Kako funkcionišu vinska burad i bačve
Uvod
Bačve i burad su više od skupih nepropusnih posuda koje vinima daju ukus i miris hrastovog drveta. One upijaju i isparavaju vino (ili njegove delove), dišu, savijaju se, filtriraju kiseonik iz vazduha, pomažu u sazrevanju vina i ponekad uzrokuju kvarenje vina.
Razumevanje fizičko-hemijskih procesa koji deluju u vinskim bačvama i buradima važno je ne samo za primenu bolje prakse proizvodnje vina, već je ključno i za uspešnu primenu tehnologija „zamene bačvi“, kao što su mikrooksigenacija, dozrevanje u propusnim vrećama(4) I i odgovarajuću upotrebu hrastovih dodataka, kao što su duge i iverje.
U ovom članku istražujemo osnovnu „fiziku bačvi“, raspravljamo o tome koji izvori kiseonika i brzine dodavanja najbolje dozrevaju vino pa povezujemo tradicionalno korišćenje bačvi sa osnovnim fizičkim principima.
Konačno, raspravljamo o nekim zanimljivim i jeftinim eksperimentima koji bi mogli smanjiti gubitke isparavanjem (gde je to potrebno), ukloniti potrebu za redovnim dolivanjem bačvi i buradi i povećati svest o „ispravnom“ načinu oksigenacije vina.
Koncept 1: Poroznost hrasta i kapilarni efekat
Kapilarno delovanje, koje proizilazi iz svojstva površinskog napona tečnosti, ima dovoljno “snage” da deluje protiv značajnog pritiska i visine.
Površinski napon je uvek veći u finijim kapilarama.
Fitilj lampe, na primer, može upiti prilično visok “stub” goriva protiv gravitacije, iz suda u koji je jedan kraj uronjen.
Hrastovo drvo u vinskoj bačvi sadrži finu, poroznu mikrostrukturu koja u stablu hrasta pomaže u snabdevanju hranjivim materijama potrebnim za rast.
Ove kapilare, poput upijajućeg papira, usisavaju tekuće komponente vina (prvenstveno vodu i etanol) kroz zid bačve na površinu bačve gde isparavaju, obično brzinom od 300-600 ml/nedeljno u barrique bačvi zavisno od relativne vlažnosti uprostoriji skladištenja vina u bačvama.
Foto-mikrografija: Hrast ima kapilare, mikroporozan je za gasove
Snaga ovog kapilarnog delovanja dovoljna je da stvori vakuum unutar dobro zatvorene bačve.
Koncept 2: Poroznost hrasta – Izmena gasova
Netačna, ali tipična referenca u jednom uglednom tekstu o vinarstvu(1) navodi: „Postojanje vakuuma u bačvi dokaz je da vazduh ne može difundovati u mokru punu bačvu, što znači da oksidacija vina kroz duge bačve nije značajna.“(2)”.
Zapravo, poroznost hrasta ide „u oba smera“, omogućujući usisavanje spoljnog vazduha (~20% kiseonika, 80% azota) u bačvu povećavanjem vakuuma sve dok se ne postigne ravnoteža (3)između stope gubitka isparavanjem i brzina dolaznog vazduha. U ravnoteži, vakuum u bačvi stabilizuje se na otprilike 0,12 atm u „uskoj“ bačvi.
Međutim, mikropukotine između duga i greške u vlaknima unutar drveta doprinose prirodnoj poroznosti drveta. Svaka bačva se stoga ponaša drugačije i pronalazi svoj ravnotežni vakuum.
Mnoge bačve su dovoljno “labave” da uopšte ne stvaraju vakuum, a francuski hrast (Q. sessillis, Q. robur) je inače porozniji od američkog hrasta (Q. alba).
Budući da vino kontinuirano troši kiseonikovu komponentu vazduha iznad površine vina, ravnotežni sastav gasa u prostoru iznad površine vina je nizak u O2(~ 5%) i sa visokim udelom CO2 (3) Međutim, sav dolazni vazduh i dalje doprinosi njegovih 20% O2 za oksidaciju vina.
Koncept 3: Otklon – Neuređeni prostor – DO2 Površinski gradijent.
Čim se bačva začepi, nakon početnog punjenja ili dolivanja, započinje kapilarno isparavanje i stvara se vakuum. Taj rastući negativni pritisak primenjuje silu prema unutra na danca i duge bačve ili bureta. Kao rezultat toga, one se savijaju prema unutra.(3), smanjujući unutrašnji zapreminu bačve odnosno bureta.
Rezultirajuće smanjenje zapremine sprečava stvaranje značajnog prostora na vrhu bačve (ullage) sve dok se ne postigne vakuumska ravnoteža. To obično traje oko tri nedelje. Nakon tog vremena, smanjena zapremina izgubljena isparavanjem nadoknađuje se zapreminom vazduha (pri smanjenom unutrašnjem pritisku).
Bilo koja slobodna površina tečnosti u bačvi omogućuje rastvaranje dolaznog kiseonika iz vazduha u vinu u visokom procentu , direktno proporcionalnom slobodnoj površini. Ova se površina u početku brzo povećava zbog dvostruko zakrivljenog oblika bačve u njenog dna.
Kako se kiseonik rastvara u vinu, on se kontinuirano troši tako da većina kiseonika (DO)O2 u vinu ostaje nula. Međutim, gradijent koncentracije postoji blizu površine. Površinski slojevi vina ostaju bogati kiseonikom, što podstiče rast raznih aerobnih organizama, poput Acetobactera. Ovo područje nije efikasno zaštićeno od SO2 koji se tamo takođe iscrpljuje oksidacijom do sulfata.
Osim ako nije potreban acetaldehidni karakter (npr. flor sherry), potrebno je nadopuniti bačvu odnosno bure najdalje od 3-4 nedelje. Što se češće vrši dopunjavanje,to bolje, posebno kod „labavih“ ili propuštajućih bačvi.
Koncept 4: Hrast – dvosmerna osmotska membrana
Hrastove duge su membranski propusne za molekulsku gasnu razmenu
Osim što su mikroporozne za tečnost i vazduh, mokre hrastove duge u bačvi čine polupropustljivu membranu, omogućujući molekulima gasa da prodiru u oba smera putem osmoze.
U bilo kojoj osmotskoj membrani, brzina molekulskog prenosa gasa zavisi od propusnosti membrane i delimično od razlike parcijalnih pritisaka određene gasne komponente kroz membranu.
Kiseonik se “gura” u bačvu kao rastvoreni gas parcijalnom razlikom pritisaka preko “Hrastove membrane”.
Parcijalni pritisak O2 izvan bačve je 0,18 atm, a parcijalni pritisak unutra je efektivno nula, jer dolazni O2 se kontinuirano konzumira u vinu u takozvanim reakcijama „spore oksidacije“.
Vazduh i O2 zasićene vode su ekvivalentni izvori kiseonika za propusnost mokre membrane (Henryjev zakon, rastvoreni gasovi), tako da bačva zasićena vodom propušta kiseonik „nesmanjenom“ brzinom.
Osim toga, tečna faza zbog kapilarnosti, etanol i vodena para takođe prodiru iz bačvi napunjenih vinom kao gasovi u atmosferu.. Brzina zavisi od pritiska pare svakog od njih unutar bačve, što pak zavisi od temperature vina. Što je hladnije i vlažnije mesto skladištenja bačvi i buradi, to je manji gubitak etanola i vode iz vina.
Koncept 5: Kiseonik i odležavanje vina
Dozrevanje vina, tj. omekšavanje tanina, intenziviranje boje, dodatna stabilnost i kompleksnost, oslanja se na stalan, postupan prodor kiseonika u okruženje „koje je siromašno kiseonikom“.
To je stalno, postupno prodiranje kiseonika kroz “hrastovu membranu” koje prvenstveno održava spore reakcije oksidacije, polimerizacije i kondenzacije koje omekšavaju i dozrevaju vino (1) nakon što se potroši početni O2 iz napunjene bačve.
Ove reakcije su „sekvencijalne“. Manje stabilna fenolna jedinjenja se prva oksidišu. Njihovi reakcioni produkti uključuju vodoonk peroksid koji pomaže u pokretanju kasnijih, složenijih reakcija u „sledu“. Takve se reakcije odvijaju samo u okruženju sa nedostatkom kiseonika (redoks) tokom dužih vremenskih razdoblja. Previše dostupnog O2 zaobilazi ih, što umesto toga dovodi do brze oksidacije.
Prirodna brzina prodiranja kiseonika u novi francuski hrastov barik je oko 20 cm3 O2 po litri vina godišnje.
Ovo je PRIMARNI izvor kiseonika u bačvi. Pokazalo se da redovno dolivanje dodaje samo oko 5 cm3/l/god., a pretakanje/raspršivanje oko 4 cm3 za svaku takvu epizodu.
Starije bačve gube propustljivost gasova jer se duge začepljuju bitartaratima i drugim čvrstim materijama vina. Stoga vino ne može uspešno odležavati u tanku ili potrošenoj bačvi bez dodavanja gasovitog kiseonika (mikrooksigenacija).
Mikrooksigenacija se sve više koristi za omekšavanje i intenziviranje boje vina i obično se primenjuje ubrzo nakon fermentacije.
Prekomerna upotreba podstiče lokalno veće koncentracije rastvorenog kiseonika (uključujući lokalno oko mikromehurića), što potencijalno podstiče aerobno kvarenje vina.
U istrošenim bačvama ili buradima, hrastove letvice mogu brzo uneti ukus hrasta. Ta unesena jedinjenja, uglavnom fenoli, takođe im je potrebno produženo vreme sazrevanja u bačvi koja je još uvek propusna za najbolje rezultate i treba ga dodati rano. Dodavanje hrastovih „proizvoda“ u tankove ili istrošene bačve bez mikrooksigenacije ili odležavanja u bačvama novijeg hrasta rezultira vinom sa oštrijim, manje integrisanim karakterom hrasta.
Rasprava i zaključak
Gore navedeni fizički i hemijski principi objašnjavaju i podupiru uobičajenu praksu proizvodnje vina, tj.:
Gubitak isparavanjem smanjuje se povećanjem vlažnosti prostorijeu kojoj su skladištene bačve i burad. Snižavanje temperature prostorije u bačvi takođe smanjuje gubitak etanola i vode, ali rashladni klima uređaji takođe smanjuju vlažnost.
Redovno dolivanje bačvi i buradi (svakih 3-4 nedelja, po mogućnosti pod CO2, minimizira aerobno kvarenje i podstiče konzistentnost sazrevanja od bačve do bačve.
Starije bačve ne dozrevaju vino efikasno i kvalitetno.
Položaj čepa sprečava dolivanje i uopšte ne smanjuje stvaranje rupa ili posledičnu oksidaciju vina. Može pomoći u bubrenju drvenih čepova. Nema jasne koristi od silikonskih čepova.
Prirodna propusnost kiseonika kroz bačve, oko 20 cm3/l/god., podstiče sazrevanje bez oksidativne degradacije.
Fermentacija u bačvi (ili dovršetak fermentacije) može dovesti do povećane složenosti i karaktera i bolje integracije hrasta.
Vina sa dodacima hrastovih alternativa uveliko će imati koristi od pravilnog odležavanja u bačvama. Dobra je praksa obilno uliti hrastovinu u deo serije, odležati u bačvama novijeg hrasta, a zatim ponovno mešati.
Praktičan, jednostavan sistem mikrooksigenacije bačvi, zajedno sa dodatkom hrastvine, može omogućiti brže sazrevanje u novim bačvama i nastavak korišćenja istrošenih bačvi.
Neki novi pristupi
Na vinogradu Martha’s u dolini Yarra (~250 tona godišnje) autor sprovodi niz ogleda kako bi istražio nove načine korišćenja bačvi, na primer:
Pokrivanje bačvi izolovanim poklopcima otpornim na vlagu Polietilen (PE) propušta kiseonik, ali ne i vodenu paru. Bačva napunjena vodom smeštena je unutar omotača izrađenog od “air-cell” materijala za pakovanje mehurića na bazi PE-a, prekrivenog vanjskim slojevima metalizovane, PE-obložene folije. Ima kompozitnu izolacijsku vrednost od oko R1,5 i efikasno je nepropusan za vlagu.
Poklopac je stvorio temperaturno stabilniju, vlažniju „mikroklimu“ oko bačve. Nakon 2 meseca, gubitak isparavanjem bio je 0,8 litara u poređenju sa 3,6 litara u kontrolnoj bačvi. Na površini bačve bila je prisutna određena količina plesni.
Plutajuće bačve u vodenoj kupatilu
Nema razlike između vazduha i O2 zasićene voda kao izvora kiseonika (Henryjev zakon).
Kontejner za branje od 600 l napunjen je vodom (uz dodatak ~40 ppm PMS-a kao kratkotrajnog antiseptika) i u njemu je plutala bačva crnog vina (Cabernet). Kontejner i bačva prekriveni su crnom građevinskom folijom kako bi se blokirala svetlost i sprečio rast algi.
Kontejner i bačva čuvani su u nekontrolisanom okruženju zajedno sa barrique bačvama istog vina. Nakon 6 meseci nije uočeno značajno odstupanje u kvaliteti vina u odnosu na kontrolnu bačvu. Nije bilo potrebno dolivanje. Nije se pojavila značajna obojenost vina. Temperatura vina mogla se kontrolisati promenom temperature vode.
Sredstva za sprečavanje nakupljanja vode
Dve glavne vrste uređaja za sprečavanje nakupljanja vode u bačvama koriste se od prošle berbe u mnogim vinarijama širom zemlje. Tip sa prozračivačem vazduhom („Lung-Bung“) koristi se u delimično napunjenim bačvama težih crnih vina.
Tip punjen vodom koristi se za manje oksidativne vrste vina poput Chardonnayja i Pinot Noira. Ove jednostavne, jeftine jedinice uklanjaju nakupljanje vode, olakšavaju uzorkovanje i brinu se o prelivanju vina i/ili delimično napunjenih bačvi.
Sistem za zamenu bačvi
FlexTank ima (4) patenata, razvija polupropusni sistem za zamenu bačvi za vino u koji će difundovati kiseonik u vino sličnom brzinom kao u barrique bačvama (~20 cm3/l/god.). To bi potencijalno omogućilo dozrevanje vrhunskih vina identično kao u bačvama, ali uz puno nižu cenu. Za više informacija kontaktirajte autora.
Izvor: AE Flecknoe-Brown, dipl.inž. Direktor, Flextank Pty Ltd, Yarra Valley, Victoria Oktobar 2002.
Prevod: Zaviša Njagojević, dipl.inž. Tehnologije biljnih proizvoda
Bibliografija
(1) Margalit, Yair – „Koncepti u hemiji vina“ISBN 0-932664-91-1, 1997.1. izdanje.
(2) Singleton, VL – „Sazrevanje vina i žestokih pića: upoređenja, činjenice i hipoteze“Am. J. Enol. Vit. 46(1995.) 98
(3) Moutone M., Mazauric JP, Saint-Pierre B., Hanocq JF – „Izmenagasova u vinima skladištenim u bačvama“J. Sci. tehn. Tonnellerie, 1998., 4131-145
(4) PCT patentna prijava WO 02/064456, „Mehur za čuvanje tekuće hrane i vina unutar suda“, FlexTank Pty Ltd, 370 Yarraview Rd., Yarra Glen, Vic. Web stranicawww.flextank.com.au
Biografija autora
Tony Flecknoe-Brown, 53 godine, fizičar i ovlašćeni inženjer, radi s visokobarijernim plastičnim strukturama za pakovanje hrane i pića od1979. godine. Ima interese u vinogradarstvu u dolini Yarra.
Tony je od 1984. suosnivač firme Hitek Limited, specijalizovane za zaštitnu plastike, koju je 1993. prodao Tetra Paku, postavši jedan od tri osnivača odelenja za plastičnu ambalažu Tetra Paka. Firmu Flextank Pty Ltdosnovao je početkom 2001.