CC BY
37
ТЕХНОЛОГИЯ
УДК 663.35
Технологические аспекты производства фруктовых вин
с повышенной биологической ценностью
С. С. Макаров,
аспирант
Московский государственный университет технологий и управления имени К. Г. Разумовского (ПКУ)
В. М. Жиров,
канд. техн. наук, доцент ОАО «Росспиртпром»
АЛ. Панасюк,
д-р техн. наук, профессор ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности - филиал ФНЦ пищевых систем им. В. М. Горбатова РАН
О. П. Преснякова,
канд. техн. наук
ООО Издательство «Пищевая промышленность»
На современном уровне развития алкогольного рынка в условиях постоянно растущей конкуренции отмечается устойчивое повыгше-ние спроса на высококачественные столовые фруктовые вина, произведенные из ягодного сыгрья. Ценность этой категории винодельческой продукции заключается в содержании биологически активных веществ, оказывающих положительное влияние на организм человека. К таким веществам относят соединения фенольной природы (фла-воноиды), обладающие Р-витаминной активностью, аскорбиновую кислоту, азотистые и минеральные соединения [1-5]. Исследования, проводимые в последние годы в нашей стране и за рубежом, были сфокусированы на ан-тиоксидантных свойствах фенольных соединений и аскорбиновой кислоты, содержащихся в различных пищевых продуктах, в том числе в винах [6-8]. Вещества, обладающие Р-витаминной активностью, усиливают антирадикальное действие аскорбиновой кислоты и предотвращают ее окисление [9, 10]. Статистические данные позволяют констатировать, что умеренное потребление вина, преимущественно красного, — диетический фактор, снижающий риск сердечнык заболеваний. Достоверно установлено, что потребление высококачественного красного вина, благодаря высокой концентрации в нем разнообразный полифенолов и мономерных фенольных соединений, компенсирует воздействие насыщенных жирных кислот и снижает смертность от коронарнык заболеваний [11]. Высокая концентрация фенольных веществ в плодах малины и черной смородины позволяет рассматривать
их как перспективное сырье для производства высококачественных фруктовых вин, обладающих повышенной биологической ценностью. Особое внимание при производстве таких вин необходимо уделять максимальному извлечению и сохранению ценных компонентов сырья на всех этапах технологического процесса.
Качественные характеристики фруктовык вин, так же как и виноградных, в значительной степени зависят от технологических приемов, используемых при первичной переработке сырья, его сбраживании, технологических обработках виноматериалов и в процессе хранения [12-15].
Таким образом, поиск технологических решений, позволяющих получить высококачественные вина из малины и черной смородины с повышенным содержанием биологически активныгх веществ, — актуальное направление научных исследований.
При приготовлении вин из малины и черной смородины исследовали влияние различных технологических приемов на этапе мацерации мезги и в процессе сбраживания.
Массовую концентрацию феноль-ныгх соединений определяли фотоколориметрическим методом с реактивом Фолина—Чокальтеу в пересчете на галловую кислоту. Измерение максимума поглощения раствора проводили при длине волны 750 нм (прибор — спектрофотометр СФ-2000 (Россия), ширина кюветы — 10 мм). Массовую концентрацию аскорбиновой кислоты определяли по ГОСТ Р 53693-2009 на приборе «Стайер» (Аквилон, Россия) со спектрофотометри-ческим детектором. Измерение анти-
ПИВО и НАПИТКИ
2•2018
оксидантной активности объектов исследования проводили модифицированным ABTS-методом, основанным на обесцвечивании катион-радикала ABTS^+, предварительно полученного путем окисления ABTS [2,2'-азино-бис (3-этилбензотиазолин-6-сульфоновой кислоты)] персульфитом калия [16]. Антиоксидантную активность выражали в эквивалентах Тролокса. Анализ проводили на приборе Shimadzu uv-1600 (Япония) при длине волны 734 нм.
Было изучено влияние различнык способов обработки ягодной мезги и ферментных препаратов разной направленности при ее мацерации на состав и содержание важных биологически активнык веществ в сусле. Обработку малиновой и черносмородиновой мезги осуществляли по следующим вариантам:
• контроль — обработка Пектофое-тидином П10Х (К1) или ферментным препаратом Фруктоцим Колор (Германия) (К2) при температуре 26.28 °С;
• тепловая мацерация мезги при 80...85 °С (вариант 1);
• тепловая мацерация мезги при 80.85 °С с последующей обработкой различными ФП при 45.50 °С (вариант 2);
• обработка различными ФП при 45.50 °С (вариант 3);
• обработка мультиэнзимной композицией при температуре 26.28 °С (вариант 4).
В ходе исследований изучаемыми факторами стали продолжительность обработки, дозировка ферментнык препаратов, соотношение ФП в муль-тиэнзимной композиции.
В результате проведенного многофакторного эксперимента был разработан способ ферментативной мацерации мезги, предусматривающий применение специально подобранной мультиэнзимной композиции (МЭК) для каждого вида сырья с учетом особенностей его биохимического состава. Состав МЭК для ферментативной обработки малиновой мезги: Поли-канесцин + Целловиридин + Полига-лактуроназа в соотношении 2,5 : 2,5 : 1 (продолжительность обработки — 1012 ч); для обработки черносмородиновой мезги: Поликанесцин + Целлови-ридин + Полигалактуроназа + Пекти-нэстераза в соотношении 2,5 : 1,5 : 2,5 : 1 (продолжительность обработки — 1315 ч). Разработанный способ позволил увеличить концентрацию биологически активнык компонентов в сусле по сравнению с контролем (используе-мыш в производстве способ) в среднем на 25-27 % (табл. 1 и 2). Полученные экспериментальные данные также показали, что ФП Пектофоетидин П10Х по эффективности воздействия на обрабатываемую мезгу не уступает широко разрекламированному импортному препарату Фруктоцим Колор.
При разработке технологических режимов брожения важную роль играет правильным выбор расы дрожжей.
Таблица 1
Влияние способа мацерации малиновой мезги на биохимический состав сусла Массовая концентрация
Вариант Сахаров, фенольных аскорбиновой свободных антоцианов,
г/дм3 соединений, мг/дм3 кислоты, мг/дм3 аминокислот, мг/дм3 мг/дм3
Контроль 1 77,5±1,5 1588±43 28,5±1,5 754,7±25 372±36
Контроль 2 77,8±1,2 1600±35 27,6±1,3 762,0±20 376±32
Вариант 1 78,2±1,5 1620±39 17,3±0,8 554,3±18 366±37
Вариант 2 79,7±1,7 1708±41 25,8±1,3 886,4±31 412±42
Вариант 3 79,4±1,3 1720±47 29,5±1,5 787,3±22 385±39
Вариант 4 80,5±1,6 1982±54 32,1±1,7 899,3±33 465±47
Таблица 2
Влияние способа мацерации черносмородиновой мезги на биохимический состав сусла
Массовая концентрация
Вариант сахаров, фенольных аскорбиновой свободных антоцианов,
г/дм3 соединений, мг/дм3 кислоты, мг/дм3 аминокислот, мг/дм3 мг/дм3
Контроль 1 106,5±1,5 3214±65 58,7±2,1 706,5±30 1002±62
Контроль 2 107,1±1,3 3236±71 59,2±1,8 692,0±27 1016±65
Вариант 1 107,6±1,4 3816±78 39,4±1,2 673,9±32 765±56
Вариант 2 108,2±1,3 3924±81 42,6±1,5 764,6±28 1048±75
Вариант 3 108,4±1,2 3860±67 55,8±1,7 702,8±35 1575±115
Вариант 4 109,5±1,4 4082±86 68,1±2,3 780,9±41 1730±121
■ ггуипппгма
В настоящее время на производстве применяют в основном чистые культуры дрожжей Saccharomyces cerevisiae, закупаемые за рубежом в виде препаратов сухих активнык дрожжей (САД). Применение САД не требует их предварительного разбраживания, что приводит к сокращению трудозатрат, однако такие дрожжи не всегда дают вина высокого качества, возможно, за счет высокой активности их ферментативнык систем. Была проведена сравнительная оценка 10 рас, предварительно ото-браннык в результате скрининга дрожжей Saccharomyces cerevisiae (4 расы) и Saccharomyces ут (6 рас — отечественные чистые культуры) по их влиянию на состав биологически активнык веществ виноматериала. Установлено, что в результате спиртового брожения концентрация фенольнык соединений и аскорбиновой кислоты во всех образцах виноматериала по сравнению с суслом снижалась в разной степени. В зависимости от применяемой расы дрожжей концентрация фенольнык веществ снизилась в образцах малинового виноматериала на 18-32 %, а в образцах виноматериала из черной смородины — на 19-57 %. В наибольшей степени на состав и концентрацию биологически активнык веществ в ви-номатериале повлияли расы дрожжей Saccharomyces cereуisiae (табл. 3, 4). Полученные данные свидетельствуют о том, что процесс брожения на дрожжах Saccharomyces cereуisiae в большинстве случаев сопровождается снижением суммы фенольнык соединений за счет высокой адсорбционной способности этих рас, а также разрушением до 30 % антоцианов и почти полным — аскорбиновой кислоты. Следствием этих процессов стала относительно низкая антиоксидантная активность опыггнык виноматериалов, приготовленнык с применением АСД.
В целом, полученные результаты показали ряд преимуществ дрожжей Saccharomyces ут при производстве вина из малины и черной смородины по сравнению с дрожжами Saccharomyces cerevisiae, в основном, за счет качественнык показателей виноматериалов, обладающих высоким показателем антиоксидантной активности. Применение отечественнык рас дрожжей Малиновая 10 (при приготовлении малинового вина), Черносмородиновая 7 и Москва 30 (при приготовлении черносмородинового вина) позволит также снизить затраты на приобретение дорогостоящих
2•2018 ПИВО и НАПИТКИ 43
ТЕХНОЛОГИЯ'
Таблица 3
Влияние расы дрожжей на концентрацию биологически активных веществ и антиоксидантную активность виноматериала из малины
Раса дрожжей Массовая концентрация, мг/дм3 Антиоксидантная
фенольныхсоединений аскорбиновой кислоты емкость, ммоль/дм3
К-17 765±32 20,1±1,1 15,9±0,3
Москва 30 790±39 19,3±0,7 14,8±0,3
Малиновая 10 810±42 24,8±1,5 17,5±0,3
«Red Fruit» 728±29 10,2±0,5 10,4±0,2
LW 317-29 742±30 15,9±0,8 13,2±0,3
UWY SP1 795±35 4,8±0,3 11,3±0,2
Таблица 4
Влияние расы дрожжей на концентрацию биологически активных веществ и антиоксидантную активность виноматериала из черной смородины
Раса дрожжей Массовая концентрация, мг/дм3 Антиоксидантная
фенольных соединений аскорбиновой кислоты емкость, ммоль/дм3
Черносмородиновая 7 3260±60 35,0±1,5 41,5±0,8
К-17 3172±54 19,0±0,5 34,7±0,5
Москва 30 3248±58 27,0±1,2 32,9±0,4
Вишневая 33 2910±47 22,0±1,2 36,2±0,5
К-72 3153±50 21,0±1,0 33,4±0,4
«Red Fruit» 2312±36 11,0±0,7 27,5±0,3
WET 136 2937±42 9,0±0,5 26,7±0,3
LW 317-29 2810±39 24,0±1,2 40,8±0,7
UWY SP 1 3308±65 6,0±0,5 28,4±0,4
активных сухих дрожжей импортного производства.
При производстве вин для обеспечения их стойкости и сохранения товарного вида применяют различные технологические обработки: оклеивающими веществами (минеральными сорбентами); теплом или холодом; ультрафильтрация, в результате которой может снижаться концентрация ценных биологически активных веществ вина. С целью определения оптимальных режимов технологических обработок виноматериалов из малины и черной смородины была проведена сравнительная оценка раз-ныгх способов и режимов обработок. Пробные оклейки показали, что для обеспечения розливостойкости дан-ныгх виноматериалов требуются минимальные дозировки оклеивающих
веществ, что обусловлено высокой эффективностью мультиэнзимной композиции. На основании получен-ныгх данныгх (см. рисунок) был сделан вывод о преимуществе низкотемпературной обработки малинового и черносмородинового виноматериала по сравнению с другими видами обработки. Установлено, что для достижения розливостойкости продолжительность обработки холодом при темпе-ратурныгх режимах -3,0. ..-2,5 °С (для малинового виноматериала) и при -4,5.-3,5 °С (для черносмородинового виноматериала) должна составлять не более 24 ч.
По результатам проведенных исследований разработана усовершенствованная технологическая схема производства фруктовых вин из малины и черной смородины с высоким
4000 -г 3500 -3000 -2500 -2000 ■ 1500 ■ 1000500 0
3458 3520
3870
1570 1645
1836
Малиновый виноматериал Черносмородиновый виноматериал Оклейка бентонитом Оклейка желатином Обработка холодом
Влияние способа технологической обработки на сумму биологически активных веществ обработанных виноматериалов
содержанием биологически активныгх веществ, предусматривающая направленное регулирование биохимических процессов на стадии мацерации сыгрья и его сбраживания с использованием отечественный ферментныгх препаратов и чистыгх культур дрожжей и применение оптимальных режимов технологической обработки винома-териала.
ЛИТЕРАТУРА
1. Tsuda, T. Dietary anthocyanin-rich plants: biochemical basis and recent progress in health benefits studies / T. Tsuda // Molecular nutrition and food research. — 2012. — Vol. 56. — № 1. — P. 159-170.
2. Тараховский, Ю. С. Флавоноиды: биохимия, биофизика, медицина / Ю. С. Тараховский [и др.]; отв. ред. Е. И. Маевский. — Пущино: Synchrobook, 2013. — 310 c.
3. Тимирханова, Г.В. Витамин С: классические представления и новые факты о механизмах биологического воздействия / Г. В. Тимирханова, Г. М. Абдулина, И. Г. Кулагина // Вятский медицинский вестник. — 2007. — № 4. — С. 158-161.
4. Lila, M.A. Anthocyanins and human health: an in vitro investigative approach / M.A. Lila // Journal of Biomedicine and Biotechnology. — 2004. — Vol. 2004. — № 5. — P. 306-313.
5. Шевякова, Л.В. Макро- и микроэлементный состав фруктов и ягод российской селекции / Л. В. Шевякова [и др.] // Пищевая промышленность. — 2014. — № 3. — С. 44-46.
6. Туркутюкова, Е.В. Медико-биологическое обоснование использования ягодных вин как источника природных антиоксидантов / Е. В. Туркутюкова // Виноделие и виноградарство. — 2009. — № 6. — С. 17.
7. Kong, J.M. Analysis and biological activities of anthocyanins / J. M. Kong [et al.] // Phytoche-mistry. — 2003. — Vol. 64. — № 5. — P. 923933.
8. Макарова, Н.В. Ягоды — исходное сырье с антиоксидантными свойствами / Н. М. Макарова [и др.] // Пищевая промышленность. — 2013. — № 4. — С. 25-27.
9. Нилова, Л. П. Пищевые антиоксиданты и здоровье человека / Л. П. Нилова // Здоровье — основа человеческого потенциала: проблемы и пути их решения. — 2014. — № 2. — Т. 9. — C. 868-869.
10. Kahkonen, M. P. Antioxidant activity of anthocyanins and their aglycons./ M. P. Kahkonen, M. Heinonen // Journal of the Science of Food and Agriculture. — 2003. — № 51 (3). — P. 628633.
11. Teissedre, P. L. Inhibition of in vitro human LDL oxidation by phenolic antioxidants from grapes and wines / P. L. Teissedre [et al.] // Journal of the Science of Food and
44 ПИВО и НАПИТКИ 2•2018
1 ТЕХНОЛОГИЯ
Agriculture. - 1996. - Vol. 70. - № 1. -P. 55-61.
12. Панасюк, А. Л. Антиоксидантные свойства и физиологическая ценность вин из красной и черной рябины /А. Л. Панасюк [и др.] // Хранение и переработка сельхоз-сырья. - 2006. - № 12. - С. 41-45.
13. Агеева, Н. М. Антиоксидантные свойства красных вин в зависимости от технологии производства / Н. М. Агеева, В. Я. Одарчен-ко // Известия вузов. Пищевая технология. — 2008. — № 1. — С. 59-61.
14. Панасюк, А. Л. Изменение основных компонентов ягодных соков в результате броже-
ния / А.Л. Панасюк, Е. И. Кузьмина, О. С. Егорова // Пищевая промышленность: наука и технологии. - 2014. - № 3 (25). - С. 3-8.
15. Villano, D. Influence of enological practices on the antioxidant activity of wines / D. Villano // Journal of Agricultural and Food chemistry. -2006. - Vol. 95. - № 3. - P. 394-404. <S
Технологические аспекты производства фруктовых вин с повышенной биологической ценностью
Ключевые слова
биологически активные вещества; винные дрожжи; мацерация мезги; фруктовые вина.
Реферат
На современном уровне развития технологии существуют предпосылки для совершенствования процессов производства фруктовых вин с целью обогащения их биологически активными веществами сырья. Высокая концентрация веществ фенольной природы, обладающих Р-витаминной активностью, аскорбиновой кислоты и минеральных соединений в плодах малины и черной смородины позволяет рассматривать их как перспективное сырье для производства высококачественных фруктовых вин с повышенной биологической ценностью. Особое внимание при производстве таких вин необходимо уделять максимальному извлечению и сохранению ценных компонентов сырья на всех этапах технологического процесса. Цель исследований состояла в разработке технологических решений, позволяющих получить высококачественные вина из малины и черной смородины с повышенным содержанием биологически активных веществ. При приготовлении вин из малины и черной смородины исследовали влияние различных технологических приемов на этапе мацерации мезги, в процессе сбраживания сусла и при технологических обработках вино-материалов различными способами. В результате проведенного многофакторного эксперимента был разработан способ ферментативной мацерации мезги, предусматривающий применение специально подобранной мультиэнзимной композиции (МЭК) для каждого вида сырья с учетом особенностей его биохимического состава. Сделан вывод о том, что раса дрожжей в значительной степени определяет биологическую ценность и антиоксидантную активность фруктового вина. Полученные результаты показали ряд преимуществ дрожжей Saccharomyces ш при производстве вина из малины и черной смородины по сравнению с дрожжами Saccharomyces сегетае . По результатам проведенных исследований разработана усовершенствованная технологическая схема производства фруктовых вин из малины и черной смородины с высоким содержанием биологически активных веществ. Усовершенствованная технология предусматривает направленное регулирование биохимических процессов при мацерации сырья и его сбраживании с использованием отечественных ферментных препаратов и чистых культур дрожжей и применение оптимальных режимов технологической обработки виноматериала.
Авторы
Макаров Сергей Сергеевич. аспирант
Московский государственный университет технологий
и управления имени К. Г. Разумовского (ПКУ),
109004, Россия, г. Москва, ул. Земляной вал, д. 73, [email protected]
Жиров Владимир Михайлович. канд. техн. наук, доцент
ОАО «Росспиртпром»,
121170, Россия, г. Москва, Кутузовский пр., д. 34, стр. 21, [email protected]
Панасюк Александр Львович. д-р техн. наук, профессор
ВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности -
филиал ФНЦ пищевых систем им. В. М. Горбатова РАН,
119021, Россия, г. Москва, ул. Россолимо, д. 7, [email protected]
Преснякова Ольга Петровна. канд. техн. наук
ООО «Издательство «Пищевая промышленность»,
107140, Россия, г. Москва, 3-й Красносельский пер., д. 21, стр. 1,
Technological Aspects of the Production of Fruit Wines with Increased Biological Value
Key words
biologically active substances; wine yeast; maceration of pulp; fruit wines.
Abstract
At the present level of technology development, there are prerequisites for improving the production of fruit wines in order to enrich their biologically active substances of raw materials.The high concentration of phenolic substances, having P-vitamin activity, ascorbic acid and mineral compounds in the fruits of raspberry and black currant allow considered of them as a perspective raw material for the production of high quality fruit wines with high biological value. Special attention in the production of such wines should be paid to the maximum extraction and preservation of valuable compounds of raw materials at all stages of the process. The aim of this work was to develop technological solutions that allow to obtain high-quality wines from raspberry and black currant with a high content of biologically active substances. During preparing wines from raspberries and black currants, the influence of various technological methods has been investigated at the stage of maceration of the pulp, fermentation of the wort and technological processing of wine materials by various ways. As a result of the conducted multi-factor experiment, a method of enzymatic maceration of the pulp was developed, providing for the use of a specially selected multi-enzyme composition (MEC) for each type of raw material, taking into account the characteristics of its biochemical composition. It was concluded, that the race of yeasts to a large extent determines the biological value and antioxidant activity of fruit wines. The results showed a number of advantages of Saccharomyces vini yeast for the production of wine from raspberry and black currant compared to Saccharomyces cerevisiae yeast. By results of the conducted researches the improved technological scheme of production of fruit wines from raspberry and black currant with the high content of biologically active substances. Advanced technology includes regulation of biochemical processes at maceration of raw materials and its fermentation with use of domestic enzyme preparations and pure cultures of yeast and application of optimum modes of technological processing of wine material.
Authors
Makarov Sergei Sergeevich, Postgraduated Student
K.G. Razumovsky Moscow State University of technologies and management
(the First Cossack University),
73 Zemlyanoi Val str., Moscow, 109004, Russia, [email protected] Zhirov Vladimir Mikhailovich, Candidate of Technical Science, Associate Professor JSC «Rosspirtprom»,
34-21 Kutuzovskii Avenue, Moscow, 121170, Russia, [email protected] Panasyuk Aleksandr Lvovich, Doctor of Technical Science, Professor All-Russian Scientific Research Institute of Brewing, Beverage and Wine Industry - Branch of V. M. Gorbatov Federal Research Center for Food Systems of RAS,
7 Rossolimo str., Moscow, 119021, Russia, [email protected] Presnyakova Olga Petrovna, Candidate of Technical Science Publishing House «Food Industry»,
21-1, 3 Krasnoselskiy per., Moscow, 107140, Russia, [email protected]
2•2018 ПИВО и НАПИТКИ 45
