Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2008 №3

Решающее значение для формирования коньяка, как напитка с присущими ему своеобразным вкусом и ароматом, имеет выдержка коньячного спирта в дубовой таре.

Физические процессы при выдержке коньячного спирта представлены экстракцией спиртом компонентов древесины дуба, его поглощение дубовой клепкой и испарением. Величина поглощения определяется пористостью древесины, температурой, крепостью спирта, удельной площадью поверхности бочки. Скорость поглощения возрастает с увеличением давления и снижается по мере роста, вязкости старых спиртов.

Интенсивность испарения зависит от скорости поглощения спирта древесиной дуба, температуры, наличия трещин и микроотверстий в бочке и влажности воздуха. Если относительная влажность ниже 70 %, то скорость испарения воды превышает скорость испарения спирта. При относительной влажности выше 70 % будет иметь место преимущественное испарение спирта. При 70 % относительной влажности скорости испарения воды и спирта равны, в этом случае наблюдается уменьшение объема спирта без снижения его крепости. Повышению скорости испарения способствует и больший воздухообмен в помещении.

Интенсивность экстрагирования веществ из дубовых клепок коньячным спиртом усиливается при понижении его pH и возрастании температуры выдержки. При этом экстрагируются соединения из слоя клепок толщиной до 1 мм, хотя смачивание проходит на большую глубину — 8-12 мм. В более глубокие слои спирт диффундирует в парообразном состоянии.

В процессе выдержки молодого коньячного спирта в контакте с древесиной дуба из нее извлекаются различные вещества, которые затем связываются под воздействием кислорода в химические соединения, придающие коньякам специфические аромат и вкус.

В состав компонентов древесины дуба входят целлюлоза, пентозаны (ксилан и арабан), гексозаны (маннан, глюкан, галактан), гемицеллюлоза и полиуроновые кислоты (глюкуроновая и галактуроновая), липоиды, пектин, камеди, а также таниды, природные красящие вещества, летучие масла, смолы, летучие кислоты, растворимые полисахариды, азотистые вещества, минеральные элементы.

В древесине дуба содержатся нелетучие вещества (эллаготанины, катехиновые танины, экстрагируемые полифенолы), а также активно участвующие в сложных химических реакциях, влияющих на органолептические показатели коньячного спирта летучие компоненты — метилокталактон, эвгенол и ванилин.

Азотистые вещества являются одним из основных компонентов дубовой древесины и принимают участие в сложении букета коньяка. Некоторые аминокислоты — гликол, глутаминовая кислота, фенилаланин, пролин, альфа-аланин экстрагируются из древесины и, вступая в различные окислительные реакции, образуют альдегиды, обладающие характерным, часто очень приятным ароматом.

Из липидов наиболее полно обнаруживаются сложные эфиры пальмитиновой, линолевой и эйкозадекановой кислот, а также эфиры триглицеринов и стеролов. В экстрактах древесины дуба найдены также холестерин и стигмастерин.

Среди веществ, экстрагируемых из древесины, в наибольшем количестве представлены дубильные вещества, лигнин, редуцирующие сахара, и в меньшей степени — аминокислоты, липиды, летучие кислоты и масла, смолы, а также ферменты.

Древесина дуба содержит природные гидролизуемые фенольные вещества, представляющие собой полиэфиры фенолкарбоновых кислот и сахаров, и конденсированные, у которых молекулы соединены одна с другой углеродными связями.

Конденсированные дубильные вещества составляют многочисленную группу и представлены ароматическими спиртами и альдегидами, оксибензойными кислотами — галловой, протокатеховой, ванилиновой, сиреневой, бета-резорциновой и другими. К этой группе принадлежат также кумарин и его гликозиды, оксикоричная, феруловая, хлорогеновая, кофейная кислоты и их производные, фенольные спирты — конифериловый, кумариновый, которые образуют полимерные соединения типа лигнина, флавоноиды, катехины и лейкоантоцианы.

Характерным свойством фенольных соединений является способность к окислению, которая возрастает за счет ферментов древесины — глюкозидазы и полифенолоксидазы. Окислительные процессы в коньячном спирте проходят по свободно радикальному механизму с участием радикалов, количество которых по мере созревания спирта увеличивается в 3–5 раз.

Начало окислительного процесса характеризуется автоокислением органических соединений коньячного спирта с накоплением пероксидов и гидропероксидов. Одновременно с возникновением радикалов происходит их рекомбинация. Эти превращения определяются как цепные свободно-радикальные процессы с вырожденными разветвлениями. На начальном этапе происходит образование свободных радикалов, инициирующих цепные реакции. Часть молекул гидропероксидов распадаются на радикалы, а остальные реагируют ионным или молекулярным путем. Образующиеся радикалы инициируют новые цепи окисления, что ведет к вырождению цепей, потому, что гомолизу подвергается небольшая часть (6-10 %) молекул гидроксидов. Их распад происходит значительно медленнее скорости цепной реакции.

Гомолиз катализируется ионами переменной валентности (Cu²⁺, Fe³⁺) и происходит, в основном, гетерогенно в тонком слое на внутренней поверхности дубовых клепок. Количество свободных радикалов возрастает также в результате воздействия на дубовую клепку кислорода воздуха, гамма- и УФ-лучей и других факторов. Этот принцип положен в основу разработки новых ускоренных технологий созревания коньячного спирта.

Созревание и старение коньячного спирта сопровождается экстракцией компонентов дуба и их химическим превращением под воздействием кислорода, а также взаимодействием этих соединений друг с другом и коньячным спиртом.

На первом этапе происходит экстракция наиболее легкоизвлекаемых дубильных веществ и их интенсивное окисление, гидролиз гемицеллюлоз и появление ксилозы, арабинозы и глюкозы, образование фурфурола.

На следующем этапе экстрагирование дубильных веществ ослабевает, но происходит их дальнейшее окисление. В условиях более высокой кислотности интенсивнее протекает извлечение и этанолиз лигнина, гидролиз целлюлоз, появляется фруктоза.

С течением времени окисление танидов продолжается с образованием спиртонерастворимых продуктов, а процесс экстрагирования еще больше замедляется.

Определяющую роль в образовании коньяка играют лигнин и продукты его превращений. В процессе длительного хранения коньячного спирта в дубовой таре происходит этанолиз древесины дуба и обогащение спирта этанол-лигнином. Кислоты спирта, содержание которых по мере выдержки спирта несколько возрастает, усиливают этанолиз лигнина.

Этанол-лигнин служит источником образования кониферилового и синапового спирта, которые под действием кислорода превращается соответственно в конифериловый и синаповый альдегиды. Дальнейшее окисление этих веществ ведет к образованию ванилина, сиреневого альдегида и других компонентов коньяка, обладающих специфическим приятным ароматом и участвующих в сложении его высоких органолептических свойств. В коньячном спирте обнаружены в свободном состоянии также формальдегид, ацетальдегид, фенилацетальдегид, метилфурфурол.

Выдержанный коньячный спирт содержит 2-окси-3-метил-2-циклопентен-1-ОН, 2,5-диметил-4-окси-3(2Н) — фуранан, 2-оксиметил-5-метил-4-окси-3(2Н) — фуранон, происхождение которых связывают с распадом аскорбиновой кислоты, катализируе мом соединениями меди. Продукты дегидратации аскорбиновой кислоты обладают приятным ароматом.

Ионы меди играют и другую важную роль — они образуют с жирными кислотами, переходящими в вино из дрожжей и имеющими неприятный запах, нерастворимые соли, появляющиеся в дистилляте в конце перегонки в виде частичек масла зеленого или коричневого цвета, которые легко всплывают на поверхность спирта-сырца, откуда они могут быть удалены. По составу они представляют собой соли меди с масляной, капроновой, каприловой и лауриновой кислотами.