Влияние носителей на кинетику брожения сусла и состав виноматериалов Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

усилению древесного привкуса в настое и тем самым ухудшению органолептических показателей образца,

3. При объемном содержании этанола в водно-спир-товой смеси 50% наблюдалась максимальная величина скорости накопления красящих веществ из дубовой стружки.

4. При повышении температуры настаивания интенсивность экстракции красящих веществ из дубовой древесины возрастает.

ЛИТЕРАТУРА

ьячного производства.

-М.: Пи-

1. Скурихнн И. М. Химия кои щевая. пром-сть, 1968.

2. Оганеспнц Л.А. Производство концентратов древесины дуба и напитков с их использованием // Виноград и вино России. - 1994. -№2. - С. 15-16.

3. Мальцев П. М. Химико-технологический контроль производства солода и пива. - М.: Пищевая пром-сть, 1976. — 447 с.

Кафедра технологии бродильных производств н виноделия

Поступила 08.05.01 г.

663.45.002.612

ВЛИЯНИЕ НОСИТЕЛЕМ НА КИНЕТИКУ БРОЖЕНИЯ СУСЛА И СОСТАВ ВИНОМАТЕР НАЛОВ

В.Т. ХРИСТЮК, Л.Н. УЗУН, Р.В. ДУНЕЦ, О.В. АЛЯКСИНА

Кубанский государственный технологический университет

Брожение сусла и осветление виноматериалов -важнейшие технологические процессы, направленные на формирование качества и устойчивости вин к помутнениям. На стадии брожения формируются основные показатели качества будущего виноматериала [1,2], поэтому изучение влияния различных факторов, влияющих на его ход, имеет важное значение.

При производстве вин наибольшую продолжительность по времени занимают процессы брожения и осветления сусла, а также осветления и выдержки виноматериалов. Регулируя скорость протекания этих процессов и химический состав полупродуктов, можно влиять на технологические показатели производства, обеспечить качество и стабильность готовых вин.

Для проведения брожения в лабораторных условиях использовали сусло, полученное из смеси сортов винограда, следующего состава: массовое содержание сахаров 201 г/дм3, титруемая кислотность 5,5 г/дм3, активная кислотность pH 3,7. При брожении применяли дрожжи расы Шампанская- 7, подсчет дрожжевых клеток осуществляли при помощи камеры Горяева. Контроль брожения проводили рефрактометрическим методом. Химический состав сусла и виноматериалов исследовали согласно действующим методикам [3].

Для регулирования кинетики брожения сусла применяли как природные, так и синтетические носители, характеристика которых приведена в табл. 1.

Кинетика брожения сусла опытных и контрольного (без внесения носителей) образцов представлена на рис. 1.

У образца с добавлением клиноптилолита и смеси минералов (Б + П) снижение интенсивности брожения особенно наблюдается в первые 3 сут. У образца со стеклянными насадками этот процесс идет в течение 2 сут, а затем, как и у образца с УМС, интенсивность брожения относительно контрольного образца до 7-х сут снижается. На 7-е сут наибольшее снижение интенсивности брожения вызывали ПЭТ. После 8 сут брожения количество сброженных сахаров в различных образцах выравнивается.

Таблица 1

Носители

Содержание в сусле, г/дм3

Характер и размер фракции, мм

Обозна-

чение

Клиноптилолит

закарпатский 2

Стеклянные насадки 200

Суспензия смеси

бентонита(монтмориллонита) махарадзевского (Б) и палыгорски-та (11) черкасского .

(1 : 1)

Угольно-

минеральный сорбент на основе клеевых осадков Полиэтиленовые

насадки 100

Однородные частицы 0,25-0,50

Цилиндры I = 25,

Кл-т

Стекло

Б + П

Однородные час-тицы 0,25-0,50

Кольца й - 16 ПЭТ

Рис. 1

Ежедневно контролировали количество и состояние дрожжей, определяли общее количество живых и мертвых дрожжевых клеток. Изменения роста микроорганизмов в процессе брожения сусла на носителях отражено на рис. 2. Графики показывают, что накопление максимальной биомассы дрожжей у образцов происходит на 4-5-е сут брожения. В образцах на клиноп-

Обозі

носі

Контр

Кл-т

Стекл Б + П УМС ПЭТ

тило.1

в 2,9

болы

пает

клині

не уві

числі

лене

2-7-е

5-25°

сорбе

СМЄС]

Пі С дрс наблі 0,6 и Б + Г Дія і 1,6%. резул

д

слот: норм; цов, і на кл что м внутр личес тролі

ж

330-

т-т -

340-210 -180 • 150 -ПО 90-60« 30 -

о •

І

!..'•>-У. 2СЗ

иг; 2-і: Ги-

-►-> ііи иуКії >- н - 1?М.

гг|і- іь і4Ч'іи --І-?.-

ІМчЛДНТТ

>15ЛЙ5..ЙІЗ

гтрплгкй;і;і лигеня т

І и І! СМССК

! Прт.СІОиї ібсччі^ со

Т^І^ІИЬ І

І-.ОСТл Г'ПчГ:-

гп ;ут тгнто^;и.і-

< С'5рС:)ЦІІ\

їрйїзй і :_:| ҐІрЇг. - :і-

Ч.і)н.

Р.Т-Т

Сгс'.мл

ТІ-Ї1

у?.:с

ҐЙІ

її. 10:ТП;І-НПІЯ'Г-! X ї ї. :иіІКр.“ -

іОіігіїлїх;

? илі и ии-і ї-: іиюс-

ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 5-6, 2003_____________________ 93

Таблица 2

Обозначение носителей Объемная доля этилового спирта, % Массовое содержание

Сахара, г/дм5 Ф^нодыгые вещества, мг/дм3 Кислотность Полисаха риды, мг/дм3 Экстракт, г/лм3

титруемая, г/дм5 летучая, мг/дм3 общий приведенный

Контроль 11,5 7,3 560 7,9 300 800 26,3 19,0

Кл-т 11,7 6,9 550 7,9 180 900 25,9 19,0

Стекло 11,7 6,5 530 : 7,1 230 850 23,9 17,4

Б + П 11,7 6,7 550 7,8 160 930 24,4 17,7

УМС 11,5 7,2 550 7,8 . 300 900 25,9 18,7

ПЭТ 11,8 6,0 580 7,1. 300 800 23,0 17,0

тилолите максимальное количество дрожжевых клеток в 2,9 раза выше, хЁм в контрольном образце, хотя наибольшее увеличение интенсивности брожения наступает лишь на 4-6-е сут. Таким образом, поверхность клиноптилолита способствует росту числа клеток, но не увеличению интенсивности брожения. Наименьшее число клеток наблюдалось при брожении на полиэтилене (кроме 5-6-х сут) и стеклянных насадках. На 2-7-е сут количество дрожжевых клеток было на 5-25% выше при брожении на угольно-минеральном сорбенте и совпадало с контролем при брожении на смеси Б + П.

После затухания брожения виноматериал был снят с дрожжевого осадка, минимальный объем которого наблюдался при брожении на стекле, ПЭТ иУМС - 0,4' 0,6 и 1,0%, максимальный - при брожении на смеси Б + П и клиноптилолите - 3,0 и 2,6% соответственно. Для контрольного образца этот показатель составил

1,6%. Полученный виноматериал подвергли анализу, результаты которого приведены в табл. 2.

Данные показывают, что содержание летучих кислот во всех вариантах опыта находились в пределах нормы. Наименьшее их содержание отмечено у образцов, полученных при брожении сусла на смеси Б + П и на клиноптилолите. По-видимому, это связано с тем, что минералы сорбировали летучие кислоты на своей внутренней и внешней поверхности. Наибольшее количество остаточных сахаров наблюдалось для контрольного образца и при брожении на УМС.

мо

О Л 2 3 4 5 * 7 И 9 10 Л 12 13 1-І 15

/. ЧТ

■ і-гроль —:— Кл • т —З*;-- Стекло —Лг~ Б ♦ 1 —УМС -О-ПЭТ

Рис. 2

Незначительное увеличение полисахаридов происходило, по-видимому, в результате разложения пектиновых веществ. Содержание белка практически не различалось (порядка 3 мг/дм3), активная кислотность всех образцов находилась на уровне 3,8.

После проведения дображивания виноматериал подвергли обработке 10%-й водной суспензией палы-горскита при дозировке 2 г/дм3, определяли кинетику осветления образцов и объем осадков. Для образца, полученного брожением на смеси минералов Б + П, заметное осветление за счет оседания частиц внесенного палыгорскита наблюдалось уже через 1 ч после обработки, а через 1 сут образец приобрел прозрачность с блеском. Наименьший объем осадка наблюдался для образца, бродившего на полиэтилене - 1,4%. У остальных образцов осадок был на уровне 2,1-3,1%.

Виноматериалы, обработанные дисперсным минералом, также были подвергнуты химическому анализу. В качестве контроля использовали виноматериал, полученный брожением без насадок и обработанный па-лыгорскитом. Данные по показателям, изменившимся после обработки (по сравнению с соответствующими данными табл. 2), приведены в табл. 3.

. Таблица 3

Массовое содержание, мг/дм3

Обозначение носителей Белок Летучая кислотность Полисахариды

Контроль

до обработки 3,3 300 800

Без носителя 1,8 260 780

Кл-т 2,3 180 850

Стекло 1,1 200 810

Б + П 2,3 160 890

УМС 2,2 300 ' 880

ПЭТ 2,8 260 780

Обработка вин палыгорскитом практически не влияет на содержание в них титруемых и летучих кислот. Уменьшение содержания белков и полисахаридов объясняется действием физико-химических свойств активной внешней поверхности дисперсных частиц минерала на коллоиды вина.

По результатам работы рекомендуется внесение различных минералов и носителей для регулирования

процесса брожения с изменением химического состава получаемого продукта.

Для снижения летучей кислотности рекоменду ется проводить брожение на минеральных сорбентах.

С целью снижения объема дрожжевых осадков брожение следует осуществлять на инертных носителях (стекле и полиэтилене), а также с использованием угольно-минерального сорбента.

Для увеличения биомассы дрожжей, в частности, при получении разводки чистых культур и интенсификации дображивания целесообразно проведение брожения на клиноптилолите.

Снижения интенсивности брожения можно добиться с помощью угольно-минеральных сорбентов [4], смеси минеральных сорбентов, а также наполнителей, в виде насадок. Полученные результаты согласуются с ранее проведенными исследованиями [5].

ЛИТЕРАТУРА

1. Кишковскнй З.Н., Мержаниан А.А. Технология вина. - М.: Легкая и пищевая пром-стъ, 1984. - 504 с.

2. Риберо-Гайон Ж., Пейно Е. Виноделие (Возбудители брожения. Приготовление вин) /' Пер. с франц.; Под ред. д. т. н. Н.К. Моги-лянского. - М.: Пищевая пром-сть, 1971. - 416 с.

3. Сборник технологических инструкций, правил и нормативных материалов по винодельческой промышленности / Под ред. д. т. п., проф. Г. Г. Валуйко. -6-е изд. перераб. и доп. - М.: Агропромиз-дат, 1985. -511 с.

4. Хриспок В.Т., Тарасевич Ю.И., Дунец Р.В. Получение угольно-минеральных сорбентов из отходов пищевой промышленности //Изв. вузов. Пищевая технология. -2001. -№2-3. -С. 44-47.

5. Христюк В.Т., Дунец Р.В., Стопина С.С. Влияние угольно-минеральных сорбентов на кинетику брожения виноградного сусла // Научно-практическая работа как поиск решения биотехнологических проблем при производстве натуральных вин и коньяков: Материалы науч.-практ. конф. 14 ноября 2001 г. Ставропольский ин-т им. В.Д. Чурсина. - Прасковея, 2001. - С. 39-42.

Кафедра технологии виноделия

Поступила 28.02.03 г.

664.1.039:537.001.57

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ ДЛЯ ОЧИСТКИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ САХАРСОДЕРЖАЩИХ РА СТВОРОВ

В.А. ГОЛЫБИН, Н.Г. КУЛЬНЕВА, В.А. ФЕДОРУК

Воронежская государственная технологическая академия

Возможность применения электрического ПОЛЯ ДЛЯ очистки в сахарном производстве обусловлена тем, что заводские сахарные растворы представляют собой дисперсные системы с электрически заряженными частицами, которые могут энергично взаимодействовать с внешним электрическим полем [1].

Механизм влияния электрического поля состоит в следующем. Под воздействием постоянного тока содержащиеся в производственном растворе молекулы белка, полуколлоиды и аминокислоты, проявляющие амфотер-ные свойства, в зависимости от pH среды направляются к катоду или аноду и осаждаются там в виде хлопьев. Пектиновые вещества, являющиеся слабыми кислотами, частично осаждаются в области анода. Коагуляция этих соединений в зоне анода происходит в несколько стадий: денатурация молекул, взаимодействие между денатурированными молекулами и водой, образование небольших агрегатов и последующая концентрационная агрегация.

Для исследования взаимодействия различных факторов, влияющих на процесс электрообработки диффузионного сока, использовали метод планирования эксперимента. Математическое описание данного процесса может быть получено эмпирически. При этом его модель имеет вид уравнения регрессии, найденного статистическими методами на основе экспериментальных данных.

В качестве основных факторов, влияющих на эффективность электрообработки диффузионного сока,

были выбраны: Х\ - напряженность электрического поля, В/см; Х2 - продолжительность электрообработки, мин; Х3 - температу ра обработки, °С.

Эти факторы совместимы и некоррелированы между собой. Пределы их измерения приведены в таблице.

Выбор интервалов изменения факторов обусловлен технологическими условиями очистки диффузионного сока. Критериями оценки влияния этих факторов на процесс очистки были выбраны показатели очищенного сока: У\ - чистота, %; ¥2 - цветность, уел. ед.; 73 -массовая доля редуцирующих веществ, % и У4 - массовая доля солей кальция, % СаО.

Выбор выходных параметров процесса обусловлен их наибольшей значимостью для последующих процессов: чистота - основной показатель, характеризующий эффективность проведения физико-химичесюй очистки диффузионного сока; цветность обусловливает цветность сиропа после выпарной установки; массовая доля редуцирующих веществ и солей кальция в очищенном соке определяют дальнейшие процессы его сгущения и уваривания утфелей и влияют на качество получаемого сахара и потери еш в производстве.

Опыты проводили по следующей методике. Полученный из свеклы диффузионный сок в соответствии с матрицей планирования нагревали и подвергали электрообработке, изменяя напряженность электрического поля и продолжительность процесса. Далее очистку проводили по схеме: прогрессивная предварительная дефекация (продолжительность 15 мин, температура 55°С, до pH

11,0.. .11,2), холодно-горячая основная дефекация, I сатурация до pH 11,0.. .11,2, фильтрование, дефекация перед II сатурацией (0,2% СаО), сатурация до pH 9,0.. .9,2. Об-

+ 0,6 - 2,72 -3,04]

+ 0,33 -0,64 -0,1$ Уз + 0,0( + 0,0( +0,00 Уі + 0,0( -0,ОС + 0,0( Аі ры, о

ЗЛЄКТ;

цветц

отпр<

ЦИЄВІ

ность масса ни зш Ві

ПрОДС течен 4,4 В/ 4-5, влияв те ли ч, •/,