Совершенствование технологии производства природно-полусладких вин в условиях российской федерации
| Вид материала | Автореферат |
- Верховным Советом Российской Федерации по представлению Правительства Российской Федерации, 269.01kb.
- Российская федерация федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам, 19.54kb.
- Совершенствование исполнительной власти субъекта Российской Федерации в условиях трансформации, 267.23kb.
- Рабочая программа повышения квалификации «Технология производства и переработки с/х, 741.27kb.
- Высокоточные технологии производства виноградных вин и методы контроля их качества, 90.11kb.
- Курс лекций Школы «Сомелье» Вводный курс Общая тема. Знакомство с профессией сомелье,, 26.31kb.
- Доклад Качество и безопасность вин в Российской Федерации, 219.14kb.
- Совершенствование технологии и методов оценки качества виноградных вин на основе анализа, 353.75kb.
- Лекции по дисциплине «Организации и планирование производства», 66.67kb.
- Четвертый съезд амбулаторных хирургов Российской Федерации, 63.31kb.
На правах рукописи
МЕХУЗЛА НИКОЛАЙ НИКОЛАЕВИЧ
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ПРИРОДНО-ПОЛУСЛАДКИХ ВИН В УСЛОВИЯХ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Специальность 05.18.07 – Биотехнология пищевых продуктов и биологических активных веществ
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Москва – 2011
Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет пищевых производств» на кафедре «Технология виноделия».
Научный руководитель: доктор технических наук, профессор
Щербаков Сергей Сергеевич
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор
Панасюк Александр Львович
кандидат технических наук
Точилина Регина Петровна
Ведущая организация: Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А.Тимирязева.
Защита состоится «23» июня 2011 года в 10 часов в ауд. 101 на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.148.04 при ГОУВПО «Московский государственный университет пищевых производств» по адресу: 125080, Москва, Волоколамское ш., д. 11.
Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью учреждения, просим направлять по адресу: 125080, Москва, Волоколамское ш., д. 11, МГУПП, ученому секретарю Совета.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУВПО МГУПП.
Автореферат разослан «____» ________ 2011г.
Ученый секретарь
Совета Д 212.148.04
кандидат технических наук Тимофеев Д.В.
Общая характеристика работы
Актуальность работы: За прошедшее десятилетие в Российской федерации значительно возрос интерес потребителей к столовым винам. Полусладкие вина занимают особое место на потребительском рынке нашей страны, пользуясь неизменной популярностью. Соответственно исследования в данной области имеют большое значение для развития винодельческой отрасли Российской федерации. Значительная популярность полусладких вин на российском рынке объясняется особенностью их органолептических свойств - наличием в составе вин сахаров (от 18 до 45 г/дм³), смягчающих воздействие кислотности. Особое место в ассортименте виноградных столовых вин занимают природно-полусладкие вина, вырабатываемые по классической технологии, с остановкой брожения на определенной стадии, с тем, чтобы в вине оставалась часть природного сахара виноградной ягоды в вышеуказанных пределах. По этой технологии получают вина с уникальным органолептическим сложением, которым присущ тонкий аромат и нежный тон виноградной ягоды со сложными оттенками ярко выраженных сортовых особенностей в сочетании с тонами свежести и насыщенности вкуса молодого вина.
К сожалению, до настоящего времени природно-полусладкие вина в России практически не производятся. Это приводит к тому, что эта весьма существенная ниша российского рынка находится, практически полностью, в в руках зарубежных производителей. В связи с этим нами выдвинута задача по созданию современной технологии производства природно-полусладких вин. При этом эффективность решения должна характеризоваться следующими основными требованиями:
- сокращение энергетических затрат при производстве;
- оценка эффективности современых достижений мировой науки о вине с целью внесения технологических новшеств в технологию производства полусладких вин;
- научное обоснование режимов, обеспечивающих высокое качество получаемой продукции по сравнению с винами, выработанными по классической технологии.
Цель и задачи исследования. В работе нами были поставлены следующие основные задачи:
- Сформулировать основные технологические требования при производстве природно-полусладких вин
- Исследовать пути возможного сокращения энергетических затрат при производстве природно-полусладких вин.
- Установить оптимальные условия проведения процесса мацерации для повышения ароматичности и интенсивности окраски (иными словами, для более полного раскрытия и извлечения потенциала фенольных и ароматических веществ виноградной ягоды) при производстве вин данного типа.
- Исследовать вопрос применения комплексных ферментных препаратов действия для более эффективного проведения процесса мацерации и сокращения сроков процесса, и также исследовать эффективность нового поколения российских ферментных препаратов гидролитического действия.
- Изучить возможность исключения отрицательного воздействия оксидазных ферментов на качество продукта.
- Исследовать белковый состав полусладких вин, при различных методах их производства, с точки зрения стабильности к белковым помутнениям.
- Изучить динамику изменения антиоксидантной активности полусладких вин при различных методах их получения.
- На основании результатов исследований разработать новую технологию производства природно-полусладких (разумеется, и природно-полусухих) вин, которая позволила бы получать высококачественные вина, в соответствии со сформулированными требованиями.
Научная новизна работы. Выявлены условия (температура, продолжительность, динамический режим), на основе которых предложен режим проведении я процесса мацерации, который может представлять собой основу для повышения ароматичности и экстрактивности при получении красных полусладких вин в целом.
Доказана высокая эффективность двух российских комплексных ферментных препаратов нового поколения “Пектинлиазы” и “Ксибетена-цел” по сравнению с зарубежными ферментными препаратами.
Определен оптимальный режим проведения десорбции полифенолоксидазы.
Показано что полифенолоксидаза и пероксидаза полностью ингибируются в ходе проведения процесса брожения.
Установлено наличие в сусле и вине ингибиторов (фенольной природы) оксидазных ферментов лакказы, пероксидазы и тирозиназы.
Доказана высокая эффективность внесения сульфид-иона для полного ингибирования действия тирозиназы, и диоксида серы для ингибирования действия полифенолоксидазы (полное ингибирование фермента в десорбированном состоянии).
Впервые подробно изучена динамика изменения антиоксидантной емкости на всех этапах производства полусладких вин.
Практическая значимость. Работа развивает исследования, проводимые в нашей стране с целью создания новых технологий производства столовых вин и совершенствования существующих.
На основании результатов проведенных исследований предложен способ производства полусладких вин (Патент РФ №2334791), получивший название Поэтапная технология, который позволяет сохранить все особенности классической технологии, при значительном сокращении энергетических затрат (по сравнению с классической технологией) и обеспечить высокое качество получаемого продукта.
Разработана Технологическая инструкции по производству вина виноградного и виноматериала виноградного обработанного натурального природно-полусладкого красного “Саперави”.
Результаты диссертационной работы подтверждены актами производственных испытаний и актами экспериментальной проверки в производственных условиях разработанной Поэтапной технологии на предприятии ООО «Вина и Воды Абхазии».
Ожидаемый экономический эффект от внедрения Поэтапной технологии производства полусладких вин составит 2234 руб. на 100 дал производимой продукции.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы представлены на шестой школе-конференции с международным участием «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства их реализации, 18-19 ноября 2008 года, Москва, МГУПП; Х Международной конференции молодых ученых “Пищевые технологии и биотехнологии”, 12 – 15 мая 2009 года, Казань, КГТУ; ХI Международной конференции молодых ученых “Пищевые технологии и биотехнологии”, 13 – 16 апреля 2010 года, Казань, КГТУ; III Международной научно-технической конференции “Инновационные технологии и оборудование для пищевой промышленности (приоритеты развития)”, 22 – 24 сентября 2009 года, Воронеж, ВГТА и на III Всероссийской научно-технической конференции с международным участием “Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания”, 11 декабря 2009 года, Челябинск, ЮУГУ.
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 8 печатных работ (в том числе 2 публикации в ведущих рецензируемых научных журналах, определенных ВАК и 1 патент на изобретение).
Структура и объем диссертации.
Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка литературы, включающего 104 источника, и приложений. Работа изложена на 139 страницах машинописного текста, включая 21 таблицу и 28 рисунков.
Краткое содержание работы
1 Введение
Во введение отражена актуальность выбранной темы, определены цель и задачи научного исследования, изложена научная новизна и практическая значимость полученных результатов.
2 Обзор литературы
В обзоре литературы приведены сведения о существующих способах производства полусладких вин, проанализированы их преимущества и недостатки. Рассмотрены различные способы совершенствования технологии производства полусладких вин имевшие место в нашей стране и за рубежом. Также рассмотрены вопросы эффективности применения ферментных препаратов при производстве полусладких вин, антиоксидантных свойств вин, воздействия окислительных ферментов виноградной ягоды и белка на качество продукта. Сформулированы основные требования к природно-полусладким винам. Обосновано направление исследований работы.
3 Экспериментальная часть
3.1 Материалы и методы
В работе подвергались сравнению образцы полусладких вин, полученные в лабораторных условиях из столово-технических и технических сортов винограда по предлагаемой и классической технологии, с предварительными проведением процесса мацерации и без. При исследовании эффективности применения ферментных препаратов в производстве полусладких вин рассматривались российские ферментные препараты нового поколения “Пектинлиаза” и “Ксибетен-цел”, которые сравнивались с зарубежными препаратами серии Тренолин и отечественным препаратом Поликанесцин, рекомендованными к применению в отрасли.
Для выполнения аналитических исследований применяли общеизвестные физико-химические методы анализа, описанные в специальной научно-технической и отраслевой литературе. Физико-химические показатели вин определяли следующими методами: определения массовой концентрации приведенного экстракта, летучих и титруемых кислот, диоксида серы, объемной доли этилового спирта проводили по соответствующим методикам ГОСТ; общего содержания фенольных соединений – по методу Фолина-Чокальтеу; содержания антоцианов –по колориметрическому методу; цветовых характеристик – по ускоренному методу МОВВ; ароматических компонентов, фенольных кислот и состава сахаров – при помощи ВЭЖХ; массовой доли взвесей в сусле – гравиметрически; относительной вязкости – с помощью вискозиметра через определение времени истечения; определение концентрации белка - методом Мэрион Брэдфорд; антиоксидантной емкости – с использованием катион-радикала ABTS; лакказной активности – по 2,6-диметоксифенолу; пероксидазной активности – по субстрату ABTS; полифенолоксидазной активности – по пирокатехину.
Все определения проводились в 3-х повторностях. В диссертации представлены средние арифметические данных 3-х повторностей. Статистическую обработку данных проводили с применением стандартного пакета программ.
3.2 Результаты исследований и их обсуждение
На основании данных, приведенных в обзоре литературы, нами было установлено, что основным фактором, сдерживающим развитие производства природно-полусладких вин по классической технологии, являются высокие энергетические затраты, сопряженные с данной технологией. В связи с этим, основной проблемой, требующей решения для разработки новой технологии получения природно-полусладких вин, является поиск путей снижения энергоемкости производства, разумеется, не в ущерб качеству.
Возможность решения этой проблемы, по нашему предположению, могла бы быть заключена в разделении процесса производства природно-полусладких вин на этапы. Разделение осуществлялось бы путем отбора определенной части свежего сусла для дальнейшего использования в качестве подслащивающего компонента, и хранении только этого объема сусла при пониженной температуре (- 1° С). При условии, что основной объем сусла (или мезги) подвергается брожению насухо и хранится в винохранилище при общепринятой для хранения сухих виноматериалов температуре – не выше 14° С. Далее, по мере необходимости сухой виноматериал объединяется с отобранным свежим суслом непосредственно перед розливом. При этом основным требованием соответствия является необходимость строгого обеспечения происхождения отобранного свежего сусла и сухого виноматериала из одной партии винограда одного и того же сорта с одного участка. Только в этом случае, по нашему мнению, можно достичь желаемого результата.
Несмотря на то, что, как и в купажной технологии, в предлагаемой технологии имеет место внесение подслащивающего компонента, ключевым и принципиальным отличием предлагаемой технологии от купажной является внесение свежего сусла, полученного, как уже было сказано, непременно того же сорта и партии винограда с того участка, что и для сухого виноматериала. Это обязательное условие и обеспечивает фактическое разделение процесса производства полусладких вин на этапы, в то время как при получении полусладких вин по купажной технологии, имеет вместо внесение вакуум-сусла, полученного из винограда невысокого качества и, в абсолютном большинстве случаев, из другого сорта винограда. Поэтому вина, получаемы по предлагаемой технологии, также как и по классической технологии, благодаря разделению процесса их производства, не подвержены внесению при купажировании посторонних компонентов, и именно по этой причине, они по своему качеству не должны уступать полусладким винам по классической технологии, и могут называться природно-полусладкими винами.
3.2.1 Сравнительное исследование образцов полусладких вин, полученных различными способами
Для подтверждения целесообразности выдвинутого нами предложения, в первую очередь, необходимо было получить образцы природно-полусладких вин, из одного и того же сорта винограда с одного участка, одного и того же года урожая по классической технологии и по предлагаемому способу и затем сравнить их.
В данном эксперименте исследовались образцы полусладких вин по предлагаемой и классической технологии из столово-технического винограда сорта Молдова и из высококачественного технического винограда сорта Мерло. При получении образцов проводилась мацерация, во время которой через определенные промежутки времени отбирались пробы сусла.
Образцы полусладкого вина по предлагаемой схеме в обоих опытах получали объединением сухого виноматериала (содержания сахаров в полученном сухом виноматериале – 4 г/дм³, спирта – 12,6%) с ранее отобранным свежим суслом, таким образом, чтобы сахаристость в нем соответствовала контрольному образцу. Далее в полученных опытном и в контрольном образцах определяли основные показателей химического состава. Результаты, представленные в таблице 1, показывают, что полусладкие вина, полученные из одного сорта винограда, практически не различаются между собой по значениям основных химических показателей состава.
Таблица 1. Показатели химического состава полусладких вин
| Показатель | Полусладкое вино из винограда Молдова | Полусладкое вино из винограда Мерло | ||
| по предлагаемой технологии | по классической технологии | по предлагаемой технологии | по классической технологии | |
| Сахара, г/дм³ | 31,0±1,1 | 31,0±1,0 | 33,5±1,3 | 34,0±1,4 |
| Спирт, % | 10,8±0,65 | 10,7±0,6 | 10,4±0,45 | 10,7±0,47 |
| Приведенный экстракт, г/дм³ | 22,4±1,25 | 22,1±1,22 | 21,3±1,0 | 21,0±1,1 |
| Летучие кислоты, г/дм³ | 0,40±0,022 | 0,35±0,024 | 0,45±0,021 | 0,35±0,025 |
| Общее содержание SO2, мг/дм³ | 45±3 | 35±2 | 45±2,5 | 50±3,3 |
| Альдегиды, мг/дм³ | 60±3,2 | 55±3,1 | 60±3,4 | 50±3,3 |
| Эфиры, мг/дм³ | 260±10,1 | 240±9,2 | 230±9,1 | 215±9,0 |
| Фенольные соединения, мг/дм³ | 2822±93 | 2709±88 | 2551±77 | 2452±74 |
| Антоцианы, мг/дм³ | 1278±73 | 1266±71 | 1108±69 | 1058±66 |
Показатели цветности полученных образцов, представленные в таблице 2, практически идентичны.
Таблица 2. Показатели цветности полученных образцов
| Образец | Интенсивность окраски | Оттенок окраски |
| Полусладкое вино из винограда Молдова по предлагаемой технологии | 3,559±0,13 | 0,355±0,017 |
| Полусладкое вино из винограда Молдова по классической технологии | 3,661±0,14 | 0,371±0,019 |
| Полусладкое вино из винограда Мерло по предлагаемой технологии | 2,846±0,11 | 0,339±0,018 |
| Полусладкое вино из винограда Мерло по классической технологии | 2,980±0,13 | 0,353±0,02 |
Анализ содержания летучих (в том числе и ароматобразующих) соединений (таблица 3) показывает некоторое различие между образцами, в основном относительно содержания жирных кислот с короткой цепью C6-C10 и их эфиров, что объясняется более полным выбраживанием сусла при получении полусладкого вина по предлагаемой технологии.
Таблица 3. Летучие соединения в полученных образцах
| Соединение | Полусладкое вино из винограда Молдова | Полусладкое вино из винограда Мерло | ||
| по предлагаемой технологии | по классической технологии | по предлагаемой технологии | по классической технологии | |
| Относительное содержание (%) | ||||
| Этиловый эфир уксусной кислоты | 3,5±0,18 | 2,8±0,14 | 3,8±0,19 | 2,9±0,15 |
| Изопропиловый спирт | 0,3±0,012 | 0,2±0,011 | 0,2±0,014 | 0,1±0,009 |
| Изоамиловый спирт | 8,3±0,31 | 7,0±0,28 | 8,2±0,31 | 7,4±0,33 |
| Этиловый эфир бутановой кислоты | 0,5±0,021 | 0,5±0,025 | 0,5±0,026 | 0,4±0,022 |
| Изоамиловый эфир уксусной кислоты | 0,8±0,021 | 0,5±0,021 | 0,9±0,024 | 0,6±0,025 |
| Этиловый эфир гексановой кислоты | 3,7±0,22 | 0,5±0,03 | 3,4±0,018 | 0,8±0,05 |
| Фенилэтиловый спирт | 2,4±0,16 | 1,3±0,09 | 2,8±0,18 | 1,9±0,12 |
| Диэтиловый эфир янтарной кислоты | 3,3±0,19 | 1,8±0,11 | 2,8±0,20 | 1,6±0,13 |
| Диэтиловый эфир бутановой кислоты | 2,8±0,15 | 3,5±0,21 | 2,9±0,17 | 3,1±0,20 |
| Этиловый эфир октановой кислоты | 8,2±0,53 | 1,9±0,16 | 7,7±0,44 | 2,4±0,19 |
| Октановая кислота | 5,3±0,41 | 2,5±0,22 | 3,2±0,25 | 1,9±0,165 |
| Декановая кислота | 1,9±0,17 | 0,5±0,019 | 1,9±0,014 | 0,5±0,020 |
| Этиловый эфир декановой кислоты | 4,0±0,33 | 0,5±0,026 | 3,2±0,32 | 0,9±0,018 |
| Этиловый эфир октадекановой кислоты | 0,3±0,021 | - | 0,5±0,026 | 0,1±0,009 |
| Пальмитиновая кислота | 2,4±0,28 | 3,3±0,39 | 2,4±0,31 | 3,3±0,42 |
| Стеариновая кислота | 3,9±0,42 | 1,5±0,16 | 3,9±0,45 | 1,4±0,15 |
По результатам дегустационной оценки полусладкие вина по предлагаемой технологии из винограда Молдова и Мерло получили оценки в 78 и 81 балл по 100-бальной системе соответственно, тогда как полусладкие вина по классической технологии получили оценки в 75 и 79 баллов также соответственно. То есть образцы полусладкого вина по предлагаемой технологии получили более высокие оценки, чем образцы полусладких вин, полученные из того же сорта винограда по классической технологии. Ниже, на рисунках 1 и 2 приведены органолептические диаграммы полученных образцов полусладких вин. Здесь стоит отметить, что в обоих опытах в случае с образцом по предлагаемой технологии наблюдается некоторое увеличение интенсивности сортового аромата, что может быть объяснено сохранением определенной части ароматических веществ в отобранном свежем сусле. В то же время, можно сделать вывод, что по предлагаемой технологии были получены образцы полусладкого вина, обладающие в целом более высокой органолептической ценностью по сравнению с образцами, полученными по классической технологии.
Рис. 1. Органолептическая диаграмма образцов полусладких вин из винограда Молдова
Рис. 2. Органолептическая диаграмма образцов полусладких вин из винограда Мерло
Было решено исследовать антиоксидантную емкость образцов полусладких вин, а также динамику изменения данного показателя при производстве полусладких вин. Это было обусловлено тем, что в последнее время уделяется большое внимание вопросу выполнения фенольными соединениями роли антиоксидантов, предотвращения ими излишнего окисления вин. Вместе с тем, являясь биологически активными веществами, фенольные соединения повышают диетические свойства вин и благотворно влияют на весь организм. По литературным данным для красных вин антиоксидантная емкость составляет 6,1-19,9 мМоль/дм³.
Данный эксперимент выполнялся только на винограде сорта Мерло, результаты изменения общей антиоксидантной активности в исследуемых образцах приведены на рисунке 3.
Рис. 3. Динамика изменения антиоксидантной емкости (мМоль/дм³) в процессе приготовления полусладких вин
Графики наглядно демонстрируют увеличение антиоксидантной активности в процессе получения полусладкого вина для обеих технологических схем. Увеличение антиоксидантной емкости связано с переходом фенольных веществ из виноградной ягоды в процессе приготовления вина. Однако наибольшие изменения происходят в вине, полученном по предлагаемой технологии. Увеличение антиоксидантной емкости вина приготовленного по предлагаемой технологии на последних стадиях технологического процесса по сравнению с вином, полученным по классической технологии может обуславливаться наличием в образцах антиоксидантов нефенольной природы (ароматические амины, органические кислоты, образующиеся в процессе брожения). Но, по нашему мнению, основное влияние оказывает, тот факт, что при получении вин по предлагаемой технологии, значительная часть виноматериала (до 15 %) не подвергалась брожению, а также тем, что в этих винах несколько выше содержание фенольных соединений.
Полученный виноматериал обладает антиоксидантной активностью от 8,0 до 12 мМоль/дм³, что соответствует литературным источникам. Стоит отметить, что максимальной антиоксидантной емкостью обладает вино, полученное именно по предлагаемой технологии.
Представлялось также важным изучить белковый состав образцов полусладких вин и изучить динамику изменения содержания белка при их производстве. Для определения содержания белка в образцах вина был выбран метод Бредфорда из-за высокой погрешности других методов определения белка, которые очень чувствительны к наличию в растворе посторонних восстановителей, что затрудняет их использование при определении белка в неочищенных препаратах, таких как сусло и вино. Более того, метод Бредфорда позволяет определять белки с молекулярной массой от 10 кДа, которые так же с высокой степенью вероятности находятся в образцах. Содержание белкового азота обычно не превышает 50 мг/дм³, но в большинстве случаев эта величина значительно меньше. Данный эксперимент выполнялся на винограде сорта Мерло, полученные результаты представлены на рисунке 4.
Рис. 4. Изменение содержания белка (мг/мм³) в процессе получения образцов природно-полусладких вин
Как видно из представленных графиков, при мацерации и брожении содержание белковых веществ постепенно снижается видимо за счет образования белковых комплексов с высокомолекулярными фракциями фенольных соединений и так же из-за адсорбции белков на твердых частях ягоды. Кроме того, при приготовлении вина по предлагаемой технологии наблюдается меньшее содержание белка (немногим более чем на 28%) по сравнению с классической технологией, что объясняется отбором части свежего сусла перед проведением брожения. Это положительно сказывается на стабильности продукта, так как при этом повышается стабильность виноматериала к белковым помутнениям.
Результаты сравнительных исследований опытного и контрольного образца полусладких вин с использованием химических, спектрофотометрических, хроматографических и органолептических методов анализа, позволяют объективно оценить преимущества предложенной технологии и аргументировать вывод о том, что по предлагаемой технологии возможно получать природно-полусладкие вина фактически ни в чем не уступающие по качеству винам, полученным по классической технологии, а с некоторых точек зрения даже и превосходящие. Это также было продемонстрировано в опытах с получением белых полусладких вин. Предложенная нами технология получила название “Поэтапная технология производства природно-полусладких вин”. Идентичность состава и высокие органолептические свойства получаемых вин создают объективные предпосылки для широкого внедрения на первичных винодельческих предприятиях РФ разработанной технологии производства природно-полусладких (разумеется и природно–полусухих вин), что позволит повысить качество вырабатываемой продукции и создать на предприятиях Российской Федерации реальные предпосылки для увеличения объемов производства высококачественных полусладких вин, пользующихся неизменно высоким спросом у населения.
3.2.2 Сравнительное исследование эффективности применения современных российских и зарубежных ферментных препаратов
Как известно, мацерация является достаточно длительным процессом, на проведение которого, как правило, требуется до двух суток. Это, безусловно, сопряжено с определенными техническими и технологическими трудностями. В этой связи представляет интерес изучение технологических приемов, направленных на интенсификацию этого процесса. Другими словами следует изучить возможность сокращения сроков проведения мацерации, безусловно, не в ущерб качеству получаемого продукта. Одним из эффективных путей достижения этого является применение ферментных препаратов гидролитического действия. Данная часть работы посвящена изучению влияния новых ферментных препаратов на эффективность проведения процесса мацерации и влиянию на качество природно-полусладких вин.
На данном этапе было необходимо сравнить эффективность применения нового поколения отечественных ферментных препаратов гидролитического действия с известными зарубежными препаратами. В данном эксперименте в качестве объекта исследования были использованы ферментные препараты “Пектинлиаза” и “Ксибетен-цел”, а также мультиэнзимная композиция состоящая в равных частях из указанных препаратов. В качестве контроля использовали известные препараты немецкой компании Erbsloh Geisenheim серии Тренолин, рекомендованные к использованию в отрасли.
Эксперимент проводился на красном винограде Молдова. Мезгу после дробления делили на равные части, доводили содержание диоксида серы до 100 мг/дм³ и затем вносили ферментный препарат в количестве 0,05% от объема мезги. Далее проводили мацерацию при температуре не выше 20° С в течении 2 часов, а контролем служили образцы настаивавшиеся при той же температуре в течении того же времени, но без внесения ферментного препарата. По окончании мацерации образцы отделяли от твердых частей мезги, замеряя выходы сусла-самотека и прессовых фракции. Затем сусло-самотек и прессовые фракции объединяли, осветляли и подвергали анализу. В таблице 4 приведены данные исследования эффективности воздействия ферментных препаратов на мезгу из винограда Молдова.
Таблица 4. Основные показатели, характеризующие эффективность применения ферментных препаратов
| Показатель | Вариант | |||||
| Контроль | Пектин-лиаза | Ксибетен- цел | Мульти-энзимная композиция | Тренолин Опти | Тренолин Руж | |
| Общий выход сусла и выход сусла-самотека, см³ | 622 (409) | 689 (456) | 671 (445) | 708 (475) | 693 (477) | 688 (448) |
| Взвеси, г/100 см3 | 2,8 ±0,11 | 2,4 ±0,12 | 2,2 ±0,13 | 2,5 ±0,15 | 2,4 ±0,16 | 2,1 ±0,11 |
| Относительная вязкость | 1,52 ±0,10 | 1,40 ±0,095 | 1,45 ±0,09 | 1,37 ±0,085 | 1,45 ±0,08 | 1,49 ±0,075 |
| Фенольные соединения, мг/дм³ | 881 ±34 | 1093 ±41 | 1060 ±45 | 1161 ±52 | 1036 ±49 | 1055 ±42 |
| Антоцианы, мг/дм³ | 414±16 | 528±21 | 516±18 | 535±14 | 502±13 | 517±12 |
| Интенсивность окраски | 1,124 ±0,033 | 2,009 ±0,037 | 1,679 ±0,031 | 2,045 ±0,035 | 1,693 ±0,036 | 1,713 ±0,042 |
| Оттенок окраски | 0,243 ±0,017 | 0,341 ±0,019 | 0,332 ±0,019 | 0,425 ±0,02 | 0,342 ±0,017 | 0,475 ±0,22 |
Представленные данные свидетельствуют о том, что российские препараты по сравнению с рассмотренными зарубежными позволяют более эффективно экстрагировать фенольные соединения. Величины выхода сусла также выше, чем при использовании зарубежных препаратов. Более низкие значения содержания взвесей и величины относительной вязкости, также как и более высокие содержания сахаров, свидетельствуя о более полном расщеплении высокомолекулярных соединений, также указывают на большую эффективность российских препаратов.
Рассматриваемая нами мультиэнзимная композиция превосходит в эффективности каждый препарат, из которого она состоит, в отдельности. В данном опыте мультиэнзимная композиция повысила общий выход сусла на 13,8 % по сравнению с контролем, на 5,5% по сравнению с препаратом “Ксибетен-цел” и на 2,7% по сравнению с препаратом “Пектинлиаза”.
В дальнейшем была исследована эффективность применения российских препаратов и их мультиэнзимной композиции при проведении ферментативной мацерации в течение 48 часов. По результатам исследования можно утверждать, что за 24 часа мацерации с использованием мультиэнзимной композиции, содержание фенольных соединений и антоцианов в сусле достигает уровня аналогичного при мацерации без фермента в течении 48 часов. Следовательно, можно рекомендовать сокращение сроков проведения мацерации с 48 до 24 часов при использовании мультиэнзимной композиции. Иными словами, экономить время, затрачиваемое на проведение мацерации. Не стоит забывать и о возможности иметь больший выход сусла при использовании данной мультиэнзимной композиции. Далее было установлено что наиболее эффективной мультиэнзимной композицией является смесь в соотношении 75% “Пектинлиазы” и 25% “Ксибетена-цел”, применением которой за 8 часов ферментативной мацерации достигается оптимальное содержание фенольных соединений в сусле красного винограда – около 2000 мг/дм³. Таким образом, использование данной мультиэнзимной композиции позволяет значительно сократить время на проведение процесса мацерации (до 8 часов), что, безусловно, должно привести к снижению экономических затрат на производстве.
3.2.3 Исследование активности оксидазных ферментов при производстве природно-полусладких вин
Для природно-полусладких вин, как наиболее нежных и тонких среди всех столовых вин, особую опасность представляют окислительные процессы. В связи с этим необходимо было изучить и сравнить динамику активности окислительных ферментов при производстве природно-полусладких вин по Поэтапной и классической технологии.
3.2.3.1 Исследование полифенолоксидазной активности при производстве полусладких вин
Из литературных данных известно, что полифенолоксидаза в основном сорбирована на твердых частях виноградной ягоды. Для определения полифенолоксидазной активности непосредственно в сусле после дробления из образцов были удалены твердые частицы. Однако корректно измерить ПФО активность не удалось.
Поэтому для достоверного определения ПФО в образцах, необходимо было перевести сорбированный фермент в растворенное состояние. Было установлено, что для измерения ПФО активности в образцах необходимо проводить пробоподготовку - термостатирование при температуре 35 о С в течение 6 минут.
Однако, и при осуществлении пробоподготовки, измерить полифенолоксидазную активность в полученных образцах вин не удалось, это должно быть объяснено тем, что полифенолоксидаза легко и полностью ингибируется внесением SO2. Следовательно, даже если при мацерации и во время брожения часть ферментов перейдет в жидкую фазу, они будут полностью инактивированы действием SO2.
3.2.3.2 Исследование лакказной активности в образцах полусладких вин
В образцах измерялась лакказная активность по субстрату специфическому для данного фермента – 2,6-диметоксифенолу. Ни в одном из образцов лакказная активность не была обнаружена. Это может объясняться тем, что сусло было получено из винограда, не пораженного грибом B. cinerea. Однако, для проверки полученных результатов был поставлен эксперимент, в котором в образцы полусладкого вина вносили чистый фермент – лакказу из гриба Trametes hirsutа. Из полученных результатов следовало, что ингибирование гомогенного препарата лакказы составило 94,16 % для образца полусладкого вина по Поэтапной технологии и 92,48 % - для образца полусладкого вина по классической технологии. Следовательно, в образцах полусладких вин присутствует сильный ингибитор фермента, предположительно фенольной природы.
3.2.3.3 Исследование тирозиназной активности при производстве полусладких вин
В образцах была также определена тирозиназная активность по специфическому субстрату – тирозину. Согласно полученным данным, в ходе брожения на мезге происходит полное ингибирование тирозиназы, однако в полученном полусладком вине по Поэтапной технологии обнаруживается активность тирозиназы в размере 6% от начальной, что обусловлено внесением свежего сусла, в котором сохранилась активность тирозиназы. Известно, что тирозиназа является внутриклеточным ферментом и, при раздавливании ягод винограда может остаться внутри, если клеточные стенки не были разрушены полностью. Поэтому была измерена тирозиназная активность в мезге. На стадии “до мацерации”, то есть непосредственно после раздавливания ягод, она оказалось равной 0,012 МЕ/г, что в 49 раз ниже, чем в сусле. В активном центре тирозиназы находятся те же типы ионов меди, что и в лакказе. Следовательно, данный фермент так же подвержен ингибированию веществами фенольной природы, присутствующими в вине, как и лакказа.
Также в данном эксперименте исследовалась эффективность ингибирования тирозиназы диоксидом серы и сульфидом натрия при получении полусладкого вина по Поэтапной технологии. Согласно литературным данным, в качестве частичного заменителя диоксида серы может быть использован сульфид натрия в виде порошка. При этом выделяется Н2S, обладающий большим ингибирующим действием, чем SO2. Ингибирование оксидазных ферментов должно обеспечивать 1-5 мг/дм3 Н2S. Из полученных данных следовало, что наиболее эффективным ингибитором тирозиназы является сульфид натрия, который сразу и полностью ингибирует действие данного фермента. Добавление диоксида серы в концентрации 100 мг/дм3 ингибирует тирозиназу на 54 %, далее фермент инактивируется в ходе брожения, однако в образце полусладкого вина обнаруживается остаточная активность равная 4% от максимальной. Это может объясняться тем, что данной концентрации SO2 не достаточно для полного ингибирования тирозиназы.
В результате исследований ферментативной активности образцов сусел и виноматериалов, значительного влияния оксидазных ферментов не выявлено. За исключением незначительных остаточных активностей пероксидазы и тирозиназы, остальные исследуемые ферменты (лакказа, полифенолоксидаза) активности не проявляли, что благотворно влияет на биохимическую стабильность виноматериалов. Это также подтверждает эффективность внесения диоксида серы в установленной концентрации непосредственно при дроблении ягод.
4. ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИСЛЕДОВАНИЙ
1. Предложена новая технология производства полусладких вин, названная Поэтапной технологией, которая основывается на разделении процесса производства природно-полусладких вин и позволяет получать высококачественные полусладкие вина, практически ни в чем не уступающие винам, полученным по классической технологии.
2. Установлен режим проведения мацерации - в течение 30 часов при периодическом перемешивании (и при оптимальной температуре - не выше 20° C,), который создает технологическую основу для повышения ароматичности и экстрактивности при получении красных природно-полусладких вин, как по Поэтапной, так и по классической технологии.
3. Показана высокая эффективность нового поколения российских комплексных ферментных препаратов по сравнению с зарубежными аналогами и установлены оптимальные режимы обработки мезги данными препаратами.
4. Установлено, что полифенолоксидаза полностью ингибируется уже в начале процесса брожения и также полностью ингибируется внесением диоксида серы
5. Предположительно установлено, что лакказа, пероксидаза и тирозиназа подвержены ингибированию соединениями фенольной природы, находящимися в вине.
6. Доказана высокая эффективность внесения сульфида натрия для ингибирования действия тирозиназы.
7. Установлено, что природно-полусладкие вина, полученные по Поэтапной технологии отличаются меньшим содержанием белка, соответственно более стабильны к белковым помутнениям
8. Доказано, что Поэтапная технология позволяет получать вина, обладающие большей антиоксидантной емкостью, а значит имеющие большую биологическую ценность для потребителя.
9. Разработана Технологическая инструкция по производству вина виноградного обработанного натурального и виноматериала виноградного натурального природно-полусладкого красного “Саперави” по Поэтапной технологии и проведены производственные испытания на ООО «Вина и Воды Абхазии».
10. Ожидаемый экономический эффект от внедрения Поэтапной технологии производства полусладких вин составит 2234 руб. на 100 дал производимой продукции.
Список работ, опубликованных по теме диссертации:
1.Мехузла Н.Н., Щербаков С.С. Изменение содержания фенольных соединений при приготовлении столовых красных вин // Сборник докладов VI юбилейной школы-конференции с международным участием «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации» - М.: МГУПП – 2008. – С. 173-176.
2.Мехузла Н.Н. Совершенствование технологии производства полусладких вин в условиях Российской Федерации // Сборник докладов Х Международной конференции молодых ученых “Пищевые технологии и биотехнологии” - Казань: изд-во «Отечество» – 2009. – С. 72.
3. Мехузла Н.Н., Щербаков С.С. Использование новых ферментных препаратов гидролитического действия при производстве природно-полусладких вин // Материалы III Международной научно-технической конференции, посвященной 80-летию ГОУВПО “Воронежская государственная технологическая академия” - Воронеж: изд-во ВГТА – 2009. – С. 464-466.
4. Мехузла Н.Н., Щербаков С.С., Катышева О.С., Королева О.В. // Исследование динамики изменения антиоксидантной активности в процессе производства полусладких вин // Сборник материалов III Всероссийской научно-практической конференции с международным участием “Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания” - Челябинск: издательский центр ЮУрГУ – 2009. – С. 142-144.
5. Мехузла Н.Н., Щербаков С.С. Изучение возможности раздельного внесения ферментного препарата при производстве полусладких вин // Сборник тезисов докладов XI Международной конференции молодых ученых “Пищевые технологии и биотехнологии” - Казань: изд-во «Отечество» – 2010. – С. 55.
6. Мехузла Н.Н., Щербаков С.С. Разработка способа производства природно-полусладких вин // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2009. – №7. – С. 9-12.
7. Мехузла Н.Н., Щербаков С.С., Семенова М.В., Синицын А.П. Ферментные препараты отечественного производства для получения природно-полусладких вин // Виноделие и виноградарство. – 2010. – №4 – С.10-11.
8. Мехузла Н.А., Мехузла Н.Н., Щербаков С.С. Способ производства полусладкого вина: пат. 2334791 Рос. Федерация. № 2006140848; МПК С12G 1/02, опубликовано 20.09.2008, бюл. №27