Небольшие количества красного вина улучшили работу ионообменных мембран

Ученые из Кубанского государственного университета совместно с коллегами из Института мембран в Монпелье (Франция) выяснили механизм разрушения анионных мембран в процессе очистки вина. Оказалось, что самый большой вред мембранам наносят содержащиеся в вине полифенолы и полисахариды. В то же время короткие (до 10 часов) «погружения» в вино могут улучшить некоторые характеристики мембран. Результаты исследования опубликованы в Journal of Membrane Science. Современное производство вина — процесс сложный и высокотехнологичный. Готовое вино несколько раз фильтруют, пастеризуют и стабилизируют. Если вино долгое время сохраняет прозрачность (не мутнеет) — его называют стабилизированным. Для этого используют в том числе процесс электродиализа — очистки с помощью тока и специальных мембран. Мембраны сконструированы так, чтобы свободно пропускать раствор и задерживать заряженные ионы (один тип мембран удерживает положительно заряженные ионы, другой — отрицательно заряженные). Мембраны расположены поочередно и делят сосуд для электродиализа на множество полостей. Под действием тока разноименно заряженные ионы начинают двигаться в разные стороны, но задерживаются на ближайшей мембране, соответствующей их заряду, и остаются в полости между двумя мембранами. Электродиализ нужен, чтобы очистить вино от избытка солей гидротартратов. Эти соли малорастворимы: они какое-то время могут находиться в растворе, но затем постепенно выпадают в осадок, образуя ту самую «муть» в бутылке вина. Российские и французские ученые решили проверить, насколько стабильны ионообменные мембраны в процессе электродиализа вин. В экспериментах они использовали анионообменные (то есть задерживающие анионы — отрицательно заряженные ионы) мембраны и три вида красного сухого вина: Мурведр, Сирах и Гренаш. Мембраны помещали в вино на 3, 10 и 72 часа. Оказалось, что разрушение мембраны шло в несколько этапов. Первыми в атаку шли маленькие молекулы антоцианов, которые растягивали поры мембраны. В увеличенные поры проникали более крупные молекулы танинов и некоторых белков. На этой стадии поры еще увеличивались, мембрана становилась толще, ее проводимость падала. Затем в дело вступала «тяжелая артиллерия»: полисахариды и полифенолы — эти вещества наносили мембранам наибольший вред. Полифенолы содержат ароматические фрагменты — кольца из шести атомов углерода. Такие же фрагменты есть и у материала мембран, взаимодействия между ними прочно привязывало молекулы к мембране. Суммарное действие перечисленных веществ сильно снижало ионообменную емкость и проводимость мембран. Заметной разницы между сортами вина авторы не отметили — все они портили мембраны примерно одинаково. Однако параллельно выяснилось, что кратковременное 10-часовое «погружение» в вино мембран в какой-то степени улучшило их работу. Например, повысилась их электроконвекция и скорость массопереноса (движение влаги в капиллярно-пористой системе). Вероятно, небольшое количество компонентов вина на поверхности мембраны улучшало ее «контактные» свойства.