CC BY
46
663.252.32.001.5
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ШАПТАЛИЗАЦИИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ШАМПАНСКИХВИНОМАТЕРИАЛОВ И НА ТУРАЛЬНЫХ СУХИХ ВИН
Э.М. СОБОЛЕВ, Д.В. КУДЛАЙ, Е.В. КАСАЙ
Кубанский государственный технологический университет
Основными элементами качества винограда, которые учитываются в производственных условиях при приемке сырья для производства шампанских винома-териалов и натуральных сухих вин, являются сахаристость и кислотность сока ягод. Эти показатели напрямую зависят от погодно-климатического фактора.
Содержание сахара можно увеличить путем подса-харивания (шаптализации), добавляя концентрированное сусло, или же частичной концентрацией сусел. Германия разрешает шаптализацию вин категории ОиаП(Ш,^е1п ЪеъИтМег АпЬащеЫе1е (ОБА), но не позволяет шаптализировать более тонкие вина категории ОиаШсйяпет тИ Ргашкм (()тР). Однако разрешается все же подслащивать все вина стерилизованным неперебродившим виноградным соком. Добавленный сахар должен обеспечивать объемное содержание алкоголя в пределах 2,5-3,5%.
Цель работы - научное обоснование и разработка технологии введения сахарозы в виноградное сусло.
Задача исследования - определить влияние степени шаптализации некондиционного сусла на качество сброженных виноматериалов.
Основным доминирующим фактором, влияющим на процесс брожения, является величина, характеризующаяся отношением количества выделившегося в интервале времени углекислого газа к объему бродящей массы, т. е. активность процесса брожения.
Для определения активности брожения были взяты следующие культуры: ЧКД - Шампанская 7-ЮС, АСД
- ИОС 18-2007, ИОС В 2000. Для опыта использовали сусло из некондиционного винограда Пино-блан с сахаристостью 140 г/дм3 и pH 3,28, которое разливали в стерильные колбы по 50 мл.
В сусло перед брожением вносили сахарозу, разводку чистой культуры дрожжей в количестве 3%, активные сухие дрожжи вносили.в соответствии с рекомендациями [1]. Опыты проводили в вариантах с добавлением сахарозы в виде кристаллов сахара и в виде инвертного сиропа. Сахарозу инвертировали на основе виноградного сусла с нагревом до 30-35°С и выдержкой при этой температуре 30-40 мин. Скорость инвертирования сахарозы растет с увеличением концентрации 1Т-ионов, а изокаталитическая точка инвертного сахара лежит в пределах pH 3—4, поэтому инвертирование сахарозы проводили, исходя из этих положений. Условия брожения: температура 18-20°С, продолжительность 14 сут. Полученные данные отображены на рисунке.
Анализ представленных графиков показывает, что все три расы различаются по интенсивности брожения. Забраживание сусла на расах Шампанская 7-10С и ИОС 18-2007 произошло на 1-е сут, а ИОС В 2000 только на 3-е сут. Продолжительность лаг-фазы у АСД меньше, чем у ЧКД, что свидетельствует о более медленном накоплении биомассы дрожжей у ЧКД. На этом этапе брожения значительная доля сахара расходуется на глицеропировиноградное брожение, когда образуются основные ароматические компоненты, влияющие на вкус и аромат вина. Продолжительность логарифмической фазы у АСД и ЧКД одинакова, т. е. основное забраживание проходит с одинаковой скоростью. Этому периоду соответствует фаза экспоненциального роста дрожжей, характеризующаяся наибольшей скоростью увеличения количества их клеток в среде.
“ - ИОС 18-2007 —- Шампанская 7-10-С — ■ ИОС В 2000
Графики свидетельствуют, что брожение на ЧКД идет более интенсивно, следовательно, образуется большее количество этилового спирта и происходит более полное выбраживание сахаров.
Опыты с инверсией сахарозы и без нее показали, что инверсию проводить нецелесообразно, так как это не влияет на время забраживания и интенсивность брожения, что согласовывается с данными [2].
Дальнейшие исследования проводили на виномате-риалах, полученных в результате сбраживания сусла с разной степенью шаптализации на расах Шампанская 7-10 С и ИОС 18-2007.
Сусло сбраживали в бутылках емкостью 0,7 л, наполненных на 2/3 объема и закрытых ватными пробками, при температуре 18-20°С в течение 12-14 сут. Опыты проводили в вариантах с добавлением сахаро-
Таблица I
Наименование компонента Массовая концентрация, мг/дм3, в образцах с добавлением сахарозы, %
0 1 2 3 4 5
Шампанская 7-10 С
Альдегиды: ацетальдегид 14,33 ; 19,5 52,3 г ,;.^г 25,6 27,7
Сложные эфиры: ..... ... ^ч^ і - . ..
этилформиат 0,1 0,2 0,1 0-3 0,1 0,2
: метилацетат ■■лп-.щз&г 'Т 0,3 0,9 . “ ’■$ - -■ ' . 0,1
- - етилацетат діЯ-птин oil . 23,9 228,1 31,6 • 33.0 - 29,3
изоамилацетат г :Ч- оа - 0,5 1,0 0,3 н/о 0,1
этилвалериат г - 5 ; 7 0,8 0,8 0,1 0,2 0,2
этилкаприлат 1,3 0,3 m • 0,6 ' 0,3 0,1
этиллактат ■ . *«и- 1,0 ,т/П ti/U н/о . > . 0,4 н/о
Метанол -'у ‘-*'1'-- • и , с; їй 12 8,9 35,6 23 32
Сивушные масла: ; ал-ча. г:--,:;. ---. ■ ■ Г
1-пропанол 21 26 22' 24 20 23
изобутанол * « 34 42 ; ‘48 56 64 62
1-буганол 1;:: г5‘" 1,0 1,2 г JIV ' й 0,9 1,6
изоамиловый спирт 146 203 260 'f;* ’’ ‘ 278 206 232
1-амиловый спирт я-1' 0,9 ‘ 0,8 0,9 " 6,8 н/о н/о
1-гексанол 3 ' 2 3 1 ' 2 0,9
Уксусная кислота 77 65 Г ; 56 64 ^ \ 62 78
ИОС 18-2007
Альдегиды: ацетальдегид 73 72,8 57,3 00 Vj 35,6 34,1
Сложные эфиры: ■ ї^ї,;ОГіУ
этилформиат 0,3 0,1 0,2 0,1 0,1 0,1
метилацетат н/в 0,2 u/(1 0,8 н/о 1,3
этилацетат 20Д 24,4 27,2 ^ 28,7 27,5 22,0
изоамилацетат 0,1 0,1 1,0 ‘ 1,0 ‘ ' 12 н/о
этилвалериат Хъг 0,6 0,8 °’5 , . , 2’° 1,1
этилкаприлат V н/о 0,5 н/о н/о 1,0
этиллактат ОД : 0,9 О,1 1,1 н/о 0,9
Метанол 10 ■ 13 10 - 25 32 28
Сивушные масла: \
1-пропанол 17 л 16 ■-г; 19 20 21 " ^ -і ■■ V. і « •' 15
изобутанол 29 \ 64 57 72 86 ': ^ 78
1-бутанол 1,1 І 1,3 1,1 ’ 1,0 0,9 0,9
изоамиловый спирт 15(5 \ 148 % 207 4 204 189 305
1-амиловый спирт и/о J 0,6 н/о 0,7 . од. . 0,7
1-гексанол ; з 5 4 ^ б' 3 2
Уксусная кислота 72 ■ - С; 67 87 56 48’ 65
зы в некондиционное сусло с целью повышения сахаристости на 1,2, 3, 4, 5%, степень шаптализации соот-ветствует процентному повышению сахаристости сус-ла. В качестве контроля использовали виноматериал, полученный из некондиционного сусла.
В виноматериалах определяли физико-химические, органолептические показатели, летучке компоненты, состав аминокислот. Результаты исследований показали, что с повышением сахаристости сусла на каждые 17 г/дм3 объемная доля спирта увеличивается на 0,81—0,84%. причем выход спирта при брожении на ЧКД выше, чем на АСД. Содержание летучих кислот, общего и свободного диоксида серы в опытных вариантах было на уровне контроля или в пределах допустимых отклонений. Концентрации титруемых кислот,
приведенного экстракта и pH зависели от степени шаптализации и применяемых рас дрожжей.
Виноматериалы, полученные при повышении сахаристости сусла на 3-4%, характеризуются высоким содержанием приведенного экстракта, гармоничной кислотностью, что подтверждает также дегустационная оценка этих образцов. При степени шаптализации 5% образец имел высокое содержание этилового спирта, но органолептическая оценка показала, что вкус и аромат выражены слабо и разлажены. Это свидетельству-©т о том, что накопление вторичных продуктов броже-ния, обусловливающих аромат и вкус вина, зависит от концентрации сахара в среде: оптимальная сахаристость 180 г/дм3, значения выше или ниже этого предела приводят к ухудшению свойств виноматериалов.
Таблица 2
Массовая концентрация, г/дм3, в образцах с добавлением сахарозы, %
лминилиоли 1 а 1 2 3 4 5
ЧКД
ЛИЗИН -. у■■ ■ 0,04 , . 0,03 0,045 -: 0,04 0,03
Фенилаланин 0,035 0,037 ? 0,046 ? " 0,041 0,043 ^
Лейцин Р • 0,13 ?г-'!' 0,11 0,15 0,14
Изолейцин ^ пч'-.г.;"■ ,н;, 0,06 : = 0,05 0,04 - Й'як у 0,04 ; 0,05
Метионин -‘^ХОО 0,01 0,015 " 0.01 ; 0,011 1 0,02
Валин о,оз . 0,03 0,041 ■' 0,045
Тирозин ! ■ . : 0$? ; 'г 0;02- Ч 0,02 •
Аргинин 0,03 " 0,025 0,04 : 0.055 0,05
Пролин 0,09 0,10 0,10 : 0,10 ' - 0,11 "
; • * р, . ^ . Аланин • -■ ' • ;-- ■4,04 • “Ч);оз ' “ ' • 0,08 V; ; 0,07 '*■ '0,05
Треонин ■' г’:: "' ■ 0,01 ■■■■■ - 0,015 ' 0,03 '• 0,03 ""№1о; ? 0,02
Гистидин --У' 0,012 ^ 0,013 0,01 ' ’ и 0,011 0,015
Глицин 0,04 0,045 1 «$3 0,104 Ч 0,05
Серин 0,05 0.04 С 0,03 т;; 0,04 0,05 !
Глютаминовая кислота 0,19 0.14 > 0,24 0,27 ' ОД1
Аспарагиновая кислота 0,07 ' 0.06 0,04 0,035 0,06
Сумма г * - 0,907 ';:' 0,760 0,972 'Г' 0,983 1,053
с ; Г асд
Лизин ■'ь- ; 43,06 --:1’ • : : адм< 0,03 0,11 0,07
Фенилаланин ' г : *1 ■г^яМ!№':- 0,041 0,039 . 0,034 о.озб Д = ■
ЛеЙШШ с.» : к: 0,11 олз ’ оло 0,19 ,д-.
Изолейцин « (Г.- 0,06 : 0,05 о.°4 ; ! .. 0,04 . \ 0,045
Метионин 0,021 % ' ” 0,016 0,015 ■' 0,01 0,015 ^
Валин 0,043 0,039 * 0,037 0,035 ’ 0,04
Тирозин ' . ' : 0,08 ' В; 0,02 . 0,03 0,015 0,017
Аргинин 0,04 0,13 '■ °>15 0,35 0,4
Пролин . ' ' 0,12 0,10 0,12 .. -а’ 0.10 ол . ,
Аланин " ''' ч _ 0,07 ' 0,04 «Т °-04 0,05 0,07
ТреОНИН 0,015 ;; 0,012 0,013 0,015
Гистидин , - -.,1- 0,017 0,015 ’ 0,015 ^.. 0,016 0,016
Глицин . 0,06 0,04 ; 0,04 V'" °’05 л 0,04
Серин О О ?г- Г 0,043 0,°45 0,049 ... ... 0,06
Глютаминовая кислота 0,23 0,19 0,2 0,1 •Г . . 0.17 , ;
Аспарагиновая кислота 0,07 0,05 0,045 .. ... 0,03 ; ': 0,04
Сумма 1,096 0,934 0,988 1,102 1,334
Активная кислотность винограда имеет большое значение, в частности в технологии изготовления шампанских виноматериалов [3,4]. При высокой концентрации водородных ионов (pH 2,9-3,2) окислительные ферменты менее активны, поэтому окислительные процессы в сусле протекают слабее, вследствие чего виноматериалы получаются менее окрашенными.
Известно, что скорость протекания окислитель-но-восстановительных реакций во многом зависит от кислотности среды. В кислой среде, какой являются полученные виноматериалы, окислительные процессы протекают гораздо медленнее, чем в нейтральной. В кислой среде двухвалентное железо слабо окисляется в трехвалентное, что мешает образованию танатов железа (железный касс). Высокая кислотность также придает устойчивость против феррофосфатных помутнений.
Анализируя данные по титруемой и активной кислотности можно предположить устойчивость полученных виноматериалов к железному кассу и ферро-фосфатным помутнениям.
При алкогольном брожении, кроме этилового спирта, образуются различные соединения, в том числе альдегиды, сложные эфиры и сивушные масла, от присутствия которых в значительной мере зависят вкус и букет вина.
Из альдегидов в анализируемых образцах обнаружен ацетальдегид (табл. 1). Причем с увеличением степени шаптализации возрастает его концентрация, а в виноматериалах, сброженных АСД, отмечаются более высокие концентрации ацетальдегида по сравнению с ЧКД.
Во время брожения под действием ферментов дрожжей (эстераз) происходит образование сложных
эфиров. Поскольку концентрации этилового спирта и летучих кислот наиболее высоки в вине, то среди эфиров преобладающее количество принадлежит этилаце-тату.
В анализируемых образцах содержание этилацета-та (табл. 1) находится в пределах 20,8-33 мг/дм3. Общая сумма сложных эфиров возрастает с увеличением шаптализации, достигая наибольшего значения при 4%, а при 5% - резко уменьшается. Отмечено, что для всех вариантов сумма эфиров для АСД меньше, чем для ЧКД.
Известно, что высшие спирты - бутиловый и амиловые - составляют 85% всего комплекса сивушных масел, формирующих букет вина. Содержание высших спиртов в винах колеблется от 100 до 630 мг/дм3. Причем очень большие концентрации сивушных масел в вине придают ему грубость.
В сброженных АСД виноматериалах концентрация сивушных масел превалирует над ЧКД (табл. 1). Отмечено, что среди высших спиртов есть как положительно влияющие на букет вина, так и отрицательно. К первым относятся 1-пропанол, 1-амиловый, гексанол, изо-масляный (в небольших количествах), ко вторым -изобутанол, 1-бутанол.
Выявлено, что с увеличением концентрации сахарозы до 3% возрастает концентрация метанола. Это позволяет считать, что сахароза участвует в процессах образования уроновых кислот, что согласовывается с данными [5].
Из компонентов сивушных масел наиболее отрицательное влияние на органолептику оказывает изоами-ловый спирт. Согласно нашим данным, его накопление увеличивается с повышением степени шаптализации до 3%, а затем резко уменьшается. Следует отметить, что концентрация изоамилового спирта при использовании ИОС была меньше. В то же время дрожжи ИОС способствуют увеличению концентрации 1-гексанола
- терпеновый спирт.
Аминокислотный состав сусла в ходе брожения претерпевает значительные изменения. Известно, что дрожжи не только ассимилируют аминный азот в процессе жизнедеятельности, но и выделяют его в окружающую среду. Согласно современным представлениям энохимии, массовая концентрация аминокислот является косвенным показателем устойчивости к коллоидным помутнениям. Анализ содержания аминокислот в исследованных образцах (табл. 2) свидетельствует о том, что сумма аминокислот возрастает со степенью шаптализации, а наибольшая сумма характерна для виноматериалов, сброженных АСД. Качественный состав образцов идентичен, однако количественное содержание отдельных кислот резко колеблется. Основными доминирующими кислотами в исследуемых винах были пролин, лейцин, глютаминовая кислота.
Установлено, что винные дрожжи в ходе алкогольного брожения из тирозина и фенилаланина образуют Р-фенилэтиловый спирт, играющий важную роль в об-
-.-ч-а.-Г ли. ЧП .‘У9>й;г■
разовании букета вина. По концентрации фенилаланина, участвующего в образовании р-фенилэтанола, выделялись образцы, сброженные ЧКД.
Исследования показали, что интенсивность окислительного распада аминокислоты пропорциональна величине pH, температуре, концентрации аминокислоты и в значительной мере зависит от природы последней. Аланин, лейцин, метионин, серин активно реагируют с арабинозой, вызывая „глубокие превращения, сопровождающиеся появлением желтой окраски и характерного запаха. Анализируя данные табл. 2, можно прогнозировать появление тонов окисленности в образцах, сброженных ЧКД.
В результате исследований установлена оптимальная степень шаптализации некондиционного сусла, которая составила 4% для начальной сахаристости 140 г/дм3.
Шаптализацию следует проводить в начале брожения, когда сусло в чане начинает нагреваться, и несколько позднее, но раньше того момента, когда половина сахара будет преобразована в фазе бурного брожения. Риск остановки брожения в этих условиях значительно меньше, несмотря на дополнительное повышение температуры, чем при поздней шаптализации в среде, бедной факторами роста дрожжей.
Инвертазный потенциал винограда очень высок и достаточен для быстрого гидролиза сахарозы. С другой стороны, дрожжи, инвертазный потенциал которых кажется значительно меньшим, чем у винограда, осуществляют такое превращение сами значительно быстрее и полнее, чем кислотный гидролиз.
В сложившихся экономических условиях на винодельческом рынке России считаем применение шаптализации в производстве натуральных сухих вин одним из способов расширения ассортимента продукции и решения проблемы качества вин, полученных в неблагоприятные для виноделия годы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Разуваев B.C., Бурьян Н.И., Саркисян А.С. Технология производства сухих дрожжей из отходов переработки винограда // Производство безалкогольной продукции из винограда. - Ялта, 1986.-С. 108-118.
2. Риберо-Гайон Ж., Пейно Э., Риберо-Гайон П., Сюдро П. Теория и практика виноделия. Т. 3: Способы производства вин. Превращения в винах / Пер.с франц. под ред. Г.Г. Валуйко. - М.: Пи-
1 АОЛ АО Л ~
ШиСОИ 1 70У. — ‘+OV U.
3. Зинченко В.И. Технология стабильных малоокислен-ных белых столовых вин. - Симферополь: Изд-во «Крым», 1966. -30 с.
4. Родопуло А.К., Модникова Т.А., Беззубое А.А. Влияние условий культивирования дрожжей на биосинтез и накопление ароматобразующих веществ //Прикладная биохимия и микробиология. - 1985. - 21. - № 5. - С. 356-362.
5. Родопуло А.К., Егоров И.А., Саришвили Н.Г. Образование высших спиртов винными дрожжами // Микробиология. -1963.-32,-№6.-С. 166-172.
Кафедра технологии виноделия
Поступила 07.04.04 г. “ ■
