פרופסור עמוס הדס - על פי מקורות שונים

 פורסם במגזין "יין וגורמה"

לכל המציץ אל עולם היין, אחת האמרות הראשוניות שישמע תהיה ככל הנראה "האוויר והחמצן הם אויבי היין". האומנם? צריך היה לפחות, מטעמי "נימוס", שנשקול אמרה זו על המשמעויות שבה כמו שאנו שקלים המלצה לגבי צריכת יין. כפי שצריכת יין מחייבת זהירות בשתייתו ובכמויות הנצרכות, כלומר במידה וללא הגזמה, כך גם עלינו לנהוג  בהכנסת חמצן במידה מדודה, שקולה ובמועד הנכון, בתהליך ייצור היין. במהלך ייצור יין מתרחשים בתירוש תהליכים מורכבים, שבחלקם הגדול אין אנו שולטים כמו פעילות התססים שהשתחררו מתאי הענבים שנמחצו ופורקו בעת התסיסה, כשעליהם מוסיפים השמרים תהליכים נוספים המשפיעים על הנעשה בתירוש התוסס. כדי לבחון את הצורך בהכנסת החמצן ליין או למניעתו, נסקור כללית את התהליכים המתרחשים במהלך ייצור היין, בנייתו ויישונו.

תהליכי ייצור יין מסורתיים

תחילתו של הליך ייצור יין, יהא הוא לבן או אדום, בבציר. הענבים נבצרים, מוכנסים למיכלים, להם מוסף בי-סולפיט כדי למנוע את תחילת התסיסה על ידי שמרי הבר שעל הזגים בעת ההובלה של מעט התירוש הניגר מענבים שנפגעו תוך אריזתם והובלתם. עם הגעת הענבים ליקב הם עוברים תחילה את שלב ההפרדה בין הגרגירים לאשכול. הגרגירים עוברים אל יחידת הדריכה עת מופעל עליהם כוח כדי לרסקם ולהפיק מהם את התירוש. עם סיום שלב זה, כשהענבים נמעכו ונוצרה תערובת של זגים גרעינים ותירוש, נפרדים ההליכים ליינות לבנים מאלו של יינות אדומים. בכל השלבים הנזכרים למעלה הענבים והתירוש חשופים לאוויר ולכן נמצא ואף מוחדר חמצן מומס לתירוש.

  לייצור יינות לבנים עוברת תערובת התירוש סינון גס והתירוש מופרד מהזרעים ומהזגים (למעט מקרים בהם מכוון היינן למשך שהות קצרה של מגע בין התירוש לזגים). לתירוש המסונן מוזרקת תמיסת שמרים ובכך מתחיל הליך התסיסה. עם סיומה יש שיותירו את היין על שמריו המתים והשוקעים אל תחתית המיכל או החבית, ויש אשר ישפו את היין לאחר שקיעה ראשונית של שיירי השמרים שחלקם הגדול שקע. היין הלבן שנוצר עובר אז לתסיסה מאלו-לקטית (רק במקרים שהיינן חפץ בהם). לאחר מכן שופים את היין ומדי כל מחזור שפיה או סינון היין נעשה צלול יותר ומועבר לבקבוק, או יישון בחביות ומהן לבקבוק.

  לייצור יינות אדומים או סמוקים מועברת תערובת התירוש, הזגים והגרעינים לחביות או מיכלים פתוחים או סגורים ועם מילויים מוזרקת  אל התערובת תמיסת שמרים. לאחר ההזרקה מתחיל הליך התסיסה, שבמהלכה מעורבב היין הנוצר עם הזגים והגרעינים הצפים על פניו בתדירות די רבה כדי למצות את הצבע והטנינים מהזרעים והזגים. עם סיום התסיסה הכוהלית יש המותירים את הזגים והגרעינים מעט זמן נוסף כדי למצות עד תום את הצבע והטנינים. לאחר מכן מפרידים את היין מהזגים והגרעינים ואת היין מעבירים לתסיסה מאלו-לקטית. עם תומה מניחים לחיידקים לשקוע ושופים את היין לחביות כדי לישנם בחביות או למיכלים אחרים באם אין עניין ביין עם "טעמי חבית". השפיות מתבצעות במרווחי זמן כדי להביא את המרחפים והתרכובות היוצרות פתיתים לשקוע, כך שהיין אותו שופים נעשה צלול יותר ומבשיל בין השפיות. לאחר ששהה היין די צורכו בחבית או במיכל, הבשיל על פי כוונת היינן, נעשה צלול ותואם את ציפיות היינן, מועבר היין לסינון סופי ומועבר לבקבוקים.

  חמצן מומס מצוי בענבים בעת הבציר ורמת זו גדלה עם הטיפול הראשוני בענבים ביקב. רמת חמצן זו דרושה לשמרים שיוזרקו כדי לנשום בתנאי חמצן זמין כדי שיוכלו להתרבות ולהגדיל את האוכלוסייה לרמה הרצויה בעת התסיסה הכוהלית. רמת החמצן המומס עשויה לקטון מעט באם כמות הבי-סולפיט שהוספה לענבים הייתה גבוהה מדי (הבי-סולפיט מתחמצן כדי להגן על התירוש מתסיסה). רמת חמצן מומס נמוכה מדי בעת הזרקת השמרים לתירוש תביא לפחיתת אוכלוסיית השמרים בתחילת התסיסה הכוהלית ומכאן, שזו תתנהל בקצב נמוך מהמתוכנן על ידי היינן.

  בתחילת התסיסה מנוצל החמצן המומס להתרבות השמרים (תנאי נשימה אירובית כשסוכרים הופכים לאנרגיה, מים ודו-תחמוצת הפחמן) ועם ניצולו עד תום, מתחילים השמרים לפעול בהליך שונה בהעדר חמצן (השמרים עוברים לנשימה אנ-אירובית, והופכים את הסוכרים לכוהל, אנרגיה ודו-תחמוצת פחמן), בכך מתחילה התסיסה הכוהלית.

  בעת התסיסה הכוהלית, עת מעורבת תערובת התירוש למיצוי צבע וטנינים (יין אדום), מוחדר אויר ליין ורמת החמצן המומס עולה מעט. כך הוא המצב בכל שלב של העברת יין או שפייה, בעת ערבוב יין על שמריו, בלא כוונה מוחדרת כמות אוויר ולכן גם חמצן ליין. הכמויות זעירות יחסית למיכל גדול וקטנות למדי לחביות. מאחר וקיימת התאדות מחביות היינן פותח את החבית כדי למלאה ואז חודר אוויר ומתערבב ביין ונמס בו.

  בהליכים מסורתיים אלו של ייצור יינות, למרות החשש מחמצון היין, החשיפה של היין לאוויר בשלבים השונים אינה מאפשרת לכמויות חמצן גדולות לחדור ליין. זאת, מאחר והכמויות שתחדורנה אינן בשליטת היינן המודע לכך, וכל שהוא מנסה לעשות הוא לקצר את תקופות החשיפה מקוצרות ככל שיוכל. מכאן שהחשש לחמצון היין הוא מעט מוגזם. עתה נבחן בקצרה אילו תהליכים מתרחשים בכל השלבים שמנינו עד כה.

רעיון בקרת החימצון הממוזער (מיקרו-אוקסידציה) ביינות, מועדים וכמויות מומלצות להחדרת חמצן

  העובדה שמתקיימים תהליכי חמצון מצומצם (בלתי מבוקר בשיטות המסורתיות) בתנאי חיזור וחומציות בינונית השוררים ביין, הביאה חוקרים וייננים לבחון כיצד ניתן לחקות תוך בקרה ולכוון בצורה מושכלת את התהליכים המכוונים להשבחת היין. המטרה היא לשלוט בתנאי התסיסה והיישון כך, שיושגו כל המטרות להשבחת היין, תוך ניצול מיטבי של התכונות בענבים שנבצרו: ייצוב הצבע, בקרת ייצור חומרי הטעם והריח וייצובם, שיפור "מבנה" גוף היין, הפחתה של טעמים וריחות ירוקים הזרים ליין המיוצר, שיפור האיזון בין מרכיבי היין, הפחתת השפעות הבי-סולפיט על ניחוחות היין וטעמיו. טעם נוסף לשיטה הוא לאפשר להמיר את החביות במיכלים גדולים בהם יוכנסו שבבים, לוחות או גושים של אלון קלוי כדי למצות מהם את טעמי החבית. השוני בין שיטה זו לזו המסורתית הוא בעוד שבראשונה הכנסת חמצן נעשתה כבדרך אגב, הרי שבשיטה הזו יוחדר חמצן בשיעורים המתאימים לשלב התפתחות היין, תוך שימת לב לכמות הצבע שמוצה והטנינים והפולי פנולים המצויים ביין. בכל מקרה יש להבטיח שהיין לא יגיע לרכוזי חמצן מסיס של 0.03 מיליגרם חמצן לליטר רמה המביאה בטמפרטורות העבודה לקלקול היין כאשר רמות הטנינים נמוכות או חסרות בכלל. בשלב שלאחר המאלו לקטית ההליך הופך להיות מסוכן למדי. ריבוי חמצן יביא את היינות לטעמים וריחות (Vinous) המאפיינים כמו של יינות שהתחמצנו.

תהליכי חיזור-חימצון (חימזור) המתרחשים בתירוש במהלך ייצור היינות

  היין הוא מערכת ביולוגית פעילה בגלל: המצאות שמרים שפעילותם מבוקרת על ידי עצמם ועל ידי תנאי סביבתם; מומסים או מרחפים ביין, תססים וחומרים אורגניים שונים בעלי פעילות כימית, שמקורם בענבים, או שהופרשו על ידי השמרים והפועלים על פי תנאי סביבתם הקרובה ביותר. התססים אינם מבוקרים על ידי מנגנון בקרה פנימי, כמו זה של השמרים, אלא מגיבים לתנאי הסביבה וריכוזי החמרים שסביבם. כל אלה יוצרים את תנאי החיזור המחמיר. התערובת הפעילה הזו כוללת בין היתר תרכובות שונות שחלקן בלתי יציבות כימית וחלקן יציבות מאד, אך בהשראתם ופעילותם של תססים או השמרים עוברות ערעור כימי. מאחר וכל תרכובת נוטה באורח טבעי להגיע למצב כימי יציב ככל האפשר, עליה למסור אלקטרונים לתרכובות אחרות, לקלוט אלקטרונים מהן, או שהן חייבות לייצור קשרים משניים עם תרכובות נוספות, זאת על ידי יצירת קשרים ישירים באמצעות תרכובת "תיווך", או על ידי גישור. תוך כדי כך יש והן מאבדות מים ויוצרות קשרים יציבים ביותר (דהידרציה תוך פילמור), יש והן מתקשרות לתרכובות דומות או זהות ויוצרות פולימרים מסובכים, או לחילופים, יחידות גדולות המורכבות מחוליות דומות או זהות ויש העוברות פירוק חלקי ליחידות קצרות יותר (הידרוליזה כמו של טנינים או עמילנים).

  בכל תהליך שבו תרכובת מוסרת אלקטרונים לאחרת, התרכובת נחשבת לתרכובת מחזרת וזו לה נמסרו האלקטרונים נחשבת למחומצנת. בכל מקרה של פעילות כימית בה מעורבת העברת אלקטרונים הרי שההעברה התקיימה בשל הבדלים ביכולות "אחיזת האלקטרונים" על ידי התרכובות המעורבות בתהליך. בעת השגת מצב של שיווי משקל כימי, ניתן למדוד את הפרש המתח החשמלי המבטא את ההבדל ביכולות "אחיזת האלקטרונים" בין התרכובות המעורבות והנוצרות בתהליך. את מצב החיזור או החמצון בו מצוי היין ניתן להעריך על ידי מדידת הפרש המתח החשמלי שבין התירוש לבין אלקטרודת יחוס תקנית של כסף באשלגן כלורי. כלומר מדידה כזו מחייבת השוואת במתחים בעת השגת שיווי משקל כימי, בין תרכובת ומקור אלקטרונים, שתי תרכובות הפעילות האחת עם השנייה לבין תוצרי הפעילות הכימית שנוצרה ואלקטרודת היחוס. מאחר ומספר התרכובות ופעולות שביניהן ביין, הוא כה רב, מדידה כזו מקנה רק מושג ממוצע משוקלל לכל המתרחש ביין, בלא שניתן יהיה לייחס את הערך הנמדד לפעולה כימית זו או אחרת.  בתנאי לחץ אוויר וריכוזי חמצן רגילים, הפרש מתח זה מגיע לסביבות של 0.7 וולט. אך כאשר החמצן המומס ביין נעלם, המתח יורד לכדי 0.45 ועד 0.4 וולט, שהוא המתח של תנאי חיזור בתחילת העדר חמצן מסיס. המתח הנמדד בהרבה יינות במהלך ייצורם של הרבה יינות המתח עשוי להימצא בטווח שבין 250 – ל 150 מיליוולט לאחר התסיסה הכוהלית. ככל שפעילות החיזור נמשכת ותנאי החיזור מחמירים הפרש המתח פוחת והולך ובמקרים קיצוניים מאד הופך לשלילי.

  פעילות השמרים הולכת ונעשית קשה יותר ויותר עם העלמות החמצן המומס בתירוש ועלית רמת הכוהל בו, כך שבעת סיום התסיסה עשויים להתקיים ביין החדש בעל ריכוז כוהל רב, שמרים גוועים או מתים. בנוסף להם ימצאו תססים ותרכובות אורגניות פעילות נוספות הממשיכות לפעול ל"חימצונן" או ל"חיזורן", כך שבהעדר חמצן חופשי ביין שנוצר או מתפתח, מותקפות תרכובות שונות על ידי אחרות והן עוברות תהליך חיזור ואילו האחרות עוברות חימצון. תיאור פשטני זה ניתן לסיכום במשפט שנאמר על ידי מורה לכימיה של יין, במשל בו המולקולות בעלות המשיכה הרבה יותר לחמצן תבצענה פעילות "דמוית קניבליזם" במולקולות אחרות כדי לקיים את התהליכים לחימצונן. תרכובות ראשונות עליהן תבוצע פעילות "קניבלית" לחיזורן בהעדר חמצן מסיס או זמין הן החנקות וחומצות אמינו. בשלב שאלו כבר אינן זמינות דיין, או שהן כלו ואינן בנמצא, יחלו תהליכי חיזור בחומרים כמו חלבונים בעלי גופרית, שאריות הבי-סולפיט ודומיהן. המתח בתום חיזורן של תרכובות החנקן  הוא בטווח של 350 עד 250 מיליוולט אך עם תומם הוא יורד אל מתחת ל 150 או 100 מיליוולט, כאשר תרכובות הגופרית מתחילות להפוך לסולפידים וריחם מרקיע לשחקים מביצים סרוחות ועד למרקפטנים.

  היווצרות תנאים קשים של חיזור והתוצרים שנוצרו בגללם יתגלו ליינן ראשית בריח קל של גפרית מהיין, ולאחר מכן בריחות כשל ביצים מקולקלות, מרקפטן דלק ועוד. כל אלה סימנים ראשונים של קלקול היין בשל תנאי חיזור חמורים ביותר  חלק מתרכובות הגפרית שחוזרו נדיפות ולכן ה"קלקול" הפיך וניתן לתיקון באם נמצא, נזהה, או נחוש בהתפתחות תנאי החיזור החמורים מספיק מוקדם. חלק מהתרכובות (בעלות קבוצות תיול או מרקפטנים) אינן ניתנות לסילוק בלא פגיעה קלה עד חמורה ביין (מריחות קלים של ניצוצות אבן צור, טעמי פלפל ירוק-פירזין, "קפה של חבית", תירס משומר, אספרגוס, אפונה משומרת, כרוב כבוש, שום, גומי חרוך, שהם הקסנלים ותרכובות תיול), או אף קלקול בלתי הפיך (בתחילה קל לשאתו - פרח התאווה, מעושן, ריח חריכה קשה ועד הכבד והבלתי ניתן לשאתו - ריחות דלק, ביוב, "שתן חתול", מרקפטן).

  למעשה, כפי שנאמר קודם במשך כל שלבי עשיית היין והטיפול בו מוכנסות מדי פעם, כמויות חמצן ובכך נמנעים תנאי חיזור חמורים. "הזרקות חמצן" אלו, חלות בשלבים שונים של ייצור היין כאשר נטייתו של היינן היא למנוע מאוויר או חמצן מלהגיע אל היין כלומר החשיפות קצרות ביותר.

  את הנאמר למעלה נוכל לסכם כך: היינן מייצר היינות דומה ללולין המהלך על חבל במרומי אוהל הקרקס והוא מתנודד בין נפילה לימין (בשל חיזור יתר), או לשמאל (בשל עודף חימצון התירוש והיין הצעיר). עד היום כל שקנינו וטעמנו היו תוצאות ההליכה הזו כשהייננים המוצלחים ידעו להלך בדרך בה היו מעידות קלילות ומעוטות השפעה על איכות התירוש שהפך ליין. אולם לא אחת נפלנו גם על בקבוק שעבר טראומת חימצון יתר או חיזור יתר. הראשון, שחומצן, צבעו הפך צהוב או חום וניחוחותיו דהו, בעוד השני שחוזר, צבעו אולי נשמר אך טעמו הדוחה ניחוחותיו המבאישים הלכו לפניו.

תהליכי חימזור ופילמור טנינים ואנטוציאנינים החלים בעת ייצור יינות וחיוניים לאיכותם

  בעת הדריכה ומעיכת הענבים נחשפים, חומרי הצבע, הפולי-פנולים והטנינים שנשמרו בענבים השלמים, לפעילות השמרים והתססים החופשיים בתירוש. משך החשיפה ככל שתארך כן ימוצו יותר מהם ליין. ביינות לבנים בהם משך החשיפה קצר מאד או כלל לא נתקיימה, מעט הצבע, הטנינים והפולי-פנולים שבתירוש מקורם במוהל הענבים.  לעומת זאת השריית הזגים והזרעים בתירוש בעת ייצור יינות אדומים מאפשרת מיצוי רב הן של הצבע והן של פולי-פנולים וטנינים מהזגים והגרעינים. הטנינים מהזרעים קרויים פרוציאנידינים ואלו מהזגים פרודלפינידים. הטנינים משתי הקבוצות דומים מאד והשוני ביניהם הוא בקבוצה של הידרוקסי באחת הטבעות בהן. בעבר נטו הייננים לחשוב כי הטנינים המורכבים אינם משתנים בתנאי החיזור וחמיצות היין הנוצר וכי גודל יחידותיהם ומרוכבותם מותנה במידה רבה בתנאים ששררו בעת גידול הענבים ובמשך תקופת הבשלתם. אולם, ממחקרים רבים עולה כי הטנינים שהם פולימרים המורכבים מ- 13 עד 18 יחידות זהות ואף יותר, עוברים בתנאי החמיצות השוררים בתירוש וביין, תהליך של חלוקה לפולימרים קצרים בהם יש חמש עד שמונה יחידות זהות בתהליך המוכר כהידרוליזה. יעילות החלוקה יורדת בתנאי חיזור חמורים. ליחידות קצרות אלו קוראים דלפינידינים וציאנידינים  לדעת רבים תהליך הידרוליזה זה הוא מהחשובים ביותר לתכונות היין לעתיד לבוא. חלק מיחידות הטנינים הקצרות, הן נויטרליות חשמלית ובעלות פעילות כימית נמוכה ביותר, וחלקן טעון מטען חיובי (מימנים) ופעילותן הכימית רבה יותר. היחידות הטעונות במטען חיובי יוצרות קשר בינן (בנקודות ההפרדה בעת ההידרוליזה, מקומות 4 ו-8 בטבעות הטנינים) לבין יחידות האנטוציאנינים הטעונות שלילית (יחידות הידרוקסיל), תוך פליטת מים (פולימריזציה ודהידרציה בו בעת). ההתקשרות הופכת את הצבע ליציב יותר בפני חמצון. התקשרות זו יציבה יותר באם היא נוצרת תוך גישור בין הטנינים והצבע, כשהמגשר הוא אצטאלדהיד, הנוצר מחמצון חלקי של כוהל היין. אלדהידים דומים הממוצים מדפנות האלון הקלוי של החביות מתאימים לתהליך ייצוב הצבע כמו האצטאלדהיד. מכאן ברור שניהול מושכל של תנאי החיזור ביין יאפשר את הבטחת ייצוב הצבע וקיצור יחידות הטנינים ביין. בכך מושגות מספר מטרות ביניהן : ייצוב הצבע, ריכוך העפיצות של היין, עצוב "גוף היין" והבלטת הפירותיות שבו. יש הטוענים שתהליכים אלה מבליטים את המאפיינים הזניים של הענבים שתירושם היה בבסיס היין.

  מאחר שבתנאי חיזור חמורים הליך פירוק הטנינים מעוכב ואינו יעיל, מרבית יחידות הטנין הגדולות עוברות להתקשרות בינן לבין עצמן ונוצרים צברים של טנינים השוקעים מהיין כשאליהם נספחות יחידות אנטוציאנינים. כך הצבע במקום להתייצב הולך ושוקע עם הטנינים. תופעה זו בולטת ביינות מרובי טנינים ששהו תקופה ממושכת על זגיהם וגרעיניהם ונמצאים בתנאי חיזור חמורים ביותר. ליינן העוקב אחר היין שייצר ייראה תחילה כי היין עפיץ מאד וצבעו עז, כך שיש תקווה ליין בעל יכולות שימור מעולות, אולם, עם הזמן יחלו להופיע משקעים של פתיתי טנינים וצבע והיין ילך ו"יחוויר". בכך "נפגע" היין הן בגופו והן בצבעו.

  בשיטות המסורתיות תופעה זו נמנעה לא תמיד במודע כאשר היין עורבב, נשפה או הועבר ממיכל לחבית, מילוי החבית, יישון בחבית (שבה קיימת תופעת פעפוע, דיפוזיה, של חמצן ליין מבעד לדפנות), או כל פעולה אחרת שהוסיפה מעט חמצן ליין ובכך מיתנה את תנאי החיזור בו. הייננים שפעלו בהליכים המסורתיים יצרו יינות שלא תמיד עלו יפה עם ציפיותיהם, כיון שלא ידעו לכוון נכון את כמויות החמצן שהוחדרו ולא שלטו ברמות החימזור ביין במהלך ייצורו. לפיכך רבו המקרים בהם ענבים מעולים הביאו ליינות בינוניים עד טובים אך לא למעולים כמצופה. רק ייננים קפדנים, דייקנים, בעלי מיומנות גבוהה, חושי טעם וריח מחודדים, ששלטו בהתפתחות יינותיהם על בסיסי טעימות עוקבות ותכופות, הצליחו לייצר יינות טובים עד מעולים מענבים משובחים.

  מאמצים מרובים, שהושקעו במחקר התהליכים המתקיימים ביין בעת ייצורו ויישונו, הביאו לאחרונה לפיתוח טכנולוגיות פשוטות ותוכנה מבוססת יותר שבעזרתה ניתן לנטר את תנאי החיזור הקיימים ביין, לכמת את ריכוזי מרכיבי היין העיקריים ולאמוד לפיהם את צורכי החימצון בתנאי חיזור מתונים, הנדרשים להשגת יינות באיכות מיטבית לאותם תנאים (עדין נדרשים הייננים לחושי הטעם והריח ולטעימות תכופות). טכנולוגיה זו מוכרת כיום כטכנולוגית החימצון המזערי או המיקרואוקסידציה. על כך בחלקו השני של מאמר זה, שיפורסם בקרוב באתר היין הישראלי.