Совершенствование технологии производства винных напитков и ликерных вин типа кагор из перспективных сортов винограда краснодарского края
На правах рукописи
бабенкова Мария Алексеевна
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ
ПРОИЗВОДСТВА ВИННЫХ НАПИТКОВ И ЛИКЕРНЫХ ВИН ТИПА КАГОР ИЗ ПЕРСПЕКТИВНЫХ СОРТОВ
ВИНОГРАДА КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ
05.18.01 – Технология обработки, хранения и переработки
злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов,
плодовоовощной продукции и виноградарства
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Краснодар – 2013
Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кубанский государственный технологический университет» (ФГБОУ ВПО КубГТУ)
Научный руководитель: | доктор технических наук, доцент Христюк Владимир Тимофеевич |
Официальные оппоненты: | доктор технических наук, профессор Агеева Наталья Михайловна, |
заведующая лабораторией стабилизации, химии и микробиологии ГНУ «Северо-Кавказский зональный научно-исследовательский институт садоводства и виноградарства» Россельхозакадемии | |
кандидат технических наук, доцент Неровных Лилия Петровна, доцент кафедры технологии, машин и оборудования пищевых производств ФГБОУ ВПО «Майкопский государственный технологический университет» | |
Ведущая организация: | ГНУ Краснодарский научно-исследовательский институт хранения и переработки сельскохозяйственной продукции Россельхозакадемии |
Защита диссертации состоится 19 декабря 2013 г. в 13.00 на заседании диссертационного совета Д 212.100.05 в ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет» по адресу: 350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2, ауд. Г-248.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет».
Автореферат разослан 19 ноября 2013 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета,
канд. техн. наук, доцент В.В. Гончар
1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
1.1 Актуальность. Ликерные вина типа Кагор пользуются высоким спросом в нашей стране и в государствах ближнего зарубежья, во многом благодаря их использованию в религиозных обрядах православных верующих. Эти вина также вызывают интерес среди потребителей – любителей сладких алкогольных напитков.
Сегодня для ликерного вина типа Кагор в нашей стране наступил переходный период. Согласно изменениям, внесенным в закон «О государственном регулировании производства и оборота этилового спирта, алкогольной и спиртосодержащей продукции и об ограничении потребления алкогольной продукции», с 18.07.2011 г. запрещается использовать спирт этиловый ректификованный для производства виноградных вин. Таким образом, теперь вина типа Кагор, полученные путем спиртования спиртом этиловым ректификованным, переходят в разряд винных напитков. Применение спиртов виноградного происхождения, требуемых по ГОСТ, в технологии ликерных вин типа Кагор является новым для отечественного производства. Поэтому влияние природы спиртующего компонента на физико-химические свойства вин и напитков типа Кагор практически не изучено. В связи с этим, российский рынок заполнен продукцией под названием «Кагор» разнородного состава и качества.
Производитель сталкивается с затруднениями уже на первых стадиях производства вин и напитков типа Кагор. Сырьевая база для производства вин и напитков этой категории давно не обновлялась. Наряду с традиционно используемыми сортами винограда Каберне-Совиньон, Саперави, Мальбек и др. появился ряд перспективных сортов винограда, районированных в Краснодарском крае: Красностоп АЗОС, Каберне АЗОС, Кубанец и др. не уступают традиционным сортам по способности к сахаронакоплению и технологическому запасу фенольных веществ. Эти сорта содержат больше витаминов, обладают высокой урожайностью, зимостойкостью, устойчивостью к вредителям и болезням. Исследования по их применению в технологии ликерных вин и напитков типа Кагор ранее не проводились.
Немаловажным является и то, что для получения интенсивно окрашенного виноматериала для Кагора зачастую приходится применять многочасовую тепловую обработку виноградной мезги, требующую больших затрат тепловой энергии. Сегодня существуют электрофизические способы интенсификации процессов извлечения экстрактивных, в том числе фенольных веществ. Среди них – вибрационная обработка виноградной мезги. Однако ее влияние на физико-химические свойства исследовано пока только в технологиях столовых вин. Не изучено влияние вибрационной обработки мезги на содержание биологически активных и ароматических веществ в ликерных винах.
Поэтому, усовершенствование технологии производства винных напитков и ликерных вин типа Кагор из перспективных сортов винограда Краснодарского края является актуальным.
Актуальность работы подтверждена получением грантов Минобрнауки РФ на 2013 г. (проект № 4.1897.2011) и Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере программы «У.М.Н.И.К.» (проекты № 10232р/16852 от 28.04.2012 г. и № 12146 р/20787 от 29.07.2013 г.).
1.2 Цель и задачи исследований. Целью исследований являлось совершенствование технологии производства винных напитков и ликерных вин типа Кагор из перспективных сортов винограда, выращиваемых в Краснодарском крае. В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
обосновать целесообразность использования перспективных сортов винограда в технологии приготовления винных напитков и ликерных вин типа Кагор;
исследовать влияние различных способов обработки мезги винограда на изменение физико-химического состава винных напитков и вин типа Кагор;
исследовать влияние вибрационного воздействия (ВВ) и сорта винограда на изменение состава фенольных веществ, витаминов и витаминоподобных соединений в винных напитках и ликерных винах типа Кагор;
определить влияние режимов вибрационной обработки виноградной мезги в атмосфере диоксида углерода на содержание биологически активных веществ в винных напитках и ликерных винах типа Кагор;
исследовать изменение содержания легколетучих компонентов в винных напитках и ликерных винах типа Кагор в зависимости от способа обработки виноградной мезги;
исследовать влияние способа спиртования и природы спиртующего компонента на физико-химические и органолептические свойства винных напитков и ликерных вин типа Кагор;
усовершенствовать технологию производства винных напитков и ликерных вин типа Кагор из перспективных сортов винограда, возделываемых в Краснодарском крае;
разработать технологические инструкции по производству винного напитка и ликерного вина типа Кагор;
провести промышленные испытания, оценить ожидаемый экономический эффект от внедрения усовершенствованной технологии.
1.4 Научная новизна. Теоретически и экспериментально обосновано применение вибрационного воздействия на виноградную мезгу для повышения содержания фенольных веществ в винных напитках и ликерных винах типа Кагор и улучшения их ароматического состава. Экспериментально обоснованы оптимальные параметры и режимы вибрационного воздействия на виноградную мезгу красных сортов винограда в атмосфере диоксида углерода с целью максимального извлечения полифенолов. Получены новые сведения о влиянии способов спиртования и природы спиртующего компонента на состав биологически активных веществ и органолептические свойства винных напитков и ликерных вин типа Кагор
Новизна технологических и технических решений подтверждена патентом РФ на полезную модель №129504 от 29.03.2013 г.
1.5 Практическая значимость. На основе выполненных исследований усовершенствована технология производства винных напитков и ликерных вин типа Кагор из перспективных сортов винограда, выращиваемых в Краснодарском крае. Разработаны технологические инструкции по производству винного напитка и ликерного вина типа Кагор. Предложенная технология позволяет получать высоко экстрактивные, насыщенно окрашенные винные напитки и вина типа Кагор, обогащенные биологически активными веществами с типичными шоколадными тонами во вкусе и аромате.
Усовершенствованная технология апробирована на заводе ЗАО АПК «Геленджик». Расчетный ожидаемый экономический эффект от внедрения предложенной технологии составил: для винных напитков – 3392,06 руб., для ликерных вин – 6279,53 руб. на 1000 дал готовой продукции.
1.6 Апробация. Основные положения диссертации были доложены, обсуждены и одобрены на 61-ой Международной студенческой научно-практической конференции Астраханского государственного технического университета (г. Астрахань, 2011 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития науки, образования и культуры» (г. Сибай, 2012 г.); V Международной научно-практической конференции «Инновационные направления в пищевых технологиях» (г. Пятигорск, 2012 г.); VI Международной молодежной научной конференции «Научный потенциал XXI века» (г. Ставрополь, 2012 г.); XI Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в пищевой промышленности» (г. Минск, 2012 г.); I Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в пищевой и перерабатывающей промышленности» (г. Краснодар, 2012 г.); XVI молодежной Международной научно-практической конференции «Интеллектуальный потенциал XXI века: ступени познания» (г. Новосибирск, 2013 г.); Международной заочной научно-практической конференции «Инновационные технологии – инновационной экономике» (г. Краснодар, 2013 г.).
1.7 Публикации. По материалам диссертации опубликовано 17 научных работ, в том числе 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК Минобранауки РФ, 2 – в отраслевых и научных журналах, 10 публикаций – в материалах научных конференций; получен патент РФ на полезную модель №129504 от 29.03.2013 г., подано 2 заявки на предполагаемые изобретения № 2012128246, приоритет от 03.07.2012 г. и 2013114299, приоритет от 29.03.2013 г.
1.8 Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора отечественной и зарубежной научно-технической литературы и патентной информации, методической части, экспериментальной части, выводов, списка использованной литературы и приложения. Материалы диссертации изложены на 147 страницах компьютерного текста, содержат 25 таблиц и 29 рисунков. Список используемой литературы включает 145 источников, в том числе 18 – зарубежных авторов.
2 Объекты и методы исследований
2.1 Объекты исследований. В качестве объектов исследований были выбраны сорта винограда: Достойный, Каберне АЗОС, Красностоп АЗОС, Лазурный, Кубанец. В качестве контроля – Каберне-Совиньон и Гранатовый. Для исследований использовали сусло, виноматериалы, винные напитки и ликерные вина типа Кагор, приготовленные из этих сортов винограда.
В качестве спиртующих компонентов при получении винных напитков типа Кагор использовали спирт этиловый ректификат, ликерных вин – винный спирт.
Для проведения подбраживания использовали активные сухие дрожжи фирмы «Франс Престиж» штамм S. cerevisiae, предназначенные для «красного виноделия» и способствующие повышенному накоплению глицерина и активному экстрагированию полифенолов.
2.2 Методы исследований. Основные физико-химические показатели винограда, сусла, винных напитков и ликерных вин типа Кагор определяли согласно методам описанным в действующих ГОСТ и ГОСТ Р: ГОСТ Р 51653-2000 «Алкогольная продукция и сырье для ее производства. Метод определения объемной доли этилового спирта»; ГОСТ 13192-73 «Вина, виноматериалы и коньяки. Метод определения сахаров»; ГОСТ Р 51621-2000 «Алкогольная продукция и сырье для ее производства. Методы определения массовой концентрации титруемых кислот»; ГОСТ Р 51654-2000 «Алкогольная продукция и сырье для ее производства. Метод определения массовой концентрации летучих кислот».
Массовую концентрацию суммы фенольных веществ, а также концентрацию красящих веществ определяли колориметрическим методом, фракционный состав фенольных веществ – по методикам НИВиВ «Магарач».
Массовые концентрации аминокислот и фенолкарбоновых кислот определяли методом капиллярного электрофореза на приборе «Капель 103 Р».
Определение легколетучих компонентов проводили методом газожидкостной хроматографии на приборе «Кристалл-200М».
Статистическую обработку результатов исследований проводили с использованием современной компьютерной программы Stat Soft Statistica 6.0.
Структурная схема исследований представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 – Структурная схема исследований
Вибрационную обработку виноградной мезги проводили с помощью специальной установки, разработанной Р.Н. Ткаченко. Для проведения экстрагирования в среде диоксида углерода ее конструкция была усовершенствована. Схема усовершенствованной установки приведена на рисунке 2.
Корпус 1 представляет собой цилиндр с плоским днищем 2 и крышкой 3, двигатель 4, установленный на раме 5, сообщает движение кривошипно-шатунному механизму 6, который приводит в движение перфорированную тарелку 7. На дне установки расположен барботер 8, посредством которого распыляется диоксид углерода из баллона 9 с помощью понижающего давление редуктора 10.
1 – корпус;
2 – днище;
3 – крышка;
4 – двигатель;
5 – рама;
6 – кривошипный-шатунный механизм;
7 – перфорированная тарелка;
8 – барботер;
9 – баллон с углекислым газом;
10 – понижающий редуктор.
Рисунок 2 – Схема усовершенствованной установки для вибрационной обработки виноградной мезги в атмосфере диоксида углерода
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Влияние перспективных сортов винограда и вибрационной обработки мезги на физико-химические свойства винных напитков ликерных вин и типа Кагор. Качество винных напитков и вин типа Кагор во многом зависит от сорта винограда и способов его переработки. К сортам винограда для производства этой винодельческой продукции предъявляют следующие основные требования: способность к сахаронакоплению и высокий технологический запас фенольных соединений. Способ переработки винограда при получении винных напитков и ликерных вин типа Кагор должен обеспечивать максимальный переход экстрактивных веществ из мезги в сусло.
3.1.1 Обоснование использования перспективных сортов и способов производства винных напитков и ликерных вин типа Кагор. Для изучения влияния перспективных сортов винограда на качество винных напитков и ликерных вин типа Кагор были выбраны сорта из коллекции «Анапской зональной опытной станции» ГНУ СКЗНИИСиВ: Достойный, Каберне АЗОС, Красностоп АЗОС, Лазурный, Кубанец. В качестве контроля использовали сорта винограда Каберне-Совиньон и Гранатовый. В таблице 1 представлено сравнение основных характеристик сусла перспективных сортов винограда с Каберне-Совиньон и Гранатовым.
Таблица 1 – Физико-химические показатели сусла, полученного из перспективных сортов винограда
Сорт винограда | Массовая концентрация, | |||
сахаров, г/дм3 | титруемых кислот, г/дм3 | суммы фенольных веществ, мг/дм3 | красящих веществ, мг/дм3 | |
Каберне-Совиньон | 220 | 6,5 | 3300 | 660 |
Гранатовый | 250 | 7,8 | 4460 | 840 |
Достойный | 250 | 5,0 | 3000 | 540 |
Каберне АЗОС | 220 | 6,3 | 3600 | 690 |
Кубанец | 220 | 5,9 | 3500 | 630 |
Красностоп АЗОС | 290 | 3,5 | 5600 | 930 |
Лазурный | 260 | 3,8 | 3250 | 585 |
Из проведенных исследований видно, что качественные характеристики сусла сортов винограда позволяют использовать их для приготовления винных напитков и вин типа Кагор.
Нами проведены испытания традиционных и современных способов обработки виноградной мезги в технологии винных напитков и вин типа Кагор. Для приготовления экспериментальных образцов виноград сорта Каберне-Совиньон дробили с отделением гребней, а мезгу подвергали следующим обработкам:
Образец № 1 – тепловая обработка мезги (Т=70 0С; t=60 мин.), отделение сусла, подбраживание сусла (с=160 г/дм3), спиртование (а=16 % об.), (контроль);
Образец № 2 – тепловая обработка мезги (Т=700С; t=60 мин.), подбраживание на мезге (с=160 г/дм3), отделение бродящего сусла, спиртование (а=16 % об.);
Образец № 3 – вибрационное воздействие (ВВ) на мезгу (f=23 Гц, А=5 мм, t=60 мин), подбраживание на мезге (с=160 г/дм3), отделение бродящего сусла, спиртование (а=16 % об.);
Образец № 4 – воздействие электромагнитным полем крайне низких частот (ЭМП КНЧ) на мезгу (f=18 Гц, В=1,2 мТл, t= 60 мин), подбраживание на мезге (с=160 г/дм3), спиртование бродящего сусла (а=16% об.).
Образец № 5 – подбраживание на мезге (с=160 г/дм3), спиртование на мезге (а=16 % об.), длительное настаивание, отбор виноматериала, где Т – температура, С0; t – время, мин; с сахаристость, г/дм3; а крепость, %об; f частота, Гц; А амплитуда, мм; В напряженность, мТл.
Результаты исследований приведены в таблице 2.
Из этой таблицы, видно, что максимальное количество фенольных, в том числе красящих веществ зафиксировано в образце, мезгу которого подвергали ВВ – 6250 мг/дм3 и 581 мг/дм3, что выше контроля в 1,5 раза и 1,9 раза соответственно. Использование подбраживания на мезге, дает более высокие результаты, чем подбраживание сусла из мезги, прошедшей предварительную обработку.
Таблица 2 – Изменения физико-химического состава винных напитков и вин типа Кагор, полученных из сорта Каберне-Совиньон, в зависимости от способа их получения
Показатели | Способ получения | ||||
№1 | №2 | №3 | №4 | №5 | |
Объемная доля этилового спирта, %об. | 16,2 | 16,2 | 16,1 | 16,0 | 16,2 |
Массовая концентрация: - сахаров, г/дм3 - титруемых кислот, г/дм3 - летучих кислот, г/дм3 - суммы фенольных веществ, мг/дм3 - красящих веществ, мг/дм3 | 161,6 5,1 0,2 4050 298 | 162,8 4,7 0,4 5650 432 | 160,2 4,9 0,4 6250 581 | 160,8 5,5 0,3 3900 326 | 162,5 6 0,4 2900 338 |
3.1.2 Влияние вибрационного воздействия на состав фенольных веществ винных напитков и ликерных вин типа Кагор, приготовленных из перспективных сортов винограда. Для изучения изменения состава фенольных веществ вин и напитков типа Кагор в зависимости от сорта винограда и способа обработки мезги, провели следующий эксперимент. Образцы получали следующим образом: дробление с гребнеотделением, тепловая обработка мезги (Т=700С) в течение 60 мин, подбраживание на мезге, спиртование подброженного сусла. Эта группа образцов являлась контрольной. Экспериментальную группу образцов получали также, с тем отличием, что мезгу обрабатывали вибрационным воздействием (f=23 Гц, А=5 мм, t=60 мин). У всех винных напитков и вин массовая концентрация сахаров составляла с=160 г/дм3, объемная доля этилового спирта а=16%об.
Изменение суммы фенольных веществ в зависимости от сорта винограда и способа обработки виноградной мезги представлено на рисунке 3.
Рисунок 3 – Содержание суммы фенольных веществ в винных напитках и винах типа Кагор в зависимости от сорта винограда и способа обработки мезги
Из рисунка 3 видно, вибрационная обработка мезги винограда перспективных сортов позволяет улучшить извлечение фенольных веществ. Аналогичная тенденция сохраняется и в изменении количества красящих веществ. Причиной интенсификации экстрагирования полифенолов во время виброобработки является усиление тепло- и массообменных процессов, происходящее за счет наращивания скорости частиц относительно друг друга и относительно своего центра массы.
3.1.3 Влияние вибрационной обработки виноградной мезги и сорта винограда на состав витаминов и витаминоподобных веществ в винных напитках и ликерных винах типа Кагор. Впервые исследовано влияние вибрационного воздействия (ВВ) на суммарный состав биологически активных веществ (БАВ). Эксперимент проводили с использованием перспективных сортов винограда. Результаты исследования представлены на рисунке 4.
Рисунок 4 – Зависимость суммарного содержания БАВ винных напитков и вин типа Кагор от сорта винограда и способа обработки мезги
Из проведенных исследований можно заключить, что перспективные сорта винограда в основном не уступают, а в большинстве случаев превосходят Каберне-Совиньон по содержанию БАВ. ВВ на мезгу винограда приводит к снижению витаминов и витаминоподобных веществ в винных напитках типа Кагор. Это объясняется, на наш взгляд, окислением БАВ кислородом воздуха во время процесса экстрагирования.
3.2 Влияние вибрационной обработки мезги в атмосфере диоксида углерода на физико-химические свойства винных напитков и ликерных вин типа Кагор. Для получения экстрактивных ликерных вин и напитков, обогащенных биологически ценными веществами, необходимо максимально извлечь и сохранить на протяжении всего технологического процесса и гарантийного срока хранения продукции вещества, отвечающие за полноту вкуса, а также витамины и витаминоподобные соединения. На наш взгляд, чтобы избежать оксидации биологически активных веществ целесообразно проводить экстрагирование в среде инертного газа. Поэтому представляет научный и практический интерес изучение влияния расхода инертного газа и продолжительности вибрационного воздействия (ВВ) на мезгу на физико-химический состав вин и напитков типа Кагор.
3.2.1 Изменение содержания фенольных веществ в винных напитках и ликерных винах типа Кагор в зависимости от режимов вибрационной обработки виноградной мезги в атмосфере диоксида углерода. Эксперимент проводили на образцах, полученных из сорта винограда Красностоп АЗОС. Винные напитки получали по следующей технологической схеме: дробление с отделением гребней, обработка мезги ВВ (при частоте 23 Гц и амплитуде 5 мм) в атмосфере углекислого газа при давлении 1 Бар, расходе газа от 4 до 32 дм3/ч на 10 дм3 вместимости аппарата в течение 5-60 минут, побдраживание до содержания сахаров 160 г/дм3, спиртование спиртом этиловым ректификованным до 16 %об.
После проведения обработки определили массовые концентрации суммы фенольных веществ (ФВ), в том числе красящих веществ (КВ). Результаты математической обработки эксперимента представлены на рисунке 5.
а) б)
Рисунок 5 – Изменение массовой концентрации (С, мг/дм3) ФВ (а), в том числе КВ (б) в винных напитках и винах типа Кагор в зависимости от режимов вибрационной обработки мезги в атмосфере диоксида углерода.
Из рисунка 5 видно, что к увеличению извлечения ФК и КВ приводит виброобработка мезги при расходе диоксида углерода от 4 до 28 дм3/ч в течение времени от 30 до 60 минут. Максимальное накопление суммы ФВ имеют образцы, мезга которых подвергалась виброобработке в атмосфере углекислого газа при расходе 16 дм3/ч в течение 30 и 60 минут – 6550 и 6400 мг/дм3 соответственно. При тепловой обработке мезги (контроль№1) этот показатель в 2 раза, а при ВВ без подачи диоксида углерода (контроль №2) – в 1,2 раза меньше. Максимальные концентрации КВ наблюдали при тех же режимах. В этих образцах их содержание в среднем превысило контроль № 1 на 33%, и контроль № 2 – на 5 %.
Интенсификация процесса экстрагирования полифенолов объясняется, на наш взгляд, синергетическим эффектом действия вибрации на виноградную мезгу и углекислотной мацерации, происходящей за счет поступления в среду диоксида углерода.
3.2.2 Исследование состава витаминов и витаминоподоных веществ, содержащихся в винных напитках и ликерных винах типа Кагор при различных режимах вибрационного воздействия на виноградную мезгу в атмосфере диоксида углерода. Известно, что большинство витаминов и витаминоподобных веществ вин подвержены окислению, поэтому нами было решено проводить экстрагирование в атмосфере диоксида углерода.
Результаты по подбору режимов обработки ВВ в среде диоксида углерода с целью увеличения суммарного количества биологически активных веществ (БАВ) представлены на рисунке 6.
Рисунок 6 – Зависимость содержания суммы БАВ (С, мг/дм3) в винных напитках и винах типа Кагор от режимов обработки ВВ в атмосфере диоксида углерода
Наибольшее извлечение и сохранение фенолкарбоновых кислот обнаружено при получасовой вибрационной обработке в атмосфере диоксида углерода при его расходе 16 дм3/ч и 28 дм3/ч. Суммарное содержание фенолкарбоновых кислот в этих образцах составило 79,4 и 84,5 мг/дм3 соответственно, что в среднем больше чем при тепловой обработке мезги в 2 раза, и 1,7 раза – чем при ВВ без углекислого газа. Качественный состав БАВ в винных напитках типа Кагор изменялся по-разному. Наибольшие увеличения их содержания наблюдались для следующих кислот: протокатеховой (в 6,5 раз), галловой (в 5 раз), аскорбиновой (в 2 раза), оротовой (в 1,6 раза), кофейной (в 1,5 раза).
3.2.3 Изменение аминокислотного состава винных напитков и ликерных вин типа Кагор в результате вибрационной обработки виноградной мезги в атмосфере диоксида углерода. Аминокислоты вина отвечают за его органолептические характеристики. Незаменимые аминокислоты вина являются биологически активными веществами. Нами произведены исследования по выявлению состава этих соединений в исследуемых нами винах и напитках типа Кагор (рисунок 7)
Рисунок 7 – Содержание аминокислот в винных напитках и винах типа Кагор в зависимости от способа обработки виноградной мезги
Из рисунка 7 видно, что наибольшее содержание аминокислот отмечено в образце при ВВ в течение 15 минут с расходом углекислого газа 28 дм3/ч. Значение этого показателя составило 2161 мг/дм3, что в 1,7 раза больше, чем при тепловой обработке мезги. Меньшее содержание концентрации суммы аминокислот, было получено при вибрационной обработке мезги в течение часа при подаче углекислого газа 4 дм3/ч – 1124 мг/дм3 – на 13% меньше, чем при тепловой обработке.
3.2.4 Изменение содержания легколетучих компонентов в винных напитках и ликерных винах типа Кагор, полученных из винограда сорта Красностоп АЗОС, при различных режимах вибрационного воздействия на виноградную мезгу в атмосфере диоксида углерода. Представляет научный и практический интерес изучение зависимости содержания ароматических компонентов винных напитков и вин типа Кагор от способа и режимов обработки мезги. Результаты исследований представлены на рисунке 8.
Рисунок 8 – Зависимость содержания ароматических веществ (мг/дм3) в винных напитках и винах типа Кагор от способа и режимов обработки виноградной мезги
Варьирование подачи углекислоты при вибрационной обработке мезги позволяет регулировать содержание ароматических соединений вина, и как результат – улучшать его аромат.
3.3 Влияние способа спиртования и природы спиртующего компонента на физико-химические свойства винных напитков и ликерных вин типа Кагор. Спиртование – неотъемлемая операция в технологии приготовления ликерных вин и некоторых винных напитков. Существуют различные способы внесения спирта при изготовлении ликерных вин и винных напитков. Нами проведено изучение влияния способа спиртования и природы спиртующего компонента на физико-химический состав вин и винных напитков типа Кагор.
3.3.1 Влияние способа спиртования и спиртующего компонента на степень экстракции фенольных, в том числе красящих веществ в технологии винных напитков и ликерных вин типа Кагор. При производстве ликерных вин и напитков типа Кагор в зависимости от способа внесения спирта изменяется количество фенольных веществ (ФВ), в том числе красящих веществ (КВ).
Для получения винного напитка типа Кагор использовали спирт этиловый ректификованный, а для ликерного вина – винный спирт. Результаты исследований представлены на рисунках 9а и 9б.
а) б)
Рисунок 9 – Зависимость суммы ФВ и КВ в винных напитках (а) и винах (б) типа Кагор от способа спиртования
Из рисунка 9а видно, что наибольшей суммой ФВ обладает образец, полученный путем дробного внесения спирта – 4850 мг/дм3, что на 15,5 % выше контроля. При этом содержание красящих веществ в опытных образцах незначительно отличалось от контроля. Согласно рисунку 9б видно, что у ликерных вин разница в сумме ФВ и КВ по сравнению с контролем незначительна. При дробном спиртовании мезги количество фенольных и красящих веществ на 8-11 % выше контроля.
Из приведенных данных следует, что наибольшему увеличению фенольных, в том числе красящих веществ на стадии спиртования, способствует дробный способ внесения спиртующего компонента. Оказывает влияние и природа спиртующего компонента.
3.3.2 Влияние способов спиртования и природы спиртующего компонента на витаминный состав винных напитков и ликерных вин тип Кагор. При различных способах спиртования и спиртующем компоненте наблюдалось различное содержание биологически активных веществ (БАВ) в готовых винах и напитках (таблица 3).
Таблица 3 – Изменение содержания фенолкарбоновых кислот в винных напитках и ликерных винах типа Кагор в зависимости от способа спиртования и природы спиртующего компонента
Концентрация фенолкарбоновых кислот, мг/дм3 | Способы спиртования | |||||
Спиртование бродящей мезги | Спиртование бродящего сусла | Дробное спиртование | ||||
Винный напиток | Ликер. вино | Винный напиток | Ликер. вино | Винный напиток | Ликер. вино | |
Аскорбиновая | 20 | 10 | 10 | 7 | 13 | 6 |
Хлорогеновая | 3 | 3 | 6 | следы | 2 | 4 |
Никотиновая | 3 | 2 | 3 | 3 | 2 | следы |
Оротовая | 24 | 29 | 14 | 29 | 5 | 15 |
Кофейная | 5 | 6 | 5 | 7 | 8 | 6 |
Галловая | следы | 5 | 9 | 7 | 5 | следы |
Протокатеховая | 3 | 6 | 5 | 7 | 1 | 5 |
Суммарное содержание БАВ | 58 | 61 | 52 | 60 | 36 | 37 |
Из таблицы 3 видно, что суммарное количество фенолкарбоновых кислот в винном напитке при спиртовании на мезге больше чем в контроле на 11%. А при дробном спиртовании этот показатель на 32 % меньше контроля. В ликерных винах типа Кагор, полученных при спиртовании на мезге и при спиртовании бродящего сусла количество витаминов примерно одинаково. При дробном способе спиртования, содержание этих веществ уменьшилось на 38 %.
Таким образом, можно заключить, что с целью извлечения наибольшего количества фенолкабоновых кислот наиболее подходящим способом является спиртование бродящей мезги. Концентрация этих веществ незначительно зависит от природы спиртующего компонента.
3.3.3 Влияние способов спиртования и выбора спиртующего компонента на ароматические свойства винных напитков и ликерных вин типа Кагор. Нами были получены данные, что способ спиртования, а также природа спиртующего компонента влияет на ароматический состав вин и напитков типа Кагор. Это демонстрирует рисунок 10 а и б.
а) б)
Рисунок 10 – Зависимость суммы ароматических компонентов в винных напитках (а) и ликерных винах (б) типа Кагор от способа спиртования и природы спиртующего компонента
Из рисунка 10 а видно, что в образце, полученном путем спиртования бродящего сусла, суммарное содержание альдегидов фуранового ряда составило – 169 мг/дм3, что почти в 3 раза больше, чем при дробном спиртовании мезги, и в 1,7 раз больше, чем при спиртовании бродящей мезги.
Концентрация сложных эфиров при дробном внесении спирта была максимальной – 144,8 мг/дм3, что в 5,7 раз больше, чем при разовом спиртовании бродящего сусла. При спиртовании бродящей мезги этот показатель выше контроля почти в 2 раза. Разница в содержании высших спиртов, у образцов была незначительной (рисунок 10 а).
Из этого рисунка 10 б видно, что сумма альдегидов фуранового ряда во всех образцах была почти одинаковой. При спиртовании бродящей мезги сумма сложных эфиров была выше на 34%, чем в контроле. В контрольном образце содержание спиртов в среднем на 27% меньше.
Дробный способ спиртования, а также спиртование бродящей мезги позволяет улучшить ароматику винных напитков и ликерных вин типа Кагор.
3.4 Совершенствование технологии производства винных напитков и ликерных вин типа Кагор из перспективных сортов винограда Краснодарского края. На основании проведенных исследований предложена усовершенствованная технологическая схема производства винных напитков и ликерных вин типа Кагор (рисунок 11).
Указанная схема предусматривает: вибрационную обработку мезги в атмосфере диоксида углерода для увеличения содержания биологически активных веществ (БАВ) в винных напитках и винах типа Кагор; подбраживание на мезге для извлечения большего количества экстрактивных веществ; дробное внесение спиртующего компонента на стадии спиртования для ликерных вин, позволяющее дополнительно экстрагировать фенольные вещества, а также улучшить ароматику, и спиртование бродящей мезги для винных напитков для сохранения БАВ.
Усовершенствованная технология производства винных напитков и ликерных вин типа Кагор апробирована на ЗАО АПК «Геленджик». Разработаны технологические инструкции по производству винного напитка и ликерного вина типа Кагор.
За счет замены тепловой электроэнергии электрической во время обработки виноградной мезги расчетный ожидаемый экономический эффект составляет: для винных напитков – 3392,06 руб., для ликерных вин – 6279,53 руб. на 1000 дал готовой продукции.
ВЫВОДЫ
1. Обоснована целесообразность использования перспективных сортов винограда Красностоп АЗОС, Каберне АЗОС и Кубанец в технологии производства винных напитков и ликерных вин типа Кагор, позволяющих получать продукцию с высоким содержанием фенольных веществ витаминов и витаминоподобных соединений.
2. Доказано, что из исследуемых способов обработки виноградной мезги вибрационное воздействие в большей степени способствует увеличению содержания фенольных соединений в винных напитках и ликерных винах типа Кагор.
3. Доказана эффективность применения вибрационной обработки мезги в атмосфере диоксида углерода для увеличения комплекса биологически активных веществ в винных напитках и винах типа Кагор, за счет их дополнительного извлечения из виноградной мезги и предотвращения оксидации кислородом воздуха. Оптимальными режимами повышения концентраций: фенольных веществ являются расход диоксида углерода 16 дм3/ч в течение 30 и 60 минут виброобработки; витаминов и витаминоподобных веществ – расход диоксида углерода 16 и 28 дм3/ч, продолжительность обработки 30 минут; аминокислот – расход диоксида углерода 28 дм3/ч при ВВ в течение 15 минут.
4. Выявлено, что вибрационная обработка мезги в атмосфере диоксида углерода приводит к лучшему извлечению сложных эфиров из твердых частей виноградной ягоды. Их максимальное извлечение достигается при 30 и 60 минутах вибрационной обработки виноградной мезги, с расходом диоксида углерода 4 дм3/ч. Путем изменения времени вибрационной обработки виноградной мезги и расхода диоксида углерода, также можно регулировать количество высших спиртов и альдегидов в винных напитках и винах типа Кагор.
5. Установлено, что дробное спиртование и спиртование бродящей мезги позволяют улучшать физико-химические свойства винных напитков и ликерных вин типа Кагор. В тоже время для предотвращения окисления БАВ лучше применять спиртование бродящей мезги. Выявлено, что использование винного спирта в технологии вин типа Кагор, приводит к повышенному содержанию высших спиртов. Поэтому для улучшения органолептических свойств, вина рекомендуется подвергать последующей выдержке.
6. Усовершенствованна технология производства винных напитков и ликерных вин типа Кагор апробирована на ЗАО АПК «Геленджик». Расчетный ожидаемый экономический эффект от ее внедрения составил: для винных напитков – 3392,06 руб., для ликерных вин – 6279,53 руб. на 1000 дал готовой продукции.
Список публикаций по теме диссертации
- Бабенкова М.А., Христюк В.Т., Гончарова Г.А. Влияние вибрационной и термической обработки мезги на содержание фенольных и красящих веществ красных специальных виноматериалов: Сб. матер. 61-й Межд. студенческой науч. практич. конф. Астраханского государственного технического университета. – Астрахань. – 2011. – С. 453.
- Бабенкова М.А., Христюк В.Т., Ничвидюк О.В. Влияние тепловой обработки, электромагнитного поля и вибрационного воздействия на физико-химический состав красных специальных виноматериалов: Сб. студ. науч. работ, отмеченных наградами на конкурсах. Изд. КубГТУ. – Краснодар. – 2011. – С.41-42.
- Христюк В.Т., Якуба Ю.Ф., Бабенкова М.А. Усовершенствованная технологическая схема производства портвейна из перспективных красных и белых сортов винограда // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научн. журнал КубГАУ) [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://ej.kubagro.ru / 2011 / 07 /pdf /28.pdf, 1,312 у.п.л
- Бабенкова М.А., Христюк В.Т., Панкин М.И. Об использовании перспективных сортов винограда в технологии вин типа Кагор: Сб. матер Всерос. науч.- практич. конф. «Актуальные проблемы развития науки, образования и культуры». – Сибай. – 2012. – С. 322-325.
- Бабенкова М.А., Христюк В.Т., Прасолова Е.П. Зависимость содержания различных полифенольных соединений в винах типа Кагор от сорта винограда и способа обработки мезги: Сб. матер. V Межд. науч.-практич. конф. «Инновационные направления в пищевых технологиях». – Пятигорск. – 2012. – С. 368-371.
- Бабенкова М.А., Христюк В.Т., Сороколатова А.В. Способы повышения содержания антоцианов при производстве вин типа Кагор: Сб. матер. VI Межд. молодежн. науч. конф. «Научный потенциал XXI века». – Ставрополь. – 2012. – С. 276-277.
- Бабенкова М.А., Христюк В.Т., Соболев Э.М. Особенности химического состава специальных красных виноматериалов, приготовленных из перспективных сортов винограда // «Плодоводство и виноградарство Юга России» (Научн. журнал) [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://journal.kubansad.ru/2012/04/pdf/ 12.pdf.
- Бабенкова М.А., Христюк В.Т. Сорт винограда и способ обработки мезги, как факторы, влияющие на химический состав красных специальных вин: Сб. матер. XI Межд. науч.- практич. конф. «Инновационные технологии в пищевой промышленности». – Минск. – 2012. – С. 28-30.
- Бабенкова М.А., Христюк В.Т., Струкова В.Е. О влияние вибрационного воздействия на ароматический состав винных напитков: Сб. матер. I межд. науч.-практич. конф. «Инновационные технологии в пищевой и перерабатывающей промышленности». Изд. КубГТУ. – Краснодар. – 2012. – С. 293-296.
- Бабенкова М.А., Христюк В.Т. Влияние вибрационного воздействия в атмосфере инертных газов на витаминный состав сусла: Сб. матер. I межд. науч.-практич. конф. «Инновационные технологии в пищевой и перерабатывающей промышленности». Изд. КубГТУ. – Краснодар. – 2012. – С. 78-81.
- Бабенкова М.А., Христюк В.Т., Погосян О.Б. Способы экстракции фенольных, в том числе красящих веществ, при производстве винных напитков: Межд. заочн. науч.-практич. конф. студ. и магистр. «Инновационные технологии - инновационной экономике». – Краснодар. – 2013. – С. 52-56.
- Бабенкова М.А., Христюк В.Т., Струкова В.Е. Влияние способов спиртования на содержание фенольных веществ в ликерных винах и винных напитках типа Кагор: Сб. матер. XVI молодеж. Межд. науч.- практич. конф. «Интеллектуальный потенциал XXI века: ступени познания». – Новосибирск. – 2013. – С. 50-55.
- Бабенкова М.А., Христюк В.Т., Струкова В.Е. Анализ содержания биологически активных веществ в винных напитках типа кагор, приготовленных из перспективных сортов винограда // Известия вузов. Пищевая технология – Краснодар, 2013. – №4. – С.35-37.
- Бабенкова М.А., Христюк В.Т., Маркосов В.А. Применение вибрационной обработки мезги в атмосфере углекислого газа в технологии производства ликерных вин и винных напитков типа Кагор // Виноделие и виноградарство. – М., 2013. – №5. – С. 14-15.
- Бабенкова М.А., Христюк В.Т. Влияние способов спиртования на ароматический состав ликерных вин и винных напитков типа Кагор // «Наука. Техника. Технологии. (Политехнический вестник)». – Краснодар, 2013. – № 3. – С. 16-91.
- Бабенкова М.А., Христюк В.Т., Струкова В.Е. Изменение содержания биологически активных веществ вин и напитков типа Кагор в зависимости от способа внесения и природы спиртующих компонентов // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2013/07/ pdf/36.pdf, 0,750 у.п.л.
- Пат. РФ 129504 Линия производства красных ликерных вин и винных напитков / М.А. Бабенкова, В.Т. Христюк, Р.В. Фок, А.И. Смелягин, А.В. Тимченко. Заявка № 2013114280; Заяв. 29.03.2013; Опубл. 27.06.2013; Бюл. № 18.