На нашем интернет портале море информации по пищевой
и перерабатывающей промышленности, АПК и пищевой тематике
» » Биохимические процессы естественного старения коньячного спирта в бочках

Биохимические процессы естественного старения коньячного спирта в бочках

Различные процессы, протекающие при выдержке коньячного спирта в дубовых бочках или контакте спирта с дубовой древесиной, при резервуарной выдержке в крупных эмалированных герметизированных цистернах достаточно хорошо изучены советскими учеными. Это — процессы экстракции компонентов дубовой древесины (танидов, лигнина, красящих веществ и др.), окисления их и взаимодействия с составными элементами коньячного спирта.

Вопрос возникновения перекисей оставался до недавнего времени неясным. Молекулярный кислород, поступающий в спирт, не в состоянии окислить полифенолы, продукты этанолиза лигнина и компоненты самого спирта (высшие спирты). Для окисления всех этих веществ необходимы перекиси, источник образования которых был неизвестен. Биохимическая природа возникновения перекисей не принималась во внимание, ввиду того что коньячный спирт — стерильная среда, в которой не могут развиваться продуценты ферментов, а сами ферменты в условиях повышенной концентрации алкоголя ипак- тивируются..

Однако, как показали исследования, проведенные в научном центре г. Коньяк, образование перекисей имеет биохимическую основу, в частности, был выявлен следующий механизм окислительных процессов при выдержке коньячных спиртов. На поверхности бочек развиваются плесневые грибки, которые выделяют различные ферменты, в том числе и окислительные. Как было указано, мелкопористая структура дубовой древесины препятствует глубокому проникновению молекул этилового спирта в клепки бочек, но позволяет проникать значительно меньшим по размерам молекулам воды. Поэтому в наружных (поверхностных) слоях клепок концентрация спирта не превышает 7—8% об., что делает возможным развитие грибков, выделяющих ферменты. Эти ферменты окисляют свободные полифенолы, образующиеся, как указано выше, при сушке клепок, в мощные перекиси типа орто-хинонов.

Путем осмоза и диализа орто-хиноны проникают во внутренние слои древесины, и на границе спирт—бочка происходят реакции окисления, экстрактируемых компонентов древесины и составных элементов спирта.

Орто-хиноны восстанавливаются в полифенолы, которые снова входят в никл различных химических превращений.

Таким образом, при выдержке коньячных спиртов в дубовых бочках происходит двусторонний поток — этиловый спирт и вода, а также легкоиспаряемые мелкомолекулярные этаналь (уксусный альдегид) и уксусноэти- ловый эфир, которые просачиваются из бочек к наружным слоям древесины, а в бочку поступают перекиси, деградированный лигнин и окисленные формы красящих веществ.

Следовательно, для нормального хода созревания коньячных спиртов необходимо создать в хранилищах, где осуществляется выдержка, соответствующие температурные и гигрометрические режимы, обеспечивающие развитие грибков на поверхности бочек, а также перепады температур для лучшего протекания термодиффузии и образования конвективных токов жидкости в бочках, способствующих ускорению процессов экстракции и вовлечению в реакции гидролиза и окисления всей массы спирта.

Формирование коньячного аромата является результатом взаимодействия компонентов молодого спирта с составными элементами древесины.

Спирт приобретает букет коньяка только после длительной выдержки в бочках под воздействием древесины, воздуха, влажности и плесневых грибков. При этом происходят физические, химические и биохимические изменения, экстракция веществ дубовой древесины, которые предварительно претерпевают превращения под действием ферментов в условиях определенной температуры и влажности, объединенных эмпирически в хранилищах для выдержки.

Процесс выдержки в хранилищах при соблюдении соответствующих климатических условий, использовании практического опыта и традиций коньячного производства создает исключительно благоприятные условия для созревания спиртов.

Созревание спиртов остается и в наши дни традиционно деликатной операцией, осуществляемой искусными коньячными мастерами. Основы этой технологии заложены в средние века и унаследованы длительной практикой.

В течение последних 80 лет было проведено много опытов по оптимизации процесса старения спиртов в деревянных емкостях. Советские исследователи первыми применили достижения современной химии для изучения коньяка и получили хорошие результаты, позволяющие раскрыть механизм превращений. Их исследования и гипотезы о составе сухого экстракта коньяка в сравнении с веществами, экстрагируемыми непосредственно из дубовой древесины, привели к разработке общей теории созревания спирта в бочках и дали ориентацию всем ученым мира.

Взаимодействие спирта и бочки. Способность древесины к впитыванию зависит от особенностей дуба, а также от гигрометрического состояния атмосферы и температуры хранилища. Вначале жидкость испытывает большие трудности проникновения в глубину древесины, в ее сухие слои.

Вода, образующая с клетчаткой мицеллы (коллоидные частицы), проникает быстрее спирта и раньше достигает внешнего края клепок. Она увлекает с собой небольшое количество спирта, насыщенного веществами (неспиртами), которых тем меньше, чем больше их молекулярный вес. Происходит как бы разделение компонентов из растворов в хроматографических колонках. Это обстоятельство позволяет ферментам, вырабатываемым плесневыми грибками, находиться в суспензии во внешних слоях клепок. Образующиеся при этом перекиси растворяются в этой жидкости и путем осмоза проникают все глубже к внутренней поверхности бочек, где они встречают коньячный спирт в клетках дуба, движущийся в противоположном направлении. В этих местах и происходят самые важные реакции — окисление- жирных кислот и растворимых компонентов лигнина.

Температура 30—40°С и повышенная влажность, способствуя росту спор грибков — продуцентов ферментов, ускоряют эти превращения, при этом происходит непрерывное разрушение наружных и внутренних стенок бочек.

Потери спирта за счет испарения более значительны в сухих хранилищах. Объем спирта уменьшается быстрее, чем концентрация алкоголя. И, наоборот, во влажных хранилищах объем жидкости уменьшается меньше, чем падение крепости.

Разница в составе испаряющихся компонентов приводит к тому, что в сухих и влажных хранилищах получаются спирты различного качества. В сухих помещениях спирт более слаженный, с тонким ароматом, а во влажных их вкус более терпкий и менее мягкий.

Исследованный под микроскопом тончайший срез новой древесины показывает однорядную структуру, состоящую из удлиненных волокон, соединенных между собой альвеолами (пузырьками), заполненными экстрагируемыми веществами. Такой же срез, по данным М. Марше и Э. Жозеф, взятый из бочки после 50-летнего хранения в ней коньячного спирта, обнаруживает те же волокна, но они отделены друг от друга пустыми альвеолами.

Эти микрографические наблюдения, а также химический анализ разных слоев древесины и изучение повышения в спирте сухого экстракта доказывают, что во время выдержки происходит постоянное разрушение клеточной структуры стенок бочки. В первую очередь истощаются слои древесины, которые находятся в непосредственном контакте с молодым спиртом. Вначале экстрагируются дубильные кислоты, таниды, кумарины, затем лигнин, что облегчает последующую экстракцию других компонентов.

Древесина дуба содержит множество сильно ионизированных кислот, таких как уксусная, яблочная, янтарная и в особенности молочная. Они в значительной мере способствуют снижению рН в первые годы выдержки.

Исследователи научного центра г. Коньяк обнаружили также значительное количество фталевой и хинной кислот в древесине клепок и сухом экстракте выдержанного спирта. Через 5—10 лет выдержки состав сухого экстракта коньячного спирта, по их данным, следующий: таниды — 25—30%, лигнин — 28—30, сахар — 18—24%- После 10 лет выдержки часть этанол-лигнина выпадает в осадок. Под воздействием непрерывного выщелачивания и после разрушения клеточных перегородок осуществляется экстракция глюцидов и Сахаров, которая облегчается снижением рН и концентрацией алкоголя. Тогда появляются сахара и уроновые кислоты,, подслащивающие вкус коньяка, который теряет первоначальную жгучесть и становится более округлым и маслянистым.

Каждый период выдержки характеризуется переходом новых веществ из древесины в спирт.

После полного истощения экстрактивных веществ древесина сохраняет свойство воздействовать на созревание спирта, способствуя прохождению физических и биологических явлений. Спирты созревают тем быстрее, чем ниже их крепость. Предположение о том, что для сокращения сроков выдержки достаточно разбавить спирты перед закладкой, неверно. Если разбавление молодого спирта облегчает растворимость экстрактивных веществ и увеличивает поглощение кислорода, с помощью которого образуется множество соединений с приятными органолептическими характеристиками, вместе с тем оно лишает спирт главных элементов, необходимых для полного развития букета.

Извлечение веществ из древесины оптимально при крепости 45—55% об. Но эта крепость препятствует растворению лигнина, для которого минимальная крепость должна быть 65% об.

Кислотность влияет на экстрагирование компонентов древесины, но рН коньячного спирта никогда не снижается ниже 3,5. При этой величине рН растворимость остается медленной.

Главным фактором, воздействующим на извлечение спиртом растворимых компонентов древесины, является температура. Однако повышение температуры ведет к интенсивному испарению спирта и, кроме того, вызывает образование летучих веществ с острым запахом, вредным для качества коньяка.

Опыт показывает, что оптимальные температурные условия выдержки коньячных спиртов 25—30°С. При более высокой температуре спирт становится «сухим» и приобретает неприятный запах гнилых яблок (за счет образования уксусного альдегида из этилового спирта). При высокой температуре испаряются также вещества с приятным ароматом, как, например, диацетил.

    • Дозатор опары
      Дозатор опары
      12-07-2017
      Дозатор опары предназначен для непрерывной подачи выброженной опары из бродильного аппарата (корыта) Х-23 аг- . регата ХТР во вторую тестомесильную машину Х-12Д через
  • Похожие материалы
    • Влияние ферментов на превращения компонентов дуба и

      Влияние ферментов на превращения компонентов дуба и коньячного спирта
      15-06-2012
      В свежесрубленной дубовой древесине находится два главных типа ферментов: гликозидаза и полифенолоксидазы, которые катализируют последовательно деградацию компонентов
    • Теория созревания коньячного спирта

      Теория созревания коньячного спирта
      15-06-2012
      Созревание коньячного спирта в бочках исследователи научного центра г. Коньяк сравнивают с созреванием плодов. Как и плоды, коньяк нуждается в длительном периоде, чтобы
    • Периоды выдержки коньячного спирта

      Периоды выдержки коньячного спирта
      15-06-2012
      При выдержке коньячного спирта в дубовых бочках происходит изменение его цвета (от светло-соломенного— один год выдержки до темно-янтарного— 15 лет выдержки).
    • Характеристика и свойства дубовых клепок

      Характеристика и свойства дубовых клепок
      05-06-2012
      Химический состав древесины дуба очень сложен, и природа многих ее компонентов изучена еще не полностью. Советскими исследователями, в частности Д. М. Гаджиевым,
    • Дубовая тара и ее изготовление

      Дубовая тара и ее изготовление
      05-06-2012
      Формирование, созревание коньячного спирта, как мы уже указывали, происходят при длительном контакте его с дубовой древесиной во время многолетней выдержки спирта в