Физико-химическое обоснование и совершенствован ие технологии специальных вин типа малаги
На правах рукописи
Бурцев Борис Викторович
Физико-химическое обоснование и совершенствование технологии специальных вин типа малаги
05.18.01 – Технология обработки, хранения и переработки
злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов,
плодоовощной продукции и виноградарства
автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Краснодар – 2006
Работа выполнена в ГОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет»
Научный руководитель: доктор технических наук,
профессор Соболев Э.М.
Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,
профессор Воробьева Т.Н.;
кандидат технических наук,
Аванесьянц Р.В.
Ведущая организация: Автономная некоммерческая
организация Научно-производственное
объединение «Сады Кубани»
Защита состоится 14 декабря 2006 г. в 14:00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.100.05 в Кубанском государственном технологическом университете по адресу: 350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2; корп. А, конференц-зал
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского государственного технологического университета
Автореферат разослан 13 ноября 2006 г.
Ученый секретарь диссертационного
совета, канд. техн. наук В.В. Гончар
1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
1.1 Актуальность работы. Рынок вина является одним из наиболее перспективных и динамично развивающихся секторов экономики России. В структуре потребления алкогольных напитков винодельческая продукция занимает все более весомую долю. Тем не менее, на российском рынке наблюдается острый дефицит специальных вин высокого качества, который удовлетворяется в основном за счет импортной продукции, в то время как отечественные вина представлены главным образом низкокачественными портвейнами и мадерами. Неудовлетворительным является и ассортимент специальных вин, производимых в России. Усиливающаяся конкуренция со стороны иностранных производителей заставляет искать новые пути использования существующих производственных возможностей, одним из которых является разработка и внедрение в массовое производство новых типов специальных вин. При этом основное внимание должно быть уделено повышению качества и эффективности производства специальных вин, совершенствованию их технологии путем оптимизации технологических процессов.
Среди вин, практически неизвестных отечественному потребителю, следует выделить малагу, которая наравне с мадерой и портвейном является одним из наиболее известных и высоко ценимых за рубежом типов вин, не получившим распространения в России ввиду отсутствия должного теоретического и научно-практического обоснования технологии производства. В связи с этим научное обоснование и совершенствование технологии специальных вин типа малаги является актуальной задачей винодельческой отрасли.
Работа выполнена в рамках тематического плана НИР кафедры Технологии и организации виноделия и пивоварения КубГТУ №1.2.01-05 – Совершенствование технологии пива, ликеро-водочных изделий, виноградных и плодово-ягодных напитков.
1.2 Цель работы. Физико-химическое обоснование и совершенствование технологии специальных вин типа малаги на базе существующего или частично модернизированного технологического оборудования, применяемого в винодельческой отрасли Российской Федерации.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- изучить отечественный и зарубежный опыт в области тепловых процессов, происходящих при приготовлении вин, технология которых включает цикл термической обработки;
- установить основные физико-химические взаимодействия, протекающие при приготовлении компонентов купажа, их взаимосвязь, определить важнейшие технологические этапы, определяющие формирование тона малаги в вине;
- провести исследование виноградного колера, являющегося одним из основных компонентов купажа вин типа малаги, определяющим ее характерные физико-химические и органолептические особенности;
- установить оптимальные технологические режимы приготовления виноградного колера, показать влияние различных факторов на формирование его органолептических и технологических качеств;
- обосновать целесообразность спиртования купажного виноматериала, предназначенного для приготовления вин типа малаги, спиртовыми экстрактами древесины дуба;
- установить влияние различных факторов, в том числе предварительной обработки (активации) дубовой древесины, на процесс экстракции компонентов дубовой древесины и на изменение качественного состава получаемых экстрактов, обосновать метод обработки древесины;
- исследовать возможность спиртования вин специальных технологий спиртовыми экстрактами функциональных частей (скорлупы и внутренних перегородок) грецкого ореха;
- установить оптимальные технологические режимы выдержки купажа малаги и оценить их влияние на формирование характерных органолептических особенностей вина;
- на основе комплекса проведенных исследований предложить усовершенствованную технологию производства специальных вин типа малаги.
1.3 Научная новизна. Впервые показано, что формирование типичного тона вин типа малаги обусловливается образованием в вине кислородсодержащих и азотсодержащих гетероциклических соединений – 5-оксиметилфурфурола, 5-метилфурфурола, 2-ацетилфурана, 2-окси-3-метил-2-циклогексен-1-она, метилпиразина, 2,5-диэтил-3-метилпиразина, образующихся в результате сложного взаимодействия углеводов, аминокислот и фенольных веществ, а также продуктов их превращений при высоких температурах в присутствии кислорода воздуха.
Впервые выявлены закономерности, определяющие режимы приготовления виноградного колера. Установлено влияние различных факторов на формирование качественных характеристик колера, идентифицированы вещества, катализирующие процессы, протекающие при уваривании виноградного сусла.
Показано, что спиртование вин специальных технологий спиртовыми экстрактами древесины дуба позволяет улучшить качество и сократить время выдержки получаемых вин.
Впервые показано, что спиртовые экстракты функциональных частей (скорлупы и внутренних перегородок) грецкого ореха могут быть использованы в составе купажей вин типа малаги наравне с экстрактами дуба, придавая виноматериалу ореховые и орехово-миндальные тона.
Установлено, что специально подготовленная дубовая клепка может служить источником образования гетероциклических и ароматических компонентов, способных при выдержке сообщить виноматериалу различные оттенки во вкусе и аромате, а также способствовать ускорению созревания вин.
1.4 Практическая ценность работы. Предложена усовершенствованная технологическая схема производства специальных вин типа малаги. Разработан проект технологической инструкции по производству вина виноградного специального крепкого белого «Малага Кубанская». Установлены оптимальные технологические режимы приготовления виноградного колера, используемого в качестве одного из компонентов купажа в технологии некоторых типов специальных вин, в частности, малаги и марсалы. Предложена новая методика предварительной обработки (активации) древесины дуба, позволяющая в максимальной степени обогатить виноматериал компонентами гетероциклической природы, сообщающих специальным винам ряд специфических высоко ценимых оттенков вкуса и аромата. Установлены основные режимы (температура, продолжительность, кислородный режим, количество вводимой дубовой клепки) выдержки купажного виноматериала.
1.5 Апробация. Основные положения, изложенные в работе, докладывались на Международной научно-практической конференции «Новации и эффективность производственных процессов в виноградарстве и виноделии» (г. Краснодар, 2005).
1.6 Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 научных работ, в том числе 4 статьи, получен патент РФ на изобретение и два решения о выдаче патента РФ на изобретение.
1.7 Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, аналитического обзора научно-информационной и патентной литературы, трех глав экспериментальной части, выводов, списка использованных источников и приложений. Работа изложена на 204 страницах, содержит 17 таблиц и 32 рисунка. Список литературы включает 181 источник, в том числе 57 – зарубежных авторов.
2 СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
2.1 Аналитический обзор научно-информационной и патентной литературы. Обобщен отечественный и зарубежный опыт в области изучения тепловых процессов в винах, технология которых включает цикл термической обработки. Дан критический анализ современным представлениям о сущности указанных процессов, в том числе влияния продуктов термических реакций на аромат, вкус и цвет вина, показана роль компонентов дубовой клепки в формировании типичных особенностей вин при тепловой обработке, а также влияние состава среды и технологических режимов обработки на прохождение тепловых процессов в винах.
Показано, что существующие научные данные не систематизированы и не дают ясного представления о поведении исследуемых систем применимо к реальному технологическому процессу производства.
Сформулированы цель работы и задачи исследований.
2.2 Объекты и методы исследований. В качестве объектов исследований использовали: светлый и темный колеры, полученные путем уваривания на открытом огне виноградного сусла (смесь сусла-самотека и прессовых фракций); спиртовые экстракты дубовой древесины, а также скорлупы и внутренних перегородок грецкого ореха; купажный виноматериал, в состав которого входит основной виноматериал с остаточным сахаром, виноградный колер и спиртовые экстракты дубовой древесины.
Для обработки результатов экспериментов использовался персональный компьютер архитектуры PC с системой математической обработки экспериментальных данных STATISTICA 6.0 разработки компании StatSoft Inc. Уровень вероятности p
0,05.
Спектрофотометрические исследования проводили на универсальном лабораторном спектрофотометре SPECORD UV VIS производства Carl Zeiss.
Для исследования качественного состава светлого и темного виноградного колеров и экстрактов дубовой древесины применялись методы высокоэффективной жидкостной и газожидкостной хроматографии. Высокоэффективную жидкостную хроматографию проводили на жидкостном хроматографе ХРОМОС ЖХ 301. Для исследования состава летучих компонентов применялся метод газожидкостной хроматографии, осуществляемый на газожидкостном хроматографе Chrom 5 производства Laboratorni Pristroje.
Анализы титруемых и летучих кислот, сахаров, спирта, фенольных соединений, общего содержания альдегидов, общего экстракта исследуемых образцов проводили по общепринятым методам согласно ГОСТам и методическим рекомендациям ИВиВ «Магарач».
3 ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Влияние различных факторов на формирование органолептических и технологических качеств виноградного колера. Важнейшим компонентом вин типа малаги является уваренное виноградное сусло, называемое в работе виноградным колером.
С целью выяснения влияния степени уваривания виноградного сусла на формирование органолептических и технологических качеств виноградного колера была поставлена серия экспериментов. Осветленное отстаиванием несульфитированное виноградное сусло уваривали на открытом огне при постоянном перемешивании: первый образец – до 2/3, второй – до 1/3, третий – до 1/6, четвертый – до 1/8 части первоначального объема.
Результаты спектрофотометрических исследований (рисунок 1) показали, что в ультрафиолетовой области спектра во всех образцах присутствует максимум при длине волны =280 нм, что говорит о содержании гетероциклических структур с ненасыщенными группировками.
С увеличением степени уваривания содержание этих веществ в реакционной среде возрастает, что связано с накоплением в сусле продуктов высокотемпературного распада сахаров (фурфурола, метилфурфурола, уксусной и пировиноградной кислот, диацетона, лактонов), а также продуктов взаимодействия сахаров и образующихся из них соединений с другими веществами виноградного сусла, в частности, с аминокислотами, в результате чего реакционная среда обогащается соединениями ряда пиразинов, фуранов, кетонов.
| а. | б. |
 |  |
Рисунок 1 – Влияние степени уваривания сусла на изменение ультрафиолетового (а) и видимого (б) спектра виноградного колера
Результаты исследований в видимой области спектра свидетельствуют о нарастании оптической плотности с увеличением степени уваривания сусла, что связано, в частности, с протеканием реакции меланоидинообразования.
Установлено (таблица 1), что в образцах светлого и темного колера содержится значительное количество фурановых соединений, обусловливающих характерный аромат и цвет обоих вариантов колера, причем с возрастанием степени уваривания их концентрация существенно увеличивается. Полученные данные свидетельствуют также о значительном содержании сахаров в образцах.
С целью изучения влияния автолизатов дрожжей на формирование органолептических и технологических качеств виноградного колера была поставлена аналогичная серия экспериментов.
Результаты спектрофотометрических исследований (рисунок 2) показали, что с увеличением концентрации дрожжевых автолизатов, содержание гетероциклических структур с ненасыщенными группировками в увариваемом сусле возрастает.
Таблица 1 – Содержание компонентов в образцах светлого и темного виноградного колера
| Компонент | Светлый колер | Темный колер |
| сахара, г/100 г продукта | ||
| Глюкоза | 34,347 | 39,56 |
| Фруктоза | 28,105 | 28,94 |
| летучие компоненты, мг/дм3 | ||
| Фурфурол | 17 | 23 |
| 5-метилфурфурол | 35 | 79 |
| 5-оксиметилфурфурол | 165 | 2150 |
| Ацетилгидроксифуран | – | 37 |
| Фурфурилацетат | – | 82 |
– вещество не обнаружено
Это связано с интенсификацией процессов меланино- и меланоидинообразования вследствие увеличения содержания в реакционной среде аминокислот, которые реагируя с сахарами, продуктами их дегидратации, фенольными и другими веществами виноградного сусла в условиях свободного доступа кислорода воздуха, обогащают среду азотсодержащими гетероциклическими соединениями.
Результаты исследований в видимой области спектра свидетельствуют о нарастании оптической плотности с увеличением содержания автолизатов дрожжей в реакционной среде.
Установлено (таблица 2), что во всех образцах светлого и темного колера содержится значительное количество фурановых соединений, основным из которых является 5-оксиметилфурфурол. В образцах, содержащих дрожжевой автолизат, выявлены соединения ряда пиразинов – метилпиразин и 2-этил-3-метилпиразин. Это свидетельствует об интенсификации процессов меланоидинообразования, что подтверждают данные, полученные в ходе спектрофотометрических исследований.
С увеличением количеств вводимого автолизата содержание фурановых и пиразиновых соединений в образцах возрастает, что говорит об интенсификации сахароаминых и феноламинных реакций, процесса разложения сахаров.
| а. | б. |
 |  |
Рисунок 2 – Влияние дрожжевых автолизатов на изменение ультрафиолетового (а) и видимого (б) спектра темного виноградного колера
Введение автолизата не только обогащает реакционную среду азотистыми компонентами, способными вступать в реакцию с сахарами, но и способствует образованию перекисей, ускоряя реакции кислотного гидролиза полисахаридов, а также дегидратации и циклизации фруктозы и глюкозы.
Таблица 2 – Содержание компонентов в образцах темного колера с добавками автолизата осадочных винных дрожжей
| Компонент | Контроль | 1% автолизата | 2% автолизата | 3% автолизата |
| сахара, г/100 г продукта | ||||
| Глюкоза | 39,56 | 36,96 | 36,07 | 35,65 |
| Фруктоза | 28,94 | 28,21 | 27,47 | 26,42 |
| летучие компоненты, мг/дм3 | ||||
| Фурфурол | 23 | 27,5 | 26,4 | 28,8 |
| 5-метилфурфурол | 79 | 83,5 | 80,4 | 86,3 |
| 5-оксиметилфурфурол | 2150 | 2467,7 | 2590,8 | 2641,2 |
| Ацетилгидроксифуран | 37 | 43,1 | 56,2 | 59 |
| Фурфурилацетат | 82 | – | 84,1 | – |
| Метилпиразин | 68,9 | 73 | 78,8 | 81,6 |
| 2-этил-3-метилпиразин | 159,7 | 160,8 | 164,3 | 170,2 |
– вещество не обнаружено
Внесение пировиноградной, винной и аскорбиновой кислот существенно влияет на изменение окраски колера и способствует нарастанию оптической плотности среды. Образцы колеров, при приготовлении которых использовались кислоты, отличались ярким, насыщенным сладко-горьким вкусом с приятной кислинкой, аромат образцов карамельный со смолистыми и плодовыми оттенками.
Внесение в виноградный колер катализаторов – поливалентных металлов – способно улучшить его качество. Ускоряя окислительно-восстановительные процессы, металлические катализаторы обеспечивают накопление продуктов тяжелых высокомолекулярных азотистых продуктов, возникающих в ходе реакций альдольной конденсации и альдегидаминной полимеризации, увеличение содержания летучих компонентов гетероциклической природы, нарастание интенсивности окраски приготовляемых колеров. В наибольшей степени интенсификация процесса наблюдалась при внесении медных катализаторов, достигая максимума в образцах темного колера.
3.2 Получение спиртовых экстрактов древесины дуба и других видов растительного сырья как одного из компонентов купажа вин типа малаги. Исследование влияния предварительной обработки древесины дуба на формирование качественного состава экстрактов показало, что перед тепловой обработкой клепку следует промыть горячей водой при гидромодуле 5 с последующей кратковременной обработкой острым паром (вариант 2). Это приводит к уменьшению содержания легкорастворимой фракции дубильных веществ и при дальнейшей обработке – к увеличению содержания летучих компонентов и продуктов распада лигнина, придающих экстракту характерную окраску и приятный аромат. В экстрактах клепки, промытой холодной водой при гидромодуле 2 (вариант 1) для удаления пыли и загрязнений, вне зависимости от температуры последующей обработки теплом, наблюдалась высокая концентрация дубильных веществ, отрицательно сказывающаяся на их органолептических качествах.
Установлено (рисунок 3), что наибольшую степень накопления ароматических альдегидов и кетонов вследствие распада лигнинного комплекса дубовой древесины обеспечивала ее обработка при 160С.
| а. | б. |
 |  |
Рисунок 3 – Изменение спектральных характеристик спиртовых экстрактов дубовой древесины варианта 2 в зависимости от температуры предварительной обработки древесины в ультрафиолетовой (а) и видимой (б) области спектра
Увеличение продолжительности тепловой обработки древесины дуба при выявленном температурном оптимуме в 160С свыше 48 часов приводило к ухудшению спектрофотометрических показателей (рисунок 4).
| а. | б. |
 |  |
Рисунок 4 – Изменение спектральных характеристик спиртовых экстрактов дубовой древесины варианта 2 в зависимости от продолжительности предварительной обработки древесины в ультрафиолетовой (а) и видимой (б) области спектра
Длительная термообработка негативно сказывалась на качестве получаемых экстрактов, в которых отмечалось снижение содержания ароматических соединений и гетероциклических компонентов (таблица 3).
Таблица 3 – Содержание летучих компонентов в экстракте дубовой древесины в зависимости от продолжительности ее предварительной термообработки при температуре 160С
| Компоненты | Содержание летучих компонентов, мг/дм3 | |||||||||
| Вариант 1 | Вариант 2 | |||||||||
| продолжительность термообработки клепки, ч | ||||||||||
| 0 | 24 | 36 | 48 | 72 | 0 | 24 | 36 | 48 | 72 | |
| Ацетальдегид | – | 6,2 | 4,3 | – | – | – | 0,44 | 1,4 | 20,5 | – |
| Метилацетат | – | 30,7 | – | – | – | – | 15,6 | 16,7 | – | – |
| Этилацетат | – | 12,3 | 6,7 | – | – | – | 0,8 | 11,9 | 12,4 | – |
| Амилацетат | – | – | – | – | – | – | – | 1,9 | – | – |
| Этилформиат | – | 6,2 | 5,6 | 3,2 | – | – | 15,7 | 16,8 | 15,9 | – |
| Диэтилформиат | 1,3 | 4,7 | – | – | – | – | – | 5,6 | 7,2 | – |
| Диацетил | – | 2,2 | – | 1,4 | – | – | 5,9 | 6,2 | – | – |
| Этилбутират | 0,1 | – | 0,5 | – | – | – | 0,7 | 1,1 | – | – |
| Метанол | – | 14,6 | – | 17,9 | 29,8 | – | 12,9 | 14,1 | 16,8 | 35,9 |
| Бутанол | 0,9 | – | – | 1,2 | – | – | 1,4 | 2,4 | – | – |
| Изобутанол | 1,2 | 36,7 | 14,9 | 10,7 | 7,9 | 1,2 | 4,8 | 28,3 | 34,5 | 11,7 |
| Изоамиловый спирт | – | 95,7 | 76,1 | 56,7 | 23,0 | – | 70,9 | 65,6 | 53,2 | – |
| 2-ацетилфуран | – | 1,2 | – | 1,4 | – | 0,7 | 1,6 | 1,2 | 1,2 | – |
| 5-оксиметил-фурфурол | – | 35,6 | 21,4 | 18,6 | – | – | 65,6 | 75,4 | 80,6 | 12,2 |
| 5-метил-фурфурол | – | 5,4 | 6,2 | 4,3 | 2,0 | – | 15,4 | 16,1 | 16,7 | – |
| 5-этоксиметил-фурфурол | 9,4 | 36,8 | 19,0 | 17,6 | – | 12,1 | 36,8 | 46,7 | 57,2 | 14,3 |
| -метил--окталактон | – | – | – | – | – | – | 0,32 | – | 0,4 | – |
– вещество в экстракте не обнаружено
В экстрактах древесины дуба, подготовленной по варианту 2, максимумы поглощения наблюдались при концентрации этанола 65-75% об. в области 275-280 нм, что обусловлено наличием лигнина и продуктов его распада – ароматических альдегидов и кетонов и других продуктов этанолиза с ненасыщенными структурными группировками. В видимой области спектра максимумы поглощения отмечены при 360-370 нм, что объясняется присутствием в экстрактах растворимых полисахаридов (рисунок 5).
| а. | б. |
 |  |
Рисунок 5 – Изменение спектральных характеристик спиртовых экстрактов дубовой древесины варианта 2 в зависимости от крепости экстрагента в ультрафиолетовой (а) и видимой (б) области спектра
Установлено, что внесение в экстракты аскорбиновой и винной кислот способствует нарастанию их оптической плотности. Внесение в экстракты, содержащие аскорбиновую кислоту, медных катализаторов привело к сильному нарастанию окраски (рисунок 6).
| а. | б. |
 |  |
Рисунок 6 – Влияние медных катализаторов на изменение спектральных характеристик спиртовых экстрактов дубовой древесины варианта 2 в ультрафиолетовой (а) и видимой (б) области спектра
Исследована возможность применения в технологии специальных вин спиртовых экстрактов, полученных из функциональных частей грецкого ореха – скорлупы и внутренних перегородок, которые в настоящее время считаются отходом производства в цикле промышленной переработки орехов. В ходе исследований применяли настой спирта на мелко измельченной скорлупе и внутренних перегородках грецкого ореха, с последующим использованием полученного экстракта в купажах. Основными параметрами, обусловливающими эффективность процесса, были количество сырья, на котором производилось настаивание, а также крепость спиртового раствора, являющегося экстрагентом. Результаты исследований показали, что для получения экстракта с достаточной суммой экстрактивных и ароматических веществ в количестве 0,1-2,3 г/дм3 необходимо 1,0-25,0% сырья при крепости экстрагента 10-96,6% об.
Качественные характеристики вин типа малаги, полученных с применением ореховых экстрактов, достаточно высоки и отвечают требованиям типичности, одновременно раскрывая во вкусе и аромате ряд специфических особенностей.
3.3 Совершенствование технологии специальных вин типа малаги. С целью определения оптимальных значений основных параметров выдержки виноматериала была поставлена серия экспериментов. Результаты спектрофотометрических анализов (рисунок 7) показали, что наибольшая оптическая плотность в ультрафиолетовой области спектра при длине волны 275-280 нм выявлена у образцов, выдерживаемых при температуре 65, 70 и 75С. Эти же образцы имели наибольшее значение оптической плотности и в видимой части спектра при длине волны 420 нм. Визуально отмечено сильное изменение окраски виноматериала. Образец, выдерживаемый при температуре 60С обладал менее интенсивной окраской, меньшей абсорбцией в ультрафиолете. При температуре выдержки 35С в виноматериале отмечено некоторое повышение поглощения при 280 нм и в видимой области спектра, визуально отмечено небольшое изменение окраски.
| а. | б. |
 |  |
Рисунок 7 – Влияние температуры выдержки на изменение ультрафиолетового (а) и видимого (б) спектра купажного виноматериала
Результаты химического анализа (таблица 4) показывают, что в образцах, прошедших выдержку при 65, 70 и 75С наблюдалось снижение концентрации аминного азота, что указывает на интенсивное прохождение реакции меланоидинообразования, увеличение содержания фурановых производных – альдегидов и ацеталей фуранов, а также некоторое снижение концентрации 5-оксиметилфурфурола указывает на интенсивно проходящие реакции термолиза углеводов и последующие превращения образующегося 5-оксиметилфурфурола, который в результате гидролитического расщепления связей может образовывать целый комплекс ароматических соединений фуранового ряда.
На основании результатов анализов, а также исходя из органолептической оценки полученных образцов, можно утверждать, что оптимальный температурный диапазон выдержки для вин типа малаги, обеспечивающий высокую скорость и достаточную глубину процессов созревания, лежит в интервале температур 65-70С.
Результаты исследований химического состава образцов показали развитие процессов созревания виноматериала с увеличением времени выдержки – снижение концентрации аминного азота, увеличение общего содержания альдегидов, возрастание концентрации компонентов фурановой природы. Виноматериалы, прошедшие выдержку в течение 20 суток и более, характеризовались излишней терпкостью, что позволяет сделать вывод о доминировании процессов экстракции над реакциями новообразования и внутренних превращений виноматериала.
Таблица 4 – Влияние температуры на выдержку купажного виноматериала вин типа малаги
| Компоненты, мг/дм3 | Температура выдержки купажа, С | ||||
| 35 | 60 | 65 | 70 | 75 | |
| Аминный азот | 178,4 | 159,2 | 157,1 | 155,2 | 152,4 |
| Алифатические альдегиды | 57,5 | 98,7 | 126,8 | 139,3 | 142,1 |
| Фенольные вещества | 267,8 | 312,6 | 318,9 | 324,9 | 329,7 |
| Общий экстракт, г/дм3 | 48,2 | 52,2 | 55,4 | 59,9 | 61,9 |
| 5-оксиметил-фурфурол | 165,4 | 162,3 | 159,7 | 157,1 | 157,9 |
| 5-этоксиметил-фурфурол | 6,8 | 18,9 | 25,4 | 26,6 | 34,2 |
| 2-окси-3-метил-2-циклопентен-1-он | 9,2 | 16,5 | 21,4 | 33,5 | 32,1 |
| -метил--окталактон | 0,12 | – | 0,21 | 0,19 | 0,22 |
– вещество не обнаружено
Исследование кислородного режима (таблица 5) показало интенсификацию процессов созревания с увеличением доли вводимого кислорода.
Виноматериал, нагретый в анаэробных условиях, характеризовался слабо развитым ароматом сухофруктов. Образец, прошедший выдержку в условиях «кислородной подушки» (содержание кислорода 150-200 мг/дм3) обладал карамельным ароматом с ярко выраженными тонами переокисленности, навязчивыми альдегидными и мадерными тонами. Наилучшей органолептической характеристикой обладали образцы, выдержанные в условиях ограниченного доступа кислорода воздуха (50 и 100 мг/дм3), которые отличались развитым ароматом, в котором на фоне карамельных уваренных тонов, проявлялись ярко выраженные оттенки сухофруктов, чернослива и кофе. Вкус вина полный, экстрактивный, гармоничный, сладкий с небольшой горчинкой.
Таблица 5 – Влияние кислородного режима на изменение состава купажного виноматериала вин типа малаги
| Компоненты, мг/дм3 | Количество вводимого кислорода, мг/дм3 | |||
| анаэробный режим | 50 | 100 | 150-200 | |
| Аминный азот | 136,7 | 124,4 | 109,5 | 97,4 |
| Алифатические альдегиды | 121,8 | 142,1 | 154,7 | 177,1 |
| Фенольные вещества, мг/дм3 | 318,9 | 309,4 | 294,3 | 277,4 |
| Общий экстракт, г/дм3 | 53,2 | 59,4 | 63,5 | 71,2 |
| 5-оксиметил-фурфурол | 160,4 | 157,3 | 157,7 | 155,4 |
| 5-этоксиметил-фурфурол | 23,2 | 26,7 | 31,9 | 38,7 |
| 2-окси-3-метил-2-циклопентен-1-он | 18,1 | 24,9 | 25,7 | 19,4 |
| -метил--окталактон | 0,14 | 0,19 | 0,21 | – |
| Метилпиразин | 4,7 | 7,2 | 9,7 | 11,4 |
| 2-этил-3-метилпиразин | 3,6 | 5,4 | 7,8 | 9,2 |
– вещество не обнаружено
Установлено (таблица 6), что наилучшими органолептическими характеристиками обладали образцы, выдержанные при внесении 70 и 100 г/дм3 древесины дуба. В аромате виноматериала, выдержанного при внесении дубовой клепки в количестве 30 г/дм3, отмечены выраженные карамельные тона, аромат достаточно развитый, но не полный. Внесение в виноматериал дубовой древесины в количестве, превышающем 100 г/дм3, приводит к избыточному накоплению фенольных веществ и продуктов их взаимодействия с компонентами вина.
Таблица 6 – Влияние дубовой клепки на изменение состава купажного виноматериала вин типа малаги
| Компоненты, мг/дм3 | Количество вносимой клепки, г/дм3 | |||
| 30 | 70 | 100 | 140 | |
| Аминный азот | 105,5 | 96,7 | 89,5 | 79,4 |
| Алифатические альдегиды | 142,4 | 151,1 | 160,5 | 177,9 |
| Фенольные вещества, мг/дм3 | 291,2 | 305,4 | 312,7 | 334,6 |
| Общий экстракт, г/дм3 | 61,7 | 67,4 | 69,7 | 77,2 |
| 5-оксиметил-фурфурол | 155,1 | 155,3 | 157,1 | 157,9 |
| 5-этоксиметил-фурфурол | 27,7 | 26,4 | 25,1 | 28,9 |
| 2-окси-3-метил-2-циклопентен-1-он | 19,4 | 22,9 | 23,1 | 26,4 |
| -метил--окталактон | – | 0,17 | 0,21 | – |
| Метилпиразин | 9,1 | 12,2 | 15,6 | 18,2 |
| 2-этил-3-метилпиразин | 7,2 | 8,4 | 9,2 | 12,9 |
– вещество не обнаружено
На основании комплекса проведенных исследований предложена усовершенствованная технологическая схема производства вин типа малаги, представленная на рисунке 8.
Рисунок 8 – Усовершенствованная технологическая схема производства специальных вин типа малаги
ВЫВОДЫ
1. Показано, что за формирование типичного тона малаги в вине ответственны кислородсодержащие и азотсодержащие гетероциклические соединения – 5-оксиметилфурфурол, 5-метилфурфурол, 2-ацетилфуран, 2-окси-3-метил-2-циклогексен-1-он, метилпиразин, 2,5-диэтил-3-метилпиразин.
2. Основными физико-химическими взаимодействиями, протекающими при приготовлении вин типа малаги, являются взаимосвязанные реакции высокотемпературного гидролиза углеводов, меланоидинообразования, а также феноламинные реакции, наиболее интенсивно протекающие при приготовлении виноградного колера и термической обработке купажа малаги.
3. Установлено, что главную роль в сложении органолептических особенностей вин типа малаги играют светлый и темный виноградный колеры, уваренные соответственно до 1/3 и 1/6 первоначального объема сусла.
4. Показано, что улучшению качественных характеристик колера способствует введение дрожжевых автолизатов в количестве 2-3% от объема сусла, органических кислот (пировиноградной, винной, аскорбиновой), поливалентных металлов.
5. Установлена целесообразность использования спиртовых экстрактов древесины дуба в составе купажа вин типа малаги, что позволяет в некоторой степени совместить операции спиртования и типизации виноматериала, сократить время выдержки и улучшить качество вина. Установлено, что древесину дуба перед экстрагированием следует предварительно обработать путем промывания горячей водой и последующей сушки при 160С в течение 48 часов до приобретения темно-коричневого цвета и появления ярких ванилиновых тонов в аромате. Экстрагирование дубовой древесины необходимо проводить водно-спиртовым раствором объемной долей этанола 65-75% об. Показано, что введение в экстракты органических кислот и металлических катализаторов приводит к усилению интенсивности окраски.
6. Спиртовые экстракты функциональных частей грецкого ореха, полученные путем экстрагирования мелко измельченной скорлупы и внутренних перегородок в количестве 25% водно-спиртовым раствором крепостью 60% об. при температуре 35С, могут быть использованы в составе купажа вин типа малаги наравне с экстрактами дуба.
7. Показано, что оптимальный температурный диапазон выдержки для вин типа малаги, обеспечивающий высокую скорость и формирование ярко выраженных органолептических показателей, лежит в интервале температур 65-70С. Продолжительность выдержки, обеспечивающая высокое качество получаемого вина должна варьироваться в пределах 15-20 суток.
8. Установлено, что выдержку купажных виноматериалов необходимо проводить в условиях ограниченного доступа кислорода воздуха (50-100 мг/дм3). Количество дубовой клепки, вносимой в купажный виноматериал при выдержке, составляет 70-100 г/дм3.
9. Предложена усовершенствованная технология производства специальных вин типа малаги, отличающаяся способом приготовления виноградных колеров, применением спиртовых экстрактов древесины дуба или функциональных частей грецкого ореха при спиртовании купажного виноматериала, купажированием основного виноматериала с колером и спиртовыми экстрактами, режимами выдержки купажного виноматериала. Разработан проект технологической инструкции по производству вина виноградного специального крепкого белого «Малага Кубанская».
10. Экономический эффект от внедрения усовершенствованной технологической схемы производства специальных вин типа малаги составляет 2675,43 рублей на 1000 декалитров вина.
Список научных работ, опубликованных по теме диссертации
1. Пат. 2280660 Российская Федерация, МПК С09В 61/00; Способ получения пищевого красителя на основе скорлупы орехов/Бурцев Б.В., Бурцев В.А., заявитель и патентообладатель КубГТУ. – №2005103376 заявл. 9.02.2005.; опубл. 27.07.2006 Бюл. №21.
2. Решение о выдаче патента на изобретение от 02.05.2006 по заявке №2005103375 от 09.02.2005. Способ получения пищевого красителя на основе скорлупы орехов/ Бурцев Б.В., Бурцев В.А., 2005.
3. Решение о выдаче патента на изобретение от 11.10.2006 по заявке №2005132435 от 20.10.2005. Способ производства вина типа малага/ Бурцев Б.В., Соболев Э.М., 2005.
4. Бурцев Б.В., Соболев Э.М. Гетероциклические соединения в технологии вин различных типов. – Известия ВУЗов. Пищевая технология, 2005, № 4, с. 24-26.
5. Бурцев Б.В., Соболев Э.М., Струкова В.Е. Влияние степени уваривания сусла на формирование органолептических и технологических качеств виноградного колера. – Известия ВУЗов. Пищевая технология, 2006, № 1, с. 123-124.
6. Бурцев Б.В., Соболев Э.М., Струкова В.Е. Влияние автолизатов дрожжей на формирование органолептических и технологических качеств виноградного колера. – Известия ВУЗов. Пищевая технология, 2006, № 4, с. 65-67.
7. Соболев Э.М., Бурцев Б.В., Струкова В.Е. Влияние органических кислот на формирование органолептических и технологических качеств виноградного колера. – Известия КубГТУ, 2006, № 1 (в печати).
Типография КубГТУ. 350058, Краснодар, ул. Старокубанская, 88/4.
Тираж____ экз. Заказ №____
