Tag: analiza

Zgodnji razvoj vegetacije je spričo toplih zim in predvsem mesecev marcev v zadnjih letih postal že kar nekaj običajnega. Pozno spomladanski prodori polarnih zračnih mas v aprilu in celo maju nad naše kraje niso tako neobičajni niti danes, v dobi globalnega segrevanja. Nizka meja sneženja, mrzli severni vetrovi, ki se po prehodu hladne fronte umirijo in nato najhujše, pozeba. Posledice le te so za rastline pogosto uničujoče, najbolj jih občutijo ljudje, ki z njimi živijo, torej kmetje.

Letošnja pozna pozeba z izrazito nizkimi temperaturami po vsej državi je vseeno dokaj redek dogodek, ki se zgodi enkrat na desetletje. Primerljive, ali celo hujše pozebe v preteklosti, smo zabeležili v letih 1953 in 1957, v bližnji zgodovini pa v letih 1988 in 1997. V slednjem letu so v Postojni zabeležili -8°C, v Portorožu pa -2,5°C (ARSO, 2017). Zaradi omenjenega zgodnejšega razvoja rastlin v toplih pomladih zadnjih let, je pogostost pozeb večja, zaradi daljšega časa nevarnosti pojava le teh. Glede na razpoložljive temperaturne podatke, pa težko sklepamo na spremembo pogostosti pojavljanja pozeb v smislu pogostejših spomladanskih prodorov polarnih zračnih mas nad naše kraje (ARSO, 2017).

V Goriških brdih se meritve temperature zraka izvajajo na treh tipih vremenskih postaj. Imamo eno vremensko postajo najvišjega reda, to je avtomatska postaja agencije za okolje v Vedrijanu. Poleg te temperaturne meritve izvajajo še 4 agrometeorološke postaje (Vipolže, Šlovrenc, Kozana in Višnjevik) ter 4 amaterske vremenske postaje (Neblo, Biljana, Kojsko in Korada). Daljših, 30 letnih nizov temperaturnih meritev v Brdih nimamo. Le slednji veljajo za znanstveno uporabne. Postaja v Vedrijanu je neprekinjeno merila temperaturo zraka med leti 1978 in 1990. Ker je to najdaljši dostopen niz podatkov, ga bomo primerjali z drugim najdaljšim dostopnim nizom podatkov iz amaterske vremenske postaje na podobni nadmorski višini, v Kojskem, kar naj vsaj na grobo oriše temperaturne spremembe v zadnjih letih.

Postaja v Kojskem je postavljena na nadmorski višini 243 m (Vedrijan 285 m) in neprekinjeno meri podatke od decembra 2010. Za temperaturno najbolj variabilne mesece (razlika v povprečni temperaturi med najhladnejšim in najtoplejšim mesecem v nizu) so se v tem času izkazali zimski januar (dT = 5,7°C), februar (dT = 5,2°C), zgodnje spomladanski marec (dT = 6°C) ter poletna julij (dT = 4,3°C) in avgust (dT = 4,6°C). Predvsem izstopa mesec marec, ko smo zabeležili najnižje temperaturno povprečje 6,4°C (2013), najvišje pa 12,4°C (2012). Mesečno povprečje marca vseh 7 let v nizu znaša 9,9°C, kar je celi 2°C topleje od povprečne temperature marca v obdobju 1978 do 1990 na vremenski postaji Vedrijan. Od Vedrijanskega povprečja močno odstopa tudi mesec april, ki je z 13,2°C prav tako 2°C toplejši od niza iz osemdesetih. Odstopanja v ostalih mesecih so manjša, okoli 1°C, najbolj izstopajo poletja, ki so toplejša za dobre 1,5°C.

Primerjava klimagramov vremenskih postaj v Vedrijanu in Kojskem:

Tople pomladi, kot že rečeno, za posledico nosijo zgodnejši razvoj rastlin. Posledično se podaljša obdobje nevarnosti pozeb. V zadnjih dveh letih smo imeli dva zelo pozna spomladanska prodora hladnega zraka, lani 27. aprila ter letos 18. aprila, ko se je nad naše kraje s severa spustila polarna zračna masa. Prva polovica aprila 2017 je bila izrazito pretopla, povprečje prve dekade na vremenski postaji Kojsko je znašalo 14,9°C, kar je 3,7°C topleje od aprilskega povprečja v Vedrijanu v obdobju 1978 do 1990. 18. aprila nas je dosegel hladen zrak s severa. Ob prehodu fronte je najprej deževalo, kasneje so se pojavljale tudi snežne plohe. Temperature ob prodoru hladnega zraka so padle izrazito pod povprečje. V gorah se je ohladilo za okoli 15°C, po nižinah za 10°C (ARSO, 2017).

Fotografija linije snežnih ploh nad Goriškimi brdi 18. aprila (levo) ter slika iz vremenske kamere na Koradi, ki je bila v snežnih plohah rahlo pobeljena:

Leva slika prikazuje razporeditev zračnih mas nad Evropo 20. aprila zjutraj. Viden je globok prodor polarne zračne mase s severa Evrope. Na desni sliki je prikazana temperatura na ploskvi 850 hPa (cca.1500 m):

 

V Kojskem so se temperaturna povprečja v dneh med 18. in 21. aprilom gibala med 7,9 in 8,9°C., torej okoli 5°C pod aprilskim povprečjem na tej lokaciji. 19. in 20. aprila je pihala burja, ki se je v noči na 21. april umirjala. Da se bodo v zatišnih legah temperatre ponoči spustile zelo nizko, je nakazovala tudi nizka zračna vlaga, ki se je spustila pod 20 %. V zatišnih legah je jutro 21. aprila prineslo eno hujših pozeb v zadnjih letih. Najnižja izmerjena temperatura na vremenski postaji v Kojskem je 21. aprila zjutraj znašala 2,6°C. Precej nižje temperature so bile izmerjene po nižje ležečih predelih Goriških brd. V Vipolžah je agrometorološka postaja zabeležila Tmin pri -1,4°C, v Šlovrencu -2,2°C, amaterska postaja v Neblem pa je šla najnižje, do -2,5°C. Nižine okoli Vipolž so bile bolj izpostavljene motnjam ohlajanja zaradi vetra. Sama postaja v Vipolžah je beležila negativne temperature le slabi 2 uri, medtem ko je bilo stanje v dolini reke Reke med Neblim in Dobrovim precej slabše. Vetra je bilo manj, negativne temperature so vztrajale tudi do dve uri več. Posledično je škoda tam hujša, vinogradi so na mnogih lokacijah prizadeti 100 %. Pozebe so ponekod segale visoko v pobočja vinogradov, spet drugod že nekaj metrov nad dnom doline ni bilo opaziti škode na mladikah vinske trte. Ključno vlogo pri tem je igrala predvsem prevetrenost posamezne mikrolokacije.

Vertikalna sondaža iz Vidma ob 00z na 21. april. Celoten vertikalni profil atmosfere je bil zelo suh, kar je dodatno prispevalo k hitremu ohlajanju zraku pri tleh:

MERITVE TEMPERATURE V VINOGRADIH IN SADOVNJAKU BRESKEV

Poleg meritev s klasičnimi vremenskimi postajami s senzorji na 2 m višine, smo v nočeh med 20. in 22. aprilom opravljali meritve s temperaturnimi senzorji Homechip ibutton, model DS1922L-F5 ter senzorjem, ki poleg temperature meri tudi relativno zračno vlago, Homechip ibutton DS1923-F5. Senzorji so temperaturo merili na 10 minut. Merili smo na treh lokacijah:

  • Lokacija 1: Vipolže – pri bencinski postaji, jugozahodna lega, v vinogradu, 3 senzorji DS1922 so bili postavljeni na višino 1 m, torej na višino mladik vinske trte. Merili smo na treh lokacijah znotraj dveh vinogradov:
    • merlot, 59 m n.m.v.
    • cabernet sauvignon, 63 m n.m.v.
    • chardonnay, 71 m n.m.v.
  • Lokacija 2: Vipolže – pri kmetiji Moro, v vinogradu, 2 senzorja DS1922, postavljena na višino 1 m. Podatki te lokacije so primerljivi s podatki iz agrometeorološke vremenske postaje Vipolže, ki je postavljena v neposredni bližini. Senzorja sta bila postavljena v vinogradu na pobočju pod cerkvijo v Vipolžah severozahodni legi:
    • sauvignon, 65 in 71 m n.m.v.
  • Lokacija 3: Hruševlje – pri igrišču Čelo, na dnu doline, v sadovnjaku breskev z vrstami orientiranimi s potekom doline, torej v smeri sever – jug, 1 senzor DS1923 na zunanjem robu nasada, na višini 1,7 m in 98 m n.m.v. ter 1 senzor DS1922 v sredini nasada, na višini 1,7 m in 95 m n.m.v.

REZULTATI

LOKACIJA 1: VIPOLŽE – BENCINSKA POSTAJA

Najnižje temperature so bile izmerjene v noči z 20. na 21. april. Senzor v vinogradu merlota, na 59 m n.m.v. je izmeril najnižjo temperaturo -4°C, senzor v cabernet sauvignonu se je izkazal za defektnega, podatkov s te lokacije zato ni, senzor v chardonnay-u na 71 m n.m.v. je zabeležil Tmin pri -2°C.

Graf poteka temperature na obeh merilnih mestih na lokaciji 1. Temperatura spodaj (merlot), temperatura zgoraj (chardonnay). Temperatura je pod 0°C precej dlje vztrajala na nižjem merilnem mestu, in sicer med 4:00 in 7:00. Na višjem merilnem mestu je bilo pod ničlo okoli uro manj:

Kritična temperatura za pozebo mladik vinske trte je -1°C. Poglejmo si čas trajanja temperature pod tem pragom:

  • Vipolže – bencinska – spodnje merilno mesto: 2h 10 minut
  • Vipolže – bencinska – zgornje merilno mesto: 40 minut

LOKACIJA 2: VIPOLŽE – KMETIJA MORO

Agrometeorološka postaja v Vipolžah, na 55 m n.m.v., 100 metrov zahodno od kmetije Moro, je v noči iz 20. na 21. april zabeležila Tmin pri -1,4°C.

V isti noči je senzor na spodnji terasi vinograda zabeležil Tmin -2°C, senzor na terasi višje pa -2,5°C. Temperatura je prvič padla pod 0°C okoli 0:30, nato je narasla prek 5°C v sredini noči, se gibala okoli 0°C med 4:00 in 5:00 ter padla globje pod 0°C v urah pred sončnim vzhodom:

Čas trajanja temperature pod pragom -1°C:

  • Vipolže – Kmetija Moro – spodnje merilno mesto: 1h 30 minut
  • Vipolže – Kmetija Moro – zgornje merilno mesto: 1h 40 minut

LOKACIJA 3: HRUŠEVLJE – IGRIŠČE ČELO

Najnižja temperatura, ki sta jo izmerila senzorja je bila -3°C. Razlika je bila v trajanju minimuma, ki je pri senzorju zunaj nasada trajal 10 minut, v notranjosti nasada pa 40 minut. Podobno kot v Vipolžah je šla temperatura pod 0°C hitro po polnoči, nato smo imeli obdobje temperatur nad 0°C 2:30 in 3:30 in nato intenzivno ohlajanje in temperature pod 0°C med 3:30 in 7:30.

Kritična temperatura za pozebo mladik vinske trte je -1°C. Poglejmo si čas trajanja temperature pod tem pragom:

  • Hruševlje – Čelo – zunaj nasada: 3 ure 30 minut
  • Hruševlje – Čelo – v nasadu: 4 ure 40 minut

PODATKI AGROMETEOROLOŠKIH IN AMATERSKIH POSTAJ V GORIŠKIH BRDIH TER RAZPRAVA

Pri pregledu vinogradov na območju nižin Goriških Brd (Vipolže, Šlovrenc, Neblo, Hruševlje) je bilo opaziti velike razlike v škodi med vinogradi. Debelina inverzne plasti se je med lokacijami močno razlikovala, ponekod je bilo škodo opaziti le na strogem dnu dolin, na drugih pa je ta segala tudi do 50 m v pobočja. Ključno vlogo pri obsegu škode je igrala prevetrenost posamezne lokacije. Dan in večer pred pozebo sta bila precej vetrovna, pihala je šibka do zmerna burja. Ta je zvečer pojemala, a je še dovolj pihala, da je preprečevala izrazitejše padce temperature. To je razvidno iz skokov temperature na zgornjih grafih v obdobju po polnoči na 21. april. Veter se je po 2:30 ponoči še okrepil, na nekaterih merilnih mestih smo zabeležili velike skoke temperature, v Vipolžah pri kmetiji Moro celo do 5°C. Na grafu iz Hruševlja je prisotnost vetra razvidna iz padcev zračne vlage, ki je ob krepitvi vetra padla za 20 %.

V drugemu delu noči se je veter skoraj popolnoma umiril, temperatura je hitro padla pod 0°C ter nazadnje šla še nižje v območje, ki že povzroča škodo na kulturnih rastlinah. Bolj kot je bila lega zatišna, nižje je temperatura padla, daljše je bilo obdobje negativnih temperatur, večja je bila škoda zaradi pozebe. Razlike v škodi v vinogradih so opazne tako med lokacijami (Vipolže, Neblo), slednje je bolj prizadeto, kot tudi znotraj posamezne lokacije. V Vipolžah na primer, vinograd na izrazito neprevetreni lokaciji beleži 100 % škodo (sliki zgoraj), vinograd 20 metrov stran, na zračni lokaciji in s kordonsko gojitveno obliko pa je praktično brez škode (slika spodaj levo). Vinograd z nizko gojitveno obliko v neposredni bližini in spet na manj prevetreni lokaciji je znatno poškodovan (slika spodaj desno):

 

 

Primerjava poteka temperature med agrometeorološkima postajama v Vipolžah in Šlovrencu v noči iz 20. na 21. april. Postaji beležita podatke na pol ure. Na grafu so dodane tudi vrednosti hitrosti vetra na postaji v Vipolžah. Postaja v Šlovrencu ni opremljena s senzorjem za hitrost vetra:

Iz grafa je lepo razviden vpliv vetra na ohlajanje na vremenski postaji v Vipolžah. V Neblem je bilo vetra manj, s tem je bilo manj motenj ohlajanja. Po 3:00 zjutraj se je temperatura spustila pod 0°C in tam ostala do 6:30 zjutraj. Posledično je škoda velika. Nasprotno je bilo v Vipolžah pod 0°C le eno uro in pol. Škoda je na tej lokaciji manjša.

Potek temperature in hitrosti vetra na amaterski vremenski postaji v Neblem – hotel Venko:

Tudi na tej lokaciji vidimo odziv temperature na veter ob 2:30 ponoči. Proti jutru je bilo vetra vse manj, temperatura je pod 0°C padla po 3:00 zjutraj, pod -1°C pa po 4:30. Nad 0°C se je dvignila šele po 7:00 zjutraj.

Razlike v škodi so bile tudi glede na vzgojno obliko vinske trte. Škoda je bila manjša na visokodebelnih, kordonskih vzgojah, večja na nizkih enošparonskih Güjot-ih. Prav tako so bile opazne razlike med različnimi sortami trte. Zgodnje sorte, ki so imele že daljše poganjke, na lokacijah kjer nizke temperature niso vztrajale več ur, niso doživele večje škode, nasprotno je bila ta večja na sortah, pri katerih so bile mladike še kratke, a so vsa očesa že odgnala.

Primerjava škode v sosednjih vinogradih z različno vzgojno obliko (enokraki Güjot, slika levo; kordon, slika desno) v dolini potoka Kožbanjščka pod vasjo Hruševlje:

 

Razlike v temperaturah smo opazili tudi znotraj nasada breskev. Na bolj prevetrenem merilnem mestu ob robu nasada so nizke temperautre vztrajale manj časa kot na merilnem mestu v sami sredini nasada. Ozračje je v nasadu, kjer drevesa upočasnijo hitrost vetra, bolj mirno, posledično je temperatura tam nižja, škoda pa večja.

Če primerjamo čas trajanja pozebe na posamezni lokaciji s škodo, ugotovimo značilne razlike na lokaciji št.1. Nasad na višji in bolj vetrovni lokaciji praktično ni utrpel škode. Opazili smo le nekaj pomrznjenih mladik. V vinogradu v nižini bo izpad pridelka med 30 in 50 %.

Primerjava škode na lokaciji št.1, na zgornjem merilnem mestu (slika levo) in spodnjem merilnem mestu (slika desno):

 

Na lokaciji št.2 škode, razen par pomrznjenih mladik, ni bilo. Na tej lokaciji je bila temperatura pod -1°C najmanj časa. Na sliki levo je vinograd na spodnjem merilnem mestu, na sliki desno pa na zgornjem merilnem mestu:

 

Lokacija št.3 lepo ilustrira pomen vetra za temperaturo. Senzor znotraj nasada je beležil temperaturo pod -1°C kar 1 uro in 10 minut več, kot senzor na robu nasada. Glede na to, da je pozeba trajala več kot 3 ure, je izguba pridelka 100 %. V vinogradih v okolici je tudi opaziti veliko škodo, s tem da so najbolj prizadeti vinogradi na dnu doline. Že 5 do 10 metrov nad dnom doline, na terasah ni več omembe vredne škode. Opaziti je le par pomrznjenih mladik tu in tam. To nam pove, da je bila inverzija v dolini zelo plitva. Smiselno bi bilo ob morebitnih novih podobnih situacijah opraviti nove vzporedne meritve na višjih legah, predvsem z ugotavljanjem prisotnosti vetra. Od te točke je dolina potoka Kožbajnščka gor vodno bolj gozdnata. Možno je, da gozd vpliva na manjšo pretočnost zraka na dnu tega dela doline, posledično je škoda zaradi pozebe večja.

Pogled na nasad breskev (slika levo) ter škoda na poganjkih mladega drevesa (slika desno):

 

Primerjava škode v vinogradu na lokaciji 3, na dnu doline (slika levo) ter na prvi terasi nad dolino (slika desno). Na prvi terasi, 7 metrov nad dnom doline, je škoda bistveno manjša, kar kaže na plitvost inverzije oziroma slabo prevetreno dno doline:

 

V noči iz 21. na 22. april je še obstajala nevarnost pozebe, čeprav je nad nas v višinah že prihajal toplejši zrak. Temperature so se pod 0°C spustile le na najbolj zatišnih legah, drugje je ostalo na 0°C, nove škode ni bilo.

Za omogočanje izvedbe meritev temperature se zahvaljujemo kmetiji Moro iz Vipolž in kmetiji Zarova iz Gonjač.

Podatki o točnih lokacijah meritev in surovi podatki iz senzorjev so na voljo pri avtorju. Za kontakt se obrnite na podjetje Enomarket d.o.o. Kojsko.

Viri:

 

 

Vinski kamen v steklenici penine

HLADNA STABILIZACIJA OSNOVNIH VIN ZA PENINE

Hladna stabilizacija osnovnih vin za penine je nujna! Nastanek vinskega kamna v steklenici v, oziroma po sekundarni fermentaciji vodi do prekomernega penjenja in s tem do velikih izgub vina pri degožiranju, oziroma pri končnemu porabniku, ko ta odpre steklenico. Pojavu Francozi rečejo ‘gerbage’. V kristalih vinskega kamna so številne mikrovotlinice, ki služijo kot jedra za nastanek mehurčkov (Ribereau-Gayon, 2006).

MODEL PONOVLJIVE TVORBE MEHURČKOV

Poglejmo si, kako do izhajanja mehurčkov (iskrenja) v penini sploh prihaja. Procesu rečemo heterogena inducirana nukleacija. Do nje pride le, če je polmer mikrovotlinice večji od kritičnega polmera, ki ga definira Laplace-jev zakon (Ribereau-Gayon, 2006):

R1 > Rc

Če je:

R1 < Rc, odvečni pritisk CO2 prehaja iz plinaste v tekočo fazo, mehurček izgine.

Če je:

R1 > Rc, prihaja do difuzije CO2 v obratni smeri. Mehurček se povečuje in doseže velikosti R2, R3, R4. V zadnji fazi se prične mehurček dvigovati, saj je podvržen zakonu gravitacije, za seboj pa pusti nov mehurček v nastajanju. Tako pride do pojava trajnega penjenja (iskrenja).

Ker mikrokristali vinskega kamna vsebujejo veliko votlinic, katere služijo kot nukleusi za tvorbo mehurčkov, lahko pride do pojava prekomernega penjenja. Iz tega razloga je stabilizacija osnovnih vin za penine na vinski kamen tako pomembna. Pri tem ne smemo pozabiti na dodatno destabilizacijo zaradi povišanja alkoholne stopnje v sekundarni fermentaciji (višja alkoholna stopnja = manjša topnost KTH) (Ribereau-Gayon, 2006).

PREPREČEVANJE IZLOČANJA VINSKEGA KAMNA

SISTEMI STABILIZACIJE VIN NA VINSKI KAMEN

Ločimo dva sistema hladne stabilizacije, in sicer tradicionalno tehniko počasne stabilizacije, ki uporablja princip spontane primarne tvorbe nukleusov. Gre za dolg proces, pri katerem nastajajo veliki kristali, saj jedrca rastejo počasi. Drugi tehniki rečemo proces hitre stabilizacije, pri katerem v vino dodamo mikrokristale KTH, ki služijo kot kristalizacijska jedrca, hkrati tudi zanesljivo povečajo prenasičenost vina. Hitra procesa stabilizacije z dodatkom velikih količin KTH delimo na statični in dinamični. Med novejšimi načini stabilizacije omenimo še elektrodializo in obratno, ali reverzno osmozo. Vina lahko stabiliziramo tudi z inhibitorji kristalizacije, kot so metavinska kislina, karboksimetilceluloza, manoproteini kvasovk, ipd (Ribereau-Gayon, 2006).

Ne glede na uporabljeno tehnologijo za stabilizacijo na vinski kamen, vino ne sme biti prekomerno kontaminirano s kvasovkami ali bakterijami, zato je pred vsako stabilizacijo priporočljivo opraviti grobo filtracijo, pri kateri poleg mikroorganizmov odstranimo tudi del zaščitnih koloidov. Ostra filtracija se v tej fazi ne priporoča, saj z njo odstranimo tudi del mikrokristalov, ki bodo najverjetneje delovali kot kristalizacijska jedrca (Ribereau-Gayon, 2006).

POČASNA HLADNA STABILIZACIJA S SPONTANO NUKLEACIJO

Je tradicionalna metoda. Preden so v kleti vstopili hladilni sistemi, so vinarji vina tekom zime preprosto izpostavili mrazu tako, da so odprli vrata kleti, ali cisterne postavili na prosto. Z uvedbo hladilnih sistemov se je pričelo vina ohlajati na temperaturo -4°C. Pri tem je pomembno, da je čas ohlajanja čim krajši, saj pride do bolj celostnega izločanja kristalov, ki so po velikosti manjši. Vino hladimo v inox posodah, ki dobro prenašajo spremembe temperature. Bela vina ohlajamo 8 do 10 dni, rdeča pa nekaj tednov (Ribereau-Gayon, 2006).

Za določitev temperature, na katero moramo vino ohladiti, uporabimo sledečo formulo (Ribereau-Gayon, 2006):

Temperatura tretiranja = (alkoholna stopnja/2) – 1

Temperatura ledišča = (alkoholna stopnja -1)/2

HLADNA STABILIZACIJA Z DODATKOM EKSOGENEGA KTH

Zgoraj opisani postopek je lahko problematičen v rdečih vinih, kjer povzroča izgubo barve. Če bi postopek pohitrili, bi bila izguba barve manjša. V ta namen lahko dodamo kristalizacijska jedrca v obliki eksogenega kalijevega hidrogen tartrata, nato zadostuje, da vino ohladimo na -2°C in ne na -4°C kot pri spontani nukleaciji. Čas hlajenja je krajši in traja do 62 ur. S tem prihranimo pri energiji, potrebni za hlajenje vina. Z dodatkom eksogenega KTH v odmerku med 20 in 40 g/hl povečamo začetno prenasičenost v vinu. Uporabimo proizvode, ki imajo kristale manjše od 40 µm, da zagotovimo učinkovito izločanje vinskega kamna. Pomembno je, da vino, kateremu smo dodali KTH, mešamo, saj s tem zagotovimo kristalizacijskim jedrcem kontakt z endogenim KTH in bolj učinkovito kristalizacijo (Ribereau-Gayon, 2006).

Spodnji poskus smo opravili s sredstvom Cryokappa, proizvajalca Art Enology s.r.l., lahko pa uporabimo tudi Creme de Tackt, proizvajalca Station Oenotechnique De Champagne, ki poleg stabilizacije kalijevih, poskrbi tudi za stabilnost kalcijevih soli. Obe sredstvi sta naprodaj v podjetju Enomarket d.o.o., Kojsko iz Goriških Brd.

Vino, ki smo ga uporabili za večino spodaj opravljenih testov je ‘rose 2015’, osnova za penino. Vino je bilo pred poskusi stabilizirano na beljakovine z dodatkom specialnega bentonita Performa (Oenofrance). Sledil je pretok v dve posodi, v vsako smo dodali 30 g/hl sredstva Cryokappa. Da bi ponazorili pomen temperature vina tekom stabilizacije, smo vino prva dva tedna shranili pri 8°C ter mešali enkrat dnevno, enkrat tedensko smo merili električno prevodnosti. Nato smo še štiri dni vino ohladili na -2°C ter mešali vzorec dvakrat dnevno in na vsaka dva dni opravili analizo električne prevodnosti, medtem ko je kontrola ostala shranjena pri temperaturi 8°C brez mešanja.

Parametri kemične analize uporabljenega vina:

  • Alkoholna stopnja: 8,94 vol.%
  • Ostanek sladkorja: 1,90 g/L
  • Skupne kisline: 5,63 g/L
  • pH: 3,06
  • Hlapne kisline: 0,18 g/L
  • Prosti SO2: 23,80 mg/L
  • Skupni SO2: 115,20 mg/L

Iz rezultatov je razvidno, da je do povečanja stabilnosti vina prišlo že v prvih dveh tednih, ko vina še nismo hladili. Vseeno smo dokončno stabilnost dosegli šele z ohlajanjem vina na -2°C. Tako mešanje, kot hlajenje sta v procesu nujna, če želimo doseči zadovoljivo stabilnost vina na vinski kamen:

Izločitev kalijevega hidrogen tartrata iz vina se je pokazala tudi pri analizi skupnih kislin in pH vrednosti vina. Po tretiranju s sredstvom Cryokappa so bili ti parametri sledeči:

  • Skupne kisline: 5,43 g/L
  • pH: 2,96

Znižale so se tako skupne kisline, kot tudi pH vrednost. Fenomen je bil omenjen že v poglavju o dokisovanju vina. Čeprav bi verjeli, da se bo pH vrednost ob znižanju skupnih kislin povišala, se to ne zgodi. Dejansko se ob znižanju skupnih kislin aktualna kislost poveča (pH se zniža), saj se v vinu po hladni stabilizaciji in odstranitvi soli zmanjša razmerje med solmi in kislinami. Dejstvo je potrebno upoštevati pri morebitnem dokisovanju vin z vinsko kislino po fermentaciji. Če dodamo preveč vinske kisline, bi lahko imeli po hladni stabilizaciji prenizek pH.

Poglejmo si tale fenomen pobližje preko Henderson-Hasselbachove enačbe, ki smo jo predstavili že v članku, ki je govoril o pH vrednosti:

pH = pKa + log ([nastala sol]/[preostala kislina] = pKa + log ([A-]/[AH]) (Ribereau-Gayon, 2006)

Kot lahko vidimo iz enačbe, se manjša koncentracija soli izrazi v nižji pH vrednosti raztopine. Predstavimo to na primeru vinske kisline:

Imamo raztopino, v kateri je 60 % tartrata in 40 % nedisocirane vinske kisline. Vinska kislina ima pKa 3,01:

pH = 3,01 + log(0,60/0,40) = 3,01 + log 1,5 = 3,01 + 0,18 = 3,19

Če del soli odstranimo in s tem spremenimo razmerje med soljo in kislino na denimo 40 % tartrata in 60 % nedisocirane vinske kisline:

pH = 3,01 + log(0,40/0,60) = 3,01 + log 0,66 = 3,01 – 0,18 = 2,83

Vino, ki ga nismo hladili in mešali je v istem času doseglo nižjo stopnjo stabilnosti, čeprav je bilo na koncu poskusa bolj stabilno kot pred dodatkom KTH (kontrola):

HITRA HLADNA STABILIZACIJA: PROCES S STATIČNIM KONTAKTOM

Je postopek, ki pri nekaterih belih vinih skrajša hlajenje na 4 ure. Vino se ohladi le do 0°C, manjša je poraba energije, manjši je pojav zamrzovanja kletarske opreme. Uporablja se toplotno izolirana cisterna s koničnim dnom z iztokom, skozi katerega se po končanem ciklu hlajenja odstranijo izločeni kristali vinskega kamna. Posoda se imenuje kristalizator (Ribereau-Gayon, 2006).

V postopku se vinu dodajo velike količine KTH, do 400 g/hl. Uporabijo se proizvodi z majhnim premerom. Ker je jedrc veliko, jih je s pomočjo držala potrebno neprestano držati v suspenziji. Previdnost je potrebna, da v vino ne prehajajo prevelike količine kisika, lahko se uporabi tudi inertni plin. Potek stabilizacije spremljamo s poskusi, ki morajo biti izvedljivi hitro, v realnem času. V tem primeru pride v poštev analiza z merjenjem padca električne prevodnosti. Če so rezultati zadovoljivi, se mešanje prekine in pusti, da se kristali odložijo na dno posode. Preostanek kristalov odstranimo s centrifugiranjem, ali filtracijo. Vse operacije morajo potekati pri 0°C (Ribereau-Gayon, 2006).

Sistem je fleksibilen in nam omogoča 2 do 3 cikle dnevno s 50 do 100 hl vina na posamezen cikel. Metoda je uporabna v majhnih in srednje velikih kleteh. Slabost je cena KTH-ja, ki ga dodajamo v vino v velikih količinah. Slednjega lahko recikliramo, njegova uporabnost se podaljša na 4 cikle s skoraj povsem konstantnim učinkom (Ribereau-Gayon, 2006).

HITRA HLADNA STABILIZACIJA: DINAMIČNI PROCES Z NEPREKINJENIM KONTAKTOM

V tem primeru je poraba eksogenega KTH na hektoliter enaka kot pri statičnem procesu, a imamo za razliko od le tega v tem primeru stalen pretok vina skozi sistem. Za primer podajmo kristalizator, ki ima volumen 90 hl, pretok pa znaša 60 hl/h. Povprečen čas, ki ga vino prestane v sistemu znaša 1,5 ure. Zaradi zelo kratkega časa stabilizacije je potrebno spremljati potek s hitrimi poskusi. Ponovno je časovno in kvalitativno najboljša izbira merjenje padca električne prevodnosti v vzorcu. Če vino v enem ciklu ne doseže stabilnosti, se lahko vrne v nov cikel, a je poraba energije v tem primeru velika. Proces je bolj zahteven od predhodnikov, a hkrati zelo učinkovit. Vino se tekom stabilizacije meša, pretok vina skozi sistem pa se določi na podlagi začetnega stanja prenasičenosti, kot tudi predhodnih obdelav z bentonitom, ali drugimi bistrili (Ribereau-Gayon, 2006).

Vsi opisani procesi dajejo zadovoljive rezultate, čeprav je učinkovitost odvisna od vrste vina (belo, rdeče vino) in predhodnih posegov v vina (stabilizacija na beljakovine, bistrenja, filtracije). Pri kontaktnih stabilizacijah z vnosom velikih količin eksogenega KTH so predhodna tretiranja manj pomembna, vseeno morajo biti vina pred hladno stabilizacijo primerno bistrena (Ribereau-Gayon, 2006).

PREPREČEVANJE IZLOČANJA KALCIJEVEGA TARTRATA

Kalcijev tartrat (TCa) je sol, ki je 10-krat manj topna od KTH. Povečane koncentracije kalcija v vinu so lahko posledica obdelav vin s kalcijevimi bentoniti, z uporabo CaCO3 pri razkisovanju vin ter s kontaminacijo s saharozo pri dosladkanju. V kombinaciji z zvišanjem pH vrednosti lahko sol preide v stanje prenasičenosti in nato nastanek kristalov. Kristalizacija TCa je že bila opažena tudi v osnovnih vinih za penine pri nizkih pH vrednostih (Ribereau-Gayon, 2006).

Nevarnost za nastanek kristalov se pojavi, ko je vsebnost kalcija v vinu:

  • 80 mg/L pri belih vinih
  • 60 mg/L pri rdečih vinih

STABILIZACIJA KALCIJEVEGA TARTRATA

Stabilizacija TCa ni enostavna. Kristalizacija KTH ne sproži kristalizacije TCa, čeprav imata obe soli enake kristalne sisteme. Nasprotno, kristalizacija TCa lahko sproži kristalizacijo KTH. Nadaljnjo težavo predstavlja dejstvo, da topnost TCa ni zelo odvisna od temperature. TCa je pri 20°C le približno 3x bolj topen kot pri -4°C. Čas, potreben za spontano nukleacijo TCa je mnogo daljši kot pri KTH, zato kristali TCa v steklenicah pogosto nastanejo šele po nekaj letih (Ribereau-Gayon, 2006).

Da se izognemo nastanku kristalov TCa, mora biti temperatura saturacije za TCa nižja od 26°C, kar pomeni, da je vino pri 2°C stabilno en mesec. Temperatura saturacije za rdeča vina znaša 35°C. Kalcij iz vina lahko odstranimo z L-Ca-tartratom, ki je prisoten v sredstvu Creme de Tackt (SOEC), ali z uporabo D-L-vinske kisline (sredstvo CalcistabSOEC). V slednjem primeru z uporabo 4 mg/L sredstva Calcistab, iz vina odstranimo 10 mg/L kalcija. Produkt reakcije med D-L-vinsko kislino in kalcijevimi ioni je Ca-racemat. Učinkovitost tretiranja je odvisna od koloidnega stanja vina.

Med alternativami pri odstranjevanju kalcijevih ionov omenimo še elektrolizo in ionsko izmenjavo (Ribereau-Gayon, 2006).

UPORABA INHIBITORJEV KRISTALIZACIJE ZA DOSEGANJE STABILNOSTI VIN NA VINSKI KAMEN

UPORABA METAVINSKE KISLINE

V nasprotju s predhodno opisanimi metodami odstranjevanja soli, ki so odgovorne za nastanek kristalov, metavinska kislina preprečuje rast kristalov. Je poliester, ki nastane z intermolekularno esterifikacijo vinske kisline. Pridobljena je s segrevanjem vinske kisline pri nizkem tlaku. Pri tem vinska kislina izgubi kislinsko skupino, v reakciji se sprosti voda. Polimeri nastanejo z vezavo kislinske skupine ene molekule na OH skupino druge molekule. Ker vse kislinske skupine ne reagirajo, je polimerizacija le delna. Metavinska kislina je mešanica polimerov različnih molekulskih tež. Stopnja zaestrenosti vpliva na njeno učinkovitost. Metavinska kislina ni čist proizvod, je rahlo obarvana in podvržena oksidaciji, lahko vsebuje primesi oksalocetne kisline, medtem ko je glavna nečistoča piruvična kislina (1 – 6 %) (Ribereau-Gayon, 2006).

Uporablja se v odmerkih do 10 g/hl. Veže se na mikroskopska kristalizacijska jedrca kalijevega hidrogen tartrata in preprečuje rast kristalov. S hidrolizo estrov prehaja ponovno v vinsko kislino, ob tem prihaja do zvišanja skupnih kislin v vinu. Je zelo občutljiva na temperaturo, saj pri višji temperaturi prej razpade. S tem izgubi svojo funkcijo inhibitorja kristalizacije, zato ne nudi trajne zaščite. Njen čas delovanja je odvisen od temperature:

  • 0°C – nekaj let
  • 10 – 12°C – več kot 2 leti
  • 10°C pozimi, 18°C poleti – 1 leto do 18 mesecev
  • 20°C – 3 mesece
  • 25°C – 1 mesec
  • 30°C – 1 teden
  • 35 do 40°C – nekaj ur

Metavinsko kislino pripravimo v vodi, neposredno pred dodatkom v vino. Napravimo raztopino z 200 g/L. Metavinska kislina je zelo higroskopična, zato jo shranjujemo v suhem prostoru (Ribereau-Gayon, 2006).

V vino jo dodajamo pred stekleničenjem, po tretiranju z bentonitom, saj jo ta odstrani iz vina. Po dodatku v vino lahko pride do pojava motnosti, posebej pri zelo učinkovitih proizvodih z visoko stopnjo esterifikacije. Iz tega razloga jo dodajamo pred končno filtracijo pred stekleničenjem, a vedno vsaj 3 dni prej, priporočljiv je dodatek 1 teden pred filtracijo, sicer je del ostane na filtru.

Učinkovitost metavinske kisline prikazuje spodnji graf meritve električne prevodnosti. Kot bomo videli kasneje, je metavinska kislina najbolj učinkovit inhibitor kristalizacije, vendar se v zadnjem času njegovi uporabi izogibamo prav zaradi opisane nestabilnosti pri višjih temperaturah. V poskusu smo uporabili metavinsko kislino ‘Acide metatartarique‘ proizvajalca Oenofrance:

UPORABA KARBOKSIMETIL CELULOZE – CMC

Karboksimetil celuloza je polisaharid, ki v vinu deluje kot zaščitni koloid. Pridobljena je z eterifikacijo primarnih alkoholnih skupin glukopiranoznih enot. Karakterizirana je s stopnjo eterifikacije alkoholnih skupin, čemur rečemo stopnja substitucije (DS) in stopnjo polimerizacije (DP), torej povprečnim številom glukopiranoznih enot na polimerno molekulo. CMC vsebuje molekule različnih velikosti, od 17000 Da do 150000 Da (Ribereau-Gayon, 2006).

Za primer vzemimo CMC, ki ima DS = 0,65. To pomeni, da je od 100 glukopiranoznih enot, 65 eterificiranih z natrijevim kloroacetatom v alkalnem mediju. Višja kot je DS, več kationskih sidrišč ima molekula, bolj je CMC učinkovit kot zaščitni koloid (Ribereau-Gayon, 2006).

Uporaba CMC-ja ne spremeni viskoznosti pijače. Uporablja se v odmerkih do 10 g/l, uporaben je tudi v kozmetični in farmacevtski industriji. Odmerki v vinu so veliko manjši, do maksimalno 10 g/hl. Topnost v vodi se med proizvodi razlikuje in je odvisna od DS in DP. Zaradi pogostih težav pri raztapljanju, danes najpogosteje uporabljamo že pripravljene raztopine CMC-ja (Kyocell Liquid – Oenofrance), ali pa CMC v granulirani obliki, ki se raztaplja lažje kot prah in je hkrati cenejša alternativa tekočemu CMC-ju (Ribereau-Gayon, 2006).

CMC se veže z proteini v vinu. Pri vinih, ki so nestabilna na termolabilne beljakovine, lahko povzroči motnost in usedlino. Iz tega razloga je pred dodatkom CMC-ja vino potrebno stabilizirati z dodatkom bentonita. Pri rdečih vinih se veže z barvili, antociani in prav zato povzroči usedlino (Ribereau-Gayon, 2006). Iz tega razloga ga pri rdečih vinih še ne uporabljamo, a vendar razvijamo nove analitične metode, ki bi nam omogočile njegovo uporabo tudi v rdečih vinih. Več o tem kdaj drugič.

Kyocell Liquid, CMC razvit v podjetju Oenofrance, je posebej optimiziran za uporabo v pridelavi penečih vin. Znano je, da CMC-ji s točno določeno velikostjo molekul vplivajo na večjo fineso izhajanja mehurčkov po sekundarnih fermentacijah. To je bolj stabilno in obstojno, mehurčki so po velikosti drobnejši. Če uporabimo CMC s prevelikimi molekulami, so mehurčki lahko debelejši.

Temperatura na obstojnost CMC-ja nima vpliva, popolna obstojnost je zagotovljena vsaj 2 leti po dodatku. Glede na rezultate analize v primerjavi z metavinsko kislino je stopnja stabilnosti pri CMC-ju nižja, čeprav povsem zadostna, da v steklenici ne pride do nastanka vinskega kamna. Zaradi dolgotrajne obstojnosti in dejstva, da po dodatku v vino ne povzroča motnosti, je njegova uporaba odlična alternativa nezanesljivi metavinski kislini. V poskusu smo uporabili dva odmerka CMC-ja, in sicer 5 g/hl, kar ustreza 100 ml/hl Kyocell Liquid ter 10 g/hl, kar ustreza 200 ml/hl. Razlike med poskusoma ni bilo, saj je že 5 g/hl CMC-ja zadostovalo za dosego stabilnosti v testnem vinu. Merjenje električne prevodnosti v vinu nam torej omogoča tudi določitev ustreznega odmerka CMC-ja pred stekleničenjem in posledično prihranek pri sredstvu:

UPORABA MANOPROTEINOV

Vina, posebej rdeča, vsebujejo zaščitne koloide, ki delno preprečujejo izločanje vinskega kamna, ga pa ne povsem blokirajo. Pred hladno stabilizacijo jih odstranjujemo iz vina, saj zmanjšajo učinkovitost tega procesa. Lahko pa njihove lastnosti izkoriščamo pri stabilizaciji vin (Ribereau-Gayon, 2006).

Vina, ki zorijo na finih drožeh več mesecev, imajo visoko stopnjo stabilnosti na vinski kamen. Med zorenjem se iz odmrlih kvasovk izločajo manoproteini, ki povečujejo stabilnost vina. Manoproteini se iz celičnih sten kvasovk sproščajo pod vplivom encimov ß-(1-3)- in ß-(1-6)-glukanaz (Ribereau-Gayon, 2006).

Ker so danes na tržišču dostopni tudi komercialni pripravki manoproteinov, pridobljeni iz celičnih sten kvasovk v procesu avtolize, jih lahko uporabimo kot alternativo pri stabilizaciji vin na vinski kamen. Pripravki so brez vonja in okusa in so popolnoma topni. V prevelikih odmerkih so lahko neučinkoviti. Učinek je primerljiv s hladno stabilizacijo, a je manjši od učinka metavinske kisline in CMC-ja. Vendar je učinek manoproteinov v primerjavi z metavinsko kislino trajen. Potreben odmerek določimo na podlagi analize.

V poskusu smo uporabili dva komercialna pripravka manoproteinov, in sicer Royal Winecream, proizvajalca Art Enology ter Phylia EXEL, proizvajalca Oenofrance. Višjo stopnjo stabilizacije je pokazal Winecream, medtem ko Phylia EXEL ni veliko zaostajala. Uporabili smo pogosto uporabljane odmerke:

UPORABA ARABINOLA

Zelo učinkovit zaščitni koloid, ki ga uporabljamo za preprečevanje pojava kovinskih lomov in drugih vrst motnosti v steklenicah je akacijeva smola, arabinol. Pridobljen je z zbiranjem izcedka iz vej dreves akacije vrst Acacia seyal ter Acacia verek. Arabinoli, ki jih uporabljamo pri vinu, morajo biti kar se da čisti.

Arabinol je makromolekularni koloid, sestavljen iz polisaharidov z molekularno težo okoli 10^6 Da. Komercialno je dostopen v obliki že pripravljene raztopine. Po dodatku v vino ne sme povzročiti motnosti. Dodaja se neposredno pred stekleničenjem v stabilizirana, bistra vina. Ob dodatku v nestabilno vino in kasnejšemu pojavu denimo beljakovinske motnosti, lahko povzroči težave pri bistrenju, saj zaradi svoje koloidne narave preprečuje posedanje bistrila. Učinkovito preprečuje kovinske lome, na primer bakrove, ali železove lome. V rdečih vinih preprečuje izločanje fenolov in barvnih snovi. Nestabilna barvila rdečih vin se je v preteklosti odstranjevalo iz vin z uporabo jajčnega beljaka, ali želatine. Arabinol je prav tako učinkovit, a hkrati ne povzroči izgube barve rdečih vin (Ribereau-Gayon, 2006).

V poskusu smo preverili vpliv različnih vrst arabinola na stabilnost vin na vinski kamen. Uporabili smo tri različne arabinole proizvajalca Oenofrance, in sicer proizvode Arabina, ki je običajen filtriran arabinol po izvoru iz Akacije vrste seyal, sledil je Gomme SR, ulitrafiltriran in čist arabinol, po izvoru prav tako iz akacije vrste seyal, tretji proizvod je nefiltrirani Kordofan, ki ima izvor v akaciji vrste verek in je namenjen predvsem močni stabilizaciji rdečih vin na barvo. Pričakovali smo, da bo slednji vino tudi najbolj stabiliziral na vinski kamen, a so nas rezultati presenetili. Učinek Kordofana je bil pičel, najbrž predvsem zaradi prevelikih molekul, ki niso sposobne zaobjeti mikroskopskih jedrc mikrokristalov KTH. Učinka preostalih dveh arabinolov sta približno podobna. Pri odmerjanju smo upoštevali priporočene odmerke proizvajalca. Učinek stabilizacije je bil manjši kot pri ostalih opisanih zaščitnih koloidih:

ZAKLJUČEK

Vsi opisani zaščitni koloidi nam odpirajo številne možnosti za doseganje, oziroma povečevanje stabilnosti vin na vinski kamen. Nekateri so bolj učinkoviti, drugi manj, eni stabilizirajo za kratek čas, drugi trajno. Način stabilizacije prilagodimo našim potrebam, oziroma vinu. Za penine se večinoma poslužujemo hladne stabilizacije v kombinaciji z dodatkom CMC-ja pred stekleničenjem, za mirna bela vina uporabljamo CMC in arabinol, za rdeča pa še vedno metavinsko kislino v kombinaciji z arabinolom. V prihodnje bo potrebno raziskati možnosti uporabe manoproteinov v širši proizvodnji, kakor tudi kombinacije različnih sredstev, da bi se lahko izognili uporabi nestabilne metavinske kisline.

Graf električne prevodnosti vina z vsemi v poskusu uporabljenimi zaščitnimi koloidi:

VIRI

Vsi poskusi so bili opravljeni v laboratoriju podjetja Enomarket d.o.o., Kojsko iz Goriških Brd. V poskusih smo uporabili enološke proizvode proizvajalcev Art Enology, Rustigne d’Oderzo, Treviso, Italija, Oenofrance, Bordeaux, Francija in Station Oenotechnique De Champagne, Francija ki jih Enomarket d.o.o. zastopa na slovenskem tržišču.

Analize električne prevodnosti vin in temperature saturacije so bile opravljene z aparatom ‘Check Stab’ italijanskega proizvajalca Delta Aque, skupne kisline so bile izmerjene s titracijo z NaOH do pH 7,00 ob dodatku indikatorja bromtimol modro, pH-je smo merili s pH metrom Hanna HI9126.

LITERATURA

  • RIBEREAU-GAYON P., GLORIES Y., MAUJEAN A., DUBOURDIEU D. 2006. HANDBOOK OF ENOLOGY, Volume 2: The Chemistry of Wine Stabilization and Treatments, Second edition, John Wiley&Sons, Ltd, 441 str.

SOLI VINSKE KISLINE V MOŠTU IN VINU

Vinska kislina je pri pH vina ob prisotnosti K+ in Ca2+ kationov zasoljena v petih oblikah (Ribereau-Gayon, 2006):

  • Kalijev hidrogentartrat (KTH), ki je odlično topen v vodi, a relativno netopen v alkoholni raztopini. V vinu je njegova koncentracija pogosto višja od njegove topnosti. Vino je sposobno raztopiti večje količine KTH, če se temperatura zviša. V vinu so preproste soli disocirane na TH- in T2- ione.
  • Kalijev tartrat (K2T)
  • Kalcijev tartrat (TCa)
  • Kalijev kalcijev tartrat je dobro topen in stabilen v vinu pri pH nad 4,5
  • Kalcijev tartromalat je relativno netopen in kristalizira v obliki iglic. Stabilen je pri pH nad 4,5.

VPLIV ALKOHOLA NA TOPNOST KTH V VINU

Vsebnost kalija v vinu je pogosto višja od 780 mg/L, kar ustreza 3,76 g/L KTH (pri 20°C). V 10 % alkoholni raztopini se lahko raztopi le 2,9 g/l KTH (pri 20°C), v vodi se lahko raztopi 5,7 g/L KTH (pri 20°C). Če je koncentracija KTH v vinu večja od njegove topnosti, se izloča v obliki vinskega kamna (Ribereau-Gayon, 2006).

VPLIV PH VREDNOSTI NA TOPNOST KTH V VINU

Vinska kislina je poliprotična kislina, ki v raztopini disocira v dveh stopnjah, zato ima dve pKa vrednosti:

Disociacijske stopnje vinske kisline (Hafner Urbancic, 2008)

H2T <-> H+ + HT-

HT- <-> H+ + T2-

V kateri disocirani obliki se vinska kislina nahaja, je odvisno od pH vrednosti:

Odvisnost relativne koncentracije disociranih oblik vinske kisline v odvisnosti od pH (Hafner Urbančič, 2008)

Vrednost hidrogentartratnega iona v vinu je največja pri pH 3,7, kar pomeni, da je pri tem pH topnost KTH najmanjša in izločanje kristalov najučinkovitejše.

VPLIV TEMPERATURE NA TOPNOST KTH V VINU

Mošti in vina prevajajo električni tok, torej so elektroliti. Pri kristalizaciji KTH prehaja iz raztopljene v trdno obliko:

HT- + K+                                     ->                                  KTH

raztopljena, ionizirana oblika, ki prevaja el.tok                     trdna, kristalna oblika, ki ne prevaja el.toka

Spodnji graf ponazarja odvisnost električne prevodnosti vina od temperature. Pri višji temperaturi se v vinu lahko raztopi več KTH, kot pri nižji. Temperatura saturacije predstavlja najnižjo temperaturo, pri kateri je vino še sposobno raztopiti KTH. V vzorec vina so bile dodane različne količine eksogenega KTH, pri čemer sta se spremenili temperaturi saturacije in spontane kristalizacije. Opazimo, da se je stopnja prenasičenosti raztopine z večanjem odmerka KTH povečala, povišala se je temperatura saturacije, kakor tudi  temperatura spontane kristalizacije, kar pomeni, da do kristalizacije lahko pride pri višji temperaturi, vino je nestabilno pri višji temperaturi:

Odvisnost električne prevodnosti vina z različnimi vrednostmi raztopljenega KTH od temperature raztopine (Ribereau-Gayon, 2006)

PROCES NASTANKA KRISTALOV VINSKEGA KAMNA

Proces kristalizacije se odvija v treh stopnjah (Hafner, 2008):

  • nukleacija – nastanek kristalizacijskih jeder
  • rast kristalov
  • sekundarne spremembe, ki so posledica aglomeracije, staranja kristalov in rekristalizacije

Da lahko pride do pojava spontane nukleacije, mora biti vino v stanju prenasičenosti. Ločimo primarno nukleacijo, ki se prične s kalijevimi in hidrogentartratnimi ioni. Sekundarno nukleacijo sprožijo delci KTH, bodisi endogenega izvora (homogena nukleacija), ali eksogenega izvora (heterogena nukleacija).

Takoj po nastanku prvih nukleusov se prične rast kristalov, ki poteka v dveh stopnjah. V prvi gre za prehod, oziroma difuzijo delcev iz raztopine na površino nukleusov, pri čemer morajo delci preiti mirujočo plast tekočine ob površini nukleusa. Stopnja prehoda je linearno odvisna od difuzijskega koeficienta (D), površine kristala (A) in stopnje prenasičenja (C-Ci), kjer je C koncentracija raztopine in Ci koncentracija kristalov in obratno sorazmerna z debelino plasti tekočine ob površini (δ) (Hafner 2008):

-d(s)/dt = kd x ((D x A x (C-Ci))/δ)

Kristali z nukleusom večjim od 200 µm rastejo veliko počasneje kot kristali z manjšimi jedci. Zato je pomembno, da so pri dodajanju eksogenih nukleusov kalijevega hidrogen tartrata delci manjši od 40 µm, da je dosežena željena stopnja kristalizacije. Velika jedrca sčasoma prenehajo z rastjo in sprostijo hčerinska jedrca, ki nadaljujejo s procesom rasti kristalov. Dodana jedrca KTH morajo biti homogeno razporejena v raztopini, zato je potrebno zagotoviti primerno mešanje vina, da imamo maksimalen stik jedrc z endogenim KTH vina (Ribereau-Gayon, 2006).

V prvih urah po dodatku eksogenih kristalizacijskih jedrc v vino je stopnja kristalizacije odvisna le od površine kristalov (A), medtem ko je stopnja prenasičenja (C-Ci) tako visoka, da jo lahko smatramo kot konstantno. Po začetnem kontaktu jedrca zrastejo, stopnja prenasičenja (C-Ci) zniža, ker zaradi visoke stopnje kristalizacije prihaja do konzumacije velikih količin endogenega KTH. Koncentracija raztopine C se približuje koncentraciji kristalov Ci, vino se približuje stanju teoretične topnosti KTH (S). Proti koncu procesa kristalizacije le ta poteka bolj pod vplivom termodinamike kot kinetike (Ribereau-Gayon, 2006).

Da bi bila stabilizacija vina na vinski kamen uspešna, moramo torej upoštevati:

  • začetno stanje prenasičenja v vinu
  • velikost delcev v dodanem eksogenem KTH
  • potreben dodatek KTH
  • učinek mešanja in ohranjanja kristalov v suspenziji
  • temperaturo tretiranja
  • čas kontakta eksogenega KTH z vinom

Poleg koncentracije soli in ostalih komponent, ki so vključene v kristalizacijsko ravnovesje in prisotnosti kristalizacijskih jeder, rast kristalov omejujejo tudi inhibitorji, oziroma zaščitni koloidi. Mednje štejemo proteine, kondenzirane tanine, pektine, gumoze, naravne polisaharide, kompleksne polimere, na primer glikoproteine in manoproteine po izvoru iz kvasovk. Inhibitorni učinek zaščitnih koloidov na rast kristalov je večji v rdečih vinih, ki so bolj bogata s fenoli.

Vino je navadno vselej v stanju prenasičene raztopine in kot tako nestabilno. Taka situacija je lahko bolj ali manj trajna, odvisno od reorganizacije koloidov med zorenjem. Temperatura, pri kateri vino shranjujemo, je odločilna pri tem, ali bo do kristalizacije prišlo, ali ne. Spontana kristalizacija pod naravnimi pogoji je nezanesljiva in nepredvidljiva, zato v proizvodnih procesih uporabljamo sistem hladne stabilizacije vina.

PRINCIP UPORABE ELEKTRIČNE PREVODNOSTI PRI DOLOČANJU STABILNOSTI TARTRATOV

Kot smo že povedali, vina in mošti prevajajo električni tok. To dejstvo izkoriščamo pri določanju stabilnosti vina na vinski kamen. Električna prevodnost je definirana kot razdalja (l) med dvema platinastima elektrodama s presekom v obliki črke S. Upornost prevodnika je definirana kot (Ribereau-Gayon, 2006).:

R = ϕ x (l/S); (l/S) – konstanta celice (k), ki je lastna vsaki celici. Ta se z obrabo celice spreminja, zato je potrebna redna kontrola celice z določanjem prevodnosti raztopine, ki je podobna vinu. V praksi se uporablja 0,02 M raztopina KCl.

ϕ je upornost, kateri je prevodnost obratno sorazmerna:

γ = 1/ϕ [Sm]

TESTI ZA DOLOČANJE TARTRATNE STABILNOSTI V VINIH

TEST S HLADILNIKOM

Cca. 100 ml vzorca odvzamemo pred, ali po hladni stabilizaciji in shranimo v hladilniku 4 do 6 dni pri 0°C ter nato pregledamo, ali se v vzorcu pojavijo kristali, ali ne. Pri vinih, ki so namenjena sekundarni fermentaciji, v vzorcu dvignemo alkoholno stopnjo za 1 do 1,5 vol.%. To nam omogoči vpogled v stabilnost vina na vinski kamen po končani sekundarni fermentaciji.

Prednost metode je njena enostavnost, praktičnost in dejstvo, da za izvedbo poskusa ne potrebujemo nobene opreme. A vendar gre za kvalitativno metodo, ki ne poda natančne stopnje stabilnost vina, poleg tega je test dolgotrajen in kot tak neprimeren za hitre stabilizacije, ki zahtevajo natančno spremljanje v realnem času. Poleg tega test ni zanesljiv in je težko ponovljiv, saj je osnovan na principu spontane, neinducirane kristalizacije, ki je počasen in nezanesljiv proces (Ribereau-Gayon, 2006).

TEST Z MINIKONTAKTOM

Vzorcu vina dodamo 4 g/L KTH, ga shranimo pri 0°C in zagotovimo konstantno mešanje. Po dveh urah vzorec prefiltriramo in izločen vinski kamen stehtamo. Težo primerjamo z 4 g/L dodanega eksogenega KTH. Vinski kamen lahko tudi raztopimo v vodi in izmerimo kisline. Test je osnovan na homogeni inducirani nukleaciji. Težava je, da ne upošteva velikosti dodanih kristalizacijskih jeder vinskega kamna, definira stabilnost pri 0°C, po 24. urah se izloči le 60 do 70 % endogenega KTH in ne upošteva sprememb koloidnega stanja vin pri zorenju. V več let starih rdečih vinih namreč pogosto najdemo kristale vinskega kamna v obliki obarvane usedline. Ko fenoli kondenzirajo, postanejo njihove molekule zelo velike in se pričnejo izločati iz raztopine. S tem ne morejo več opravljati svoje vloge zaščitnih koloidov, pride do izločanja vinskega kamna (Ribereau-Gayon, 2006).

TEST Z MERJENJEM ELEKTRIČNE PREVODNOSTI (PADEC KONDUKTANCE)

Vzorcu vina dodamo 10 g/L KTH in merimo padec električne prevodnosti pri temperaturi 0°C. Če po 5 do 10 minutah padec električne prevodnosti ni večji od 5 % začetne prevodnosti pred dodatkom KTH, se vino smatra za stabilno. Če je padec večji od 5 %, je vino nestabilno. Pomembna pri poskusu je velikost delcev eksogenega KTH, prav tako je pomemben tudi čas meritve. Pri rdečih vinih, ki vsebujejo več fenolov, je potrebno čas testa podaljšati v primerjavi z belimi in rose vini (Ribereau-Gayon, 2006).

Test z merjenjem električne prevodnosti opravljamo tudi v podjetju Enomarket Kojsko d.o.o. Test se je izkazal za povsem primernega za preverjanje stabilnosti vin pred, med in po hladni stabilizaciji, kakor tudi pri določanju potrebnih odmerkov zaščitnih koloidov. Več o tem še v nadaljevanju.

Aparat ‘Check Stab’ v podjetju Enomarket Kojsko d.o.o.:

Primer grafa padca električne prevodnosti, podan v µS na časovno enoto. Vzorec je ohlajen na 0°C, nato se nekaj trenutkov po začetku meritve doda eksogeni KTH in beleži padec konduktance v nekaj sekundnih korakih. Stopnjo stabilnosti se določi na podlagi padca le te po končanem testu:

Graf padca konduktance v vzorcu vina (Enomarket d.o.o., 2016)

WÜRDIGOV TEST IN KONCEPT TEMPERATURE SATURACIJE V VINU

Večjo količino KTH kot lahko raztopimo v vinu pri nizki temperaturi, manj je vino nasičeno s to soljo, bolj je stabilno v smislu izločanja vinskega kamna. Temperatura saturacije je najnižja temperatura, pri kateri je vino še sposobno raztopiti KTH. Prednost metode je neodvisnost od velikosti dodanih delcev tartrata, saj je osnovana na topnosti soli in ne na kristalizaciji na katero pomembno vplivajo zaščitni koloidi. Test poteka v dveh korakih, v prvem koraku je vino ohlajeno na 0°C, nato se ga segreje na 20°C v korakih po 0,5°C. Pri vsaki spremembi temperature se beleži električna prevodnost vina. Sprememba konduktance brez dodanih kristalov KTH se odrazi v bolj ali manj ravni črti. V drugem koraku vino ohladimo na 0°C, nato dodamo 4 g/L KTH. Vzorec ponovno segrejemo na 20°C v korakih po 0,5°C. Vino mešamo in merimo konduktanco ob vsaki spremembi temperature. Ko se prične dodani KTH v vinu raztapljati, se električna prevodnost vina z dodanim KTH prične povečevati hitreje kot pri vzorcu brez dodatka KTH. Točka, kjer se grafa ločita, nam poda temperaturo saturacije vina:

Rezultat meritve temperature saturacije z aparatom Check Stab (Enomarket d.o.o., 2016)

Zaradi nizke začetne temperature pri dodatku KTH v vzorec, pride do inducirane kristalizacije, posledično je vino sposobno raztopiti več KTH zaradi delne desaturacije. Temperatura saturacije se zniža. Aparat v ta namen opravi test z minikontaktom pri 0°C in zabeleži padec električne prevodnosti zaradi inducirane kristalizacije ter to upošteva v končnem rezultatu dejanske temperature saturacije.

POVEZAVA MED TEMPERATURO SATURACIJE IN TEMPERATURO KRISTALIZACIJE

Temperatura saturacije nam podaja temperaturo, pri kateri je vino sposobno raztapljati KTH.

Temperatura kristalizacije je temperatura, pod katero obstaja nevarnost izločanja vinskega kamna.

Vrnimo se k grafu odvisnosti električne prevodnosti od temperature (Ribereau-Gayon, 2006):

Odvisnost temperature kristalizacije od temperature saturacije (Ribereau-Gayon, 2006)

Dve eksperimentalno pridobljeni krivulji A in B predstavljata meje med stanji KTH v vinu. Krivulja A je krivulja topnosti in predstavlja mejo med stanjem prenasičenosti in stanjem, v katerem je KTH v raztopini popolnoma raztopljen. Krivulja B predstavlja mejo med stanjem prenasičenosti in stanjem, pri katerem se KTH izloča iz vina v obliki kristalov. Polju, ki ga objemata krivulji A in B rečemo polje prenasičenosti in ga opišemo s temperaturama saturacije in kristalizacije (Ribereau-Gayon, 2006):

Tsat(i) – Tcs(i), i = količina dodanega KTH

Za primer lahko izračunamo temperaturo širine polja prenasičenosti, pri dodatku 1,1 g/L KTH:

i = 1,1 g/L: Tsat(1,1) – Tcs(1,1) = 25,2°C – 4,5°C = 20,7°C ≈ 21°C

Ker je širina polja prenasičenosti pri dodatku 1,1 g/L KTH približno enaka kot brez dodatka KTH, lahko to temperaturo uporabimo za izračun temperature kristalizacije v vinu brez dodanega KTH:

i = 0 g/L: Tsat(0) – Tcs(0) = 21°C

Tcs(0) = Tsat(0) – 21°C = 16°C – 21°C = -5°C

Rezultat nam pove, da v vinu brez dodanega KTH pride do spontane kristalizacije pri temperaturi -5°C.

Za izračun temperature kristalizacije, brez upoštevanja zaščitnih koloidov je Maujean predlagal sledečo enačbo:

Tcs = Tsat – 15°C

Enačba velja za vina z 11 vol.% alkohola. Za bela vina z alkoholno stopnjo 12,5 vol.% in za vina namenjena sekundarni fermentaciji, kjer se alkoholna stopnja zviša za 1,5 vol.% velja enačba:

Tcs = Tsat – 12°C

Če želimo zagotoviti stabilnost pri -4°C, temperatura saturacije ne sme preseči 8°C. To je hkrati tudi temperatura, pri kateri opravimo hladno stabilizacijo osnovnih vin za penine.

Pri rose vinih za penine smo zaradi vpliva zaščitnih koloidov na stabilnost lahko manj zahtevni in uporabimo enačbo:

Tcs = Tsat – 15°C

Poenostavljeno pravilo za stabilnost na vinski kamen pravi, da je stabilnost dosežena, če je:

Pri belih vinih:  Tsat < 12,5°C

Pri rdečih vinih:  Tsat < (10,81 + 0,297xIPT)°C; IPT = skupno število polifenolov

Čeprav ima koncept temperature saturacije svoje prednosti, v praksi najpogosteje opravljamo test s padcem električne prevodnosti, saj je hiter in več kot dovolj zanesljiv za uporabo pri spremljanju stabilizacije vin s hlajenjem. Poleg tega, kot je razvidno iz razlage zgoraj, izračuni stabilnosti na podlagi temperature saturacije, v večjem delu temeljijo na eksperimentalnih vrednostih in iz njih izpeljanih enačbah. Te niso univerzalne za vsa vina v vseh pogojih, posledično je vprašljiva tudi zanesljivost takih izračunov.

LITERATURA IN VIRI SLIK

  • HAFNER URBANČIČ H. 2008. Vpliv beljakovinskih čistilnih sredstev na tartratno stabilnost vina. Diplomsko delo, Ljubljana, Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo, 67 str.
  • RIBEREAU-GAYON P., GLORIES Y., MAUJEAN A., DUBOURDIEU D. 2006. HANDBOOK OF ENOLOGY, Volume 2: The Chemistry of Wine Stabilization and Treatments, Second edition, John Wiley&Sons, Ltd, 441 str.
Page 1 of 3123»
Kontakt
Calotropis theme by itx

Videos, Slideshows and Podcasts by Cincopa Wordpress Plugin