Тайная жизнь в вине

Они не думают, они просто живут! Они - всего лишь одноклеточные. Но в их крошечных «тельцах» сосредоточены мощнейшие ферментные системы, которые позволяют использовать в пищу самые разные органические вещества и приспосабливаться к самым сложным условиям существования. Виноградный сок никогда не стал бы вином, если бы не они, самые главные действующие лица в виноделии - дрожжи и бактерии.


Бактерии - очень древние существа, у них даже нет ядра. Минимальные размеры их клеток - 0,5 мкм. Поэтому при розливе, чтобы защитить вино, применяют так называемую «стерилизующую фильтрацию». Размер «ячеек» в таком фильтре чуть меньше размера бактериальной клетки - 0,45 мкм. Дрожжи - крупнее и совершеннее. Это ядерные организмы и их размеры в среднем 3 - 7 мкм.

Микроорганизмы умеют размножаться с потрясающей скоростью. Например, популяция уксуснокислых бактерий удваивается каждые 30 минут. Потомство одной клетки через 12 часов составит 17 млн особей!

Это если никто и ничто не мешает. Но, к нашему счастью, такому темпу размножения препятствует многое.

 

Как трудно жить на свете!

Микроорганизмы очень чувствительны к кислотности - к рН вина. Большинство из них не любит слишком кислотную среду. Поэтому низкокислотные вина с рН выше 3,7 наиболее уязвимы. Нужно больше серы, чтобы защитить их в процессе производства и хранения.

Температура тоже важна. Если слишком холодно, то процессы жизнедеятельности настолько замедляются, что на размножение уже не остается сил. Поэтому, если виноделы хотят настоять сусло на мезге до брожения, чтобы извлечь антоцианы (пигменты) и ароматические вещества, но не извлекать танины, приходится существенно снижать температуру. Желательно до 5 - 7 градусов, чтобы на время затормозить развитие микрофлоры.

Еще мешает гидростатическое давление. Это когда среда обитания содержит слишком большую концентрацию какого-нибудь вещества. Например, сахаров при производстве ботритизированных вин или вин позднего сбора. Дрожжи в такой среде едва живы - очень сложно противостоять давлению окружающей жидкости. Их клетки изменяют форму, становятся мельче и съеживаются, как-бы «подсыхают».

Поэтому брожение многопутониевых вин в Токае или Vinsanto может идти годами.

 

Каждому свое

Микроорганизмы по-разному относятся к наличию кислорода.

Те из них, которые жить без него не могут, называются строгими или облигатными аэробами. К таким относятся уксуснокислые бактерии.

А молочнокислым бактериям кислород не нужен, хотя, в отличие от строгих анаэробов, он не является для них ядом.

Дрожжи - универсалы. Их называют факультативными анаэробами - они умеют «переключать» обмен и жить в кислородной или бескислородной среде. Но подходящие внешние условия — это только полдела! В микромире есть еще и жесточайшая конкуренция. Его обитатели талантливо умеют вредить и портить жизнь друг другу.

 

«Химическое» оружие

Самый простой способ завоевать жизненное пространство - синтезировать антибиотики (греч. anti - «против», bios - «жизнь»). Например, представители рода Penicillium вырабатывают пенициллин. А другой деятель грибного сообщества - Botrytis cinerea - производит ботритицин, чем существенно осложняет жизнь дрожжам при сбраживании сусла из ботритизированных ягод.

Бактерии тоже умеют постоять за себя. Молочнокислые бактерии защищаются орнитином. Поэтому многие виноделы считают, что после проведения яблочно-молочного брожения вино получает дополнительную защиту. А еще можно отравить жизнь соседям продуктами своей жизнедеятельности. Уксуснокислые бактерии, производя уксусную кислоту, существенно ограничивают количество конкурентов за пищевые ресурсы.

 

Глюкоза - вкусно, питательно, универсально

Кроме активной конкуренции с применением «химического» оружия, существует еще «пассивная». Когда микроорганизмы претендуют на один и тот же вид пищи (рис. 1).

Например, глюкоза нравится всем существам на Земле. Но в сусле дрожжи производят из нее этиловый спирт, а молочнокислые бактерии - молочную и уксусную кислоты. Поэтому в начале брожения дрожжам дают «фору» - добавляют серу. Тем самым подавляя активность молочнокислых бактерий, которые более чувствительны к сернистым соединениям, чем грибки. Когда конкуренты обезврежены, дрожжи спокойно завоевывают жизненное пространство и приступают к созданию вина.

 

Дрожжи - соавторы вина

Строго говоря, «дрожжи» — это собирательное понятие, которое включает организмы, относящиеся к трем разным семействам (рис. 2).  

Но, так как у них очень много общего, ученые решили объединить их под одним собирательным названием.

Количество дрожжей огромно. Как-то подсчитали, что в Бордо на виноградниках и винодельнях живут дрожжи, относящиеся к 11 родам, 28 видам и 2023 штаммам (причем, не все умеют производить спирт!).

И каждый из них, попадая в бродильный чан, живет своей жизнью и производит собственные вторичные продукты обмена - альдегиды, кислоты, спирты, эфиры, кетоны, ароматические соединения.  

В сусле каждый вид и штамм по-разному реагирует на все возрастающую концентрацию спирта в процессе брожения. Для некоторых 2 - 3 % спирта - это фатальная доза, и процесс продолжают более удачливые соплеменники. Вот так, сменяя друг друга на «боевом посту», дрожжи создают вино.  

 

Главные сладкоежки

Самые большие любители сахаров среди дрожжей - представители рода Sacсharomyces. В виноделии используют около 20 видов этого рода. Общее у них одно - они очень любят глюкозу и прежде всего используют именно ее в качестве пищи. Как ни странно, их почти нет на винограднике. Скорее, с ними можно встретиться на винодельне. Причем, чем южнее расположено хозяйство, тем большее количество сахара могут переработать местные сладкоежки. Особенно талантливые - Sacсharomyces oviformis. Они хорошо переносят высокие концентрации этанола и завершают брожение. При наличии сахаров могут произвести до 18 - 19 % спирта! Так работает естественный отбор - нужно приспосабливаться, если сусло, которое тебе предлагают для жизни из года в год, слишком сахаристое.

 

Синица в руках

Но не все виноделы хотят и могут позволить себе сотрудничать с «дикими» дрожжами. Трудно сказать, какое дрожжевое сообщество окажется в чане. Туда могут попасть очень нежелательные гости, которые дадут неприятные тона в вине, или будут активно мешать работать Sacсharomyces. Поэтому, если нужна гарантия, особенно на больших производствах, используют специально выведенную чистую культуру дрожжей. Сейчас существует неимоверное количество таких культур. Для белых, для красных, для кислотных, для сахаристых сусел. Есть культуры для проведения брожения при температуре 10 - 12 градусов или термостойкие - они умеют работать при 30 - 32 градусах.

Дрожжи, которые вырабатывают больше глицерина, добавляют вину округлости и маслянистости. Есть культуры, которые дают вполне определенные ароматы, например, апельсиновой корочки. Не так давно на рынке появилась культура «расточительных» дрожжей, которые для производства 1 % спирта тратят не как все около 17 г сахара, а 20 - 21 г! Это удобно, если сахаристость сусла зашкаливает.

В продаже стали появляться культуры, родоначальниками которых были дрожжевые клетки, взятые с очень знаменитых бургундских виноградников. И прочие, прочие, прочие… Но одна культура - это один и тот же набор вторичных продуктов, которые обогащают вино. Поэтому, чтобы хоть как-то приблизиться к «дикому» разнообразию, микробиологи создают альянсы разных культур дрожжей. Их специально подбирают друг к другу, как для космического путешествия - чтобы не враждовали, и не портили жизнь окружающим. Ведь они это могут!

 

Побеждает сильнейший

Трудно поверить, что в популяции дрожжей есть иерархическое разделение по «психотипам». Среди них встречаются «киллеры» (Killer), попадаются «нейтральные» (Neutral), и едва выживают «чувствительные» (Sensitive). «Чувствительных» угнетают буквально все. «Нейтральные» сохраняют нейтралитет - сами никого не обижают и их никто не трогает. Самые агрессивные - «киллеры». Именно их берут как «производителей» при разведении чистой культуры дрожжей. Они, по сценарию винодела, должны быстро завоевать пространство сусла и не дать размножиться «диким» формам.

 

Где родился, там и пригодился

Культура дрожжей - это очень удобно и надежно. Правда, есть очень большое но. В разных частях света с помощью одинаковых культур на одинаковом оборудовании из международных сортов винограда по похожим рецептам создаются вина-близнецы. Иногда просто невозможно определить даже страну производства.

Поэтому ширится движение приверженцев органического виноделия и биодинамистов. Они восстанавливают биоценозы, не применяют органические фунгициды - расширяют дрожжевое аутентичное сообщество, члены которого дадут вину уникальные терруарные характеристики. А самые продвинутые виноделы выращивают такие культуры у себя на винодельне из дрожжевых представителей своего терруара.

 

Дышать или бродить, вот в чем вопрос

Дрожжи - довольно независимые, самостоятельные и очень организованные существа. Они обладают совершенным ферментативным аппаратом и могут приспособиться к разным условиям обитания - с кислородом или без него.

Клетки, которым в чане достался кислород, переходят на самый экономичный путь развития - они используют «аэробное дыхание». Биохимический процесс, при котором энергия, скрытая в молекуле глюкозы, очень эффективно используется клетками, и ее хватает для размножения и быстрого роста колонии. Это важно - нужно быстро завоевать пищевые ресурсы, пока конкуренты не спохватились.

Все бы ничего, и можно порадоваться за дрожжи, но вся проблема в том, что при «дыхании» сахара утилизируются практически полностью - до углекислого газа и воды. А спирт не производится! Значит нужно перекрыть кислород. И тогда дрожжи «вспомнят» свое далекое прошлое, когда на Земле еще не было кислорода, а жизнь уже была. Тогда пользовались менее эффективным способом добывания энергии - брожением (рис. 3).

Действительно, этиловый спирт, который является конечным продуктом брожения, содержит еще много потенциальной энергии. Не зря же калорийность 100 мл сухого вина - около 75 Ккал.

 

Правила игры

Присутствие кислорода кардинально меняет количество и качество вторичных продуктов, которые образуются при производстве вина.

Например, при активных открытых ремонтажах (рис. 4) образуется гораздо больше высших спиртов с более крупными молекулами - амилового, бутилового, пропилового, ароматических спиртов и др. Они входят в состав «сивушного масла».

Еще кислород провоцирует появление самых разных альдегидов. Так что очень важно знать меру, чтобы не получить излишне грубые «рустикальные» тона в вине. Но незначительное количество высших спиртов не повредит и будет служить основой для образования «тяжелых» эфиров. Они будут обнаруживать себя не сразу, а постепенно, показывая свой лик в бокале.

 

Чем теплее - тем быстрее

Температура - еще один важный фактор. Зная характеристики сусла, энолог сознательно выбирает параметры брожения, чтобы получить желаемую стилистику вина (рис. 5).

Чем выше температура, тем быстрее пройдет брожение. Но дрожжам очень некомфортно жить и творить при высокой температуре (30 - 32 градуса) и отсутствии кислорода. В таких условиях образуется больше летучих кислот. Это можно использовать при создании вин типа «фруктовая корзина». Эфиры на базе летучих кислот как раз обладают активными фруктовыми ароматами. Высокая температура провоцирует слишком активное брожение. Это выгодно с точки зрения экономии энергии, быстрее освобождаются емкости для брожения, выше экстракция полифенолов. Правда, есть и минусы. Из 1 литра бродящего сусла выделяется до 50 л углекислого газа, а вместе с ним уносятся легкие ароматические вещества. Поэтому при производстве элитных вин виноделы стараются не ускорять брожение, поднимая температуру, особенно если работают «дикие» дрожжи. Грибное сообщество спокойно живет в комфортных условиях, успевает адаптироваться к постоянным изменениям в среде обитания и производит массу разнообразных вторичных продуктов. А значит, и вино заиграет в бокале новыми красками.

 

Молочнокислые бактерии тоже сладкоежки

Брожение бывает не только спиртовым. Этот термин биохимики используют применительно ко многим бескислородным процессам. Время вспомнить еще одно действующее лицо, которое может кардинально повлиять на качество вина - молочнокислые бактерии (рис. 6).

Это большая группа микроорганизмов, которые могут жить в самых разных питательных средах. Но больше всего они любят глюкозу. После ее переработки образуется молочная кислота в комплекте с уксусной. Вино приобретает ярко выраженные молочнокислые тона. Этот совсем нежелательный в виноделии процесс носит название молочнокислого скисания и является болезнью вина.

 

К сожалению, это не единственная напасть, которую может вызвать эта группа бактерий. В результате всегда возрастает летучая кислотность, появляются тона квашенной капусты, маринада, иногда «мышиные» тона.

Но, поговорим о хорошем. Они могут приносить и пользу.

 

Всему свое время

Во время спиртового брожения молочнокислые бактерии ведут себя тихо и стараются выжить рядом с активными в этот период дрожжами. Но, как только грибки переработали весь сахар (глюкозу и фруктозу) и стали осадком на дне чана, настает их время. Начинается единственный желательный в виноделии процесс с участием молочнокислых бактерий - яблочно-молочное брожение. Оно же ЯМБ, оно же малолактика, или биологическое кислотопонижение, или малолактическая ферментация.

 

Вечная классика

Раньше по классическим винодельческим канонам считалось, что нельзя допускать одновременное прохождение ЯМБ и спиртового брожения. Как раз по причине конкуренции микроорганизмов за обладание сахарами, чтобы не повышать летучую кислотность и не плодить неприятные, портящие вино соединения.

Но, когда спиртовое брожение прошло, и в сусле сахаров уже нет, бактериям ничего другого не остается, как использовать в качестве источника углерода яблочную кислоту. «Зеленая» на вкус яблочная кислота в обменных биохимических реакциях трансформируется в более мягкую и менее активную молочную кислоту (рис. 7).

Иногда ЯМБ не начинается из-за слишком кислотного сусла или низкой температуры. Интересно, что при рН сусла 3 - 3,2 бактерии работают очень чисто и кроме молочной кислоты практически ничего не производят. А вот если сусло малокислотное, особенно в «хорошие» годы, у молочнокислых бактерий работают другие ферментные системы, и они начинают употреблять в пищу остаточные сахара, или другие компоненты сусла. При этом повышается уровень летучих кислот.

 

Главное - финал

Окончание малолактики всегда очень тщательно отслеживается виноделами. Потому что, как только кончилась яблочная кислота, бактерии перестроятся на другую еду и вино пострадает. Если им приглянулась лимонная кислота, то, кроме уксусной кислоты, образуется кетон - диацетил. В микродозах он дает приятные молочно-хлебно-ореховые тона. Но в больших количествах это вещество может напоминать о «мышках», «коровках», появляются тона окисленности.

В красном виноделии малолактическая ферментация проводится всегда. За исключением тех случаев, когда кислотность вина была потеряна в жарком климате и каждый грамм кислоты на счету. У белых вин этот процесс проводится гораздо реже, обычно при бочковой выдержке. В белом виноделии освежающая кислотность просто необходима.

 

Модернизм тоже в моде

Классический подход к ЯМБ проповедуется большинством виноделов. Но на крупных производствах, где нужна стабильность, не так давно стали применять коинокуляцию. То есть, появилась культура молочнокислых бактерий, которая вносится в сусло прямо в процессе алкогольного брожения. Эти «правильно воспитанные» бактерии не конфликтуют с дрожжами, не употребляют в пищу сахара и лимонную кислоту, а тихо и послушно «жуют» яблочную, почти не образуя летучих кислот. Такой процесс - «два в одном» - существенно ускоряет производство и снижает издержки. А потеря вкусовых и ароматических нюансов... Для вин массового производства это не так уж и важно.

 

Кислотный лик Acetobacter

А теперь вспомним о существах, которые всегда считались нежелательными гостями в вине. Это уксуснокислые бактерии - род Acetobacter, который объединяет 12 видов (рис. 8).

Им для жизни обязательно нужен кислород! Они строгие аэробы. Поэтому самый действенный способ бороться с ними - отлучить от кислорода. Отсюда и применение инертного и углекислого газа при сборе урожая и в самом процессе производства. И обязательные доливки вина в бочку, чтобы избежать появления надвинного кислородного пространства.

Что бы они не употребляли в пищу, обязательным компонентом вторичных продуктов всегда будет уксусная кислота - главная летучая кислота в вине. Весь вопрос в количестве. Это соединение присутствует в вине и обязательно образуется в процессе брожения - дрожжами. В подпороговом уровне уксусная кислота не распознается нашими рецепторами и вносит свою лепту в формирование букета. Вместе с этиловым спиртом и другими летучими кислотами она участвует в образовании легких «фруктовых» эфиров.

 

Лак, уксус и другие неприятности

Но, когда за дело берутся не дрожжи, а уксуснокислые бактерии, легкий неуловимый тон становится заметным и навязчивым. И, что интересно, эфир этилацетат - «дитя» уксусной кислоты и этилового спирта - гораздо больше пахнет уксусом, чем сама кислота. В повышенных концентрациях его запах напоминает лак для ногтей. Во вкусе появляется жгучая неприятная царапающая резкость. И самый фатальный сценарий, когда в вине уже нечем поживиться, кроме спирта: уксуснокислые бактерии окисляют этиловый спирт до уксусной кислоты, с промежуточным образованием ацетальдегида (рис. 9).

Эту болезнь называют уксусным списанием. В процессе заболевания, кроме неприятного кислого запаха, в вине образуется ацетальдегид, а значит появляются тона окисленности, которые деликатно называют тонами прелых яблок. Вот чем грозит вину высохшая, пропускающая кислород пробка! Так что, хранить вино лучше горизонтально.

 

Незваные гости

И совсем уж нежелательными гостями на винодельне считаются представители грибов рода Brettanomyces. Если они оказались в погребе, можно ждать, что в вине появятся самые неприятные тона  - «мокрой тряпки», «лошадиной попоны», «скотного двора», «мышиные». Долгое время многие бургундские вина страдали от этой болезни. Часто ее проявление можно найти в биодинамических винах - отсутствие достаточного количества серы делает вино слишком уязвимым. Лекарство от всех этих напастей - идеальное санитарное состояние на винодельне. Чистые сухие чаны, обработанные серой бочки помогут уберечь вино еще от одной беды - от запаха плесени, который вызывают представители грибного сообщества - Aspergillus и Penicillium.

Автор текста и фото Ирина Годунова

Опубликовано в газете «Винная карта» № 167, июнь-июль 2016 года

© 2017 ООО "Медиа Бизнес Пресс".

Любое воспроизведение материалов или их фрагментов возможно только с письменного разрешения редакции.