Зисман Д. О., Мехузла Н. А., Оганесянц Л. А. подтвердили благоприятное хранение виноматериалов в среде инертных газов и предложили способ приготовления коньячных виноматериалов, позволяющий улучшить их качество за счёт исключения окислительных процессов. Для этого авторы рекомендуют использовать следующую схему: сусло поступает в типовые винодельческие ёмкости, оборудованные запорными устройствами. Брожение проводят при температуре окружающей среды. Образующийся при этом углекислый газ удаляется. На заключительной стадии брожения содержание кислорода снижается за счёт его вытеснения через мембрану и потребления дрожжами. Таким образом, виноматериал находится в среде инертных по отношению к продукту газов (CO2, NO2). Полученный виноматериал оставляют в той же ёмкости для обогащения компонентами «энантового» эфира.
Дрожжевая биомасса содержит, кроме того, восстановители (редуктоны, цистены и др.), которые также предохраняют виноматериал от окисления.
Наши исследования по предотвращению порчи коньячных виноматериалов в процессе хранения до перегонки показали целесообразность использования смеси головных и хвостовых фракций (полученных при вторичной дистилляции) с целью повышения спиртуозности до 13 % об. Такой способ доливки препятствовал прохождению уксусно-кислого скисания и задерживал развитие молочно-кислых бактерий в хранившихся виноматериалах.
При производстве коньячных виноматериалов протекают сложные биохимические процессы, от которых во многом зависит качество виноматериалов, коньячных спиртов и конечной продукции – коньяков, бренди и др. Углубление знаний о механизмах образование и трансформирования летучих компонентов в процессе производства коньячных виноматериалов позволит стабилизировать качество коньячной продукции путем целенаправленного использования необходимых технологических приемов.
Известно, что с момента раздавливания ягоды винограда, затем при осветлении и сбраживании сусла, хранении и перегонке виноматериалов происходит образование вторичных и побочных соединений, которые в количественном отношении значительно превалируют над содержанием первичных ароматических веществ в винограде. Эти соединения переходят в коньячный спирт и оказывают влияние на качество будущего коньяка.
Известно, что в процессе брожения кроме этанола и СО2 образуются как вторичные, так и побочные продукты брожения. Большинство из них являются летучими компонентами, которые при дистилляции вина переходят в коньячный спирт и участвуют в формировании аромата и вкуса будущего коньяка. Содержание этих компонентов в коньяках зависит от состава исходного сырья-винограда и в определенной степени характеризует его происхождение. Ж. Риберо-Гайон и др. показали, что на образование вторичных продуктов брожения значительное влияние оказывает аминокислотный состав сусла. Раскрыт механизм образования высших спиртов в процессе спиртового брожения в зависимости от расы дрожжей, аэрации, кислотности, температуры и других факторов. Однако в этих вопросах имеются противоречивые сведения, и не до конца исследовано влияние всех технологических приемов на содержание отдельных летучих соединений в коньячных виноматериалах.
Наши исследования показали, что в процессе приготовления виноматериалов в заметных количествах образуются около 50 компонентов. Хотя большинство из них присутствует и в сусле, однако, по сравнению с содержанием в вине содержание их в сусле незначительно. Образование этилкапроната и этилкаприлата наблюдается в конце спиртового брожения и в начальный период выдержки вин на дрожжах. Заметного образования бутанола-2, гептанола, октанола при приготовлении и хранении вин не происходит.
Образование н-пропанола, изобутанола, изоамиловых спиртов и изоамилацетата происходит только в процессе спиртового брожения и зависит в основном от условий брожения и состава сусла, а интенсивность накопления коррелирует с интенсивностью брожения. Так, опыты по сбраживанию сусла под давлением СО2 показали, что эти виноматериалы отличаются от контрольных виноматериалов, сброженных в обычных условиях (бочках) сравнительно меньшим содержанием высших спиртов (особенно изоамиловых) и большим содержанием эфиров, летучих кислот. Эти изменения оказали положительное влияние на качество коньячных спиртов.
Образование же этилацетата, этиллактата, ацетальдегида и летучих кислот происходит как в процессе спиртового брожения, так и при яблочно-молочном брожении и хранении виноматериалов. Интенсивность накопления этилацетата и летучих кислот имеет два максимума — в начале спиртового брожения и в конце яблочно-молочного брожения.
Образование этиллактата при спиртовом брожении в обычных условиях с использованием ЧКД (Sacch. vini) незначительно и, как правило, не превышает 2—3 мг/дм3. Наиболее интенсивное его образование происходит в процессе яблочно-молочного брожения (до 30 мг/дм3). При дальнейшем хранении виноматериала также происходит увеличение концентрации этиллактата. Так, в исследованных нами выдержанных белых столовых винах хорошего качества его концентрация доходила до 150 мг/дм3.
Весьма специфичным является образование изоамилацетата в процессе спиртового брожения, который, обладая сильным ароматом грушевой эссенции, существенно влияет на органолептическую оценку вин и коньяков. По нашим данным, его количество в молодом виноматериале может колебаться от следов до 10 мг/дм3 и не коррелирует с содержанием изоамилового спирта и уксусной кислоты, так как механизм его образования связан с активностью фермента эстеразы, синтезированного дрожжевыми клетками. Поэтому концентрация изоамилацетата в виноматериале зависит в большей степени от условий брожения и расы дрожжей. При яблочно-молочном брожении и хранении виноматериалов содержание изоамилацетата уменьшается. Учитывая, что массовая концентрация изоамилацетата в коньяках должна быть не более 1 мг на 100 см3 б. с. (в противном случае он сильно маскирует основной аромат коньяка и усиливает сивушные тона), его количество в коньячном виноматериале, а затем и в спирте необходимо регулировать как изменением условий спиртового брожения, так и величиной отбора головной фракции при перегонке. Эти особенности необходимо учитывать при приготовлении и перегонке коньячных виноматериалов.
Сравнительно низкая спиртуозность коньячных виноматериалов и отсутствие свободной сернистой кислоты в них создают благоприятные условия для микробиальной порчи и глубокого окисления в период хранения их до окончания сезона перегонки, в результате чего зачастую снижается выход и качество коньячного спирта. Наблюдения показали, что микробиальную порчу коньячных виноматериалов вызывают в основном уксуснокислые и молочнокислые бактерии. Этот процесс сопровождается образованием летучих кислот, альдегидов, уксусно-этилового эфира, этиллактата, снижением концентрации первичных ароматических веществ и появлением в виноматериале посторонних тонов. Исследование технологических приемов, направленных на предотвращение микробиальной порчи коньячных виноматериалов показали, что сбраживание сусла и хранение виноматериалов под давлением СО2 исключает развитие уксуснокислых бактерий и задерживает яблочно-молочное кислотопонижение. Кроме этого при сбраживании сусла под давлением СО2 существенно уменьшается образование изоамиловых спиртов и увеличивается образование жирных кислот С2- С12 и их этиловых эфиров. Эти изменения положительно влияют на качество и выход коньячных спиртов с тонны переработанного винограда.
Для предохранения коньячных виноматериалов от микробиальной порчи в процессе хранения до перегонки, были проведены опыты по доливке их винным дистиллятом (спиртом-сырцом, головными и хвостовыми фракциями). Результаты этих опытов показали, что доливка виноматериалов винным дистиллятом, крепостью 20-30 % об. задерживает развитие уксуснокислых бактерий и способствует сохранению высокого качества коньячных виноматериалов.
При исследовании состава виноматериалов, подвергшихся микробиальной порче, нами впервые было обнаружено образование бутанола-2. Из высших спиртов, содержащихся в винодельческой продукции, бутанол-2 занимает особое место, как редко встречающийся компонент. Если химизм образования большинства высших спиртов в винодельческой продукции изучен достаточно глубоко и выявлены факторы, влияющие на их накопление в винах и коньяках, то в отношении механизма образования бутанола-2 в литературе почти нет достоверных сведений.
Результаты наших исследований показали, что вторичный бутанол не образуется в процессах спиртового брожения виноградного сусла (не зависимо от расы дрожжей) и яблочно-молочного брожения виноматериалов, то есть он не является вторичным или побочным продуктом спиртового и яблочно-молочного брожения. Образование значительных количеств бутанола-2 было обнаружено в яблочном виноматериале и в жидкой дрожжевой гуще, хранившейся в неполном резервуаре, где наблюдались явные признаки микробиальной порчи. Накопление бутанола-2 до 8 мг/дм3 было обнаружено также в одном из вариантов опытного виноматериала, подвергшегося уксуснокислому скисанию. Наибольшее количество бутанола-2 обнаружено в дрожжевых осадках и в яблочной мезге, подвергшихся микробиальной порче в аэробных условиях, что свидетельствует о существенном влиянии состава питательной среды и доступа кислорода на образование бутанола-2.