Виноделие имеет недвусмысленно зафиксированную историю, насчитывающую почти 6000 лет, а самые ранние свидетельства датируются 5400-5000 годами до нашей эры. Глиняный кувшин, найденный в квадратном здании из сырцового кирпича на месте раскопок в Иране, является самым ранним из обнаруженных на сегодняшний день свидетельств виноделия. Но археологи установили, что косточки дикого винограда появились в домах их обитателей ещё раньше – такие находки имеют возраст примерно девять тысяч лет. Некоторые исследователи относят открытие виноделия или, по крайней мере, его активное развитие к регионам Южного Кавказа. Также считается, что одомашнивание винного винограда (Vitis vinifera) первоначально произошло в этой области. Именно там естественное распространение наиболее близко к западному виноградарству, что предполагает распространение от первого к последнему.
Далее это искусство стало распространяться на юг, в Палестину, Сирию, Египет и Месопотамию, а потребление вина и его социально-религиозные связи способствовали распространению виноделия по всему Средиземноморью. Оно стало использоваться для священных целей в Египте не позднее начала третьего тысячелетия до нашей эры, хотя факты свидетельствуют о том, что оно не производилось там для широкого потребления ещё в течение 2000 лет. Впоследствии без этого напитка уже не обходилось почти ни одно застолье или свадебный банкет в государствах Европы.
Вина начали приобретать свой современный вид примерно в XVII веке. Примерно в это же время, по-видимому, началось широкое использование серы для обработки бочек. Это значительно повысило вероятность стабильности в производстве вин более высокого качества и продления срока их хранения. А вот североамериканцы относительно поздно приобщились к виноградарству. Францисканские миссионеры посадили первые крупные виноградники в Калифорнии всего 200 лет назад, и их пришлось восстанавливать после отмены сухого закона.
Интересный факт, что побочный продукт калифорнийских виноградников в девятнадцатом веке угрожал исчезновению европейских лоз. Тля «Phylloxera vitifoliae», занесённая в Европу, вызвала пандемию, опустошившую около 1 миллиона гектаров виноградников только во Франции. В конечном счёте, ситуация изменилась, когда европейские виноградники были полностью засажены устойчивыми к филлоксере подвоями (Vitis labrusca), произрастающими на востоке Соединённых Штатов, на которые были привиты лозы европейского винного винограда «Vitis vinifera».
Виноградные лозы относятся к одному роду «Vitis», входящему в семейство «Vitaceae», но сам род насчитывает уже около 1000 видов винограда, который распространён преимущественно в умеренных зонах, более широко встречаясь в Северном полушарии, а также в Австралии, Новой Зеландии, Южной Америке и Южной Африке.
Информация о происхождении подавляющего большинства культурных сортов (уникальных изначальных разновидностей винограда) скудна или вообще отсутствует. Иногда используется производное название, указывающее на местное происхождение, например, Семильон от semis (фр.), что означает «семя», и Совиньон от sauvage (фр.), что означает «дикий». А вот, например, разновидности из секции «мускадиния» распространены только на юго-востоке Соединённых Штатов и северо-востоке Мексики.
В Северной Америке было проведено несколько гибридизаций виноградных лоз между местными видами и импортированными сортами. Происхождение наиболее известных американских сортов является спекулятивным. В то время, как Катавба (Catawba) и Изабелла могут быть получены из диких сортов, считается, что Конкорд является результатом возможного случайного скрещивания «окультуренных» ранее французских гибридов. Само понятие франко-американских гибридных видов связано с их способностью расти без прививки на почвах, поражённых филлоксерой. Они имеют сложное происхождение, основанное на последующем скрещивании с одним или несколькими исключительно американскими сортами, и, как правило, обладают винодельческими качествами, подобными европейским видам «Vitis vinifera».
Несмотря на то, что французские гибриды в значительной степени отвергнуты во Франции и остальной Европе, они широко распространены в большей части Северной Америки, Бразилии и Японии. Помимо того, что они хорошо растут во многих районах Соединённых Штатов и Канады, они помогают в производстве вин, отличающихся региональными и сортовыми особенностями. Существует около 15 000 сортов виноградной лозы, но системы классификации сортов не существует. Во Франции были предприняты попытки рационализировать распределение местных сортов по родственным группам на основе ампелографических и физиологических свойств, а также оценки родства с использованием сравнений ароматических профилей.
За последние 30-40 лет знания человечества о химическом составе винограда и вина значительно расширились. Но, несмотря на значительный прогресс, многое по-прежнему остаётся загадкой, так как с появлением инновационных методов исследования, количество соединений, обнаруживаемых в вине, резко возросло – а это ещё больше затруднило классификацию свойств. Взаимодействие масс-спектрометрии с газовой и жидкостной хроматографией оказалось особенно ценным для идентификации неизвестных соединений.
К настоящему времени в вине обнаружено более 500 соединений, из которых 160 являются сложными эфирами. Концентрации большинства из них варьируются в пределах сотых долей процента. На этих уровнях отдельные соединения играют очень незначительную роль или вообще не играют никакой роли в органолептическом (вкусовом) восприятии человека, но в совокупности они могут быть очень важными.
Вода является основным химическим компонентом, как самого винограда, так и вина, а поэтому имеет решающее значение для определения основных характеристик. Она является важным компонентом во многих химических реакциях, связанных с ростом винограда, ферментацией сока и выдержкой. Соединения, нерастворимые или лишь слабо растворимые в воде, редко играют существенную роль в производстве вина. Именно по этой причине так важен регион созревания – ведь водоносные слои в землях другого региона практически невозможно воспроизвести – а значит вкусовые характеристики будут другими.
Основными сахарами виноградных ягод являются глюкоза и фруктоза. В зрелой грозди они содержатся примерно в равных пропорциях, в то время как в перезрелом винограде часто содержится больше фруктозы. Это зависит от сорта, степени зрелости и полезных свойств ягод. Основные винные дрожжи получают большую часть своей метаболической энергии из глюкозы и фруктозы, обладая ограниченной способностью сбраживать другие вещества. Помимо того, что сахара абсолютно необходимы для ферментации и производства этанола, они метаболизируются в высшие спирты, сложные эфиры жирных кислот и альдегиды, которые придают различным винам их индивидуальный ароматический характер. Высокие концентрации сахара также могут повышать летучесть ароматических соединений.
В готовых винах содержание полисахаридов, как правило, невелико. Они частично растворяются в воде и выделяются в сок при измельчении и прессовании. Горячее прессование измельчённых или целых ягод улучшает извлечение кожицы, но в процессе ферментации полисахариды образуют сложные коллоиды (из-за наличия спирта) и имеют тенденцию выпадать в осадок. Добавление пектолитических ферментов после измельчения значительно снижает содержание пектинов и их осаждение при прессовании. Напротив, глюканы, вырабатываемые в заражённом винограде, могут препятствовать осветлению сока и вина, препятствуя осаждению других коллоидных веществ (в основном танинов).
Наиболее важным элементом в вине является этанол. При стандартных условиях ферментации этиловый спирт может накапливаться до концентрации примерно в 14-15%, но обычно она колеблется в пределах 10-13%. Основными факторами, контролирующими производство этанола, являются сахар, температура и штамм дрожжей. Алкоголь имеет решающее значение для стабильности, выдержки и вкусовых качеств вина. По мере увеличения его производства в процессе брожения он все больше ограничивает рост большинства микроорганизмов в процессе брожения.
Ингибирующая активность этанола в сочетании с кислотностью вина и добавлением метабисульфита калия позволяет вину оставаться крепким в течение многих лет при отсутствии доступа воздуха. Во время ферментации красного винограда на кожице этанол выступает в качестве важного растворителя для экстракции пигментов и танинов. Это также влияет на типы и количество образующихся ароматических соединений, влияя на метаболическую активность дрожжей.
Кроме того, этанол выступает в качестве важного реагента при образовании летучих соединений, образующихся в процессе брожения, а также при выдержке древесины в бондарных цехах. Растворяющее действие этого вещества уменьшает испарение ароматических соединений вместе с углекислым газом в процессе ферментации, а поэтому оно играет несколько важнейших ролей в процессе выдержки вина. Вместе с другими спиртами (разновидностей которых в любом продукте брожения бывает достаточно много), этанол медленно вступает в реакцию с органическими кислотами, образуя сложные эфиры, что положительно влияет на их стабильность.
Но присутствует в винах и другой спирт – метанол, хоть это ядовитое соединение содержится в вине в незначительном количестве (0,1–0,2 г/л) и не оказывает прямого сенсорного воздействия на организм. Он образуется в основном в результате ферментативного расщепления пектинов. При окислении метанола в организме образуются формальдегид и муравьиная кислота, которые токсичны для центральной нервной системы. Вино имеет самую низкую концентрацию метанола из всех ферментированных напитков.
Образование других высших спиртов (с химической прямой цепью) происходит, как побочный продукт дрожжевого брожения и заметно зависит от методов винификации, таких как температура, наличие кислорода, взвешенных веществ и штамма дрожжей. Высшие спирты могут образовываться в результате дезаминирования аминокислот и альдегидов виноградного происхождения.
На разных этапах производства и созревания вина, в нём присутствуют также кислоты, которые делятся на две категории: летучие и фиксированные. Первая группа легко удаляется дистилляцией, тогда как вторая относится к карбоновым кислотам, удаление которых осложнено и повлияет на вкусовые качества. Наиболее распространённой летучей кислотой в вине является уксусная кислота. Количественно уровень кислотности (pH) вина определяется такими карбоновыми кислотами, как винная, яблочная, молочная, янтарная, щавелевая, фумаровая и лимонная.
Фенолы представляют собой большую и сложную группу соединений, имеющих особое значение для характеристик и качества красных вин. Их концентрация в белом вине значительно ниже. Эти сложносоставные вещества и родственные им соединения могут влиять на внешний вид, вкус, ощущение во рту, аромат и антимикробные свойства вина. Они могут быть получены из плодов (кожуры и семян) и стеблей виноградной лозы, путём метаболизма дрожжей или экстракции при бондарном производстве древесины. Две основные фенольные группы, которые встречаются в винограде — это флавоноиды и нефлавоноиды.
Не только климатические условия и состав почвы влияют на «правильное» созревание ягод. Хотя конкретные причинно-следственные связи плохо изучены, но точно установлено, что перепроизводство связано со снижением качества вина. Избыточная урожайность гроздьев задерживает созревание плодов, сохраняет чрезмерную кислотность, замедляет синтез антоцианов и накопление сахара, а также ограничивает развитие вкуса. Во Франции считается, что урожайность настолько непосредственно связана с качеством вина, что для регионов, контролирующих наименования, были установлены максимальные показатели этого фактора.
Ещё одним очень интересным обстоятельством является то, что избыточное орошение может удвоить урожайность, увеличить размер плодов и задержать созревание, а это может негативно сказаться на качестве напитка. Умеренный дефицит воды после «верайзона» (ключевой стадии начала созревания ягод) благоприятно сказывается на качестве винограда. Переувлажнение приведёт к снижению концентрации сахара и повышению кислотности исходного сырья, связанного с увеличением размера плодов.
