Товарів: 0
На суму: 0 грн
Є.В. Кушнерєва, к.б.н., наук.
Агєєва Н.М., д.т.н., проф
Державна наукова установа Північно-Кавказький зональний науково-дослідний інститут садівництва і виноградарства Російської сільськогосподарської академії, Росія, 350901, м. Краснодар, вул. 40 років Перемоги, 39,
РИЗИКИ, ПОВ’ЯЗАНІ З РОЗВИТКОМ МОЛОЧНИХ БАКТЕРІЙ У ВИНІ
Досліджено вплив факторів середовища на розвиток молочнокислих бактерій у вині. Встановлено максимальні концентрації лізоциму і таніну для пригнічення молочнокислих бактерій. Розроблено метод визначення біогенних амінів за допомогою капілярного електрофорезу.
Вплив факторів зовнішнього середовища на розвиток молочнокислих бактерій у вині. Встановлена максимальна концентрація лізоциму і таніну для пригнічення молочнокислих бактерій. Метод визначення біогенних амінів методом капілярного електрофорезу.
Ключові слова: біологічне відновлення кислоти, молочнокислі бактерії, танін, дуб, лізоцим, біогенні аміни.
Молочнокислі бактерії (МКБ) відіграють іншу роль у виноробстві: з одного боку, вони визначають перетворення яблучної кислоти в молочну (яблучно-молочне бродіння), покращуючи якість вина; з іншого боку, мікробні бактерії можуть викликати захворювання вина, що супроводжується появою різних сторонніх відтінків, в тому числі маринованих. Така різниця в дії молочнокислих бактерій пояснюється їх різноманітністю: 4 роди (Oenococcus, Pediococcus, Leuconostoc, Lactobacillus) і 9 видів молочнокислих бактерій (Oenococcus oeni, Pediococcus damnosus, Pediococcus pentosaceus, Pediococcus parvulus, Leuconostoc mesenteroides, Lactobacillus). brevis, Lactobacillus hilgardii, Lactobacillus casei, Lactobacillus plantarum) [1]. Таким чином, можливий розвиток різноманітних ризиків зміни якості вина, зумовлених як окремими видами мікробних бактерій, так і ефектом їх сумарного впливу. Найбільш пристосованими для яблучно-молочного бродіння є штами гетероферментативного виду Oenococcus oeni, які не зброджують лимонну кислоту і арабінозу.
Вино є середовищем, що містить фактори, що активують або обмежують розвиток молочнокислих бактерій, тому дослідження впливу факторів середовища на розвиток молочнокислих бактерій є актуальними. До таких факторів належать pH, алкоголь, поживні речовини, діоксид сірки, температура, інгібітори. Залежно від хімічного складу вина всі фактори навколишнього середовища можна розділити на такі групи (табл. 1) - екстремальні, важкі, несприятливі та сприятливі. У зв’язку з цим вивчення їх впливу на мікробіом вина становить певний інтерес як з наукової, так і з практичної точки зору.
В якості об'єктів дослідження використовувалися зразки червоних і білих вин виробництва підприємств Краснодарського краю. Мікроскопію зразків проводили згідно з [1]. Фізико-хімічні показники виноматеріалів визначали згідно з методиками діючих ГОСТ та ГОСТ Р, вміст органічних кислот та біогенних амінів – методом капілярного електрофорезу на приладі «Капель 1ОЗР», концентрацію летких ароматичних сполук – методом газорідинної хроматографії на хроматографі «Кристалл-2000М».
Проведено дослідження щодо виявлення впливу різних факторів навколишнього середовища (вино) на розвиток молочнокислих бактерій та перебіг процесу яблучно-молочного бродіння та його зупинку [2].
Найпоширенішим способом припинення яблучно-молочного бродіння є додавання діоксиду сірки в концентрації 150-180 мг/дм3. Недоліком даної методики є те, що у великих дозах діоксид сірки негативно впливає на організм людини, як при роботі з нею, так і при вживанні виноматеріалів, отриманих з її використанням.
Другим за частотою використання є пастеризація виноматеріалів перед розливом. Однак недоліком цього способу є поява розварених відтінків у смаку та ароматі.
При остаточній фільтрації вин зазвичай використовують щільний діатоміт, пластинчасті або мембранні фільтри.
Фактори, що впливають на процес яблучно-молочного бродіння у виноматеріалах
Таблиця 1
Фактор | Умови проведення НСА | |||
екстремальний | важко | незначний приємний | сприятливий | |
Алкоголь (% об.) | >16 | 15-16 | 12-14 | <12 |
pH | >3,4<2,9 | 2,9-3,0 | 3,2/3,4 | 3.1 |
Температура, °С | >30<5 | 28-30/5-10 | 26-28/10-20 | 20-25 |
Початковий вміст яблучної кислоти | >7 і <0,5 | 1-2 | 1,5-2 | 2-3 |
Швидкість процесу (зниження щільності) | >41 | 23-41 | 13-22 | <24 |
Сорбати не ефективні проти більшості мікроорганізмів, і подальша активність у присутності сорбатів у пляшці може призвести до утворення аромату герані.
Поліфеноли пригнічують розвиток у винах небажаних мікроорганізмів, у тому числі LAB, тому червоні вина мікробіологічно більш стійкі, ніж білі. Наші дослідження [2] показали, що додавання таніну у вино пригнічує молочнокислі бактерії при концентраціях вище 1,5 г/дм3.
При проведенні кислотовідновлення в дубовій тарі встановлено, що у вині підвищується вміст альдегідів, летких кислот, естерів та ацеталів (табл. 2).
Крім того, дослідження показали, що у російського дуба черешчатого («Адигейський-Моро») запас лігніну більше, ніж у французького (Лімузен), а біологічне відновлення кислоти за допомогою молочнокислих бактерій посилює вилучення з більш глибоких шарів зерен лігніну.
Оскільки таніну недостатньо для інгібування молочнокислих бактерій, досліджували вплив ферменту лізоциму (варіанти 1 і 2) на ультраструктуру бактеріальних клітин, мембран і клітинного вмісту на межі контакту з мембраною в порівнянні з контрольними варіантами (контролі 1 і 2). Встановлено, що контакт клітини з лізоцимом призводить як до зміни проникності клітини, так і до зміни хімічного складу цитоплазми та руйнування клітини.
У процесі лізису бактеріологічної клітини лізоцим руйнує пептидоглюкан, виноматеріал збагачується хітиновими речовинами, які позитивно впливають на стійкість, оскільки є сорбентами тваринного походження.
На основі цих даних розроблено спосіб, який передбачає обробку виноматеріалу на стадії НМБ сумішшю лізоциму та таніну [3].
Щоб здійснити кислотозниження вина, необхідно або дочекатися спонтанного спонтанного процесу, або використовувати бактерії, що містяться в комерційних препаратах.
Слід враховувати можливі ризики, пов'язані зі спонтанним процесом яблучно-молочного бродіння:
Результати досліджень свідчать, що в аеробних умовах діацетилу утворюється в 6 разів більше, ніж в анаеробних умовах. У процесі спонтанного яблучно-молочного бродіння протягом перших 10 днів концентрація діацетилу зростає від 2 до 7 мг/дм3, а потім спостерігається зниження концентрації до 2 мг/дм3, при цьому загальний час яблучно-молочного бродіння становить 24 дні.
За органолептичною оцінкою вино з концентрацією діацетилу до 7,5 мг/дм3 має кремові тони; при подальшому підвищенні концентрації до 15 мг/дм3 з'являються тони окиснення.
Поява мишачого відтінку у винах, згідно з дослідженнями [4], пов’язана з дією мікроорганізмів: дріжджів Dekkera і Brettanomyces і молочнокислих бактерій Lactobacillus brevis і hilgardii. Речовини, відповідальні за появу «мишачого тонусу», мають у своїй хімічній структурі N-гетероцикл: 2-етілтетрагідропіридин, 2-ацетилтетрагідропіридин, 2-ацетил-1-піролін.
Дегустаційна оцінка та газохроматографічний аналіз ароматичних компонентів свідчать про те, що під час НМБ може утворюватися або знижуватися концентрація ацетальдегіду, який має аромат зеленого яблука, маринаду, тони окислення. Як правило, при зниженні концентрації SO2 вивільняється зі зв’язаної форми.
Бактерії роду Lactobacillus можуть виробляти летючі феноли. Вони утворюються з попередників - коричної кислоти, що міститься у винограді в результаті життєдіяльності мікроорганізмів.
Наявність летючих фенолів (4-етил-фенол) відповідає за появу у вині таких тонів, як погано оброблена шкіра, кінський піт, конюшня.
Бактерії роду Pediococcus викликають захворювання десертних і міцних вин, споживаючи цукор, викликаючи процес молочнокислого бродіння, підвищуючи масову концентрацію титруємих і летких кислот.
В результаті життєдіяльності молочнокислих бактерій у вині можуть утворюватися біогенні аміни [5]. Основні представники: гістамін, тиранія, путресцин, кадаверин. Біогенні аміни (гістамін) утворюються з вільної амінокислоти (гістидину) під дією ферменту (гістидиндекарбоксилази). У малих дозах в організмі людини під впливом гістаміну скорочуються м'язові волокна, стимулюються нейрони, активізується шлункова секреція, виникають алергічні реакції.
У підвищених дозах у людини з'являються головні болі, лихоманка, а у деяких чутливих людей можлива реакція утворенням канцерогенних нітрозамінів. Деякі країни, такі як США, Швеція, Австрія, Нідерланди, встановили обмеження на максимальний вміст біогенних амінів (головним чином гістаміну) в продуктах харчування.
Таблиця 2
Зміни летких компонентів у виноматеріалах, витриманих на дубових клепках
Назва компонента | Варіанти експерименту | |||
Російський дуб | Французький дуб | |||
Лічильник. 1 | Var. 1 | Лічильник. 2 | Var. 2 | |
сивушні масла: | 1.12 | 1.21 | 1.09 | 1.19 |
1-пропанол | 20.15 | 19.45 | 21.11 | 20,68 |
ізобутанол | 58,77 | 59,87 | 58,96 | 60.11 |
н-бутиловий спирт | 1.45 | 1.12 | 1.41 | 1.23 |
ізоаміловий спирт | 172,68 | 168,74 | 172,34 | 161,86 |
N-аміловий спирт | 0,23 | 0,42 | 0,21 | 0,39 |
N-пропіловий спирт | 18.76 | 22.96 | 17.28 | 23.45 |
2-фенілетанол | 35,77 | 36.01 | 35,78 | 58,98 |
2,3-бутандіол | 38,72 | 40.01 | 39.15 | 38.04 |
Ванілін | 1.0 | 1.4 | 0,7 | 0,9 |
фурфурол | 0,019 | 0,032 | 0,009 | 0,011 |
Дегустаційна оцінка | 8,75 | 8.92 | 8.72 | 8.80 |
Існує кілька методів визначення біогенних амінів. Майже всі вони засновані на молекулярній спектроскопії (тонкошарова хроматографія, газова хроматографія, мас-спектрометрія, рідинна хроматографія).
Майже завжди основною проблемою при ідентифікації амінів є підготовка проби.
Нами розроблено метод ідентифікації біогенних амінів за допомогою капілярного електрофорезу. Встановлено, що бактерії Pediococcus cerevisiae відповідають за утворення гістаміну у вині, Leuconostoc mesenteroides утворює тиранію. Комерційні породи O. Oeni, що використовуються у виніфікації, не виробляють гістаміну, тираміну та путресцину.
Таким чином, при проведенні біологічного кислотозниження за допомогою молочнокислих бактерій необхідно використовувати комерційні штами, що знижує ризики нетональності та мікробної нестійкості вина, а також канцерогенні нітрозаміни.
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
