Совершенствование технологии производства природно-полусладких вин в условиях российской федерации

На правах рукописи

МЕХУЗЛА НИКОЛАЙ НИКОЛАЕВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ПРИРОДНО-ПОЛУСЛАДКИХ ВИН В УСЛОВИЯХ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Специальность 05.18.07 – Биотехнология пищевых продуктов и биологических активных веществ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва – 2011

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет пищевых производств» на кафедре «Технология виноделия».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Щербаков Сергей Сергеевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Панасюк Александр Львович

кандидат технических наук

Точилина Регина Петровна

Ведущая организация: Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А.Тимирязева.

Защита состоится «23» июня 2011 года в 10 часов в ауд. 101 на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.148.04 при ГОУВПО «Московский государственный университет пищевых производств» по адресу: 125080, Москва, Волоколамское ш., д. 11.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью учреждения, просим направлять по адресу: 125080, Москва, Волоколамское ш., д. 11, МГУПП, ученому секретарю Совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУВПО МГУПП.

Автореферат разослан «____» ________ 2011г.

Ученый секретарь

Совета Д 212.148.04

кандидат технических наук Тимофеев Д.В.

Общая характеристика работы

Актуальность работы: За прошедшее десятилетие в Российской федерации значительно возрос интерес потребителей к столовым винам. Полусладкие вина занимают особое место на потребительском рынке нашей страны, пользуясь неизменной популярностью. Соответственно исследования в данной области имеют большое значение для развития винодельческой отрасли Российской федерации. Значительная популярность полусладких вин на российском рынке объясняется особенностью их органолептических свойств - наличием в составе вин сахаров (от 18 до 45 г/дм), смягчающих воздействие кислотности. Особое место в ассортименте виноградных столовых вин занимают природно-полусладкие вина, вырабатываемые по классической технологии, с остановкой брожения на определенной стадии, с тем, чтобы в вине оставалась часть природного сахара виноградной ягоды в вышеуказанных пределах. По этой технологии получают вина с уникальным органолептическим сложением, которым присущ тонкий аромат и нежный тон виноградной ягоды со сложными оттенками ярко выраженных сортовых особенностей в сочетании с тонами свежести и насыщенности вкуса молодого вина.

К сожалению, до настоящего времени природно-полусладкие вина в России практически не производятся. Это приводит к тому, что эта весьма существенная ниша российского рынка находится, практически полностью, в в руках зарубежных производителей. В связи с этим нами выдвинута задача по созданию современной технологии производства природно-полусладких вин. При этом эффективность решения должна характеризоваться следующими основными требованиями:

- сокращение энергетических затрат при производстве;

- оценка эффективности современых достижений мировой науки о вине с целью внесения технологических новшеств в технологию производства полусладких вин;

- научное обоснование режимов, обеспечивающих высокое качество получаемой продукции по сравнению с винами, выработанными по классической технологии.

Цель и задачи исследования. В работе нами были поставлены следующие основные задачи:

- Сформулировать основные технологические требования при производстве природно-полусладких вин

- Исследовать пути возможного сокращения энергетических затрат при производстве природно-полусладких вин.

- Установить оптимальные условия проведения процесса мацерации для повышения ароматичности и интенсивности окраски (иными словами, для более полного раскрытия и извлечения потенциала фенольных и ароматических веществ виноградной ягоды) при производстве вин данного типа.

- Исследовать вопрос применения комплексных ферментных препаратов действия для более эффективного проведения процесса мацерации и сокращения сроков процесса, и также исследовать эффективность нового поколения российских ферментных препаратов гидролитического действия.

- Изучить возможность исключения отрицательного воздействия оксидазных ферментов на качество продукта.

- Исследовать белковый состав полусладких вин, при различных методах их производства, с точки зрения стабильности к белковым помутнениям.

- Изучить динамику изменения антиоксидантной активности полусладких вин при различных методах их получения.

- На основании результатов исследований разработать новую технологию производства природно-полусладких (разумеется, и природно-полусухих) вин, которая позволила бы получать высококачественные вина, в соответствии со сформулированными требованиями.

Научная новизна работы. Выявлены условия (температура, продолжительность, динамический режим), на основе которых предложен режим проведении я процесса мацерации, который может представлять собой основу для повышения ароматичности и экстрактивности при получении красных полусладких вин в целом.

Доказана высокая эффективность двух российских комплексных ферментных препаратов нового поколения “Пектинлиазы” и “Ксибетена-цел” по сравнению с зарубежными ферментными препаратами.

Определен оптимальный режим проведения десорбции полифенолоксидазы.

Показано что полифенолоксидаза и пероксидаза полностью ингибируются в ходе проведения процесса брожения.

Установлено наличие в сусле и вине ингибиторов (фенольной природы) оксидазных ферментов лакказы, пероксидазы и тирозиназы.

Доказана высокая эффективность внесения сульфид-иона для полного ингибирования действия тирозиназы, и диоксида серы для ингибирования действия полифенолоксидазы (полное ингибирование фермента в десорбированном состоянии).

Впервые подробно изучена динамика изменения антиоксидантной емкости на всех этапах производства полусладких вин.

Практическая значимость. Работа развивает исследования, проводимые в нашей стране с целью создания новых технологий производства столовых вин и совершенствования существующих.

На основании результатов проведенных исследований предложен способ производства полусладких вин (Патент РФ №2334791), получивший название Поэтапная технология, который позволяет сохранить все особенности классической технологии, при значительном сокращении энергетических затрат (по сравнению с классической технологией) и обеспечить высокое качество получаемого продукта.

Разработана Технологическая инструкции по производству вина виноградного и виноматериала виноградного обработанного натурального природно-полусладкого красного “Саперави”.

Результаты диссертационной работы подтверждены актами производственных испытаний и актами экспериментальной проверки в производственных условиях разработанной Поэтапной технологии на предприятии ООО «Вина и Воды Абхазии».

Ожидаемый экономический эффект от внедрения Поэтапной технологии производства полусладких вин составит 2234 руб. на 100 дал производимой продукции.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы представлены на шестой школе-конференции с международным участием «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства их реализации, 18-19 ноября 2008 года, Москва, МГУПП; Х Международной конференции молодых ученых “Пищевые технологии и биотехнологии”, 12 – 15 мая 2009 года, Казань, КГТУ; ХI Международной конференции молодых ученых “Пищевые технологии и биотехнологии”, 13 – 16 апреля 2010 года, Казань, КГТУ; III Международной научно-технической конференции “Инновационные технологии и оборудование для пищевой промышленности (приоритеты развития)”, 22 – 24 сентября 2009 года, Воронеж, ВГТА и на III Всероссийской научно-технической конференции с международным участием “Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания”, 11 декабря 2009 года, Челябинск, ЮУГУ.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 8 печатных работ (в том числе 2 публикации в ведущих рецензируемых научных журналах, определенных ВАК и 1 патент на изобретение).

Структура и объем диссертации.

Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка литературы, включающего 104 источника, и приложений. Работа изложена на 139 страницах машинописного текста, включая 21 таблицу и 28 рисунков.

Краткое содержание работы

1 Введение

Во введение отражена актуальность выбранной темы, определены цель и задачи научного исследования, изложена научная новизна и практическая значимость полученных результатов.

2 Обзор литературы

В обзоре литературы приведены сведения о существующих способах производства полусладких вин, проанализированы их преимущества и недостатки. Рассмотрены различные способы совершенствования технологии производства полусладких вин имевшие место в нашей стране и за рубежом. Также рассмотрены вопросы эффективности применения ферментных препаратов при производстве полусладких вин, антиоксидантных свойств вин, воздействия окислительных ферментов виноградной ягоды и белка на качество продукта. Сформулированы основные требования к природно-полусладким винам. Обосновано направление исследований работы.

3 Экспериментальная часть

3.1 Материалы и методы

В работе подвергались сравнению образцы полусладких вин, полученные в лабораторных условиях из столово-технических и технических сортов винограда по предлагаемой и классической технологии, с предварительными проведением процесса мацерации и без. При исследовании эффективности применения ферментных препаратов в производстве полусладких вин рассматривались российские ферментные препараты нового поколения “Пектинлиаза” и “Ксибетен-цел”, которые сравнивались с зарубежными препаратами серии Тренолин и отечественным препаратом Поликанесцин, рекомендованными к применению в отрасли.

Для выполнения аналитических исследований применяли общеизвестные физико-химические методы анализа, описанные в специальной научно-технической и отраслевой литературе. Физико-химические показатели вин определяли следующими методами: определения массовой концентрации приведенного экстракта, летучих и титруемых кислот, диоксида серы, объемной доли этилового спирта проводили по соответствующим методикам ГОСТ; общего содержания фенольных соединений – по методу Фолина-Чокальтеу; содержания антоцианов –по колориметрическому методу; цветовых характеристик – по ускоренному методу МОВВ; ароматических компонентов, фенольных кислот и состава сахаров – при помощи ВЭЖХ; массовой доли взвесей в сусле – гравиметрически; относительной вязкости – с помощью вискозиметра через определение времени истечения; определение концентрации белка - методом Мэрион Брэдфорд; антиоксидантной емкости – с использованием катион-радикала ABTS; лакказной активности – по 2,6-диметоксифенолу; пероксидазной активности – по субстрату ABTS; полифенолоксидазной активности – по пирокатехину.

Все определения проводились в 3-х повторностях. В диссертации представлены средние арифметические данных 3-х повторностей. Статистическую обработку данных проводили с применением стандартного пакета программ.

3.2 Результаты исследований и их обсуждение

На основании данных, приведенных в обзоре литературы, нами было установлено, что основным фактором, сдерживающим развитие производства природно-полусладких вин по классической технологии, являются высокие энергетические затраты, сопряженные с данной технологией. В связи с этим, основной проблемой, требующей решения для разработки новой технологии получения природно-полусладких вин, является поиск путей снижения энергоемкости производства, разумеется, не в ущерб качеству.

Возможность решения этой проблемы, по нашему предположению, могла бы быть заключена в разделении процесса производства природно-полусладких вин на этапы. Разделение осуществлялось бы путем отбора определенной части свежего сусла для дальнейшего использования в качестве подслащивающего компонента, и хранении только этого объема сусла при пониженной температуре (- 1° С). При условии, что основной объем сусла (или мезги) подвергается брожению насухо и хранится в винохранилище при общепринятой для хранения сухих виноматериалов температуре – не выше 14° С. Далее, по мере необходимости сухой виноматериал объединяется с отобранным свежим суслом непосредственно перед розливом. При этом основным требованием соответствия является необходимость строгого обеспечения происхождения отобранного свежего сусла и сухого виноматериала из одной партии винограда одного и того же сорта с одного участка. Только в этом случае, по нашему мнению, можно достичь желаемого результата.

Несмотря на то, что, как и в купажной технологии, в предлагаемой технологии имеет место внесение подслащивающего компонента, ключевым и принципиальным отличием предлагаемой технологии от купажной является внесение свежего сусла, полученного, как уже было сказано, непременно того же сорта и партии винограда с того участка, что и для сухого виноматериала. Это обязательное условие и обеспечивает фактическое разделение процесса производства полусладких вин на этапы, в то время как при получении полусладких вин по купажной технологии, имеет вместо внесение вакуум-сусла, полученного из винограда невысокого качества и, в абсолютном большинстве случаев, из другого сорта винограда. Поэтому вина, получаемы по предлагаемой технологии, также как и по классической технологии, благодаря разделению процесса их производства, не подвержены внесению при купажировании посторонних компонентов, и именно по этой причине, они по своему качеству не должны уступать полусладким винам по классической технологии, и могут называться природно-полусладкими винами.

3.2.1 Сравнительное исследование образцов полусладких вин, полученных различными способами

Для подтверждения целесообразности выдвинутого нами предложения, в первую очередь, необходимо было получить образцы природно-полусладких вин, из одного и того же сорта винограда с одного участка, одного и того же года урожая по классической технологии и по предлагаемому способу и затем сравнить их.

В данном эксперименте исследовались образцы полусладких вин по предлагаемой и классической технологии из столово-технического винограда сорта Молдова и из высококачественного технического винограда сорта Мерло. При получении образцов проводилась мацерация, во время которой через определенные промежутки времени отбирались пробы сусла.

Образцы полусладкого вина по предлагаемой схеме в обоих опытах получали объединением сухого виноматериала (содержания сахаров в полученном сухом виноматериале – 4 г/дм, спирта – 12,6%) с ранее отобранным свежим суслом, таким образом, чтобы сахаристость в нем соответствовала контрольному образцу. Далее в полученных опытном и в контрольном образцах определяли основные показателей химического состава. Результаты, представленные в таблице 1, показывают, что полусладкие вина, полученные из одного сорта винограда, практически не различаются между собой по значениям основных химических показателей состава.

Таблица 1. Показатели химического состава полусладких вин

Показатель	Полусладкое вино из винограда Молдова		Полусладкое вино из винограда Мерло
	по предлагаемой технологии	по классической технологии	по предлагаемой технологии	по классической технологии
Сахара, г/дм	31,0±1,1	31,0±1,0	33,5±1,3	34,0±1,4
Спирт, %	10,8±0,65	10,7±0,6	10,4±0,45	10,7±0,47
Приведенный экстракт, г/дм	22,4±1,25	22,1±1,22	21,3±1,0	21,0±1,1
Летучие кислоты, г/дм	0,40±0,022	0,35±0,024	0,45±0,021	0,35±0,025
Общее содержание SO2, мг/дм	45±3	35±2	45±2,5	50±3,3
Альдегиды, мг/дм	60±3,2	55±3,1	60±3,4	50±3,3
Эфиры, мг/дм	260±10,1	240±9,2	230±9,1	215±9,0
Фенольные соединения, мг/дм	2822±93	2709±88	2551±77	2452±74
Антоцианы, мг/дм	1278±73	1266±71	1108±69	1058±66

Показатели цветности полученных образцов, представленные в таблице 2, практически идентичны.

Таблица 2. Показатели цветности полученных образцов

Образец		Интенсивность окраски	Оттенок окраски
Полусладкое вино из винограда Молдова по предлагаемой технологии		3,559±0,13	0,355±0,017
Полусладкое вино из винограда Молдова по классической технологии		3,661±0,14	0,371±0,019
	Полусладкое вино из винограда Мерло по предлагаемой технологии	2,846±0,11	0,339±0,018
	Полусладкое вино из винограда Мерло по классической технологии	2,980±0,13	0,353±0,02