автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.07, диссертация на тему:Научное обоснование и разработка технологии шампанизации вина на основе регулирования физиологии и метаболизма дрожжей

российская академия

г^ сельскохозяйственных наук

СП

с-Т ° =

о

=е На правах рукописи

сс

1 —

т>

Си I

РЕЙТБЛАТ Бэлла Борисовна

научное обоснование и разработка технологии шампанизации вина на основе регулирования физиологии и метаболизма дрожжей

Специальность 05.18.07 -Технология алкогольных и безалкогольных пищевых продуктов

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени доктора технических наук в форме научного доклада

МОСКВА -1997 г.

Работа выполнена в Отраслевой научно-исследовательско] лаборатории технологии игристых вин Всесоюзного заочной института пищевой промышленности, во Всероссийском научно исследовательском институте пивоваренной, безалкогольной ] винодельческой промышленности, в Университете Гронинге] (Голландия).

Официальные оппоненты:

Доктор химических наук, профессор КЛЯЧКО Ю.А.

Доктор биологических наук, профессор ПИСАРНИЦКИЙ А.Ф.

Доктор технических наук, профессор ПАНАСЮК А.Л.

Ведущая организация:

Московский экспериментальный завод шампанских вин - АО "Корнет"

Защита состоится "-¿У" 1997 г. в М00 ч, н;

заседании диссертационного совета Д.020.81.01. при Российско! Академии сельскохозяйственных наук по адресу: 119021, Москва ул. Россолимо, 7.

С диссертацией в форме научного доклада можно ознакомитьс; в библиотеке Россельхозакадемии.

Автореферат разослан "«¿3 " ^ОЛ,_^^у г

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук

О.В. Кислякова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В период обострившейся в России конкуренции отечественных и зарубежных товаропроизводителей винодельческой продукции большое значение приобретают проблемы обеспечения стабильности качественных показателей выпускаемой продукции , а также расширения ассортимента высококачественного шампанского и игристых вин.

Разработанный в нашей стране метод шампанизации вина в непрерывном потоке способствовал быстрому развитию и модернизации производства (Г.Г. Агабальянц, A.A. Мержаниан, С.А. Брусиловский). Исследования, проводимые при нашем творческом участии с 1972 года , были направлены на кардинальное совершенствование этого метода и разработку принципиально новой технологии шампанизации вина при повышенной концентрации иммобилизованных клеток дрожжей. В основу этой технологии была положена идея воссоздания при шампанизации вина поточным методом в крупных резервуарах физико-химических и биохимических процессов, протекающих при шампанизации традиционным методом.

Прикладные исследования в области производства шампанского базировались на раскрытии и глубоком изучении механизма биохимических и микробиологических процессов, протекающих при шампанизации вина (С.П. Авакянц, Н.И. Бурьян, Г.Г. Валуйко, E.H. Датунашвили, Е.С. Дрбоглав, Е.И. Квасников, З.Н. Кишковский, А.И. Опарин, А.К. Родопуло, Н.Ф. Саенко, Н.Г. Саришвили, Н.М. Сисакян).

При современном уровне научно-технического прогресса в виноделии, актуальной задачей является разработка новых видов продукции и технических решений на основе углубленных исследований физиологических и биосинтетических функций селекционированных рас дрожжей.

Полученные результаты исследований и их промышленная проверка особенно актуальны в связи с возможностью улучшения качества и повышения конкурентоспособности шампанского и игристых вин.

Цель работы и задачи исследований. Цель работы заключалась в создании комплекса новых технологических процессов производства шампанского и игристых вин на основе регулирования физиологии и метаболизма дрожжей.

Поставленная цель достигалась решением следующих задач: - изучение факторов, стимулирующих функциональную деятельность дрожжей при шампанизации вина;

- изучение перестройки структурной организации дрожжевых клеток под влиянием условий окружающей среды;

- научное обоснование и разработка технологического процесса шампанизации вина с использованием повышенной концентрации иммобилизованных клеток дрожжей в одноемкостной системе;

- совершенствование процесса подготовки виноматериалов к шампанизации на основе обогащения его биологически активными компонентами дрожжей;

- исследование процесса созревания шампанизированного вина, установление зависимости "технологические параметры - качество";

- изучение закономерностей роста и размножения дрожжей при аэробном культивировании, а также функциональных особенностей клеток при их анаэробной адаптации;

- совершенствование технологических приемов приготовления сахаросодержащих субстратов на основе стимулирования биосинтетических функций дрожжей;

- разработка новых видов игристых вин и напитков;

- разработка технологии игристых вин с пониженным содержанием этанола .

Научная концепция. В основу решения проблемы разработки процесса шампанизации вина положена идея изучения и направленного регулирования метаболических и биосинтетических функций дрожжей.

Научная новизна. Научно обоснованы и экспериментально подтверждены пути повышения метаболической деятельности дрожжей на различных стадиях процесса шампанизации.

Развита концепция управления качеством продукции на основе направленного регулирования функциональной деятельности дрожжей и интенсификации биосинтетических процессов.

Впервые изучена перестройка структурной организации клеток дрожжей при проведении процесса шампанизации в новых условиях. Показано, что усиление физиологической активности культуры и каталитических реакций при иммобилизации обусловлено изменением их структурной организации. Научно обоснована необходимость дифференциации клеток дрожжей по их физиологической активности при шампанизации вина в потоке с целью моделирования традиционной технологии.

Впервые в производстве шампанских вин изучено влияние источника углерода на репродуктивную функцию дрожжевой популяции и установлена взаимосвязь между физиологической активностью культуры и структурными особенностями клетки в зависимости от концентрации сахара в субстрате.

Теоретически обоснованы требования к составу производственных питательных субстратов для культивирования дрожжей,

впервые определены условия жизнедеятельности дрожжей, обеспечивающие повышение биосинтетической активности культуры.

Впервые показана необходимость проведения адаптации дрожжей к условиям шампанизации, решена проблема полного восстановления бродильной активности культуры.

Впервые установлено избирательное воздействие растительных экстрактов на физиологическую активность шампанских рас дрожжей, установлены группы продуктов растительного происхождения, оказывающие стимулирующее или депрессирующее воздействие на дрожжи Saccharomyces cerevisiae. Исследован бактериостатический эффект при использовании растительных экстрактов.

Новизна полученных результатов защищена рядом авторских свидетельств, российскими и международными патентами.

Практическая значимость. Разработанная система технологий производства шампанского, включающая стадии подготовки виноматериалов, культивирования дрожжей, приготовления ликеров и шампанизации вина, внедрена на подавляющем большинстве заводов шампанских вин России, стран СНГ и Балтии, что обеспечило значительное улучшение качества выпускаемой продукции, повышение эффективности производственных процессов и конкурентоспособности продукции.

Определены условия повышения биологической ценности производственных субстратов при производстве шампанского, новых видов игристых вин и напитков.

Предложены аналитические зависимости и математическое описание, характеризующее технологические процессы и позволяющее прогнозировать результаты при различных технологических режимах, а также модели "технологические параметры - качество", являющиеся основой для управления качеством продукции.

Разработаны регламенты для строящихся и реконструируемых действующих предприятий, а также описания технологических процессов, переданные зарубежным фирмам в рамках лицензионных соглашений.

Разработанная технология награждена Золотой медалью Всемирной организации интеллектуальной собственности ( Женева, 1988) и включена в Международный кодекс технологических приемов в виноделии (Париж, 1985), а также в действующие "Технологические инструкции по производству и контролю качества Советского шампанского ". Эксперименальные и производственные исследования, направленные на совершенствование микробиологических процессов использованы при разработке "Инструкций

по микробиологическому контролю производства Советскогс шампанского".

Разработана технология производства игристых вин с пониженным содержанием этанола на основе шампанизации деалкоголизированных виноматериалов, позволяющая восстановит! и повысить биохимические и органолептические показателя продукта.

Результаты исследований использованы также в новы? технологиях красных и белых игристых вин, что позволило значительно расширить ассортимент высококачественно! продукции.

На основе разработанных технологий утверждена нормативна* документация и освоен выпуск новых видов высококачественны? игристых вин и напитков: "Жемчужина Азербайджана", "Дайнава" "Коралл", "Браво", "Лиго", "Курземе", "Баусское игристое", "Санкт Петербург", "Межрозите", "Маргриета" и др.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены не научных конференциях Всесоюзного заочного института пищевод промышленности в 1973-1989 г.г., на Республиканской конференции "Состояние и перспективы развития шампанского производства" (Одесса, 1978), на Всесоюзной научно-практической конференции Минплодовощхоза ( Москва, 1981), на Всесоюзной конференции "Пути повышения эффективности винодельческого произвол ства"(Москва, 1983), на Национальном симпозиуме по виногра дарству и виноделию с международным участием "Вино - традиции технология, экономика" (София, НРБ, 1986), на заседании НТС Научно-производственного объединения напитков и минеральны? вод ( Москва, 1990), на XV Международном симпозиуме по дрожжам (Рига,1991).

Публикации. По материалам диссертации опубликована 81 печат пая работа, из них 29 авторских свидетельств СССР и патенто! Российской Федерации, а также Европатент, патенты США Канады, Испании, Португалии и Греции.

Объем и структура работы. Диссертация в форме научного докладе изложена на 68 стр., содержит 18 таблиц и 15 рисунков.

Основные положения, выносимые на защиту.

- системный подход к проблеме повышения физиологической активности и метаболизма на различных этапах процесс! шампанизации вина;

- направленное регулирование жизнедеятельности дрожжей - ка! средство управления качеством продукции и повышение эффективности производства;

- установление взаимосвязи между физиологической активностьк культуры и структурной организацией клетки;

■ технологический процесс шампанизации вина в одноемкостной :истеме с использованием повышенной концентрации иммобилизованных клеток дрожжей;

• способ культивирования дрожжей и их адаптация к условиям шампанизации;

■ методы повышения биологической ценности производственных субстратов;

■ технология новых видов игристых вин;

■ технология игристых вин с пониженным содержанием этанола;

избирательное воздействие растительных экстрактов на физиологическую активность дрожжей.

Объекты и методы исследований. В работе использовали виноматериалы из белых и красных сортов винограда, применяемые для производства Советского шампанского и игристых вин.

Исследуемые штаммы дрожжей были выделены из производственных субстратов заводов шампанских вин, использовали также селекционированные штаммы дрожжей из коллекции Отраслевой научно-исследовательской лаборатории технологии игристых вин. Концентрацию дрожжевых клеток эпределяли непосредственным подсчетом (Селибер, 1962), яефелометрическим методом (Вечер, Курбатова, 1965), а также инфракрасным концентратомером дрожжей ИКД-1 (Козловский, Бурьян, 1977). Активность дыхания и брожения дрожжей эпределяли методом открытой манометрии в аппарате Варбурга [Умбрейт и др., 1951). Флокулирующую способность дрожжевых слеток определяли седиментационным методом ( Жвирблянская, 1978 ). Эффективность массообменных процессов определяли сульфитным методом (Виестур и др. 1967). Концентрацию растворенного кислорода измеряли полярографическим датчиком мембранного типа (Кантере, 1969, Цибулъкова, 1972). Изучение регуляции синтеза биомассы дрожжей проводили в ферментере вортексного типа "Gallenkamp - Се Са" и в разработанной нами экспериментальной установке. Микробиологические исследования проводили с помощью фазово-контрастной и электронной микроскопии. Подготовку и фиксацию препаратов, электронно-микроскопические исследования проводили в лаборатории электронной микроскопии университета Гронинген ( Голландия) по специальным методикам (Veenhuis etc., 1982).

В процессе исследований пользовались методами анализа, принятыми в энохимии ( Авакянц, 1968, Агабальянц, 1969, Мержаниан, 1979 ), а также стандартными методами, изложенными з соответствующих ГОСТах.

Расчет показателей роста культур дрожжей проводили с помощью разработанных методов ( Малек и др. 1968, Перт, 1978 ).

Результаты аналитических исследований обрабатыва корреляционным, дисперсионным и регрессионным методами п 5% уровне значимости.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Ведущая роль в производстве шампанского и игристых в. принадлежит микробиологическим, биохимическим и физш химическим превращениям, происходящим под воздействие ферментных систем дрожжей. На основании изучения функщ нальных особенностей дрожжей на различных стади технологического процесса предложены пути регулирования : метаболической активности.

Повышение физиологической активности иммобилизованных дрожжевых клеток при шампанизация вина Принципиальным решением проблемы воспроизведен] процессов, протекающих при шампанизации традиционном методе в условиях непрерывной технологии явилось проведение процес при повышенной концентрации иммобилизованных клет< дрожжей. Применение этого метода позволило создать условия д.] последовательного контакта шампанизируемого вина дрожжевыми клетками различного возраста и физиологическо. состояния. Наиболее подходящим инструментом регулирован! биохимических и микробиологических процессов в непрерывнь технологиях является использование иммобилизованных клетс микроорганизмов.

Иммобилизация клеток успешно используется в последнее вреъ в ряде микробиологических производств, и, в частности, виноделии ( Н.И. Бурьян, К.А. Кащеенко, З.Н. Кишковский, А. ] Панасюк, Н.Г.Саришвили, С. Сап1агеШ, С. Этез, М. Бихш, ! МаНк).

Из многочисленных методов иммобилизации клеток нами бь: выбран метод адсорбции, позволяющий избежать применения качестве носителей токсичных соединений, обеспечит беспрепятственный обмен веществ в клетке. При этом метох исключается жесткое фиксирование клеток в глубинных слоя сорбента, и при снижении адсорбционной способности стареющи дрожжевых клеток достигается их отрыв и перемещение с токо вина, обеспечивая тем самым последовательный контак шампанизированного вина с дрожжами различного физи< логического состояния. Кроме того , наличие сорбента способствуе более равномерному распределению клеток в среде, увеличена поверхности контакта фаз.

Природа сорбента оказывает существенное влияние на физиологическую активность дрожжей. Испытывались сорбенты, нашедшие наибольшее применение в бродильных производствах: полиэтиленовые, керамические , древесина дуба. Установлено, что дыхательная и бродильная активность иммобилизованных клеток дрожжей возрастает в 1,6 - 1,8 раза по сравнению с флуктуирующими. При сравнении отдельных видов сорбента показано, что максимальную дыхательную и бродильную активность дрожжи проявляют на сорбенте из древесины, который был рекомендован для использования в производственных условиях. Стимулирующее воздействие сорбента на жизнедеятельность дрожжей объясняется повышением у его поверхности концентрации биологически активных веществ, выделяемых клеткой в субстрат. Показано, что физиологическая перестройка клеток при иммобилизации обусловлена изменением их ультраструктурной организации. Существенные различия между флуктуирующими и иммобилизованными клетками наблюдались в строении клеточной стенки и цитоплазматической мембраны (рис. 1). Клеточная стенка иммобилизованных дрожжей утолщалась, поверхность цитоплазматической мембраны увеличивалась за счет формирования везикулярных инвагинаций, усиления извилистости и складчатости контура. Отражением повышения физиологической активности иммобилизованных клеток является значительное усиление митохондриогенеза, периферийная и центральная локализация эндоплазматического ретикула, выполняющего важную роль в обменных процессах клетки (рис. 2). Одним из важнейших показателей функциональной деятельности дрожжевой популяции являлось увеличение числа митохондрий, укрупнение их размеров и усложнение структурной организации.

Указанные изменения обуславливают усиление биосинтетической активности культуры, а также каталитических реакций, протекающих под воздействием иммобилизованных клеток дрожжей.

Величина поверхности сорбента, определяющая концентрацию клеток на различных стадиях процесса, была выбрана в качестве инструмента для воспроизведения условий традиционной технологии при шампанизации в крупных резервуарах.

Установленные закономерности основных периодов шампанизации традиционным методом связаны, главным образом, с фазами развития дрожжевой популяции, обуславливающими трансформацию компонентов вина (С.П. Авакянц). Сравнительное изучение жизнедеятельности дрожжей на различных этапах традиционной шампанизации и процессов, происходящих при шампанизации вина в одноемхостной системе с иммобилизацией

Рис. 1. Влияние природы сорбента на строение цитоплазма-

тической мембраны иммобилизованных клеток дрожжей

1 - флуктуирующие клетки (контроль);

2 - сорбент - полиэтилен;

3 - сорбент - керамика;

4 - сорбент - древесина дуба.

Рис. 2. Отличительные особенности ультраструктуры флуктуирующих (1) и иммобилизованных (2) клеток дрожжей

клеток на стадиях дображивания и обогащения вина показало ш идентичность. Это позволило осуществить процесс вторичногс брожения флуктуирующими клетками, а последующие стадии ■ иммобилизованными (табл.1). При этом вторичное брожение завершается в минимальные сроки, что очень важно при многократном сокращении общей продолжительности шампанизации при непрерывной технологии.

Таблица 1

Сравнительная характеристика процесса шампанизации вина традиционным и непрерывным методами

Показатели

Способ шампанизации

бутылочный

неперерывныи

Продолжительность, сутки

0 15 30 100 310 0 4 8 12 17

Концентрация

жизнеспособных еди- не об- еди не обна-

дрожжевых кле- 1,2 14,2 18 нич- нару- 4,6 7,4 нич ружены

ток, млн/см^ ные жено ные

Массовая кон-

центрация саха- 23,0 5,0 2,8 1,0 0,8 22 4,0 2,0 1,0 1,0

ра, г/дм3

Азот аминный, 214 159 122 176 194 177 181 192 204 227

мг/дм3

Изучение динамики вторичного брожения в установках с различной структурой потока "вино - дрожжи" и наличием сорбента в аппаратах показало, что на скорость сбраживания сахара существенное влияние оказывают количество аппаратов шампанизации вина, а также объем сорбента (рис. 3). При проведении процесса шампанизации в одном аппарате минимальная продолжительность вторичного брожения (4 - 5 суток) достигается в случае его осуществления флуктуирующими дрожжами.

Стадии дображивания и обогащения вина продуктами автолиза дрожжей проводятся с использованием иммобилизованных клеток. При этом обеспечивается последовательное взаимодействие шампанизируемого вина с дрожжами повышенной функциональной и метаболической активности.

При организации потока снизу вверх молодые клетки, обладая повышенной сорбционной способностью, достаточно прочно удерживаются и накапливаются на поверхности сорбента. По мере старения культуры и ослабления адсорбционной способности

Рис. 3. Динамика вторичного брожения в установках

различной конструкции

1 - спаренная установка (сорбент: 1-ый аппарат -10%,

2-ой аппарат - 60%)

2 - одноемкостная установка (сорбент -100%)

3 - одноемкостная установка (сорбент - 70%)

Условные обозначения:

С - массовая концентрация сахара, г/дм3

I - продолжительность процесса, сутки

При организации потока снизу вверх молодые клетки, обладая товышенной сорбционной способностью, достаточно прочно одерживаются и накапливаются на поверхности сорбента. По мере ггарения культуры и ослабления адсорбционной способности шружных слоев клеточной оболочки дрожжи с током вина теремещаются в верхнюю зону аппарата, в которой происходят 1втолитические процессы.

Таким образом, использование повышенных концентраций иммоби-газованных клеток позволяет интенсифицировать биохимическую Трансформацию компонентов шампанизируемого вина на основе регулирования функциональной деятельности дрожжей.

Влияние условий выдержки шампанизированного вина на формирование его качественных показателей Формированию более высоких типичных качеств шампанского :пособствует выдержка шампанизированного вина после завершения ¡торичного брожения и обогащения его биологически активными ¡еществами дрожжей.

С целью воспроизведения условий, существующих при длительном сонтакте шампанского с дрожжами при традиционной технологии, доводилось изучение процессов, протекающих при выдержке

шампанизированного вина в резервуарах. Как показал исследования, в этот период созревание вина происходит за сч< биохимической трансформации его компонентов. Основньи» факторами, определяющими эффективность процесса являют< наличие дрожжевых клеток, продолжительность их контакта с вине и температура выдержки. Для получения стабильно высоко] качества шампанского было получено математическое описан! процесса, позволяющее проводить его при оптимальнь технологических режимах. Продолжительность выдерж1< варьировали на четырех уровнях (1, 3, 6, 12 мес.), температуру - I трех уровнях (10, 20, 30°С), концентрацию дрожжевых клеток - I трех уровнях (5, 100, 500 млн/см ). Полученные динамические модех позволяют определить значение результирующих факторо определяющих качество продукта. Для определенных выя температурного и временного диапазонов представлен дегустационные оценки (табл.2).

Таблица

Влияние температуры и продолжительности выдержки на качество шампанизированного вина

Время,

Дегустационная оценка, баллы

мес. 10°С 20° С зо°с

1 8,8 8,9 8,8

3 8,9 9,1 9,0

6 9,0 9,2 8,9

12 9,2 9,2 8,8

По этим данным получена номограмма, позволяющая определят дегустационную оценку Б в зависимости от температуры (Т) продолжительности выдержки (г)(рис.4 ):

О (Т; г) = V ( Т= 10°С; т ) + ДБ (Д Т= Т- 10°С; х ) . Анализ полученных данных позволяет рекомендовать проведен! выдержки шампанизированного вина при температуре 20°С в течет трех месяцев, при температуре выдержки 10°С для достижени аналогичных органолептических показателей требуются бол« продолжительные сроки.

Концентрация сахара в субстрате - фактор регуляции метаболических процессов в дрожжевой популяции Содержание сахара в субстрате оказывает решающее воздействь на тип метаболизма дрожжей. Вопреки общепринятому мнению

Рис. 4. Номограмма для определения дегустационной оценки Срок вылержки шампанизированного вина: I -1 мес., II - 3 мес., III - 6 мес., IV - 12 мес. Условные обозначения: ДО - дегустационная оценка, t - продолжительность процесса, месяцы

о том, что для нормальной жизнедеятельности дрожжевых микроорганизмов в качестве основного источника питания необходимы сахара, в данной работе была установлена обратная зависимость между содержанием сахара в субстрате и активностью дыхания и размножения дрожжей. Существенно подчеркнуть, что повышение концентрации глюкозы в субстрате приводит к преобладанию гликолитического пути ее утилизации даже при высоком содержании растворенного в среде кислорода. Показано^ что при исходной концентрации глюкозы в субстрате 0-5 г/дм дыхательная активность дрожжевых клеток имеет максимальные значения, а при ее содержании 20 - 80 г/дм , в начальный период наблюдается репрессия функции дыхания, продолжающаяся от двух до пяти часов (рис.5). При массовой концентрации сахара в субстрате 20 г/дм3 дыхательная активность составляет 80% от максимального значения, а при 50 и 80 г/дм3 - соответственно 52% и 29%.

Рис. 5 Зависимость дыхательной активности дрожжей от массовой концентрации салара в среде Массовая концентрация сахара в среде, г/дм3 А - О, В - 5, С - 20, 0-50, Е - 80-Условные обозначения:

С>02 - удельная активность дыхания, мкл х см3/млн х ч (ЗС02 - удельная активность брожения, мкл х см3/млн х ч

Значение дыхательного коэффициента возрастает с повышение; концентрации сахара в среде независимо от температуры инкубацш что свидетельствует о преобладании анаэробного типа метаболизм дрожжей (рис.6 ). Отмеченные функциональные сдвиги являютс следствием структурной реорганизации клетки. Анализ данны электронной микроскопии клеток, инкубированных на субстратах массовой концентрацией сахара 10 и 50 г/дм показал, что е понижение приводит к интенсивному митохондриогенезу, укру] нению размеров и усложнению строения митохондрий, являющихс основными носителями ферментов (рис.7 ). При повышенно концентрации сахара в субстрате количество митохондрий резк снижается или превращается в недифференцированные структур! что приводит к функциональным изменениям дрожжевой популяци) В связи с этим одним из критериев оценки функционально! состояния клеток дрожжей, отражающим изменения их структурно организации может служить активность митохондриалънь: ферментов, возрастающая с увеличением числа митохондрий клетке.

Д.к в

7

6

5

4

3

2

1

О

И.Е9-

20

И Температура 10' с Ш Температура 20' С

Температура 15' С Температура 25' С

Рис. 6 Влияние концентрации сахара в субстрате и температуры на дыхательную и бродильную функции дрожжей Условные обозначения: Д.к. - дыхательный коэффициент К - концентрация сахара и субстрате, г/дм

Для характеристики метаболической активности дрожжей в зависимости от содержания сахара в субстрате определяли активность НАДФ-зависимой глютаматдегидрогеназы (НАДФТДГ),

катализирующей процессы преобразования азотистых веществ, алкогольдегидрогеназы (АДГ) и малатдегидрогеназы (МДГ), осуществляющих окислительно-восстановительные процессы при алкогольном брожении и в цикле трикарбоновых кислот. Полученные результаты (табл. 3 ) показали, что повышение концентрации сахара в субстрате приводит к ингибированию ферментативной активности. При увеличении содержания сахара в среде с 4 до 100 г/дм3 активность НАД-ГДГ снижалась в 2,5 раза, активность НАДФ-ГДГ - в 1,5 раза, а АДГ - в 1,4 раза, что является еще одним доказательством угнетения жизнедеятельности дрожжевой клетки повышенным содержанием сахара в субстрате.

Изучалось также влияние концентрации сахара в среде на продуктивность процесса и показатель его удельного расхода. При снижении концентрации сахара в среде от 33 до 4 г/дм , которая поддерживалась на постоянном уровне путем дозирования резервуарного ликера в культуральную жидкость, прирост дрожжей

Рис. 7. Дрожжи БассЬ. сегеу!з1ае после инкубации на субстрате

с массовой концентрацией сахара: 1 - 50 г/дм3, 2 - 10 г/дм3

Влияние массовой концентрации сахара в среде на ферментативную активность дрожжевых клеток

Содержание

Активность, ед./мг белка х 10""

сахара в среде, г/дм3 НАДФ - ГДГ НАД - ГДГ АДГ МДГ

аминиро-вание дезамини-рование дезамини-рование

0 306 71,8 > 104,0 61,4 71,4

4 458 88,1 106,0 78,1 109,0

10 443 89,4 81,0 89,1 98,4

20 412 91,4 73,8 98,2 103,0

50 323 77,9 61,8 83,4 147,0

100 297 67,8 42,4 69,8 117,0

возрастал от 306 млн/см3 до 585 мли/см\ продуктивность процесса возрастала в 4,9 раза, а удельный расход сахара снижался в 1,6 раза. Полученные результаты позволили определить оптимальную для размножения дрожжей, постоянно поддерживаемую на уровне 4 - 6 г/дм3 концентрацию сахара в субстрате ( рис.8 ).

По результатам исследований даны рекомендации по снижению массовой концентрации сахара в производственных субстратах, которые включены в действующие "Технологические инструкции по производству и контролю качества Советского шампанского".

При повышенной концентрации сахара в среде нередко наблюдается явление образования клеточных конгломератов, насчитывающих от 10 до 100 клеток, что крайне негативно влияет на процесс воспроизводства дрожжевой популяции, ограничивая транспорт питательных веществ к клеткам, а также снижает эффективность вторичного брожения.

Рис. 8. Влияние массовой концентрации сахара в субстрате на биосинтетические функции дрожжей Условные обозначения: Б - концентрация клеток дрожжей, млн/см А - удельный расход сахара, иг/млн Р - продуктивность процесса, мг/см х ч С - массовая концентрация сахара в среде, г/дм

Наибольшую склонность к агглютинации, приводящей к образованию клеточных конгломератов, проявляют клетки, выращенные на субстрате, содержащем 50 г/дм сахара. При постоянном поддержании сахара в среде на уровне 4 - 6 г/дм3 флокулирующая способность дрожжей минимальна, более 30 мин. клетки находились во взвешенном состоянии, образования конгломератов не наблюдалось (табл. 4). Повышенная концентрация сахара оказывает влияние на состояние поверхностного слоя оболочки клетки, вызывающее агглютинацию дрожжей.

Пути повышения биосинтетической активности дрожжей в процессе их воспроизводства

Современная технология шампанского предполагает использование повышенной концентрации физиологически активных клеток дрожжей. В связи с этим изучались закономерности роста и размножения дрожжей при их аэробном культивировании. В качестве наиболее эффективного был выбран гомогенно-непрерывный метод воспроизводства дрожжей и оптимизированы технологические режимы.

Влияние условий окружающей среды на образование клеточных конгломератов

Время эседания, Температура ,°С рН среды Концентрация сахара, г/дм3

тн. 10 20 30 2,7 3,2 4 7-15 50-2 50

Флокулирующая способность, см3

ю - - - - - - - - 2,5

15 7,7 7,3 - - * - - 2,0 2,2

20 8,0 7,6 - 7,0 7,6 7,5 - 1,9 2,0

30 8,4 7,9 7,5 7,7 8,0 8,0 0,8 1,8 1,9

45 8,6 8,2 7,7 8,0 8,6 8,4 0,9 1,7 1,8

60 8,9 8,6 8,0 9,0 9,2 9,0 1,3 1,6 1,6

Состав шампанских виноматериалов, составляющих основу питательной среды, нестабилен и, как правило, обеднен ростовыми веществами, обеспечивающими активное размножение дрожжей. В процессе биосинтеза содержание общего азота в культуральной жидкости снижается в 4-6 раз. Дрожжи полностью используют шмиачный азот, усваивают значительное количество аминокислот. Дополнительное введение ионов аммония в субстрат активирует дыхательную и биосинтетическую активность дрожжей (табл. 5). Стимулирующий эффект проявляется при введении в среду до 80 г/дм3 аммиачного азота, при этом накопление дрожжевых клеток возрастает в 3-4 раза.

При изучении совместного влияния температуры (в диапазоне 10°С-30°С), активной кислотности среды (рНЗ, рН4) и дополнительного азотного питания на физиологическую активность дрожжей установлено, что максимальную активность дыхания дрожжи проявляют при температуре 20°С, рНЗ и концентрации аммиачного азота в пределах 80 -100 мг/дм3.

Таблица 5

Влияние аммиачного азота на активность размножения, дыхания и брожения дрожжей

Содержание аммиачного азота в среде, мг/дм3 Прирост дрожжей, млн/см3 Удельная активность дыхания^ мкл х см /млн х ч Удельная активность брожения, мкл х см3/млн X ч

20 95 2,7 5,1

40 168 3,5 6,1

60 231 5,8 7,9

80 297 7,5 9,8

100 286 7,9 10,1

120 281 7,7 11,2

150 374 6,4 12,8

Существенным представилось исследовать динамику потребление кислорода в процессе культивирования дрожжей. Были определены оптимальные условия массообмена, соответствующие коэффициенту массопередачи кислорода Ку в пределах 600 - 800 ч При культивировании дрожжей в указанных режимах достигнуты максимальные значения удельной скорости роста. Количество дрожжевых клеток в среде возрасло до 600 - 700 млн/см3, коэффициент использования сахара составлял 21-24 млн/мг (табл. 6). Одновременно определена минимальная концентрация растворенного в культуральной жидкости кислорода - 1,47 мг/дм3, не лимитирующая роста культуры. Дальнейшее уменьшение его содержания в среде приводило к снижению концентрации клеток и возрастанию коэффициента использования сахара (рис.9 ).

Впервые показана возможность культивирования дрожжей на производственном субстрате без сахара. При этом особое внимание уделялось изучению влияния массообменных процессов на размножение дрожжей. Установлено, что выход биомассы дрожжей

Таблица б

Характеристика процесса культивирования дрожжей при различной интенсивности массообмена

Режим культивирования Коэффициент массопе-редачи, кг/м1 х ч Удельная скорость роста, 4-1 Прирост дрожжевой биомассы млн кл/см"* Средняя продуктивность, млн кл/ cmjx ч Экономический коэффициент млн/мг

Скорость перемешивания, об/мин Расход воздуха, л/л х мин

350 2,00 612 0,071 315 5,8 12,1

350 1,00 298 0,064 251 4,5 10,7

350 0,50 226 0,065 245 4,5 9,6

600 2,00 846 0,091 670 11,4 22,4

600 1,00 617 0,096 684 14,2 24,0

600 0,50 558 0,087 590 11,8 18,1

600 0,30 467 0,070 272 5,3 9,4

600 0,16 398 0,051 124 2,2 5,6

900 1,00 989 0,101 720 15,1 29,0

900 0,50 848 0,098 695 15,0 23,4

900 0,25 762 0,095 670 14,0 21,2

1250 0,50 1241 0,090 531 ИД 14,4

1250 0,25 1073 0,087 550 15,0 13,7

: единицы использованного субстрата и продуктивность зависят, главным образом от концентрации этанола в среде и коэффициента массопередачи кислорода.

1 - постоянный расход воздуха (1 л/л х мин)

2 - переменный расход воздуха (р02 = 1,47 мг/л)

3 - переменный расход воздуха (р02 = 0,96 мг/л)

При аэробном культивировании дрожжей в среду выделяются продукты метаболизма, состав и количество которых зависят от условий выращивания, вида исходного субстрата, физиологического состояния культуры. При интенсивной аэрации среды в начальный период культивирования, когда концентрация клеток невелика, наблюдается окисление компонентов субстрата, накопление повышенных концентраций альдегидов и диацетила. Затем при достижении 500 - 600 млн/см клеток преобладают восстановительные процессы, редокс-потенциал снижается в 1,3 - 1,4 раза, восстановительная способность возрастает до 3-5 е., содержание альдегидов и диацетила незначительно превышает их уровень в исходной среде ( табл. 7).

Культивирование дрожжей гомогенно-непрерывным методом при сбалансированном составе субстрата и оптимальных технологических режимах позволяет в значительной степени повысить функциональную активность культуры. По сравнению с периодическим методом возрастает активность ключевых ферментов, в частности, более чем в 2 раза повышается активность НАД и НАДФ зависимой глютаматдегигрогеназы, обуславливающей обмен азотистых соединений, в 1,3 -1,4 раза - -активность алкоголь-

Зависимость накопления продуктов аэробного обмена от концентрации дрожжевых клеток в среде

Продолжительность процесса, ч Концентрация клеток дрожжей, млн/см3 Титруемая кислотность, г/дм3 ОВ -потенциал, мВ Содержание альдегидов, мг/дм3 Содержание диа-цетила, мг/дм3

общие свободные

0 11,2 7,2 210 92 31 1,80

6 23,4 7,6 296 196 94 2,10

12 79,7 СО К» 392 395 187 2,70

18 198,2 8,5 415 564 374 3,05

24 376,0 9,6 403 387 365 2,75

32 582,5 9,9 356 182 268 1,85

40 618,0 10,6 308 121 127 1,05

48 626,6 10,6 285 119 120 0,65 .

дегидрогеназы, катализирующей процесс вторичного брожения (рис.10).

Полученные экспериментальные данные позволили предложить математическое описание процесса, устанавливающее взаимосвязь между ростом дрожжевой популяции и условиями его проведения. Предложены линейные модели для определения оптимальных значений экономического коэффициента (У) и продуктивности (Р): У = - 4,1 + 37,4 Д - 1,5 С + 0,01 Б + 0,03 Ку; Р = - 29,7 + 516,0 Д - 0,3 С + 0,0017 Ку+ 0,054 Б, где: Д - коэффициент разбавления, ч-1,

С - концентрация сахара в субстрате^ г/см3 Ку - коэффициент массопередачи, ч' .

Рис. 10 Динамика ферментативной активности при различных условиях культивирования Условные обозначения:

А - активность ферментов, ед. X мг белка х 10' г - продолжительность культивирования, ч

Используя математическое описание процесса развития дрожжевой популяции (результирующий признак - накопление дрожжевой биомассы - Б, факторные признаки: концентрация сахара в субстрате -С, коэффициент массопередачи - Kv ), получена номограмма для прогнозирования результатов в зависимости от выбранных технологических параметров (рис. 11)

Б 600 -

500

400

.300

200

100

0

100

200

300

Рис. 11 Номограмма для определения количества дрожжей при различных условиях их культивирования Условные обозначения: Б - биомасса дрожжей, млн /см С - массовая концентрация сахара в среде, г /дм Ку - коэффициент массопередачи, ч" .

Функциональная перестройка дрожжей в процессе анаэробной адаптации

Выращенные в условиях аэробиоза клетки дрожжей должны быть подготовлены к проведению вторичного брожения в анаэробных условиях.

Для перестройки ферментных систем дрожжей на бродильный тип метаболизма проводилась их адаптация в условиях, близких к условиям шампанизации при температуре НТС и избыточном давлении 500 кПа. Наблюдалось быстрое снижение дыхательной активности (Q02): через 3 ч. Q02 уменьшилось в 4,3 раза, а через 5 - 6 часов дыхание почти полностью прекратилось (рис.12 ). Бродильная активность (Qco2) в этот период резко возрастала. После активации в течение 5 ч QCo2 изменилась от значения 1,1 до 6,7 мкл х см /млн х ч. Еще более заметно эта закономерность проявляется при добавлении в дрожжевую разводку сахаросодержащего субстрата до концентрации

B2-f(C)

О 12 3 4 5»

|П субстрат • кульгуральная жидкость В субстрат - бродильная смесь )

Оси

0 12 3 * 5

|ЕЭ субстрат • культурлльнйя жидкость В субстрат ■ бродильная смесь]

Рис. 12 Влияние длительности активации на бродильную (А) и дыхательную (Б) активность дрожжей Условные обозначения:

С)С02 - удельная активность брожения, мкл х см3/млн х ч <302 - - удельная активность дыхания, мкл х см3/млн х ч

сахара в разводке -7-9 г/дм3. Бродильная активность в этом случае была в 1,3 -1,5 раза выше. Ускорение перестройки метаболизма культуры в присутствии сахара происходит вследствие репрессии дыхательных ферментов и других изменений, соответствующих явлению "глюкозного эффекта".

Изучение процессов, происходящих при выдержке дрожжевой разводки в условиях, близких к условиям шампанизации, показало, что интенсивность восстановительных процессов, происходящих в кулътуральной жидкости зависит от количества присутствующих в ней дрожжевых клеток и их физиологического состояния. Для регенерации кулътуральной жидкости, в которой содержалось 70 млн/см клеток потребовалось 7 ч., при этом окислительно-восстановительный потенциал, содержание альдегидов и др. показатели не достигли их уровня в исходной питательной среде (табл. 8). В дрожжевой разводке, содержащей 695 млн/см3 клеток, за несколько минут ассимилировался кислород, снижалось содержание альдегидов, улучшались органолептические показатели.

Таблица 8

Изменение состава кулътуральной жидкости в процессе активации дрожжей

Показатели Исходная пи- Содержание дрожжевых клеток в культуральной жидкости после выращивания, млн/ см*

татель- 70 272 695

ная Продолжительность выдержки с дрожжами, ч

среда 0 1,0 7,0 0 1,0 6,0 0 1,0 2,0

Восстановительная способность, с 24 20 14 9 15 7 5 8 1,0 3

ОВ- потенциал, мВ 400 450 446 420 452 430 420 430 418 407

Кислород, мг/дм'1 8,3 2,6 0 0 1,9 0,5 0 0,8 0 0

Альдегиды, мг/дм"' общие свободные 98 29 428 229 401 190 307 98 220 85 169 66 103 31 128 49 107 39 97 27

Органолеп-тическая оценка, балл 8Д 7,5 7,7 7,8 8,0 7,9 8,1

Таким образом, проведение процесса активации дрожжей приводит к полному восстановлению бродильной функции клеток и отсутствию продуктов аэробного обмена в дрожжевой разводке, поступающей в шампанизированное вино.

Совершенствование процесса подготовки виноматериалов к шампанизации При изучении процессов подготовки виноматериалов к шампанизации предлагались различные методы удаления кислорода и последующей термической обработки вина (А.К.Родопуло, Н.Г. Саришвили, С.П. Авакянц, Ф.И. Шакарова). Термическая обработка приводит в большей или меньшей степени к инактивации ферментов, в частности к падению активности (3-фруктофуранозидазы, снижению количества аминокислот, других соединений азотистого комплекса вследствие термической денатурации белков.

Проведенные исследования показали, что при биологическом способе дезаэрации с использованием иммобилизованных на сорбенте дрожжевых клеток удаление растворенного в вине кислорода происходит в течение нескольких часов. Для выбора наиболее эффективного режима дальнейшей обработки виноматериалов изучалось влияние их выдержки при различных температурах на бродильную и дыхательную активность дрожжевых клеток (табл. 9).

Таблица 9

Влияние температурного режима выдержки виноматериалов на физиологическую активность дрожжевых клеток

Субстрат после выдержки с дрожжами при температуре, °С Удельная активность дыхания, мкл х см1/млн х ч Удельная активность брожения, мкл х см3/млн х ч Дыхательный коэффициент

-3 4,53 4,25 0,94

0 4,01 3,48 0,87

5 2,98 2,44 0,82

10 2,94 2,29 0,78

15 2,85 2,05 0,72

Установлено, что биологическая ценность субстрата возрастает с понижением температуры . Использование виноматериалов после их выдержки с дрожжами при низких температурах стимулирует метаболизм дрожжевой популяции на последующих стадиях процесса шампанизации. Причем, бродильная активность клеток возрастает в большей степени, чем дыхательная, что объясняется преимущественным выделением в субстрат ферментов, катализирующих процесс брожения.

Полученные экспериментальные данные позволили предложить технологический режим подготовки виноматериала к шампанизации, при котором его дезаэрация и обогащение биологически активными веществами иммобилизованных на сорбенте клеток дрожжей проводится при постепенно понижающейся до - 3... - 4°С температуре. Высокая эффективность процесса достигается за счет последовательного контакта обрабатываемого вина с дрожжами, находящимися в различном физиологическом состоянии, и созданием наиболее благоприятных, щадящих условий для автолиза и обогащения субстрата.

Виноматериал после подготовки по предлагаемой схеме по сравнению с принятыми методами отличается низким уровнем окислительно-восстановительного потенциала, низким содержанием альдегидов, высокой восстановительной способностью. Выброс клеточного содержимого в субстрат способствует повышению активности ферментов, в частности, активность протеазы была вдвое выше, чем при проведении дезаэрации в принятых условиях. В субстрате накапливались аминокислоты и другие соединения азота (табл. 10). Предлагаемый температурный режим подготовки виноматериала к шампанизации исключает инактивацию ферментов.

Проведенный нами анализ процесса дезаэрации в производственных условиях показал, что при подготовке виноматериалов к шампанизации в условиях, предусмотренных принятым технологическим регламентом (дезаэрация при температуре 10 - 12°С, термообработка - при 50 - 60°С ) не исключена возможность инфицирования поступающей на шампанизацию бродильной смеси. Как правило, в производственных субстратах обнаруживаются клетки инфицирующих видов дрожжей и молочно-кислых бактерий, что снижает эффективность проводимых технологических операций и, зачастую, вызывает необходимость проведения санитарной обработки оборудования.

Для повышения микробиальной стойкости производственных субстратов нами было использовано комплексное воздействие физических факторов: ингибирование процесса размножения микроорганизмов при низких температурах и фильтрующий эффект ,

создаваемый за счет улавливания микробных клеток при ламинарном движении системы вино-дрожжи через слой сорбента.

Таблица 10

Зависимость физико-химических и биохимических показателей купажа от условий его подготовки к шампанизации

Условия проведения процесса подготовки вино- ОВ -потенциал, Восстановительная Альдегиды, мг/дм3 Азот, мг/дм3 Активность ферментов, ед/дм5

материалов мВ способность, с общие свободные общий амин-ный БФФ проте-аза

Исходный вино-материал 410 140 152 19 203 98 16 2,2

Принятая технология: дезаэрация при температуре 10...12 °С 374 47 105 12 241 116 12 3,4

Рекомендуемая технология: дезаэрация в интервале температур от + 5 °С до - 3 "С 327 12 88 8 302 172 18 6,7

При подготовке виноматериалов к шампанизации, совмещающей процессы дезаэрации и длительной выдержки при температуре - 3... - 4°С в присутствии иммобшшзированных клеток дрожжей удалось достичь их полной микробиологической чистоты и стабильности.

Интенсификация процессов приготовления сахаросодержащих субстратов

К наиболее действенным приемам естественного обогащения производственных субстратов биологически активными веществами относится введение в них физиологически активных клеток дрожжей. Наиболее эффективное извлечение внутриклеточных компонентов происходит под воздействием физических факторов, к которым относятся осмос и избыточное давление среды.

Введение клеток дрожжей в субстраты с высокой массовой концентрацией сахара (700 - 800 г/дм ) приводит к их обогащению внутриклеточным содержимым, что обусловлено осмотическим давлением и, в итоге, клеточным плазмолизом.

Результатом выдержки производственных субстратов в присутствии клеток дрожжей является низкий уровень окислительно-восстановительного потенциала, значительное повышение содержания азотистых соединений, протеинов, активности ферментов, в частности, - фруктофуранозидазы. Установлена прямая зависимость степени обогащения ликеров биологически активными веществами от концентрации клеток дрожжей и продолжительности выдержки.

Проведенные нами исследования показали, что использование дрожжевых разводок в качестве источника физиологически активных клеток, применяемое до настоящего вр.емени, приводит к попаданию в них продуктов аэробного обмена дрожжей и не оказывает положительного влияния на качественные показатели ликеров. В связи с этим нами предложено готовить резервуарный ликер на виноматериалах, предварительно подвергнутых биологической дезаэрации и обработке холодом с последующим введением дрожжевых клеток. Сравнительное изучение состава резервуарных ликеров, приготовленных с введением дрожжевой разводки, а также с добавлением физиологически активных клеток осадочных дрожжей показало, что при одинаковой направленности процессов, предлагаемая технология позволяет уже по истечении 10-ти суточной выдержки достичь более низкого уровня окислительно-восстановительного потенциала, повышения восстановительной способности, увеличения содержания соединений азота (табл. 11). Одним из важнейших показателей качества резервуарного ликера является активность В-фруктофуранозидазы (БФФ) и протеазы, значения которых также возрастали. Указанные положительные сдвиги объясняются тем, что исходный субстрат, используемый для приготовления ликера был обогащен продуктами автолиза дрожжевых клеток в условиях полного отсутствия сахара при температуре-2...-4 °С. Повышение активности БФФ, обуславливающее динамику инверсии сахарозы, а также усиление восстановительных процессов позволило сократить продолжительность выдержки ликера с 30 до 10 суток.

Таблица 11

Изменение состава резервуарного ликера в зависимости от способа его приготовления

Условия Продол- Показатели

приготов- житель- ОБ - Восста- Азот, мг/дмл Активность

ления ность потен- новите- об- ами- ферментов

ликера выдерж- циал, льная щий но- ед/дм"

ки, способ- кис- БФФ проте-

сутки мВ ность, с лот аза

более

На винома- 0 418 180 256 114 16 5,3

териале с

добавле- 10 410 62 268 123 34 7

нием

дрожжевой 20 392 38 281 137 42 И,4

разводки *

30 371 21 292 144 47 10,6

На дезаэри- 0 388 36 198 84 22 6,4

рованном

виноматери- 10 352 19 269 139 36 6,9

але с добав-

лением 20 334 12 288 162 45 7,2

осадочных

дрожжей 30 321 9 295 160 52 8,5

При исследовании влияния состава ликера на физиологическую активность дрожжей установлено, что на субстрате, предварительно обогащенном продуктами автолиза дрожжей, бродильная активность культуры повышается в 1,4 -1,7 раза (табл. 12).

Для интенсификации процесса приготовления экспедиционного ликера предложено использовать в качестве основы шампанизированное вино (вместо выдержанных 1-2 года виноматериалов). Добавление в него дрожжевых клеток, осевших в процессе вторичного брожения, а также выдержка сахаросодержащего компонента под избыточным давлением 400 - 450 кПа способствует более полному извлечению клеточного содержимого.

Таблица 12

Влияние способа приготовления сахаросодержащих субстратов на физиологическую активность дрожжей

Питательная среда, приготовленная с использованием резервуарного ликера Продолжительность выдержки ликера, сутки Удельная активность, мкл х мл/млн х ч Дыхательный коэффициент

дыхания брожения

На виноматериале с 0 1,34 1,86 1,39

добавлением 10 . 1>59 2,64 1,66

дрожжевой 20 1,74 3,10 1,78

разводки 30 2,05 4,15 2,02

На дезаэрированном 0 1,12 3,20 2,86

виноматериале с 10 1,46 4,68 3,21

добавлением 20 1,69 5,24 3,10

осадочных дрожжей 30 2,11 5,86 2,77

Проведение сравнительного анализа состава ликеров (табл. 13) показало, что использование в качестве основы шампанизированного вина в сочетании с быстрым разрушением отмирающих клеток под воздействием избыточного давления способствует интенсификации восстановительных процессов.

Благодаря тому, что показатели ОВ-лотенциала, восстановительной способности, содержания азотистых соединений, а также активность ферментов в исходном субстрате (шампанизированное вино) находятся на достаточно высоком уровне и при выдержке в новых условиях накопление перечисленных соединений происходит значительно быстрее , удалось сократить продолжительность выдержки резервуарного ликера со 100 до 30 суток. Применение разработанных приемов приготовления ликеров в технологии производства игристых вин позволяет улучшить качественные показатели за счет введения в шампанизированное

Таблица 13

Влияние способа приготовления экспедиционного ликера на его биохимические показатели

Условия Продол- Показатели

пригото- житель-

вления ность ОБ - Восста- Азот, мг/дм'1 Активность фер-

ликера выдер- потен- нови- ментов, ед./дмЗ

жки, циал тельная об- ами- БФФ проте-

способ- щий нокис- иназа

ность, лот-

сутки мВ с ный

На выдер- 0 400 36 286 132 16 1,2

жанном в

течение 1 30 390 34 292 132 18 1,3

года вино-

материале 60 388 30 292 136 18 1,3

90 380 30 296 138 18 1,4

На шампа- 0 359 8 356 186 34 7,8

низирова-

нном вине 30 334 6 384 205 41 11,4

с дрожжа-

ми, под из- 60 326 3 395 214 49 13,5

быточным

давлением 90 314 3 406 226 56 14,5

400 кПа

вино продуктов автолиза, а также сократить потери диоксида углерода в готовом продукте и исключить использование коньячного спирта, в связи с приготовлением ликера на шампанизированном вине.

Дегустационная оценка игристого вина "Санкт-Петербург", технология приготовления которого предусматривала использование рекомендованных нами технологических приемов составила 9,0 баллов (при базовой технологии - 8,3 балла, по 10-балльной системе ) (Патент РФ № 1750232 ).

Пути повышения физиологической активности дрожжевой популяции при шампанизации красных виноматериалов Производство красных игристых вин имеет ряд специфических особенностей. В связи с повышенным содержанием различных групп фенолъных соединений в кулажах красных виноматериалов ингибируется процесс вторичного брожения. В частности, в работах Шандерля и Валуйко показано, что при спиртуозности среды выше 6% об. повышается проницаемость клеточной мембраны. Это приводит к беспрепятственному проникновению фенолъных веществ в клетку, вызывающему замедление брожения и понижение жизнеспособности дрожжевой популяции. Так например, при содержании в вине 800 мг/дм галловой кислоты наблюдается значительное замедление брожения.

К началу наших исследований проблема улучшения условий вторичного брожения решалась путем введения в состав производственных субстратов до 30% белых виноматериалов, добавления повышенных доз разводок дрожжей, а также повышения температуры вторичного брожения. Указанные приемы, решая проблему интенсификации вторичного брожения, являются вынужденными, и, как правило, не направлены на улучшение качества продукции.

В результате проведенных нами исследований было установлено резкое снижение бродильной и дыхательной функций клетки при использовании субстратов из красных виноматериалов. С повышением массовой концентрации сахара метаболическая активность дрожжей еще более ослаблялась (табл. 14). При использовании в качестве субстрата бродильной смеси с массовой концентрацией сахара 22 - 25 г/дм3 по сравнению со средами, содержащими 7 - 10 г/дм сахара дыхательная активность культуры снижалась более чем в 2 раза, а бродильная активность - в 1,7 раза.

С целью интенсификации вторичного брожения красных виноматериалов нами было предложено использование производственных субстратов с пониженной массовой концентрацией сахара. При этом было рекомендовано проводить дозирование резервуарного ликера в бродильную смесь и на стадию вторичного брожения. Другим технологическим приемом, способствующим интенсификации процесса шампанизации является применение иммобилизации дрожжей.

В результате проведенных исследований показано, что при иммобилизации клеток значительно повышается физиологическая активность культуры.

Приготовление красных игристых вин с использованием иммобилизованных клеток положительно отражается на органолептических и физико-химических показателях готового

Таблица 14

Сравнительная характеристика физиологической активности флуктуирующих и иммобилизованных клеток дрожжей на субстрате из красных виноматериалов

Массовая Флуктуирующие клетки Иммобилизованные клетки

концентрация сахара в субстрате, г/дм5 Удельная активность дыхания, мкл х см3/ млн х ч Удельная активность брожения, мкл х см3/ млн X ч Дыхательный коэффициент Удельная активность дыхания, мкл х см3/ млн х ч Удельная активность брожения, мкл х см3/ млн X ч Дыхательный коэффициент

7 2,15 3,96 1,84 2,98 5,84 1,96

15 1,86 4,82 2,59 ЗД 7,46 2,41

25 0,98 2,87 2,93 1,53 4,66 3,05

40 0,89 2,66 2,99 1,23 4,47 3,63

60 0,69 2,44 3,53 0,99 3,88 3,92

продукта а также позволяет стабилизировать его качественный состав.

Влияние растительных экстрактов на физиологогическую активность дрожжей Растительные экстракты, являясь источником биологически активных соединений, оказывают разнообразное физиолого-биохимическое воздействие на микроорганизмы при производстве игристых слабоалкогольных и безалкогольных напитков. В отличие от синтетических источников биологически активных веществ, активность растительных препаратов обусловлена совокупностью содержащихся в них ценных соединений. Установлено, что такие группы биологически активных веществ как витамины, минеральные соли и микроэлементы оказывают положительное влияние на жизнедеятельность микроорганизмов, а эфирные масла и полифенолы ингибируют их рост и развитие.

С целью подбора растительных экстрактов для использования в технологии производства напитков, насыщенных диоксидом углерода

эндогенного происхождения, исследовали влияние экстрактов из наиболее распространенного растительного сырья на дыхательную и бродильную функции дрожжей (табл. 15). Впервые установлено избирательное воздействие растительных экстрактов на физиологическую активность культуры при производстве напитков,

Таблица 15

Влияние различных видов растительных экстрактов на физиологическую

активность дрожжей

Экстракт Удельная активность Удельная активность

брожения, С2со2. дыхания, Q02

мкл х см3/млн X ч мкл х см3/млн х ч

Крапива 6,14 . 1,95

Мята 5,79 1,72

Душица 5,56 1,18

Чабрец 4,80 1Д7

Алтей 4,68 1,81

Шиповник 4,30 0,98

Контроль ¿,12

Боярышник .........................3,74................... ...........................0,76............................

Календула 3,67 0,66

Мирт 3,51 0,72

Рябина 3,47 0,72

Тмин 3,22 0,70

Ромашка 3,00 0,66

Зверобой 2,80 0,62

полученных методом брожения.

С целью повышения жизнедеятельности дрожжей и интенсификации процессов брожения проводились исследования по изысканию естественных факторов роста. Определены продукты растительного происхождения, оказывающие стимулирующее воздействие на бродильную функцию дрожжей и дыхательный коэффициент, в частности экстракты крапивы и мяты. Определены оптимальные и пороговые концентрации исследованных экстрактов, вводимых в производственные субстраты. Показана целесообразность введения на стадию брожения экстрактов крапивы и мяты в концентрациях соответственно 2,0 - 5,0% и 0,5 -1,0%; при этом достигается необходимая и достаточная интенсивность процесса брожения, высокая степень насыщения напитка диоксидом углерода. Одним из основных показателей качества напитков является их биологическая стойкость. Использование консервантов химического

происхождения и различные виды термической обработки приводят к ухудшению органолептических показателей и снижению биологической и физиологической ценности напитков.

В связи с этим нами проводилось изучение продуктов растительного происхождения, обладающих бактериостатическими свойствами. Определена группа растительных экстрактов, введение которых в субстрат ингибировало дыхательную и бродильную функции дрожжей. Установлено, что спиртовые экстракты зверобоя и ромашки в наибольшей степени подавляют физиологическую активность дрожжей Sacch.cerevisiae, а также жизнедеятельность индикаторных тест-культур, принадлежащих к видам Candida mykoderma, Lacktobacillus brevis, Lacktobacillus plantarum, Acetobacter aceti.

Введение указанных спиртовых экстрактов в сброженные субстраты с концентрациями соответственно 0,2 - 1,0 % и 0,1 - 0,8 % позволило повысить биологическую стойкость готовых напитков в 3 -4 раза (табл. 16), которая составила 38 - 40 суток.

Таблица 16

Биологическая стойкость сброженных модельных растворов и игристых безалкогольных напитков "Межрозите" и "Маргриета"

Образец Содержание жизне- Стойкость,

способных клеток дрожжей в 1cmj сутки

Сброженный субстрат без растительных 84 6

экстрактов

Сброженный субстрат с экстрактом

ромашки:

1% 86 16

2% 74 20

Сброженный субстрат с экстрактом

зверобоя:

1% 71 18

3% 76 23

Сброженный субстрат с 1% экстрак- 63 28

тами ромашки и зверобоя

Сброженный субстрат с экстрактами: 65 32

2% ромашки и 3% зверобоя

Напитки:

"Межрозите" 40 38

"Маргриета" 43 40

На основании проведенных исследований разработана технология производства игристых напитков Межрозите и Маргриета (A.c. Nq 1584889).

Процесс их приготовления включает подготовку воды, ее подкисление, введение сахарного сиропа и дрожжевой разводки из расчета массовой концентрации сахара 12 г/дм и 3 - 5 млн/см клеток дрожжей. В бродильную смесь вводят также аммоний фосфорнокислый в концентрации 0,0005 г/см и водно-спиртовые растворы экстрактов крапивы (3%) и мяты (0,8%). Брожение проводят в герметичных резервуарах при температуре 16...^"С. Продолжительность процесса составляет 3-5 суток, давление в аппарате достигает 200 кПа. Сброженную смесь охлаждают до температуры 2...4°С и вводят купажный сироп, в состав которого согласно рецептурам входят водно-спиртовые экстракты ромашки, зверобоя, шиповника и тмина. После проверки кондиционности игристые напитки фильтруют и направляют на розлив.

Таким образом предлагаемая технология позволяет получать высококачественные натуральные игристые напитки повышенной стойкости ( без консервантов), отличающиеся высокими органо-лептическими показателями и биологической ценностью за счет содержащихся в них диоксида углерода эндогенного происхождения и различных групп биологически активных растительных продуктов.

Разработка и совершенствование системы технологических процессов производства шампанского и игристых вин

В результате многолетних исследований разработан комплекс технологических процессов, охватывающий стадии подготовки виноматериалов и дрожжевой разводки к шампанизации, шампанизацию белых и красных виноматериалов, приготовление ликеров, производство специальных марок игристых вин.

Основой технологии производства шампанского явился разработанный в нашей стране и получивший широкое признание метод шампанизации вина в непрерывном потоке, дальнейшее развитие которого привело к созданию принципиально нового способа шампанизации вина с использованием повышенной концентрации иммобилизованных на сорбенте клеток дрожжей. В этом способе реализована идея моделирования в непрерывном процессе, при сохранении принятой его продолжительности, биохимических и физико-химических превращений, происходящих при бутылочной шампанизации (Н.Г.Саришвили).

Начало наших исследований совпало с массовым переходом предприятий отрасли от технологии производства шампанского в многочленной установке к шампанизации вина при повышенной

концентрации иммобилизованных на сорбенте клеток дрожжей в установке, состоящей из двух аппаратов большой вместимости.

Промышленная проверка данного технического решения, проводимая при нашем участии, позволила выявить принципиальные преимущества заложенных в этой технологии теоретических предпосылок, что привело к повышению качественных и экономических показателей процесса. В установках подобного типа дрожжевые клетки перемещались в зоне основного брожения со скоростью приблизительно равной или несколько превышающей скорость потока вина, а в зоне биогенерации - сепарировались в соответствии с их физиологическим состоянием и возрастом.

Полученные нами результаты исследований, проведенных в условиях производства, показали, что указанная структура потока системы "вино - дрожжи" не обеспечивала в полной мере проведение процесса вторичного брожения в регламентированные сроки. Это приводило к сокращению продолжительности наиболее важного с точки зрения обогащения вина и формирования качественных показателей периода контакта автолизированных дрожжевых клеток с шампанизируемым вином. Причиной снижения эффективности процесса шампанизации являлась недостаточно высокая физиологическая активность дрожжей на стадии вторичного брожения. Кроме того, гидродинамические условия проведения процесса шампанизации в период основного брожения не позволяли в полной мере использовать потенциальные возможности дрожжей. Для устранения указанных недостатков нами был экспериментально проверен и рекомендован прием введения в бродильную смесь повышенной концентрации 2 - 3-х суточной культуры дрожжей в количестве 10 - 12 млн/см или дополнительного введения дрожжей на стадию дображивания в количестве 4 - 6 млн/см3 ( A.C. Na 1133867), что оказало положительное влияние на динамику сбраживания сахара в первом аппарате установки. Это позволило сократить продолжительность процессов вторичного брожения с 9 -11 до 6 - 7 суток при сохранении неизменной общей продолжительности процесса шампанизации и, соответственно, удлинить наиболее важную стадию обогащения и созревания шампанизируемого вина за счет интенсификации автолиза дрожжей, обеспечивающими полное отсутствие микроорганизмов в вине, поступающем на розлив.

Длительный опыт эксплуатации промышленных установок с различной структурой потока системы "вино-дрожжи" показал, что оптимальный гидродинамический режим обеспечивается при проведении процесса шампанизации вина в одноемкостной системе при повышенной концентрации иммобилизованных на сорбенте

дрожжей (A.C. СССР № 1627556). Сравнительные испытания проводили одновременно на пяти заводах шампанских вин.

Полученные результаты с высокой степенью достоверности использованы нами при разработке современной технологии непрерывной шампанизации вина, биологическая сущность которой заключена в регулировании физиологии и метаболизма дрожжей на основных стадиях производства шампанского.

Процесс шампанизации проводят в изотермических и изобарических условиях в аппарате, заполненном на 2/3 сорбентом из древесины дуба. Бродильная смесь подается в нижнюю зону аппарата, свободную от сорбента, а дрожжевая разводка - в специальный выдерживатель, размещенный внутри аппарата шампанизации. Как показали наши исследования, в выдерживателе происходит не только плавное изменение физиологической активности дрожжей под влиянием условий окружающей среды (постояное избыточное давление - 500 кПа, температура 10...12°С), но и значительное изменение состава к'ультуральной жидкости, что положительно сказывается на качественных показателях шампанизированного вина.

По окончании процесса активации дрожжи через кольцевой перфорированный распылитель поступают в нижнюю зону аппарата на стадию брожения. С помощью этого метода обеспечивается однонаправленное перемещение шампанизированного вина и дрожжей, способствующее плавному переходу одной в другую всех стадий процесса шампанизации. В связи с повышением седиментационных свойств дрожжей при их старении происходит естественное разделение дрожжевых клеток по функциональным признакам. Шампанизированное вино последовательно контактирует с дрожжами различного физиологического состояния: от активных до автолизированных, при этом более полно моделируется длительный контакт вина с дрожжами, принятый при традиционной технологии.

Межведомственные промышленные испытания новой технологии были проведены на Алитусском заводе шампанских вин в соответствии с Программой и методикой, утвержденными Отделом пищевой промышленности Госагропрома СССР (1988 г.).

Анализ экспериментальных данных и результаты производственной проверки в полной мере подтвердили эффективность новой технологии (табл. 17).

Изучение динамики сбраживания сахара позволило рассчитать необходимое количество сорбента, с тем, чтобы интенсифицировать процессы дображивания, обогащения вина продуктами автолиза дрожжей и созревания, протекающие с участием повышенной концентрации иммобилизованных клеток. Восстановительные

процессы протекали более интенсивно. Скорость биохимически, реакций возрастала, что обусловило увеличение продолжительное^ наиболее важной стадии процесса биогенерации. Микробиоло гический анализ показал, что созданные условия позволяют получат! вино, практически свободное от микроорганизмов, обладающе( высокой биологической стабильностью .

Предложенные нами технические решения были многократно проверены в производственных условиях, найдя широкое применение на большинстве предприятий отрасли, что позволилс достичь оптимального сочетания увеличения объемов производства сс значительным повышением качества продукции.

При совершенствовании процесса подготовки виноматериалов ставилась задача максимального использования функциональных возможностей и метаболической активности дрожжевых клеток. Анализ полученных нами экспериментальных данных позволил предложить наиболее эффективный способ подготовки виноматериалов к шампанизации, сущность которого заключается в совмещении процессов биологической дезаэрации и обогащения их биологически активными веществами дрожжей, выделяемыми в среду в процессе автолиза при отрицательных температурах (Патент России № 2027750). При этом отпадает необходимость в проведении тепловой обработки кулажа при 50.. .60°С, оказывающей отрицательное влияние на физико-химические и биохимические показатели. Кроме того, исключение операции тепловой обработки приобретает особую актуальность при экономии энергоресурсов.

Процесс проводят следующим образом: обработанные винома-териалы и дрожжи направляют в верхнюю зону аппарата, заполненного сорбентом. Дрожжевые клетки, задерживаемые в верхней зоне аппарата интенсивно потребляют растворенный в вине кислород, а затем при постепенном понижении температуры до -3...-4°С в течение 4 • 5 суток в результате автолиза дрожжей усиливаются востановительные процессы, виноматериал обогащается ферментами и др. соединениями цитоплазмы клетки.

Использование сорбента при проведении процессов дезаэрации и последующей обработки виноматериалов холодом позволяет в значительной степени увеличить поверхность контакта вина с дрожжевыми клетками. Указанный способ обработки обладает и другим важным преимуществом - он обеспечивает микробиальную стабилизацию виноматериалов. Проведение процесса при низких температурах препятствует развитию посторонней микрофлоры, а наличие сорбента обеспечивает полное отделение дрожжевых клеток. Поступающий на приготовление бродильной смеси виноматериал полностью свободен от микроорганизмов.

Таблица 17

Влияние способа шампанизации на основные показатели вина

Шампанизированное вино

Показатели Бро- из ли- из 1-го из 2-го из одно-

диль- нии шам- аппарата аппарата емкост-

ная паниза- спаренной спаренной ной ус-

смесь ции установки установки тановки

Массовая концентрация

сахара, г/дм3 22 3,5 8,0 3,2 1,7

Восстановительная

способность, с 17 8 9 6 5

Титруемая кислотность,

г/дм3 6,8 6,9 6,9 7 6,8

Альдегиды, мг/дм"

общие 91 88 69 59 54

свободные 7,2 6,7 6,3 5,9 5

Диацетил, мг/дм'1 0,6 0,6 0,5 0,3 0,1

Азот аминный, мг/дм'' 206 152 160 170 173

Устойчивость дисперсной

системы С02-вино, с 12 10 8 16 18

Содержание дрожжевых единичн.,

клеток, млн/см3 6,3 1,8 3,6 угнетен. отсутств.

Дегустационная оценка,

баллы 8,6 8,8 8,9

Совершенствование технологических процессов производства шампанского на основе использования повышенных концентраций дрожжевых клеток вызывает необходимость разработки способов приготовления дрожжевой разводки, содержащей достаточное количество физиологически активных дрожжевых клеток. Полученные экспериментальные данные по оптимизации условий выращивания и состава питательной среды позволили разработать высокоэффективный способ культивирования дрожжей (рис.13). Сущность его заключается в проведении процесса гомогенно-непрерывным способом в одноемкостной системе (A.c. Nq 492541). Согласно этому способу дозирование пастеризованного виноматериала или бродильной смеси и ликера в дрожжерастильный аппарат производят раздельно. Количество подаваемого ликера устанавливают в зависимости от скорости потребления сахара

дрожжами так, чтобы его содержание в культуралъной жидкости поддерживалось на постоянном уровне 4 -6 г/дм . Вместе с ликером дозируют аммиак из расчета содержания его в питательной среде 70 мг/дм . Оптимальные условия для размножения дрожжей создаются при интенсивном перемешивании установленной в аппарате мешалкой со скоростью 400 - 600 об./мин. или за счет непрерывной циркуляции культуралъной жидкости из нижней части аппарата в наджидкостное пространство, где она распыляется через кольцевой перфорированный распылитель, при этом одновременно создается эффект пеногашения. Аэрацию среды проводят из расчета расхода воздуха 0,5 л/мин на 1 л культуралъной жидкости. Размножение дрожжей проводят при постоянной температуре 18... 20 'С. При необходимости получения в короткий срок более высокой

м* ©¿♦окислор.

Рис. 13. Технологическая схема процесса культивирования дрожжей. 1 - воздуходувка; 2 - воздушный фильтр; 3 - резервуар для купажа; 4 -фильтр; 5 • резервуар для ликера; 6 - дрожжегенератор; 7 - дозирующий агрегат; 8 - активатор.

концентрации дрожжей, например, в пусковой период работы установки шампанизации, целесообразно проводить процесс культивирования в двух последовательно соединенных дрожжевых аппаратах (A.c. № 520396).

Разработан также способ культивирования дрожжей на шампанских виноматериалах без добавления сахаросодержащих субстратов (A.c. № 529209).

Для подготовки дрожжей к шампанизации проводят их адаптацию в анаэробных условиях при температуре 10... 12°С и давлении 500 кПа

в аппарате полного вытеснения или в специальном выдерживателе, помещенном внутри аппарата для шампанизации.

Технологическая схема процесса производства шампанского и игристых вин В результате проведенных исследований разработана технологическая схема процесса производства шампанского и игристых вин (рис. 14).

Применение этой схемы на предприятиях позволяет получать однородные партии высококачественного выдержанного шампанского и игристых вин, стандартных по органолептическим характеристикам, а также по цвету и другим физико-химическим показателям. Согласно технологической схеме шампанские виноматериалы перекачивают насосом 1 в аппарат 2, заполненный сорбентом из дуба, туда же подают дрожжевую разводку из расчета 3 - 5 млн/см клеток. В этом аппарате при постепенном понижении температуры до -3...-4°С происходит дезаэрация виноматериалов с их последующей обработкой холодом. В течение 5 - 7 суток после удаления из вина кислорода происходит его обогащение биологически активными веществами, вино становится стабильным против кристаллических и белковых помутнений. Виноматериал из аппарата 2 разделяют на два потока, первый - направляют в аппарат 30 для приготовления резервуарного ликера, который затем выдерживают в течение 10 суток в аппарате 29. Второй поток нагревают в теплообменнике 3 до температуры 7;.. 10 °С, фильтруют, смешивают с резервуарным ликером из расчета содержания сахара в бродильной смеси 22 г/дм , при необходимости проводят корректировку бродильной смеси в резервуаре 5 и непрерывно подают на шампанизацию в аппарат 6, в нижней зоне которого проводят процесс вторичного брожения флуктуирующими дрожжевыми клетками. Затем шампанизируемое вино поступает в зону сорбента , заполняющего аппарат на 2/3 объема, где происходят процессы дображивания и обогащения вина биологически активными веществами дрожжей, распределенных на сорбенте в соответствии с их возрастом и физиологическим состоянием.

Дрожжевая разводка, в количестве 5-7 млн/см3 подается из дрожжегенератора 27 в специальный выдерживатель, размещенный внутри аппарата для шампанизации 6. В выдерживателе дрожжи под влиянием условий окружающей среды плавно изменяют свою физиологическую активность и через кольцевой перфорированный распылитель поступают в зону вторичного брожения. Для завершения процесса созревания вина и получения в едином потоке шампанского различных сроков выдержки, выходящее из верхней части аппарата 6 шампанизированное вино разделяют на два

потока, один из которых направляют на выдержку в резервуары 7, 8, 9. Второй поток шампанизированного вина направляют на розлив или смешивают с одним из потоков выдержанного вина и после обработки холодом и задачи экспедиционного ликера разливают в бутылки. Выдержанное вино из аппаратов 7, 8, 9 отдельными потоками или в соотношении, обеспечивающем стабильно высокое качество шампанского, охлаждают, дозируют экспедиционным ликером и направляют на розлив.

Часть выдержанного шампанизированного вина из резервуара 7 направляют в резервуары 23 и 24 на приготовление и выдержку экспедиционного ликера.

Подготовленный купаж красных виноматериалов подают насосом 31 в аппарат 32, заполненный сорбентом, на обработку холодом. Затем его нагревают до температуры 7 - 10 °С, фильтруют (поз. 33 и 34), вводят резервуарный ликер из расчета 15 - 17 г /дм3 и направляют на шампанизацию в аппарат 35, заполненный сорбентом. Подготовку дрожжей к шампанизации проводят в специальном выдерживателе, находящемся внутри аппарата для шампанизации 35, в котором дрожжи под влиянием условий окружающей среды (температура 10 -12 °С, давление 500 кПа) перестраиваются на анаэробный тип жизнедеятельности. Перед поступлением дрожжей в зону вторичного брожения их смешивают с резервуарным ликером из расчета 5 - 7 г /дм . Вследствие повышения бродильной активности дрожжей за счет дробной подачи ликера интенсифицируется процесс вторичного брожения, что имеет особенно большое значение при шампанизации красных виноматериалов. В аппарате 55, заполненном на 2/3 сорбентом, происходит вторичное брожение и обогащение вина биологически активными веществами иммобилизованных клеток дрожжей. Красное шампанизированное вино охлаждают в аппарате 37, фильтруют и разделяют на два потока, один из которых направляют в приемный резервуар 39, дозируют экспедиционным ликером, специально приготовленным в резервуарах 18...21 и направляют на розлив. Второй поток направляют в приемный резервуар 40 для розового игристого вина. Туда же дозируют один из потоков белого шампанизированного вина, обработанного холодом в резервуаре 13. Количество красного шампанизированного вина, вводимого в приемный резервуар 40 устанавливают таким образом, чтобы показатели, характеризующие цвет ( интенсивность окраски "И" и оттенок цвета "Т", а также органолептические показатели розового игристого вина оставались постоянными. Описанные технологические приемы используются в разработанной нами технологии производства красного игристого вина " Жемчужина Азербайджана"(А.с. № 1013464) и розового игристого вина "Браво" (A.c. Nq 1685986).

Рис. 14. Технологическая схема производства Советского шампанского и игристых вин

1, 31 - насосы; 2 - аппарат для дезаэрации; 3, 10, 11, 33, 36 - теплообменники; 4, 17, 22, 28, 34, 38 - фильтры; 5 - резервуар для бродильной смеси; 6, 35 - аппараты для шампанизации вина; 7, 8, 9 - аппараты для выдержки белого шампанизированного вина; 12, 13 - аппараты для обработки холодом; 14, 15, 16 - приемные аппараты для белого шампанизированного вина; 18, 19, 20, 21, 23, 24 - резервуары для экспедиционного ликера; 25 - воздуходувка; 26 - воздушный фильтр; 27 - дрожжегснера-тор; 29, 30 - емкости для резервуарного ликера; 32 - аппарат для обработки виноматериалов холодом; 37 - аппарат для выдержки красного шампанизированного вина; 39 - приемный аппарат для красного шампанизированного вина; 40 - приемный аппарат для розового шампанизированого вина.

Технология приготовления игристых вин с пониженным

содержанием этанола

Виноградные вина с пониженным содержанием этанола получили в последнее время широкое распространение в мире. Особый интерес представляют игристые вина, приготовленные из деалкоголи-зированных виноматериалов, которые характеризуются невысокой концентрацией спирта, низкой калорийностью, наличием свободной и связанной форм диоксида углерода, витаминов и других биологически активных веществ. Высокие органолептические показатели вино приобретает в результате обогащения его продуктами жизнедеятельности дрожжей и восстановленными формами органических соединений, контактируя с дрожжами в процессе деалкоголизации и при вторичном брожении; проводимом с использованием иммобилизованных клеток.

Для деалкоголизации виноматериалов могут быть использованы различные методы. Нами был использован метод вакуум-испарения, позволяющий в значительной степени сохранять экстракт и аромат вина, а также варьировать содержание этанола в деалкого-лизированном вине, вплоть до полного его удаления. Был установлен оптимальный режим деалкоголизации: продолжительность 40 - 50 минут при температуре 40....45°С. Положительное влияние на качество оказывает проведение этого процесса в присутствии клеток дрожжей, концентрация которых составляет 4-6 млн/см3. При этом повышается восстановительная способность, снижается окислительно-восстановительный потенциал.

Деалкоголизация вина приводит к нарушению физико-химического равновесия системы, связанному с повышением массовой концентрации титруемых кислот от 6,5 - 7,5 до 9,0 - 11,0 г/дм3, азота аминокислот - до 200 - 240 мг/дм , фенольных веществ -до 300 - ЗбОмг/дм . В результате трансформации полисахаридно-белково-фенольного комплекса происходит потеря агрегативной устойчивости, приводящая к появлению опалесценции. При изучении условий стабилизации и хранения деалкоголизированных виноматериалов испытывались следующие режимы их обработки:

- выдержка в течение 48 ч. при температуре 3° С;

- тепловая обработка при температуре 55...60° С в течение 12 и 24 ч.;

- оклейка рыбным клеем;

- обработка бентонитом в дозировке 0,1; 0,5; 1,0 г/дм3. Проведенные исследования показали, что в схеме стабилизации деалкоголизированных виноматериалов следует предусмотреть обработку бентонитом в дозировке 0,1 - 0,5 г/дм с последующей 48-часовой обработкой холодом при температуре 3°С. Наиболее

благоприятным режимом хранения обработанного вина признана выдержка при температуре 5°С.

Значительное влияние на вторичное брожение и качество получаемой продукции оказывают дрожжи, в связи с чем было исследовано влияние состава питательных субстратов из деалкоголизированных виноматериалов на процесс их воспроизводства. Анализ полученных экспериментальных данных показал, что удаление этилового спирта из исходных виноматериалов оказывает стимулирующее влияние как на физиологические функции дрожжей, так и на процесс их воспроизводства. Скорость роста культуры на деалкоголизированных виноматериалах в 1,5 - 1,7 раза выше, чем на средах, основу которых составляют виноматериал с объемной долей этанола 9-11 %, прирост биомассы достигал 250-270 млн клеток/ см , что позволяет сократить продолжительность стадии культивирования дрожжей при производстве игристых вин с пониженным содержанием этанола.

Показано также, что культивирование дрожжей в этом случае целесообразно проводить на средах, содержащих 18-22 г/дм3 глюкозы, при зтом их бродильная активность в 2,7 - 3,2 раза выше чем на субстрате без сахара.

При исследовании особенностей вторичного брожения деалкоголизованных виноматериалов установлено, что необходимая массовая концентрация сахара в бродильной смеси 18 - 20 г/дм3 может быть достигнута за счет введения в нее виноградного сока. Исследование температурного режима брожения в широком диапазоне позволило установить его оптимальное значение 5...7°С.

В результате исследований нами разработана технология производства игристых вин с пониженным содержанием этанола, а также безалкогольных вин, насыщенных диоксидом углерода (A.c. № 1311224). Технологическая схема (рис 15) предусматривает введение в вино клеток дрожжей из расчета 4-6 млн/см3 с последующим удалением этилового спирта из виноматериала в вакуум-испарителе 1. Полученный деалкоголизированный виноматериал используют для приготовления питательной среды для культивировании дрожжей в аппарате 2. Основной поток деалкоголизированного вина направляют на выдержку в аппараты 3 , в которых при температуре 2...3°С в присутствии клеток дрожжей в течение 2 - 3 суток происходит обогащение вина биологически активными веществами. При необходимости вино обрабатывают бентонитом в дозировке 0,1 - 0,5 г/дм . В подготовленный виноматериал вводят сахаросодержащий компонент из расчета 18-20 г/дм и разделяют на два потока, один из которых направляют в аппарат 5, заполненный сорбентом. В этом аппарате при температуре 5...7°С и давлении 330 - 450 кПа происходит вторичное брожение и

обогащение вина биологически активными веществами дрожжей. После шампанизации вино охлаждают, дозируют сахаросодержащий компонент и направляют на розлив. Другой поток деалкоголизированного вина с дрожжами насыщают диоксидом углерода в сатураторе 6 и направляют на 2 - 3-х суточную выдержку в аппараты 7 и 8, заполненные сорбентом. В них при температуре 1...3°С происходит ассимиляция диоксида углерода и обогащение вина при контакте с иммобилизованными клетками дрожжей. Затем в вино дозируют сахаросодержащий компонент, фильтруют и направляют на розлив.

Ж Ра

А

Рис. 15. Технологическая схема производства игристых вин с пониженным содержанием этанола 1 - вакуум-испаритель; 2 - аппарат для культивирования дрожжей; 3 -аппарат для выдержки деалкоголизированного виноматериала; 4 - аппарат для подготовки бродильной смеси; 5 - аппарат для шампанизации вина; 6 -сатуратор; 7 и 8-аппараты для выдержки вина, насыщенного диоксидом углерода

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В представленном докладе обобщены результаты многолетних исследований автора, посвященных созданию новых, высокоэффективных технологических процессов производства шампанского и игристых вин на основе регулирования функциональной деятельности дрожжей и интенсификации биосинтетических процессов. Предложена научная концепция направленной регуляции метаболических и биосинтетических функций дрожжей, как средства управления качеством продукции и повышения эффективности основных стадий производства.

Проведение процесса шампанизации вина в присутствии иммобилизованных клеток дрожжей позволило в условиях непрерывной технологии воспроизвести процессы, протекающие при традиционной шампанизации. Выбранный нами для иммобилизации клеток метод адсорбции позволяет обеспечить беспрепятственный обмен веществ в клетках, исключить их жесткую фиксацию в глубинных слоях сорбента, и обеспечить последовательный контакт шампанизированного вина с дрожжами различного физиологического состояния.

Природа сорбента . оказывает существенное влияние на физиологическую активность дрожжей. Максимальную дыхательную и бродильную активность проявляют дрожжи на сорбенте из древесины (дуба, бука). Показано, что стимулирующее воздействие сорбента на жизнедеятельность дрожжей вызвано повышением концентрации биологически активных веществ на его поверхности. Усиление биосинтетической активности культуры и каталитических реакций, протекающих под воздействием иммобилизованных клеток, обусловлено изменением их структурной организации. Методами электронной микроскопии установлено, что существенные различия между флуктуирующими и иммобилизованными клетками выражаются в изменении строения клеточной стенки и цитоплазматической мембраны. Иммобилизация клеток сопровождается усилением митохондриогенеза , развитием эндоплазматического ретикула и другими структурными изменениями.

Сравнительное изучение жизнедеятельности дрожжей на различных этапах традиционной шампанизации и процессов, происходящих при шампанизации вина в одноемкостной системе с иммобилизацией клеток на стадиях дображивания и обогащения вина показало их идентичность, подтвердив необходимость проведения процесса вторичного брожения флуктуирующими клетками, а последующих стадий - иммобилизованными.

При изучении процесса подготовки кулажей к шампанизации установлено, что наиболее эффективным является совмещение процессов дезаэрации и обработки виноматериалов холодом при постепенном понижении температуры до -3...-4°С. При этом достигается последовательный контакт вина с иммобилизованными клетками дрожжей различного возраста и физиологического состояния. Транспорт клеточного содержимого в субстрат способствует повышению содержания соединений азота, активности ферментов, накоплению аминокислот в вине, поступающем на шампанизацию.

Показано, что при длительной выдержке шампанизированного вина основными влияющими факторами являются продолжительность и температура выдержки, а также концентрация клеток дрожжей. Установлено, что процессы, происходящие при формировании типичных свойств шампанского, обусловлены биохимической и энзиматической трансформацией компонентов вина. Получены динамические модели, характеризующие процесс выдержки в резервуарах и позволяющие воспроизводить условия, существующие при длительном контакте шампанизированного вина с дрожжами по традиционной технологии. На основании установленных зависимостей «технологические параметры - качество» предложена номограмма для прогнозирования качества шампанского.

Существенным фактором, определяющим направленность метаболических процессов, является содержание сахара в среде. Вопреки общепринятому мнению, что для нормальной жизнедеятельности дрожжей в качестве основного источника углеводного питания необходимы сахара, нами была впервые установлена обратная зависимость между содержанием сахара в субстрате и активностью дыхания и размножения дрожжей. Показано, что повышение концентрации глюкозы в субстрате приводит к преобладанию гликолитического пути ее утилизации даже при высоком содержании растворенного кислорода. Установлено, что репрессия функции дыхания, а также возрастание дыхательного коэффициента происходят вследствие структурной перестройки на клеточном уровне: резко уменьшается количество митохондрий, основная часть которых превращается в недифференцированные структуры. В клетках, метаболирующих в низкосахаристых субстратах, происходит более интенсивный митохондриогенез, укрупнение и усложнение строения митохондрий. В связи с этим в качестве критерия оценки функционального состояния дрожжей выбрана активность ферментов, локализирующихся в митохондриях, находящаяся в обратной корреляционной зависимости от концентрации сахара в субстрате. Впервые показано, что при

использовании низкосахаристых сред резко возрастает продуктивность процесса, снижается удельный расход сахара, повышается репродуктивная функция популяции. Полученные результаты исследований позволяют рекомендовать оптимальную для жизнедеятельности дрожжей, постоянно поддерживаемую на уровне 4 - 6 г/дм 3 концентрацию сахара в субстрате.

Установлено также, что дрожжи в среде с высоким содержанием сахара проявляют склонность к агглютинации, образованию конгломератов и, как следствие, недостаточному подводу питательных веществ к клетке, снижению эффективности вторичного брожения.

В результате изучения закономерностей процессов, происходящих при размножении дрожжей, разработан высокоэффективный гомогенно-непрерывный способ их

культивирования. Оптимизирован состав питательной среды, установлены температурный оптимум процесса и наиболее благоприятная для его проведения активная кислотность среды. Показана возможность повышения эффективности процесса за счет подбора оптимальных условий массообмена, определяемых интенсивностью турбулизащш - и концентрацией растворенного в среде кислорода. Определено пороговое содержание растворенного кислорода, при котором высокая активность размножения сочетается с минимальным удельным потреблением элементов питательного субстрата. Показано, что при интенсивном массообмене возможно осуществление процесса культивирования на средах, не содержащих сахара и потребление дрожжами этанола в качестве единственного источника углерода.

На основании экспериментально выведенных зависимостей получено математическое описание, устанавливающее взаимосвязь между ростом дрожжевой популяции и условиями проведения технологического процесса.

Установлено, что содержащиеся в культуральной жидкости продукты аэробного метаболизма дрожжей отрицательно влияют на ее физико-химические и органолептические показатели. Выброс продуктов аэробного обмена в субстрат зависит от условий культивирования и содержания в нем физиологически активных клеток дрожжей. При накоплении достаточно высокой концентрации дрожжей в культуральной жидкости преобладают восстановительные процессы, приводящие к трансформации окисленных соединений, полному отсутствию нежелательных тонов в поступающей на шампанизацию дрожжевой разводке.

Установлена необходимость проведения адаптации дрожжей к условиям шампанизации по окончании их аэробного

культивирования. Эта проблема решена нами путем воздействия на

дрожжи постепенно изменяющихся условий окружающей среды (понижающейся температуры и избыточного давления) в специальном выдерживателе, помещенном внутри аппарата для шампанизации вина, в котором клетки дрожжей плавно за 4 - 5 ч. изменяют свою физиологическую активность и после полного восстановления бродильной функции поступают на шампанизацию.

Для повышения биологической ценности резервуарного ликера предложено готовить его на виноматериале, который был подвергнут биологической дезаэрации и обогащению продуктами автолиза дрожжей в процессе обработки холодом. При этом повышается интенсивность восстановительных процессов, снижается уровень ОВ-потенциала, возрастает содержание азотистых соединений, повышается активность й-фруктофуранозидазы. Указанные положительные изменения позволяют сократить продолжительность выдержки ликера с 30 до 10 суток и повысить бродильную активность дрожжей в 1,4 - 1,7 раза. Обогащению ликера биологически активными веществами способствует проведение его выдержки под избыточным давлением 400 - 450 кПа в присутствии клеток дрожжей, осевших в процессе вторичного брожения. Указанные технологические приемы позволяют сократить продолжительность выдержки ликеров, отказаться от использования коньячного спирта, снизить потери диоксида углерода в готовом продукте.

При изучении процесса вторичного брожения красных виноматериалов установлено, что повышенное содержание в них фенольных соединений оказывает ингибирующее воздействие на физиологическую активность культуры. Вследствие этого интенсивность вторичного брожения резко ослабляется. Активации брожения способствует введение в состав производственных субстратов белых виноматериалов, увеличение дозировки дрожжей или повышение температуры, что не способствует улучшению качества готового продукта. Поэтому решением проблемы интенсификации сбраживания красных виноматериалов явилось снижение массовой концентрации сахара в производственных субстратах, достигаемое дробным дозированием сахаросодержащего компонента, а также проведение шампанизации красных вин с использованием иммобилизованных клеток дрожжей.

Впервые установлено избирательное воздействие растительных экстрактов на физиологическую активность дрожжей при производстве напитков, насыщенных диоксидом углерода эндогенного происхождения. Показано, что продукты растительного происхождения оказывают стимулирующее воздействие на бродильную активность дрожжей.

Определена также группа растительных экстрактов, введение которых в субстрат ингибирует физиологическую активность

дрожжей и обеспечивает достаточно высокую биологическую стойкость продукта. Проведенные исследования позволили разработать технологию производства безалкогольных и слабоалкогольных оригинальных игристых напитков, обладающих высокой биологической ценностью, в состав которых входят водно-спиртовые растительные экстракты.

Разработана технология приготовления игристых вин с пониженным содержанием этанола из деалкоголизованных виноматериалов. Удаление этанола методом вакуумного испарения в присутствии дрожжей позволяет обогатить вино биологически активными веществами, восстановить и улучшить его органолептические свойства и биохимические показатели. Проведены исследования по изучению влияния производственных субстратов, приготовленных из деалкоголизованных виноматериалов, на физиологическую активность и размножение дрожжей. Показано, что проведение вторичного брожения и обогащения деалкоголизированного вина продуктами жизнедеятельности дрожжей с использованием иммобилизованных клеток позволяют получать слабоалкогольные или безалкогольные игристые вина стабильно высокого качества, отличающиеся низкой калорийностью, наличием свободной и связанной форм диоксида углерода, высоким содержанием витаминов и других биологически активных веществ. Технология предусматривает возможность варьирования концентрации этанола в готовом продукте в широких пределах.

Принципы направленного регулирования метаболизма и биосинетических функций дрожжей были использованы нами и при разработке технологии производства игристых вин с использованием плодового сырья, а также новой технологии производства хереса.

Разработанная система технологических процессов производства шампанского и игристых вин прошла Межведомственные испытания и внедрена на большинстве заводов шампанских вин России, стран СНГ и Балтии (табл. 18). Технологические схемы и регламенты используются при строительстве и реконструкции предприятий, включены в действующие "Технологические инструкции по производству и контролю качества Советского шампанского" и инструкции по выпуску игристых вин.

Разработанная технология отмечена Золотой медалью Всемирной организации интеллектуальной собственности (Женева, 1988), включена в Международный кодекс технологических приемов в виноделии (Париж, 1985), а также запатентована в США, Канаде, Испании, Португалии, Греции и передана в рамках лицензионных соглашений зарубежным производителям игристых вин (табл. 18).

Таблица 18

Внедрение в промышленности основных результатов работы

Авторское Нормативно-техническая Состояние внедрения,

свидетельство, патент документация (предприятие, страна)

1 2 3

Способ шампанизации вина в непрерывном потоке (A.c. № 1133867, 1194019, 1627556, 1685986, 1784119)

Способ производства Советского шампанского в непрерывном потоке (Патент РФ № 2027750)

Технологические регламенты переданные на действующие и проектируемые предприятия по выпуску Советского шампанского (1985 - 1992гг.)

Технологические регламенты по лицензионным соглашениям ( 1985-1991 гг.)

Технологические регламенты и техническая документация по лицензионным соглашениям (1992 - 1997гг.)

Количество предприятий в СССР, осуществивших внедрение - 14

Фирма "Хухтамяки-ОЮ-Марли"- Финляндия, Совместное Советско-Венгерское предприятие "Игристое,"

АО "Ригас Вини", "Дру-вас Партика"- Латвия, Минский завод шампанских вин - Республика Беларусь,

АО "Нижегородский завод шампанских вин", АО "Московский комбинат шампанских вин, Совместное русско - ирландское предприятие ТОО "РИСП" Москва, АОЗТ "Игристые вина" Санкт-Петербург, АООТ "ВИНАП"- Новосибирск АООТ "Екатеринбургский виншампанкомбинат" АОЗТ "Абрау-Дюрсо"-Россия,

АО "Багратиони"- Грузия

1

3

Способ культивирования дрожжей для шампанизации (A.c. № 492541, 520396, 876714)

Технологические инструкции по производству и контролю качества Советского шампан-. ского, 1982 г.

Технологические регламенты в рамках лицензионных соглашений 1983 -1991 гг.

Количество предприятий в СССР, осуществивших внедрение - 18 Фирмы: "Зейтц-Энцингер-Нолль"- ФРГ, "Фонсека"-Португалия, "Хухтамяки-ОЮ-Марли"-Финлянди я, "Текнивино "- Италия, Совместное Советско-Венгерское предприятие

"Игристое"

Способ производства игристого вина "Жемчужина Азербайджана" (A.c. № 1013464)

Способ производства игристого вина (A.c. № 1332806)

Способ производства шампанского в непрерывном потоке (A.c. № 1194019, 1285765)

Технологические инструкции по производству игристого вина "Жемчужина Азербайджана" Минпищепром СССР, 1982 г.

Технологический регламент производства мускатного игристого вина, 1985 г.

Технологическая схема и регламент производства, 1985 г.

Бакинский завод шампанских вин

Бакинский завод шампанских вин

Рижский виншампан-комбинат

Способ производства игристых безалкогольных напитков (A.c. № 1457889, 1517914, 1584889)

Технологические инструкции по производсту игристых безалкогольных напитков, 1987 - 1988 гг.

Рижский комбинат безалкогольных и игристых напитков,

Баусский агропромышленный комбинат

Способ производства игристого вина "Лиго"

(A.c. № 1578183)

Способ производства красных игристых вин (A.c. № 1604840)

Композиция ингредиентов для игристого вина "Браво" (A.c. № 1692140)

Способ производства игристого вина "Санкт-Петербург" (Патент РФ № 1750232)

Технологические инструкции по производству игристого вина "Лиго" Госагропром Лат.ССР,. 1989 г.

Технологические инструкции по производству игристого красного вина "Коралл" Мосагропром 1988 г.

Технологические инструкции по производству игристого вина "Браво" Госагропром Лат. ССР 1988 г.

Технологические инструкции по производству игристого вина "Санкт-Петербург", Минсельхозпрод РСФСР, 1991 г.

Баусский агропромышленный комбинат консервов и напитков

АО "Московский комбинат шампанских вин"

Рижский виншампан-комбинат

АОЗТ "Игристые вина" Санкт-Петербург

ВЫВОДЫ

1. Научно обоснованы и экспериментально установлены пути повышения физиологии и метаболизма дрожжей на различных стадиях процесса шампанизации вина. Показано, что направленное регулирование жизнедеятельности дрожжей является одним из важнейших средств управления качеством продукции и повышения эффективности производства.

В результате изучения физиологических особенностей и биосинтетических функций дрожжевой популяции создана система непрерывных технологических процессов производства шампанского и игристых вин.

2. Впервые изучена перестройка ультраструктуры клеток дрожжей, иммобилизованных на сорбенте. Показано, что усиление физиологической активности культуры и каталитических реакций при иммобилизациии дрожжей обусловлено изменением их структурной организации. Установлено, что существеннные различия между флуктуирующими и иммобилизованными клетками выражаются в

изменении строения клеточной стенки и цитоплазматической мембраны, усиления митохондриогенеза, развитии эндоплазма-гического ретикула.

3. На основе изучения процесса непрерывной шампанизации зина с различной структурой потока системы "вино-дрожжи" научно эбоснована и решена проблема улучшения гидродинамических характеристик потока, что позволило дифференцировать клетки дрожжей по их физиологической активности и создать условия, моделирующие особенности классической технологии.

4. В результате изучения закономерностей биохомических превращений и физиолого-морфологических особенностей иммобилизованных клеток дрожжей показана принципиальная зозможностъ интенсификации процесса подготовки виноматериалов н разработана технология, при которой совмещаются процессы апологической дезаэрации и обогащения вина биологически 1ктивными веществами дрожжей под воздействием отрицательных температур.

5. Установлены основные факторы, влияющие на процесс :озревания вина, получены математические модели, позволяющие прогнозировать качество шампанского.

Разработана технология выдержки вина в резервуарах с целью формирования качественных показателей, идентичных получаемым то классической технологии.

6. Показано, что основным фактором, определяющим направ-пенность метаболических процессов в клетке является массовая концентрация сахара в субстрате, повышение которой репрессирует функцию дыхания дрожжей, определяемую в свою очередь перестройкой структурной организации клетки. Установлено, что применение низкосахаристых сред позволяет снизить удельный расход сахара и стимулирует репродуктивную функцию популяции.

7. На основании изучения закономерностей процессов дыхания и размножения дрожжей в условиях аэробиоза, разработана эффективная технология их культивирования. Оптимизирован состав питательных субстратов и условия жизнедеятельности, обеспечивающие существенное повышение выхода биомассы дрожжей при минимальном удельном расходе компонентов питательного субстрата.

8. Показана необходимость проведения адаптации дрожжей в условиях анаэробиоза перед шампанизацией. Найдены объективные критерии оценки физиологического состояния культуры. Решена проблема полного восстановления бродильной активности клетки.

9. Впервые предложены эффективные методы естественного повышения биологической ценности производственных субстратов путем обогащения их продуктами жизнедеятельности дрожжей,

получаемых при выбросе биологически активных веществ клетки по воздействием внешних факторов.

Разработана технология приготовления резервуарного экспедиционного ликеров, предусматривающая введение в ни физиологически активных клеток дрожжей и обеспечивающа улучшение качественных показателей при одновременно! сокращении продолжительности производственного цикла.

10. Впервые установлено избирательное воздействие растг тельных экстрактов на физиологическую активность дрожжей пр] производстве напитков, насыщенных диоксидом углерод; эндогенного происхождения. Определены дозировки введения воднс спиртовых растительных экстрактов, стимулирующих бродильнув функцию дрожжей, установлены также продукты растительног* происхождения, добавление которых обеспечивает биологическук стойкость напитков.

11. Научно обоснована и разработана технология шампаниза ции белых и красных виноматериалов в непрерывном потоке, ш основе которой созданы и внедрены в промышленности новые марк! высококачественных игристых вин.

12. Разработана технология производства игристых вин < пониженным содержанием этанола, приготовленных из вино материалов, деалкоголизированных методом вакуумного испарения. Обогащение вина биологически активными веществами, а также восстановление и повышение его органолептических и биохимичекю показателей достигается при проведении процессов деалкоголизация и шампанизации в присутствии клеток дрожжей.

13. Предложена научная концепция разработки новых и совер шенствования традиционных технологий производства шампанского иа основе регулирования физиологии и метаболизма дрожжей, обеспечивающая стабильный выпуск высококачественной конкурентоспособной продукции.

Автор выражает глубокую благодарность академику РАСХН, профессору Н.Г.Саришвили за постоянную поддержку и внимание к работе.

Автор признателен профессору Московского Государственного университета пищевых производств И.М.Грачевой и профессору университета Гронинген (Голландия) М. УеепЬшэ за ценные советы и помощь.

За участие при выполнении отдельных этапов работы автор искренне благодарен к.т.н. В.П. Бакулину, к.т.н. И.Д. Белоусовой, проф. С.А. Брусиловскому, к.т.н. Е.С. Дрбоглаву, к.т.н. Л.В. Дубинчук, к.т.н. Н.К. Кардаш, Н.В. Кузнецову, Т.И. Лебедевой, к.т.н. В.Н. Новиковой, к.т.н. Ю.Е. Посметному, М.Л. Рудскому, к.т.н. Н.В.Федосцевой, к.т.н. В.Г. Хорошиловой, В.И. Чапликене, Г.В. Черникову, к.б.н. Ф.И. Шакаровой, к.т.н. И.М. Шур.

СПИСОК РАБОТ, ОБОБЩЕННЫХ В ДИССЕРТАЦИИ

1. СаришвилиН. Г., Ковалева Н. В., Визельман ( Рейтблат) Б. Б., квасников е. И. Особенности физиологии дрожжей при шампанизации вина в непрерывном потоке. - Виноделие и виноградарство СССР, 1974, № б, с. 14 - 16

2. Визельман Б. Б., Саришвили Н. Г., Ковалева Н. В. Влияние состава среды и условий культивирования на жизнедеятельность дрожжей шампанского производства. - Тез. докл. научной конференции, М., 1974

3. Ковалева Н. В., Визельман Б. Б., Карапетян Л.К. и др. Совершенствование технологии производства шампанского непрерывным методом на Рижском заводе шампанских вин. - Тез. докл. научной конференции, М., 1974

4. Саришвили Н. Г., Ковалева Н. В., Визельман Б. Б. О физиологии и метаболизме дрожжей, ингибирующих некоторые штаммы рода ЗассИаготусех - Известия вузов СССР. Пищевая технология, 1975, № 5, с. 31 - 33.

5. Саришвили Н. Г., Визельман Б. Б., Ковалева Н. В., Грачева И. М. Влияние условий культивирования на активность дыхания дрожжей 8асс\паготусе$ Ъауапт,- Прикладная биохимия и микробиология, 1975, т. X , вып. 6, с. 869 - 871.

6. СаришвилиН. Г., Квасников Е. И., Визельман Б. Б. Способ подготовки дрожжей к шампанизации. А. с. Ш 492541 (СССР) - Б. И. 1975, №43.

7. Саришвили Н. Г., Визельман Б. Б., Ковалева Н. В. Новый способ культивирования дрожжей в шампанском производстве. - М.: ЦНИИТЭИПищепром, 1975, № 7. с. 3 - 6.

8. Саришвили Н. Г., Визельман Б. Б., Квасников Е. И., СУМНЕВИч В. Г. Новые принципы культивирования дрожжей шампанского производства. - Виноделие и виноградарство СССР, 1975, №> 2, с. 21 - 24.

9. Ковалева Н. В., Визельман Б. Б. Исследование некоторых штаммов дрожжей шампанских рас, находящихся в антагонистическом отношении. - Тез. докл. научной конференции, М., 1975

10. Саришвили Н. Г., Визельман Б. Б. Способ подготовки дрожжей к шампанизации. А. с. № 520396 (СССР) - Б. И. , 1976, № 25.

И. Саришвили Н. Г., Визельман Б. Б., Квасников Е. И. Способ подготовки дрожжей к шампанизации. А. с. МЬ 529209 (СССР) - Б. И. , 1976, № 35

12. Визельман Б. Б., Саришвили Н. Г., Иванов О. К. Оптимизация и прогнозирование процесса культивирования дрожжей шампанского производства. - М.: ЦНИИТЭИПищепром, 1977, № 9. с. 7-9.

13. Саришвили Н. Г., Визельман Б. Б. Новые принципы культивирования дрожжей шампанского производства. - М., 1977, 52 с.

14. Саришвили Н. Г., Визельман Б. Б., Балобина В. Л. и др. Способ подготовки дрожжей в производстве шампанского. - М.: ЦНИИТЭИПищепром, 1977

15. Ковалева Н. В., Визельман Б. Б., Левченко Н. Н. Внедрение новых технологических процессов в производстве шампанского. -Виноделие и виноградарство СССР, 1978, № 7

16. рейтблат Б. Б., Саришвили Н. Г. Изменение состава культуральной жидкости при выращивании дрожжей шампанского производства. - Тез. докл. научной конференции, М., 1978

17. Кардаш Н. К., Саришвили Н. Г., Рейтблат Б. Б., Гончарова Г.

A. Динамика ферментативных процессов при различных условиях культивирования дрожжей. - Виноделие и виноградарство СССР, 1979, № 8, с. 55 - 57.

18. Белоусов а И. Д., Дубинчук Л. В., Рейтблат Б. Б. и др. Совершенствование технологии производства шампанского на Рижском заводе шампанских вин. - Тез. докл. научной конференции, М., 1979

19. Рейтблат Б. Б., Саришвили Н. Г., Карапетян Л. К. Балобина

B. Л. Новый способ культивирования дрожжей. - М.: ЦНИИТЭИПищепром, 1980, № 6. с. 8 - 9.

20. рейтблат б. б. Разработка нового способа культивирования дрожжей. - М.: ЦНИИТЭИПищепром, Винодельческая промышленность, № 6,1981

21. ковалева н. В., рейтблатб. б., нанейшвили г. В. Внедрение новых технологических схем на Тбилисском заводе шампанских вин. -Тез. докл. научной конференции, м., 1981

22. Рейтблат Б. Б., Иванов О. К., Саришвили Н. Г., Сторчевой Е. Н. Разработка математической модели процесса шампанизации вина в условиях сверхвысокой концентрации дрожжей. - Тез. докл. научной конференции, М., 1981

23. Карапетян Л.К., Саришвили Н. Г., Визельман Б. Б. Способ культивирования дрожжей шампанского производства. А. с. № 876714 (СССР) - Б. И. , 1981, № 40

24. Лебедева Т. И., Рейтблат Б. Б., Саришвили Н. Г., Иванов О. К. Математические модели выдержки шампанского, изготовляемого непрерывным способом. - Виноделие и виноградарство СССР, 1982, № 2, с. 54 - 55

25. ДубинчукЛ. В., Рейтблат Б. Б., Клеило Д. А. Исследование окислительно - восстановительных процессов при производстве шампанского на Минском заводе шампанских вин. - Тез. докл. научной конференции, М., 1982

26. Шайтуро Л.Ф., Саришвили Н. Г., Рейтблат Б. Б., Ваганов В. М. Способ производства хереса. A.c. № 1009096 (СССР) - Не подлежит опубликованию в открытой печати.

27. Рейтблат Б. Б., Бабаев Р. Н. Опыт эксплуатации установки культивирования дрожжей по гомогенно- непрерывному способу на Бакинском заводе шампанских вин. - Тез. докл. научной конференции, М., 1982

28. Шайтуро Л.Ф., Саришвили Н. Г., Рейтблат Б. Б. и др. Способ производства игристого вина "Жемчужина Азербайджана". А. с. № 1013464 (СССР) - Б. И. , 1983, № 15

29. Рейтблат Б. Б., Белоусова И.Д., Саришвили Н. Г., Иванов О. К. Корреляционный и регрессионный анализ оценки букета и вкуса шампанского. - Тез. докл. научной конференции, М., 1983

30. Шакарова Ф.И.,Рейтблат Б. Б. Влияние условий культивирования на морфологические особенности дрожжей. - Тез. докл. научной конференции, М., 1983

31. Саришвили Н. Г., Сторчевой Е. Н.,Рейтблат Б. Б, Нахшунов Р.И. Способ производства хереса. A.c. № 1116726 (СССР) - Не подлежит опубликованию в открытой печати.

32. рейтблатб. б. Влияние составляющих компонента вкуса на дегустационную оценку. - Материалы Всесоюзной конференции "Пути повышения эффективности винодельческого производства", М.,1983

33. Саришвили Н. Г., Сторчевой Е. Н.,Рейтблат Б. Б., Ваганов В. М. Способ шампанизации вина в непрерывном потоке. А. с. № 1133867 (СССР) - Не подлежит опубликованию в открытой печати.

34. ШАКАРОВАФ. И., РейТБЛАТБ. Б. Изучение условий образования конгломератов дрожжей в производстве шампанского. - Виноделие и виноградарство СССР, 1984, № 2, с. 18-19.

35. Саришвили Н. Г., Сторчевой Е. Н.,Рейтблат Б. Б. Способ производства шампанского вина в непрерывном потоке. А. с. № 1194019 (СССР) - Не подлежит опубликованию в открытой печати.

36. Михлин Э. Д., Саришвили Н. Г., Рейтблат Б. Б. и др. Стимуляция роста дрожжей и молочно - кислых бактерий гидроли-затами клеток. Прикладная биохимия и микробиология, 1984, т. XX , вып. 4, с. 490 - 502.

37. РейтблатБ. Б., Кузнецов Н. В., ДубинчукЛ. В., Белоусова И. Д. Совершенствовать технологию производства шампанского. -Виноделие и виноградарство СССР, 1984, № 7, с. 20 - 22.

38. Саришвили Н. Г., Рейтблат Б. Б., Ваганов В. М. и др. Разработка рациональной технологии производства красных игристых вин. - Тез. докл. научной конференции, М., 1984

39. Саришвили Н. Г., Рейтблат Б. Б., Мехузла Н. А., Патаридзе О. Д. Способ подготовки виноматериалов А. с. № 1311241 (СССР) - Не подлежит опубликованию в открытой печати.

40. Рейтблат Б. Б., Белоусова И. Д., Рудский М. Л. Сравнительное исследование процесса шампанизации вина в установках различных сроков эксплуатации. - Тез. докл. научной конференции, М., 1984

41. Рейтблат Б. Б., Саришвили Н. Г., Орловский В. Д., Дубинчук Л. В. Способ производства игристых вин с пониженным содержанием этанола. А. с. № 1311242 (СССР) - Не подлежит опубликованию в открытой печати.

42. Рейтблат Б. Б., Ваганов В. М., Саришвили Н. Г. и др. Особенности технологии красных игристых вин на Бакинском заводе шампанских вин. - Тез. докл. научной конференции, М., 1985

43. Рейтблат Б. Б., Новая технология культивирования дрожжей шампанского производства. - Сборник докладов на четвертой Международной конференции - "Вино - традиции, экономика и здоровье", НРБ 1986

44. Рейтблат Б. Б., Дубинчук Л. В. Новая технология производства игристого вина с пониженным содержанием этанола. - Тез. докл. научной конференции, М., 1986

45. Рейтблат Б. Б., Шакарова Ф. И., Федосцева Н. В. Изучение физиологии и метаболизма дрожжей при культивировании на дезалкоголизированных виноматериалах. - Тез. докл. научной конференции, М., 1986