Білі кріплені вина: особливості хімічного складу та фізико-хімічні властивості

Є.В. Остроухова, к.ю.н., к.ю.н. п. с. Кафедра хімії та біохімії вина
Національний інститут винограду і вина «Магарач»

БІЛІ КРІПЛЕНІ ВИНА РІЗНИХ ВИНІВ: ОСОБЛИВОСТІ ХІМІЧНОГО СКЛАДУ ТА ФІЗИКО-ХІМІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ

Досліджено хімічний склад і фізико-хімічні властивості білих кріплених вин. На основі статистичної обробки експериментальних даних встановлено достовірні відмінності між білими кріпленими винами різних типів за кількісним і якісним складом фенольних і ароматоутворюючих комплексів, оптичними характеристиками та показниками потенціометричного титрування. Виявлено ряд компонентів, які розрізняють групу кріплених вин за типом: вина типу мадери, портвейн і десертні вина трьох сенсорних груп.

З 2001 року в Україні, в тому числі на підприємствах виноградарської та виноробної промисловості, активно впроваджується сучасна система управління якістю продукції на основі моделі стандартів ISO серії 9000. Найважливішою умовою його ефективного функціонування на підприємствах є обґрунтування найбільш інформативних параметрів якості продукції.
Типова різноманітність виноробної продукції, зумовлена ​​різними властивостями сировини та технологічними методами виробництва, передбачає об’єктно-орієнтований підхід до визначення параметрів контролю та управління якістю продукції. З іншого боку, виробництво деяких видів виноробної продукції включає схожі технологічні операції, що говорить про наявність схожих показників якості. Перераховані вище можна віднести до групи білих кріплених вин, представлених такими винами, як мадера, портвейн і десертні вина. Виноград, який використовується для виробництва вин цієї групи, має близькі показники хімічного складу та фізико-хімічних властивостей [1, 2]. Загальною рисою технології кріплених виноматеріалів є використання прийомів, спрямованих на збагачення виноматеріалів компонентами фенольного характеру та/або ароматоутворюючим комплексом. Проте дозрівання різних видів виноматеріалів відбувається в різних умовах і має різну тривалість [3, 4]. У зв’язку з цим одним із етапів розробки параметрів контролю та управління якістю білих кріплених вин є дослідження особливостей їх хімічного складу та фізико-хімічних властивостей.

Метою даної роботи є встановлення особливостей хімічного складу та фізико-хімічних властивостей типових зразків міцних білих вин типу мадери та портвейну, десертних вин та виявлення показників вин, які відрізняють їх за типом.
При виборі номенклатури компонентів хімічного складу та фізико-хімічних властивостей вин ми керувалися результатами аналізу науково-технічної літератури та попередньо проведеними власними дослідженнями щодо класифікації, показників якості та стиглості розливу кріплених вин різних типів, трансформації хімічного складу та фізико-хімічних властивостей виноматеріалів у процесі їх формування та дозрівання. У прийнятій в Україні сучасній класифікації вин класифікаційними показниками прийнято масову концентрацію цукрів та об’ємну частку етилового спирту, за якими білі кріплені вина поділяють на групи: міцні, десертні солодкі та десертні лікерні [5]. Очевидно, що ці показники дають вкрай обмежене розуміння органолептичних характеристик вин та їх якості, тому використання лише цих показників як параметрів для управління якістю вин на різних етапах технології недостатньо. У результаті досліджень, проведених у цьому напрямку, запропоновано нові підходи до класифікації вин, у яких в якості основної класифікаційної ознаки використовується окислюваність вин, що оцінюється за масовою концентрацією ацетальдегіду [6], величиною показника rH2 [7], а також потреба виноматеріалів у кисні для нормального перебігу процесу дозрівання [6]. Водночас ці показники вкрай неповно враховують компоненти хімічного складу вин, які безпосередньо впливають на їх органолептичне сприйняття, тобто споживчу якість.
У сучасних уявленнях значну роль, як у формуванні сорту вина, так і його якості, відводять фенольним речовинам, їх кількісному вмісту та якісному складу. Відзначається, з одного боку, безпосередня участь компонентів фенольного комплексу у формуванні кольору та смаку вина, зокрема повноти, терпкості, бархатистості, твердості, а з іншого боку, фенольні речовини розглядаються як ініціатори та агенти окисно-відновних процесів у винах [8, 9]. Ряд авторів відзначає важливу роль полісахаридів і гліцерину в створенні повноти і м'якості смаку вин, особливо десертних [8]. Існують роботи, в яких виявлено переважаючу роль окремих ароматоутворюючих компонентів у складі аромату/букета білих кріплених вин різних типів [10].
Загальною реакцією на хімічний склад вин є їх колір - один з основних елементів якості вина під час органолептичної перевірки.
MOVI розглядає інтегральні характеристики кольору вина, визначені співвідношенням координат кольору, виміряних у системі XYZ і LAB, як показники якості виноробної продукції [11]. Ряд робіт вказує на можливість диференціації вин на типи і категорії за сукупністю їх хроматичних характеристик [12]. За даними ряду дослідників, оптична щільність виноматеріалів на довжинах хвиль 320 нм, 360 нм і 420 нм характеризує широкий спектр янтарно-коричневих вин [13, 14].
Наші попередні дослідження дозволили запропонувати систему показників, що відображають зрілість і якість звичайних білих міцних вин типу портвейну і мадери, яка включає ряд розрахункових показників, що враховують масову концентрацію фенольних речовин, альдегідів, амінного азоту та оптичну щільність виноматеріалів при довжинах хвиль 320 нм і 420 нм [15]. Виходячи з вищевикладеного, як показники, що диференціюють білі кріплені вина за видами та відображають їх якість, для дослідження було обрано широкий спектр показників хімічного складу та фізико-хімічних властивостей, що охоплюють вуглеводно-кислотний, фенольний та ароматоутворюючий комплекси вин.
Під час дослідження нами узагальнено дані щодо хімічного складу та фізико-хімічних властивостей білих кріплених вин, отриманих у Криму з винограду 1990-2006 рр. Досліджувані зразки були представлені винами типу Мадера (М), портвейном (ПВ) та десертними винами трьох сенсорних груп [16]: DB1-вина з яскраво вираженими сортовими характеристиками винограду в букеті та смаку; DB2 - вина з розвиненим складним букетом і смаком з переважанням відтінків сухофруктів, консервації, меду; Вина DB3 з яскраво вираженими смолисто-бальзамічними тонами, хлібною скоринкою на тлі нот сухофруктів. Всього проаналізовано 143 зразки вина, які під час органолептичних досліджень оцінені як вина доброї та відмінної якості, що повністю відповідають виду та категорії. Дегустаційні оцінки досліджуваних зразків вина коливалися від 8,7 до 9,8 балів. Значення показників, регламентовані ДСТУ 4806:2007 [5] у винах, що розглядаються, відповідали вимогам до міцних і десертних вин, а також до вин окремих марок.
Аналіз хімічного складу та фізико-хімічних властивостей проводили за загальноприйнятими методами [17]. Математичну обробку експериментальних даних проводили за допомогою пакету програм Statistica 6. Весь експериментальний масив даних аналізували за допомогою t-критерію Стьюдента, який дозволяє оцінити відмінності середніх значень двох незалежних масивів даних з різними дисперсіями.

Таблиця 1
Показники хімічного складу та фізико-хімічних властивостей білих кріплених вин різних типів

Таблиця 2

Оцінка достовірності відмінностей середніх значень показників хімічного складу та фізико-хімічних властивостей білих кріплених вин різних типів

* У таблиці наведено показники, за якими відмінності середніх значень у винах різних типів достовірні при р<0,05 і при р<0,1. Знак «-» означає, що відмінності середніх значень показника у винах різних типів незначні.

Аналіз отриманих даних показує, що масова концентрація компонентів фенольного комплексу в білих кріплених винах знаходилася в широкому діапазоні значень 232-1077 мг/дм3 (табл. 1). При цьому середні значення показника у винах типу Мадера, портвейнах і десертних винах другої сенсорної групи суттєво не відрізнялися і становили від 500 до 575 мг/дм3. Найбільш збагаченими компонентами фенольного комплексу є десертні вина 3-го сенсорного типу, у яких значення показника перевищували аналогічні значення у винах типу Мадера, портвейнах і десертних винах 2-ї групи в середньому в 1,5 рази. Навпаки, в десертних винах з яскраво вираженим сортовим ароматом винограду масова концентрація фенольних речовин менше значення у винах типу Мадера і портвейн в середньому в 1,3 рази.
Аналізуючи якісний склад фенольного комплексу білих кріплених вин, можна констатувати наступне. Частка полімерних флавоноїдів у фенольному комплексі вин Мадери і десертних вин 3-ї сенсорної групи становила в середньому 61-62%, що перевищує значення показника в портвейнах і десертних винах 1-ї і 2-ї груп в 1,2-1,7 рази (табл. 1). Навпаки, середні значення масової концентрації найбільш лабільної фракції фенольних речовин - ванілінореакторів (в основному катехінів) - у винах типу Мадера були в 2,4-5,0 рази менше значень показника в десертних винах різних груп. У проаналізованому масиві даних статистично підтверджених відмінностей середніх значень цього показника в десертних винах різних сенсорних груп і в портвейнах виявлено не було (табл. 2). Відзначено відмінності у співвідношенні окисненої та відновленої форм компонентів у різних типах вин, що оцінювали методом потенціометричного титрування проб розчином йоду. Показано, що зміна RH-потенціалу при титруванні йодом (∆Eh) десертних вин 1 і 2 груп і портвейнів була на однаковому рівні. Порівняно з винами цих типів середні значення показника у винах типу Мадера та десертних винах 3-ї сенсорної групи були меншими в 1,2-1,4 рази, що свідчить про зрушення співвідношення окислених і відновлених форм компонентів у бік окислених форм. Одним із показників, що дозволяє оцінити переважання у винах окислених або відновлених форм, є розрахунковий показник, що враховує зміну ОВП і масової концентрації фенольних речовин. Аналіз даних, представлених у табл. 2 показали, що фенольний комплекс вин типу портвейну та десертних вин 1-ї сенсорної групи найбільше збагачений відновленими формами, а вина типу мадери та десертних вин 3-ї групи найбільше збагачені окисленими формами. Оцінюючи здатність різних сортів вин до подальшого окислювального побуріння, можна відзначити, що найбільше вона виражена у десертних винах 1-ї та 2-ї сенсорних груп, середнє значення показника ∆G для яких у 2,7-6,8 разів перевищувало значення показника для вин інших типів.
Вина різних сортів також суттєво відрізняються за рівнем концентрації ацетальдегіду, який утворюється як під час зброджування цукрів-сирців, так і в результаті окиснення етанолу під час старіння виноматеріалів [8]. Середнє значення показника у винах типу Мадера і десертних винах 3 сенсорної групи найбільше і перевищує значення у десертних винах 1 групи в 1,3 рази, у портвейнах в 1,9 рази.
Комплекс полісахаридів (у тому числі пектинові речовини) міститься в білих кріплених винах у концентраціях від 240 до 1150 мг/дм3 (від 53 до 345 мг/дм3) і не виявлено диференціації значень показників за сортами вина (табл. 1). Виявлено, що масова концентрація гліцерину у винах Мадери в середньому в 9,7 разів перевищує таку в десертних винах, що, очевидно, пов'язано з різним ступенем зброджування цукрів. Вина типу Мадера відрізняються від вин інших типів зниженою (в середньому в 1,2 рази) масовою концентрацією амінокислотного комплексу.
У таблиці на рисунку 3 показано ароматоутворюючі компоненти, які ми ідентифікували в різних типах вин і які мають позитивні піки аромату по відношенню до формування букету вин на ароматограмах, отриманих за допомогою ольфактометричного аналізу [10]. Серед них представники різних класів сполук: ефіри аліфатичних жирних кислот, вищих, ароматичних і терпенових спиртів, альдегідів, кетонів, лактонів.
Результати досліджень показують, що квіткові запахи в основному пов’язані з терпеновими сполуками, основним джерелом яких є виноград [18]. За масовою концентрацією терпенових спиртів виявлено суттєві відмінності між десертними винами 1-ї сенсорної групи, до якої належать вина з квітково-мускатними відтінками букету. Сумарна масова концентрація ліналоолу, α-терпінеолу і гераніолу в десертних винах 1-ї групи перевищує значення у винах типу Мадера, портвейнах і десертних винах 3-ї групи в середньому в 6,6 рази, а в десертних винах 2-ї групи - в 3,9 рази. Зазначимо, що лише у десертних винах 1-ї сенсорної групи кількісний вміст ліналоолу та α-терпінеолу перевищував порогові концентрації [19]. Крім терпенових спиртів, в ароматоутворювальному комплексі десертних вин 1-ї та 2-ї груп виявлено значну кількість біогенних оксидів ліналоолу піранового та фуранового рядів. Хроматографічні дослідження виявили наявність 6,7-дигідро-7-оксиліналоолу в десертних винах

Таблиця 3 Показники ароматоутворювального комплексу білих кріплених вин різних типів

Жирним шрифтом виділено компоненти, для яких виявлено достовірну (p<0,05) різницю середніх значень масової концентрації у винах різних типів; «-» означає, що дослідження в цьому напрямку не проводились;
*Концентрації компонентів перевищували порогові значення.

На додаток до терпенових сполук, п-фенілетанол, який був знайдений у концентраціях вище порогу у винах, таких як Мадера та портвейн, і нонанол (табл. 3) [19] мають нотки квіткового запаху. Вищі та ароматичні спирти, присутні у винах, утворюються переважно в процесі бродіння [8]. Масова концентрація ізобутанолу, октанолу, фенілкарбінолу, а також сумарна концентрація спиртів, що впливають на формування аромату вина, підвищується у таких винах: десертних винах - таких як портвейн - таких як Мадера, що, очевидно, пов'язано з різним ступенем бродіння цукрів. Достовірних відмінностей у масових концентраціях розглянутих вищих і ароматичних спиртів у десертних винах різних сенсорних груп не виявлено.
Ароматоутворюючі ефіри, виявлені у винах, характеризуються головним чином фруктовим ароматом. Кількісний вміст етилбутирату, етилкапронату, етилкаприлату, ізоамілацетату, етилацетату в портвейнах і мадері, а також етилкапронату в десертних винах 2-ї і 3-ї сенсорних груп перевищував їх порогові концентрації (табл. 3). При цьому концентрація ізоамілацетату, діетилмалату, що мають яскравий фруктовий аромат, а також етилбутирату і етилвалерату в цих видах вин значно перевищувала показники в десертних винах. Масова концентрація етилацетату, що характеризується різким фруктовим запахом, у винах типу Мадера, портвейнах і десертних винах 2-ї сенсорної групи була на однаковому рівні.
Виявлені під час ольфактометричного аналізу представники альдегідів і кетонів характеризуються фруктовими, десертними та ароматними відтінками запаху. Достовірних відмінностей середніх масових концентрацій ідентифікованих компонентів у десертних винах різних сенсорних груп нами не виявлено. Підвищення концентрації фурфуролу відмічено в ряді вин: десертних - таких як портвейн - таких як Мадера. Водночас у винах типу Мадера концентрація фурфуролу перевищувала його порогову концентрацію.
Аналіз оптичних характеристик білих кріплених вин дозволяє стверджувати наступне (табл. 4). Найвищою інтенсивністю забарвлення характеризуються десертні вина 3-ї та 2-ї сенсорних груп і портвейни, що значною мірою зумовлено участю у формуванні забарвлення вин пігментів, які мають максимум поглинання при довжині хвилі 320 нм (у тому числі похідні фенолкарбонових кислот) і 360 нм. Відзначено, що значення показника оптичної щільності десертних вин 3-го сенсорного типу на довжині хвилі 420 нм в середньому в 1,7 рази перевищує значення показника, характерні для вин інших типів. Подібні тенденції відзначені і щодо середніх значень комплексного показника G для різних типів вин. Відмічено, що домінуюча довжина хвилі (λ) білих кріплених вин знаходиться в жовтій області спектру, тоді як у винах Мадери цей показник зміщений, порівняно з іншими видами вин, у жовто-зелену область. Вина типу Мадера відрізняються від вин інших типів яскравістю кольору (значення показника у винах типу Мадера в середньому більше в 1,4 рази) і чистотою кольору (середнє значення показника менше в 1,5 рази). Що стосується десертних вин різних сенсорних груп, то інтенсивність забарвлення вин значно зростає від першої органолептичної групи до третьої, головним чином за рахунок оптичної щільності вин на довжинах хвиль 360 і 420 нм. В результаті колірний відтінок зміщується в коричневу область, про що свідчить збільшення значень комплексного колірного показника G і зсув домінантної довжини хвилі з 578 до 602 нм. Утворення коричневих пігментів, які дають максимальне поглинання світла на довжинах хвиль 360 і 420 нм, пов'язане, перш за все, з окисною полімеризацією фенольних речовин (катехінів, проціанідинів), їх взаємодією з кислотами, а також реакціями утворення меланоїдів [8]. У нашому випадку виявлено достовірну зворотну кореляцію між значеннями оптичної густини вин на довжинах хвиль 360 нм і 420 нм, з одного боку, і значеннями показників потенціометричного титрування, з іншого боку.
Узагальнення результатів аналізу хімічного складу та фізико-хімічних властивостей білих кріплених вин за такими показниками, як масова концентрація альдегідів, частка полімерних флавоноїдів у фенольному комплексі, співвідношення окисненої та відновленої форм компонентів, схильність вин до подальшого окисного побуріння, набір оптичних показників дозволяє констатувати, що вина різних сортів відрізняються рівнем окислення компонентів. Ці відмінності підтверджуються результатами дискримінантного аналізу даних. Найкращу дискримінацію кріплених вин за типом (p<0,00001, лямбда Вілкса=0,084) отримано з урахуванням таких показників, як масова концентрація фенольних речовин, альдегідів, оптична густина при довжинах хвиль 360 і 420 нм, зміна RH потенціалу, пов’язаного з масовою концентрацією фенольних речовин, ∆G.

Таблиця 4
Оптичні показники білих кріплених вин різних типів

Результати дискримінантного аналізу представлені в табл. 5 можна трактувати наступним чином. Перша та друга канонічні змінні пояснюють 89,8% мінливості даних по типах вина. При цьому із значень стандартизованих коефіцієнтів кореляції випливає, що найбільший відносний внесок у значення першої канонічної змінної вносить показник здатності вин до подальшого окисного побуріння, потім – оптична густина на довжині хвилі 360 нм; а у значенні другої канонічної змінної – показник, що відображає співвідношення окисненої та відновленої форм компонентів на одиницю фенольних речовин (∆Eh/PV), потім, у порядку спадання вкладу, масову концентрацію фенольних речовин, АГ, масову концентрацію альдегідів та оптичну густину на довжині хвилі 420 нм. Зауважимо, що показники AG та AEh/EF вносять значний внесок у значення 3-ї та 4-ї канонічних змінних. Представлені результати дискримінантного аналізу показують, що найбільшу роль у диференціації кріплених вин за типами відіграють комплексні показники, які відображають співвідношення окиснених і відновлених компонентів у винах.
На малюнку показана діаграма розсіювання канонічних значень зразків вина. У верхньому лівому куті схеми представлені зразки вина, в яких переважають відновлені форми компонентів, а в нижньому правому - окислені форми компонентів. Проаналізувавши розташування вин різних типів на діаграмі та враховуючи рівні значущості канонічних відстаней між ними (табл. 5) у зростанні окиснених форм компонентів, кріплені вина можна розмістити в такій послідовності (при p<0,05): DB1, DB2 <PB, DB3<M. У цілому представлена ​​послідовність білих кріплених вин за рівнем окислення компонентів порівнянна з класифікацією вин, запропонованою Агабальянцем Г.Г. [6].

Рис. Розподіл кріплених вин за видами.
Таким чином, проведені дослідження показали суттєві відмінності між різними видами білих кріплених вин за кількісним та якісним складом фенольних та ароматоутворюючих комплексів, оптичними характеристиками та показниками потенціометричного титрування. Виявлено ряд компонентів, які розрізняють групу кріплених вин за типом, а саме: масова концентрація фенольних речовин, альдегідів, оптична щільність при довжинах хвиль 360 і 420 нм, зміна RH-потенціалу під час титрування йодом, пов'язана з масовою концентрацією фенольних речовин, і здатність вин до подальшого окисного побуріння. Встановлено значущу роль факторів, що відображають співвідношення окисненої та відновленої форм компонентів у винах, при їх виділенні за типом, що дало можливість розташувати вина за зсувом цього співвідношення в бік окиснених форм у послідовності DB1, DB2 < PB, DB3 < M (на рівні значимості p < 0,05).

Таблиця 5
Результати дискримінантного аналізу білих кріплених вин за хімічним складом та фізико-хімічними властивостями

Додатковим показником, який відрізняє десертні вина 1-ї сенсорної групи від вин інших типів, є загальна масова концентрація терпенових сполук. Виявлене коло показників, за якими диференціюють кріплені білі вина, видається доцільним враховувати при розробці об’єктно-орієнтованих параметрів моніторингу та управління якістю вин різних сортів, що є предметом наших подальших досліджень.

Ще почитати:

Міжнародні відносини о найменуванні шампанського та хереса

В чому різниця між шампанським, просеко та ігристим вином?

Отримання червоних ігристих вин пляшковим способом з винограду перспективних сортів

Ігристі вина

Токайські вина

У нашому блозі «Приватна Марка» багато цікавого контенту: новинки ринку виноробства, крафтові рецепти наших технологів, влоги на різні теми. Дистиляція, крафтові винокурні, виробництво крафтового сидру, крафтовий квас, рецептура сидру, виробництво крафтових напоїв за нашими рецептами, виробництво спирту в промислових масштабах. Це та багато іншого цікавого у блозі «Приватна Марка Україна» та мережі магазинів «Винороб».

Наприклад, ви вирішили відкрити сироварню, ковбасний цех або почати пекти крафтовий хліб — welcome! Ми завжди допоможемо: надамо рецептуру, забезпечимо всі витратні матеріали, відправимо нашого технолога, складемо технологічну карту, встановимо все обладнання, сертифікуємо виробництво, відкриємо для вас завод з нуля, виноробні, цехи, виноградники, налагодимо готовий продукт із виходом на ринок. Ми — компанія повного циклу: маємо багато представництв по всьому світу. Потрібна склотара, склобанки, медичний посуд, лабораторний посуд чи лабораторне обладнання — звертайтеся! У наших складах понад 900 тис. найменувань товарів та обладнання. Звертайтеся, не вагайтеся! Не важливо, де ви знаходитесь — у СНД, Європі, Америці чи Азії: ми маємо великий досвід. Privatna Marka йде в ногу з технологіями та інноваціями. Ми 20 років на ринку та відправили понад 1 млн посилок своїм клієнтам. Втілили багато креативних проєктів. Відкрили низку підприємств харчової промисловості, а також у непродовольчій та продовольчій групах технічних виробів. Втілили 147 комерційних проєктів у країнах СНД. Виробляємо 70 видів продукції власного виробництва в Україні, Німеччині та Китаї. У блозі ще більше цікавого та корисного.

Консультації за тел. +380 (67) 440-70-90
https://privatnamarka.com/
https://www.instagram.com/privatnamarka?igsh=MWt0NzNxbHJrbXh4ZQ==\
https://www.facebook.com/Privatnamarka
https://youtube.com/@privatnamarkacom?si=P5RH_spetEP3x_RQ\