Световой удар напитков: механизмы возникновения и современные подходы к профилактике (на примере вина)

В последние годы проблема светового удара привлекает всё больше внимания производителей напитков. Этот фотохимический дефект характерен не только для вин, но и для других продуктов, содержащих рибофлавин и серосодержащие соединения, например пива, сидра и некоторых безалкогольных напитков. Несмотря на различия в составе, механизм развития светового удара в них практически идентичен. В данной статье он будет рассмотрен на примере вина как наиболее изученной модели. Рост популярности белых и розовых вин, разливаемых в прозрачную бутылку, а также широкое распространение яркого LED-освещения в торговых сетях и дегустационных залах сделали эту проблему особенно актуальной для винодельческой отрасли. Даже непродолжительное воздействие света способно привести к необратимым изменениям аромата вина, в результате чего оно приобретает характерные оттенки варёной капусты, чеснока, лука или тухлого яйца. Подобный дефект значительно снижает потребительские качества продукции и может стать причиной серьёзных экономических потерь.

В отличие от классических окислительных процессов, световой удар представляет собой фотохимическую реакцию, протекающую под действием света определённого диапазона длин волн. Наибольшую опасность представляет излучение в области 370–450 нм, которое легко проходит через прозрачное стекло. Главную роль в развитии дефекта играет рибофлавин (витамин B₂), естественно присутствующий в вине. После окончания алкогольного брожения его содержание во многом определяется выбранным штаммом дрожжей и условиями их питания. Под воздействием света молекула рибофлавина переходит в синглетное состояние (высокоактивная и крайне реакционноспособная форма) и начинает выступать в роли мощного фотосенсибилизатора, инициируя цепочку реакций, приводящих к образованию летучих сернистых соединений.

Если объяснять простыми словами: представьте рибофлавин как бильярдный шар, неподвижно лежащий на столе. Квант света играет роль кия: ударяя по шару, он сообщает ему энергию. Получив её, рибофлавин начинает сталкиваться с другими молекулами и передавать им эту энергию, запуская цепочку последующих реакций.

Основной субстрат этих реакций — серосодержащие аминокислоты, прежде всего метионин, цистеин и триптофан. Возбуждённый рибофлавин принимает электрон от молекулы метионина, восстанавливаясь, тогда как сам метионин превращается в метиональ. Это крайне нестабильное соединение быстро распадается с образованием метантиола (CH₃SH) и акролеина. В дальнейшем две молекулы метантиола способны окисляться с образованием диметилдисульфида (DMDS), а часть метантиола превращается в диметилсульфид (DMS). Одновременно фотохимические процессы затрагивают цистеин, который служит источником сероводорода (H₂S), а также триптофан, из которого получается 2-аминоацетофенон (влажная шерсть, нафталин). В совокупности именно эти летучие соединения — сероводород, метантиол, диметилсульфид и диметилдисульфид — формируют характерный ароматический профиль светового удара.

Реакция дефекта светового удара:

Рибофлавин + квант света → синглетный рибофлавин →

→ Трансформация серосодержащих аминокислот → Летучие соединения

(Метионин, Цистеин, Триптофан) (DMS, DMDS, H₂S, CH₃SH)

Помимо прямого переноса электронов от серосодержащих аминокислот к возбуждённому рибофлавину, существенную роль играет и образование активных форм кислорода. После поглощения кванта света рибофлавин переходит сначала в синглетное, а затем в более стабильное триплетное возбуждённое состояние. В таком состоянии он способен не только вступать в реакции переноса электронов с метионином и цистеином, но и передавать энергию молекулярному кислороду с образованием высокореакционного синглетного кислорода. Последний активно окисляет серосодержащие аминокислоты, способствуя образованию метионаля, сероводорода, метантиола, диметилсульфида и диметилдисульфида.

Дополнительный вклад в деградацию метионина и цистеина вносят α-дикарбонильные соединения (например, глиоксаль), образующиеся в процессе брожения и окисления вина. Они инициируют реакцию деградации Штреккера, в результате которой также формируются летучие сернистые соединения, усиливающие проявление светового удара.

Следует отметить, что опасность представляют чрезвычайно низкие концентрации этих веществ. Так, порог восприятия метантиола составляет около 0,3 мкг/л, а сероводорода — около 1 мкг/л, поэтому даже незначительное их накопление заметно изменяет аромат вина. Сначала в вине снижается интенсивность фруктовых и цветочных нот, затем вино становится не просто бедным, а откровенно неприятным.

Основные летучие соединения, ответственные за неприятный запах и связанные с дефектом светового удара:

* Пороги восприятия зависят от матрицы вина (тип вина, содержание этанола, SO₂, фенольный состав и др.), поэтому в литературе встречаются небольшие различия.

Существенное влияние на вероятность развития светового удара оказывают также условия хранения и упаковка вина после розлива. Наиболее эффективной защитой остаётся использование бутылок из тёмного стекла, поскольку зелёное и особенно янтарное стекло значительно лучше задерживают свет в опасном диапазоне длин волн по сравнению с бесцветным.

Важную роль играют также тип укупорочного средства и его кислородопроницаемость (OTR). Хотя пробка или винтовая крышка не предотвращают сам фотохимический процесс, они определяют кислородный режим вина в процессе хранения, влияя на образование и дальнейшие превращения летучих сернистых соединений

Кроме того, скорость развития светового удара зависит от температуры хранения: её повышение ускоряет протекание фотохимических и последующих окислительно-восстановительных реакций.

Немаловажным фактором является и форма бутылки. Более широкие бутылки имеют большую площадь поверхности вина, подвергающуюся воздействию света, что при одинаковых условиях освещения способно ускорять развитие дефекта по сравнению с бутылками меньшего диаметра.

Одним из наиболее эффективных современных подходов является снижение содержания рибофлавина ещё до розлива вина. Именно на этом принципе основано действие препарата Lumyclean Plus. Комплексная композиция, включающая высокоочищенный активированный растительный уголь, ПВПП, хитозан и бентонит, позволяет эффективно удалять рибофлавин из белых и розовых вин, тем самым уменьшая вероятность запуска фотохимических реакций, ответственных за образование летучих сернистых соединений. Одновременно препарат способствует удалению окисленных и легкоокисляемых полифенолов, повышает антиокислительную стабильность вина, улучшает его цвет и увеличивает срок хранения. Благодаря этому Lumyclean Plus может использоваться не только как средство профилактики светового удара, но и как комплексный препарат для повышения стабильности вин перед розливом.

Таким образом, световой удар представляет собой сложный фотохимический процесс, возникающий в результате взаимодействия света, рибофлавина и серосодержащих аминокислот, при котором образование активных форм кислорода дополнительно усиливает развитие нежелательных реакций. Поскольку повлиять на содержание рибофлавина и аминокислот после розлива весьма затруднительно, основное внимание следует уделять профилактике дефекта в том числе за счёт комплексной антиоксидантной стратегии. Она включает минимизацию контакта вина с кислородом на всех этапах производства, применение специализированных энологических препаратов, повышающих антиоксидантную защиту, а также снижение содержания рибофлавина перед розливом. Так, инактивированные дрожжи Pure Lees Longevity, благодаря высокому содержанию эргостерола, способствуют связыванию растворённого кислорода и замедляют развитие окислительных процессов. Препараты на основе инактивированных дрожжей Glutastar и Opti White, богатые глутатионом, защищают ароматические соединения сусла и повышают его устойчивость к окислению. Дополнительную защиту обеспечивают гидролизуемые танины, например Gallotan G, которые быстро взаимодействуют с поступающим кислородом, снижая его влияние на наиболее чувствительные компоненты сусла и вина. Не менее важен грамотный выбор упаковки и условий хранения: использование бутылок из тёмного стекла, ограничение времени воздействия света, поддержание стабильной невысокой температуры хранения и подбор укупорочных средств с оптимальной кислородопроницаемостью позволяют дополнительно снизить риск развития дефекта. В сочетании с препаратами, снижающими содержание рибофлавина, такими как Lumyclean Plus, подобный комплексный подход позволяет существенно уменьшить вероятность развития светового удара и сохранить свежесть, сортовой характер и органолептическое качество вина.

Научная редакция и перевод: Абоймов Кирилл Алексеевич.

Материал подготовлен на основе статьи: María Mislata A, Puxeu M, Mestres M, et al. (2022) The Light Struck Taste of Wines. Grapes and Wine. IntechOpen. Available at: http://dx.doi.org/10.5772/intechopen.99279.

С текстом полного научного исследования, включающего графики, картинки, а также обширный список используемой литературы, вы сможете ознакомиться по ссылке:

https://www.intechopen.com/chapters/78151