1

Τρύγος Η εποχή του τρύγου, η ποιότητα του σταφυλιού και η καταλληλότητά του για ζύµωση επηρεάζονται από το κλίµα κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης των σταφυλιών. Κρύος και υγρός καιρός οδηγεί σε σταφύλι µε χαµηλή συγκέντρωση σακχάρου, υψηλή πτητική οξύτητα και σε αυξηµένη πιθανότητα µουχλιάσµατος. Σταφύλια «ξηρής σήψης» (επίδραση Botritis cinerea) ) δίνουν υψηλή συγκέντρωση σακχάρου και µούστο εξαιρετικής ποιότητας. Τα σταφύλια συλλέγονται µηχανικά ή χειρωνακτικά, ενώ η αποµάκρυνση των στεµφύλων και η σύνθλιψη είναι συνήθως µηχανικές διεργασίες. Η αποµάκρυνση των µίσχων, φύλλων και κοτσανιών των σταφυλιών πριν τη σύνθλιψη ελαχιστοποιεί την υπέρµετρη εκχύλιση φαινολικών ουσιών και λιπιδίων. Οι φαινόλες που προέρχονται από τους µίσχους γενικά δίνουν περισσότερο σκληρές και πικρές γεύσεις από αυτές που προέρχονται από τα γίγαρτα και τους φλοιούς. Για λόγους ευκολίας και αποτελεσµατικότητας, η αποµάκρυνση των στεµφύλων και η σύνθλιψη συχνά πραγµατοποιούνται µε το ίδιο µηχάνηµα. 2

Το µηχάνηµα αποµάκρυνσης των στεµφύλων αποτελείται από έναν εξωτερικό διάτρητο κύλινδρο που επιτρέπει στα σταφύλια να περάσουν, αλλά εµποδίζει το πέρασµα των µίσχων, των κοτσανιών και των φύλλων. Η σύνθλιψη των σταφυλιών επιτρέπει στη ζύµωση να αρχίσει σχεδόν αµέσως, περιορίζει τη µικροβιακή µόλυνση και µειώνει την οξείδωση. Οι ι διαδικασίες που χρησιµοποιούνται σ αυτή τη φάση περιλαµβάνουν το στύψιµο των σταφυλιών πάνω σε διάτρητη πλάκα ή µε πέρασµα µέσα από σύστηµα κυλίνδρων. Το διάστηµα µεταξύ των κυλίνδρων είναι ρυθµισµένο και εξαρτώµενο από το µέγεθος της ρόγας. Είναι σηµαντικό να αποφεύγεται η σύνθλιψη των γιγάρτων ώστε να εµποδίζεται η µόλυνση του µούστου µε ταννίνες, οι οποίες προσδίδουν πικρή γεύση και γιγαρτέλαια, η οξείδωση των οποίων συνήθως δίνει µυρωδιά ταγγίσµατος. Κατά την παραγωγή ερυθρών οίνων η έκθλιψη των σταφυλιών έχει µεγάλη σηµασία, καθώς είναι απαραίτητη η εκχύλιση των ερυθρών χρωστικών από τα στέµφυλα. Οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν την εκχύλιση και το είδος των ενώσεων που ελευθερώνονται κατά τη διάρκεια της έκθλιψης είναι η θερµοκρασία και η διάρκεια της διαδικασίας. 3

Συνήθως σ αυτό το στάδιο γίνεται προσθήκη µικρής ποσότητας ( 50mg/L) διοξειδίου του θείου για να έχουµε παρεµπόδιση ανάπτυξης άγριων ζυµών και βακτηρίων που πιθανόν να δώσουν άσχηµο οργανοληπτικό χαρακτήρα στο τελικό προϊόν, καθώς και για να έχουµε καταστολή πιθανού οξειδωτικού αποχρωµατισµού. Η ποσότητα που προστίθεται εξαρτάται από το πόσο υγιής είναι η σοδειά και από τη θερµοκρασία της έκθλιψης. Μια σύγχρονη τεχνική που εφαρµόζεται σε ορισµένες ποικιλίες είναι η έκθλιψη υπό ατµόσφαιρα διοξειδίου του άνθρακα (Carbonic maceration). Ως πλεονέκτηµα είναι η δηµιουργία χαρακτηριστικής ελαφριάς γεύσης, φίνου αρώµατος και γεύσης. Τα µειονεκτήµατα της µεθόδου είναι το υψηλό κόστος σε σχέση µε την παραδοσιακή µέθοδο, καθώς και το γεγονός ότι µερικές φορές παράγονται οίνοι υψηλής πτητικής οξύτητας. Μια άλλη σύγχρονη µέθοδος είναι η θερµοοινοποίηση (Thermovinification). Αυτή περιλαµβάνει τη θέρµανση άθικτων ή συνθλιµµένων σταφυλιών στους 50-80 ο C. Σε µερικές περιπτώσεις γίνεται απότοµη θέρµανση ολόκληρων των σταφυλιών. Τέτοιοι χειρισµοί είναι µικρής διάρκειας ( 1min) και στόχος είναι η θέρµανση της εξωτερικής στοιβάδας των σταφυλιών, µε αποτέλεσµα την επίτευξη µεγαλύτερου ποσοστού εκχύλισης ερυθρών χρωστικών. Επιπλέον, θερµοκρασίες>60 ο C απενεργοποιούν την λακάση. Σε µερικές ειδικές ευαίσθητες ποικιλίες όπως για παράδειγµα στην περίπτωση του «Pinot noir» η θερµανση γίνεται σε χαµηλότερη θερµοκρασία για µεγαλύτερο χρονικό διάστηµα (32 ο C για 12h). 4

Κατά τη θερµοοινοποίηση παρουσιάζονται µερικές φορές δυσκολίες µε τη διαύγαση και το φιλτράρισµα, καθώς εκχυλίζονται και πηκτίνες παράλληλα µε τις ερυθρές χρωστικές. Όµως συχνά διορθώνονται µε την προσθήκη πηκτινάσης. Σύσταση και διόρθωση του γλεύκους Υδατάνθρακες. Το σάκχαρο του γλεύκους είναι το ιµβερτοσάκχαρο (µίγµα γλυκόζης-φρουκτόζης) σε ποσότητα 15-30%. Οργανικά οξέα. Τα κυριότερα οξέα είναι το τρυγικό, µηλικό και κιτρικό. Αζωτούχες ενώσεις. Πρωτεΐνες, ένζυµα, πεπτίδια και αµινοξέα, περιέχονται σε χαµηλά ποσά. Φαινολικές ενώσεις. Οι ταννίνες είναι συστατικά των γιγάρτων, των βοστρύχων και του φλοιού. Τα λευκά κρασιά περιέχουν χαµηλότερες ποσότητες ταννινών (0.1-0.3g/L) συγκριτικά µε τα ερυθρά (1-3g/L). Οι χρωστικές του γλεύκους απαντούν στον φλοιό του σταφυλιού απ όπου µεταφέρονται στο γλεύκος κατά την έκθλιψη. Το σάρκωµα του σταφυλιού δεν περιέχει χρωστικές. Γλεύκη που αποχωρίζονται από τα στέµφυλα αµέσως µετά την έκθλιψη των ερυθρών ή µαύρων σταφυλιών δεν εκχυλίζουν µεγάλα ποσά χρωστικών και κατά συνέπεια είναι ανοικτού χρώµατος. Ανόργανα συστατικά. Σηµαντικότερα είναι τα ιόντα καλίου, ασβεστίου, µαγνησίου, µαγγανίου, σιδήρου, αργιλίου, καθώς και αµµωνιακά άλατα. 5

Η συγκέντρωση σακχάρων του γλεύκους µετριέται συνήθως µε σακχαρόµετρα σε µονάδες Baume ( o Be) ή Brix. Η κλίµακα o Be ορίζεται από την πυκνότητα του νερού (0 ο Be) και από την πυκνότητα του πυκνού θειικού οξέος (66 ο Be). Η κλίµακα ο Be έχει µεγάλη πρακτική σηµασία, καθώς οι βαθµοί ο Be του γλεύκους αντιστοιχούν µε αλκοολικούς βαθµούς στο κρασί, εφόσον όλο το περιεχόµενο σάκχαρο µετατραπεί σε αλκοόλη. Ως αλκοολικός βαθµός ορίζονται τα ml αιθανόλης στα 100mL διαλύµατος. Με την πρόοδο της ζύµωσης, οι o Be µειώνονται, γεγονός που οφείλεται στην µείωση των σακχάρων προς παραγωγή αλκοόλης και κατά συνέπεια επηρεάζεται το ειδικό βάρος. Όταν το ο Be του γλεύκους είναι χαµηλό, για να παραχθεί η επιθυµητή συγκέντρωση αιθανόλης γίνεται προσθήκη συµπυκνωµένου µούστου ή ανάµειξη µε µούσο υψηλότερου βαθµού ο Be. Πρακτικά 17g/L σακχάρου αντιστοιχούν µε 1 o Be. Στην αντίθετη περίπτωση, γίνεται προσθήκη νερού. 6

Άλλες τεχνικές που χρησιµοποιούνται για την αύξηση του βαθµού ο Be του γλεύκους τα οποία προήλθαν από φτωχειές σοδειές, είναι η αντίστροφη ώσµωση και η εκχύλιση εν ψυχρώ. Στην πρώτη περίπτωση, το γλεύκος συµπυκνώνεται αναγκάζοντας το νερό του γλεύκους να αποµακρυνθεί περνώντας µέσω µεµβράνης. Η εκχύλιση εν ψυχρώ περιλαµβάνει ψύξη των σταφυλιών, στη συνέχεια σύνθλιψη και στύψη των παγωµένων σταφυλιών, µε αποτέλεσµα το παγωµένο νερό να µην διοχετεύεται στο γλεύκος και έτσι να παραλαµβάνεται συµπυκνωµένο γλεύκος. Τα µειονεκτήµατα της αντίστροφης ώσµωσης είναι το κόστος λειτουργίας και η απώλεια σηµαντικών για το άρωµα του κρασιού ενώσεων. Το µειονέκτηµα της εκχύλισης εν ψυχρώ είναι το υψηλό κόστος. Η συγκέντρωση των οξέων στο γλεύκος και στο κρασί έχει µεγάλη σηµασία για την συντήρηση του οίνου. Η ολική οξύτητα στο γλεύκος ρυθµίζεται συνήθως στην περιοχή 6-8g/L τρυγικού οξέος. Η οξίνιση χαµηλής οξύτητας γλευκών συχνά γίνεται πριν τη ζύµωση, γιατί έτσι περιορίζεται η ανάπτυξη ανεπιθύµητων µικροοργανισµών. Αντίθετα, η µείωση της οξύτητας συνήθως γίνεται µετά τη ζύµωση. Για την αύξηση της οξύτητας συνήθως προστίθεται τρυγικό ή κιτρικό οξύ. Η προσθήκη τρυγικού οξέος επιφέρει αύξηση της οξύτητας µόνο κατά 2/3, καθώς το 1/3 της προστιθέµενης ποσότητας µετατρέπεται σε όξινο τρυγικό κάλιο. Η χρήση του κιτρικού οξέος προτιµάται γιατί παρέχει απαλότερη γεύση. 7

Άλλος τρόπος αύξησης της οξύτητας είναι η ανάµειξη µε γλεύκος µεγαλύτερης οξύτητας ή προσθήκη γύψου (CaSO 4 ): Ο CH(OH)COOΚ CH(OH)COOΗ + CaSO 4 CH(OH)CO CH(OH)CO Ca + KHSO 4 Σχ.12. Αύξηση της οξύτητας σε γλεύκος λόγω προσθήκης CaSO 4. Ο O σχηµατισµός του περισσότερου διαλυτού KHSO 4 προκαλεί αύξηση της οξύτητας, καθώς το δυσδιάλυτο όξινο τρυγικό κάλιο καταβυθίζεται ως τρυγικό ασβέστιο. Αν και η µέθοδος αυτή εφαρµόστηκε εκτεταµένα στο παρελθόν, σήµερα αποφεύγεται γιατί αυξάνεται η συγκέντρωση του θείου στο κρασί. Η µείωση της οξύτητας γίνεται είτε µε ανάµειξη γλευκών µε χαµηλότερη οξύτητα, ή µε προσθήκη ανθρακικού ασβεστίου ή ανθρακικού καλίου. 8

CH(OH)COOΗ CH(OH)COOΚ Ο CH(OH)CO + CaCO 3 CH(OH)CO Ο Ca + H 2 O + CO 2 Σχ.13. Μείωση της οξύτητας µε προσθήκη CaCO 3. Η πιο δύσκολη περίπτωση εµφανίζεται όταν το γλεύκος έχει υψηλή οξύτητα αλλά και υψηλό ph. Αυτή η περίπτωση είναι κοινή στα ψυχρά κλίµατα όπου τα σταφύλια περιέχουν υψηλή συγκέντρωση µηλικού οξέος και ιόντων καλίου. Προτείνεται η προσθήκη τρυγικού οξέος για την ρύθµιση της σχέσης µηλικού/τρυγικού και η καθίζηση των ιόντων καλίου που περισσεύουν µε οξίνιση µε τρυγικό οξύ στην επιθυµητή τιµή ph/οξύτητας. 9

Η Βιοχηµεία των Ζυµώσεων Αλκοολική Ζύµωση Αλκοολική ζύµωση είναι η ενζυµατική µετατροπή των σακχάρων σε αιθανόλη και διοξείδιο του άνθρακα. Γλυκόζη ATP Εξοκινάση ADP 6-Φωσφορική γλυκόζη Ισοµεράση της 6-φωσφορικής γλυκόζης 6-Φωσφορική φρουκτόζη Φωσφοφρουκτοκινάση ATP ADP 1,6- ιφωσφορική φρουκτόζη Αλδολάση Φωσφορική διυδροξυακετόνη Ισοµεράση της φωσφορικής τριόζης 3-Φωσφορική γλυκεραλδεΰδη C H O 2 C H OH + 2 CO 6 12 6 2 5 2 2 Αφυδρογονάση της 3-φωσφορικής γλυκερόλης 3-Φωσφορική γλυκερόλη Φωσφατάση της 3-γλυκερόλης NAD + NADH Αφυδρογονάση της 3-φωσφορικής γλυκεραλδεΰδης 1,3- ιφωσφογλυκερικό Κινάση του ATP φωσφογλυκερικού ADP Σχ.14. Αλκοολική ζύµωση. Γλυκερόλη 3-Φωσφογλυκερικό Μουτάση του φωσφογλυκερικού 2-Φωσφογλυκερικό Ενολάση Σχ.15. Πορεία αλκοολικής ζύµωσης. CO 2 Φωσφοενολοπυροσταφυλικό Κινάση του ADP πυροσταφυλικού ATP Ακεταλδεΰδη Πυροσταφυλικό Αποκαρβοξυλάση του NADH πυροσταφυλικού Αλκοολική NAD + αφυδρογονάση Αιθανόλη 10

Παράγοντες που επηρεάζουν την αλκοολική ζύµωση Οι παράγοντες που επιδρούν στην πορεία της αλκοολικής ζύµωσης είναι οι πηγές άνθρακα και ενέργειας,, οι αλκοόλες,, η θερµοκρασία,, οι αζωτούχες ενώσεις,, το διοξείδιο του θείου,, το οξυγόνο και ο αερισµός,, το CO 2 και η πίεση,, το ph,, οι βιταµίνες,, τα ανόργανα στοιχεία και οι φαινόλες. Οι κυριότερες πηγές άνθρακα και ενέργειας για τις ζύµες είναι η γλυκόζη και η φρουκτόζη. Στην περίοδο ωριµότητας η συγκέντρωση σακχάρου στα περισσότερα σταφύλια κυµαίνεται µεταξύ 20-25%. 25%. Σ αυτή τη συγκέντρωση η ωσµωτική δράση του σακχάρου µπορεί να καθυστερήσει την εκκίνηση της ζύµωσης. Η βιωσιµότητα των κυττάρων περιορίζεται και η ευαισθησία στην τοξικότητα της αλκοόλης αυξάνεται. Σε συγκεντρώσεις σακχάρου 25-30% η πιθανότητα πρόωρου τερµατισµού της ζύµωσης αυξάνει πολύ. Παρόλο που ο S. cerevisiae παρουσιάζει µεγάλη ανθεκτικότητα στην αιθανόλη, όλες οι αλκοόλες είναι τοξικές σε κάποιες συγκεντρώσεις. Η αύξηση της αλκοόλης αναστέλλει τελικά τη ζύµωση, αλλά αρχίζει να επηρεάζει τη δράση των ζυµών σε πολύ χαµηλότερες συγκεντρώσεις. Για παράδειγµα, η καταστολή της κατανάλωσης σακχάρου ξεκινάει περίπου σε συγκέντρωση αιθανόλης 2% (v/v) v/v). Παρόλο που οι ανώτερες αλκοόλες εµφανίζουν πιο ανασταλτική δράση από την αιθανόλη, οι σηµαντικά χαµηλότερες συγκεντρώσεις τους περιορίζουν την τοξικότητά τους. 11

Η πορεία της αλκοολικής ζύµωσης επηρεάζεται από τη θερµοκρασία.. Υψηλές θερµοκρασίες (>30 o C) µπορεί να προκαλέσουν τον θάνατο ή το σοκ των κυττάρων της ζύµης και να αυξήσουν την πιθανότητα µόλυνσης από θερµοανθεκτικούς µικροοργανισµούς. Ζυµώσεις σε χαµηλές θερµοκρασίες πιθανόν να καθυστερήσουν τόσο την εκκίνηση, όσο και την πορεία της ζύµωσης. Εκτός από την επίδραση στην ανάπτυξη των κυττάρων, σε υψηλές θερµοκρασίες παρατηρείται µεγαλύτερη εξάτµιση πτητικών συστατικών του κρασιού. Στις περισσότερες περιπτώσεις το γλεύκος περιέχει αρκετό άζωτο για τη ζύµωση. Όµως, εάν η συγκέντρωση είναι χαµηλή ή περιορισµένη, πιθανόν να επιβραδυνθεί η ζύµωση και να σταµατήσει. Η προσθήκη αµµωνιακών αλάτων στο γλεύκος συνεισφέρει στη µείωση των ανώτερων αλκοολών. Το SO 2 προστίθεται για να περιοριστεί ή να εµποδιστεί η ανάπτυξη ανεπιθύµητων µικροβίων. Το πιο µεγάλο πλεονέκτηµά του σε σχέση µε άλλες αντιµικροβιακές ουσίες είναι η σχετική αναισθησία των ζυµών του κρασιού στη δράση του. Σε ποσότητες µέχρι 50ppm είναι απίθανο να επηρεάσει τον ρυθµό της αλκοολικής ζύµωσης. Όµως, µπορεί να καθυστερήσει την έναρξή της. Το SO 2 µπορεί να επηρεάσει αξιοσηµείωτα τον µεταβολισµό της ζύµης µε τη δέσµευση καρβονυλικών ενώσεων (π.χ. ακεταλδεΰδης, πυροσταφυλικού οξέος και α-κετογλουταρικού οξέος) που παράγονται από τη ζύµη. Αυτή η δέσµευση αυξάνει την παραγωγή και την απελευθέρωση τέτοιων ουσιών στο γλεύκος. 12

Η πορεία της ζύµωσης δεν απαιτεί οξυγόνο.. Ακόµα και παρουσία οξυγόνου ο S. cerevisiae επιλεκτικά ζυµώνει σάκχαρα προς αιθανόλη. Ωστόσο, ίχνη οξυγόνου ευνοούν την αλκοολική ζύµωση µε το να επιτρέπουν την απευθείας οξείδωση των πρόδροµων ενώσεων στην βιοσύνθεση των στερολών και των µεγάλων αλυσίδων ακόρεστων λιπαρών οξέων (ενώσεων που χρειάζονται για τη σωστή λειτουργία των κυτταρικών µεµβρανών). Οι οινοποαραγωγοί στις ζυµώσεις αποφεύγουν την παρουσία αέρα, καθώς η παρουσία οξυγόνου έχει ως συνέπεια τη σύνθεση ανώτερων αλκοολών και ακεταλδεΰδης. Κατά τη διάρκεια της ζύµωσης παράγονται µεγάλες ποσότητες CO 2. Με την αποµάκρυνση του CO 2 αποµακρύνονται ταυτόχρονα διάφορες πτητικές ενώσεις και παρατηρείται απώλεια αιθανόλης ( 1.0-1.5%), 1.5%), η οποία ποικίλει αναλόγως µε τη θερµοκρασία. Οι ανώτερες αλκοόλες και τα µονοτερπένια χάνονται κατά τον ίδιο περίπου βαθµό ( 1%). Αξιοσηµείωτη είναι η απώλεια που παρατηρείται τόσο στους αιθυλεστέρες, όσο και στους οξικούς εστέρες. Όταν το αέριο παγιδεύεται στα δοχεία ζύµωσης, η πίεση αυξάνεται απότοµα. Σε πιέσεις πάνω από 7atm η ανάπτυξη της ζύµης σταµατά. Χαµηλό ph και υψηλές συγκεντρώσεις αιθανόλης αυξάνουν την ευαισθησία της ζύµης στις υψηλές πιέσεις. 13

Οι τιµές του ph στο γλεύκος έχουν µικρή επίδραση στον ρυθµό ζύµωσης ή στην σύνθεση και απελευθέρωση αρωµατικών ενώσεων από τις ζύµες. Μόνο πολύ χαµηλές τιµές ph (ph<3) µπορούν να δράσουν ανασταλτικά στη ζύµωση. Οι πιο σηµαντικές επιδράσεις του ph πάνω στη ζύµωση είναι έµµεσες, όπως αυτές που αφορούν την αντιµικροβιακή δράση του SO 2. Χαµηλό ph εµποδίζει την ανάπτυξη ανεπιθύµητων µικροοργανισµών στο γλεύκος. Οι βιταµίνες και τα ανόργανα στοιχεία παίζουν αποφασιστικό ρόλο στον µεταβολισµό της ζύµης ως πρόδροµες ενώσεις ενζύµων ή ως ουσίες απαραίτητες για τα ενεργά κέντρα πολλών ενζύµων. Όµως, γενικά οι απαιτήσεις των ζυµών ικανοποιούνται από την περιεκτικότητα του γλεύκους σε βιταµίνες και ανόργανα άλατα. Η συγκέντρωση των φαινολικών ουσιών στο γλεύκος µπορεί να έχει ποικίλες επιδράσεις στην πορεία της ζύµωσης. Για παράδειγµα, οι ανθοκυανίνες, µπορεί να διεγείρουν την ζύµωση, ενώ ορισµένες προκυανιδίνες (ολιγοµερή λευκοανθοκυανιδινών και κατεχινών) των λευκών σταφυλιών µπορεί να είναι ελαφρά ανασταλτικές. 14