Применение препаратов на основе поливинилполипирролидона (ПВПП) для повышения качества красных и розовых вин Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

технологические решения для обеспечения качества продукции

ТЕМА НОМЕРА

УДК 663.252

Применение препаратов на основе поливинилполипирролидона (ПВПП)

для повышения качества красных и розовых вин

АЛ. Панасюк,

д-р техн. наук, профессор;

Е. И. Кузьмина,

канд. техн. наук; О. С. Егорова

ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности

В последние годы прослеживается устойчивая тенденция повышения потребительского спроса на вина с яркой окраской, не имеющие тонов окисленности ни во вкусе, ни в аромате. Однако, некоторые ценные сорта винограда, дающие вина высокого качества, содержат легкоокис-ляемые группы полифенолов, что делает их нестойкими к окислению. Кроме того, нередки случаи, когда вина в процессе приготовления или длительного хранения при контакте с кислородом воздуха изменяют свою окраску, белые вина желтеют, а красные приобретают коричневые оттенки. С целью предотвращения избыточного окисления вин применяют различные физические, химические и биологические методы.

В настоящее время уделяют большое внимание препаратам по предупреждению появления помутнений или по борьбе с ними. Так, например, Институт энологии Шампани (Франция) предлагает для предотвращения избыточного окисления столовых вин более экономичные и простые химические и биологические методы. Они предусматривают применение натуральных препаратов на основе инактивированных дрожжей. Один из таких препаратов — глутаром, изготовленный на основе клеточных оболочек дрожжей. Глутаром представляет собой комплексный препарат и служит естественным активатором брожения, натуральным источником полисахаридов и, кроме того, за счет его высокой концентрации обладает высокой антиоксидантной способностью, сохраняя аромат и свежесть столовых вин [1].

Также для стабилизации вин от по-лифенольных помутнений учеными из Санкт-Петербургского технологического института было предложено использование хитозан-глюканового комплекса из мицелия гриба Aspergillus niger. Показано, что при обработке им вина в течение 3 ч снижается массовая концентрация фенольных веществ, при этом степень их извлечения зависит как от количества вводимого сорбента, так и от исходной концентрации фенольных веществ в вине [2].

Для предотвращения окисления вин необходимо удаление лабильных форм полифенолов, а для исправления окраски эффективна сорбция поли-меризованных веществ на нерастворимом носителе. В частности, было предложено использование для этой цели сетчатого сополимера N-винил-пирролидона и диметилакрилового эфира этиленгликоля [3].

Подобная проблема существует в пивоварении, и для ее решения успешно применяют препараты на основе поливинилполипирролидона (ПВПП) [4-8].

Поливинилполипирролидон (ПВПП) представляет собой сополимер по-ливинилпирролидона (ПВП). Это белый или желтовато-белый порошок, нерастворим в воде, спирте, сильных щелочах и кислотах, а также в обычных растворителях. Поливи-нилполипирролидон получают при нагревании N-винилпирролидона в присутствии щелочных или щелочноземельных металлов. Предположительно полимеризация протекает путем раскрытия лактамного кольца и двойной связи с образованием полимера. При этом функциональная

18 ПИВО и НАПИТКИ 4•2017

группа (> N—С=О) сохраняется. Принцип действия поливинилполипир-ролидона такой же, как поливинил-пирролидона, но так как поливинил-полипирролидон — полимер с пространственной структурой, сорбция фенольных соединений вина происходит и за счет молекулярно-ситового эффекта, благодаря которому сорбент удаляет не только полимерные формы фенольных соединений с высокой молекулярной массой, но и соединения с более низкой степенью полимеризации. Это свойство поливинилпо-липирролидона позволяет применять его не только для исправления окраски уже побуревших вин, но и для предотвращения побурения [9].

Механизм адсорбции полифенолов с помощью препаратов на основе ПВПП представлен на рисунке.

Технология получения препаратов на основе ПВПП обеспечивает эффективное и высокоселективное снижение содержания полифенолов, выгзыгвающих окисление и как резуль-

тат — изменение цвета, возникновение помутнений, потерю свежести аромата и возникновение изменений вкуса виноматериалов и вин.

В настоящее время предложены препараты на основе ПВПП с различной степенью полимеризации специально для обработки вина. К ним относят, в частности, следующие продукты:

• Поликлар 10 (Ро1ус1аг 10) — стабилизатор вина со средним размером частиц 25-35 мкм, применяемым, в том числе, для обработки пива;

• Поликлар В (Ро1ус1аг V) имеет размер частиц 25 мкм. Обеспечивает максимальное удаление полифенолов — катехинов и лейкоантоциа-нидинов, выгзыгвающих «розовые» и «коричневые» реакции (побурение) в вине как результат окислительной полимеризации. Обладает большой площадью поверхности. Препарат добавляют в вино после начальной стадии осветления перед фильтрацией непосредственно перед роз-

на

N о м О N О

V1 /

Ро1ус1аг™ стабилизатор (ПВПП)

V

\

он

/

\ Уон

но

он

Катехин

си

N о N О N О

v •

г /

СИ

Адсорбция посредством водородной связи между карбонильными группами и фенольными водородами полифенолов

Таблица 1

Содержание полифенолов и характеристики цветности

Показатель Образец

сусло белое сусло розовое сусло красное

Массовая концентрация, мг/дм3:

лейкоантоцианов 156 608 1560

мономерных форм фенольных веществ 26,3 62,5 650

Индекс Фолина-Чокальтеу 8,7 28,3 64,5

Технологический запас красящих веществ, мг/дм3 - 174,4 1215,2

Характеристики цветности:

интенсивность - 0,72 3,55

оттенок - 0,95 0,78

йА, % - 23 26

ливом. Если добавляют препарат на стадии фильтрации, рекомендуемое время контакта 5 мин, затем вино фильтруют через кизельгуровый фильтр;

• Поликлар ВТ (Ро1ус1аг УТ) — 100% ПВПП с размером частиц 140 мкм. Данный продукт был создан для внесения в резервуары при хранении, поскольку в данном случае требуется быстрое формирование осадка. Более крупный размер частиц способствует быстрому осаждению, формированию осадочных конгломератов. Обычное время контакта составляет 3-10 сут. Если время контакта превышает данным срок, то негативных последствий не наблюдается. Процесс фильтрации все равно необходим, чтобы получить вино с блеском, но сама фильтрация будет проходить значительно легче и быстрее, так как нагрузка на фильтр после осаждения полифенолов уменьшится. Если препарат все же вносят на стадии фильтрации, рекомендуемое время контакта—5 мин. Вино фильтруется также через кизельгуровый фильтр. Представляло интерес проверить эффективность данных препаратов при производстве вин из отечественного сырья.

Для проведения исследований в лабораторных условиях перераба-тыгвали виноград сорта Молдова для выработки розового и красного сусла. Для сравнения использовали белое сусло, полученное из сортосмеси белого винограда. В полученных образцах свежего виноградного сусла определяли массовую концентрацию мономерных форм фенольных веществ, массовую концентрацию лейкоантоцианов, индекс Фолина-Чокальтеу, массовую концентрацию красящих веществ и оптическую плотность при длинах волн 420, 520, 620 нм. Рассчитытали показатель ёЛ, %, характеризующий долю антоцианов в красном цвете в виноматериале, а в данном случае в сусле (табл. 1).

В виноградное сусло перед постановкой на брожение одновременно с дрожжами вносили исследуемые препараты. Дозы препаратов для разныгх видов сусел были выбраны в соответствии с рекомендациями фирмы-изготовителя.

При использовании препаратов Поликлар 10 и Поликлар В дозировки составили для розового сусла 2 г/дал (рекомендуется 1-3 г/дал), а для крас-

£ Ш

2

0

1

<

2 ш

ь

4•2017

ПИВО и НАПИТКИ 19

ä Ш

I

0

1

<

I ш I-

Таблица 2

Образцы

Показатель Контроль Поликлар10 Поликлар В Поликлар ВТ

после брожения после 1 мес. после брожения после 1 мес. после брожения после 1 мес. после брожения после 1 мес.

Красные виноматериалы

Массовая концентрация, мг/дм3:

лейкоантоцианов 1040 156 304 55 598 52 364 55

мономерных форм фенольных веществ 83,0 62,5 66,3 57,5 55,0 53,5 67,5 62,5

красящих веществ 950 820 580 530 850 750 660 590

Индекс Фолина-Чокальтеу 54,6 47,3 55,2 50,4 60,9 59,9 57,6 55,3

Розовые виноматериалы

Массовая концентрация, мг/дм3:

лейкоантоцианов 352 66 230 25 265 30 226 41

мономерных форм фенольных веществ 9,25 6,13 6,25 4,38 10,63 8,15 10,63 6,13

красящих веществ 730 600 450 340 615 560 550 450

Индекс Фолина-Чокальтеу 19,2 17,7 18,1 17,3 19,1 18,5 19,3 18,4

Таблица 3

Характеристики цветности

Образец Интенсивность(И) Оттенок (Т) dA, %

после брож. после 1 мес. после брож. после 1 мес. после брож. после 1 мес.

I Красные виноматериалы 1

Контроль 2,35 1,82 0,88 0,90 34 25

Поликлар 10 2,18 2,16 0,65 0,67 41 38

Поликлар В 2,23 2,20 0,62 0,63 48 46

Поликлар ВТ 2,08 2,15 0,67 0,69 43 40

ного сусла 0,7 г/дал (рекомендуется 0,3-1 г/дал). В случае применения препарата Поликлар ВТ дозировки были несколько больше, для розового сусла 2,5 г/дал (рекомендуется 1,5-4 г/дал), а для красного 1 г/дал (рекомендуется 0,3-1,5 г/дал).

Следует отметить преимущество превентивной обработки сусел на стадии брожения. Так, дрожжи, потребляя кислород для своей жизнедеятельности, позволяют проводить обработку в условиях восстановленной среды, что предотвращает окисление продукта. Кроме того, поднимающиеся наверх пузырьки углекислого газа естественным образом перемешивают сусло, это позволяет нерастворимому препарату эффективнее контактировать с обрабатываемой средой, повышая эффективность адсорбции.

После окончания брожения, которое проводили при 20 ±2 °С, в полученных виноматериалах определяли те же показатели, что и в сусле. Повторный анализ проводили после 1 мес. хранения.

В табл. 2 представлены данные по изменению состава различных форм полифенолов.

Как видно из представленных данных, содержание исследуемых веществ снижается во всех образцах, как непо-

средственно после брожения, так и после хранения в течение 1 мес. Следует отметить значительное снижение лей-коантоцианов, которые совместно с катехинами ответственны за покорич-невение красных вин при их полимеризации. Наибольшую эффективность проявили Поликлар 10 и Поликлар ВТ, их применение позволило снизить содержание лейкоантоцианов в 3 раза. С другой стороны, Поликлар В не оказывает значительного влияния на содержание красящих веществ. Кроме того, умеренное снижение концентрации лейкоантоцианов позволило сохранить полноту вкуса.

Что касается розовых вин, то умеренное снижение лейкоантоцианов в сочетании с сохранением красящих веществ при применении Поликлара В также позволило получить вина с нарядной окраской и полнотой во вкусе.

Характеристики цветности красных виноматериалов, полученных в результате обработки препаратами на основе ПВПП, приведены в табл. 3.

Как показывают результаты анализа, интенсивность окраски И после обработки препаратами несколько ниже по сравнению с контролем, что связано с сорбцией части красящих веществ. Однако, через 1 мес. после хранения

данный показатель выравнивается за счет выпадения в контроле нестойких форм полифенолов. Что касается оттенка окраски Т, то здесь зафиксировано отличие показателя в виномате-риалах, обработанных препаратами, от контрольного образца, который демонстрирует более «старую» окраску. Образец, обработанный Поликла-ром В, имел наименьшую величину Т (0,62-0,63), что объясняется снижением содержания конденсированных форм фенольных веществ. Яркий нарядный цвет образца обуславливался наибольшей долей антоцианов в его формировании. Это подтверждается показателем dA, при этом доля анто-цианов в окраске опытных образцов составила 46-48%, против 25-34% в контрольном образце.

Таким образом, можно сделать вывод, что обработка красных и розовых вин препаратом Поликлар В — эффективное средство борьбы с их покорич-невением.

ЛИТЕРАТУРА

1. Оселедцева, И.В. Новый биохимический метод предотвращения избыточного окисления столовых вин / И. В. Оселедцева, Т. И. Гугучкина // Виноделие и виноградарство. — 2010. — № 4. — С. 8-9.

2. Няникова, Г. Г. Применение полиаминоса-харидов из грибов в виноделии / Г. Г. Няникова, Е. Ю. Елдинова // Виноделие и виноградарство. — 2009. — № 6. — С. 30-31.

3. Мехузла, Н.А. Эффективное средство для предотвращения потемнения белых столовых вин / Н. А. Мехузла, Л. М. Липович, Р. П. То-чилина, Т. Р. Чухрова // Виноделие и виноградарство СССР. — 1975. — № 3. — С. 17-21.

4. Шленкер, Р. Стабилизация пива с помощью PVPP с рециркуляцией — уровень совре-

20 ПИВО и НАПИТКИ 4•2017

менной техники / Р. Шленкер, С. Тома, Д. Эх-сле // Мир пива. - 2000. - № 3. - С. 8-16.

5. Дедегкаев, А. Т. Повышение физико-химической стабильности пива при использовании силикагелей и поливинпо-липирролидона (ПВПП) / А. Т. Дедегкаев, Д. В. Афонин, Т. В. Меледина // Пиво и напитки. - 2006. - № 2. - С. 26-29.

6. Mitchell, A. E. A comparison of polyvinylpoly-pyrrolidon (PVPP), silica xerogel and a poly-

vinylpyrrolidon (PVP) — silica co-product for their ability to remove polyphenols from beer / A. E. Mitchell, Y-J. Hong, J. C. May, C. A. Wright, C.W. Bamforth // Journal of the institute of brewing. — 2005. — № 1, vol. 111. — P. 20-25.

7. Siebert, K.J. Comparison of polyphenol interactions with polyvinylpolypyrrolidon and haze-active protein / K. J. Siebert, P. Y. Lynn // Journal of the American society of brewing chemists. — 1998. — № 1, vol. 56. — P. 24-31.

8. Борисенко, В.А. Разработка технологии пива с повышенной коллоидной и вкусовой стабильностью: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.18.07 / В.А. Борисенко, ГОУ ВПО Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. - Кемерово, 2006. - 21 с.

9. Cuдельковская, Ф.П. Химия N-винилпирро-лидона и его полимеров / Ф. П. Сидельков-ская. - М.: Наука, 1970. - 150 с. <S

£ Ш

I

0

1

<

I ш Ь

Применение препаратов на основе

поливинилполипирролидона (ПВПП)

для повышения качества красных и розовых вин

Ключевые слова

антоцианы; красное вино; розовое вино; поливинилполипирролидон; поликлар; полифенолы.

Реферат

Некоторые ценные сорта винограда содержат легкоокисляемые группы полифенолов, что делает их нестойкими к окислению. Кроме того, нередки случаи, когда вина в процессе приготовления или длительного хранения при контакте с кислородом воздуха изменяют свою окраску, белые вина желтеют, а красные приобретают коричневые оттенки. Для предотвращения избыточного окисления вин применяют различные физические, химические и биологические методы. Целью настоящей работы стало изучение эффективности препаратов на основе поливинилполипирролидона (ПВПП) при производстве вин из отечественного сырья. В условиях лаборатории виноградных и плодовых вин ВНИИПБиВП получали розовое и красное сусла из винограда сорта Молдова, которые обрабатывали препаратами на основе ПВПП (Поликлар 10, Поликлар В, Поликлар ВТ). Отмечено значительное снижение лейкоантоцианов, которые совместно с катехинами ответственны за покоричневение красных вин при их полимеризации. Наибольшую эффективность проявили Поликлар 10 и Поликлар ВТ, их применение позволило снизить содержание лейкоантоцианов в 3 раза. С другой стороны, Поликлар В максимально сохранил красящие вещества. Что касается розовых вин, то умеренное снижение лейкоантоцианов в сочетании с сохранением красящих веществ при применении Поликлара В также позволило получить вина с нарядной окраской и полнотой во вкусе. Интенсивность окраски (И) после обработки препаратами несколько ниже по сравнению с контролем, что связано с сорбцией части красящих веществ. Однако, через 1 мес. после хранения данный показатель выравнивается за счет выпадения в контроле нестойких форм полифенолов. Зафиксировано отличие показателя оттенка окраски (Т) в виноматериалах, обработанных препаратами, от контрольного образца, который демонстрирует более «старую» окраску. Образец, обработанный препаратом Поликлар В, имел наименьшую величину Т (0,62-0,63), что объясняется снижением содержания конденсированных форм фенольных веществ. Яркий нарядный цвет образца обуславливался наибольшей долей антоцианов в его формировании. Это подтверждается показателем йА, при этом доля антоцианов в окраске опытных образцов составила 46-48%, против 25-34% в контрольном образце. В результате проведенных исследований установлено, что обработка красных и розовых вин препаратом Поликлар В - эффективное средство борьбы с их покоричневением.

Авторы

ПанасюкАлександр Львович, д-р техн. наук, профессор; Кузьмина Елена Ивановна, канд. техн. наук; Егорова Олеся Сергеевна

ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности, 119021, г. Москва, ул. Россолимо, д. 7, [email protected], [email protected]

The Use of Preparations Based on Polyvinylpolypyrrolidone (PVPP) to Improve the Red and Pink Wines Quality

Key words

anthocyanins; red wine; pink wine; polyvinylpolypyrrolidone; poLycLar; polyphenols.

Abstract

Some valuable varieties of grapes contain easily oxidizable groups of polyphenols, which makes them unstable to oxidation. In addition, it is not uncommon for wines to turn yellow during the preparation or long-term storage when exposed to atmospheric oxygen, while the reds turn brown. To prevent excess oxidation of wines, various physical, chemical and biological methods are used. The purpose of this work was to study the effectiveness of drugs based on polyvinylpolypyrrolidone (PVPP) in the production of wines from domestic raw materials. Under the conditions of the laboratory of grape and fruit wines, the All-Russian Research Institute of the Brewing, Soft Drinks and Wine Industry received pink and red wines from Moldova»s grapes, which were treated with preparations based on PVPP (Polyclar 10, Polyclar V, Polyclar VT). There was a significant decrease in leukoanthocyanins, which together with catechins are responsible for the browning of red wines during their polymerization. Polyclar 10 and Polyclar VT showed the greatest effectiveness, their use allowed to reduce the leucoanthocyan content by 3 times. On the other hand, Polyclar V retained as much colorants as possible. With regard to rose wines, a moderate decrease in leukoanthocyanins combined with the retention of colorants in the application of Polyclar V also made it possible to obtain wines with a smart color and completeness in taste. The intensity of coloring (I) after treatment with drugs is slightly lower compared to the control, which is associated with the sorption of a part of the coloring substances. However, after one month after storage, this indicator is equalized by loss of control of unstable forms of polyphenols. A difference in the color hue index (T) in the wine materials treated with the preparations was noted from the control sample, which shows a more «old» color. The sample treated with the preparation Polyclar V had the smallest value of T (0.62 -0.63), which is explained by a decrease in the content of condensed forms of phenolic substances. The bright, elegant color of the sample was due to the largest proportion of anthocyanins in its formation. This is confirmed by the indicator dA, while the proportion of anthocyanins in the color of the prototypes was 46-48%, compared to 25-34% in the control sample. As a result of the conducted researches it was established that the treatment of red and pink wines with the Polyclar V preparation is an effective means of combating their subjugation.

Authors

PanasiukAleksandr Lvovich, Doctor of Technical Science, Professor; Kuzmina Elena Ivanovna, Candidate of Technical Science; Egorova Olesia Sergeevna

All-Russian Research Institute of the Brewing, Soft Drinks and Wine Industry, 7, Rossolimo str., Moscow, 119021, Russia, [email protected], [email protected]

4•2017 ПИВО и НАПИТКИ 21