Для предупреждения окисления ценных компонентов сусла и вина в виноделии широко применяют сернистую кислоту. Ввиду того, что сернистую кислоту получают в основном из сжиженного SO2, хранящегося в стальных баллонах, для ее обозначения часто используют термин «диоксид серы».
В продуктах переработки винограда сернистая кислота содержится в двух формах: свободной и связанной, каждая из которых имеет свои свойства и значения.
Сумма свободной и связанной сернистой кислоты называется общей сернистой кислотой. Обычно свободные формы составляют 10—30 % общего количества сернистой кислоты. Общее и свободное количество H2SO3 определяется йодометрическим титрованием и строго нормируется правилами производства виноградных вин.
Сернистая кислота пока является единственным универсальным средством одновременной антисептической и антиоксидантной обработки виноградного сусла и мезги.
Диссоциация. Находясь в водном растворе, SO2 образует сернистую кислоту H2SO3, которая диссоциирует с образованием ионов бисульфита и сульфита в различных соотношениях.
Наибольшей антимикробной активностью обладает недиссоциированная форма сернистой кислоты. Она хорошо подавляет молочнокислые и уксуснокислые бактерии, несколько хуже — дикие и пленчатые дрожжи, слабо действует на плесени. Наиболее устойчивы к H2SO3 приученные к ней культурные дрожжи Saccharomyces vini.
Окисление. Сернистая кислота является сильным восстановителем, необратимо окисляясь растворенным в сусле или вине кислородом.
Образующаяся серная кислота в свободном виде не остается, а вытесняет органические кислоты из их солей и тем самым повышает активную кислотность среды.
Количество образующихся сульфатов в пересчете на K2SO4 должно быть ограничено 2 г/л.
Подвергаясь окислению, сернистая кислота, таким образом, не дает окисляться другим веществам (ароматическим, красящим): кроме того, она блокирует деятельность окислительных ферментов, смягчает естественные окислительно-восстановительные процессы в сусле и вине.
Сульфитация при настаивании мезги мускатных сортов винограда дозами до 100 мг/л гарантирует хорошее экстрагирование эфирных масел и надежную защиту их от окисления.
Взаимодействие сернистой кислоты с ацетальдегидом. Легче всего связывается сернистая кислота с ацетальдегидом, образуя нестойкую, но химически сильную альдегидсернистую кислоту.
В этой реакции 66 мг сернистой кислоты связывают 44 мг ацетальдегида. Это явление особенно нежелательно для бродящего сусла шампанского и столового направления, так как происходит искусственное накопление в виноматериалах ацетальдегида за счет распада альдегидсернистой кислоты при ее окислении.
Связывание кислоты в комплексы. Сернистая кислота связывается с сахарами, имеющими альдегидную группу (глюкоза, арабиноза и др.). Это характерно для сусла, полусладких и десертных вин. Скорость связывания H2S03 с сахарами зависит от температуры и рН, а процесс продолжается в среднем 10—20 ч, что вполне достаточно для настаивания мезги и отстаивания сусла, так как связанная сернистая кислота антимикробным действием не обладает.
Сернистая кислота соединяется также с кетокислотами, пектиновыми веществами, аминокислотами. Для красных и розовых вин особенно важно временное, связывание сернистой кислотой антоцианов. При этом окрашенные соединения — антоцианы превращаются в бесцветные антоциан-сернистокислые соединения.
Со временем, при нагревании, а также переливках и обработках вин, их цвет восстанавливается, сохраняя чистый и яркий первоначальный тон. Это объясняется тем, что при нагревании антоциан-сернистокислый комплекс распадается, а при переливках и обработках кислород или образующийся ацетальдегид вытесняют антоцианы, связываясь с H2S03.
Таким образом, процессы, происходящие в сусле до начала брожения, носят в основном ферментативный биохимический характер. Однако немаловажное значение для качества будущего вина имеют физические, химические и физико-химические процессы, в том числе связанные с использованием сернистой кислоты. Умение управлять ими и составляет основу технологии переработки винограда.