A borászati kémia az élelmiszer-kémia és az élelmiszer-biokémia speciális, ám annál fontosabb ága. Feladata nem csupán a szőlő, mint alapanyag, illetve a bor, mint végtermék kémiai összetételének mélyreható vizsgálata, hanem annak a komplex biokémiai és technológiai folyamatnak a feltárása is, amelynek során a must, egy egyszerű gyümölcslé, átalakul a borrá - egy merőben más kémiai és fizikai tulajdonságokkal bíró, összetett itallá. Ebben az értelemben a borászati kémia rendkívül analitikaigényes tudományág, melynek fejlődése szorosan összefonódik az élelmiszer-analitika előrehaladásával.
A borászati kémia sohasem öncélú kutatás. Eredményei minden esetben a borászati technológia tökéletesítését célozzák, végső soron olyan minőségi borok létrehozását, amelyek megőrzik a szőlő értékes alkotóelemeit, miközben a korszak ízlésvilágának megfelelően gazdagodnak az erjedés és az érlelés során keletkező új összetevőkkel.
A szőlőbogyó érésének kémiai folyamatai
A szőlőbogyó fejlődése több szakaszra bontható, melyek mindegyike jelentős kémiai és biokémiai változásokat eredményez. E változások alapvető fontosságúak a végső bor minőségének szempontjából.
Az érés első szakasza: A növekedés
A bogyó érésének első időszaka a növekedési szakasz. Ebben az időszakban a bogyó mérete és tömege jelentősen megnő. A még zöld, fejlődő bogyó kémiai összetétele nem sokban különbözik a szőlőnövény más részeinek összetételétől. Héjsejtjei klorofillt tartalmaznak, így képesek a szén-dioxid asszimilálására, ami keményítő képződéséhez vezet a bogyóban. Ekkoriban a bogyó még csak kevés cukrot tartalmaz, melynek túlnyomó része szőlőcukor. A savtartalom viszont folyamatosan növekszik, mind a borkősav, mind az almasav mennyisége elérheti maximális értékét a növekedési időszak végére. Már a korábbi kutatók, mint Müller-Thurgau is feltételezték, hogy a savak a bogyóban képződnek a cukorból, mint a növény légzési folyamatainak melléktermékei.
Az érés második szakasza: A zsendülés és a tényleges érés
Az érési időszak akkor kezdődik, amikor a bogyó puhulni kezd, ezt a folyamatot nevezzük zsendülésnek. Ez a fejlődés kulcsfontosságú állomása, melyet a színeződés bekövetkezése kísér. A bogyó növekedése megáll, elveszíti zöld színét, a klorofill és a keményítő eltűnik belőle. Kifejlődnek a színanyagok - sárga, vörös vagy kék színű pigmentek, melyek képződését a pH is befolyásolja -, és a bogyó megpuhul.
Ebben az érési időszakban keletkezik a cukor, ám ennek jelentős része nem közvetlenül a bogyóban, hanem a levelekben termelődik, és onnan vándorol be a bogyóba, mint asszimilátum. Bár a növény légzése bizonyos mennyiségű cukrot elhasznál, a bevándorlás a domináns folyamat. A kétféle cukor, a szőlőcukor és a gyümölcscukor aránya is megváltozik: a gyümölcscukor képződése is megindul, így a teljes éréskor a két cukor nagyjából egyenlő arányban van jelen. A cukortartalom növekedése a bogyó súlyát is gyarapítja.
Az érési időszak másik jellemző vonása a savtartalom csökkenése, amely a puhulás kezdetekor érte el maximumát. Míg az almasav mennyisége valóban csökken a bogyó légzése révén, addig a borkősavat és az almasavat a bogyóba vándorló kálium megköti. A kezdetben jelentős mennyiségű csersav is fokozatosan eltűnik az érés során, így az érett szőlő levében már csak elenyésző mennyiség marad belőlük.
Mindaddig, amíg a levelek képesek asszimilálni és a bogyószár friss, a cukor és a kálium folyamatosan vándorol a bogyóba, biztosítva az érési folyamatot. Amint azonban a levelek elkezdenek lehullani, és a bogyószár elfásodik, az anyagok bogyóba történő vándorlása megszűnik, és ezzel együtt az érési folyamat is leáll.
Az érés harmadik szakasza: A túlérés
Ha az érett fürt továbbra is a tőkén marad, megkezdődik a túlérési időszak. Ebben a szakaszban a bogyóban végbemenő változások már csak a már meglévő anyagok átalakulására korlátozódnak, főként a vízpárolgás és a légzés révén.
A vízpárolgás, különösen száraz időjárás esetén, olyan mértékű lehet, hogy a bogyó rothadás nélkül is összetöppedhet, aszúbogyóvá válva. A vízpárolgás következtében a bogyó relatív cukortartalma jelentősen megnövekedhet, azonban új cukormennyiség már nem képződik. A kétféle cukor aránya is tovább változhat; a legtöbb irodalmi adat szerint a gyümölcscukor mennyisége meghaladhatja a szőlőcukorét, ami a túlérés biztos jele. Az abszolút cukortartalom azonban a légzés következtében csökken, bár ebben az időszakban már gyengébb a légzési intenzitás. A légzésnek almasav-csökkenés is a következménye.
E. Mach vizsgálatai szemléletesen illusztrálják a bogyó érésének első két időszakában bekövetkező változásokat. Mach egyaránt vizsgálta a bogyóból kisajtolt levet és az egész bogyót is, utóbbit vízzel kifőzve. A bogyók súlyának ismeretében az utóbbi vizsgálat eredményeit 100 bogyóra számította át. E vizsgálatokat a Negrara szőlőfajtával végezte.
🍇 A SZŐLŐ METSZÉSE - négyen egy gatyában ( A LELKES , A PROFI, és a BÉRMETSZŐ )
A must és a bor kémiai összetétele
A must, a szőlőből préselt, még erjedetlen lé, a bor alapanyaga. Kémiai összetétele rendkívül összetett, és jelentősen függ a szőlőfajtától, a termőhelytől, az érettségi állapottól és a feldolgozási módtól. A must főbb komponensei közé tartoznak a cukrok (szőlőcukor és gyümölcscukor), a savak (főként borkősav és almasav), a víz, a nitrogénvegyületek, az ásványi anyagok, a vitaminok, az íz- és illatanyagok, valamint a polifenolok.
Cukrok
A must cukortartalma adja az erjedés alapját, hiszen az élesztőgombák a cukrokat alakítják át alkohollá és szén-dioxiddá. A szőlőcukor (glükóz) és a gyümölcscukor (fruktóz) aránya általában közel 1:1, bár az érés során és a túléréskor ez az arány változhat. A cukortartalom mérésére refraktométert vagy mustsűrűségmérőt (Oechsle-fok, Balling-fok) használnak.
Savak
A must savtartalma nagyban hozzájárul a bor frissességéhez, élénkségéhez és eltarthatóságához. A legfontosabb savak a borkősav és az almasav. A borkősav stabil, míg az almasav a malolaktikus fermentáció során tejsavvá alakulhat, ami a bor savasságát lágyítja. Emellett kisebb mennyiségben citromsav, ecetsav és glükonsav is jelen lehet. A savtartalom csökkenése az érés során a káliumionok megkötése révén történik.
Egyéb fontos komponensek
- Nitrogénvegyületek: Az élesztőgombák számára fontos tápanyagok, befolyásolják az erjedés dinamikáját és az aromaanyagok képződését.
- Ásványi anyagok: Különösen a kálium, a kalcium és a magnézium játszik szerepet a savak megkötésében és a bor stabilitásában.
- Polifenolok: A szín, az íz (csersav) és az antioxidáns tulajdonságok szempontjából is jelentősek. Különösen a vörösborokban vannak nagyobb mennyiségben.
- Íz- és illatanyagok: Kis koncentrációban is nagy hatással vannak a bor aromatikájára. Ezek lehetnek terpének, észterek, aldehidek, pirazinok és még sok más vegyület.
Az erjedés biokémiája és a bor fejlődése
Az erjedés az a biokémiai folyamat, amelynek során az élesztőgombák a must cukortartalmát alkohollá (etanol) és szén-dioxiddá alakítják. Ez a borászati kémia egyik legfontosabb területe, hiszen ez határozza meg a bor alkoholtartalmát és számos aromaanyagának kialakulását.
Az alkoholos erjedés
A Saccharomyces cerevisiae fajok a leggyakrabban használt élesztők az alkoholos erjedés során. Az erjedés sebessége függ a hőmérséklettől, a tápanyagok (cukor, nitrogén) rendelkezésre állásától, az élesztő sejtek számától és aktivitásától, valamint a must pH-értékétől. A folyamat exoterm, tehát hőt termel, ezért a hőmérséklet szabályozása kritikus a kívánatos aromaanyagok megőrzése és a nem kívánt melléktermékek képződésének elkerülése érdekében.
Malolaktikus fermentáció (másodlagos erjedés)
A malolaktikus fermentációt baktériumok (főként Oenococcus oeni) végzik. Ez során az almasavat tejsavvá alakítják, ami csökkenti a bor savasságát és kellemesebb, krémesebb textúrát kölcsönöz neki. Ez a folyamat különösen a vörösboroknál, de bizonyos fehérboroknál is fontos.
Az érlelés kémiai folyamatai
Az érlelés során a borban további kémiai és biokémiai változások mennek végbe, amelyek tovább formálják annak ízét, illatát és komplexitását.
- Észterek képződése és hidrolízise: Az észterek felelősek a gyümölcsös és virágos aromák egy részéért. Az érlelés során új észterek keletkezhetnek, vagy a meglévők hidrolizálhatnak.
- Oxidáció és redukció: A borban zajló redoxi folyamatok befolyásolják a színét és az aromatikáját. A megfelelő oxigénellátás kulcsfontosságú az érlelés során.
- Polifenolok változásai: A csersavak polimerizálódhatnak, ami a bor csersavtartalmának csökkenéséhez és a szerkezetének módosulásához vezet.
- Hordós érlelés: A fahordóban érlelés során a bor érintkezik a hordó fájával, amelyből tanninok, illatanyagok (pl. vanillin, fahéj) oldódnak ki. Emellett a fa pórusain keresztül oxigén is jut a borba, ami segíti az érlelési folyamatokat.
A borászati kémia ezen folyamatok mélyreható megértését teszi lehetővé, ami elengedhetetlen a kiváló minőségű borok előállításához. Kállay Miklós és a hozzá hasonló kutatók munkássága, valamint a Ferenczi Sándor által megalapozott borkémiai hagyományok biztosítják a magyar borászat számára a tudományos hátteret. A "Borászati kémia" című könyv, amely Eperjesi Imre "Borászati technológia" és Magyar Ildikó "Borászati mikrobiológia" című munkáival együtt alkot egy trilógiát, kiváló forrása lehet mind a szakembereknek, mind a hallgatóknak ezen összetett tudományág megismeréséhez.
A könyv első kiadása 1955-ben jelent meg Mezőgazdasági kiadásban, 404 oldalon. A későbbi kiadások, mint például Kállay Miklós neve alatt futó, a korábbi "Borászat" című mű egy részéből önálló szakkönyvvé vált. A kötet a szőlő érésének biokémiájával kezdődik, majd kitér a must és a bor kémiai összetételére, az erjedés biokémiájára, valamint a bor fejlődésének kémiai folyamataira. A kiadványt irodalomjegyzék és tárgymutató egészíti ki, segítve az eligazodást a témában.
A borászati kémia megértése nem csupán elméleti tudást igényel, hanem gyakorlati alkalmazást is. A technológiai döntések meghozatala, a minőségellenőrzés, a hibák feltárása és kijavítása mind a kémiai ismereteken alapulnak. Ez a tudományág teszi lehetővé, hogy a borászok a legtöbbet hozzák ki a szőlőben rejlő potenciálból, és olyan borokat hozzanak létre, amelyek tükrözik a termőhely egyediségét és a készítő szakértelmét.