Автореферат - Кубанский государственный технологический
advertisement
На правах рукописи НЕБОРСКИЙ Роман Анатольевич НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ МОЛОДЫХ СТОЛОВЫХ ВИН 05.18.01 – Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Краснодар – 2009 Работа выполнена в Государственном научном учреждении СевероКавказский зональный НИИ садоводства и виноградарства Россельхозакадемии Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Агеева Наталья Михайловна Официальные оппоненты: доктор технических наук Бирюков Александр Петрович кандидат технических наук Толмачев Олег Владимирович Ведущая организация: Автономная некоммерческая организация НПО «Сады Кубани» Защита диссертации состоится 14 мая 2009 г. в 16.00 на заседании диссертационного совета Д 212.100.05 в Кубанском государственном технологическом университете по адресу:350072, г. Краснодар, ул. Московская 2, КубГТУ, корпус «А», ауд. Г - 251 С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского государственного технологического университета Автореферат разослан 6 апреля 2009 г. Ученый секретарь диссертационного совета, канд. техн. наук В.В. Гончар 4 1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ 1.1 Актуальность работы. В условиях стремительно развивающихся рыночных отношений российские производители постоянно повышают уровень требований к качеству и ассортименту выпускаемой пищевой продукции в сторону повышения ее соответствия физиологическим потребностям человека. В связи с этим особого внимания заслуживают натуральные вина, богатые веществами, имеющими функциональное значение, в частности, процианидинами различных групп, витаминами, минеральными и другими ценными компонентами. Всем этим требованиям в значительной степени соответствуют молодые вина, сохраняющие все достоинства винограда – это столовые вина, реализуемые до 1 января следующего за урожаем года. Такие вина изготавливаются практически во всех развитых винодельческих регионах мира. Например, красные «Божоле Нуво» и «Шабли» во Франции, «Новелло» в Италии. Для их производства необходимы строго определенные сорта винограда, например, Гаме черный, позволяющие вырабатывать вина, формирующие в течение 2-3 месяцев яркий аромат и приятный легкий вкус. В нашей стране молодые вина широко востребованы потребителем, о чем свидетельствует ежегодно возрастающие объемы импорта молодого вина «Божоле Нуво». Между тем, в Краснодарском крае существуют уникальные по природно-климатическим условиям виноградарские хозяйства и технически оснащенные винодельческие высококачественные молодые предприятия, вина. В способные связи с направленные на теоретическое обоснование и этим, производить исследования, разработку технологии молодых столовых белых и красных вин с учетом специфики сырья и качества готового продукта являются актуальными. Диссертация исследовательских комплексные выполнялась работ в соответствии Россельхозакадемии высокоэффективные типовые по с планом теме: технологии научно- «Разработать производства и стабилизации виноградных вин с использованием новых и перспективных 5 сортов винограда и новейших способов физико-химических воздействий» (№ госрегистрации 1.2.006 07530). 1.2 Цель работы – научное обоснование и разработка технологии молодых столовых вин. В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи: - выбрать и обосновать сортимент винограда для производства молодых столовых вин; - исследовать спонтанную микрофлору ягод винограда, используемого для приготовления молодых столовых вин с применением углекислотной мацерации; - обосновать целесообразность применения технологии углекислотной мацерации винограда при производстве молодых столовых вин; - изучить влияние предлагаемой технологии производства молодых столовых вин на состав их фенольного комплекса; - определить качественный и количественный состав биологически активных веществ молодых виноматериалов; - выявить закономерности накопления высокомолекулярных веществ при углекислотной мацерации; - исследовать антиоксидантные свойства молодых вин; - разработать способ стабилизации молодых столовых вин; - научно обосновать и разработать технологию производства молодых столовых вин; - осуществить статистическую обработку полученных результатов исследований; - разработать технологическую инструкцию на производство молодого столового красного вина; - оценить экономическую эффективность разработанных технологических решений. 1.3 Научная новизна. Теоретически обоснована технология производства молодых столовых вин с использованием углекислотной мацерации, доказана 6 целесообразность дополнительного введения диоксида углерода и ферментных препаратов для интенсификации процессов углекислотной мацерации. Установлено, что эффективность углекислотной мацерации обусловливается режимами процесса и ампелографическими особенностями сорта винограда. Получены новые сведения об изменении компонентов фенольного комплекса виноматриалов, биологически активных и высокомолекулярных веществ, антиоксидантной активности, ароматических компонентов в процессе углекислотной мацерации различных сортов винограда. Впервые установлены закономерности изменения концентрации компонентов фенольного комплекса виноматериалов, в том числе катехинов, флавонолов, фенолокислот, процианидинов, стильбенов в процессе углекислотной мацерации. 1.4 Практическая значимость. Разработана технология производства молодых столовых вин методом углекислотной мацерации. Разработана и утверждена в установленном порядке технологическая инструкция на производство вина географического наименования сухого красного «Мысхако Молодое». Технология внедрена на винзаводе ЗАО АФ «Мысхако». Вино «Мысхако Молодое» в 2008 г. было удостоено серебряной медали на международном фестивале «Вина Кубани». 1.5 Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на международных научно-практических конференциях «Новации и эффективность производственных процессов в виноградарстве и виноделии (г. Краснодар, 2005 г.), «Методологические аспекты создания прецизионных технологий возделывания плодовых культур и винограда» (Краснодар, 2006 г.) и «Здоровое питание – основа жизнедеятельности человека» (Красноярск, 2008 г.); на расширенном заседании отдела виноградарства и виноделия ГНУ СКЗНИИСиВ Россельхозакадемии (г. Краснодар, 2009 г.). 1.6 Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 работ, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ. Подана заявка на предполагаемое изобретение № 2008137861/13(048768) от 22.09.08г. 7 1.7 Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературных источников, экспериментальной части, выводов, списка использованной литературы и приложения. Основная часть работы изложена на 144 страницах компьютерного текста, содержит 26 таблиц и 24 рисунка. Список литературы включает 197 источников, в том числе 80 – зарубежных авторов. 2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ В качестве объекта исследований использовали виноград белых и красных технических сортов, произрастающий в районе ЗАО АФ «Мысхако» Краснодарского края, а также приготовленные из них сусло, виноматериалы и готовые вина. Для производства вин применяли активные сухие дрожжи (АСД) Oenoferm, минерал NaCaлит, препарат кадифит (все производства Erbslöh, Германия), диоксид серы и диоксид углерода, ферментный препарат флюдазу (Франция). Углекислотную мацерацию проводили на специально смонтированной установке, при необходимости осуществляли дополнительное дозирование СО2. Для определения основных показателей химического состава объектов применяли стандартные методы ГОСТ и ГОСТ Р, а также методики, изложенные в методических рекомендациях ИВиВ “Магарач”. Исследование качественного состава фенольных соединений проводили методом хроматомассспектрометрии на приборе «Эджеллент» (США). Для измерения величины антиоксидантной активности (АОА) в пересчете на TROLOX применяли амперометрический метод анализ на приборе «Цвет-Яуза-01-АА» (ОАО НПО «Химавтоматика», г. Москва). Концентрацию летучих ароматических соединений – методом газожидкостной хроматографии на хроматографе «Кристалл–2000М»; биологически активных веществ и органических кислот – с помощью капиллярного электрофореза на приборе «Капель 105 Р». Выделение микроорганизмов винограда проводили путем последовательного пересева на элективные среды. 8 Статистическую обработку результатов исследований проводили с использованием компьютерных программ Statistica и Coplot (версия 2000 г.). Структурная схема исследований приведена на рисунке 1. Систематизация и анализ литературных источников, патентной информации, постановка цели и задач исследования Обоснование выбора объектов исследования Обоснование сортимента винограда для производства молодых вин Сравнительный анализ вин, приготовленных по различным технологиям. Обоснование режимов углекислотной мацерации Разработка технологии производства молодых столовых вин с применением метода углекислотной мацерации Проведение комплексной оценки физико-химических показателей молодых столовых вин, в том числе фенольных соединений, антиоксидантной активности Разработка способа стабилизации молодых столовых вин Разработка технологии молодых столовых вин, разработка и утверждение технической документации Рисунок 1 – Структурная схема исследований 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 3.1 Выбор и обоснование сортимента винограда для производства молодых столовых вин. В эксперименте использованы распространенные в Краснодарском крае сорта винограда Каберне-Совиньон, Мерло, Пино нуар, Шардоне, Рислинг рейнский, Карабурну и Первенец Магарача. Их основные 9 физико-химические показатели за весь период исследований (2005-2008 гг.) представлены в таблице1. Таблица 1 – Массовая концентрация сахаров и титруемых кислот в сусле изучаемых сортах винограда Наименование сорта винограда Пино нуар Шардоне Рислинг рейнский Карабурну Каберне-Совиньон Первенец Магарача Мерло Массовая концентрация, г/дм3 сахаров титруемых кислот 216-276 6,0-7,4 178-232 5,6-7,0 169-232 5,6-7,2 152-207 5,4-6,8 188-234 4,2-6,2 172-228 6,4-7,2 178-236 4,2-6,2 Приведенные выше данные (таблица 1) показали, что виноград таких сортов, как Рислинг рейнский и Первенец Магарача в состоянии технической зрелости имел высокие значения массовой концентрации титруемых кислот, что могло привести к формированию негармоничной кислотности и нетипичного вкуса молодых виноматериалов. Однако обусловленные наличием органических кислот, низкие значения рН, являются приемлемыми параметрами для использования этих сортов с целью углекислотной мацерации целых гроздей винограда. Сорт винограда Пино нуар, способный накапливать относительно невысокий уровень сахаров при умеренной кислотности и раннем сроке созревания, характеризующийся специфическими органолептическими особенностями получаемых из него виноматериалов (умеренная интенсивность окраски и экстрактивность при мягкости и бархатистости вкуса), может быть рекомендован как сырье для производства молодых вин. Классический сорт винограда Каберне-Совиньон при технической зрелости накапливает высокие концентрации сахаров и фенольных веществ при умеренной кислотности. При углекислотной мацерации он развивал выдающиеся органолептические характеристики с характерными благородными оттенками сорта, но с меньшей полнотой вкуса и терпкостью, подходящей для молодого вина, употребляемого на ранней стадии созревания и формирования. 10 Специфика молодых вин типа «Божоле Нуво» заключается в сбраживании целых гроздей винограда с использованием спонтанной микрофлоры. Однако спонтанная микрофлора винограда отличается значительным разнообразием и содержит как клетки различных видов дрожжей, так и уксуснокислые и молочнокислые бактерии, мицеллиальные грибы и дрожжи, вызывающие болезни вина. В связи с этим исследован состав микрофлоры винограда, предназначенного для производства молодых вин. Полученные результаты (таблица 2) показали, что наибольшую долю на поверхности ягод всех исследованных сортов винограда составляли дрожжи семейства Saccharomycetaceae, вид Saccharomyces vini. Их количество изменялось в зависимости от сорта винограда и составляло от 82% у Пино нуар до 93,8% у Рислинга рейнского. Кроме того, на ягодах винограда сорта Пино нуар обнаружены Saccharomyces uvarum (схожие с Saccharomyces vini, но отличающиеся от показателей), них по ряду физиологических и биохимических Saccharomyces bayanus (частично отличающиеся по физиологическим и биохимическим показателям от Saccharomyces vini, в частности по потреблению мезоинозита и синтезу глицерина), Saccharomyces chodati. Кроме перечисленных в таблице 2 микроорганизмов, на ягодах всех сортов идентифицированы два вида жизнедеятельных уксуснокислых бактерий – Acetobacter aceti и Acetobacter xelinum. В микрофлоре винограда сорта Пино нуар идентифицированы также дрожжи, провоцирующие заболевания и пороки вин: Pichia Hansen, Hansenula Sydow, Candida, Hanseniaspora apiculata, Debaryomyces Dekkeri (Torulopsis), Brettanomyces Dekkera, вызывающие необратимое ухудшение качества вина. В микрофлоре винограда сортов Каберне-Совиньон, Рислинг рейнский и Карабурну выявлены молочнокислые бактерии Lactobacillus plantarum и Lactobacillus brevis, состав продуктов жизнедеятельности которых зависит от физико-химических параметров среды и может оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на органолептические свойства виноматериалов. 11 В пробах винограда сортов Каберне-Совиньон и Карабурну обнаружены дрожжи Schisosaccharomyces acidodevoratus, отличающиеся повышенной способностью к забраживанию и биологическому кислотопонижению за счет сбраживания яблочной кислоты. Такое различие в составе микрофлоры можно объяснить территориальным расположением виноградников и участием погодно-климатических и почвенных факторов в формировании микрофлоры ягод. Таблица 2 – Состав микрофлоры ягод различных сортов винограда Род, вид Saccharomyces vini Saccharomyces uvarum Saccharomyces bayanus Saccharomyces chodati Pichia Hansen Hansenula Sydow Candida Hanseniaspora apiculata Debaryomyces Dekkeri (Torulopsis) Brettanomyces Dekkera Mucor Lactobacillus plantarum Lactobacillus brevis Aspergillus Schisosaccharomyces acidodevoratus Неидентифицированные Количество, % Рислинг КабернеПино нуар рейнский Совиньон 82,8 93,8 89,2 3,8 0,8 0,8 0,6 0,1 0,3 2,0 0,2 0,3 0,1 0,2 - Карабурну 88,6 0,6 0,5 - 0,4 - 0,3 - 0,8 3,2 - 0,6 0,6 - 0,6 0,7 0,4 0,1 0,4 0,3 0,4 - - 0,3 1,3 6,2 3,9 7,6 8,8 Сопоставление полученных результатов показало, что состав микрофлоры ягод винограда разнообразен, а физиологическое состояние микроорганизмов зависит от последующих условий переработки винограда. Учитывая, что на углекислотную мацерацию направляют целые грозди винограда, можно 12 считать, что при производстве молодого вина возможно инфицирование, что и было подтверждено последующими экспериментами на сорте винограда Пино нуар. Таким необходимости образом, представленные тщательного данные микробиологического свидетельствуют контроля о винограда, направляемого на углекислотную мацерацию целыми гроздями. 3.2 Обосновать целесообразность применения технологии углекислотной мацерации винограда для производства молодых столовых вин. С целью обоснования технологии молодого вина были проведены сравнительные эксперименты для установления и сопоставления физико- химических показателей виноматериалов, приготовленных по традиционной (общепринятой) и экспериментальной технологии с использованием метода углекислотной мацерации. Для проведения экспериментов была сконструирована установка, обеспечивающая сбраживание целых гроздей винограда в условиях естественно образующего углекислого газа (СО2) за счет внутриклеточного забраживания – углекислотная мацерация. Специфика процесса заключалась в том, что забраживание сахаров начиналось внутри ягод винограда в отличие от традиционного способа производства вин, при котором сбраживается мезга винограда. Исследовали также необходимость дополнительного введения СО2. для интенсификации процесса углекислотной мацерации. Было проведено две серии экспериментов: 1 –углекислотная мацерация с использованием СО2 экзогенного происхождения; 2 – с дополнительной подачей СО2. Мацерацию проводили при температуре от 14до 24°С в течение 4-7 суток. Для интенсификации процесса экстракции компонентов виноградной кожицы в мезгу вносили ферментный препарат комплексного действия флюдаза. Таким образом, получены следующие варианты экспериментальных образцов: самотечная фракция сусла (СФ) с подачей СО2 и без нее, прессовая фракция сусла (ПФ) с подачей СО2 и без нее, мезга после мацерации с подачей СО2 и без нее. 13 Результаты экспериментов (таблица 3), показали, что по качественному составу основных молодые вина не физико-химических отличались показателей существенно от экспериментальные сухих столовых вин, произведенных из тех же сортов винограда по традиционной технологии. Это объясняется тем, что в обеих технологиях отражаются одни и те же принципы производства вина, т.е. ферментация в условиях анаэробиоза, извлечение ароматических компонентов из кожицы винограда, образование вторичных продуктов брожения под действием дрожжей, формирование структуры в ходе биохимических и физико-химических превращений. Таблица 3 – Химический состав виноматериалов, произведенных по эксперимент. Объемная доля этилового 12,0 12,5 12,8 13,2 спирта, % Массовая концентрация кислот, г/дм3 летучих 0,42 0,36 0,36 0,36 винной 2,1 1,8 2,2 2,2 яблочной 1,6 1,0 1,4 1,1 янтарной 0,6 1,0 0,5 0,8 аскорбиновой 0,24 0,66 0,27 0,68 3 белка, мг/дм 32,8 24,6 24,6 16,8 3 Массовая концентрация, мг/дм полисахаридов 670 660 830 780 фенольных веществ 164 182 3860 3640 приведенного экстракта, 21,8 24,3 34,2 38,9 г/дм3 Дегустационная оценка 76 78 86 88 вина, балл Пино нуар традиц. традиц. эксперимент. КабернеСовиньон эксперимент. Наименование показателей Рислинг рейнский традиц. традиционной и экспериментальной технологии 13,0 13,2 0,36 2,1 1,2 0,3 0,10 24,2 0,52 2,0 нет 0,6 0,54 15,0 830 830 810 1080 25,3 34,0 66 82 Между тем, применение углекислотной мацерации, т.е. внутриклеточного брожения привело к некоторым изменениям физико-химических показателей: 14 - отмечена меньшая концентрация органических кислот, в том числе винной и яблочной, а также белка; в то же время накопление таких биологически ценных компонентов, как аскорбиновая и янтарная кислоты, в экспериментальных вариантах было значительно больше, чем в контрольных; - в экспериментальных вариантах Рислинг рейнский и Пино нуар при близких значениях накопление концентраций полисахаридов выявлено большее компонентов приведенного экстракта, в том числе фенольных соединений; в виноматериале из сорта Каберне-Совиньон отмечена меньшая массовая концентрация фенольных соединений в сравнении с контролем. Все экспериментальные образцы характеризовались ярким, хорошо выраженным сортовым ароматом. При их дегустации отмечено наличие тонов исходного винограда и молодого вина в сочетании с гармоничными тонами созревающего продукта. Такие вина могут быть реализованы через торговую сеть. Проведенные эксперименты показали, что при дополнительном дозировании СО2 активное брожение отмечено только на следующие сутки, в то время, как при естественной мацерации сусло забродило сразу же после отделения от ягод. Однако затем активность дрожжей восстанавливалась, а динамика брожения была идентичной. Таким образом, целесообразность проведенные разработки и исследования обоснования подтверждают альтернативной экспериментальной технологии производства молодых виноматериалов с использованием метода углекислотной мацерации. 3.3 Выявить закономерности накопления высокомолекулярных веществ при углекислотной мацерации. Углекислотная мацерация характеризуется растворением и экстрагированием веществ, находящихся в твёрдых частях виноградной ягоды под действием углекислоты. Проведены эксперименты с дополнительным введением СО2 и без него. Установлено, что оно способствовало увеличению экстракции винной, янтарной, лимонной кислот, но снижению концентрации яблочной кислоты в самотечных (СФ) и 15 прессовых фракциях (ПФ) подброженного сусла всех исследованных сортов винограда. Полученные результаты можно объяснить особенностями ферментативных процессов в цикле трикарбоновых кислот – цикле Кребса. Спонтанная мацерация протекала в условиях недостатка кислорода воздуха, активно потребляемого в процессе брожения. При этом в виноградной ягоде одновременно проходили как процессы брожения, так и процессы дыхания винных дрожжей, сопровождающиеся частичным потреблением винной и особенно янтарной кислоты. Дополнительное введение СО2 в значительной степени ингибировало бродильный процесс, в то время как процессы дыхания протекали более активно. Этим вызвано меньшее потребление янтарной и винной кислоты при дополнительной искусственной мацерации. Для формирования высокого качества молодых виноматериалов особенно важна экстракция высокомолекулярных компонентов виноградной ягоды (ВМС), играющих важную роль в сложении вкуса будущего вина. В связи с этим исследовали динамику накопления ВМС при углекислотной мацерации, в том числе при дополнительном введении СО2. Согласно полученным данным (рисунок 2) дополнительное введение СО2 оказало неадекватное влияние на концентрацию ВМС, способствуя большей экстракции одних компонентов и меньшей экстракции других. 4000 Массовая концентрация, мг/дм3 Массовая концентрация, мг/дм3 1200 1000 800 600 400 200 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 0 Фенольных веществ Общего азота Самотечная фракция без СО2 Полисахаридов Самотечная фракция с СО2 Фенольных веществ Общего азота в/м без СО2 в/м+флюдаза без СО2 Полисахаридов в/м с СО2 в/м+флюдаза с СО2 а б Рисунок 2 – Массовая концентрация высокомолекулярных соединений в зависимости от условий мацерации в сусле, полученном из винограда сорта: а) Пино нуар; б) Каберне-Совиньон 16 Так, дополнительное внесение СО2 приводило к большей экстракции фенольных веществ из виноградной кожицы во время мацерации преимущественно за счёт их конденсированных форм. По данным различных исследователей экстрагированные фенольные вещества сразу же реагируют с белками и полипептидами, образуя нерастворимые комплексы. На наш взгляд, именно этим объясняется меньшее содержание мономеров фенольной природы и общего азота, чем при естественной мацерации. Фракцию общего азота формируют аммонийный и амидный азот, не реагирующий с антоцианами. Возможно, этим объясняется его более высокая сохранность во фракциях сусла, полученных без дополнительного дозирования диоксида углерода. Содержание приведённого экстракта выше в вариантах с дополнительным введении СО2 за счёт большего разрушения клеточных стенок виноградной кожицы, белковоантоциановых комплексов, полисахаридов. В процессе брожения, особенно при дополнительном введении СО2, активность окислительных ферментов (орто-дифенолоксидазы) постепенно уменьшалась, и в конце брожения они полностью инактивировались под действием физиологически активных дрожжей, а также за счёт низкой концентрации кислорода (с 0,24 до 0,08 усл.ед.). Дополнительное внесение СО2 способствовало большей экстракции компонентов эфирного масла из кожицы, среди которых обнаружены высшие жирные кислоты и спирты. Они являются составляющими первичного букета вина. Часть из них впоследствии при брожении сусла вступила в реакции этерификации с образованием веществ вторичного букета. Установлено, что при дополнительном введении СО2 в бродящей среде снижалась концентрация суммы коллоидов. Это позволило создать более благоприятные условия для последующей стабилизации вина к коллоидным помутнениям. Внесение ферментного препарата флюдазы на виноград привело к значительному увеличению массовой концентрации основных групп высокомолекулярных веществ в подброженном сусле всех исследованных 17 сортов винограда, но введение дополнительной углекислоты ингибировало отдельные гидролитические функции комплексного ферментного препарата флюдаза, преимущественно протеолитические и гликолитические. Исходя из полученных результатов, дополнительное введение СО2 и препарата флюдазы является оптимальным условием повышения эффективности УКМ и улучшения органолептических достоинств будущего вина. Одним из определяющих факторов в установлении оптимальной продолжительности углекислотной мацерации (УКМ) является динамика накопления важнейших компонентов вина, формирующих его типичные свойства и органолептические характеристики. К их числу относятся ВМС. Согласно данным, приведённым на рисунке 3, максимальный прирост содержания высокомолекулярных веществ (ВМС) достигался на 6-7 сутки углекислотной мацерации, после чего интенсивность снижалась. Уменьшение концентрации белков по их накопления мере увеличения продолжительности мацерации можно объяснить их гидролизом ферментными системами дрожжей до аминокислот и потреблением последних активно развивающимися дрожжами. В связи с этим проведение УКМ винограда сорта Первенец Магарача свыше 7 суток представляется нецелесообразным. Аналогичные результаты получены при УКМ других сортов винограда. 18 Рисунок 3 – Изменение концентрации ВМС в зависимости от продолжительности УКМ винограда сорта Первенец Магарача Существенным оказалось влияние УКМ на состав аминокислот виноматериала. Сопоставляя данные по влиянию способа мацерации винограда на процессы диссимиляции аминокислот при брожении сусла, можно отметить, что выделение аминокислот за счет их синтеза и частичного автолиза дрожжевых клеток в равной степени усиливается при дополнительном введении СО2Повышение концентрации СО2 в газовой среде форсировало процессы переэтерификации, декарбоксилирования, дезаминирования, восстановления и полимеризации аминокислот, оптимум которых наблюдали на 5-6 сутки с момента начала УКМ. Экспериментально установлено, что оптимальные результаты по совокупности физико-химических и органолептических показателей получены при дополнительном введении СО2 в количестве 14-16 мг/дм3. Уменьшение дозировки не обеспечивало желаемого качества молодого вина, а увеличение ингибировало процесс брожения. 3.4 Исследовать влияние технологи производства молодых столовых вин на состав фенольного комплекса и антиоксидантную активность 19 молодых столовых вин. На примере сорта винограда Пино нуар показано (таблица 4), что проведение мацерации целых гроздей винограда в условиях анаэробиоза способствовало сохранению в самотечной фракции аскорбиновой, никотиновой, фталевой кислот, обладающих витаминными свойствами. Таблица 4 – Содержание биологически активных веществ, мг/дм3, в виноматериалах из винограда сорта Пино нуар в зависимости от Сумма Фталевая Протокатеховая Галловая 15,1 9,82 11,1 8,44 Оротовая Кофейная Никотиновая 0,55 1,24 0,92 10,4 1,74 0,91 0,8 5,93 9,70 0,33 0,42 0,70 0,65 6,42 0,72 0,41 0,32 0,69 4,4 1,46 Виноматериал 1. Самотек без СО2 2. Самотек с СО2 3. Прессовое без СО2 4. Прессовое с СО2 Хлорогеновая Аскорбиновая технологии производства 1,70 0,32 31,8 12,7 1,75 41,8 1,26 0,38 22,8 7,45 нет 17,1 Аналогичные результаты получены и для других исследованных белых и красных сортов винограда. Согласно данным (таблица 5) накопление в подброженном сусле сорта Каберне-Совиньон полифенолов происходило пропорционально продолжительности УКМ, а при дополнительном внесении ферментного препарата этот процесс усилился, особенно накопление мономерной фракции, но к завершению мацерации массовая концентрация мономерных форм фенольных веществ в сусле без фермента находилась приблизительно на одном уровне с суслом, обработанным ферментным препаратом, что позволяет сделать вывод о достаточной активности ферментативных систем спонтанной микрофлоры виноградных ягод. Это означало, что применение ферментного препарата, интенсифицировавшего экстракционные процессы, не оказало существенного влияния на конечное содержание важнейших компонентов (катехинов, антоцианов). Согласно полученным данным УКМ винограда привела к усилению экстракции процианидинов и транс-ресвератрола из 20 кожицы виноградной ягоды, что положительно сказывается на качестве и биологической ценности молодого вина. Таблица 5 – Изменение содержания фенольных веществ при УКМ винограда сорта Каберне-Совиньон Массовая концентрация компонентов, мг/дм3, за время мацерации, сутки продолжительность мацерации, сут. без мацерации 1 2 3 4 5 Наименование компонента Сумма фенольных веществ Полимерная фракция Мономерная фракция Антоцианы Кафтаровая кислота Каутаровая кислота П-кумаровая кислота Галловая кислота Сиреневая кислота Процианидин В1 Процианидин В2 Транс-ресвератрол 650 660 678 710 720 744 330 130 98 43 5 2.5 2 0 24 16 0 388 132 116 24 2.8 2.9 1.9 1.8 20 19 0 348 190 138 20 2 6.2 3 2.3 28 24 0,12 420 208 152 17 2.6 6.6 4.5 2.5 33 26 0,14 470 215 160 21 2.6 6.3 4.0 4.1 30 25 0 480 230 178 20 2.5 6.0 4.8 2.3 34 27 0,31 Установлено, что изменение концентрации различных форм фенольных соединений (сумма, антоцианы, полимерная фракция, флавонолы) в зависимости от продолжительности мацерации имеет линейную зависимость, т.е. увеличение продолжительности мацерации виноградной грозди приводило к закономерному увеличению их концентрации при r=0,8995–0,9832. С увеличением продолжительности УКМ возрастала экстракция из кожицы винограда антиоксидантов, играющих важную роль в формировании качества вина Положительным увеличению сложении его биологической ценности (рисунок 4). оказалось количества использование антиоксидантов. флюдазы, Необходимо способствовавшее отметить, максимальное содержание этих веществ достигнуто на 5-е сутки мацерации. что 3 Массовая концентрация, мг/дм 500 21 Массовая концентрация, мг/дм 3 600 400 500 300 400 300200 200 100 100 0 0 0 0 1 1 22 33 Продолжительность, Продолжительность, сут. сут. без использования ферментных препаратов без использования ферментных препаратов 44 55 с использованием ферментных препаратов с использованием ферментных препаратов Рисунок 4 – Влияние продолжительности УКМ на содержание антиоксидантов в подброженном сусле Каберне-Совиньон Сопоставление полученных данных позволяет считать оптимальной продолжительностью УКМ для белых сорта винограда 6 суток, для красных – 5-6 суток. За этот период времени максимальной концентрации достигали и такие компоненты фенольного комплекса, как катехины, фенолкарбоновые кислоты, олигомерные процианидины и стильбены. 3.5 Разработать технологию производства и стабилизации молодых столовых вин. На основании результатов исследований в основу технологии производства красных молодых столовых вин положены следующие технологические приемы: -углекислотная мацерация целых гроздей винограда в течение 4-5 суток при обязательной сульфитации из расчёта 50 мг/дм3 препаратом кадифит и введении газообразного диоксида углерода из расчёта 16 мг/дм3, внесении ферментного препарата комплексного действия флюдаза в количестве 1,5-2,0 мг/дм3, 22 -дробление с гребнеотделением гроздей винограда на валковых дробилках; -брожение мезги с применением активных сухих дрожжей и внесением азотсодержащих препаратов по необходимости; -прессование сброженной мезги на пневматическом прессе; -дображивание и спонтанное яблочно-молочное брожение молодого виноматериала; -технологические обработки бентонитом и желатином с целью осветления и профилактики помутнений. Грозди винограда (рисунок 5) после приемки по количеству и качеству поступают в бункер ленточного транспортера 1, а затем через верхний люк в резервуар для углекислотной мацерации 2. Резервуар подключен к дозатору СО2, который подает газообразную углекислоту через низ из расчёта 16 мг/дм3. В резервуар 2 вносят кадифит из расчета достижения концентрации общего SO2 50 мг/дм3 и ферментный препарат флюдаза в количестве 1,5-2,0 мг/дм3. После 4-5 суток углекислотной мацерации при t=24-25ºС подброженное сусло отделяют, а грозди винограда подают на дробилку-гребенеотделитель 5, в мезгосборник 4, которой при необходимости повторно вносят ферментный препарат флюдазу. Полученную жирную мезгу сульфитируют кадифитом до массовой концентрации диоксида серы 100 мг/дм3 и направляют на брожение насосом 6 в резервуар для брожения мезги 7. Брожение проводят при t=2425ºС. 23 Рисунок 5–Технологическая схема по производству молодого столового вина: 1–бункер транспортера винограда; 2–резервуар для углекислотной мацерации целых гроздей 4–мезгосборник; винограда; 3–дозатор 5–дробилка-гребнеотделитель; СО2; 6–насос; 7–резервуар для брожения мезги; 8–пресс; 9–резервуары для дображивания и ЯМБ; 10–эгализатор; 11–емкости для хранения обработанных виноматериалов; ФП–ферментные препараты При брожении осуществляют перемешивание жирной мезги механическими средствами, которыми оснащен резервуар для брожения 7. По завершении алкогольного брожения, когда массовая концентрация остаточного сахара не будет превышать 30-40 г/дм3, молодой виноматериал и сброженную мезгу перекачивают насосом 6 в пневматический пресс 8. Молодой виноматериал направляют на дображивание и яблочно-молочное брожение в резервуар 9. После декантации с дрожжевых осадков виноматериал поступает в эгализатор 10, где проводится эгализация однородных партий виноматериала и технологические обработки с целью обеспечения розливостойкости. Обработанный виноматериал снимают с клеевого осадка перекачкой насосом 6 в емкости для хранения обработанных виноматериалов 11, откуда подается на фильтрацию и розлив. Выжимка и клеевые осадки направляются на утилизацию. 24 Разработанная технология апробирована на винзаводе ЗАО Агрофирмы «Мысхако». Разработана и утверждена в установленном порядке ТИ-07.0.15808 на производство столового красного вина географического наименования «Мысхако Молодое». Технология внедрена на винзаводе ЗАО Агрофирмы «Мысхако» с экономическим эффектом 63460 руб. на 1000 дал. ВЫВОДЫ 1. Теоретически обоснована и разработана технология столовых молодых вин с применением углекислотной мацерации. Доказана целесообразность дополнительного введения углекислоты и применения ферментативного катализа. Обоснован сортимент винограда для производства молодых столовых вин. 2. Установлена взаимосвязь между составом спонтанной микрофлоры и качеством виноматериалов, полученных с использованием углекислотной мацерации. Выявлено, что микрофлора ягод винограда на виноградниках ЗАО АФ «Мысхако» представлена дрожжами Saccharomyces vini, выявлены также плесневые грибы, уксуснокислые бактерии и другие микрорганизмы, при высоких количествах которых проведение углекислотной мацерации нецелесообразно. 3. Установлена целесообразность ферментативного катализа и дополнительного введения углекислоты при углекислотной мацерации, обеспечивающей оптимальное накопление отдельных групп фенольных веществ, формирующих органолептические качества и биологическую ценность молодых вин. 4. Научно обоснованы и разработаны режимы углекислотной мацерации целых гроздей винограда при производстве молодых вин: продолжительность 5-6 суток при температуре 24-25ºС при обязательной сульфитации из расчёта 50 мг/дм3 и дополнительном введении газообразного диоксида углерода из расчёта 14-16 мг/дм3 в присутствии ферментного препарата комплексного действия. 5. Проведение углекислотной мацерации целых гроздей винограда в условиях анаэробиоза способствовало сохранению в вине биологически 25 активных веществ, в том числе витаминов, стильбенов, фенолкарбоновых кислот. 6. Выявлены закономерности накопления высокомолекулярных веществ при углекислотной мацерации. Установлено увеличение концентрации полисахаридов, азотистых и фенольных соединений, в том числе катехинов и антиоксидантов, по мере увеличения продолжительности углекислотной мацерации. 7. Разработан способ стабилизации молодых виноматериалов с целью достижения их розливостойкости. Для качественного осветления молодых виноматериалов рекомендовано применение бентонита NaCaлит и суспензии желатина. 8. Разработана технология производства молодых столовых вин с применением углекислотной мацерации. Разработана и утверждена в установленном порядке технологическая инструкция на производство вина географического наименования сухого красного «Мысхако Молодое». 9.Технология производства молодого столового красного вина внедрена в ЗАО АФ «Мысхако» с фактическим экономическим эффектом 63460 руб. на 1000 дал. Список публикаций по теме диссертации 1. Неборский, Р.А. Производство молодых виноградных вин в ЗАО АФ «Мысхако» [Текст] / Р.А. Неборский, С.В. Янов, Н.М. Агеева // Виноделие и виноградарство.- 2007.№3.- С.26-27. 2. Неборский, Р.А. Производство молодых вин в Агрофирме «Мысхако» [Текст] / Р.А. Неборский, С.В. Янов, Н.М. Агеева // Индустрия напитков.- 2007.- №3.- С.20-24. 3. Неборский, Р.А. Особенности производства молодых вин из белых и красных сортов винограда[Текст] / Р.А. Неборский, Н.М. Агеева // Здоровое питание – основа жизнедеятельности человека: Сб. матер. Всерос. науч.-практ. конф. Красноярск, 28 марта 2008 г. – Красноярск: Изд-во Краснояр. гос. торг.-экон. ин-т, 2008. – С. 349-356. 4. Неборский, Р.А. Изменение фенольного комплекса винограда Каберне-Совиньон при углекислотной мацерации [Текст] / Р.А. Неборский, Н.М. Агеева // Виноделие и виноградарство.- 2008.- № 1.- С. 16-17. 5. Неборский, Р.А. Влияние углекислотной мацерации на химический состав белых вин [Текст] / Р.А. Неборский, Н.М. Агеева // Виноделие и виноградарство.- 2008. – № 2.– С.26-27. 6. Неборский Р.А., Агеева Н.М. и др. Способ производства вина. Заявка № 2008137861/13(048768) от 22.09.08г.Подписано в печать 30.03.2009 г. Печать трафаретная. Бумага офсетная.