Высокоточные технологии производства виноградных вин и методы контроля их качества и безопасности агеева Н. М., д-р техн наук, профессор

Вид материала

Документы

Подобный материал:

• Российская федерация федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам, 19.54kb.
• Доклад Качество и безопасность вин в Российской Федерации, 219.14kb.
• Совершенствование технологии и методов оценки качества виноградных вин на основе анализа, 353.75kb.
• Гост 14637-89: Прокат толстолистовой из углеродистой стали обыкновенного качества Технические, 310.23kb.
• Государственный стандарт союза сср здания и сооружения Методы измерения яркости, 278.78kb.
• Гост 17623-87, 138.94kb.
• Десятые академические чтения раасн, 2006, 1519.63kb.
• Программа-минимум кандидатского экзамена по специальности 05. 08. 04 «Технология судостроения,, 239.18kb.
• Надійності та безпеки в будівництві, 692.13kb.
• Программа дополнительного образования при кафедре Технологии строительного производства, 173.05kb.

ВЫСОКОТОЧНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ВИНОГРАДНЫХ ВИН И МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ

ИХ КАЧЕСТВА И БЕЗОПАСНОСТИ


Агеева Н.М., д-р техн. наук, профессор


Северо-Кавказский зональный научно-исследовательский

институт садоводства и виноградарства


Важнейшими задачами винодельческой отрасли промышленности, на решение которых направлены усилия специалистов научного центра виноделия СКЗНИИСиВ являются внедрение высокоточных технологий и методов контроля качества продукции для обеспечения качества и безопасности вин.

Для этого необходимо:

- достичь соответствия между агротехническими приемами возделывания винограда и потребностями винодельческой отрасли, т.е. установить влияние использования комплексных обработок удобрениями, микроудобрениями, стимуляторами роста, орошения, учета и использование агроландшафта, дефолиации, оптимизации условий сбора винограда, сортировка винограда, оптимизация нагрузки и формировок и т.д. на формирование биохимических особенностей виноградных вин;

- разработать новые технологии и технологические приемы, основанные на последних достижениях биотехнологии и биохимии;

- совершенствовать аналитическую базу контроля качества и безопасности.

Качество винопродукции, в том числе розливостойкость, тесно связаны с количественными превращениями, протекающими при выращивании и переработке винограда, брожении виноградного сусла, последующих технологических обработках, направленных на типизацию продукции и придание ей товарного вида с учетом качеств, заложенных в сорте винограда и закрепленных условиями его возделывания. Сочетание хозяйственно ценных показателей и биологических признаков сорта с особенностями почвенно-климатических условий произрастания и применяемым агрокомплексом предопределяет достоинства и розливостойкость вина в не меньшей степени, чем технология.

В связи с этим важнейшим аспектом при разработке технологий виноградных вин является установление влияния способов регулирования нагрузки урожаем (разгрузка урожая и прореживание гроздей, проводимые совместно с удалением листьев) на качество винограда интродуцированных итальянских клонов сортов винограда Каберне Совиньон, Мерло и Сира.

В ходе исследований химического состава сусла было установлено, что применение, как разгрузки урожая, так и прореживания гроздей в подавляющем большинстве случаев снижает массовую концентрацию титруемых кислот в сусле исследуемых клонов сортов Каберне-Совиньон, Мерло и Сира. Отмечено повышение сахаристости в сравнении с контролем на 0,3-3,2 г/100см³, суммарного содержания биологически активных веществ (БАВ), в том числе витаминов, ресверотрола, аскорбиновой, хлорогеновой, никотиновой, оротовой, кофейной, галловой и протокахетовой кислот. При проведении агротехнических приемов, нормирующих урожай, улучшающих освещенность и воздушный режим гроздей, повышается суммарное содержание как заменимых, так и незаменимых аминокислот в сусле винограда сорта Сира 585 клон (рис. 1). При этом содержание аминокислот увеличивается на 227-294 мг/дм³ в сравнении с контролем.

В результате исследований влияния некорневых удобрений на качественные показатели винограда и вырабатываемых из него виноматериалов (сорт Бианка) рекомендованы для эффективного регулирования процессами формирования продуктивности и качества виноградного сырья стимуляторы роста ПС-1С, КС, Универсальный, ПМ-1 в качестве внекорневых удобрений вегетирующих растений в периоды до цветения, после цветения, «ягода с горошину».



Рисунок 1 – Влияние разгрузки урожая и прореживания гроздей на содержание аминокислот в сусле винограда сорта Сира 585 клон (2009 г.)


Одним из важнейших вопросов технологии красных вин является совершенствование сортимента винограда. В связи с этим большое внимание уделялось не только исследованию суммы фенольных соединений и антоцианов, но и оценке биологической ценности и безопасности вин. В связи с этим проводятся исследования и систематизируются данные по концентрации биологически активных веществ и АОА.

Установлена корреляция между количеством хлорогеновой кислоты в виноматериалах и их устойчивостью к развитию микроорганизмов, прежде всего дрожжей, включая различные виды диких дрожжей. Чем выше концентрация хлорогеновой кислоты в виноматериале, тем длительнее его стабильность к биологическим помутнениям. Доказано синергетическое действие салициловой, бензойной и хлорогеновой кислот: их совместное наличие в красных виноматериалах ингибирует развитие жизнедеятельных клеток микроорганизмов.

Со вступлением в силу закона «О техническом регулировании» обеспечение безопасности продукции становится глобальной задачей государства. Решая экологические вопросы, специалистам научного центра удалось установить, что кроме пестицидов и тяжелых металлов, существенное влияние на качество и безопасность вин оказывают микотоксины, в частности, охратоксин А. Установлены механизмы влияния охратоксина А на химический состав вина, разработан и предложен метод определения микроколичеств этого токсина, предложена и внедрена технология удаления его остаточных концентраций (5 патентов Российской Федерации). Обоснован, доказан и экспериментально подтвержден механизм окислительных процессов в присутствии токсинов, основанный на глубоких окислениях ароматических соединений, в том числе терпенов.

Большое влияние на химический состав и безопасность вина оказывают применяемые средства защиты против болезней и вредителей. Использование фунгицидов для борьбы с вредителями и болезнями является обычной и незаменимой практикой на виноградниках. Однако стремление к достижению максимальной эффективности в деле сбережения урожая винограда за счет использования средств химической защиты от вредителей и болезней приводит к накоплению остатков токсичных веществ, которые приводят к следующему изменению состава вин:

- снижение концентрации витаминов и других БАВ под действием триозолов и бензимидазолов (рис. 2), изменению соотношения между органическими кислотами, увеличение количества легкоокисляемых форм полифенолов;




Рисунок 2 – Изменение содержания витаминов и витаминоподобных компонентов в красном вине в присутствии пенконазола

- применение бактофита, вермикулена, бактофита с серой приводит к уменьшению количества незаменимых аминокислот (рис. 3);



Рисунок 3 – Влияние бактофита (Б), бактофита с серой (Б+С),

вермикулена (В) на концентрацию незаменимых

аминокислот в соке ягод винограда


- использование производных карбендазима вызывает образование недобродов, изменения в составе органических кислот, увеличение концентрации летучих кислот, ацетоина, этилацетата, степени окисленности.

Разработаны современные технологии удаления остаточных количеств фунгицидов, основанные на сорбционных механизмах. Установлено эффективное действие природных сорбентов, в том числе дрожжевого и соевого. Предложены механизмы процесса на молекулярном уровне, нашедшие экспериментальное подтверждение.

Сорбция проходит через следующие этапы: а) водород атомов азота и углерода сопряженных систем через Ван-дер-ваальсовые силы взаимодействует с развитой поверхностью микрокристаллов силикатов; б) заряженные и поляризованные молекулы сорбата (сопряженные π-ē системы бензольного и имидазольного колец) через кулоновское взаимодействие взаимодействуют с положительно заряженными участками поверхности сорбента, содержащими ионы Н⁺ и Al³⁺ процесс сорбции происходит через катион-хелатный механизм. При этом метоксикарбоновая группа располагается в сторону OH^- и SiO₃^2- групп. Молекулы фунгицида удерживаются внутри жесткого каркаса, многочисленными центрами положительного заряда, что позволяет удерживать молекулу соответствующего размера достаточно эффективно.

На основании фундаментальных исследований представленных физико-химических процессов разработаны эффективные способы деконтаменации виноматериалов и вин от остаточных количеств фунгицидов (рис.4).



Рисунок 4 – Степень удаления карбендазима сорбентами различной природы;

СИЛ – силиказоль; ПВПП – поливинилполипирролидон;

ПАА – полиакриламид


Для повышения качества и розливостойкости винодельческой продукции проведены исследования и промышленные апробации следующих элементов технологии:

- внесение препаратов биопротект, глутаром для активации и повышения эффективности процесса брожения виноградного сусла;

- новых рас и штаммов активных сухих дрожжей для производства виноградных и плодовых вин;

- модифицированы технологии стабилизации винодельческой продукции на основе применения продуктов микробного синтеза - ферментных препаратов нового поколения и новых оклеивающих материалов, обеспечивающих гидролиз комплексных соединений до молекул низкомолекулярных веществ.

В результате проведенных исследований установлено, что:

- применение препарата Биопротект (рис.5) предотвращает образование недобродов, то есть создаются условия защиты дрожжей от стрессового состояния, возникающего в случае неблагоприятных условий среды. Установлено, что Биопротект, защищая дрожжи при регидратации, способствует снижению концентрации винной кислоты, высших спиртов и летучих эфиров при производстве белых столовых вин;

- применение комплексного препарата Глутаром, позволяет улучшить химические показатели готовой продукции и повысить концентрацию приведенного экстракта на 1-2 г/дм³ в столовых сухих белых винах. Установлено улучшение органолептических показателей продукции. При этом наибольший эффект достигается при внесении препарата после окончания спиртового брожения на стадии хранения и выдержки виноматериалов.




Рисунок 5 - Ароматический состав виноматериалов

- выявлены рас дрожжей Универсальная и Суперстарт для производства коньячных и кальвадосных виноматериалов, позволяющие минимизировать накопление метилового спирта;

- проведены мониторинг и систематизация ферментных препаратов и вспомогательных материалов, предлагаемых фирмами – поставщиками для применения в винодельческой промышленности Краснодарского края и РФ (табл.1 и 2).


Таблица 1 – Классификация ферментных препаратов в зависимости от направления их применения




Таблица 2 – Классификация вспомогательных материалов в зависимости от типа помутнений



Большое внимание уделено расширению спектра применения ферментных препаратов французской фирмы Лаффорт серии лафаза. Установлена высокая эффективность их применения для производства красных столовых и специальных вин. Это не только увеличение выхода качественной фракции виноматериала, но и заметное улучшение качества вина, увеличение его антиоксидантной активности, формирование интенсивной нарядной окраски красных столовых и специальных вин за счет оптимальных концентраций фенольного комплекса.

Сформулированы алгоритмы и основные принципы формирования красных столовых и специальных вин (рисунки 6 и 7). В основу разработанной технологии положены принципы интенсификации процесса экстракции компонентов фенольного комплекса в зависимости от типа вина (столовое или специальное) с учетом максимального сохранения биологически ценных компонентов виноградной ягоды включая, антиоксиданты.




Рисунок 6 – Алгоритм формирования качества специальных вин


Интенсификация процессов экстракции фенольных соединений с помощью ферментных препаратов приводит к накоплению полимерной фракции фенольных соединений, достаточно устойчивых при длительном хранении. При этом оптимальные результаты обеспечивает следующая последовательность операций: ферментация жирной мезги с применением высокоэффективных ферментных препаратов комплексного действия в оптимальных концентрациях, брожение, совмещенное с углекислотной мацерацией (получено 2 патента).

Применение настаивания мезги в течение 24 или 48 часов или брожение традиционными способами с применением дрожжей селективного действия обеспечивает получение качественных виноматериалов.

Для аналитического контроля всех этапов производства продукции, включая ее безопасность, разработаны высокоточные, экспрессные метода, основанные на применении высокоэффективного капиллярного электрофореза, газожидкостной хроматографии и хроматомассспектрометрии.




Рисунок 7 – Алгоритм формирования качества красных столовых вин


Эти методы особенно ценны при необходимости точного ответа на вопросы о влиянии каких-либо приемов, добавок и пр. на качество вина. Они с высокой точностью позволяют идентифицировать миллиграммы и даже микрограммы новых компонентов.

Такие методы незаменимы при идентификации подлинности продукции и выявлении фальсификации.

Новые методики представлены в ТК для утверждения в виде ГОСТ Р. Уже действуют 2 национальных стандарта, разработанных в СКЗНИИСиВ.