Borkezelések
A borok öntisztulása • Tisztulási folyamat gravitációs úton (vagy flottáció) F1
F2 Stockes törvénye: vr= Ahol:
(ξr-ξf) D2 g 18η
- ξr: a részecske fajsúlya (kg/m3) - ξf: a folyadék fajsúlya (kg/m3) - η: a folyadék viszkozitása (Pa s) - D: a részecske mérete (m) - g: gravitációs gyorsulás (m/s2)
A borok öntisztulása ülepedéssel • Élesztők mérete: 1-10 µm; baktériumok mérete: ~>0,4 µm ▼ • Az élesztők borban 25-30 x gyorsabban ülepednek • A borok viszkozitását azok alkohol és cukortartalma csak kis mértékben módosítja • A zavarosító anyagok elektromos töltése is meghatározó lehet • Az egyes borok öntisztulási sebességét a védőkolloidok is befolyásolják: -β-glükán (Botrytis cinerea) - növényi sejtfal alkotórészek (cellulóz, pektin) ► érettség, mechanikai hatások, enzimek • Az ülepedés sebességét befolyásolja még: - hőmérséklet - CO2 jelenléte - tartály mozdulatlansága - tartály anyaga ▼ • Fahordó: gyorsabb folyamat (kisebb belmagasság + kémiai reakciók) • Fémtartály hegesztések: elektromos töltés
A fejtések szerepe • Hiányában: -Mikrobiológiai problémák (utóerjedés, baktériuok felszaporodása) - Borhibák (redukált, fülledt jelleg vagy vegetális ízek) -Hatásai • Többszöri fejtés ►tükrös tisztaságú bor • Zavarosító anyagok (élesztők, baktériumok, borkő, vas-foszfát, réz-szulfát) eltávolítása • 2,5-5 mg/l oxigén beoldása ▼ -Illathibák, pl. H2S megszüntetése -Vas eltávolítása (fémes törések megelőzése) - maradék cukortartalom kierjesztése (élesztők aktiválása) - vörösborok színe mélyül és stabilizálódik - új vörösborok érzékszervi tulajdonságai javulnak -CO2 eltávolítása - nagyobb tartályok: homogenizálás
A fejtések gyakorisága • •
A gyakoriság bortípusok szerint változhat
Hosszú érlelésre szánt fahordós vörösborok (szűrés nélkül): 1. Erjesztést követően (CO2 eltávolítása) 2. Február-március (seprő eltávolítása) 3. Nyár végén (Seprő eltávolítása + SO2 beállítása) 4. Érlelés végén, derítést megelőzően (derítést elősegíti) 5. Derítési aljról történő átfejtés
• •
Az első fejtésekkel nagy mennyiségű oxigén bejuttatása szükséges • A későbbi beavatkozásokkal kevesebb levegőztetés elegendő Minden fejtést követően hordómosás + hordókénezés (2-4 g/hl) szükséges •
Zárt tartályokban készített és primőr vörösborok gyakoribb levegőztető fejtések + szűrés •
Reduktív fehér borok minél kevesebb zárt fejtés
• Fahordós, seprőn érlelt fehérborok Erjedés utáni (durva seprő) és felkeverést követő fejtés
A fejtések kivitelezése •
A tiszta bor és a tartály (hordó) alján összegyűlő üledék elválasztása •
•
Kisebb mértékű oxigén felvétele + kén-dioxid kiegészítés
Zárt tartályok: állítható magasságú fejtőcsap + szivattyú v. gravitáció •
Barrique: akonadugó oldalsó vagy felső helyzetben
1. kompresszor alkalmazása nyílt vagy zárt rendszerben 2. Kis teljesítményű szivattyú + állítható magasságú hattyúnyak •
Nyílt, félig zárt vagy zárt fejtési módok ► oxigén bejuttatása •
Fahordóból fahordóba vagy tartályba történő fejtés •
•
A tartály közbeiktatása esetén: - homogén bor nyerhető Nagyobb mennyiségű oxigén juttatható be
Tartályok esetében nagy nyomású mosás, fahordóknál hideg-meleg vizes mosás, szárítás + kénezés szükséges
A derítések szerepe • -
Derítőszer adagolása a borhoz
flokkuláció ► zavarosító vagy későbbiekben zavarosságot okozó anyagok megkötése -
Szedimentáció ►derítőszer + zavarosság ülepedése • •
Tisztító és stabilizáló hatás egyaránt
Flokkuláció: fehérje + tannin kölcsönhatások ▼
Pozitív töltésű hidrofil kolloidok (fehérjék) ► negatív töltésű hidrofób komplexek • •
Az átalakulást befolyásolja a pH, hőmérséklet, a fehérje és a tannin koncentrációja A komplexek kationok jelenlétében töltésüket elvesztik, kicsapódnak és leülepednek •
A jelenség az elektromos töltések semlegesítésén és a dehidratáción alapul
Tannin-fehérje kölcsönhatások •
Van der Waals erők + hidrogénhidak (karboxil és fenolos –OH csoportok között) •
•
Felületi megkötések ► flokkuláció és szedimentáció
Általában irreverzibilis reakciók, kivétel a kinon + fehérje közti kovalens kötések •
A reakció sebessége a tannin szerkezetétől függ (polimerizáltság, galluszsav) • • •
A prolinban gazdag fehérjék hamarabb reakcióba lépnek
Általában nagyobb mennyiségű fehérje adagolásával több tannin kötődik le ▼ Nem minden esetben ►próbaderítés szükséges •
•
A fehérje összetétele is meghatározó
Magasabb pH mellett a fehérje-tannin flokkuláció felgyorsul
Kationok jelenléte és oxigén beoldása (Fe2+►Fe 3+) elősegíti a flokkulációt • •
Védőkolloidok (glükán, gumi-arábikum)
Alacsony hőmérséklet ►gyorsabb flokkuláció
A fehérje alapú derítések hatása a bor minőségére • •
Kolloidális színanyagok eltávolítása ►stabilizáció
Kötött színanyagok, polimerizált és nagy méretű tanninok eltávolítása •
A vörösborok bársonyosabbá válnak (zselatin index csökken) •
Főként a leginkább reakcióképes tanninokat távolítjuk el ▼ Összehúzó vagy szárító ízhatású, vegyületek
De a vörösborok testességét, ízhosszúságát is meghatározzák! •
A derítés során az illó komponensek (aromaanyagok) egy része is kivonható •
Próbaderítés szerepe (különböző derítőszerek + dózisok)
Túlderítés fogalma •
A derítést követően az adagolt fehérje egy része nem flokkulál ▼ • Áttetsző bor, amely tannin adagolásával zavarossá válik -
•
• A zavarosság kialakulhat: Tanninban gazdagabb fehérborral történő házasítással - Borászati tannin alkalmazásával - Fahordós érleléssel - Parafadugóból beoldódó tanninok
• Túlderítés elkerülésére - zselatin csak a tanninban gazdag fehérboroknál (1-3 g/hl) - Tannin adagolása fehérborokhoz ►kockázatos - Kovasavszól + zselatin: legjobb megoldás Tojásfehérje: kerülendő, mivel a flokkulációjához sok tannin szükséges - Kazein, vér- és halkivonatok javasoltak Túlderítés esetén tannin és fehérje adagolás egyaránt zavarosságot okoz ▼ • Előzetes próbaderítések szükségesek
•
Fehérjrtartalom csökkentése: tannin, bentonit és kovasavszól adagolás, kovaföldszűrés alacsony hőmérsékleten
Fehérje alapú derítőszerek •
Főként állati eredetű termékek kivonatai (albumin, zselatin, halhólyag) • •
• •
Összetétel és eredet szerint eltérő hatásúak lehetnek Folyékony vagy szilárd (por, granulátum stb. formában)
Ugyanazon alapanyag többféle kiszerelésben is kapható (pl. zselatin)
Általában vízben történő feloldás után alkalmazhatók vagy közvetlen adagolhatók
•
A kereskedelmi forgalomban különböző kombinációk is előfordulnak (pl. bentonit + kazein)
Derítőszerek Zselatin • Húsipari melléktermékek savas, lúgos vagy enzimatikus hidrolízisével állítják elő 3 típus: - melegen (40-50 oC) oldható (nagy molekulatömeg, sok felületi töltés) - hidegen oldható (közepes molekulatömeg, nagyon kevés töltés) - folyékony (közepes molekulatömeg, kevés töltés) • Lineáris felépítésű fehérje (leggyakoribb aminosavak: prolin, hidroxiprolin, glicin) • A molekulaméret növekedésével a túlderítés esélye csökken • A pozitív töltések számának növekedésével a zselatin reakcióképessége fokozódik • Alkalmazott mennyiség: 3-15 g/hl (vörösborok), 2-8 g/hl (fehérborok) • Kiegészítő szerként borászati tannint vagy kovasavszólt/gélt lehet alkalmazni ▼ - Fehérboroknál a túlderítés veszélye csökken - Különösen poliszacharidokban gazdag (botrytis) fehérboroknál hatékony -Kovasavszól/zselatin arány: 5-10 - derítést követő 2. hét ►tömör derítési alj
Derítőszerek Tojásfehérje •Legrégebben használt fehérje alapanyagú derítőszer • Normál tojásférje vagy tojáskivonat (por vagy granulátum) • Globuláris felépítésű fehérje • Hidrofób reakciókra képes tanninokkal • Kis mértékű flokkuláció, ugyanakkor gyors ülepedés és tömör derítési alj jellemzi • 2 tojás fehérje (3-15 g)/ hl általában elegendő •Fagyasztást követően is felhasználható (dózis: 75-200 ml/hl) • A felhasználáskor a só használata ajánlott, a túlzott habosítás kerülendő • Kizárólag a testes, tanninban gazdag vörösborokhoz használjuk! ▼ • Használata esetén a borok vékonyabbá válhatnak! •Lizozim bevitele ►a tejsavbaktériumok egy része elpusztul
Derítőszerek Vérkivonatok • Hagyományosan friss marhavért használtak a borok derítésére •Jelenleg kizárólag a különböző vérfehérje kivonatok forgalmazhatók • Na-citráttal + aktív szén adagolás + porítás • Hideg vízben oldódik, (kevés Na-bikarbonát elősegíti) • Új fehér- és vörösborok hatékony derítőszere • A borok vegetális jellegét csökkenti • Védőkolloidokra kevésbé érzékeny • Kevés tannin elegendő a flokkulációhoz ►túlderítés esélye kicsi • 10-20 g/hl mennyiségben használható tannintartalomtól függően
Derítőszerek Kazein • A tejben található fehérje (különböző változatai ismertek), sok -SH csoporttal • A nyers tejszínből vonják ki • A fehérboroknál használható ►kinon vegyületek megkötése (színjavítás) + frissesség • Barnás színű, oxidált fehérborok kezelése ► preventív (must) vagy kuratív (bor) hatás •Túlderítés ritka, csak tanninok jelenlétében flokkulál ▼ •Gyors és teljes elkeverés szükséges ► adagoló berendezések • 60-80 g/hl (must), illetve 5-20 g/hl (bor) használható fel próbaderítést követően • Lúgos közegben oldódik a legjobban (K- vagy Na-karbonát 3 víz) • Por alakban forgalmazott (nyers tej az EU-ban nem engedélyezett) • Gyakran bentonittal kombinált alkalmazás
Derítőszerek Halkivonat • Egyes halhólyagok vagy egyéb melléktermékek jellegzetes fehérjéje • Magas kollagén tartalom • Rendkívül drága, de kis mennyiség (1,5-2,5 g/hl) is elegendő általában • Lemezes, granulált, por és folyadék formában kerül forgalomba • Fehérborokhoz használjuk •A borok rendkívül tükrössé válnak, a sárga szín gyengül • Kiváló flokkulációs, gyengébb szedimentációs képesség (kisebb tisztítóhatás) • A derítést követően sok idő kell a stabilitás eléréséig
Derítőszerek Növényi derítőszerek • Kísérletek a növényi alapanyagokkal • A GMO növények alkalmazása az EU-ban nem engedélyezett • Élelmiszeriparban felhasznált fehérjék (gabonafélék, hüvelyesek) kivonatai • A jelenleg forgalmazott termékek összetétele ismeretlen
Derítőszerek Bentonit • Aluminiumszilikát alapanyagú montmorillonit agyagásvány (Al2O3, Al2(OH)6, SiO2) • Az agyagásvány rétegek közt kicserélhető kationok (Na, Mg, Ca) • A leggyakrabban a Na-bentonitokat használják a gyakorlatban ▼ • Legjobb flokkulációs és szedimentációs, stabilizáló hatás • Réteges hidrofil szerkezet ►duzzadóképesség vizes közegben, nagy belső felület • A negatív töltésű bentonit megköti a pozitív töltésű fehérjéket (kiv. lakkáz) • A fehérje-zavarosodás ellen alkalmazható derítőszer •Nem minden bentonit alkalmazható a borok derítésére •
Derítőszerek Bentonit • Must és bor tisztítására, stabilizálására is használható • Must esetében a bentonittal együtt kell erjeszteni (N tápanyag megőrzése!) • Elsősorban a fehérborok korai stabilizálásához alkalmazzák • Nagy mennyiségben (>40 g/hl) az aromaanyagokat is részben eltávolítja • Kazeinnel kombinálva a rezes törés kockázata is csökkenthető 1 mg/l réztartalom alatt • Fehér- és roséborok megfelelő derítőszere • Primőr vörösborok kolloidális színanyagát is megköti • Alkalmazás előtt melegpróbával ellenőrizzük a fehérjestabilitást • Jelentős stabilizáló, kisebb mértékű tisztító hatás ▼ • Kiegészítő kezelésként fehérje alapú szerekkel kombinálva
Derítőszerek Bentonit • Palackozást megelőző kezelés a fehérjestabilitási tesztet követően • Vörösboroknál az egyéb derítések kiegészítőjeként • Szuszpenzió vagy por (granulátum) formájában kapható • 5-15 %-os vizes szuszpenzió elkészítése • Meleg vízben hatékonyabban feloldható • Alacsonyabb pH és magasabb hőmérséklet (20 oC) mellett a legjobb a hatása • Kis belmagasságú tartály alkalmazása szükséges •Alkalmazott mennyiség: 10-120 g/hl
Egyéb adalékanyagok • Alginátok: uronsav Na származékai: Champagne technológia- pezsgőkészítés • Aktív szén: tisztított növényi szén származék hatalmas belső felülettel (400-1200 m2/g): fehérborok színtelenítésére szagtalanítására (30-40 g/hl) • PVPP: műanyag származék, ami az aktív szénnel megegyező célokra használható A polifenolok ellen hatásos (30-40 g/hl) • Kékderítés: K4 (Fe(CN)6) 3 H2O A beoldott fémek (Fe, Cu) megkötésére szolgál. A képződő kék csapadékot kazeinos derítéssel távolítjuk el. Vörösborok esetében nem alkalmazható. Lehetőség: Ca-fitát (max. 8 g/hl)
Egyéb kezelőanyagok Alginátok • Tengeri algákból lúgos feltárással és tisztítással kivont kezelőanyag • Na-alginát hatóanyag (mannuronsav polimer) • Íztelen és szagtalan por formájában forgalmazzák, mikroszkopikus méretű rostokat tartalmaz • Alkoholban nem oldódik, vízben -6-8 közötti pH mellett- viszkózus oldatot ad • CaCl2-vel vagy kénsavval zselatin szerű csapadékot képez • Jól flokkulálódik, de lassan ülepedik (zselatinnal kombinálva gyorsabb) • 3,5 feletti pH mellett hatékonysága csökken • 4-8 g/hl dózisban használható
Egyéb kezelőanyagok Borászati tanninok • Vízben oldható, alkoholban részben oldható fehér, sárga vagy barna színű por • Dió, tölgy, gesztenye vagy törköly alapanyag • Kondenzált tanninokat (procianidinek) és ellagitanninokat és gallotanninokat tartalmaz ▼ Kesernyés, fanyar ízhatást eredményeznek • A fehérjékkel 3 és 5 pH közt reakcióba lép • Vas jelenlétében kékesfekete csapadékot képez • Újborok teltségét, fehérjestabilitását szolgálja, a derítés hatékonyságát növeli • Fehérborokhoz max. 5 g/hl, vörösborokhoz 5-10 g/hl mennyiségben használható • A készítmények zöme oxidációs hatásokra megromlik
Egyéb kezelőanyagok Kovasavszól (SiO2)
• Kolloidok szól állapota: folyékony halmazállapot, független részecskékkel • A kovasavanhidrid (üveggyártás mellékterméke) 15-50 %-os vizes oldata • A stabilizáláshoz bázikus kémhatású anyagokat, pl. NaOH használnak ▼ • negatív töltésű felülettel rendelkező kolloid részecskék • Magas pH ►baktériumos tevékenység veszélye! • kovasavszól (-) és fehérjék (+) kölcsönhatása ►flokkuláció • Mustok (gyümölcslevek) és tanninban szegény borok derítéséhez javasolható • Gyorsítja a tisztulást, tömör üledéket eredményez (20-100 ml/hl) • A fehérje alapú derítőszerek teljes mennyiségét megköti (túlderítés veszélye nélkül) • Kékderítést követően vagy a szűrési teljesítmény javítására • Sorrend: kovasavszól majd zselatin; vagy 1. bentonit, 2. kovasavszól, 3. zselatin
Egyéb kezelőanyagok PVPP • Polivinilpolipirrolidon ►vízben és víz-alkohol elegyben oldhatatlan műanyag • a polifenolok megkötésében játszik szerepet • A PVPP és a zselatin hasonló módon flokkulál a tanninok jelenlétében • A polimerizációtól függően a teljes vagy részleges flokkuláció jellemző ▼ Túlderítés is kialakulhat • Legfeljebb 80 g/hl mennyiségben alkalmazható (átlagosan 20-30 g/hl) • Az oxidálható és kondenzálható polifenolokat távolítja el • A kazeinnal (oxidációs jelenségek fékezése) kombinálható ▼ Barnulási folyamatok megelőzése • Pirkadt fehérborok elterjedt derítőszere az aktív szén mellett • A túl tanninos, szárító hatású vörösborok kezelésére is alkalmas
Kombinált derítések • A bentonit és a fehérje alapú derítőszerek kiegészítő alkalmazása • A komplex derítéssel nagyobb stabilitás és tömör üledék alakítható ki • bentonit + zselatin vagy bentonit + kazein variációk • A próbaderítések szerepe meghatározó • A két derítőszert nem szabad egyszerre a borhoz adagolni • Elsőként a zselatin, majd 4 nappal később a bentonit adagolása következik • Kiegészítő szer: - kovasavszol (10x-es mennyiség, mint a zselatin), újborok - botrítiszes borok - borászati tannin (galluszsav származék-2-10 g/hl)
A derítés gyakorlati kivitelezése Próbaderítések •Eltérő hatású derítőszerek ►laboratóriumi próbaderítés (különböző szerek + dózisok) • 750 ml-es fehér palack alkalmazása •Megfigyelés: - a kolloid flokkulációjához szükséges idő (zavarosodás) -Ülepedési sebesség -Tükrösség az ülepedést követően - Derítési alj tömörsége • Túlderítés elkerülése: nem flokkulált fehérjék kimutatása 80 oC-on • Vörösborok: hidegkezelés ►kolloidális színanyagokra gyakorolt hatás • Érzékszervi bírálatok ►a szükséges minimális dózis kiválasztása • Az egyes borok a kolloidösszetételük (védőkolloidok), tannintartalom, zavarosság szerint lépnek reakcióba a derítőszerekkel • A rosszul reagáló boroknál megelőző enzimkezelés, szűrés vagy kombinált derítés szükséges
Derítőszer
Mennyiség
Tulajdonságok
Fehérborok Halzselatin
1-2,5 g/hl
Tükrösség, sárgább színárnyalat, laza üledék, lassú ülepedés
Vérkivonat
5-10 g/hl
Tükrösség, vegetális zamatokat csökkenti, tömör üledék, gyors ülepedés
Kazein
10-50 g/hl
Jó tisztítóhatás, barnás árnyalatú borokhoz, túlderítés nem fordul elő
Bentonit
20-100 g/hl
Közepes tisztító, jó stabilizál a fehérje kiválások és a rezes törés ellen, megelőzhető a túlderítés
Kovasavszól
20-100 ml/hl
A védőkollidokat részben megköti, fehérjékhez adagolva javítja az ülepedést, a túlderítés esélye csökken
Tannin
3-10 g/hl
A túlderítés megelőzésére és kezelésére
Vörösborok Zselatin
3-10 g/hl
A legdurvább tanninok megkötése, lekerekíti vagy levékonyítja a vörösborokat
Vérkivonat
10-20 g/hl
Fiatal, kererű ízű, tanninban gazdag borokhoz
Tojásfehérje
5-15 g/hl
Érlelt és tanninban gazdag vörösborokhoz, érzékeny a védőkolloidokra
Bentonit
20-50 g/hl
Újborok tisztítása, kolloidális színanyagok eltávolítása, Elősegíti az ülepedést
A derítés gyakorlati kivitelezése • A megfelelő derítőszer kiválasztásához próbaderítésekre van szükség • A derítést követő levegőztetés javítja a hatékonyságot • Magasabb pH-n a flokkuláció felgyorsul • 400 mg/l feletti CO2 koncentráció felett nem megy végbe az ülepedés • Az alacsonyabb tartályok (fahordók) megfelelőbbek. • A beton, vagy műanyag tartályok jobban használhatók • A megfelelő hőmérséklet fehérje alapú derítőszereknél 12-14 oC, - bentonit esetében 20 oC körül
A derítés gyakorlati kivitelezése • A derítőszer gyors elkeverése, homogenizálása szükséges • A fehérje alapanyagok előzetes hígítása célszerű • Kisfahordó: derítőszer elkeverése manuálisan a borban • Nagyobb tartályokban kisebb mértékű elkeverés lehetséges ▼ •Kovasavszól adagolása (derítőszert megelőzően) segítheti a flokkulációt • A derítőszer folyamatos adagolására van szükség a fejtés alkalmával • Adagolószivattyú alkalmazása javasolt nagyobb mennyiségeknél • Derítési aljról való lefejtés: néhány héttel később • Gyors tisztítóhatás érdekében a derítést szűréssel szükséges kiegészíteni
