc oinos А+, происхо- дит из здорового вина (Моргон 1963); три, ло-видимому, идентичных штам- ма были выделены в то же время и из этого же вина, но не одинаковые по своим свойствам. Четыре штамма L. brevis были вы- делены из одного больного испанско- го вина; три из них используют вин- ную кислоту, четвертый же не воз- действует на нее. Наконец, еще один штамм L. brevis происходит из сид- ра.
Таблица 13.4 Использование винной кислоты некоторыми молочнокислыми бактериями Штаммы бактерий Содержание винной кислоты (в мг-экв/л) по истечении одного месяца культуры (среда при pH 4,4) на обогащенном виноградном сусле на синтетической среде, содержа- щей глюкозу Контроль 21,0 32,0 Streptobacterium Ch 22 0 0 Lactobacillus plantarum U 555 18,6 21,0 U 564 15,3 18,0 Lactobacillus hilgardii PC 1 14,0 15,6 HB 3 14,9 22,5 Lactobacillus brevis Ci 0 0 Fs 1, 2, 3 0 0 VRF1 14',0 20,5 L 6 9,3 20,5 Leuconostoc oinos A+ MOI 0 0 BR2 12,0 25,1 BO1 16,0 27,0 HBY 13,3 25,2 Эти примеры показывают разнооб- разие форм и свойств бактерий, спо- собных разлагать винную кислоту; они также показывают, что бактерии, вы- деленные из одной и той же среды, мо- гут иметь сходство во всех отношени- ях и в то же время быть различными в том, что касается этого единствен- ного свойства. Однако нельзя созда- вать вид на основании одного этого признака. Bacterium tartarophtorum Мюллера-Тургау и Остервальдера не является видом бактерий. Другое важное замечание: можно выделить бактерии, воздействующие на винную кислоту, из здоровых вин и даже из сидра, среды, лишенной винной кис- лоты. Иногда же, наоборот, микроор- ганизмы, выделенные из вин, больных турком, не были бактериями, способ- ными сбраживать эту кислоту. Как. было показано выше, около 20 различных штаммов были призна- ны способными частично разлагать винную кислоту в различных средах. В табл. 13.4 дано несколько примеров такого рода. Наиболее часто воздействию под- вергается 7з, иногда половина содер- жащейся кислоты. В перечне пред- ставлено большое число разных ви- дов. Таким образом, сбраживание вин- ной кислоты представляется не как свойство одного вида, но как адапта- ция, которая может быть присущей очень различным бактериям, как вновь приобретенная функция или как по- тенциальность, проявляющаяся в бла- гоприятной среде. Естественное распределение бакте- рий, сбраживающих винную кислоту, еще недостаточно изучено. Еще не яс- но, то ли заболевание вина связано исключительно с его составом или же с присутствием бактерий, разлагаю- щих винную кислоту. Из проведен- ных опытов вытекает, что .в некоторых редких типах сусел или вин содержат- ся только бактерии, способные разла- гать винную кислоту (или еще и гли- церин) и, следовательно, способные вызывать глубокие изменения в жид- кости. Другими словами, многие вина не заболевают, несмотря на малый процент кислотности и сернистого ан- гидрида, потому что в них совершен- но нет бактерий этого типа. Вопрос заключается в том, чтобы знать, в каких условиях такие бакте- рии могут во время операций по обра- ботке вин проникать в жидкости и развиваться в них. Вина, доведенные до pH 4,0, и питательные среды, со- держащие винную кислоту, были рас- 304
пределены по флаконам и стерилизо- ваны. Затем эти жидкости были засея- ны различными способами, закрыты с соблюдением требований асептики и выдерживались в течение нескольких недель при 25° С. В этих условиях на- блюдали разложение винной кислоты во всех флаконах, загрязненных час- тицами, взятыми с влажных и сухих полов винных подвалов. Известно, что некоторые бактерии почвы использу- ют винную кислоту (Крампитц и Ли- нен, 1964), но не ясно, относится ли это к молочнокислым бактериям. Про- тив турна также действительны и дол- жны полностью применяться класси- ческие правила относительно гигиены оборудования и производства техноло- гических операций. pH является важным лимитирую- щим фактором этого изменения: толь- ко при высоких значениях pH, превос- ходящих 3,50, винная кислота исполь- зуется. Путем засев<а вина всегда мож- но получить «турн» и при pH 3,89, но при pH 3,65 — только для двух видов бактерий и никогда при более низких значениях. В некоторых случаях молочная кис- лота, в конце концов, сама подверга- ется использованию. Бактерии «турна» очень чувстви- тельны к свободной сернистой кисло- те, даже в виде следов. Были проведе- ны опыты на винах, приведенных к pH 4,0, засеянных бактериями, которые разлагают винную кислоту, и поме- щенных в пробирки под пирогаллолом при 25° С: находившийся в пробирках свободный сернистый ангидрид посте- пенно исчезал. Даже в этих условиях добавление от 10 до 20 мг/л SO2 угне- тает развитие бактерий, а добавление от 25 до 40 мг достаточно для отми- рания всех клеток; развитие популя- ции полностью прекращается, и под- счет позволяет констатировать отсут- ствие живых клеток. МОЛОЧНОКИСЛОЕ СБРАЖИВАНИЕ ГЛИЦЕРИНА, ИЛИ ПРОГОРКАНИЕ ВИНА Болезнь вин, известная под назва- нием прогоркание, в прошлом полно- стью уничтожала вина некоторых лет. По описанию Пастера она кажется очень похожей на турн. Во всех винах, ставших прогорклы- ми в бутылках, которые Пастер ис- следовал, он наблюдал какие-то нити одни или вместе с осадком окрашен- ного вещества, «сильно разветвлен- ные волокна, с множеством узелков большего или меньшего диаметра, бо- лее или менее расчлененные, бесцвет- ные или слегка окрашенные в красный цвет, ярко светлые или с густо-корич- невым оттенком». Дюкло (1874) отметил различие между «турком» и «прогорклостью»: при первом кислотность уменьшается, при втором она повышается в резуль- тате одновременного образования как нелетучей, так и летучей кислотности, откуда и возникло предположение, что разложение затрагивает и такое нейтральное вещество, как глицерин. Но точной зависимости установлено не было. Танины всегда рассматрива- лись как играющие важную роль в развитии горького вкуса. Мюллер-Тургау и Остервальдер (1919) констатировали, что многие бактерии воздействуют одновременно на винную кислоту и глицерин. Так- же наблюдали в красных винах зна- чительное разложение глицерина без заметного разложения в то же время винной кислоты. В семи швейцарских винах спиртуозностью от 6,9 до 10,6% об., не содержащих несброженного са- хара, наблюдали: а) повышение лету- чей кислотности на 0,5—1,2 г/л; б) уве- личение содержания молочной кисло- ты на 0,36—3,5 г/л; в) отсутствие сни- жения процентного содержания винной кислоты; г) уменьшение содержания 305
глицерина на 1—4,3 г/л, сопровождае- мое снижением сухого экстракта в та- кой же или явно превосходящей про- порции; д) увеличение общей кислот- ности на 0,4—2 г/л. Разложение глицерина дает уксус- ную кислоту и большее или меньшее количество молочной кислоты,.кото- рая к тому же может сама частично разлагаться бактериями, образуя ук- сусную кислоту. Сумма летучих кис- лот и образовавшейся молочной кис- лоты обычно почти равна исчезнувше- му глицерину; вероятно, что какая-то часть глицерина превращается в угле- кислый газ. Эту болезнь тщательно исследовали многие авторы главным образом в на- чале века, но, поскольку ее превра- щения были недостаточно определе- ны, а бактерии, вызывающие их, ма- ло известны, ее истолкование привело к большей путанице. В наше время благодаря улучшению гигиенических условий и рациональному применению сернистого ангидрида как при произ- водстве, так и при хранении вина эта болезнь редко достигает такой степе- ни, когда продукт становится горьким и непригодным для потребления. Все же остается возможность незначитель- ного разложения глицерина, происхо- дящего при хранении в деревянной таре, которое делает вино более пус- тым. Но имеется много других, более часто встречающихся причин легкого повышения летучей и связанной кис- лотности в бочечных винах, в частно- сти использование бактериями неболь- ших' количеств сахара, а также ад- сорбция серной кислоты из дерева .после окуривания. Ренчлер и Таннер (1951) исследова- ли причины развития горького привку- са во время заболевания вина про- горклостью в резко выраженной фор- ме и показали, что существует зависи- мость между присутствием акролеина 306 и привкусом горечи. Действительно, если акролеин сам по себе не имеет горького вкуса, возможно, что при до- бавлении его в здоровые вина они ста- новятся прогорклыми. Образование акролеина при болезни прогорклости было исследовано в ряде работ Вуазе- не (1910, 1913). Авторы разделяют этот механизм на два этапа: в первом происходит превращение глицерина в акролеин под воздействием бактерий; во втором акролеин вступает в соединение с по- лифенолами и, таким образом, дает вещества, характерные для прогорк- лых вин. Отсюда понятно, почему красные вина, богатые полифенолами, прогоркают легче, чем белые. Для обозначения этой болезни авторы пользуются термином «акролеиновое скисание». Акролеин находят в конь- ячных спиртах, когда дистиллируют больные вина; его можно идентифици- ровать по его резкому запаху и по об- разованию динитро-2,4-фенилгидразо- на (точка плавления 57°С). Действие бактерий на виноградную выжимку при хранении в силосных емкостях иногда дает акролеин, который вызы- вает изменения в спиртах, получаемых при дистилляции. Такое образование акролеина отмечалось также в дрож- жевом осадке или в винах с очень низким содержанием спирта, предназ- наченных для перегонки. Лишь немногие молочнокислые бак- терии обладают способностью разла- гать глицерин. Из 700 штаммов, иссле- дованных авторами, только 26 (т. е. 3,6%) уменьшают содержание глице- рина в подслащенной среде на 5— 25 ммоль/л. Другие бактерии, культи- вируемые в точно таких же условиях, наоборот, образуют глицерин в коли- чествах от 50 до 70 ммоль/л. Тесты культуры, проведенные с глицерином -в качестве единственного источника углерода, подтверждают, что бакте-
рии, выделенные из вин и способные сбраживать глицерин, встречаются довольно редко. Эти штаммы распре- деляются следующим образом: Число штаммов Pediococcus cerevisiae 6 Leuconostoc gracile 1 Leuconostoc oinos A+ 12 Lactobacillus casei 3 Lactobacilllus fructivorans 2 Lactobacillus hilgardii 2 Частичное разложение глицерина, вызываемое этими бактериями, не ве- дет к образованию акролеина. Как и для разложения винной кис- лоты, не существует четко определен- ного вида молочнокислых бактерий, использующих глицерин. Это является свойством отдельных штаммов, и та- кие бактерии, по-видимому, можно встретить среди всех видов. ЛИТЕРАТУРА Balard (1861), С. R. Acad. Sci., 53, 1226. Berthelot М. et de Fleurieu A. (1864), C. R. Acad. Sci., 58, 720. Buchi W. et Deuel H. (1954), Mitt. Ge- biete Lebens. Unters. Hyg., 45, 222. Dittrich H. H. et Kerner E. (1964), Wein-Wissens., 19, 528. Duclaux E. (1874), Ann. Chim. et Phys., 2, 233 et 3, 108. Dupuy P. (1957), Ann. Technol. agric., 6, 93. Ferre L. (1922), Ann. Sci., agron., 277. Ferre L. (1926), Ann. Falsif. Fraudes, 21, 75. (1928), Ibid. 23, 530- Fornachon J. С. M. (1936), Aust. J. Exp. Biol. Med. Sci., p. 215. Fornachon J. С. M. (1943), Bacterial spoi- lage of fortified wines, Australian Wine Board, Adelaide. Fornachon J. С. M., Douglas H. C. e t Vaughn R. H. (1949), Hilgardia, 19, 129. Fornachon J. С. M. et Lloyd B. (1965), J. Sci. Food. Agric., 16, 710. Gayon U. et Dubourg G. (1894), Ann. Inst. Pasteur, 8, 108; (1901), Ibid., 15, 400; (1904), Ibid., 18, 385. Gini B. et Vaughn (1962), Amer. J. Enol. Vitic., 13, 20. Humbert-Droz J. R. (1958), Station d’essais vitlcoles d’Auvernier, Suisse. Koch A. (1900), XIXе Deutscher Weinbau Kongress. Krampitz L. O. et Lynen F. (1964), Bio- chem. Zeit., 341, 97. Krumpermann P. H. et Vaughn R. H. (1966), Amer. J. Enol. Vitic., 17, 185. Ku 1 is ch В (1899), Weinbau u. Weinhandel. Lafon-Lafourcade S. et Peynaud E. (1970), Ind. alim. agric., 87, 133. Liithi H. (1953), Mitt. Gebiete Lebens. Un- ters. Hyg., 44, 30. Liithi H. (1957), Amer. J. Enol., 8, 176. Malan С. E. (1962), Sul deposito cotonaceo prodotto dallo sviluppo di Lactobacillus tri- chodes in vermut piemontesi, Tip. V. Bona, Turin. Melamed N. (1962), Ann. Technol. agric., 11, 5 et 107. Mensio C. et Garino-Canina E. (1914), Staz. sper. agr. ital., 47, 385. Mestrezat W. (1970), C. R. Acad. Sci., 145, 260. Moreau L. (1906), Rev. Vitic., 26, 128 et 210. Moreau L. etVinetE. (1913), Ann. Fal- sif. Fraudes, 6, 329. Mos linger W. (1901), Zeits. Unters. Nah- riungsmittel, 673 et 1121. Muller-Thurgau H. et Osterwal- der A. (1913), Die Bakterien im Wein und Obstwein und die dadurch verursachten Ve- randerungen, Fischer. Muller -Thurgau H. et Osterwal- der A. (1919), Uber die durch Bakterien verursachte Zersetzung von Weinsaure und Glyzerin im Wein. Landwirts. Jahrbuch der Schweiz, 49 p. Ordonneau C. (1891), Bull. Soc. Chim., 6, 261. Pasteur L. (1866), Etudes sur le vin, 1 e edition, Masson, Paris. Peynaud E. (1938), Ann. Falsif. Fraudes, 31, 332. Peynaud E. (1946), Contribution a 1’etude biochimique de la maturation des raisins et de la composition des vins, These Ing. Doct, Bordeaux. Peynaud E. (1967), Etudes recentes sur les bacteries lactiques du vin, IIе Symposium intern, d’ Oenologie, Bordeaux. C. R. vol. 1 p. 219. Pilone G. J., Kunkee R. E. et W e b b A. D. (1966), Appl. Microbiol., 14, 608. Radler F. et Gerwarth B. (1971), Archiv. Mikrob., 76, 299. Radler F. et Yannisis S. (1972), Archiv. Mikrob., 82, 219. Rankine В. C., Fornachon J. С. M. et Bridson D. A. (1969), Vitis, 8, 129. 307
R a n к i п е В. C. et Wine, Brewing Spir. Rentschler H. et Bridson A. (1971), Rev., Australie, 90, 44. Tanner H. (1951), Mitt. Gebiete Lebens Unters. Hyg., 42, 463. Ribereau-Gayon J. (1937), Ann. Falsif. Fraudes, 30, 339. Ribereau-Gayon J. (1938), C. R. Acad. Agric., 34, 600. Ribereau-Gayon J. (1938), Ann. Fer- ment., 4, 559. Ribereau-Gayon J. (1941), Ann. Fer- ment., 6, 228. (1942), Ibid., 7, 21. Ribereau-Gayon J. (1946), Bull. О. I. V., 182, 26. SchopferJ. F. (1973), Bacteries lactiques et alterations Colloque international d' Oenolo- gie, I. T. V., Arc et Senans. Seifert W. (1901), Zeits. Landw. Versuchs. Oesterreich, 980. (1903), Ibid., 567. Sudraud P. (1967), C. R. Acad. Agric., 53, 339. Vaughn R. H. (1955), Adv. Food. Research, 6, 67. Vaughn R. H., Douglas H. C. et For- n a ch on J. С. M. (1949), Hilgardia, 19, 133. Voisenet E. (1910), C. R. Acad. Sci., 150, 40 et 1614; 151, 518 et 522. (1911), Ibid., 153, 363 et 398; (1913), Ibid., 156, 1181 et 1410. Глава 14. УКСУСНОКИСЛЫЕ БАКТЕРИИ Возбудители образования уксуса и уксусного скисания или закисания, ко- торых в просторечии называют уксус- ным ферментом, уксуснокислыми бак- териями или ацетобактером — терми- ны, которые заменили прежнее назва- ние Mycoderma aceti, данное Пасте- ром, являются бактериями, принадле- жащими к роду Acetobacter, семейства Pseudomonadaceae. о -7л о ° о %, » / «\ «test 4 о ° % о *0 % ? % 6 ' % О° 6 oL° * °oo^ C О ' 0 0° %o o' V О °о' ? о о О О о О0 о «’’У? 1s Рис. 14.1. Клетки Acetobacter, изображен- ные no данным Глаубица (увеличение 1000). Под микроскопом уксуснокислые бактерии, развившиеся на вине, пред- ставляются в виде маленьких цилинд- рических, очень коротких клеток, рас- положенных в виде цепочек, но чаще всего группирующихся по две в виде цифры восемь; их диаметр составля- ет 0,5 до 1 мкм (рис. 14.1). Они грам- отрицательны; на поверхности вина образуют беловатую пленку, которая выглядит по-разному в зависимости от вида бактерий; уксуснокислые бак- терии развиваются быстро, и пленка через очень короткое время покрыва- ет всю свободную поверхность. Эти микроорганизмы очень широко распространены в природе. Их нахо- дят уже на зрелом винограде, еще ча- ще на загнивших гроздьях, хотя и в меньшем количестве, чем дрожжи. По наблюдениям авторов из 81 пробы по 1 кг винограда каждая, который со- бирали с соблюдением условий анти- септики, около половины показали присутствие уксуснокислых бактерий; 3 раза было отмечено развитие Ace- tobacter xylinum, которые опознавали по образованию зооглеи (Пейно и До- мерк, 1961). При отборе проб из за- браживающего сусла 30% дают при- сутствие уксуснокислых бактерий; 308
сульфитация при 15 г/гл недостаточна для удаления их из сусла. Блэквуд и сотрудники (1969) выде- лили из зрелого, в большей или мень- шей степени загнившего винограда 51 штамм аэробных бактерий; они при- надлежали к родам Pseudomonas и Acetobacter. Энологи еще недостаточно изучили уксуснокислые бактерии, несмотря на то что они очень часто встречаются в винах. Заслуга в заполнении этого пробела принадлежит Дюпюи, кото- рый в серии работ дал методику выде- ления в культуру (1952), идентифика- ции штаммов, выделенных из вин (1957), описал факторы развития этих бактерий в винах (1957), их ингиби- рования сернистым ангидридом. Можене (1962) наблюдал большую частоту присутствия уксуснокислых бактерий в сидрах; 45% исследован- ных сидров содержали уксуснокислые бактерии, принадлежавшие к пяти ви- дам, наиболее часто встречающимся также и в винах. A. rancens представ- ляет 70% изученных штаммов. Забо- левание сидров выражается в образо- вании уксусной кислоты и ацетальде- гида. Дюпюи и Можене (1963) дали разработку вопроса о факторах и ус- ловиях развития уксуснокислых бакте- рий, об их метаболизме и профилакти- ческих мерах для обеспечения сохра- няемости вин. ВЫДЕЛЕНИЕ В КУЛЬТУРУ УКСУСНОКИСЛЫХ БАКТЕРИИ Acetobacter в почти чистом виде можно встретить в сильно испорчен- ных винах; они создают пленку, из ко- торой можно легко взять пробу для нового обсеменения; в этом случае -есть шансы получить чистую культу- ру. Стерильную стеклянную палочку погружают через пленку, затем в жид- кость, подлежащую засеву; палочка покрывается тонкой пленкой, которая потом остается на поверхности жидко- сти. Но чаще всего Acetobacter нахо- дится в вине вместе с винными дрож- жами и микодермой. Для их разделе- ния используют селективную среду, обогащенную уксусной кислотой (от 1 до 2% об.), которая за 2—3 пересева удаляет микодерму. Для выделения Acetobacter из вина (Дюпюи, 1957) применяют следую- щий способ. Вино оставляют в контак- те с воздухом в не полностью закры- тых флаконах на 3—4 дня при темпе- ратуре 28° С. С помощью платиновой петли отбирают очень небольшое ко- личество вина в качестве образца и распространяют эту жидкость на по- верхность пивного сусла с 2% агар- агара, слитого в чашку Петри и ох- лажденного. Через 4 дня выдержки в термостате при 28° С можно хорошо наблюдать выделяющиеся колонии бактерий Acetobacter, в некоторых случаях вместе с микодермой. КЛАССИФИКАЦИЯ УКСУСНОКИСЛЫХ БАКТЕРИЙ Фратер (1950) опубликовал иссле- дование по систематике уксуснокис- лых бактерий и дал классификацию, которая и поныне служит основным справочником, несмотря на различные точки зрения более поздних работ. Но- вая классификация Асаи и Шода (1958) учитывает открытие полярных или периферийных жгутиков, наблю- даемых под электронным микроско- пом. Концепции Шимвелла (1959) вновь ставят вопрос о принадлежно- сти этих бактерий к семейству Pseu- domonadaceae и вообще о возможно- сти классификации в силу спонтанных изменений, которые происходят в пе- риод их культуры. Де Лей (1964) дал классификацию Pseudomonas и бли- жайших родов. 309
По классификации Фратера род Acetobacter соответствует бактериям, способным окислять этиловый спирт в уксусную кислоту; Pseudomonas не производят таких превращений. Бак- терии Acetobacter классифицируют в зависимости от их окислительного ме- таболизма и кетогенной способности на четыре вида: peroxydans, oxydans, mesoxydans, suboxydans. Такое деле- ние основано на трех фундаменталь- ных свойствах: а) для oxydans, mesoxydans и subo- xydans— лрисутствие каталазы; б) для peroxydans, oxydans и meso- xydans — окисление уксусной и мо- лочной кислот; в) для mesoxydans и suboxydans — кетогенная способность (образование диоксиацетона из глицерина). Род Pseudomonas недавно был рас- ширен в результате включения в него бактерий, не окисляющих уксусной и молочной кислот (Станье и сотрудни- ки, 1966). Если принять эту точку зре- ния, бактерии, классифицируемые Фратером, как Acetobacter suboxydans, принадлежали бы к роду Pseudomo- nas. УКСУСНОКИСЛЫЕ БАКТЕРИИ, ВЫДЕЛЕННЫЕ ИЗ ВИНОГРАДА И ВИН Дюпюи выделил из вин Юга Фран- ции следующие штаммы: Acetobacter paradoxum Фратера является видом, встречающимся в винах с частотой 32% (32 на 100 штаммов). Эта бакте- рия группы peroxydans каталазоотри- цательная; она окисляет уксусную и молочную кислоты и не обладает ке- тогенной способностью. Acetobacter ascendens Хеннеберг Бержи представляет 19% штаммов, выделенных Дюпюи. Эта бактерия группы oxydans каталазоположитель- ная; она окисляет молочную кислоту, не всегда уксусную и не окисляет глюкозу; она не способна образовьр вать кетоны. Acetobacter rancens Бейеринка сос- тавляет 24% всех штаммов. Эта бак- терия принадлежит к группе oxydans, она каталазоположительная, окисляет молочную кислоту, глюкозу, но не об- разует кетоны.. Acetobacter mesoxydans Фратера представляет 19% всех проб Дюпюи. Опа каталазоположительная, окисля- ет уксусную и молочную кислоты, глюкозу и проявляет некоторую спо- собность кетонообразования при воз- действии на глицерин, маннит, глюко- новую кислоту. Acetobacter suboxydans Клюйвера и Лееюва очень редко встречается в ви- нах; она не окисляет уксусной и мо- лочной кислот. Для энолога может представлять интерес дополнительная информация относительно внешнего вида пленки, образуемой этими бактериями на ви- не, и скорости ее развития. Действи- тельно, по виду различают три типа бактериальной пленки. Одна — белая, очень тонкая, почти прозрачная вна- чале, образуется быстро и поднимает- ся очень высоко по стенкам бутыл- ки, испуская радужные отблески. Дру- гая—серого цвета, более толстая, маслянистая, трудно омачивается, по мере старения приобретает окраску и не поднимается вдоль стенок сосуда. Образование уксусной кислоты здесь происходит медленнее. Наконец, дру- гая бактерия Acetobacter xylinum (Браун) Бейеринка дает толстые слои, могущие достигать нескольких сантиметров, твердые, прочные на раз- рыв, липкие на ощупь. В конце кон- цов, такие пленки погружаются и обычно в больших количествах нахо- дятся на дне уксусных емкостей. Об- разовавшаяся когерентная кожица состоит из целлюлозы; говорят, что Acetobacter xylinum «одет в целлюло- 310
зу». Эта бактерия редко встречается в вине, но ее часто находят в винных подвалах и на винзаводах; иногда она образует скопление слизи в местах просачивания бочек или в соединени- ях кранов и трубопроводов винных ем- костей. Бактерии, выделенные Блэквудом (1969) из здорового винограда или из гроздей, пораженных Botrytis cinerea, распределяются следующим образом: Род Acetobacter: (43 штамма) Род Pseudomonas (9 штаммов) peroxydans oxydans mesoxydans О 16 6 6 штаммов, окисляющих глюкозу 3 штамма, образующие дикето-2,5-глюконовую кислоту suboxydans 21 Эти бактерий известны как пара- зитные формы у многих растений, по- этому нет ничего удивительного, что они встречаются на винограде. Точный подсчет числа клеток в про- бах не производили, но нетрудно по- нять, что уксуснокислых бактерий на винограде, пораженном гнилью, значи- тельно больше, чем на здоровом вино- граде, и что в силу своего аэробного характера они в период виноделия обычно локализуются в мезге бро- дильных чанов и редко в сусле. Среди исследованных штаммов 38 происхо- дят из винограда, 10 выделены из мез- ги и 3 из бродящего сусла. В противоположность бактериям, вы- деленным из вин, большая часть бак- терий, выделенных из винограда, яв- ляется кетогенными. Блэквуд (1969) идентифицировал посредством хрома- тографии на бумаге основные кетоно- вые вещества, образуемые этими бак- териями: две кислоты — кето-2-глюко- новая и дикето-2,5-глюконовая — встречались очень часто (см. рис. 15.32). У некоторых штаммов можно наблюдать кристаллы кето-2-глюкона- та кальция непосредственно в пита- тельной среде. Из 51 штамма 43 обра- зуют кето-2-глюконат, 31 штамм— ди- кето-2, 5-глюконат; 18 штаммов обра- зуют также одно или несколько кето- новых веществ и только 3 штамма не образуют их (табл. 14.1). Блэквуд (1969) также идентифици- ровал а-кетобутановую кислоту, при- Образование бактериями кетосоедииений Т а б л и ц а 14.1 уксуснокислыми сутствующую главным образом в куль- турах Acetobacter suboxydans. Глице- риновый альдегид и диоксиацетон бы- ли найдены в большинстве культур. Acetobacter suboxydans и Acetobacter mesoxydans образуют а-кетоглутаро- вую кислоту (до 150 мг/л). Таким образом, доказано, что воз- действие аэробных бактерий на за- гнивший виноград ведет еще до на- чала сбора к образованию веществ с кетоновой функцией. Это наблюдение представляет большой интерес для энологии. Оно позволяет объяснить не- нормальное связывание в виде комби- нированных неактивных форм повы- шенных количеств сернистого ангид- рида в винах, полученных из виногра- да, подвергшегося интенсивному пора- 311
жению плесенью. Поэтому Acetobacter и Pseudomonas следует рассматривать как действительно патогенные бакте- рии винограда, сопровождающие пор- чу вин, связанную с Botrytis cinerea. ФАКТОРЫ РАЗВИТИЯ УКСУСНОКИСЛЫХ БАКТЕРИЙ Присутствие Acetobacter в винах не является достаточным условием, что- бы считать его больным; фактически отмечают, что вина, имеющие доступ воздуха, обладают большей или мень- шей способностью заболевать скиса- нием. Отсюда вытекает необходимость предусматривать в практике хранения вина проведение испытаний на ста- бильность, помещая его в условия с доступом воздуха, благоприятные для размножения уксуснокислых бакте- рий. Дюпюи (1957) исследовал различ- ные факторы такого развития и в том числе значение исходной популяции, температуры, pH, содержания спирта, микроэлементов, фенольных соедине- ний, содержания восстанавливающих сахаров и глицерина и т. д. Скорость образования пленки, по крайней мере, вначале зависит от чис- ла уксуснокислых бактерий, содержа- щихся в вине. Размножение Acetobac- ter происходит исключительно за счет клеток, остающихся на поверхности, и в частности тех, которые удержива- ются силой капиллярного сцепления в контакте со стенками и с жидкостью. С другой стороны, как только образу- ется пленка, конечный результат не зависит от этой исходной популяции. В практике хранения важно возмож- но больше ограничить число уксусно- кислых бактерий, содержащихся в ви- не, применяя соответствующие спосо- бы осветления; но в вине всегда со- держится достаточно много бактерий, чтобы объяснить его заболевание, 312 когда оно вступает в контакт с возду- хом. Температура является одним из хо- рошо известных определяющих фак- торов; при повышенной температуре скисание возникает намного быстрее. Например, образование летучей кис- лоты происходит в 2 раза быстрее в начале заболевания при 28° С, чем при 23° С. pH представляет важней- ший фактор развития; наблюдения показали, что скисание было очень редким явлением в винах с повышен- ной кислотностью. Оно мало встреча- ется в винах северных районов, не- смотря на их низкую спиртуозность, и наоборот, оно чаще бывает в южных винах. Дюпюи считает pH, близкий к 3,0, пределом развития уксуснокислых бактерий; при pH 3,1 развитие клеток протекает очень замедленно, начиная с 3,2 оно практически происходит так- же быстро, как и при 3,8. Наблюдением установлено, что вы- сокоспиртуозные вина редко подверга- ются скисанию, но трудно установить уровень содержания спирта, выше ко- торого вино становится устойчивым к воздействию Acetobacter. Действи- тельно, токсичность спирта тесно свя- зана с pH вина. Для данного вина при данном pH существует степень спир- туозности, выше которой уксуснокис- лые бактерии не .размножаются. Но даже и эти значения не полностью подтверждаются, когда обращаются к разным винам, следовательно, сущест- вуют какие-то другие, пока неизвест- ные факторы, которые также оказы- вают свое влияние (по всей вероятно- сти, это процентное содержание азо- тистых веществ). Таким образом, не- возможно на основании только одних данных спиртуозности и pH точно оп- ределить практическую устойчивость, которую может иметь данное вино по отношению к уксусному скисанию, од- нако более крепкие и более кислот-
ные вина обладают, как правило, луч- шей устойчивостью. Исследуя влияние металлов, при- сутствующих в винах, Дюпюи конста- тировал, что изменения в концентра- ции различных катионов в естествен- ных пределах мало влияют на стой- кость вина против закисания. Слабое отрицательное воздействие фенольных соединений на бактерии ощутимо лишь при крайне высоких дозах; при- сутствие глюкозы мало способствует развитию уксуснокислых бактерий. Потребности в факторах роста ук- суснокислых бактерий известны (Прескотт и Данн, 1959), большинст- во видов нуждаются прежде всего в пантотеновой кислоте, никотинамиде, парааминобензойной кислоте, реже в тиамине. С другой стороны, размноже- ние бактерий требует присутствия сле- дующих аминокислот: валина, изолей- цина, аланина, цистеина, гистидина, пролина. Усвоение аммиачного азота позволяет дифференцировать некото- рые виды. Для того чтобы уксуснокислые бак- терии могли размножаться и осуще- ствлять уксуснокислое брожение, нуж- но много воздуха. Так, для образова- ния 1 г уксусной кислоты и для уве- личения летучей кислотности 1 л ви- на на 0,8 г бактерии фиксируют кис- лород, содержащийся, как минимум, в 2 л воздуха, следовательно, для то- го чтобы в вине возникло скисание, необходим широкий или продолжи- тельный контакт с воздухом; неболь- шая площадь контакта, но с непре- рывным обновлением воздуха также обеспечивает интенсивное скисание. Некоторые практики считают, что ле- тучая кислотность может возрастать вследствие аэрации при переливке, из чего, по их мнению, вытекает не- обходимость исключать возможность контакта с воздухом при проведении таких операций со старыми винами. Но это довольно распространенная идея является ошибкой. Количество кислорода, растворяющегося в вине во время переливки (около 3 ом3/л), обеспечило бы образование всего лишь 0,006 г летучей кислотности, допуская при этом, что уксуснокислые бактерии могут развиваться в массе вина. Повышение летучей кислотности в винах, хранящихся в хорошо долитых или установленных «шпунтом на бок» бочках и подвергающихся нормаль- ным переливкам, редко бывает обяза- но действию уксуснокислых бактерий. Потребность в больших объемах кис- лорода обусловливает их развитие только на поверхности, имеющей кон- такт с воздухом; кроме того, нужно, чтобы этот контакт осуществлялся в состоянии покоя. Уксуснокислые бак- терии развиваются и портят вино прежде всего в неполностью долитых или недостаточно плотно закрытых бочках, при пористой клепке или в неполных емкостях для хранения ви- номатериалов, а также на поверхно- сти мезги в конце брожения. Уксусное скисание является болезнью вин, хра- нящихся при наличии надвинного про- странства или в недостаточно герме- тичных бочках. Образование уксусной кислоты ук- суснокислыми бактериями всегда со- провождается этерификацией, т. е. образованием сложного эфира. Это обусловливает важную роль этилаце- тата— вещества, ответственного за ос- новные характеристики уксусного ски- сания в образовании вкусовых качеств вина. ИСПЫТАНИЕ ВИН НА УСТОЙЧИВОСТЬ К СКИСАНИЮ И ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ ОБРАБОТКИ Предотвращение скисания кажется простым; достаточно никогда не ос- тавлять вино на длительный срок в 313
контакте с воздухом, хотя практиче- ски это не всегда удается. Частая и регулярная доливка винных емкостей и защита поверхности вина обеспечи- вают его сохраняемость и предотвра- щают скисание. Устойчивость вина к скисанию нель- зя точно определить на основании только данных анализа. Разумеется, что количественные анализы общей и летучей кислотности, измерение pH, определение содержания спирта дают полезные сведения, но их следует до- полнять испытанием на стойкость при доступе воздуха и несколько повышен- ной температуре. Такое испытание за- ключается, например, в том, что под- лежащее исследованию вино наливают в стерилизованный флакон вместимо- стью 125 см примерно до половины, закрывают ватным тампоном и ставят в термостат с температурой 27—28° С. Во избежание загрязнения отбор про- бы вина производят в строго антисеп- тических условиях. Особенно неустой- чивые вина проявляют признаки за- болевания уже через 48 ч после по- становки их в термостат; некоторые выдерживают только 3—4 дня; нако- нец, другие не подвергаются заболе- ванию в течение этого времени и да- же по истечении 8 дней. Когда по ис- течении такого срока не обнаружива- ется видимых признаков уксусного, скисания, рекомендуется проводить количественный анализ летучей кис- лотности: и лишь в том случае, когда найденная величина заметно прибли- жается к первоначальному значению, можно утверждать, что сохраняемость вина будет обеспечена без специаль- ных обработок. Испытания на устойчивость в тер- мостате иногда показывают, что неко- торые вина, имеющие относительно высокую летучую кислотность, могут в то же время легко выдерживаться в удовлетворительном санитарном сос- 314 тоянии и считаться стабилизирован- ными, тогда как другие с. нормальным уровнем летучей кислотности подвер- гаются • риску быстрого закисания. В лаборатории можно нередко встре- тить вина с летучей кислотностью не более 0,35 г/л, которые покрываются пленкой Acetobacter через 2—3 дня при 27—28° С, тогда как другие, имею- щие от 0,45 до 0,50 г/л, оказываются совершенно стабильными. Как сообщал Лаваль (1960), для того чтобы выявить присутствие ук- суснокислых бактерий в вине и его пригодность к закладке на хранение, образцы виноматериалов испытывают на устойчивость в термостате; ниже приведена в качестве примера методи- ка такого испытания. В эрленмейерскую колбу вместимо- стью 50 см3, закрытую ватной проб- кой после предварительной стерили- зации, вводят в антисептических ус- ловиях 30 см3 вина. Затем колбу ста- вят в термостат при 27° С на 4 дня. По истечении этого срока измеряют летучую кислотность образца. Счита- ют, что все вина, летучая кислотность которых после этой выдержки превы- шает 1,50 г/л, не могут храниться и не могут быть приняты. Автор сделал также наблюдение, интересное с точки зрения практики, что после розлива в бутылки вина, за- грязненного бактериями без доступа воздуха (бутылки наполнялись до- верху и плотно закупоривались), через 2 нед выдержки число уксусных бак- терий начинало уменьшаться в резуль- тате отсутствия кислорода, но даже и 2 мес спустя их исчезновение было еще неполным. Когда вино оказывается неустойчи- вым, следует проводить профилакти- ческую обработку. Наиболее эффек- тивным способом остается пастериза- ция при условии, что помещение для выдержки вина также стерильно,- На
практике наиболее простым средством является сульфитация, степень кото- рой должна соответствовать подвер- женности вина заболеванию, например можно назначить дозы от 2—3 до 5— 6 г/л. Эффект сульфитации может быть дополнен осветлением посред- ством оклейки или фильтрования. Уксуснокислые бактерии чувстви- тельны к сернистому ангидриду, но следует иметь в виду, что они разви- ваются в зоне контакта с кислородом воздуха, где и происходит исчезнове- ние сернистого ангидрида. Дюпюи ис- следовал это ингибирование и пока- зал, что имеет место фиксация серни- стого ангидрида на бактериальные клетки и торможение окисления эта- нола. Эти реакции являются обрати- мыми (по крайней мере, для малых доз сернистого ангидрида и ограни- ченной продолжительности его дейст- вия), поскольку посредством промы- вок можно снять с клеток сернистый ангидрид, который они фиксировали, и таким образом прекратить ингиби- рование окисления спирта. По мнению Дюпюи, это ингибирование может объясняться блокировкой тиоловых функций, присутствующих на фермен- тативных белках, фиксацией серни- стым ангидридом. ЛИТЕРАТУРА Asai Т. et Shoda К. (1958), Journ. Gen. Appl. Microb. (Japon), 4, 289. Blackwood A. C, (1969), Conn. Vigne Vin. 3, 227 et 243. Blackwood A. C„ Guimberteau G. et Peynaud E, (1969), C. R. Acad. Sci., 269, 802. D ivies C. (1970), Ann. Technol. agric., 19, 187. Di vies C. (1972), Ann. Technol. agric., 21, 5. Divies C. et Dupuy P. (1969), Ann. Technol. agric., 18, 339. Dupuy P. (1952), Ann. Technol. agric., 1, 107. Dupuy P. (1957), Ann. Technol. agric., 6, 217 et 391. Dupuy P. (1959), L’inhibition par 1’acide sul- fureux de 1’oxydation de I’ethanol par Aceto- bacter rancens, These Doct. Ing., Paris., Ann. Technol. agric., 8, 233 et 337. Dupuy P. et Mau genet J. (1962), Ann. Technol. agric., 11, 219. Dupuy P. et Maugenet J. (1963), Con- ditions du development des bacteries ace- tiques et mesures preventives dans la con- servation des vins, Symposium intern, d’ Oeno- logie, Bordeaux, Ann. Technol. agric., 12, - n° hors serie, p. 64. Frateur J. (1950), Essai sur la'systematique des Acetobacter, La cellule, 53, 287. Laval J. P. (1960). Soc. Pharm. Montpellier, p. 63. de Lev J. (1964), Annal. Rev. Microb., 18, 17. Maugenet J. (1962), Ann. Technol. agric., 11, 45. Maugenet J. (1962), C. R. Acad, Agric., 48, 214. Pasteur L. (1868), Etudes sur le vinaigre, Gauthier-Villars, Paris. Peynaud E. et Domereq S. (1961), C. R. Acad. Sci., 252, 3343. Presscott S. C. et Dunn C. G. (1959), Industrial Microbiology, McGraw; 3 е editi- on, New York. Shim well J. L. (1959), Antonie van Leeti- wenhoek, 25, 49. Stanier R. Y., Palleroni N. J. et D о a- doroff M, (1966), Journ. Gen. Appl. Mic- robiology, 43, 159. 315
Часть пятая БИОХИМИЯ БРОЖЕНИЙ Глава 15. МЕХАНИЗМЫ БРОЖЕНИИ В этой главе описаны биохимиче- ские реакции, благодаря которым мик- роорганизмы (дрожжи и бактерии) становятся способными делать превра- щения составных частей виноградного сока и вина. Эти превращения соот- ветствуют явлениям нормальным (спиртовое или яблочно-молочное бро- жение) или случайным (болезни бак- териального происхождения), которые регулируют химический состав, и сле- довательно, обусловливают органо- лептические характеристики вина. Дрожжи, прекратившие всякую фер- ментативную активность после ис- пользования всего сбраживаемого са- хара, выделяют некоторые из своих химических компонентов. Эти аспекты деятельности микроорганизмов в эно- логии менее известны и не будут рас- сматриваться. Однако, для того чтобы правильно составлять балансы пре- вращений, их следует учитывать. Микробиологические явления, пред- ставляющие интерес для энологии и исследуемые в этой заключительной главе, в основном анаэробные. Одна- ко наряду с анаэробными бактериями молочнокислого брожения в вине мо- гут также находиться уксуснокислые бактерии (Acetobacter), вызывающие аэробное окисление этилового спирта в уксусную кислоту (уксусное скиса- ние) . 316 Точно так же и дрожжи могут в за- висимости от условий аэрации разви- ваться в аэробиозе по пути дыхания с образованием СО2 и Н2О или в ана- эробиозе с образованием этанола и СО2. Из одной молекулы сахара ды- хание предоставляет в распоряжение клетки в 20 раз большее количество энергии, чем то, которое выделяется при брожении: этим объясняется зна- чительно больший рост клеток за счет дыхания, поскольку при брожении энергия углеводного питания исполь- зуется слабо. Во время брожения виноградного сусла дрожжи вырабатывают спирт путем анаэробного брожения. Тем не менее хорошо известно, что в процес- се приготовления вина необходимо в определенной мере воздействие аэра- ции; впрочем речь идет о явлении обычного порядка, поскольку не бы- вает, за исключением особых случаев (см. гл. 8 «Активация стеринами и жирными кислотами с длинной це- пью»), брожения при абсолютном от- сутствии доступа воздуха. Но необхо- димые и даже обязательные неболь- шие количества кислорода требуются для размножения дрожжевых клеток. Число молекул сахара, разлагаемых в процессе дыхания, очень мало по сравнению с числом сбраживаемых молекул и в полном балансе превра- щения дыхание не учитывают.
Независимо от этого общего случая известны два особых случая вмеша- тельства аэробных дрожжей, развива- ющихся в вине по пути дыхания, кото- рые в этой главе подробно не разби- раются. Речь идет, прежде всего, о дрожжах микодерма, ответственных за цвель, а также о некоторых дрож- жах рода Saccharomyces, обладающих сильной окислительной активностью и способных образовывать пленку на винах с высоким содержанием спир- та. Их называют пленчатыми дрож- жами, они производят в винах раз- личные превращения, и в частности образуют альдегиды, лежащие в осно- ве приготовления специальных вин (херес, желтое вино Юры). Хотя эти оба типа дрожжей имеют близкие биохимические характеристи- ки, их энологическое значение очень различно. Можно допустить, что они реализуют следующие превращения: 1. Этилозый спирт +О2 ацетальдегид (эта- нола). 2. Ацетальдегид +О2 уксусная кислота. —> 3. Уксусная кислота +О2 углекислый газ-Ь +вода. В зависимости от ферментного набо- ра штаммов та или другая реакция протекает в более или менее благо- приятных условиях. Важной характе- ристикой является отсутствие накап- ливания летучей кислотности, которая даже снижается во время реакции. Дрожжи, образующие цвель, превра- щают спирт, а также летучие и неле- тучие кислоты в углекислый газ и во- ду. «Пленчатые дрожжи» образуют спирт, особенно из ацетальдегида, благодаря значительной активности одного из ферментов (Ллагуно и со- трудники, 1970). КОФАКТОРЫ •Известно, -что ферменты участвуют в катализе биохимических реакций. Для осуществления своей каталитиче- ской активности некоторые из них нуждаются в кофакторе, которым мо- гут быть в зависимости от случая ион металла, прочно связанная простети- ческая группа, не отделимая от фер- ментного белка, или кофермент, не связанный с белком, он ведет себя как субстрат реакции. Ниже будут описаны четыре кофактора, которые играют важную роль в механизмах брожений. Никотинамид адениндинуклеотид, или НАД. Его структура включает два нуклеотида, связанных пирофос- фатной связью (рис. 15.1). В течение длительного времени его называли ди- Рис. 15.1. Никотинамидадениндинуклеотид, или НАД. 317
фосфопиридиннуклеотид, или ДПН. Он выступает как кофермент различ- ных дегидрогеназ; фактически может фиксировать два водорода посредст- вом своего никотинамидного ядра (рис. 15.2). Этот окислительно-вос- становительный процесс кратко запи- сывается так: NAD ~ + 211Щ. NADHН+, или проще, но менее верно NAD +2H;i NADH2. |[ J + 2Н-* И J+H V V Рис. 15.2. Механизм окисления-восстановле- . ния НАД. Реакция окисления-восстановления, в которой первое вещество АН2 окис- ляется в форме А, тогда как второе В .восстанавливается в ВН2, схематиче- ски показана на рис. 15.3. Дегидрогеназа 1 . АН^ *' А NAD+ NADH+H* в н2 в ~ Дегидрогеназа 2 Рис. 15.3. Окисление-восстановление, катали- зируемое НАД. СН3. о” С Ж ,С = С=СНг-СНа-О-Р-О-Р-0Г 1 о о Vh4 0 0 Рис. 15.4 Тиаминпирофосфат, или 1Рг . Тиаминпирофосфат (ТРР), или ко- карбоксилаза. Сложный пирофосфор- ный эфир тиамина или витамин Bi (рис. 15.4) является переносчиком альдегидных групп, и в частности аце- тальдегида. 318 Тиаминпиросфосфат представляет собой кофактор декарбоксилаз — кето- новых кислот в соответствии с реак- цией R — СО — СООН ™ , R— СНО + со2. Декарбоксилаза Аденозиндифосфат, или АДФ, и аде- нозинтрифосфат, или АТФ. Эти веще- ства играют главную роль в процес- сах передачи энергии в биохимических реакциях. В молекуле АТФ (рис. 15.5) Ж N , || Аденин А’ о~ о- О-Р-О-Р-О-Р-О-СН, 11 11 11 1 ООО Ри/юза нт f н он он А денозинм.онофосфат Аионозиндифсофат, или АДР Аденозинтрифасфат, или АТР Рис. 15.5. Аденозинтрифосфат, или АТФ. | Энергия —-— ADP+даждагот АТР+Н-.О 1 Энергия — Рис. 15.6. Роль АТФ в энергообмене. третья молекула фосфата связана с предыдущей так называемой «энерго- емкой» связью, т. е. разрыв этой свя- зи сопровождается высвобождением энергии; в то же время для образова- ния такой связи необходима внешняя энергия. Схематически этот процесс можно представить так, что химиче- ские реакции, при которых высвобож- дается энергия (экзореакции), ведут к образованию из АДФ и минерально- го фосфата молекул АТФ, которые яв-
ляются формой накопления непосред- ственно используемой энергии (рис. 15.6). Эти АТФ в дальнейшем снова используются для реализации реакций синтеза и других реакций, нуждаю- щихся в энергии . (эндореакции), необ- ходимой клеткам, чтобы обеспечить их жизненные функции, и в частности их размножение. Кофермент А. Этот фактор (рис. 15.7) кратко записывается как СоА— —SH; такая запись указывает на хи- мическую группу тиола (SH), которая является основой всех его свойств. Он дает с кислотами ацил-коферменты А, в сокращенной записи R—СО—S— —СоА, очень реакционно способные и обеспечивающие фиксирование ради- кала R—СО на другой молекуле. Он также участвует во многих реакциях синтеза, в частности в форме СНз— —СО—S—СоА, или ацетилкофермен- та или активного ацетата, лежит в ос- нове синтеза жирных кислот и липи- дов. гликолиз Гликолиз включает совокупность реакций, которые позволяют живым клеткам превращать сахар Се (глюко- за и фруктоза) в пировиноградную кислоту. Эти реакции одинаково ус- пешно протекают как в анаэробиозе (спиртовое брожение и молочнокис- лое брожение), так и в аэробиозе (дыхание). Ввиду этого' они описаны отдельно, прежде чем приступить к рассмотрению явлений микробиальной биохимии, интересующих энологию, из которых- многие вызывают гликолиз. Первым этапом является образова- ние сложных эфиров фосфорной кис- лоты сахаров (глюкозы или фрукто- зы) (рис. 15.8), обычный процесс в биохимических механизмах, который объясняется энергетическими причи- нами; действительно, молекулы фос- фата могут делать с некоторыми ор- ганическими радикалами «связи, на- сыщенные энергией», и их передача с одной молекулы на другую сопровож- дается передачей энергии в соответст- вии с процессом, описанным для АТФ. Руководствуясь установившейся тра- дицией, авторы обозначают во всех формулах молекулы фосфата симво- лом Р. Как у глюкозы, так и у фруктозы исходным пунктом разрыва молекулы является фруктоза-1,6-дифосфат, кото- рый обладает фурановым циклом с 5 малостабильными цепями. Разрыв ведет к двум изомерным триозам: 96,5% диоксиацетонфосфата и 3,5% глицеринового альдегидфосфата (рис.- 15.9). Но лишь последний участвует в последующих реакциях, и равнове- сие непрерывно нарушается в его пользу. В конечном счете все происхо- ПантотеноЗая кислота ПантоиноЗая кислота fl-Аланин Тиоэтиламин О“ о сн3 II I 3 он он Рис. 15.7. Кофермент А. сн2-о-р-о-р-о-сн2-с-снон-со-nh-ch2-ch2-co-nh-ch2-ch2-sh сн3 о о 319
дит так, как если бы одна молекула сахара С6 превращалась в две моле- кулы глицеринового альдегида (см. рис. 15.8 и 15.9). Фруктоза -6 - россрат (сложный эфир Найберга) © Фруктоза -1,6 - дироссрат 'сложный Эфир Гардена и Янга Рис. 15.8. Образование сложных эфиров фос- форной кислоты и сахаров. Рис. 15.9. Разрыв фруктозы-1,6-дифосфата на две молекулы триозофосфата в процессе гликолиза. iCH2O-(b 2С = О I зСН2ОН Дигидроксиацетон - cpocipam, 96,5% sCHOH 6 сн2о-® Глицеоинальдегид'З- фОСфП; j,5 'Vr Превращение глицеринальдегида-3- фосфата в пировиноградную кислоту (рис. 15.10) включает окисление в глицериновую кислоту после гидрата- ции, изомеризацию с передачей фос- фатной группы, дегидратацию спирто- вой функции в энолпировиноградную кислоту. Окисление глицеринальдегида-З- фоофата, с одной стороны, отделение молекулы фосфата от фоофоэнолпи- ровиноградной кислоты, с другой, представляют собой реакции, которые высвобождают энергию, использован- ную на образование АТФ. Следова- тельно, превращение двух молекул глицеринальдегида-3-фосфата, проис- ходящих из одной молекулы сахара С6, ведет к образованию 4АТФ. Но начальное фосфорилирование молеку- лы сахара С6 требует 2АТФ (см. рис. 15.8). В конечном счете чистым энер- гетическим балансом гликолиза явля- ется образование 2АТФ. АНАЭРОБНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ ПИРОВИНОГРАДНОЙ кислоты Известно, что в аэробном дыхании пировиноградная кислота окисляется по реакции цикла Кребса в соответст- вии с уравнением 5 СН3 - СО - СООН + — О2 ЗСО2 + 2Н2О. В анаэробиозе пировиноградная кислота, с одной стороны, не может окисляться из-за отсутствия воздуха, а с другой — должна служить акцеп- тором, чтобы удалять водород, кото- рый появляется во время гликолиза в форме NADH2 (см. рис. 15.10). В этом случае она восстанавливается непо- средственно в молочную кислоту (го- моферментативное брожение) или пос- ле декарбоксилирования — в этило- вый спирт (спиртовое брожение). Но если два атома водорода гликолиза были использованы помимо этого (глицериночпировиногр адное броже- ние), пировиноградная кислота не мо- жет больше восстанавливаться; а этом 320
г нон СН2О—® V_____ ^он сн 1^-ОН снон СН2О-® ' ащеригальдегид -3 - фосфат /О I он - СНОН СН2О~® Фосфо -3- глицери- ноВая кислота ,О С< I ОН - СНО-® I СН2ОН Фиеро - 2--глице- риновая кислота -О С'< I ОН с=о 1 сн3 Кетон ,О С < I ОН с-он II СН2 Эно/1 | ОН с-о-® ПироВинограЗная кислота Фосф3з:‘0лпиро6ц- нограднйя кислота Рис. 15.10. Превращение глицеринальдегида-3-фосфата в пировиноградную кислоту в про- цессе гликолиза. случае она дает большое число вто- ричных продуктов, механизмы образо- вания которых будут описаны ниже при характеристике различных типов брожения. На рис. 5.11 показаны ос- новные (молочная кислота и этило- вый спирт) и вторичные продукты, ко- торые могут образовываться из пиро- виноградной кислоты в анаэробиозе. РАЗЛОЖЕНИЕ САХАРОВ ДРОЖЖАМИ В этом разделе описана совокуп- ность превращений сахаров Се произ- водимых дрожжами, известная под названием спиртового брожения. Од- нако в строгом смысле слова спирто- вое брожение означает исключитель- но образование спирта из сахаров со- гласно уравнению Гей-Люссака C6IIi2O6^ 2CII, - СН2ОН +-2СО2. Но известно, что во время развития дрожжей, например, в бродильном ча- не не все молекулы сахара подверга- ются такому превращению; некоторое число их разлагается в процессе гли- церино-пировиноградного брожения согласно уравнению Нейберга С6Н12О6->- сн2он - снон - сн2он + Глицерин + СН3-СО —соон. Пировиноградная кислота Наряду с глицерином образуется пировиноградная кислота, в некото- рых случаях декарбоксилированная в этаналь, но не восстановленная в спирт; она представляет собой осно- ву для образования разнообразных вторичных продуктов. Спиртовое брожение Гликолиз является первым химиче- ским актом спиртового брожения. Об- разующаяся пировиноградная кисло- та декарбоксилируется в ацетальде- гид и восстанавливается в этиловый спирт. Эта реакция реализуется окис- ленной формой NAD, которая появля- ется в процессе окисления глицерин- альдегида-3-фосфата, следовательно, обе соответствующие реакции являют- ся спаренными; они представляют окислительно-восстановительный про- цесс (рис. 5.12). Необходимость вто- ричного окисления NADH2 понятна. Если бы его не было, гликолиз пре- кратился бы с того момента, когда весь Н Зак. 1929 321
CHOH сн3 Молочная кислота < СН2ОН сн3 Зтилобый спирт NAD-*- nadh2^ сно СН. co-i NAD NADH; СООН HS-CoA СО; СООН I C=O CH- Nad CO-CH. NADH NAD CO-CH. со-сн. Диацетил Пировиноградная сод кислота CO; со-соон Шрбелебоуксусная кислота NADH: ch2-cooh NAD 2HS~ СоА СООН HS-CoA 2NAD 2NADH Н2О HS-CoA NADH, сн3 Уксусная кис нота сн2—сн, сн2- СООН Масляная кислота CO-CH. СН2-СООгё Аиртилуксусна* кислота \ СН3 1 Ацетилкофермент А н-соон Муравьиная кислота CHOH-CH; Ацетиин ch-cooh NADH; NAD CHOH-COOH Яй/ючная кис/ioта CHOH-CH. снон-сн3 бутандцол -2,3 сн-соон Фумаровая кислота ( H2O NADH, NAD 2H2O NAD CH2-COOH NADH3 сн2-соон Янтарная кислота Co CH, CO сн3 Аие/тн CH. CH, СООН Пропионовая кислота Рис. 15.11. Эволюция пировиноградной кислоты в анаэробиозе. NAD, присутствующий в клетке, был бы восстановлен. Энергетический баланс спиртового брожения идентичен балансу глико- лиза, т. е. на одну молекулу разло- женного сахара образуется 2 молеку- лы АТФ. Химический баланс броже- ния, осуществляемого дрожжами, можно записать следующим образом: C6Hi2O6+ 2АДР + 2Н3РО4 - 2СН3 - СН2 ОН+ + 2СО2 + 2АТР + 2Н2О. От химического превращения моле- кулы глюкозы в СО2 и этанол выде- 322
Глюкоза или зрррктоза I Н снон СН2О — ® Г'Шцеринальдегид-3- yoctpam сн2он - сн3 Этиловый Спирт I он ► СНОН ----------------------- 1 1 I сн2о — ® I Фосфо -З-глицеринобця I ч кислота | § ц <О СР* с^° с X \ I он | I н —X— (LgXJ С На Декарбоксилаза. । (тиамин) ' u Ацетальдевид нз Пировиноградная кислота Рис. 15.12. Схема спиртового брожения. ляется 40 ккал (Конн и Штумпф, 1972); поскольку энергия образования связи АТФ равна 7,3 ккал, из высво- божденных 40 ккал 14,6 используют- ся дрожжевыми клетками для обеспе- чения их жизненных функций, в част- ности размножения. Разница, т. е. 25,4 ккал, высвобождается в виде теп- лоты и вызывает нагревание бродя- щей среды. Разложение гексоз в аэробиозе во время дыхания происходит в соответ- ствии с классическим уравнением: С6Н12О6 + 6О2 -> 6СО2 + 6Н2О. Вторичное окисление NADH2 за счет кислорода воздуха, с одной стороны, и окисление пировиноградной кисло- ты при посредстве цикла Кребса, с другой, обеспечивают восстановление значительно большей энергии, соот- ветствующей 38 молекулам АТФ на одну молекулу сахара. Соответствую- щая энергия выделяется из свободной энергии химического уравнения дыха- ния, которая составляет 686 ккал на одну молекулу сахара. Отсюда понят- но, когда говорят, что «брожение — это плохое использование энергии уг- леводного питания», это значит, что «небольшое число дрожжей разлага- ют большое количество сахара». Но сбраживание сахаров дрожжа- ми всегда ведет к появлению неболь- шого количества молочной кислоты, порядка 400 мг/л, соответствующего превращению 0,0005% молекул саха- соон Рис. 15.13. Образование двух изомеров мо- лочной кислоты из пировиноградной кислоты. ра (Пейно и сотрудники, 1967 6). Ме- ханизм этого образования близок к гомоферментативному брожению (см. рис. 15.25); пировиноградная кислота не подвергается действию декарбокси- лазы, чтобы быть восстановленной не- посредственно лактодегидрогеназой в молочную кислоту (см. рис. 15.11). Но существуют два изомера молочной кислоты [молочная кислота D (—) и L (+)], которые образуются из пиро- виноградной кислоты соответствую- 11* 323
щими дегидрогеназами (рис. 15.13). Дрожжи образуют почти исключи- тельно молочную кислоту D (—); ис- ключением является Saccharomyces veronae, так как они обладают специ- фическим свойством образовывать только молочную кислоту L (+), во всех случаях намного больше любого вида (Пейно и сотрудники, 1967 а). Глицерино-пировиноградное брожение При описании механизмов спиртово- го брожения авторы показали необ- ходимость вторичного окисления NAD, восстановленного во время гликолиза, причем это окисление происходит за счет ацетальдегида. Но в начале бро- жения ацетальдегида в среде нет. Для того чтобы гликолиз протекал нор- мально, необходимо присутствие аце- тальдегида, но он образуется только в результате гликолиза. Таким образом объясняется сущест- вование своего рода пускового перио- да, периода индукции, в течение кото- рого повторное окисление NADH2 про- исходит за счет молекулы дигидрок- сиацетонфосфата, которая сама обра- зуется при разрыве молекулы сахара в процессе гликолиза (см. рис. 15.9). Это восстановление ведет к образова- нию глицерина (рис. 15.14). Одновре- менно фосфо-З-глицериновая кислота, получающаяся от окисления глице- р и н ал ь дегид а -3 - фосфата, р аз лага ется согласно реакциям гликолиза на пи- ровиноградную кислоту, которая сама в дальнейшем декарбоксилируется в ацетальдегид. Но этот ацетальдегид не может быть восстановлен в спирт потому, что два атома водорода (про- исходящие из NADH2), которые обес- печивают это восстановление в случае спиртового брожения, уже были ис- пользованы для образования глице- рина из дигидроксиацетонфосфата. Каждый раз, когда происходит обра- зование одной молекулы глицерина, одна молекула пировиноградной кис- лоты (или ацетальдегида) накапли- вается без превращения в молочную кислоту (или в этиловый спирт). Ни- же будет показано, что эта пировино- градная кислота, получающаяся в ре- зультате глицерино-пировиноградного брожения, составляет основу многих вторичных продуктов. Сопоставление схем спиртового и гл иц ер ино-пи рови ногр адного броже- ния (см. рис. 15.12 и 15.14) показыва- ет, что существует антагонизм между двумя акцепторами водорода, аце- тальдегидом, с одной стороны, и ди- Глюкоза фруктоза сн2о—© Гтщоринальдегид-З- Д [) фосфат с=о СН2О-® Диоксиацетон- росрат ,О С \ I Н СНОН .О I он СНОН । Гликолиз сн2о-® NAD Но Фояро-З-мицеринобая 2 кислота NADH СН2ОН NAD сн2он снон СН2О-© Глицвро-3- росра^ о I он с=о Вторичной продукта’. Н2О НД’О. СН3 Пировиноградная кислота СНоОН снон сн,он Рис. 15.14. Схема глицерино-пировиноградного брожения. 324
гидроксиацетонфосфатом, с другой. Поскольку первый легче восстанавли- вается, именно он и фиксирует два атома водорода, происходящие из NADH2, когда эти два вещества нахо- дятся в эквивалентных концентраци- ях. Но если ацетальдегид отсутству- ет, а именно такое положение и име- ется в начале развития дрожжей в среде, содержащей сахар, дигидрокси- ацетонфосфат служит акцептором во- дорода и в то же время обеспечивает надавливание ацетальдегида, необхо- димого для возбуждения спиртового брожения в собственном смысле сло- ва. В целом механизмы спиртового и глицерино-пировиноградного броже- ния тесно связаны между собой. В на- чале развития дрожжей преобладает глицерино-пировиноградное брожение и, как следствие, образование глице- рина, но даже в период бурного бро- жения никогда не бывает чисто спир- тового брожения. Учитывая тот факт, что в вине со- держится приблизительно 8 г/л гли- церина, или 0,087 молекулы, происхо- дящей из 0,087 молекулы сахара на 100 г этанола, или 2,2 молекулы, про- исходящие из 1,1 молекулы сахара, можно подсчитать, что при брожении вина около 8% молекул сахара идет на глицерино-пировиноградное бро- жение и 92%—на собственно спирто- вое брожение. Вторичные продукты, образующиеся из пировиноградной кислоты Как было указано выше, пировино- градная кислота, получающаяся в ре- зультате глицерино-пировиноградного брожения, не может быть восстанов- лена в молочную кислоту или в эта- наль после декарбоксилирования, по- тому что атомы водорода, необходи- мые для этого восстановления, уже использованы для образования глице- рина. В конце брожения в вине находится лишь небольшая часть пировиноград- ной кислоты, поскольку вино всегда содержит ее в малых количествах (в среднем 80 мг/л, Блуэн и Пейно, 1963). Но она идет прежде всего на образование различных вторичных продуктов в соответствии с механиз- мами, общими для многих видов бро- жения (см. рис. 15.(11). Сначала переход в ацетилкофер- мент А обеспечивает образование ук- сусной кислоты, которая обеспечивает всякое брожение; первый этап этой реакции может протекать на основе двух механизмов, один из которых включает окислительное декарбокси- лирование, другой — образование му- равьиной кислоты. Первый, конечно, более важен потому, что производ- ство муравьиной кислоты всегда очень незначительно, несколько граммов на 1 л (Гимберто, 1969), частично этери- фицированной (Бертран и Риберо-Гай- он, 1968). Исходя из роли ацетилко- фермента А, можно также объяснить образование масляной кислоты и аце- тоина в вине в виде следов, первая — в виде эфира. Также на основе пировиноградной кислоты конденсация двух молекул, сопровождаемая декарбоксилировани- ем, ведет к ацетоину или ацетилме- тилкарбинолу, который может дать сам или бутандиол-2,3 путем восста- новления, или диацетил путем окисле- ния; эти ацетоиновые вещества нахо- дятся в вине. Можно также иметь в виду карбок- силирование пировиноградной кисло- ты (реакция Вуд-Беркмана), ведущее к образованию щавелево-уксусной кис- лоты. Эта кислота может быть превра- щена в яблочную кислоту, образова- ние которой показали Карль и со- трудники (1967); но в брожении вина 325
это превращение маскируется разло- жением яблочной кислоты натураль- ного виноградного сока. Наконец, яб- лочная кислота дает через посредство фумаровой кислоты янтарную кисло- ту, о которой со времен Пастера из- вестно, что она представляет один из важнейших вторичных . продуктов спиртового брожения. Этот же меха- низм ведет также к пропионовой кис- лоте, присутствующей в вине в виде следов, в частности в форме сложно- го эфира (Бертран и Риберо-Гайон, 1968). Но янтарная кислота может быть также образована конденсацией двух молекул ацетилкофермента А (реак- ция Тунберга). Трудно определить, ко- торый из двух возможных механизмов ответствен за образование этой кисло- ты, так как имеются аргументы в пользу и того и другого: возможно, что они функционируют в дрожжах оба одновременно. К продуктам брожения, образую- щимся из пировиноградной кислоты (см. рис. 15.11), нужно добавить ли- монно-яблочную кислоту, а также ди- метплглицериновую кислоту. Лимоино- яблочную кислоту впервые идентифи- цировали Карль и сотрудники, ее кон- центрация в вине находится в преде- лах от 0 до 300 мг/л (Дюбюс, 1969). Карль и сотрудники предложили ги- потезу об образовании лимонной кис- лоты в процессе бактериального бро- жения согласно реакции, напоминаю- щей яблочно-молочное брожение (рис. 15.15). Но этот механизм не подтвер- дил Димотаки-Кураку (1962), кото- рый показал, что уменьшение содер- жания лимонной кислоты во время яблочно-молочного брожения не со- провождается образованием лимонно- яблочной кислоты. Последняя появля- ется исключительно в процессе спир- тового брожения, вызываемого дрож- жами. Елшин (1962) показал на выс- ших растениях образование лимонно- яблочной кислоты при конденсации уксусной кислоты в виде ацетилко- фермента А с пировиноградной кисло- той (см. рис. 15.15); можно предпо- ложить функционирование такой ре- акции в дрожжах. Имеются сообщения об образова- нии лимонной кислоты в ходе спир- тового брожения. В действительности СНз-СООН Ярусная кислота + со-соон I сн3 СироЛакозрадкая кислота CH2-COOh но-с-соон I сн2--соон Лимонная кислота ^*-со2 сн2-соон I но-с-соон I сн3 Лимонно - яблочная кислота Рис. 15.15. Механизм образования лимоннс- яблочной кислоты. но-сн-сн3 I НО-С-СООН I СН3 Рис. 15.16. Диметилглицериновая кислота. методом количественного химического анализа, использованного этим авто- ром, определяли одновременно и ли- монную, и лимонно-.яблочную кисло- ту. Сейчас известно, что образуется только последняя, а первая остается без изменения. • Диметилглицерииовая кислота (рис. 15.16) была идентифицирована в вине Карлем и сотрудниками (1966); ее концентрация находится в пределах от 0 до 600 мг/л (Дюбюс, 1969). Карль и сотрудники (1967) предпола- гают, что она также образуется из пировиноградной и уксусной кислот 326
согласно реакции, родственной той, которая схематически показана на рис. 15.15. Баланс вторичных продуктов глицерино-пировиноградного брожения В серии работ, выполненных в Бор- до с 1936 до 1955 г. исследователями Женвуа (1936), Пейно (1947), Рибе- ро-Гайоном с сотрудниками (1955) и Лафон (1955), удалось установить ба- ланс основных вторичных продуктов глицерино-пировиноградного броже- ния, которые находят в вине, — уксус- ной и янтарной кислот, бутандиола-2,3 и ацетоина (ацетилметилкарбинол). Связь между этими веществам?! и этаналем, вытекающая из глицерино- пировиноградного брожения, доказы- вается простым экспериментом, заклю- чающимся в том, что в бродящую сре- ду постепенно добавляют небольшое количество этаналя. При этом конста- тируют увеличение содержания вто- ричных продуктов и уменьшение гли- церина—явление, которое объясняет- ся ускорением спиртового брожения за счет глицерино-пировиноградного брожения. Обратный эксперимент заключается в том, что блокируют этаналь по ме- ре его образования добавлением диме- дона; такие условия способствуют глицерино-пировиноградному броже- нию и, как следствие, образованию глицерина, но этаналь не может да- вать вторичных продуктов, процент- ное содержание которых уменьшается. Затем можно в качестве гипотезы записать реакции образования этих веществ, образующихся из этаналя. Образование уксусной кислоты: 2С Н3 - СНО + Н2О -- СН3 - СООН + + СН3 - СН2ОН. Образование янтарной кислоты: 5СН3 - СНО + 2Н2О -» СООН - СН2 - СН2 - - СООН + зсн3 - СН2ОН. Образование ацетоина (ацетилме- гилкарбинола): . 2СН3 — СНО СН3 - СНОН - СО - СН3. Образование бутандиола-2,3: СН3 - СНО + СН3 - СН2ОН-^- -> СН3 — СНОН - СНОН - сн3. Этот способ записи отражает тот факт, что все эти вещества образуют- ся из этаналя без изменения уровня окисления-восстановления, т. е. для каждой реакции, взятой отдельно, не может быть ни поглощения, ни высво- бождения водорода. В таком виде за- писи этих реакций делается попытка выразить в целом образование вторич- ных продуктов, не предрешая проме- жуточных этапов. Точность этих реакций проверяют составлением баланса вторичных про- дуктов. В бродящей среде проводят количе- ственный анализ перечисленных выше веществ путем определения следую- щих молярных концентраций: а — ук- сусной кислоты; s — янтарной кисло- ты; т — ацетилметилкарбинола; b — бутандиола-2,3; h — этаналя, остаю- щегося в свободном состоянии по за- вершении брожения. Сумма 2 = 2a-j-5s-j-2m + &-|-/i пред- ставляет общее количество молекул этаналя, образовавшихся во время брожения, которые не были восстанов- лены в спирт и, следовательно, полу- чаются от глицерино-пировиноградно- го брожения. Разумеется, что сущест- вует интерференция между этаналем обоих ферментативных механизмов, а именно этаналь глицерино-пировино- градного брожения служит для воз- буждения спиртового брожения. Но, когда в ходе глицерино-пировиноград- ного брожения распадается одна мо- 327
лекула сахара, появляется одна мо- лекула -этаналя, которая не восстанав- ливается в спирт потому, что два ато- ма водорода, необходимые для этого восстановления, уже использованы для образования глицерина. Это зна- чит, что в соответствии с общим урав- нением глицерино-пировиноградного брожения с6н12о6-» сн2он - снон-сн2он + Глицерин + СН3 -jCO - СООН. сн3 - сно + со2 Этаналь в этом процессе образуется столько же молекул глицерина, сколько и эта- наля, следовательно, если эти гипоте- зы правильны, должно быть 2 = 2а + 5s + 2т + b -f- h = g и — -- 1, g где g— обозначает молярную концентрацию глицерина. Экспериментальная проверка (табл. 15.1) дает значения в пределах от 0,82 до 0,95, что, по-видимому, указывает на существование некоторых других вторичных продуктов, возможно, ком- понентов клеток в небольшом количе- стве, также использующих для своего образования этаналь глицерино-пиро- виноградного брожения. Но в анаэро- биозе 2 никогда не бывает заметно больше g, отношение, которое проти- воречит всякой теории, поскольку в этом случае образовывалось бы боль- ше этаналя, чем глицерина. Нужно уточнить пределы, в кото- рых этот баланс вторичных продуктов действителен. Прежде всего, если бро- жение проводится в синтетической среде, насыщенной глутаминовой кис- лотой, образование янтарной кислоты из этой аминокислоты возможно. В случае сбраживания натуральных продуктов, они также могут нормаль- 328 . но содержать некоторые из этих про- дуктов, например глицерин или ук- сусную кислоту в суслах, полученных из винограда, пораженного Botrytis cinerea. Наконец, если брожение про- исходит с доступом воздуха дрожжа- ми, имеющими высокую интенсивность дыхания, может образоваться значи- тельное количество уксусной кислоты путем окисления. Следовательно, что- бы можно было использовать такие балансы, необходимо реализовать очень чистое брожение при полном от- сутствии воздуха. В случае вина зна- чение 2 чаще всего превышает значе- ние g за счет уксусной кислоты, обра- зовавшейся при бактериальном бро- жении, даже в отсутствие заболева- ний, характеризующих такое состоя- ние. Между прочим, таким путем мож- но определить, было ли спиртовое брожение, которому подвергалось дан- ное вино, чистым или нет. Можно выдвинуть и другие возра- жения против самого принципа сос- тавления таких балансов. Прежде всего в них должны быть представле- ны все производные пировиноградной кислоты, и в частности лимонно-яб- лочная кислота и остаточная пирови- ноградная. С другой стороны, меха- низм образования янтарной кислоты, использованный для составления ба- лансов, основан исключительно на ре- акции Тунберга (см. рис. 15Л1); если эта кислота образуется по реакции Вуд-Веркмана, которая включает вос- становление одной молекулы пирови- ноградной кислоты, то не может быть одновременное образование глицери- на, и янтарная кислота не должна входить в баланс. Из этого видно, на- сколько сложен данный вопрос; воз- можно, что равновесие балансов воз- никает вследствие компенсации оши- бок. Тем не менее эта теория образо- вания вторичных продуктов подтвер- ждается реализацией процессов бро-
• Таблица I5;l Образование продуктов глицерино-пировиноградного брожения различными штамма- ми дрожжей, ммоль Сре да Г ли це- рин g Уксусная кислота а Янтарная кислота S Ацетоин т Бутандиол- 2,3 b Э1аналь h я/g Виноградное сусло минимум 520 31 48 2 32 16 429 0,82 максимум 750 119 88 11 57 41 673 0,94 Синтетическая среда минимум 620 125 31 3 52 4 521 0,82 максимум 900 250 68 9 91 10 837 0,95 Таблица 15.2 Образование продуктов глицерино-пировиноградного брожения в зависимости от pH Среда pH Глицерин g, ммоль Уксусная кислота а, ммоль Янтарная кислота S, ммоль Ацетоин т, ммоль Бутаидиол- 2,3 b Этаналь, й, ммоль Е я/g Виноградное 3,0 84 16,6 6,3 1,0 7,2 1,0 75 0,90 сусло 5,0 80 16,4 6,3 0,8 7,2 1,1 74 0,93 5,8 112 31,9 5,6 0,7 6,3 1,3 101 0,86 7,0 169 53,1 9,3 0,5 4,8 1,0 159 0,94 8,0 209 80,5 10,1 0,5 4,1 1,0 216 1,03 жения при различных pH (табл. 15.2); выход каждого продукта глицерино- пировиноградного брожения изменя- ется в больших пропорциях, но отно- шение Я/g остается всегда близким к 1. ДРУГИЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ДРОЖЖАМИ Брожение в присутствии уксусной кислоты При рассмотрении процентного со- держания уксусной кислоты, образо- вавшейся во время спиртового броже- ния, приходится констатировать, что она образуется неравномерно сбро- женному сахару. Вначале ее образо- вание идет быстро, потом замедляет- ся; к концу брожения содержание кислоты может даже уменьшиться, иногда сильно (Вантер, 1937; Пейно, 1939 и 1946). Это явление протекает по-разному в зависимости от вида дрожжей (см. рис. 15.17). Более того, дрожжи способны поглощать уксус- ную кислоту, которую добавляют пе- ред брожением (рис. 15.18). Можно допустить, что такое исполь- зование уксусной кислоты дрожжами включает, прежде всего, ее восстанов- ление в этаналь, которое способствует спиртовому брожению в ущерб бро- жению глицерино-пировиноградному, увеличивая образование спирта, а также вторичных продуктов при од- новременном уменьшении содержания глицерина. На деле констатируют, что 329
добавление уксусной кислоты снижает уровень глицерина и повышает содер- жание бутандиола-2,3 и ацетилметил- карбинола. Косвенным следствием этого свойст- ва дрожжей разлагать уксусную кис- лоту является возможность снижения путем повторного брожения содержа- ния летучей кислотности в больном Сброженный сахар, г/л Рис. 15.17. Образование уксусной кислоты в зависимости от сахара, сбраживаемого пятью различными видами дрожжей: 7— дрожжи М; 2— дрожжи О; 3 — дрож- жи С; 4 — дрожжи S; 5 — дрожжи В. вине. Если к виноградному суслу или к собранному винограду добавлять вино, обладающее повышенной лету- чей кислотностью, разумеется, после стабилизации его с точки зрения мик- робиальной активности в соотноше- ,нии от ]/з До */г так, чтобы летучая : кислотность смеси была порядка 0,60 г/л, то после брожения получают вино, в котором содержание уксусной кислоты обычно не превосходит уров- ня, соответствующего нормальному брожению. Одновременно снижается процентное содержание этилацетата. Понятно, что такой способ может быть разрешен только для вина, лету- чая кислотность которого не превосхо- дит установленного предела (0,90г/л). Рис. 15.18. Уменьшение содержания уксус- ной кислоты, добавляемой в сусло до броже- ния: 1 — контроль; 2-----j-6,2 мг-экв уксусной кис- лоты; 3-------------F 12,4 мг-экв уксусной кислоты. Разложение яблочной кислоты Давно известно, что содержание яб- лочной кислоты в виноградном сусле во время спиртового брожения умень- шается независимо от яблочно-молоч- ного брожения. Пейно (1938) пока- зал, что это общее явление и что в за- висимости от вида дрожжей потери 330
яблочной кислоты составляют от 10 до 24% ее первоначального количе- ства; разложение тем более значи- тельно, чем ниже pH, и при pH 5,0 оно прекращается. Но содержание яб- лочной кислоты в вине, хранившемся в течение года в присутствии дрож- жей, не изменяется; уменьшение со- держания этой кислоты происходит исключительно в период брожения. Пейно и сотрудники (4964) и Пейно и Сюдро (1964) показали, что некото- рые дрожжи рода Schizosaccharomy- ces обладают свойством разлагать в анаэробиозе значительные количества яблочной кислоты (до 90%) (Schizo- saccharomyces pombe). Каков бы ни был тип рассматривае- мых дрожжей, разложение яблочной кислоты соответствует по своему ха- рактеру истинному брожению соглас- но общему уравнению. СООН — СНОН - СН2 - СООН - I _> сн3 — СН2ОН + 2СО2. Фук и Радлер (1972) показали, что в первое время яблочная кислота пре- вращается в пировиноградную кисло- ту (см. рис. 15.27), пировиноградная кислота затем участвует в реакциях спиртового брожения (см. рис. 15.12) с декарбоксилированием в этаналь, который сам восстанавливается в эта- нол. Метаболизм азотистых компонентов и образование высших спиртов Проблемы питания дрожжей азотом и превращений азотсодержащих ком- понентов винограда во время броже- ния хорошо известны (Дюпюи и со- трудники, 1967) и описаны в гл. 7. Синтез аминокислот и белков дрож- жами основан на классических меха- низмах биохимии. Аммиачный азот по- ступает из а-кетоглутаровой кислоты, чтобы дать глутаминовую кислоту (рис. 15.19). Все другие аминокисло- ты образуются или изменением карбо- новой структуры глутаминовой кисло- ты, например при образовании проли- на (рис. 15.20), или же трансамини- рованием, например путем синтеза ас- парагиновой кислоты из щавелево-ук- сусной или синтезом аланина из пиро- виноградной кислоты (рис. 15.21). Среди продуктов метаболического разложения аминокислот наибольшее значение для энологии, безусловно, имеют высшие спирты: действитель- соон СООН СООН С=о NH3 НаО ,1=NH NADH, NAD lH_NH 1 \ / I \ 7 I ch2 z . СНд —k У > сн2 CH2 CH2 C®OH COOH COOH tf-Кетоглутм- Иминоглутаробая Глутами-шбая ая кислота кислота кис. та Рис. 15.19. Образование глутаминовой кис- лоты из минерального азота. но, они участвуют как сами по себе, так и в виде своих сложных эфиров в образовании органолептических харак- теристик вин. С момента опубликова- ния фундаментальных работ Эрлиха известно, что аминокислоты являются главными предшественниками высших спиртов. Механизм этой реакции, ко- торый специально исследовали Сенте Шанмуганатан и Эльсден (1958), вклю- чает дезаминирование аминокислоты в кетокислоту, которая декарбоксили- руется в альдегид, в свою очередь вос- станавливающийся в спирт (рис. 15.22). В табл. 15.3 показано соответствие между аминокислотами с n-f-l атома- ми углерода и спиртами с п атомами углерода. Роль кетоновых кислот, или, точнее, альдегидов, которые являются их производными, .как акцепторов во- дорода в форме NADH2, получающий- 331
ся при гликолизе, понвидимому, ука- зывает на то, что высшие спирты дол- жны участвовать вместе с глицери- ном в составлении баланса продуктов глицерино-пировиноградного брожения (раздел «Баланс вторичных продуктов глицерино-пировиноградного броже- ния») . Но, как заметили Дюпюи и сотруд- ники (1967), в бродящих средах со- держатся высшие спирты, например пропанол-1, которые не имеют воз- —сн2 соон сн-сооп nh2 Глутаминовая лис.>ота СИ,----СН2 сн2 сн-соол NT1 Прети* Рис. 15.20. Образование пролина за счет изменения молекулы глутаминовой кислоты. СООН соон ” kJOOH 1 с=о + 1 С Но 1 соон Щаде/тевоуксусная кис/шпа 1 ch-nh2 1 сн2 1 СН2 1 соон Гцтаминовая кислота соон 1 ch-nh2 сн2 1 соон Аспарагиновая киал&од. 1 с=о + 1 сн2 1 сн2 1 соон св - КетоелутароваЯ кислота соон соон СООН 1 CH - nh2 соон _ 1 с=о 1 с-о + сн2 ch-nh2 + СН2 СН3 сн2 соон сн2 ^ароЗиногравная кислота Рис. 15.21. Образование трансаминирования. соон аспарагиновой Аланин кислоты и аланина соон из глутаминовой кислоты путем можных предшественников среди на- туральных аминокислот (см. табл. 15.3). Кроме того, не установлено за- висимости между содержанием ами- нокислот и содержанием соответст- вующих высших ©портов. Помимо это- го не существует связи между образо- ванием высших спиртов и азотистым питанием дрожжей, например когда проводят несколько последовательных брожений одними и теми же не размно- жающимися делением дрожжами без внесения азотистого питания, то кон- статируют, что образование высших спиртов каждый раз происходит в ко- личестве, пропорциональном содержа- 332 нию сахара. Эти наблюдения под- тверждают гипотезу, выдвинутую Пейно и Гимберто (1958 и 1959), со- гласно которой реакция Эрлиха объ- ясняет образование лишь части выс- ших спиртов. По этому же вопросу важные фак- торы сообщили Ингрээм и Гимон (1960), Ингрээм и сотрудники (1961) и Гимон (1966). Они провели серию оригинальных экспериментов, исполь- зуя (мутанты Saccharomyces cerevisiae, потерявшие способность сбраживать некоторые аминокислоты. Авторы кон- статировали, что эти самые штаммы также потеряли способность синтезы-
ровать соответствующие высшие спир- ты и подтвердили существование вза- имосвязи между синтезом этих спир- тов и синтезом аминокислот. Но в то же время синтез других высших спир- тов, в частности пропанола-1, бутано- ла- и гексанола-1, для которых не су-, ществует аминокислот-предшественни- ков, возрастает по отношению к пер- соон сн—гчн2 ОН (.ООН СООН 1 СООН ! с =о | с-о ' ch-nh2 : СН2 | + сн2--------- + сн2 CH. Q СН3 СООН 1м соон он o' - !\ ет-тлдтаро- пара - Гидро - Глутаминовая бая кислота ксиренилпаро- кислота виноградная кислота |^СО2 СНО 'CHJ.iH -он он Тирозол Рис. 15.22. Механизм биосинтеза высших спиртов из соответствующих аминокислот: об- разование тирозола из тирозина. воначальному штамму. От этого штам- ма получен мутант. Таким образом, типы синтеза различных высших спир- тов связаны общими механизмами, в которых участие аминокислот необя- зательно. Из своих работ авторы заключают, что обязательными предшественника- ми высших спиртов являются не ами- нокислоты, а соответствующие кетоно- вые кислоты; именно их синтез инги- бируется у мутантов. Эти кетоновые кислоты получаются не только от раз- ложения аминокислот в соответствии <с реакцией Эрлиха (см. рис. 15.22), но и в результате углеводного мета- болизма. Отсюда следует, что некото- рые высшие спирты (изоамиловый, изобутиловый) могут иметь несколь- ко механизмов синтеза (из аминокис- лот или путем углеводного метаболиз- ма), тогда как другие образуются только одним способом (углеводного метаболизма). Взаимообратимость этих двух путей обмена веществ опи- сана, в частности, в публикации Ги- мона (1966). В качестве примера можно указать на механизм образо- вания «-пропилового спирта (рис. 15.23), для которого не существует соответствующей аминокислоты. В этом случае уксусная кислота уча- ствует в виде ацетилкофермента А. Так же, как можно перейти от пиро- виноградной кислоты с Сз к а-кетобу- тановой кислоте с С4, можно предста- вить переход от последней к кетоно- вым кислотам с С5, Се или С7 и на- писать образование «-бутиловых, н- амиловых (пентанол-1) и «-гексило- вых спиртов. Этот механизм применим к разветвленным кетоновым кислотам и позволяет объяснить возможность синтеза основных высших спиртов (изобутилового, изоамилового и ами- лового активного) без вмешательства соответствующих аминокислот. Кроме того, гексанол вина должен происхо- дить из альдегидов с Се (гексаналь, гексенал), присутствующих в вино- граде, как и во всех растениях. Образование высших спиртов и их сложных эфиров зависит от штамма дрожжей, условий среды и аэрации (Бертран и Риберо-Гайон, 1968). Восстановление сульфатов в сульфиты и в сероводород Известно, что дрожжи способны об- разовывать из сульфата сероводород (Ранкин, 1963) и в некоторых особых условиях — сульфитные ионы (SO" ), 333
Т а б л и ц а 15.3 Основные высшие спирты вин и аминокислоты, производными которых они являются (у-бутнролактон получается от дегидратации у-окснбутановой кислоты СООН—СН2—СН2—СН2ОН) Высший спирт Содержание в вине, мг/л Соответствующая аминокислота СН3 СН3—СН—СН2-СН2ОН Изоамиловый альдегид, или метил- З-бутанол-1 СНз СН3—СН2—СН—СН2ОН Альдегид амиловый активный, или метил-2-бутанол-1 СНз СН3—СН—СН2ОН Изобутиловый альдегид, нли метил- 2-пропапол-1 <^^-сн2-снгон . ФеяилзтилзЗый а.яъйвгш! с но--<^ /~ сн2-сн3он СНз—СН2—СН2ОН н-Пропиловый альдегид, или пропа- нол-1 СНз—СН2-СНз-СН2ОН и-Бутиловын альдегид, или бута- нол-1 t J-CHS-CH2OH NH Триптосрол co—сн2—сн2—сн2 о у-Бутиролактон СНз—CH2—CHOH—СНз Бутанол-2 СНз—СН2—СН2—СН2—СН2ОН и-Амиловый альдегид, или пента- нол-1 СНз— СН2—СН2—СН2—СН2—СН2ОН н-Гексиловый альдегид, или гекса- нол-1 От 80 до 300 От 30 до 100 От 50 до 150 От 10 до 100 От 20 до 50 От 10 до 50 От 1 до 10 От 0 до 1 От 0 до 5 Следы » >' СН3 NH2 СНз—СН—СН2—СН—СООН Лейцин СНз nh2 СНз—СН2—СН—СН—СООН Изолейцин СНз NH2 СНз—СН—СН—СООН Валин '^у-СНз-СН-СО! л Фенилаланин но\ )-сн2 -9!-со- nk Тирозин nh2 —]— сн2— сн-соон NH TnutirMtpM nh2 СООН—СН2—СН2-СН—СООН Глутаминовая кислота 33 4
СНз-СООН Уксусная молота со-соон I сн3 Пировиноградная кислота сн2~ соон I но-с-соон сн. Лимонник яблочная кислота СООН ‘I снон I СН—СООп I сн3 ^NAD СН2ОН ! сн2 I сн3 СООН с=о ----- I сн2 I сн3 об-Кетомасляная кислота п-Пропиловый спирт Пропионовый альдегид (пропаналь) Рис. 15.23. Механизмы биосинтеза высших спиртов «-пропилового спирта или пропанола-1. без участия аминокислот: образование соон CH- inH2 СН2 I соон Аспаригчнобая соон I сн-nh2 I сн2 I Серин соон I ch-nh2 I сн, CH2-S-CH3 Метионин Рис. 15.24. Биосинтез аминокислот, содержащих серу, с восстановлением сульфатов: образо- вание метионина из аспарагиновой кислоты и Цистеина из серина. которые в вине находятся в форме бисульфитных ионов (HSOf ), и сер- нистой кислоты (H2SO3) (Дитрих и Штауденмайер, 1968; Вюрдиг и Шлот- тер, 1968, 1970 и 1971; Уикс, 1969). Эшенбрух (1972) указывает, что в зависимости от природы дрожжей кон- центрации образующегося сернистого ангидрида составляют от 10 до 80 мг/л. Большинство дрожжей образуют SO2 в пределах от 10 до 20 мг/л, только особые штаммы, так называемые сульфитообразующие дрожжи, пре- восходят эти показатели. Состав сре- ды (на базе виноградного сока) не оказывает решающего влияния. Для 335
случая H2S этот же автор указывает дозы от 10 до 100-10 3 мг/л. Природа дрожжей мало влияет на это значение и, наоборот, решающее значение име- ет состав среды. Что касается SO2, то этот же автор показывает, что его образование свя- зано с необходимостью для дрожжей синтезировать аминокислоты, содер- жащие серу — метионин и цистеин (рис. 15.24). Брожение в присутствии этих аминокислот ведет к снижению содержания образующегося SO2. Мож- но представить, что необходимость для дрожжей синтезировать серусо- держащие аминокислоты обязывает их восстанавливать ионы SO/ в H2S с переходом через сульфитные ионы SO/ , часть которых блокируется в форме соединения с альдегидными или кетоновыми свойствами. Образование дрожжами H2S в про- цессе брожения не следует смешивать с выделением этого вещества и мер- каптанов в винах, заложенных на вы- держку после снятия с дрожжей; эти продукты при концентрации в несколь- ко миллиграммов на литр придают ви- ну характерный, очень неприятный за- пах. Это явление связано с образова- нием бисульфитов, получающихся из сернистой кислоты, вводимой в сусло при производстве вина, или от разло- жения аминокислот, содержащих серу. Речь идет о восстановлении с помо- щью дрожжевых клеток еще живых, но уже не обладающих бродильной ак- тивностью. РАЗЛОЖЕНИЕ САХАРОВ МОЛОЧНОКИСЛЫМИ БАКТЕРИЯМИ Разложение гексоз гомоферментативными бактериями Известно, что гомоферментативный характер молочнокислых бактерий оп- ределяется превращением глюкозы, а чаще всего-также и фруктозы в две молекулы молочной кислоты; образо- вание вторичных продуктов равно ну- лю или очень ограничено (табл. 15.4). Баланс этого образования записывает- ся следующим образом: С6Н12О6-> 2СН3 - СНОН - СООН. Глюкоза Молочная кислота Таблица 15.4 Продукты, образуемые гомо- и гетерофермен- тативными бактериями при сбраживании 200 ммоль глюкозы и фруктозы Продукты брожения, ммоль Гомофермеи- тативные бак- терии Гетерофермен- тативные бак- терии глюкоза или фруктоза глюко- за фрук- тоза Молочная кислота 360 60 40 СО2 0 100 50 Этанол 0 100 0 Уксусная кислота След ы 120 100 Янтарная кислота 0 10 10 Маннит 0 0 50 Бутандиол-2,3 0,3 10 10 Глицерин 10 80 40 .Молекула сахара первоначально разлагается путем гликолиза (см. рис. 15.9 и 15.10), который ведет к пи- ровиноградной кислоте. Пировино- градная кислота не декарбоксилиру- ется в этаналь, как это происходит при спиртовом брожении (см. рис. 15.12), но непосредственно восстанав- ливается в молочную кислоту лакто- дегидрогеназой. Это восстановление идет параллельно с окислением гли- церинальдегида-3-фосфата в ходе гли- колиза и обеспечивает одновременный возврат NaDH2 в форме NAD (рис. 15.25). Известно, что существуют две лак-- тодегидрогеназы (см. рис. 15.(13), обес- печивающие синтез того или другого из двух стереоизомеров молочной кис- лоты: молочной кислоты D(—) и мо- лочной кислоты L(+)- Пейно и ctf- 336
'О С < снон снго-® Глицерина 'идесиЗ -3- tpocipam ,О С< I он снон I сн3 Молочная кислота Рис. 15.25. Схема гомомолочнокислого брожения. трудники (1976) показали, что гомо- ферментативные бактерии обычно об- разуют два изомера в различной про- порции, однако несколько гомофер- ментативных бактерий образуют ис- ключительно молочную кислоту L(+). Энергетический баланс гомофер- менгагивного брожения, как и баланс спиртового брожения, соответствует балансу гликолиза, т. е. две молекулы АТФ образуются <во время разложе- ния одной молекулы сахара. Разложение гексоз гетероферментативными бактериями — молочнокислое скисание Г етероферментативное брожение, вызываемое молочнокислыми бакте- риями, открыли в 1894 г. Гайон и Дю- бург в испорченных винах, содержа- щих большое количество маннита, что и дало основание называть эту бо- лезнь маннитным брожением. Авторы показали, с одной стороны, образова- ние большого числа продуктов броже- ния, с другой — различное поведение глюкозы и фруктозы, причем послед- няя является специфической для обра- зования маннита. В противополож- ность гомоферментативному броже- нию молочная кислота является не единственным продуктом, она даже количественно не самая большая (см. табл. 15.4). Понятно, что балансы такого (брожения сильно изменяются в зависимости от видов бактерий и ус- ловий их развития. Действующие здесь механизмы от- личаются от тех, какие характеризу- ют гомоферментативное брожение: первые реакции относятся к циклу пентоз и идут по классическому пути разложения углеводов гликолизом (рис. 15.26). Глюкоза-6 фосфат, полу- чающаяся как из глюкозы, так и из фруктозы, является исходным пунк- том разрыва молекулы сахара. Этот сложный эфир окисляется в фосфо-6- глюконовую кислоту, которая сама подвергается окислительному декар- боксилированию, ведущему к пенто- зе-рибозе-5 фосфату. Изомеризация пентоз ведет к ксилозе-5-фосфату, раз- рыв молекулы которой дает ацетил- фосфат (С2) и глицеринальдегид-3- фосфат (С3). Последний вновь под- вергается гликолизу, образовавшаяся же пировиноградная кислота восста- навливается в молочную кислоту. Дру- гой механизм обеспечивает переход глицеринальдегида-3-фосфата в гли- церин, поскольку восстановление воз- можно благодаря NADH2, получаю- 337
МОСН^О. СН2ОН ИГ но^ н ] г он он н ДТР ФруКРОЗа NADH2 NAD СН2ОН снон I снон I снон I снон СН2ОН Маннит с Н2ОН н над н г Г он он н Фруктоза - 5 - росрат сн2о-® н®—он |/н \| кон нА НО 1---[ОН _ н он Глюкоза - б-фосрат , 4*-NADH2 ’соон н-^-он N^D 31 \ но-с-н \ н-4с-он H-SC-OH 6сн2о-® Фосфо-б-глюконобая кислота 2СН2ОН Зс=о *-н—4с—он - н-с-он сн2о-® Рибулоза -5-фОСфат 2сн,он Зс=о «I но-с-н н-с-он 4соон 5снон fit.. NAD NADH СООН I с=о NADH2 NAD 2ATP\ / 2ADP Гпиколиз Молочная Пировиноградная 6 * z~- СН2О-® Ксилулоза ~ 5-фосазат р-Н3РО4 V-.O к. 2ru у—н SCHOH------- ^*-3с-О-® 6сн2о~® О кислота кислота Глицеринальдегид ~3~ tpocpam Ацетилфосфат ADP 4СН2ОН ч! снон 6 I СН2ОН Глицерин Н3РО4 Н2О -ATP — СНОН сн2о-® ____________________ Глицеринфосфорная Зтиловый спирт СН2ОН кислота соон ! Уксусная кислота Рис. 15.26. Схемы гетеромолочнокислого сбраживания глюкозы и фруктозы. Образующиеся при этом продукты заключены в прямоугольники. щемуся от гликолиза; в этом случае происходит истинное глицерино-пиро- виноградное брожение и одна часть пировиноградной жислоты, которая не может быть восстановлена в молоч- ную кислоту, служит для образования вторичных продуктов (уксусной кисло- ты, янтарной и бутандиола-2,3), пока- 338
занных в табл. 15.4, по общим меха- низмам (ем. рис. 15.11). Со своей стороны ацетилфосфат вос- станавливается в этиловый спирт. Это восстановление необходимо для обес- печения вторичного окисления NADH2 в форму NAD. Действительно, если не учитывать образование глицерина, ко- торое наблюдается во время этого про- цесса, 3 молекулы NAD восстанавли- ваются, причем две для окисления глюкозы и одна для окисления глице- ринальдегид-3-фосфата. Один из них повторно окисляется за счет пировино- градной кислоты, два других за счет ацетилфосфата. Таким образом, ба- ланс гетероферментативного броже- ния в этой форме может быть записан (без учета возможного глицерино-пи- ровиноградного брожения) следую- щим образом: С6Н12О6^ СН3 - СНОН - СООН + Глюкоза Молочная кислота + СН3 - СН2ОН -ь СО2. (1) Этанол Но бактериальная клетка может располагать экзогенным акцептором водорода (или, что то же самое, элек- тронов), т. е. веществом, присутствую- щим в питательной среде и способным проникать внутрь клетки, где оно под- вергается восстановлению (Барр, 1972). В этом случае акцептор обес- печивает вторичное окисление двух молекул 2NADH2 вместо ацетилфос- фата, который тогда сможет быть гидролизованным в уксусную кислоту с освобождением одного АТФ и, сле- довательно, дополнительной энергии. Трудность восстановления органиче- ских кислот (уксусная) отражает предпочтительное восстановление эк- зогенного акцептора. Обозначая ак- цептор через А, можно выразить ба- ланс гетероферментативного броже- ния в следующем виде: C6Hi2O6 + 2А -* СН3 - СНОН - СООН + Глюкоза Молочная кислота + СН3 - СООН + С02 + 2АН2. (2) Уксусная кислота При натуральном брожении уравне- ния (1) и (2), равно как и при гли- церино-пировиноградном брожении,, могут функционировать одновременно, В случае сбраживания фруктозы этот сахар может сам служить акцептором водорода А и именно поэтому источни- ком маннита; этот же механизм объ- ясняет образование небольших коли- честв других многоатомных спиртов: эритрита с С4 и арабита с С5 (Гим- берто, 1969; Дюберне и сотрудники, 1974). Соответствующие сахара явля- ются промежуточными звеньями цик- ла пентоз, реакции которого обеспечи- вают в схеме гетероферментативного брожения переход глюкозы-6-фосфата в ксилозу-6-фосфат. Опираясь на эту теорию и данные табл. 15.4, отмеча- ют, что в гетероферментативном сбра- живании фруктозы не происходит вос- становления ацетилфосфата и, следо- вательно, образования этанола, кото- рый появляется исключительно при сбраживании глюкозы. Схема этой совокупности механиз- мов (см. рис. 15.26) показывает, что чистое гетероферментативное броже- ние [см. уравнение (1)] обеспечивает освобождение одной молекулы АТФ во время разложения молекулы глю- козы. В уравнении (2) выигрыш энер- гии больше и соответствует двум мо- лекулам АТФ. Новый тип гетероферментативного брожения выявили Барр и сотрудни- ки (1971) у некоторых Betabacterium, выделенных из вина; он характеризу- ется отсутствуем экзогенного акцеп- тора водорода и выражается глобаль- ным уравнением iC6HI2O6-+(l — х) СН3 — СНОН — СООН 4 Г ценоза Молочная кислота + (I + х) СН, - СН2ОН 4- (1 + х)СО2. Этиловый спирт 339
Пейно и сотрудники (1967) показа- ли, что гетероферментативные кокки, выделенные из вина, образуют исклю- чительно молочную кислоту D(—); не- которые гетероферментативные ба- циллы обладают такой же характери- стикой, хотя большинство их образу- ют одновременно молочную кислоту D(—) и молочную кислоту L(+) с преобладанием второй. Известно, что процессы развития бактерий в винах ведут к образованию различных лету- чих кислот (муравьиная, пропионовая, масляная) в концентрациях порядка нескольких граммов на литр). Механиз- мы их образования из пировиноград- ной кислоты показаны на рис. 15.11. Разложение пентоз Виноградный сок содержит две пен- тозы— арабинозу и ксилозу. Некото- рые винные бактерии используют оба сахара, другие — один из них, нако- нец, существуют такие, которые не воздействуют на пентозы. Действие на пентозы не связано с гомо- или ге- тероферментативным характером бро- жения, который относится исключи- тельно к сбраживанию глюкозы. Разложение пентоз происходит всегда с образованием уксусной кислоты; она может быть источником неболь- шого повышения летучей кислотности красных вин, выдерживаемых в дере- вянных бочках. Деградация молекул пентозы осуществляется посредством ксилозы-5-фосфата, механизмы разло- жения которого описаны в разделе, от- носящемся к гетероферментативному брожению гексоз (см. рис. 15.26). ДРУГИЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ МОЛОЧНОКИСЛЫМИ БАКТЕРИЯМИ Разложение яблочной кислоты — яблочно-молочное брожение Значение этого явления для эноло- гии и условия реализации яблочно- молочного брожения описано в других главах. Это превращение сводится к исчезновению одной молекулы яблоч- ной кислоты, преобразуемой в молоч- ную кислоту со снижением кислотно- сти и приданием вину бархатистости. Глобально это явление записывает- ся так: 12 3 4 СООН - СН2 - СНОН - СООН Яблочная кислота 12 3 4 со2 + СН3 - СНОН — СООН. Молочная кислота Биохимические механизмы, дейст- вующие в этом превращении, не выяс- нены в полной мере. С давних пор из- вестны два фермента—маликодегид- рогеназа и яблочнокислый фермент, который обладает свойством разлагать яблочную кислоту (рис. 15.27). Если вм еш а те л ьство мал ико дегидро ге н азы в яблочно-молочное брожение всегда исключалось, то в течение длительно- го времени считали, что яблочнокис- лый фермент (см. рис. 15.27, реакция II) участвует в этом брожении. Это предполагает переход через пировино- градную кислоту й участие лактико- дегидрогеназы, поскольку яблочнокис- лый фермент обеспечивает только пре- вращение яблочной кислоты в пирови- ноградную (см. рис. 15.27). Исследуя этот вопрос, Пейно (1968) и Пейно и Лафон-Лафуркад (1970) обратили внимание на то, что молоч- нокислые бактерии вина обладают ча- ще всего двумя лактикодегидрогена- зами, поскольку при сбраживании са- харов они способны восстанавливать пировиноградную кислоту одновремен- но в молочную кислоту D(—) и в мо- лочную кислоту L(+)- Между тем яб- лочно-молочное брожение ведет исклю- чительно к молочной кислоте L(+) (Пейно и сотрудники, 1967); эти фак- 340
I - Ma ликодегидрогеназа <оон I снон сн2 соон Яблочная кислота MDH СООН I с=о I сн2 соон Декарбоксилаза J - Яблочный фермент СООН I гнон СН2 соон Яблочная кислота Цабелсборксрская hCCPOmU соон I с=о I сн3 Пировиноградная кислота СООН I -* с=о I СН3 Пировиноградная кислота NAD Dc-)LDH или L(+)LDH NADH2 NAD DHLDH или. 1Дт, LDH соон I - снон I сн3 ИИ-молочная или 1 ! ^-молочная кислота 1П-Яблочко-молочный рермент СООН I снон сн2 ЕЖ I соон Яблочная кислота ~ ' соон I - снон I СН3 Dl-1-молочная или L (-л-молочная кислота EML СООН i СНОН I сн3 Ц-н'-молочнак кислота Рис. 15.27. Различные механизмы ферментативного разложения яблочной кислоты. (MDH- маликодегидрогеназа; ЕМ-иблочный фермент; EAfL-яблочно-молочный фермент; ЕЕЕ-лактико- дегидрогеназа). торы показывают, что пировиноград- ная кислота не является промежуточ- ным звеном или, по меньшей мере, л актико дегидроген азы не участвуют в яблочно-молочном брожении. Эти ре- зультаты подтвердили Радлер и со- трудники (1970). Авторы выделили из молочнокислых бактерий ферментный препарат, который очистили от лак- тикодегидрогеназ; остаточный фер- мент способен был превращать яблоч- ную кислоту в молочную. Свойства этого фермента исследовали Шютц и Радлер (1973) и Лонво (1975). В личном сообщении д-р Лондон (Национальный институт здравоохра- нения, Мериленд, США) подтвержда- ет существование двух ферментов, спо- собных использовать яблочную кисло- ту (независимо от маликодегидроге- наз). Наиболее известный в биохимии истинный яблочнокислый фермент про- являет максимальную активность при pH 8,5 и не синтезируется клетками, культивируемыми в среде, богатой глюкозой. Как было показано выше, он превращает яблочную кислоту в пировиноградную (см. рис. 15.27), а образование молочной кислоты связа- но с возможным присутствием лакти- кодегидрогеназ; в этом случае опти- ческая природа образующейся молоч- ной кислоты зависит от природы при- сутствующих лактикогидрогеназ. Другой, менее известный фермент, который наиболее правильно было бы называть «яблочно-молочным фермен- том», имеет максимум активности в кислой среде, и его синтез не подав- ляется присутствием большого коли- чества глюкозы; его часто смешивают с яблочным ферментом в собственном смысле слова. Именно этот фермент участвует в яблочно-молочном броже- нии (Лонво, 1975), он превращает яб- лочную кислоту непосредственно в мо- 341
лочную, но возможные промежуточ- ные реакции пока что не известны (см. рис. 15.27, реакция III). Возмож- но, что речь идет о простом декарбо- ксилировании, хотя этот тип реакции у гидроксилированной кислоты редко встречается в биохимии. Можно так- же предполагать, что промежуточным звеном является пировиноградная кис- лота и она остается фиксированной на белковой поверхности фермента, где восстанавливается в молочную кисло- ту самим яблочно-молочным фермен- том, который в таком случае должен был бы обладать двумя видами ак- тивности. Таким образом, можно было бы объяснить невмешательство лак- тикодегидрогеназ и стереоспецифич- ность реакции и, следовательно, об- разование исключительно лишь молоч- ной кислоты L (-(-). Лонво и Риберо- Гайон (1973) показали значение уг- лекислотного электрода для исследо- вания механизма этой реакции. Более точно свойство яблочного фермента молочнокислых бактерий, выделенных из вина, определил Ла- фон-Лафуркад (1970). Этот автор по- казал, что в подавляющем большин- стве штаммы обладают ферментом, активность которого не зависит от ус- ловий предшествующей культуры, не- которые же обладают индуктируемым ферментом, т. е. синтез которого ин- дуктируется, если в питательной среде содержится яблочная кислота. Нако- нец, другие штаммы не проявляют ни- какой ферментативной активности, ка- ковы бы ни были условия предшест- вующей культуры. Этот признак име- ет важное значение для отбора штам- мов, пригодных для использования в виноделии. Известно, что реакция преобразо- вания яблочной кислоты в молочную не сопровождается выделением энер- гии, которая могла бы использоваться химическим путем, это реакция эндо- генного типа. Следовательно, это яв- ление не является настоящим броже- нием, оно не позволяет бактериальным клеткам находить энергию, необходи- мую для их роста и размножения. Таким образом, яблочно-молочное брожение можно объяснить, только допуская возможность развития бак- терий за счет других элементов вина, например, углеводов или азотистых веществ. Радлер (1958) подтвердил, что сахара должны неизбежно слу- жить источником энергии для бакте- рий яблочно-молочного брожения, но необходимые количества исключитель- но малы; 1 г яблочной кислоты раз- лагается 10 мг бактерий (в сухой мас- се), которые требуют для своего роста 0,1 г сахара. В гетероферментативном брожении такое же количество сахара дает только 50 мг молочной кислоты, 26 мт спирта и 22 мг углекислого газа. Азотистые вещества также могли бы служить источником энергии. В. дей- ствительности, параллельно с яблочно- молочным брожением наблюдается снижение белкового азота вина, сле- дующее за увеличением содержания аммиачного азота вследствие дезами- нирования органических азотистых ве- ществ. Наконец, не исключено, что другие компоненты вина могут служить ис- точником энергии для развития бакте- рий яблочно-молочного брожения. В частности, мезоинозит, средняя кон- центрация которого составляет 0,5 г/л, иногда' исчезает в ходе этого явления, и его концентрация может даже упасть до нуля (Пейно и Лафон-Ла- фуркад, 1955). Такое разложение ме- зоинозита происходит без образования летучих кислот. Разложение лимонной кислоты О деградации лимонной кислоты молочнокислыми бактериями с обра- 342
зованием летучей 'кислотности изве- стно с давних пор. В частности, изве- стно, что яблочно-молочное брожение иногда сопровождается более или ме- нее глубоким разложением лимонной кислоты, которая ответственна за уве- личение летучей кислотности, наблю- даемое во время брожения. сн2-соон I но-с-соон I сн2-соон Лимонная кислота СН—СООН иксусная кислота сн2-соон I СО-СООН Ш,авелебоу1\сусная кислота СООН I с=о СО2 IlSCoA I \ / с Н3 . . \ у Пировиноградная Ацетилкощермент А z кислота Ацетоинобые вещества- вутанвиол-2,3, ацетоин Молочная кислота Рис. 15.28. Разложение лимонной кислоты молочнокислыми бактериями. Исследуя баланс этого разложения, Шарпантье и сотрудники (1951) и Шарпантье (1954) показали, что од- на молекула лимонной кислоты дает от 1,2 до 1,5 молекулы уксусной кис- лоты, очень малое количество молоч- ной кислоты и от 0,2 до 0,3 молекулы ацетоиновых веществ (бутандиол-2,3 и ацетоин). Основываясь на предыду- щих работах и на результатах собст- венных исследований, эти авторы предложили механизм деградации, включающий разрыв лимонной кисло- ты на щавелево-уксусную кислоту и уксусную (рис. 15.28). Первая декар- боксилируется в пировиноградную кис- лоту, которая сама по себе лежит в основе молочной кислоты, с одной сто- роны, и ацетоиновых веществ (бутан- диол-2,3 и ацетоин), с другой, посред- ством описанных выше реакций (см. рис. 15.11). Эта пировиноградная кис- лота может также образовывать ук- сусную кислоту с помощью ацетилко- фермента А с образованием одной мо- лекулы СО2 или в некоторых случаях муравьиной кислоты (см. рис. 15.11). Эта схема, которая включает двоякий источник уксусной кислоты, построена с учетом образования более одной мо- лекулы этой кислоты на одну молеку- лу разложенной лимонной кислоты. Разложение глицерина — болезнь прогоркания Использование глицерина бактерия- ми и особые характеристики, которые оно придает вину, описано многими авторами, хотя этот случай встреча- ется относительно редко. Однако ме- ханизмы, посредством которых осуще- ствляется это разложение, остаются невыясненными. Кроме того, не опре- делен баланс этого превращения, ана- логичный приведенному выше относи- тельно разложения лимонной кисло- ты. Рис. 15.29 составлен на основе об- щих сведений о разложении глицери- на различными микроорганизмами. С одной стороны, это вещество пре- вращается в пировиноградную кисло- ту сначала путем реакций, обратных реакциям глицерино-пировиноградно- го брожения (см. рис. 15.14), и затем путем гликолиза (см. рис. 15.10), с другой — оно трансформируется в ак- ролеин и пропандиол-2,3 посредством особого механизма. Таким образом, наряду с классиче- скими продуктами бактериального ме- таболизма отмечают образование ак- ролеина, который является ответствен- 343
СН2ОН I снон I СН2ОН СН2ОН -----------------------— С=о ~— ооратная реакция глицерина- । пировиноградного дрткения О—ГР) Дигидроксиацетон- фосфат СНО соон сно н;° ;в, —t- I сн2он Альдегид Д-гидрокси- пропионовый СНО I ~ сн II сн2 Акролеин — СНОН -у--------------*- С=о I Гликолиз [ СН2О-@ сн3 Глицеринальдвгид-3~ Пировиноградная Янтарная кислота NADH2 NAD CH2OH I сн2 I СН2ОН Поопандиол-1,3 Рис. 15.29. Разложение глицерина молочнокислыми бактериями. к ио лота кГ Механизм П СООН I СНОН I СНОН I соон Винная кислота *3 СООН NAD I nadh2 / соон I снон I сн2 соон Давелеворксрсная кислота х3 сн2 соон Яблочная кислота *1 СООН NAD I nadh2 / CH \ / II —<— CH I COOH Фуморобая кислота »1 СООН I сн2 сн2 соон Янтарная кислота к; соон I с=о I сн3 Пировиноградная Kucnoma*Z NAD NADH2 соон I сн3 Уксусная кислота к z Рис. 15.30. Разложение винной кислоты молочнокислыми бактериями (Радлери Янисис, 1972).
ным за особые органолептические ха- рактеристики «прогорклых вин» вслед- ствие его связи с фенольными соеди- нениями (Ренчлер и Таннер, 1951). Сбраживание глицерина дает также пропандиол-3 (Вуд, 1961), присутст- вие которого в больных винах кажет- ся пока недоказанным. Наконец, обна- руживается муравьиная кислота (Вуд, 1961), которая (получается от перехода пировиноградной кислоты в уксусную с помощью ацетилкофермента А (см. рис. 15.11). Разложение винной кислоты — пропионовокислое брожение (турн) Лишь ограниченное число молочно- кислых бактерий вина способно раз- лагать винную кислоту. Это разложе- ние представляет собой серьезную бо- лезнь вина — турн, иногда довольно частое явление, но в настоящее время встречающееся все реже и реже вслед- ствие прогресса в технике хранения вина. Механизм разложения винной кис- лоты исследовали Крампиц и Линен (1964) и особенно Радлер и Янисис (1972). Из анализа балансов, полученных на различных штаммах, Радлер и 'Янисис сделали вывод, что известны .два пути разложения винной кислоты (рис. 15.30). Lactobacillus plantarum используют механизм I, который со- ответствует образованию из двух мо- лекул винной кислоты трех молекул СО2, одной молекулы уксусной кисло- ты и одной молекулы молочной кис- лоты. Lactobacillus brevis использует механизм II, который соответствует образованию из трех молекул винной кислоты четырех молекул СО2, двух молекул уксусной кислоты и одной молекулы янтарной кислоты. В этих двух механизмах обеспечивается рав- новесие (кисления-восстановления в том смысле, что число молекул NAD, восстанавливаемых в NADH2, равно числу молекул NADH2, окисляемых в NAD. ПРЕВРАЩЕНИЯ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ УКСУСНОКИСЛЫМИ БАКТЕРИЯМИ Окисление спирта — уксусное скисание Основное превращение, вызываемое уксусными бактериями, представляет собой окисление этилового спирта в уксусную кислоту, т. е. уксусное ски- сание. Часто говорят об «уксуснокис- лом брожении», хотя этот процесс яв- ляется аэробным й нуждается в боль- шом количестве кислорода. Установлено, что для уксуснокис- лых бактерий известны два пути окис- ления этилового спирта с переходом через ацетальдегид, соответствующие различным ферментативным комплек- сам (Дивие, 1970). Один из этих комплексов раство- рим, он находится в экстракте из- мельчённых бактерий; вводит в реак- цию алкогольдегидрогеназу и альде- гиддегидрогеназу, которые спарены с молекулами NAD на основе механиз- ма, показанного на рис. 15.31, соот- ветствующего общему уравнению сн3 — сн2он + О2 СН3 — СООН + Н2О. Вторичное окисление NADH2 проис- ходит за счет кислорода воздуха с помощью дыхательной цепи, включаю- щей различные системы переносчиков электронов; такое повторное окисле- ние сопровождается выделением энер- гии в виде .молекул АТФ. Другим путем окисления спирта яв- ляется нерастворимый ферментатив- ный комплекс в виде частиц — пере- носчиков водорода (или электронов), фиксирующихся на цитоплазменной мембране бактерий; общий механизм 345
он СН3-СН2ОН V Этиловый спирт сн3-сно КцеталыГегий Рис. 15.31. Окисление спирта в уксусную кислоту за счет кислорода воздуха уксуснокислыми бактериями. Г< сно н-с-он I но-с-н I н-с-он Н-С-ОН СН2ОН В - Гтокоза соон н-с-он I но-с-н I н-с-он н-с-он СН2ОН D - Гтококобая кислота СООН I С=О I СН2ОН кето - S-Глюконовая кислота fH2OH с=о но-с-н I------------». Н-С-ОН н-с-он I СН2ОН СН2ОН С=О I но-с-н Н-с-он с=о СН2ОН кете - 5-Фруктоза СНО н-с-он I но-с-н ч-с-он I сн,он Ксилоза сно I с=о но—н н-с-он I сн2он Ксилозон Рнс. 15.32. Продукты окисления сахаров уксуснокислыми бактериями. 316
окисления этанола остается тот же. Существование этих двух фермента- тивных комплексов ответственно за способность бактерий окислять спирт с различной скоростью в кислой или нейтральной среде (Дюпюи и Можене, 1962). Некоторые бактерии могут реализо- вать частичное окисление уксусной кислоты в СО2 и Н2О, и соответствую- щая характеристика служит тестом для их классификации (Дивие и Дю- пюи, 1969). Уравнение записывается: =СН3 — СООН + <2О2 -+ 2СО2 + 2Н2О. В этом случае общее уравнение ук- суснокислого брожения приобретает вид СН3 - СН2ОН + ЗО2 -> 2СО2 + ЗН2О. Точно так же уксуснокислые бакте- рии вызывают частичную этерифика- цию уксусной кислоты этиловым спир- том в соответствии с реакцией СН3 - СООН + сн3 — сн2он СН3 - СО - О — СН2 - СНз + н2о. Этилацетат играет важную роль в энологии; он ответственен за особые органолептические качества вин, пора- женных при уксусном скисании. Окисление сахаров Кетогенность уксуснокислых бакте- рий обычно используется как тест классификации. Она соответствует их способности окислять сахара с обра- зованием веществ, обладающих функ- цией кетонов. Различие между саха- рами и этими кетоновыми веществами показано на рис. 15.32, который не предусматривает тесносвязанных ме- ханизмов и промежуточных реакций. О многих из этих веществ сообщали Вюрдиг и Шлоттер (1969), а также Сапис и Пейно (1971). Кетоновые ве- щества присутствуют во всех винах, но их особенно много в винах, полу- ченных из винограда, на котором гниль вызвала растрескивание ягод и развитие уксуснокислых бактерий. Ке- тоновые вещества также участвуют в связывании сернистого ангидрида. ЛИТЕРАТУРА Вагге В. (1972), Rev. Franc. Oenol., 45, 37. Barre В., Coutu C. et Gasser F. (1971), C. R. Acad. Sci., 237 D, 1068. Bertrand A. et Ribereau-Gayon P. (1968), C. R. Acad. Sci., 267D, 1896. Blouin J. et Peynaud E. (1963), C. R. Acad. Sci., 256, 4521. Carles .J., Lamazou-Betbeder H. et Pech R. (1958), C. R. Acad Sci., 246 D, 2160. Carles J., LayolleJ. et Lattes A. (1966), C. R. Acad. Sci., 262 D, 2788. Carles J., Talieu-Rousseau M. et Mont ant C. (1967), C. R. Acad. Sci., 265 D. 1183. Charpentie Y. (1954), Ann. Technol. agric., 3, 89. Charpentie Y., Ribereau-Gayon J. et Peynaud E. (1951), Bull. Soc. Chim. biol., 44, 1969. Conn E. E. e t S t u m p f P. K. (1972), Outli- nes of biochemistry, John Wiley and Sons Inc., New York. Dimotaki-Kourakou V. (1962), C. R. Acad. Sci., 254 D, 4030. Dittrich M. M. et Staudenmayer T. M. (1968), Deutsch. Weinzeitung, 104, 707. Di vies C. (1970), Ann. Technol. agric., 19, 187. Divies C. et Dupuy P. (1969), Ann. Tech- nol. agric., 18, 339. Dubernet M. O., Bertrand A. et Ribe- reau-Gayon P. (1974), C. R. Acad. Sci., 279 D, 156. Dub us G. (1969), Contribution a 1 elude de 1’acide citramalique dans les vins, These 3 e cycle, Bordeaux. Dupuy P. et Maugenet J. (1962), Ann. Technol. agric., 11, 219. Dupuy P., Mor faux J. et Usciati M. (1967), Fermentations et vinifications, 2 е Symposium intern. d'Oenologie de Bordeaux, p. 107. Eschenbruch R. (1972), III 3 Symposium intern. d’Oenologie, Le Cap (Afrique du Sud). Fuch et RadlerF. (1972), Arch. Mickro- biol., 87, 149. 347
Gayon U. et Dubourg E. (1894), Ann. Inst. Pasteur, 8, 108 et 1901. G enevois L. (1936), Bull. Soc. Chim. biol., 18, 295. Guimberteau G. (1969), Conn. Vigne Vin, 3, 1. Guymon J. G. (1966), Developments in In- dustrial Microbiology, Vol. 7, American In- stitute of Biological Sciences, Washington. Ingraham J. L. et Guymon J. F. (1960), Arch. Biochem. Biophys., 88, 157. Ingraham J. L., Guymon J. F. et Cro- well E. A. (1961), Arch. Biochem. Biophys., 95 169. Jo I chine J. (1962), Bull. Soc. Chim. biol., 44, 337. Krampitz L. O. et Lynen F. (1964), Bio- chem. Z., 341, 97. Lafon M. (1955), Contribution a I’etude de la formation des produits secondaires de la fermentation alcoolique, These Sciences phy- siques, Bordeaux. Lafon-Lafourcade S. (1970), Conn. Vigne Vin, 4(3), 273. Llaguno C., Fernandes M. J., Garri- do M. D. et Garrido J. (1970), Conn. Vigne Vin, 4, 123. Lonvaud M. (1975), Recherches sur 1’enzy- me des bacteries lactiques du vin assurant la transformation du malate en lactate, These 3 е cycle, Bordeaux. Lonvaud M. et Ribereau-Gayon P. (1973), C. R. Acad. Sci., 276 D, 2329. Peynaud E. (1938), Ann. Falsif. Fraudes, 31, 392. Peynaud E. (1939), Ann. Ferm., 5, 321. Peynaud E. (1946), Contribution a I’etude biochimique de la maturation du raisin et de la composition des vins. These Ingenieur- Docteur, Bordeaux. Peynaud E. (1947), Rev. Ferm. Ind. alim., 2, 150 et 189. Peynaud E. (1968). C. R. Acad. Sci., 267, 121. Peynaud E., Domereq S., Boidron A.. M., Lafon-Lafourcade S. et Guimberteau G. (1964), Archiv. fiir Mikrobiol., 48, 150. Peynaud E. et Gumberteau G. (1958), Ann. Falsif. Fraudes, 51, 70. Peynaud E. et Lafon-Lafourcade S. (1955), Ann. Technol. agric., 4, 381. Peynaud E. et Lafon-Lafourcade- S. (1963), C. R. Acad. Sci., 256, 4521. Peynaud E. et Lafon-Lafourcade S- (1970), C. R. Acad. Sci., 270 D, 228. Peynaud E., Lafon-Lafourcade S. et Guimberteau G. (1967 a), Antonie van Leeuwenhoek, 33, 49. Peynaud E., Lafon-Lafourcade S. et Guimberteau G. (1967 b), Rev. Ferm. Ind. alim., 22, 61. Peynaud E. et Sudraud P. (1964),. Ann. Technol. agric., 13, 335. Radier F. (1958), Archiv. Mikrobiol., 31, 224. Radler F., Schutz M. et Doelie M. W. (1970), Die Naturwissenschaften, 57, 672. Radler F. et Yannissis C. (1972), Ar- chiv. Mikrobiol., 82, 219. . Rankin e В. C. (1963), J. Sci. Fd. Agric., 14, 79. Rentschler H. et Tanner M. (1951), Mitteil. Geb. Lebensm. unters. Hygiene, 42, 463. Ribereau-Gayon J., Peynaud E. et Lafon M. (1955), Bull. Soc. Chim. biol., 37, 457. Sap is J. C. (1967), Contribution a I’etude dans- les vins du tyrosol, du tryptophol, de 1’alcool phenylethylique et de la y-butyrolacto- ne, produits secondaires de la fermentation alcoolique. These 3е cycle, Bordeaux. Sapis J. C. et Peynaud E. (1971), Conn. Vigne Vin, 5, 217. Schiitz M. et Radler F. (1973), Arch. Mikrobiol., 91, 183. Senthe S h a n m u g a n a t h a n S. et Els- d e n R. (1958), Biochem. J., 69, 210. Ventre ,J (1937), Ann. Ferm., 3, 447. Weeks C. (1969),.Am. J. Enol. Vitic., 20, 32. Wood W. A. (1961), The Bacteria, edite par Gunsalus J. C. et Stanier R. Y., Academic Press, New York. Wiirdig G. et Schlotter M. A. (1968), Wein-Wissens, 23, 356; 1969, 24, 67; 1970, 25 283 Wiirdig G. et Schlotter M. A. (1971), Dt. Lebensm. Rdsch., 17, 86. ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие к русскому изданию ... 5 Часть первая ТИПЫ И ХАРАКТЕРИСТИКА ВИН Глава 1. Понятия качества и типа вин Определение качества..............7 Научные и технические аспекты пробле- мы качества ............................8 Случайный характер качества .... 9 Контроль качества ............. II Натуральное вино и вмешательство че- ловека ................................11 Стадии производства вина .......... 12 348
Различные типы виноградников и вин . 12 Традиционные вина текущего потребле- ния и гибридные вина..................13 Купажирование вин.....................14 Заключение............................13 Литература............................13 Глава 2. Дегустация. Вкусовая харак- теристика вин.........................16 Механизм дегустации...................13 Зрительные ощущения.................19 Обонятельные ощущения...............20 Вкусовые ощущения...................22 Стойкость...........................24 Другие ощущения.....................24 Трудности дегустации..................24 Причины возможных ошибок ... 25 Техника дегустации .................. 26 Практические правила дегустации . . 27 Дегустационные бокалы...............28 Помещения для дегустации .... 29 Различные темы дегустации . . . . 31 Трехсторонняя дегустация .......... 33 Коллективная дегустация.............34 Дегустационные листки...............34 Оценка вин в баллах.................36 Значение дегустационной экспертизы . . 37 Зависимость между составом вин и их вкусовыми характеристиками .... 38 Равновесие между компонентами вку- совых свойств.......................39 Показатель бархатистости............40 Терминология дегустации...............41 Мягкие вина :.......................41 «Мужественные», полные вина ... 44 Маслянистые вина....................44 Зеленые вина.....................45 Кислый вкус......................46 Белые вина......................: 47 Характеристика аромата и букета . . 48 Определения . ......................48 Присутствие первичного аромата в ко- жице ягод винограда.................50 Летучие вещества и характеристика за- пахов ..............................51 Обучение дегустации................52 Упражнения по теоретической дегуста- ции ................................52 Упражнения по аналитической дегуста- ции ................................55 Упражнения по прикладной дегустации 57 Литература.........................57 Часть вторая СЫРЬЕ: ВИНОГРАД И ЕГО СОЗРЕВАНИЕ Глава 3. Описание и состав винограда 59 Этапы развития винограда............-59 Состав и форма грозди...............62 Состав гребня.........................6? Состав семян.........................63- Состав кожицы.........................65 Структура и состав мякоти.............68 Сахара..............................69 Органические кислоты................70 Минеральные вещества................71 Азотистые вещества..................71 Пектиновые вещества.................72 Ароматические вещества..............72 Литература............................74 Глава 4. Исследование созревания ви- нограда ............................ 75 Отбор и подготовка проб..........76 Увеличение виноградной ягоды ... 77 Накопление сахаров..............78: Миграция фотосинтезированных глю- цидов в листьях во время созревания 78 Отношение между сахаристостью и температурой........................8® Отношение глюкозы к фруктозе ... 81 'Миграция минеральных веществ ... 81 Респирация винограда.................83: Изменение содержания органических ки- слот .................................86 Синтез винной и яблочной кислот . . 87 Изменение содержания винной кисло- ты .................................88 Изменение содержания яблочной кис- лоты ..............................89- Изменение содержания кислот в гребне и в кожице..........................90 Изменение содержания азотистых ве- ществ ................................91 Изменение содержания фенольных со- единений ............................92“ Изменение содержания витаминов груп- пы В .................................94 Определение зрелости..................94 Показатель созревания..............95- Фиксирование даты сбора винограда . 97 Факторы созревания и качества вино- града ................................99 Сравнительный состав винограда раз- личных сортов......................99' Выбор сорта в зависимости от климата 100 Влияние подвоя и возраста насаждений 101 Влияние климатологических условий года. Понятие о миллезиме (год уро- жая, давший вино особо высокого ка- чества) ............................104 Изменяемые факторы: обрезка, агро- технические приемы, удобрение почвы 105 Случайные факторы: болезни и небла- гоприятные метеорологические условия 106- Литература ...........................108 349
Часть третья .ДРОЖЖИ — ВОЗБУДИТЕЛИ СПИРТОВОГО брожения Глава 5. Цитология, систематика .и экология винных дрожжей..............111 Цитология дрожжей....................112 Клеточная оболочка ................ 112 Цитоплазма и ее органоиды . . . .113 Ядро...............................114 Размножение дрожжей..................115 Бесполое размножение...............115 Половое размножение................116 Химический состав дрожжей . . . .118 Классификация дрожжей................118 Место винных дрожжей в новой клас- сификации .........................119 Тесты классификации дрожжей . . . 120 Экология и распространение дрожжей . 131 Дрожжи виноградарских районов Ита- лии .................................134 Дрожжи других зарубежных винодель- ческих районов.....................135 Дрожжи винодельческих районов Франции............................138 Литература......................... 150 Глава 6. Описание основных видов винных дрожжей.......................152 Винные дрожжи рода Brettanomyces Куфферат и Ваи Лаер..................152 Морфологические признаки дрожжей Brettanomyces intermedins.........153 Физиологические характеристики . .153 Энологическое значение дрожжей Brettanomyces........................154 Винные дрожжи рода Candida Бергут . 154 Краткое описание рода..............154 Candida vini Ван Уден и Бакли . . .155 Морфологические признаки и физиоло- гические характеристики .......... 155 Винные дрожжи рода Hanseniaspora Зи- жес..................................156 Краткое описание рода..............156 Физиологические характеристики . . 157 Энологическое значение дрожжей Hanseniaspora uvarum..............157 Винные дрожжи рода Hansenula Сидов 158 Морфологические особенности дрожжей Hansenula Anomala . . . . . . .158 Физиологические характеристики . .159 Энологическое значение дрожжей Hansenula....................... 159 Виикые дрожжи рода Kluyveromyces Ван дер Вальт........................159 Морфологические особенности дрож- жей К. veronae....................160 Физиологические характеристики . . 160 Энологическое значение дрожжей К- veronae......................161 Винные дрожжи рода Metschnikowia Ка- менски.................................161 Metschnikowia pulcherrima Питт и Миллер.............................. 161 Винные дрожжи рода Pichia Ганзен . 162 Морфологические особенности . . .162 Физиологические характеристики . . 162 Винные дрожжи рода Saccharomyces Реес...................................163 Краткое описание рода................163 Ключ идентификации наиболее распро- страненных видов дрожжей Saccharo- myces .......................... ... 163 Saccharomyces aceti Санта Мария . .168 Saccharomyces bailii Линднер . . . 168 Saccharomyces bayanus Саккардо . .168 Saccharomyces capensis Ван ^cp Вольт и Чейнер.............................169 Saccharomyces chevalieri Гильермон . 169 Saccharomyces coreanus Сайто . . . 170 Saccharomyces delbrueckii Линднер . 170 Saccharomyces ellipsoideus Ганзен . . 170 Saccharomyces exiguus Ганзен . . .171 Saccharomyces fermentati (Сайто) Лод- дер и Крегер-Ваи Риж.................171 Saccharomyces florentinus (Кастелли) Лоддер и Крегер-Ван Риж .... 172 Saccharomyces globosus Остервальдер 172 Saccharomyces heterogenicus Остер- вальдер .............................172 Saccharomyces inconspicuus Ван дер Вальт................................173 Saccharomyces italicus Кастелли . .173 Saccharomyces oviformis Остервальдер 174 Saccharomyces prostoserdovii Кудряв- цев .................................175 Saccharomyces rosei (Гильермон) Лод- дер и Крегер-Ван Риж.................175 Saccharomyces rouxii Бутру .... 176 Saccharomyces uvarum Бейеринк . - 176 Винные дрожжи рода Saccharomyces Ганзен.................................177 Дрожжи рода Schizosaccharomyces Лин- днер ..................................179 Винные дрожжи рода Torulopsis Берлезе 180 Краткое описание рода 180 Torulopsis stellata (Кремер и Крум- гольц) Лоддер........................180 Литература............................ J83 Глава 7. Условия развития и активно- сти дрожжей............................185 Анализ микробиального роста . . . 185 Рост дрожжей . . \.....................186 Необходимость кислорода для развития дрожжей....................... ... 188 Эффект постоянной аэрации..............189 Демонстрация действия кислорода под- счетом дрожжевых клеток..............191 350
Эффект кратковременной аэрации . . . Аэрация в различные моменты броже- ния ................................. Изменение условий аэрации в различ- ные периоды брожения............... Измерение окислительно-восстановитель- ного потенциала ..................... Изменения окислительно-восстанови- тельного потенциала при брожении с доступом воздуха и без доступа . . Изменения окислительно-восстанови- тельного потенциала при кратковремен- ной аэрации во время брожения . . Влияние температуры.................. Влияние температуры на метаболизм дрожжей............................ Влияние температуры на скорость и предел брожения виноградного сусла Изменение температуры во время бро- жения ............................. Потребности дрожжей в минеральных веществах............................ Питание дрожжей азотистыми вещества- ми .................................. Влияние различного содержания азота на обмен веществ у дрожжей . . . Эффект обогащения сусла аммиачным азотом ............... ............ Ассимиляция аминокислот............ Содержание аминокислот в дрожжах . 208 Выделение аминокислот живыми н 192 194 195 195 196 196 197 198 200 202 203 204 204 206 мертвыми дрожжами...................209 Влияние кислотности на развитие дрож- жей . ................................210 Литература............................211 Глава 8. Факторы роста дрожжей и активаторы брожения...................212 Факторы роста.........................213 Биотип.............................213 Пиридоксин........................ 214 Тиамин............................214 Пантотеновая кислота .............. 214 Мезоинозит........................215 Никотинамид.......................215 Парааминобензойпая кислота . . . 215 Птероплглутаминовая кислота . . .215 Рибофлавин ........................ 215 Содержание факторов роста в суслах и винах.............................216 Эволюция факторов роста во время спиртового брожения.................216 Потребности дрожжей в факторах ро- ста ................................219 Влияние обогащения сусла факторами роста...............................219 Активаторы брожения...................221 Активация ацетальдегидом и пирови- ноградной кислотой..................221 Активация стеринами и жирными кис- лотами с длинной цепью ........... Активация концентрированными экс- трактами дрожжей.................. Активирование продуктами грибного происхождения..................... Присутствие активаторов в мицелии Botrytis.......................... Заключение........................ Литература.......................... Глава 9. Явления ингибирования дрожжей.............................. Влияние спирта на активность дрожжей Влияние сахаристости сусла........... Вещества, ингибирующие дрожжи . . . Химические антисептики............. Противогрибковые антибиотики . . . Механизм действия ингибиторов иа метаболизм дрожжей................. Природные ингибиторы винограда и вии Явления антибиоза и антагонизма . . Эффект антйбиотической активности культур Botrytis cinerea на дрожжи . Разделение ботритицина............. Условия продуктивности и эффектив- ности ботритицина ................. Литература . ........................ 223 226 227 228 229 230, 232 233. 234 236 236 238. 239' 239- 239 241 243. 244 Часть четвертая ВОЗБУДИТЕЛИ БАКТЕРИАЛЬНЫХ БРОЖЕНИИ Глава 10. Морфология, систематика, экология молочнокислых бактерий вина 245- Морфология молочнокислых бактерий . 245- Структура бактериальной клетки . . 246 Размножение бактерий...............249 Гомо- или гетероферментативная харак- теристика ...........................249 Общая классификация винных бактерий 250 Экология и распространение бактерий молочнокислого брожения.............250- Присутствие молочнокислых бактерий иа винограде..................... 250- Присутствие молочнокислых бактерий в подвалах...................... . 252. Присутствие молочнокислых бактерий в винах............................252 Молочная кислота L(-t-) как контроль присутствия молочнокислых бактерий в виноделии........................252 Распространение различных видов мо- лочнокислых бактерий..............254 Литература...........................255 Глава 11. Описание основных видов молочнокислых бактерий, выделенных из вин..................................257 Гомоферментативные кокки............259 3511
Pediococcus cerevisiae — штамм Jal .259 Pediococcus pentosaceus — штамм B44 261 Гетероферментативные кокки .... 261 Leuconostoc gracile—штамм ВСЗЗ . 261 Leuconostoc oinos (A+) — штамм Bz3 262 Leuconostoc oinos (X+) — штамм SC122 ............................: 263 Leuconostoc oinos (P+) — штамм Ft2 263 Гомоферментативные бациллы .... 264 Lactobacillus plantarum—штамм LAI 264 Lactobacillus casei bap. casei — штамм Q16 ..............................: 265 Streptobacterium sp. — штамм El . 266 Гетероферментативные бациллы . . . 266 Lactobacillus fructivorans—штамм Bnl 266 Lactobacillus desidiosus—штамм CV241 267 Lactobacillus hilgardii — штамм PM4 267 Lactobacillus brevis — штамм VF1 . . 268 Глава 12. Условия развития и актив- ности молочнокислых бактерий вина . . 269 Способы исследования роста бактерий . 269 Подсчет общего количества клеток и числа живых клеток.................269 Эволюция молочнокислых брожений . 270 Способы исследования активности бак- терий ...............................274 Природа яблочно-молочного фермента 274 Разложение яблочной кислоты молоч- нокислыми бактериями, не размножаю- щимися делением....................274 Влияние pH...........................275 Влияние температуры..................279 Влияние аэрации ..................... 280 Азотистое питание бактерий .......... 281 Потребность в факторах роста .... 284 Потребность в минеральных элементах 285 Ингибирующее действие спирта . . . 286 Ингибирующее действие сернистого анги- дрида ..........'.................. 287 Другие ингибирующие вещества . . . 289 Антагонизм дрожжи — бактерии . . . 291 Способность вин к яблочно-молочному брожению.............................291 Литература...........................292 Глава 13. Превращения вина, вызывае- мые бактериями. Яблочно-молочное бро- жение и болезни......................294 ‘Яблочно-молочное брожение...........294 Первые исследования яблочно-молоч- ного брожения . . Ц—г—.—~ . . . 294 Бактерии полезные и бактерии вредные 295 Увеличение летучей кислотности в мо- лодых винах........................297 Образование летучих веществ . . . 298 Ожирение, или болезнь тягучих вин . . 299 Молочнокислое сбраживание сахаров или молочнокислое скисание...............300 Ликерные вина............. . . . 301 Десертные вина.....................302 Молочнокислое сбраживание винной кис- лоты, или тури.......................302 Молочнокислое сбраживание глицерина, или прогоркание.......................305 Литература............................307 Глава 14. Уксуснокислые бактерии . 308 Выделение в культуру уксуснокислых бактерий..............................309 Классификация уксуснокислых бактерий 309 Уксуснокислые бактерии, выделенные из винограда и вин.......................310 Факторы развития уксуснокислых бакте- рий ..................................312 Испытание вин на устойчивость к скиса- нию и профилактические обработки . . 313 Литература............................315 Частьпятая БИОХИМИЯ БРОЖЕНИИ Глава 15. Механизмы брожений . . 316 Кофакторы..........................317 Гликолиз...........................319 Анаэробные превращения пировиноград- ной кислоты...........................320 Разложение сахаров дрожжами . . .321 Спиртовое брожение...............321 Глицерино-пировиноградное брожение 324 Вторичные продукты, образующиеся из пировиноградной кислоты ........... 325 Баланс вторичных продуктов глицери- ио-пировиноградного брожения . . . 327 Другие превращения, вызываемые дрож- жами . . . ...........................329 Брожение в присутствии уксусной кис- лоты ...............................329 Разложение яблочной кислоты . . . 330 Метаболизм азотистых компонентов и образование высших спиртов . . . 331 Восстановление сульфатов в сульфиты и в сероводород ................... 333 Разложение . сахаров молочнокислыми бактериями............................336 Разложение гексоз гомоферментатпвны- ми бактериями.......................336 Разложение гексоз гетероферментатив- ными бактериями — молочнокислое скисание............................337 Разложение пентоз...................340 Другие превращения, вызываемые молоч- нокислыми бактериями..................340 Разложение яблочной кислоты — яб- лочно-молочное брожение.............340 Разложение лимонной кислоты . . . 342 Разложение глицерина — болезнь про- горкания ...........................343 Разложение винной кислоты — пропио- новокислое брожение (турн) .... 345 Превращения, вызываемые уксуснокис- лыми бактериями ......................345 Окисление спирта — уксусное скисание 345 Окисление сахаров...................347 Литература............................347 352