Идентификация подлинности и уровня качества коньячной продукции Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

лась статистически незначима, что интерпретируется как отсутствие влияния соответствующего эффекта на процесс. Наилучшей связывающей способностью обладает низкоэтерифицированный пектин, с ростом степени этерификации связывание металлов уменьшается, хотя и незначительно.

Наименьшее влияние на связывающую способность пектинов оказывает действие низких температур (охлаждение и замораживание). Установлена квадратичная зависимость связывающей способности пектина от этого фактора. Связывающая способность пектина в результате замораживания модельных растворов уменьшалась на 2-3%; охлаждение, напротив, увеличивает связывание металлов на 1-2% по сравнению с контролем (нормальные условия).

На рис. 1 и 2 показано соответственно изменение связывающей способности высоко- (72%) и низкоэте-рифицированных (36%) яблочных пектинов в зависимости от температуры и рН среды по отношению к свинцу.

Работа выполнена при финансовой поддержке РГНФ РК2004 «Северный Кавказ: традиции и современность» (№ 04-06-38011 а/ю).

ЛИТЕРАТУРА

1. Компанцев В.А., Кайшева Н.Ш., Гокжаева Л.П. Ком-плексообразование пектинов с ионами поливалентных металлов // Пищевая пром-сть. - 1990. - № 11. - С. 39-40.

2. Использование яблочного пектина для профилактиче-ских продуктов / А.Ф. Фан-Юнг, Ф.И. Каминская, Е.А. Давыдова и др. // Изв. вузов. Пищевая технология. - 1978. - № 3. - С. 79-81.

3. Тамова М.Ю., Зайко Г.М., Погребная В.Л., Китайгородский И.А. Комплексообразование в системе РЬ2+, №2+ -лимонная кислота-пектин // Изв. вузов. Пищевая технология. - 1997. -№ 4-5. - С. 38-39.

4. Умланд Ф., Янсен А., Тиринг Д., Вюнш Г. Комплекс -ные соединения в аналитической химии. - М.: Мир, 1975. - 531 с.

Кафедра технологии и организации питания

Поступила 14.04.05 г.

663.241:658.562

ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПОДЛИННОСТИ И УРОВНЯ КА ЧЕСТВА КОНЬЯЧНОЙ ПРОДУКЦИИ

Э.М. СОБОЛЕВ, И.В. ОСЕЛЕДЦЕВА

Кубанский государственный технологический университет

Коньяк представляет собой напиток, характеристические показатели которого формируются в течение длительного времени в результате протекания сложных физико-химических и биохимических процессов. При этом технология получения коньяков включает несколько этапов: приготовление коньячных винома-териалов, перегонку на коньячные спирты, их выдержку, купаж коньяка. На каждом из этапов происходит формирование уникальных свойств данного продукта, обусловленных наличием и определенным соотношением всей номенклатуры показателей.

В настоящее время в коньяке идентифицировано свыше 700 компонентов, каждый из которых вносит свой индивидуальный вклад в композицию ароматических и вкусовых свойств готового напитка [1]. Поскольку коньяк является многокомпонентной системой, постольку процесс идентификации весьма сложен и предусматривает обязательное привлечение экспертов в области оценки качества винодельческой продукции.

В последние годы появилось большое количество методик, которые предусматривают различные варианты идентификации и выявления фальсификации коньячной продукции. Большинство этих методик предполагают хроматографический анализ набора объектов, отбор переменных, дающих нормальное распределение в ряду образцов продукции, с последующим применением к ним различных видов статистического анализа. В результате такой обработки преду-

сматривается ранжирование образцов по возрасту или уровню предполагаемого качества с последующим формированием базы данных. Подобный подход вполне оправдан и позволяет получить быстрый результат и наработать базу. Одним из недостатков этого метода является то, что разрабатываемые методики привязываются к конкретному виду оборудования, при этом возникают некоторые проблемы, связанные с обоснованностью номенклатуры критериальных переменных с точки зрения технологии коньяка. Кроме того, любая методика по выявлению фальсификации существует до тех пор, пока ее сущность не станет широко известной. Это относится, естественно, только к области производства так называемых «высококачественных» фальсификатов, предусматривающих имитацию возраста коньячных спиртов, используемых в купаже коньяка Те же подделки, которые основаны на имитации собственно контакта коньячного спирта или спиртосодержащего компонента с дубовой клепкой, без труда выявляются в процессе органолептической оценки, проводимой специалистами-экспертами при идентификации и испытаниях образцов на предмет подтверждения соответствия (обязательная сертификация).

На наш взгляд, решение проблемы выявления фальсификации коньячной продукции должно обусловливаться в первую очередь технологическим подходом: первичным фактором должно быть обоснование номенклатуры характеристических компонентов, а вторичным - разработка методик под конкретно поставленную задачу по идентификации определенной группы веществ. При этом может быть реализовано не-

Таблица 1

Компоненты коньячных спиртов Молодой спирт Выдержанный спирт, лет

1 3 5 10 15 20

Алифатические

альдегиды, мг/дм3:

уксусный 21,2 52,1 68,1 96,2 156,2 172,0 180,0

пропионовый 2,6 4,2 6,2 8,2 11,6 12,2 11,3

масляный 1,8 1,8 1,6 1,8 1,8 2,9 3,0

капроновый Н/о 0,5 0,9 2,4 3,1 3,0 2,9

каприновый 1,6 1,5 1,6 1,2 2,4 2,2 1,8

Эфиры, мг/дм3:

метилацетат 1,2 Н/о

этилацетат 14,2 36,8 81,1 126,2 181,0 126,3 174,2

метилпропионат Н/о

этилбутират 1,4

изоамилацетат 2,5 Н/о

этилвалериат Н/о 1,3 1,2

этиллактат 11,6 24,2 18,6

этилкаприлат 1,8 1,9 1,9

этилмиристат 1,2 1,2 Н/о

этилкапринат 1,1 2,6 3,1

этилпальмитат 1,6 2,4 3,2

этилстеарат 2,4 2,2 2,6

Высшие спирты, г/дм3:

н-пропанол 3,2 31,2 30,0

изобутанол 4,5 6,2 7,2

2-бутанол 8,2 6,2 4,3

н-бутанол 8,6 6,2 4,3

2-метил-бутанол 1 820,0 242,4 96,2

3-метил-бутанол 1 260,2 280,2 276,2

гексанол Н/о 6,8 7,2

н-гептанол Н/о 5,2 4,2

Р-фенилэтанол 40,2 58,6 62,0

сколько различных по исполнению методик, позволяющих идентифицировать с определенной погрешностью конкретный перечень соединений.

Нами проведены исследования, направленные на выявление характеристических компонентов, которые могли бы выполнять критериальную функцию при оценке качества коньячной продукции.

На каждом из этапов технологического процесса получения коньяков происходит формирование определенных органолептических свойств продукта. Самыми ответственными операциями являются перегонка коньячных виноматериалов и выдержка коньячных спиртов. В процессе перегонки происходит образование и накопление легколетучих компонентов, таких как алифатические альдегиды, ацетали, эфиры, высшие спирты и др. [2]. Они, главным образом, характеризуют качество получаемого в процессе перегонки молодого коньячного спирта, так как при последующей выдержке в качественном и количественном составе данных соединений никаких очевидных изменений не наблюдается (исключение составляют уксусный и пропионовый альдегиды) (табл. 1).

Нами изучена динамика изменения легколетучих компонентов коньячных спиртов СКП «Прасковей-

2,4 Н/о

Н/о 2,6 Н/о

6,0 Н/о

1,4 Н/о 2,0

24,2 11,6 18,4 12,2

Н/о 2,8 2,7

1,6 1,4 0,9 1,6

3,2 1,8 3,4 5,2

3,1 2,4 4,2 3,1

Н/о Н/о 2,4 Н/о

28,4 29,1 18,2 24,3

8,4 5,6 4,2 6,8

6,4 9,2 8,4 7,3

4,2 3,8 Н/о 3,6

84,2 78,2 91,2 68,2

296,2 303,2 280,2 324,0

8,4 9,6 9,8 10,4

Н/о 4,8 Н/о

74,2 96,2 50,0 61,2

ское» в процессе выдержки (табл. 1). Анализ показывает, что наличие и состав легколетучих компонентов, в том числе и компонентов «энантового эфира», могут служить критериями оценки качества молодого коньячного спирта, закладываемого на выдержку, а также позволяют выявить такой вид фальсификации, как замена молодого коньячного спирта пищевым или непищевым этиловым спиртом.

Для определения критериев, позволяющих устано -вить факт и длительность контакта коньячного спирта с дубовой древесиной, были исследованы коньячные спирты различного срока выдержки разных районов производства.

Согласно литературным данным, дубовая древесина является источником соединений, которые экстрагируются, окисляются и вступают в реакции с летучими компонентами с образованием новых продуктов. Одним из основных является процесс окисления танина и лигнина дуба при каталитическом воздействии глюкозидазы и полифенолоксидазы [1]. Вследствие этанолиза лигнина, который сам по себе не обладает специфичными для коньяка органолептическими свойствами, образуется ряд компонентов, формирующих вкус и букет готовой продукции. В первую оче-

Таблица 2

Коньячный спирт Компонент, мг/дм3

Ванилин Конифериловый альдегид Сиреневый альдегид Ванилиновая кислота Сиреневая кислота Галловая кислота Эвгенол

СКП «Прасковейское»

Моло дой Н/о

Выдержанный, лет:

1 Н/о 2,21 Н/о

3 0,05 0,20 0,06 Н/о 2,14 0,61

5 1,71 2,06 1,62 0,11 0,10 2,36 Н/о

10 2,52 3,12 2,15 0,21 0,10 4,12 0,82

12 2,61 3,87 3,21 0,17 0,32 3,14 1,23

15 3,21 4,10 3,34 0,71 0,80 2,03 0,64

20 4,12 5,10 6,00 1,12 1,34 2,20 1,61

ЗАО «Новокубанское»

Выдержанный, лет:

1 0,12 0,31 Н/о 1,21 Н/о

3 1,02 1,42 1,12 0,26 0,31 1,14 0,81

5 1,87 2,86 2,02 0,22 0,32 1,82 Н/о

10 2,43 3,79 2,53 0,30 0,32 1,23 0,63

12 2,94 3,66 3,14 0,33 0,50 0,64 0,32

15 4,21 6,00 4,07 0,41 0,49 0,47 0,36

редь это ароматические альдегиды, такие как ванилин, конифериловый, сиреневый и синаповый альдегиды. Немаловажным является то, что данные соединения не могут находиться в коньячных спиртах изолированно, так как ванилин образуется вследствие окисления ко-ниферилового альдегида, а сиреневый альдегид -вследствие окисления синапового альдегида, которые в свою очередь окисляются до ванилиновой и сиреневой кислот соответственно. Таким образом, один из методов выявления фальсификации должен основываться на комплексном определении ароматических альдегидов, соответствующих ароматических кислот и, по возможности, предшественников образования кониферилового и синапового альдегидов - конифери-лового и синапового спиртов.

Нами были исследованы коньячные спирты производства СКП «Прасковейское» и ЗАО «Новокубанское» возрастом от 1 года до 20 лет выдержки (табл. 2).

Полученные результаты показывают, что с увеличением возраста коньячных спиртов происходит постоянное накопление ароматических альдегидов, ароматических кислот и эвгенола - продукта деструкции лигнина.

Предлагаемое решение проблемы выявления фальсификации может быть успешно реализовано лишь

при создании банка данных по коньячным спиртам различных производителей, поскольку динамика накопления в них ароматических веществ имеет разный характер. Это объясняется использованием дуба разных районов произрастания, а также климатическими условиями районов производства коньяка. Единая для всех коньяков формула квалиметрического оценивания будет ориентировочной. Поэтому необходимо создание банка данных по конкретным районам производства с разработкой индивидуальной квалиметриче-ской формулы.

Дубовая клепка, являясь источником дубильных веществ и лигнина, богата также углеводами. В разное время в коньяках и коньячных спиртах были обнаружены такие моносахара, как глюкоза, фруктоза, араби-ноза, ксилоза, манноза и др. Исследование коньячных спиртов ЗАО «Новокубанское» и СКП «Прасковейское» показало, что на начальном этапе выдержки количество ксилозы и арабинозы превышает содержание глюкозы и фруктозы. Это объясняется тем, что углеводы дубовой клепки (до 23% от массы сухой древесины) представлены пентозанами (ксилан и арабан), гидролиз которых протекает сравнительно легко (табл. 3).

Таким образом, молодые коньячные спирты, не содержащие сахаров, при закладке на выдержку на на-

Таблица 3

Моносахара Содержание в коньячных спиртах, г/дм3, при выдержке, лет

1 3 5 10 12 15 18 22

Ксилоза 0,08/0,08 0,12/0,17 0,24/0,24 0,30/0,45 0,38/0,45 0,40/0,40 0,36/- 0,28/-

Арабиноза 0,05/0,09 0,10/0,20 0,18/0,30 0,36/0,57 0,38/0,50 0,40/0,48 0,40/- 0,44/-

Фруктоза Н/о 0,03/0,09 Н/о/0,16 0,15/0,22 0,32/0,21 0,42/0,46 0,62/- 0,80/-

Г люкоза 0,03/0,07 0,04/0,12 0,08/0,18 0,28/0,30 0,40/0,58 0,58/0,61 0,74/- 0,91/-

Сумма 0,16/0,24 0,29/0,64 0,52/1,02 1,14/1,66 1,51/1,77 1,92/2,11 2,24/- 2,59/-

Примечание: числитель - СКП «Прасковейское», знаменатель - ЗАО «Новокубанское».

чальном этапе содержат преимущественно арабинозу и ксилозу, тогда как в старых спиртах наблюдается значительное количество гексоз. Этот фактор может свидетельствовать о качестве коньячного спирта, из которого приготовлен коньяк, с точки зрения его подлинности.

ВЫВОДЫ

1. Количественный и качественный анализ легколетучих компонентов - алифатических альдегидов, эфиров, высших спиртов - позволяет оценить качество молодого коньячного спирта, закладываемого на выдержку, и выявить такой вид фальсификации, как замена коньячного спирта пищевым или непищевым этиловым спиртом.

2. Основными критериями, позволяющими

оценить подлинность коньяка, полученного на основе выдержанных коньячных спиртов, являются ароматические альдегиды и моносахара.

ЛИТЕРАТУРА

1. Егоров И.А., Родопуло А .К. Химия и биохимия коньячного производства. - М.: Агропромиздат, 1988. - 193 с.

2. Кишковский З.Н., Мержаниан А.А. Технология вина. - М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1984. - 504 с.

Кафедра технологии и организации виноделия и пивоварения

Поступила 03.03.05 г.

663.55.24.001.36.001.24

СРАВНЕНИЕ МЕТОДОВ РАСЧЕТА СПИР ТОВОЙ КОЛОННЫ БРАГОРЕКТИФИКАЦИОННОЙ УСТАНОВКИ

Н.А. ЛИТВИНОВА, Е.Н. КОНСТАНТИНОВ

Кубанский государственный технологический университет

Процесс непрерывного разделения многокомпонентных спиртовых смесей с целью получения пищевого этилового спирта осуществляется в брагоректификационных установках (БРУ). Они включают от 3 до 5 ректификационных колонн с прямыми и обратными связями по материальным и тепловым потокам и представляют собой сложные химико-технологические системы.

Оптимизация структуры технологической схемы и технологических режимов БРУ требует привлечения методов математического моделирования, при этом наибольшую сложность представляет расчет ректификационных колонн.

Один из ранних методов, который широко используется при совершенствовании БРУ, - метод, учитывающий характеристики смесей, образующихся при получении пищевого этилового спирта (метод 1) [1]. Его основная особенность в том, что общее количество примесей весьма мало, поэтому основное влияние на летучесть примеси оказывает содержание двух основных компонентов: этилового спирта и воды. В методе 1 расчеты ведутся с допущением постоянства парового и жидкостного потоков по высоте колонны. На первой стадии расчета определяются распределения по колонне основных компонентов для бинарной смеси, затем -константы фазового равновесия примеси при условии, что ее содержание стремится к нулю, и наконец, - профиль концентраций примеси. Таким образом, представленный метод не учитывает взаимовлияния примесных компонентов.

В настоящей работе представлен метод расчета, ко -торый учитывает взаимовлияние всех компонентов (метод 2). Данные о константах фазового равновесия компонентов, определенные по методу 1, являются в методе 2 первым приближением. В этом случае для каждого из примесных компонентов математическое описание представляет собой систему линейных уравнений, которая решается методом прогонки с целью определения концентраций на всех тарелках. По ним проводится уточнение значений констант фазового равновесия. Таким образом, сходимость расчетов обеспечивается методом простых итераций.

Отличие метода 3 состоит в том, что с использованием теплового баланса учитывается непостоянство парового и жидкостного потоков по высоте колонны. В процессе расчета производится уточнение значений констант фазового равновесия и расходов паров и жидкости. Сходимость обеспечивается также методом простых итераций.

Сравнение рассмотренных выше методов расчета проводилось численным методом на примере спиртовой колонны, в которой в основном обеспечивается требуемое качество спирта. Полученные результаты

Таблица 1

Показатель

Метод расчета

1

2

3

Эксперимент

Альдегиды, мг/л б. с.* 3,970 3,986 3,986 4,023

Сивушные масла, мг/л б.с. 4,432 3,279 3,290 3,520

Сложные эфиры, мг/л б.с. 1,983 2,301 2,270 2,640

Метиловый спирт, % об. 0,0251 0,0251 0,0251 0,0260

Пропанол-2, мг/л б.с. 2,84 2,81 2,80 2,740

Крепость спирта, % об. 96,264 96,198 96,212 96,200

* Б. с. - без водного спирта.