טעימה מהכימיה של יין

ומנם כל יין מכיל כתשעים ושבעה אחוזים של יין ואתאנול, אולם כל בקבוק מכיל גם אלפי, אם לא עשרות אלפי, מולקולות שונות, הכוללות החל מחומצות וסוכרים וכלה בתרכובות פנוליות וכן ריכוזים נמוכים של תרכובות ארומה

[תרגום מאת ד”ר נחמני משה]

“יין הוא דוגמה נדירה למוצר צריכה נפוץ שעבורו שינויים אינם רק נסבלים, אלא שהם אפילו נדרשים”, מסביר Gavin Sacks, כימאי מאוניברסיטת קורנל שבניו-יורק המתמחה ביין. יותר מארבע מאות אלפי סוגי יין זמינים כיום למכירה בארה”ב, והצרכנים מצפים שלכל אחד מהם יהיה ניחוח, מראה וטעם מובחן משל עצמו. למרות שאין הם חושבים על כך, הצרכנים בעצם מצפים שהכימיה, כלומר תכולת החומרים, בכל אחד מהבקבוקים תהיה גם היא נבדלת ומובחנת. באופן מפתיע, יין הוא תערובת כימית מורכבת. אומנם כל יין מכיל כתשעים ושבעה אחוזים של יין ואתאנול, אולם כל בקבוק מכיל גם אלפי, אם לא עשרות אלפי, מולקולות שונות, הכוללות החל מחומצות וסוכרים וכלה בתרכובות פנוליות וכן ריכוזים נמוכים של תרכובות בשומת [אָרוֹמָה, רכיב ריחו הטבעי של זן הענב בתירוש]. התפקיד של כימאי יין, כדוגמת Sacks, הוא לזהות מי מתרכובות אלו, או אפילו אילו משפחות מהן, הן השולטות בכל זן יין, ולאחר מכן לייעץ לייננים באשר לשיטות שיגבירו או יפחיתו את הריכוזים שלהן, כנדרש בהתאם למותגי היין. ייעוץ זה עשוי לכלול הכנסת שינויים מבחינת ניהול הכרם, האופן והמיקום של בציר הענבים, תהליך הפקת היין ואפילו שיטת האחסון של היין.

זיהוי מולקולות הטעם והריח החשובות שבתוך היין הוא מטלה מאתגרת. האתגר נובע בחלקו ממספרן הרב של המולקולות השונות שביין, אולם גם מהעובדה כי תרכובות נדיפות אלו נמצאות בתוכו ברמות נמוכות במיוחד, אפילו עד כדי חלקים לטריליון (ppt). ברגע שהיא זוהתה, קביעת מקורה של המולקולה יכולה להיות מאתגרת באותה מידה. נדיר שמולקולות הטעם שביין מקורן בענבים עצמם, ובניגוד לכך הן נוצרות במהלך שלב התסיסה והאחסון. “זה כאילו שמישהו הגיע לחנות כימיקלים, שפך את כל הבקבוקים ואז שאל את הנוכחים אילו תגובות מתרחשות עכשיו,” אומר החוקר. “אלו לא תגובות שקשה לפענח, אלא שפשוט יש הרבה מאוד אפשרויות”. “יין הוא תערובת מאוד שונה מכל תערובת כימית אורגנית”. החוקר מתאר את הפקת היין בתור סינתזה בכלי יחיד המתרחשת בתנאים חומציים מתונים בטמפרטורת החדר ובנוכחות חומר מחזר חלש. “אם נעיין בספרי לימוד, תחת תנאים אלו לא אמורים להתרחש תגובות מעניינות במיוחד, אולם ביין תגובות אלו מתרחשות למשך פרקי זמן ארוכים”, מסביר החוקר. ובנוסף, תגובות אלו אינן נעצרות כאשר תהליך היינון עצמו נעצר – גם לאחר ביקבוק היין המולקולות שבתוכו ממשיכות להשתנות. זו הסיבה שבגינה יין מתואר לעיתים קרובות בתור ישות חיה ונושמת.

סודות הסוביניון

חרף אתגרים אלו, ישנו מספר הולך וגדל של דוגמאות של מולקולות טעם שזוהו ואשר ייננים השתמשו בהן לאחר מכן על מנת לשפר את המוצר המוגמר שלהם. השילוב של שני התיולים הדומים 3-מרקפטוהקסאנול וכן 3-מרקפטוהקסיל אצטאט, המעניקים ליינות סוביניון בלאן מניו-זילנד את הבשומת המובחנת של פרי הצמח ‘שעונית נאכלת’, היא דוגמה אחת כזו. מולקולות אלו מורכבות משרשראות של שישה אטומי פחמן שבקצה שלהן קבוצת אלכוהול או אצטאט, ובנוסף אטום גופרית. “כמעט כל מולקולה הנושאת קבוצת תיול ושהיא גם נדיפה תהיה בעלת פוטנציאל לריח לאור העובדה כי קולטני הריח שלנו מזהים ביעילות קבוצות תיול (SH)”, מסביר אחד מהכימאים. מולקולות אלו נמצאות בסוביניון בלאן מניו-זילנד בדרך כלל בריכוזים גבוהים עשרות מונים מריכוזים של אותו הזן המיוצר במקומות אחרים, וכאשר המדענים ניסו למצוא את התשובה לכך הם מצאו תשובה מורכבת במיוחד. הסיבה נעוצה במקריות משמחת שהתהוותה בסביבה הייחודית של ניו-זילנד בתחום הגידול והעיבוד של ענבים מזן סוביניון בלאן, מסביר החוקר. ראשית, חומר המוצא של המולקולות, חומצה לינולנית, נפוצה יותר בענבים מזן סוביניון בלאן בניו-זילנד מאשר באזורים בעלי אקלים חם יותר. “בתנאים של אקלים קר, לקרומיות התא יש נטייה להכיל כמות גדולה יותר של שומנים בלתי-רוויים, זאת במטרה לשמור על השלמות של השכבה השומנית”, מסביר החוקר הראשי. שנית, מחסור בידיים עובדות בניו-זילנד גורם לכך שהענבים נבצרים באופן רגיל על ידי מכונה. פירות הענבים נקטפים מהגפנים בעזרת ידית בצירה מפלסטיק ואז מועברים לרצועת מסוע נעה. “התהליך הזה הוא די אגרסיבי ולפיכך הוא גורם להתבקעות הענבים. ברגע שהפרי חשוף לאוויר הפתוח, חומר המוצא השומני מתחמצן במהירות (בתוך כדקה) והופך לאלדהיד בלתי-רווי הכולל שישה אטומי פחמן. בשלב הבא, הקשר הכפול פחמן-פחמן במולקולה זו מגיב עם קבוצת גופרית, תוך הכנסת אטום גופרית לעמדה 3 במולקולה. החוקרים עדיין בודקים מיהי בדיוק קבוצת גופרית זו, אך הם די בטוחים שזו הקבוצה גלוטתיון, חומר נוגד-חמצון הנמצא באופן רגיל בענבים, או החומר סולפיט, חומר שימור המרוסס באופן רגיל על גבי הענבים הנבצרים בעזרת מכונה מיד לאחר קטיפתם לשם מניעת החמצון שלהם. לאחר מכן, הענבים מועברים ליקב שם הם עוברים את התהליך הרגיל להכנת יין לבן – גריסה, שפייה והתססה בעזרת שמרים. השמרים ממירים את האלדהיד לאלכוהול ואת קבוצת הגופרית לתיול, מסביר החוקר. “השמרים ממירים גם חלק מהאלכוהול הנוצר לאסטר אצטאטי שלו, כך שבהרכב הסופי נמצאות התרכובות 3-מרקפטוהקסאנול וכן 3-מרקפטוהקסיל אצטאט המעניקות ליין את הטעם המובחן שלו”.

חשיפת המדע שמאחורי היין שלהם אפשרה ליצרני היין הניו-זילנדים בקרה הדוקה באשר לטעם של יין הסוביניון בלאן שהם מפיקים. גם מתכונת האחסון של היין המוגמר השתנתה. במהלך שלב היישון, קבוצת האצטאט נוטה לעבור הידרוליזה, תוצאה המשבשת את המאזן המושלם שבין מולקולות הטעם הנמצאות ביין במועד הביקבוק, מסביר החוקר. “ברגע שיצרני היין הניו-זילנדים הבינו זאת, הם התחילו לאחסן את היינות שלהם בתנאים של קור עז עד למועד מכירתם, וכך הם מצליחים להאט את תהליך ההידרוליזה על ידי הורדת הטמפרטורה”.

פיצוח תעלומת הפלפל

טעם מובחן נוסף ביין, שהיה מוקד למחקר רב, הוא הפלפל השחור הגרוס האופייני לזן השיראז הצומח באזורים בעלי אקלים קר. “עד לאחרונה, לא ידענו מיהו הכימיקל שאחראי לטעם של פלפל שחור בענבי שיראז הצומחים באקלים קר”, מסביר חוקר יין מאוסטרליה. בשנת 2008, תוך שימוש בציוד אנליטי מתקדם של כרומטוגרפיה גזית המצומדת לספקטרומטריית מסות, חוקרים הצליחו לאתר את הכימיקל האחראי בתור הססקוויטרפן (טרפן המורכב משלוש יחידות איזופרן) rotundone. “מצאנו כי הכימיקל היה ידוע בעבר כנמצא בעשב ששמו ‘גומא הפקעים’, אולם הוא לא זוהה אז כחומר מעניק טעם”, מסביר החוקר. מחקרים נוספים הדגימו כי החומר שכיח גם בגרגירים של פלפל שחור וכן בעשבי תיבול ותבלינים רבים אחרים. החומר עצמו, הגם שהדבר אינו שכיח עבור תרכובת טעם ביין – נמצא גם בענבים עצמם. מחקרי המשך גילו כי ריכוזי החומר עולים ככל שהענבים מבשילים. בעקבות ממצאים אלו, יצרני היין יכולים לשלוט ברמות הטעם הפלפלי שהם מעוניינים לקבל ביין שלהם, ולקבוע בהתאם לכך את מועד תחילת בציר הענבים. המדענים התחילו לבחון גם כיצד רמות החומר משתנות בקרב הכרמים השונים. “ידוע כי כרמים שונים אינם בהכרח אחידים בטיבם”, מסביר החוקר. “גם אם הם נראים חזותית זהים, מכילים את אותם שתילים, וטופחו באותה דרך, שטחים שונים עשויים להצמיח יין בצבע כהה יותר או בטעמים מעט שונים”, מציין החוקר. החוקרים עובדים בשיתוף פעולה עם מספר ייננים על מנת ללמד אותם כיצד לשפר את תהליך ההפקה של היין, זאת באמצעות מיפוי הריכוז של החומר rotundone בענבי שיראז בתחומי הכרם. החוקרים מצאו כי בכרם מסוים השינוי בריכוזי החומר הוא בעל מתאם חזק לרמות התאורה – ככל שהענבים נמצאים באזורים מוצלים יותר כך ריכוז החומר בהם יהיה גבוה יותר. יינות מסוג שיראז וסוביניון בלאנק מענבים שגדלו באקלים קר עשויים להכיל תרכובת ריח דומיננטית, אחת או שתיים בלבד, אולם מצב זה די נדיר. באופן רגיל, שילוב של מספר תרכובות הוא המעניק לזני היין השונים את הריח הייחודי שלהם, מסביר החוקר. צוות המחקר בודק כרגע את מקור ריחות המשמש והאפרסק ביינות לבנים, בין השאר ביין שרדונה. ניסויים קודמים שנעשו בעזרת ציוד של כרומטוגרפית גזים בשילוב עם הרחה אנושית לא הביאו למציאת תרכובת ריח יחידה האחראית למאפיין ריח הפרי הזה – במקום זאת, החוקרים סבורים כי מדובר בתערובת של מספר חומרי ריח. בשנת 2018 החוקרים דיווחו כי הם הצליחו לקבוע שהאחראי לריח הוא תערובת של מונוטרפנים ולקטונים. גישה אחרת למציאת תערובת התרכובות האחראיות לריח היא להרחיק מהתערובת מולקולה מסוימת מתערובת יין מלאכותי ולבדוק כיצד משתנה הריח שלו. “הבנת יחסי הגומלין שבין רכיבי ריח אלו והאופן שבו הם משפיעים אחד על השני בתוך תערובת הפכה לתחום מחקר משמעותי במגזר היין, ויותר מכך בתחום של מדעי החישה”.

התרכובות האחראיות לריחות השונים של יינות לרוב אינן אלו הנמצאות במקור בענבים שנבצרו, אלא נוצרות במהלך שלבי התסיסה והאחסון [באדיבות: Lindsay Springer, Sacks Lab, Cornell University]