Ugrás a tartalomhoz

Borászati kémia

Kállay Miklós

Mezőgazda Kiadó

4. fejezet - A BOR KÉMIAI ÖSSZETÉTELE

4. fejezet - A BOR KÉMIAI ÖSSZETÉTELE

A bor különböző szervetlen és szerves anyagoknak, vegyületeknek valódi és kolloid alkoholos-vizes oldata. A kémia, fizika, az analitikai módszerek fejlődésével a bornak mind több és több alkotóelemét ismerjük meg s azonosítjuk. A bor alkotórészeinek mennyisége igen különböző, néhány tized mg-tól, esetleg μg-tól egészen 100 g-ig változik literenként. Borászati tulajdonságaik szempontjából azonban (befolyásuk a bor érzékszervi tulajdonságaira, kémiai átalakulásaira) nem mindig a kis mennyiségben jelenlévők azok, amelyek a legkevésbé jelentősek.

A bor összetételének alapos, részletes ismerete rendkívül fontos a borászat számára. A bor alkotórészei alakítják ki érzékszervi jellegét, tulajdonságait. Az összetétel ismerete lehetővé teszi az egyes borfajták, -típusok jellemzését, megkülönböztetését. S ami talán a legfontosabb, a bor összetétele megszabja a benne lejátszódó kémiai és fizikai folyamatokat, a pinceműveletek, kezelések eredményét. Az összetétel ismerete nélkül lehetetlen a bor életét úgy irányítani, hogy a legjobb végterméket a legrövidebb idő alatt, a legkevesebb költséggel érjük el. Jól kell ismerni a bort ahhoz, hogy jól kezelhessük, ez a borászat egyik irányító elve. Éppen a felsorolt okok miatt a borkémia egyik fő feladata a bor összetételének alapos és mind részletesebb ismerete.

A bor összetétele természetesen nem állandó. Az erjedés befejeztével megjelenik ugyan a szőlőtermelés végcélja, az újbor, de egyelőre még maga is csak kiinduló anyag, amelynek hosszú úton kell végigmennie, amíg végső állapotát, a fejlett állóképes palackozott bort eléri. Különböző stádiumaiban a bor mindenkori összetétele sem nyugalmi állapotot, stagnálást, statikus egyensúlyt jelent, hanem állandó változások, sokszor ellentétes irányú folyamatok pillanatnyi, dinamikus egyensúlyát. Nem beszélhetünk tehát sohasem egy bor állandó, végleges összetételéről, hiszen még a palackozott borban is történnek, bár igen lassú, de állandó változások. Így az összetétel a bornak nem állandó, változatlan, hanem mindig változó, fejlődő vagy visszafejlődő tulajdonsága. A fejlődés csúcspontja is változik a bor fajtája, típusa, a kezelés célja és a fogyasztó ízlése szerint.

A bor összetételének ismertetésekor minden fontosabb alkotórészt tárgyalunk, azokat is, amelyekről már a mustnál esett szó, hiszen ezek is több-kevesebb változáson mennek át az erjedés alatt. Ezeknél természetesen az anyag összetételét, általános tulajdonságait újból nem ismertetjük. (Lásd 2. és 3. fejezet.)

Beszélni kell a bor alkotórészeinek csoportosításáról. Ennél több szempontot vehetnénk figyelembe. Lehetne fontosságuk szerint csoportosítva tárgyalni, származásuk szerint (mustból, erjedésből, későbbi változásokból származók) vagy a szokás alapján kialakult sorrendben. Mindezeket mellőzve azt tartjuk célszerűnek és logikusnak, hogy az alkotórészeket kémiai beosztásuk, hovatartozásuk, tulajdonságaik szerint csoportosítva tárgyaljuk.

Ennek alapján a bor összetételét a következő beosztásban, alfejezetekben ismertetjük:

1. Alkoholok.

2. Cukrok.

3. Szerves savak.

4. Fenolos vegyületek.

5. Nitrogéntartalmú anyagok.

6. Pektinek és poliszacharidok.

7. Aromaanyagok

8. Ásványi anyagok.

9. Vitaminok.

A borokban előforduló legfontosabb funkciós és vegyületcsoportokat a 9. és a 10.táblázatban mutatjuk be.

9. táblázat - A borokban előforduló legfontosabb funkciós és vegyületcsoportok

10. táblázat - A borokban előforduló legfontosabb gyűrűs funkciós és vegyületcsoportok

Alkoholok

E csoport a következő fontosabb alkotórészeket foglalja magába: metil-alkohol, etil-alkohol, magasabb rendű alkoholok (N-propil-, izo-propil-, izo-butil-, N-amil-, izo-amilalkoholok), glicerin, 2,3-butilénglikol (2,3-butándiol), mezo-inozit, mannit, szorbit.

Metil-alkohol

Egyértékű alkohol: CH3-OH. Forrpontja 64,7 °C. Sajátos szagú, éghető, vízzel és etil-alkohollal korlátlanul elegyedő folyadék. Erősen mérgező hatású. A borok mindig tartalmaznak metil-alkoholt 20–350 mg/l mennyiségben. Ez a kis mennyiség a szőlő pektinjeinek (oldható pektinek és protopektinek) erjedés alatti hidrolíziséből ered. A szőlő szilárd részei mindig több pektint tartalmaznak, mint a bogyóhús, ezért a törkölyön erjesztett borok, a vörösborok több metil-alkoholt tartalmaznak, mint a nem törkölyön erjesztettek. Természetesen a fajták szerint is van különbség a borok metil-alkohol-tartalmában. A direkttermő borokban általában több a metil-alkohol, mint az európai szőlőkből származókban.

Orvosi vélemény szerint már 8–10 g metil-alkohol elfogyasztása súlyos látási zavarokat idézhet elő, 30–40 g pedig már több esetben halálosnak bizonyult, a feltétlenül halálos adag 120–140 g. Egy liter bor metil-alkohol-tartalma a maximális esetben is csak 0,3 g körül van, tehát jóval a veszélyes határ alatt, mégis kívánatos, hogy a borok metil-alkohol-tartalma minél kisebb legyen.

Nagyszámú hazai vizsgálatok alapján a borok metil-alkohol-tartalma 21–293 mg/l között volt. Fehérborokban 21–117, siller- és vörösborokban 40–160, direkttermő (Noah, Elvira, Seibel-hidbridek) borokban 40–293 mg/l metil-alkohol található.

Etil-alkohol

Egyértékű alkohol: CH3-CH2-OH. Forrpontja 78,3 °C. Sűrűsége 20 °C-on 0,7892 g/cm3. Színtelen, jellegzetes ízű, gyenge illatú folyadék. Gyúlékony, kékes lánggal ég. Vízzel minden arányban keveredik, eközben hő fejlődik és térfogat-összehúzódás (kontrakció) jön létre, ezért 53,9 rész alkohol és 49,8 rész víz összekeverésekor 103,7 rész helyett csak 100 rész keverék lesz. Az alkohol igen sok szerves anyag (gyanták, zsírok, illóolajok stb.) oldószere. A víz- és az alkoholkeverékek sűrűségéből kiszámítható a keverékben levő alkohol mennyisége. Az alkohol enyhén oxidálva acetaldehiddé, majd ecetsavvá alakul.

A cukorból képződő alkohol mennyisége függ még az élesztőfajtáktól, valamint attól, hogy az erjedés folyamán távozó szén-dioxid mennyi alkoholt ragad magával. Természetesen a keletkezett alkohol mennyiségét elsősorban a must cukortartalma szabja meg, de csak egy bizonyos határig, mert a nagyobb cukortartalmú mustokat az élesztők általában nem tudják bizonyos alkoholfokon felül kierjeszteni.

Az alkohol a bor egyik legfontosabb alkotórésze, természetes védő- és tartósítóanyaga. A nagyobb alkoholtartalmú bor jobban ellenáll a mikroorganizmusok okozta borbetegségeknek. A bor alkoholtartalma közvetlenül függ a szőlő érettségi állapotától. Nagy alkoholfokok csak egyes évjáratokban, bizonyos termelési feltételek mellett, megfelelő fekvésekben keletkeznek, de rendszerint a mennyiség rovására. A kiemelkedő évjáratok borai csaknem mindig nagy alkoholtartalmúak. Végeredményben az alkoholtartalom a bor minőségének egyik igen fontos, de nem egyedüli meghatározója.

A borok alkoholtartalma széles határok között változhat. A természetes úton keletkezett alkoholtartalom 7–17, igen ritka szélső esetekben 5–19 v/v% között változik.

Az alkohol a borban kémiailag stabil, igen kis része ugyan szerves savakkal és aldehidekkel észtereket és acetátokat képez, amelyek fontos szerepet játszanak a bukéanyagok kialakulásában, de ez mennyiségileg nem jelentős. Ecetsav-baktériumok azonban megtámadják és ecetsavvá oxidálják, a mikoderma élesztők pedig vízre és szén-dioxidra bontják. A párolgás következtében kismértékű, de állandó alkoholcsökkenés keletkezik, különösen fejtéskor és mozgatáskor. Édes borok utóerjesztése során az alkoholtartalom növekedhet. Az előbbieket egybevetve a száraz borok alkoholtartalma lassan, de állandóan csökken.

Magasabb rendű alkoholok

A két szénatomnál többet tartalmazó, egyértékű alkoholokat nevezzük magasabb rendű alkoholoknak vagy valódi kozmaalkoholoknak, kozmaolajoknak. Ezek az alkoholos erjedéskor, a már ismertetett módokon változó mennyiségben melléktermékekként képződnek. Általában kozmaolajoknak nevezzük a kierjedt folyadék alkoholos desztillálásakor nyerhető, magasabb forrpontú részeket, amelyek magasabb rendű, egyértékű alkoholokból és más anyagokból (észterek, savak, terpének, furfurol stb.) tevődnek össze.

Az alkoholos erjedéskor képződő valódi kozmaalkoholok a következők:

  • normál propil-alkohol: CH3-CH2-CH2-OH, forráspontja 97,2 °C, kellemes szagú folyadék,

  • izopropil-alkohol: CH3-CHOH-CH3, forráspontja 82,0 °C,

  • izobutil-alkohol: (CH3)2=CH-CH2OH, forráspontja 107 °C, jellemző illatú folyadék,

  • aktív amil-alkohol: C2H5-CH(CH3)-CH2OH, forráspontja 128 °C, optikailag aktív, balra forgató,

  • izoamil-alkohol: (CH3)2=CH-CH2-CH2OH, forráspontja 131 °C, jellemző szagú, 40 rész vízben oldható, optikailag inaktív folyadék.

A magasabb rendű alkoholok az erjedés során képződő másodlagos termékek, 150–500 mg/l-nyi mennyiségben a borok normális alkotórészei. Legfontosabbak közülük az izobutil-alkohol és az izoamil-alkohol. Keletkezésük módjait az erjedésnél ismertettük.

A kozmaalkoholoknak és oxidációs termékeiknek (aldehidek, savak) nagy szerepük van a bor érzékszervi tulajdonságainak, illatanyagainak kialakulásában. Szerves savakkal észtereket, aldehidekkel acetálokat képeznek, amelyek kellemes illatú és aromájú vegyületek.

A normál propil-alkohol és az izopropil-alkohol mennyisége a borokban csak néhány mg/l. Az izobutil-alkoholtartalom 50–250 mg/l között van, az amil-alkoholtartalom 100–300 mg/l, ebből kb. 20% az aktív amil-alkohol, a többi izoamil-alkohol.

Glicerin

Háromértékű alkohol: CH2OH-CHOH-CH2OH. Édes ízű, színtelen, szagtalan szirupszerű folyadék. Fajsúlya 20 °C-on 1,2604. Vízzel és alkohollal korlátlanul elegyedik. 0 °C alatt kristályos tömeggé merevedik. 290 °C-on csaknem bomlásmentesen átdesztillálható.

Az alkoholos erjedés másodlagos terméke. Egyes esetekben a szőlőben is képződhet, a Botrytis cinerea működésének eredményeképpen. Az alkoholos erjedés elején képződik a glicerin legnagyobb része: az első 50 g cukor erjedése alatt keletkezik a bor glicerintartalmának több mint fele. A képződött mennyiség függ a must kezdeti cukortartalmától, az élesztő fajtájától és az erjedés körülményeitől (hőmérséklet, savtartalom, levegőztetés, kénezés).

Az alkohol után a glicerin a bor legnagyobb mennyiségű alkotórésze, a bor extraktanyagainak jelentős részét képezi. Édes ízénél, nagy viszkozitásánál fogva bizonyos mértékű lágyságot, simaságot, bársonyosságot, testességet kölcsönöz a bornak. A glicerin mennyisége a borokban eléggé állandó annak ellenére, hogy sok tényezőtől függ kialakulása. Mennyisége legtöbbször 6 és 10 g/l között van 100 g alkoholra számítva, ez az alkohol súlyának 1/10-ét, 1/15-ét jelenti. Ezen értékeknél több vagy kevesebb ritkán található, kivéve a botritiszes szőlőkből származó borokat, amelyek glicerintartalma sokkal nagyobb is lehet. A magyar borok glicerintartalma is hasonló határok között mozog: 6–10 g/l, kivéve a speciálisan készült tokaji bortípusokat.

Az erősen botritiszes szőlőből készült borok – nálunk főleg a Tokaji szamorodni és az aszúborok – az átlagosnál jóval több glicerint tartalmazhatnak, így a Tokaji szamorodni borok 10–14 g/l, az aszúborok 7–24 g/l glicerint tartalmaznak. A glicerin mennyisége a borban az ászkolás folyamán csökkenhet, mert baktériumok megtámadják és lebontják.

Etilénglikol (EG)

Édeskés ízű, mérgező tulajdonságú, kétértékű alkohol: HO-CH2-CH2-OH (d20 °C = 1,11). 5–50 mg/l-es koncentrációban (általában 10 mg/l alatti) a borok természetes alkotórésze. L-szerinből képződik. Képződését az alacsony hőmérséklet, a lassú, vontatott erjedés elősegíti.

Dietilénglikol (DEG)

HO-CH2-CH2-O-CH2-CH2-OH (d20 °C=1,12). Mérgező tulajdonságú, a bornak nemtermészetes alkotórésze, jelenléte hamisításra utal.

1,2-propilénglikol (propándiol, PG)

Nem mérgező, a bor természetes alkotórésze (5–55 mg/l).

Az említett vegyületeket hűtőközegként alkalmazzák. A propándiol koncentrációját az O.I.V. csendes borokban 150 mg/l-ben, míg pezsgőknél 300 mg/l-ben maximálja.

2,3-butilénglikol (2,3-butándiol)

Kétértékű alkohol: CH3-CHOH-CHOH-CH3. A 2,3-butilénglikol az erjedés alatt képződik, az acetoin redukciója által. A magyar borok 0,42–1,46 g/l butilénglikolt tartalmaznak. A bornak tehát mennyiségileg is fontos alkotórésze. Keserű-cukros ízű anyag, a borokban stabil, a glicerint erjesztő baktériumok nem támadják meg.

Mezo-inozit

Hatértékű alkohol, a must összetételénél ismertettük. A szőlőből származik, mennyisége keveset csökken az erjedés alatt, mert az élesztők egy kis részét felhasználják életműködésükhöz. Ezen kívül változatlanul megmarad, mert nem erjeszthető.

A borok 200–700 mg/l mennyiségben tartalmazzák: a fehérborok mezo-inozit-tartalma átlagban 500 mg/l, a vörösboroké 300 mg/l. Az ászkolás folyamán tejsavbaktériumok megtámadják és részben, egyes esetekben teljesen lebonthatják.

Mannit

Hatértékű alkohol: CH2OH-(CHOH)4-CH2OH. Édes ízű, tű alakú kristályokban kristályosodik. Olvadáspontja 166 °C. Jelenléte a borban rendellenes, hibás erjedésre mutat: a fruktóz tejsavbaktériumok által keletkezett erjesztéséből ered. Ha erjedés alatt a hőmérséklet 35 °C fölé emelkedik, az élesztők megszüntetik működésüket, az erjedés megáll, és az édesen maradt bor kedvező közeg az anaerob baktériumok fejlődéséhez. Ezek megtámadják a glükózt és fruktózt, annál inkább, minél kisebb a savtartalom; tejsav és ecetsav keletkezik, ezen kívül a fruktózból mannit is.

Ha a bor ászkolása alatt bekövetkező malolaktikus erjedés hosszan elhúzódik, és a bor még ki nem erjedt cukrot tartalmaz, a baktériumok a cukrot is megtámadják, s ilyenkor is képződik mannit.

Hibás erjedés vagy mannitos erjedésbe átmenő almasavbomlás következtében a mannit mennyisége jelentékenyen megszaporodhat: 1–30 g/l lehet.

Szorbit

Hatértékű alkohol: CH2OH-(CHOH)4-CH2OH, a mannit izomérje. Kis mennyiségben (100 mg/l alatt) a szőlőből ered. Ezenfelüli mennyisége hamisításra, gyümölcsborokkal való házasításra mutat, mivel a gyümölcsboroknak rendes alkotórésze a szorbit.