авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 |

Совершенствование технологии и методов оценки качества виноградных вин на основе анализа и регулирования их кислотного состава

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

МАРКОВСКИЙ Михаил Григорьевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ И МЕТОДОВ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ВИНОГРАДНЫХ ВИН НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА И РЕГУЛИРОВАНИЯ ИХ КИСЛОТНОГО СОСТАВА

Специальность: 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 Государственном научном учреждении Северо-Кавказском зональном научно-исследовательском институте садоводства и виноградарства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ СКЗНИИСиВ Россельхозакадемии)

Научный руководитель: доктор технических наук,
профессор Агеева Н.М.

Официальные оппоненты: доктор химических наук
Рувинский О.Е.
доктор технических наук
Бирюков А.П.

Ведущая организация: Автономная некоммерческая организация (АНО) НПО «Сады Кубани»

Защита диссертации состоится 14 декабря 2006 года в 1600 на заседании диссертационного Совета Д 212.100.05 в Кубанском государственном технологическом университете по адресу: 350072, г. Краснодар, ул. Московская 2, КубГТУ, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке КубГТУ.

Автореферат разослан 14 ноября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета,

кандидат технических наук В.В. Гончар

1 Общая характеристика работы

1.1 Актуальность работы. Качество вина – сложная экономическая категория, формируемая совокупностью множества факторов, среди которых важное значение имеет органолептическое восприятие. Гармоничное сочетание полноты вкуса и ощущения кислотности обусловливается соответствующим соотношением между основными органическими кислотами ­– винной и яблочной, содержащимися в вине. Если винная кислота, обладая кислым вкусом, не приводит к появлению посторонних тонов, то с высокими концентрациями яблочной кислоты связывают наличие резкости и грубости в послевкусии, травянистого и гребневого тонов, тона «зеленой» кислотности. Такие вина требуют дополнительной технологической обработки – кислотопонижения – с целью улучшения их вкуса.

Однако роль органических кислот в оценке качества вина не ограничивается их влиянием на органолептические показатели, устойчивость винодельческой продукции к биологическим, биохимическим и физико-химическим помутнениям. По концентрациям отдельных органических кислот и соотношениям между ними можно объективно судить о подлинности (аутентичности) виноградных вин.

Исследованием органических кислот вина и их роли в оценке качества и подлинности винодельческой продукции занимались ведущие ученые-энологи – Родопуло А.К. (1963, 1980); Бурьян Н.И., Кишковская С.А., Гержикова В.Г., Аникина Н.С. (1998); Ступакова Р.К. (2002); Селиверстова И.В. (2002); Gollart M., Lafon-Lafurcad С. (1997); Brescia M.A., Caldarola V. (2002); Penza M., Cassano G. (2004) и др. Между тем, роль органических кислот в обеспечении качества и, особенно, подлинности винодельческой продукции изучена недостаточно. В частности, имеются нерешенные вопросы, связанные с применением химических и комплексных методов регулирования кислотности вина. Недостаточно изучена значимость свободных и связанных форм органических кислот в формировании качества вина и оценки его подлинности. Таким образом, разработка современных методов регулирования концентраций основных органических кислот в виноградных винах, а также способов идентификации подлинности виноградных вин на основе анализа содержащихся в них органических кислот является актуальной задачей отрасли.



1.2 Цель работы совершенствование технологии и методов оценки качества виноградных вин на основе анализа и регулирования их кислотного состава.

1.3 Основные задачи исследования:

  • теоретически обосновать возможность регулирования концентрации органических кислот виноградных вин с помощью комплексных обработок;
  • теоретически обосновать целесообразность использования концентраций свободных и связанных кислот в качестве критериев для оценки подлинности виноградных вин;
  • осуществить мониторинг органических кислот в виноматериалах различных типов;
  • определить роль органических кислот в оценке качества и подлинности виноградных вин;
  • исследовать влияние различных способов кислотопонижения на химический состав и органолептические свойства виноматериалов;
  • определить концентрации различных форм органических кислот в виноматериалах различного качества;
  • осуществить кластерный анализ и разработать критерии оценки качества и происхождения винопродукции;
  • разработать методики определения качественного состава и концентрации органических кислот;
  • разработать экспресс-метод оценки подлинности виноградных вин;
  • разработать технологию кислотопонижения с применением различных технологических приемов;
  • разработать техническую документацию;
  • дать экономическое обоснование.

1.4 Научная новизна. Теоретически обоснована технология комплексного кислотопонижения, включающая снижение массовой концентрации титруемых кислот на стадии обработки сусла с помощью химических реагентов и корректировку состава кислот на стадии обработки виноматериалов. Установлены закономерности изменения концентраций различных кислот виноградных вин в зависимости от типа химических реагентов, момента их введения, условий проведения процесса.

Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность использования показателей массовой концентрации свободных и связанных кислот в качестве критерия для оценки подлинности виноградных вин. Получены новые сведения об изменении концентраций свободных и связанных органических кислот в зависимости от технологических приемов обработки виноматериалов. Впервые на основе кластерного анализа кислотных профилей вин и рКспектров осуществлена идентификация качества вин, выделены группы продукции, характеризующиеся одинаковым качеством, идентичностью физико-химических показателей и продолжительности хранения (выдержки).

1.5 Практическая значимость. Разработана и апробирована технология комплексного кислотопонижения в виноградных винах с применением химических реагентов и яблочно-молочных бактерий, обеспечивающая улучшение их качества и органолептических показателей. Расчетный экономический эффект составил в среднем 7 тыс. руб./1000 дал виноматериала. Оформлены и зарегистрированы в установленном порядке научно-практические рекомендации по проведению кислотопонижения в винопродукции. Разработана методика определения концентрации органических кислот методом зонного капиллярного электрофореза. Оформлен стандарт предприятия. Разработаны и апробированы в условиях лаборатории ГНУ СКЗНИИСиВ методики оценки подлинности винодельческой продукции на основе анализа кислотных профилей и pKспектров.

1.6 Апробация работы. Основные положения работы доложены на международной конференции «От фундаментальной науки – к новым технологиям. Химия и биотехнология активных веществ, пищевых продуктов и добавок. Экологически безопасные технологии» (Тверь, 2002 г), на 5-й международной конференции по анализу объектов окружающей среды «Экоаналитика - 2003» (СПетербург, 2003 г.), на VII Всероссийском конгрессе «Здоровое питание населения России» (Москва, 2003 г.), на межрегиональной научно-практической конференции «Эколого-экономические проблемы региональных товарных рынков» (Красноярск, 2004 г.), на международной научно-практической конференции «Стратегия развития пищевой и легкой промышленности» (Алматы, 2004 г.), на международной научно-практической конференции «In Wine 2005» (Кишинев, 2005 г.).

1.7 Публикации. По результатам диссертационных исследований опубликовано 7 статей в журналах, 12 тезисов докладов. Получен патент РФ на изобретение № 2246108.

1.8 Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературных источников, экспериментальной части (две главы), выводов и списка литературы. Основная часть работы изложена на 136 страницах компьютерного текста и содержит 23 таблицы и 22 рисунка. Список публикаций включает 180 научных публикаций, в том числе 84 публикации зарубежных авторов.

2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

В качестве объектов исследований использовали виноградные виноматериалы и вина, произведенные предприятиями Краснодарского края, а также образцы винопродукции, отобранные контролирующими организациями из торговой сети. Для проведения химического кислотопонижения применяли препараты отечественного и импортного производства (Германия, Франция, Италия). Биологическое кислотопонижение (яблочно-молочное брожение, ЯМБ) проводили с помощью молочнокислых бактерий рода Leuconostoc oenoc. Для определения основных показателей химического состава объектов применяли стандартные методы ГОСТ и ГОСТ Р, а также методики, изложенные в методических рекомендациях ИВиВ “Магарач”. Для анализа качественного состава летучих компонентов виноматериалов и глицерина использовали газожидкостную хроматографию («Кристалл 2000 М»). Для определения концентрации катионов металлов применяли метод атомной абсорбции («Квант-АФА», Россия). Концентрацию органических кислот определяли методом высокоэффективного капиллярного электрофореза («Капель-103Р», Россия) по разработанной нами методике (СтП № 020.30.18.010/2006). Для оценки подлинности винопродукции использовали расчетные критерии Международной организации винограда и вина (МОВВ), а также разработанные нами методики на основе анализа кислотных профилей и pKспектров.

Статистическую обработку результатов исследований осуществляли методами вариационной статистики с использованием программ персонального компьютера Statistica (StatSoft, Inc). Уровень вероятности 0,95. Для прочих расчетов применяли следующие программы: Excel (Microsoft Corporation), Sigmaplot (Systat Software, Inc), MATLAB (MathWorks, Inc), Ch Professional (SoftIntegration, Inc), собственные программы, написанные на языке Delphi Language [Object Pascal] (Borland Software Corporation).

Схема диссертационных исследований приведена на рис. 1.

Рисунок 1 – Схема проведения теоретических и экспериментальных ис­сле­до­ва­ний

3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Исследование процесса кислотопонижения в производстве виноградных вин. Исследования последних 15-20 лет показали, что в винограде и большинстве виноматериалов, вырабатываемых предприятиями Краснодарского края, наблюдается высокая концентрация титруемых кислот, превышающая значения, допустимые ГОСТ 7208-93. В связи с этим возникла необходимость изучить их изменение в натуральных сухих виноматериалах в зависимости от сорта винограда, места его произрастания, технологии производства и модифицировать способы кислотопонижения.

Анализ результатов (табл.1) свидетельствует о том, что большая часть приготовленных виноматериалов имеет повышенные значения концентраций титруемых кислот, в том числе яблочной. Сопоставляя приведенные результаты, можно отметить, что накопление титруемых кислот в хозяйствах Темрюкского района выше, чем в Анапском районе, особенно яблочной кислоты, что, скорее всего, связано со специфическими почвенно-климатическими условиями, т.к. агротехнические приемы и применяемые средства защиты были, в основном, идентичны.

Можно также отметить, что белые сорта винограда характеризовались большим накоплением суммы кислот, чем красные. При этом массовая концентрация винной кислоты лишь незначительно превышала количество яблочной кислоты. Последующие общепринятые приемы технологической обработки, в том числе обработка холодом, приводят к некоторому уменьшению концентраций органических кислот, преимущественно винной. Концентрация яблочной кислоты практически не меняется.

Учитывая актуальность проблемы, проведено сравнительное испытание различных способов кислотопонижения на высококислотных белых и красных натуральных виноматериалах. Снижение массовой концентрации титруемых кислот проводили с помощью химических реагентов, бактерий яблочномолочного брожения (ЯМБ) и комбинированным путем – химическим (с помощью карбоната калия) и ЯМБ. Учитывая, что большинство химических препаратов содержали катионы калия или кальция, по окончании кислотопонижения контролировали массовые концентрации не только органических кислот, но и катионов калия и кальция.





Полученные результаты (табл. 2) показали, что обработка большинством химических препаратов, за исключением неоантицида, способствует снижению массовой концентрации титруемых кислот за счет винной кислоты, а яблочная остается практически неизменной.

Применение неоантицида, особенно при его дробном введении, обеспечивает некоторое уменьшение концентрации как винной, так и яблочной кислоты. Широко применяемая обработка вин холодом привела к небольшому (недостаточному) уменьшению количества обеих исследуемых кислот. Анализируя полученные результаты, было отмечено следующее. Несмотря на достаточно точно рассчитанное и внесенное количество препаратов для кислотопонижения, массовая концентрация катионов калия и кальция увеличивалась.

Выявлена следующая закономерность: чем больше препарата добавляли в виноматериал, тем более возрастала концентрация того или иного катиона. Это позволяет считать, что соотношения между дозировкой соли и количеством кислоты, рассчитанное по чистым растворам, во многокомпонентной системе вина полностью не соблюдается. В результате при последующем хранении в виноматериалах возникают кристаллические помутнения, а в осадках идентифицируются калиевые и кальциевые соли винной и, особенно, яблочной кислоты.

К числу недостатков химического способа кислотопонижения относится также ухудшение вкуса виноматериалов, появление тонов окисленности, сопровождающееся изменением цвета: белые вина приобретали золотистые и желтые оттенки, красные – бурые и коричневые.

С химической точки зрения возможность выпадения осадка винного камня (битартрата калия) зависит не только от концентрации ионов битартрата и калия в вине, но и от разницы в их концентрациях. Известно, что наибольшая стабильность кислой соли, а вместе с ней и устойчивость виноматериала к кристаллическим помутнениям, достигается при равном соотношении анионов и катионов, образующих осадки (т.е. 1:1). Результаты, представленные на рис. 2, показывают, что внесение бикарбоната калия приводит к резкому росту соотношения ионов калия и гидротартрата. Это объясняется уменьшением концентрации винной кислоты за счет выпадения битартрата калия непосредственно после внесения препарата и увеличением концентрации калия за счет внесенного, превосходящим потери при выпадении осадка. Это сопоставление показывает, что внесение бикарбоната калия, несмотря на большее понижение кислотности по сравнению с обычной обработкой холодом, не приводит к повышению стабильности вина к кристаллическим помутнениям из-за создаваемых неравновесных отношений концентраций ионов.

Увеличение дозировки бикарбоната приводит к большему нарушению соотношения анион:катион и провоцирует кристаллические помутнения за счет избыточной концентрации катиона калия. Дальнейшая обработка виноматериалов холодом после внесения бикарбоната калия приводит к некоторому понижению концентрации как катионов, так и анионов, что может быть вызвано осаждением битартрата калия. Однако оптимальное соотношение анион:катион не достигается, и виноматериал остается неустойчивым к кристаллическим помутнениям.

Дробное дозирование препаратов (в 2-3 приема) уменьшает проявление негативных процессов, особенно при использовании малицида и неоантицида.

К числу наиболее эффективных способов снижения концентраций титруемых кислот относится биологическое кислотопонижение. Однако зачастую при высокой концентрации титруемых кислот (13-15 г/дм3) развитие микроорганизмов затрудняется. В связи с этим представляет интерес изучение процессов комплексной технологии кислотопонижения, сущность которой сводится к тому, что сначала химическими методами уменьшают концентрацию титруемых кислот до таких ее значений, при которых впоследствии достаточно эффективно и быстро протекали процессы спиртового брожения и биологического кислотопонижения.

Результаты наблюдений показали, что в вариантах необработанных высококислотных виноматериалов в течение месяца ЯМБ не развивалось. Предварительная обработка виноматериалов холодом привела к тому, что через 2 недели в белом и через 1 месяц в красном виноматериалах медленно развивалось ЯМБ. Обработка виноматериала малицидом до массовой концентрации титруемых кислот 8-10 г/дм3 обеспечила достаточно быстрое накопление биомассы клеток бактерий и забраживание ­– на 4е сутки после внесения бактерий в виноматериале наблюдали появление пузырьков диоксида углерода, на 10-е сутки – в аромате и вкусе ощущались признаки прохождения процесса кислотопонижения, а через 30 суток массовая концентрация яблочной кислоты имела минимальные значения.

Аналогичные процессы, но с меньшей скоростью, протекали при обработке красного сухого виноматериала. Признаки забраживания – выделение СО2 – появились лишь через 3 недели и в течение следующего месяца ЯМБ было завершено. Медленное протекание ЯМБ в красном виноматериале, очевидно, вызвано проявлением ингибирующего действия на бактерии фенольных веществ.

Таким образом, комплексная обработка виноматериалов химическими и биологическими методами обеспечивает снижение величины концентрации титруемых кислот до желаемой величины, способствуя при этом улучшению качества и органолептических показателей винопродукции (табл. 3).

Химические реагенты-кислотопонижатели использованы на стадии обработки виноградного сусла белых и красных сортов винограда. Снижение массовой концентрации титруемых кислот проводили до величины, не оказывающей отрицательно влияния на последующий процесс брожения, т.е. 8-10 г/дм3. Полученные данные показали, что кислотопонижение приводило к более быстрому забраживанию сусла, равномерному брожению и полному сбраживанию сахаров.

В контрольных вариантах забраживание проходило медленно, что, очевидно, связано с отрицательным влиянием высоких концентраций органических кислот на винные дрожжи чистых культур. Более того, микроскопирование проб забродивших контрольных вариантов показало наличие и развитие диких дрожжей, адаптированных к условиям среды. Наибольший эффект обеспечило применение неоантицида и калината как для белых, так и для красных сусел.

Установлено, что использование реагентов для кисло­то­по­ни­жения на стадии сусла приводило к уменьшению концентраций органических кислот, винной – на 60-80% и яблочной – на 40-60%. Однако в процессе последующего спиртового брожения за счет ферментативных превращений в цикле трикарбоновых кислот в виноматериале массовая концентрация винной кислоты составила 3,5 г/дм3 и яблочной – 1,2 г/дм3.



Pages:   || 2 |
 

Похожие работы:







 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.