Kemien under vinproduktion

Hvilken proces foregår under vinproduktion og hvilke dele er afgørende for det afsluttende vinprodukt? Annie, Henriette og Isabella

Hvad sker der under gæringsprocessen?

Ethanol  er det vi kender som alkohol. Det er et molekyle der er opbygget af atomerne carbon, hydrogen og oxygen. Den har den kemiske formel C2H5OH, det er OH-gruppen der gør den til en alkohol. Ethanol er opbygget af både polære og u-polære grupper. Den polære gruppe er -OH og de u-polære grupper er CH3 og CH2. Den polære gruppe kan danne hydrogenbindinger med vandmolekylet.

Det Ethanol man bruger i vin bliver dannet ved gærcellerne omdanner sukkeret til carbondioxid og vand. Dette er en fuldstændig forbrænding af glukosen. Proces:

C6H12O6 + 6 O2 --> 6 CO2 + 6 H2O

En vin har normalt en alkohol procent imellem 12-14%, da vinen vil ødelægges stille og roligt hvis vinens koncentration er lavere end 10%.

Det er ved gæring at alkoholen dannes. Gæringsprocessen er en respirationsproces. Altså at sukker, her glukose omdannes til vand og CO₂. Men gæringsprocessen i vin foregår i et anaerobt miljø, hvilket medfører at processen mangler ilt, og derfor bliver der dannet et affaldsprodukt ud over kuldioxid der giver boblerne i vinen, nemlig alkohol. Samme proces foregår i mennesket, hvor mælkesyrer vil være affaldsprodukt i stedet for ethanol.

C6H12O6 --> 2 C2H5OH+ 2CO2

C6H12O6 --> 2 CH3CH2OH + 2CO2

Gæringsprocessen er en ufuldstændig forbrænding, da der netop kommer et affaldsprodukt. Faktisk er det kun 10% af sukkerets energiindhold frigøres, så hele 90% er bundet i alkoholmolekylerne. En stor del af den energi der frigøres er blevet til varmeenergi. Det er derfor at man under forsøg med gæringsprocessen kan mærke at kolben bliver varmere igennem processen, men også når et brød har hævet er dejen varmere.

Gærceller kan kun udnytte to ud af de 6 forskellige sukkerarter. Glukose og Fruktose, der begge er monosaccarider. De fire andre, maltose, saccarose, laktose og sukrose, kan ikke udnyttes da de har for lange kæder og derfor er disaccarider eller polysaccarider.

Hvilke elementer spiller en rolle i vinen?

Der bliver brugt to andre alkoholer i vinen: Glycerol(propan-1,2,3-triol(den søde alkohol)) og sorbitol. Glycerol bliver også dannet under gæringen og koncentrationen af Glycerol afhænger af mange ting. Den afhænger mest af hvor meget sukker der er i, gæringen, temperaturen og pH-værdien.

Sorbitol er et sødemiddel som søder ligeså meget som glukose men man bruger kun denne form for sødemiddel som mål fra æblesaft i vinen. Dette sker fordi æblesaft har en stort indhold af denne slags sødemiddel. Sorbitol er et hexavalent alkohol (1,2,3,4,5,6-hexanol)

Fenoler bliver brugt i vinen for at give vinen smag, farve og holdbarhed. Indholdet i vinen afhænger af hvor langtid drueskallerne har været i mosten. Derudover giver fenolerne vinen en bitter og sammensnerpende karakter.  Fenoler har også betydning for vinens farve. Hvis fenolerne ligger langtid kan farven næsten blive helt sort hvorimod hvis den ligger lidt får vinen næsten ingen farve.

Der er også estere i vinen. Estere gør at vinen får en mere blød smag men er også vigtig for vinens aroma. Der findes enormt mange estere i rødvin men mindre i hvid vin. Estere er også vigtige for vinens aromaer da de fleste er flygtige.

Vinens syrere er ioner eller molekyler, som kan afgive en hydrogenion (H+). Vinens syrer er alle svage, dvs. de er ikke særligt gode til, at afgive en hydrogenion. Syrerne i vinen er alle organiske, de er altså alle inden for gruppen carboxylsyrer,  og indeholder mindst én carboxylgruppe.

Hvilken betydning har pH-værdien for vin?

PH-værdien har en stor betydning for vinen i det, det er med til at påvirke der ikke er risiko for at der er bakterier der ødelægger vinen. Derudover har pH-værdien også en vigtig betydning for hvilken farve vinen får. Ved lav pH-værdi bliver vinen rød og ved høj pH-værdi bliver vinen farveløs og til sidst ville farven blive blå eller grå hvis pH-værdien er for lav. Til sidst har pH-værdien også betydning for vinens smag, i det at vinen har en høj pH-værdi vil vinen have en tam smag og ved for lav pH-værdi kommer vinen til at smage hårdt og metallisk.

pH i vinen er afhængig af koncentrationen af oxoniumioner (H3O+) i vinen. Jo højere koncentrationen af oxoniumioner, jo lavere er pH værdien på vinen. Når koncentrationen af oxoniumioner bliver formindsket med 10 gange, så stiger pH-værdien med 1. pH-værdien for vinen har en betydning for, hvor modstandsdygtig vinen er over for bakterieangreb. Når vinen er i dens normalområde for pH-værdien, som er mellem 3,2 og 3,6, er der ingen risiko for, at bakterier ødelægger vinen.

pH er ikke kun vigtig for hvor modstandsdygtig vinen er, den er også vigtig for, vinens farve, da vinens farve er pH-afhængig. Derfor er det vigtigt at kigge på pH-værdien i vinproduktionen. Ved en lav pH, bevirker det, at den høje koncentration af oxoniumioner, at anthocyaninerne får en positiv ladning, og dermed bliver røde. Hvorimod, når pH-værdien stiger og koncentrationen af oxoniumionerne falder, bliver farven på anthocyaninerne ændret mod det farveløse. Desuden har pH-værdien også en indvirkning på smagen af vinen. Hvis vinen har en såkaldt flad smag, betyder det, at vinen har en høj pH-værdi. Hvis vinen derimod har en lav pH-værdi, smager den hårdt og metallisk.

Eksempler på pH-værdien i de forskellige vine:

Champagne og mousserende vin har en pH-værdi på <3,0

De fleste hvidvine har en pH-værdi på 3,0 til 3,5

Rødvine har en pH-værdi på 2,4 til 3,8

Hvordan påvirker alkoholen kroppen med henblik på promilleberegning?

Hvis man skal lave en beregning på hvor meget ren alkohol en flaske vin indeholder kigger man først på hvilken vin man snakker om, hvor meget vin der er tale om og hvor høj alkohol procent flasken indeholder. Eksempel: en flaske rødvind der har en volumen på 750 mL og alkohol procenten er på 12%. Det skal lige siges at alkohol procenten er på 0,789 g/mL:

750 mL * 0,12*0 ,789 g/mL = 71 g ren alkohol

herudover kan man regne ud hvor meget et glas vin så indeholder af ren alkohol hvis en flaske indeholder 5 glas vin:

Når man drikker alkohol bliver det hurtigt optaget i kroppen, allerede i mavesækken. Alkoholen fordeler sig i vandet i kroppen. Derfor kan mennesker med større fedtprocent også blive hurtigere fulde, da de har et mindre vandindhold.

Hvis man skal lave promille regning på et menneske skal men vide om det er en mand eller kvinde og derudover hvor meget personen vejer og hvor meget alkohol der er indtaget:

Eksempel kan være en man på 75 kg. Med en normal kropsbygning:

75 kg *0,68 = 51 kg vand = 51000 g vand

hvis han indtager 14 g alkohol der er fortyndet i vand vil det give en promille på:

det vil sige at hvis der er en regel på man må køre med en promille på maks 0,5 kan manden ikke engang drikke 2 glas vin.

Hvis man tager en kvinde der også vejer 75 kg:

75 kg * 0,55= 41 kg vand= 41000 g vand

så når vi skal måle promillen igen når personen har indtager 14 g alkohol der er fortyndet i vand:

hvis hun drikker 2 glas vin har hun en promille på:

2 * 0,35 promille = 0,69 promille

Dog er disse beregninger ikke helt troværdige da der kan være meget forskel på fedtprocent og muskel bygning på personerne og til sidst hvor høj forbrænding personen har.

Alkohol er egentlig giftigt for kroppen. Når alkohollen nedbrydes går 90% af alkohollen til leveren hvor det bliver omdannet til ethanal og det er det man får tømmermænd af.

En normal krop nedbryder ca. 115 mg alkohol i timen pr kg krops legeme. Dette svare til 8 g ren alkohol pr time og en genstand er 12 g. Altså man nedbryder ca. 3/4 pr time. Dog er dette også varierende. 

Spørgsmål der kunne stilles:

Hvad var det ethanol blev omdannet til, og som var grunden til tømmermænd?

Hvilket produkt er alkohol i gæringsprocessen?

Hvor meget stiger pH-værdien med, hvis koncentrationen af oxonium-ion formindskes 10 gange?