автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.13, диссертация на тему:Применение электроплазмолиза для извлечения фенольных веществ из винограда в технологии красных столовых вин и натурального сока

МІОЛОГІЧНИЙ ІНСТИТУТ ХАРЧОВОЇ ПРОМИСЛОВОСТІ

ім. М.В. Ломоносова

ЗАСТОСУВАННЯ ЕЛЕКТ'РОПЛАЗМОЛ ІЗУ ДЛЯ ВИДОБУВАННЯ ФЕНОЛЬНИХ РЕЧОВИН ІЗ ВИНОГРАДУ В ТЕХНОЛОГІЇ ЧЕРВОНИХ СТОЛОВИХ ВИН І НАТУРАЛЬНОГО СОКУ

05.1В.ІЗ - технологія консервованих харчових продуктів

05.18.07 - технологія продуктів бродіння, алкогольних і безалкогольних напоїв

Автореферат

дисертації на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук

На правах рукопису

Одеса - 1993

Робота виконана в Одеському технологічному інституті харчової промисловості ім. М.В. Ломоносова.

Науковий керівник:

Науковий консультант:

Офіційні опоненти:

Провідна організація: Захист відбудеться "25

доктор технічних наук, професор йглауменбаум Б.Л.

кандидат технічних наук, доцент русаков В.О.

доктор технічних наук, професор Шольц Є.П. кандидат технічних наук, доцент Лисогор Т.А.

ВО "Одесрадгоспвинпром"

1993 р. о "" год.

на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 068.35.01 при Одеському технологічному інституті харчової промисловості ім. М.В. Ломоносовп /270039, Україна, м.Одеса, вул.Свердлова, 112/.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці ОТІХП ім. М.В. Ломоносова. і

Автореферат розіслано " 23" 1993 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради д.т.н., проф.

Б.В. бгоров

нрШов соя&итв

Диссертационной рабом Калмыковой Йрииы СеМейоани "Цримененйе злек^рбплавмдлиза для интенсификации йзалечения фейоЛьних ващвсїв яз вийоГріД» в технологий красных столом вМ и натурального сока"* предстаахеиной на соискание ученой степени кандидата технических наук по Специальностям 05.18. Т3 - ♦'йхиоітзгяя консервированных пииевых продуктов я 05.18.07 - технология продуктов . . брожения, алкогольных и (безалкогольных напатксв

йтоАненная работа посвицена {проблеяв разработки интенсивной технологии красних столовых вин я натурального виноградного сока.

Присутствие в виноградном соке фенольных веществ, в частности флавоноидо", обладайцих Р-витаминной активность», повевает его пи-аевув ценность и диетические свойства, улучшает внешний вид. Обогащение виноградного сусла фенольными веществами и -достижение отчетливое окраски продукта чрезвычайно ва*но и для получения типи<1ных краснії* ван.

Принятые я йасюяцее время методы, направленные на извлечение фенольных веществ из винограда, не ливены некоторых недостатков: Удлинение Технологического ци..ла, опасность появления тонов уверенности в аромате и вкусе продукта.

ОДниМ мз путей реяения проблемы интенсификации технологических процессов, повмвения качества выпускаемой продукций яадявтся использование в пкпевой промышленности электрофизических методов, позволявших по-новому подходить к вопросам технологии.

Целы) работ было разработать способийтенсивного извлечения красящих и Других фенольных эеиеств нэ винограда, сокрачайщий сроки контакта сусла с меэгсй,. с последующим получением красного столового вива по белому способу, а также интенсивно окраіенноґо виноградного сока, без снижения показателей качества готового продукта. В его Осйочг был положен метод злектроплаэмолмза - электроконтактной обработки сырья током промышленной частот- напряжением 220 д.

3 результате проработки темн било определено новое направление применения электроплазмолмэа в пищевой промышленности - иитеисифи- ' кация извлечения фенольиых веществ при получении вмя и сока из краснім сортов аянограД*. Интенсификация процесса достигается а результате мгновенного к полного разрушения цитоплазмы клеток кожицы винограда ПОД воздействием электрического тока. Лс эляительным факто-

2 • ром, способствующим быстрому растворению фенольных в :еств в сусле, является повышайте температуры мезги при электроплаэмолизе до 55-70 °С.

Количество перешедших из кожи., ^ в сусло фенольных веществ определяется глубиной повре' 16НИЯ клеточной структуры растительной ткани, эависяще.. от силы воздействия на сырье электрического тока, т.е« от величины градиента напряжения и времени электроплазмолиза. Статистический анализ разработанной математической модели процесса элактроплазмолигч виноградной мезги показал, что градиент наг.ряжа-ния оказывает доминирующее влияние на извлечение фенольных веществ. Путем нелинейной оптимизации были определены рациональные параметры процесса электроплаэмолиза, обеспечивающие аффективный переход в сусло полифенолов: градиент напряжения 650-750 В/см. время 0,4-Г 6 с.

Установлено, что электрообработку аиногра шй мезги рациональнее проводить после отделения самотечной фракции сусла - электролита с высокой электропроводностью. П*и этом ток будет прохсдить а основном че^ез растительную ткань, повреждая цитоплазму клеток, что повисит эффективность обработки. . в

В сусле, полученном после электроплазмолиза мезги при установ- ’ ленном режиме, содержится в Ь раза больше общих фенольных веществ, в том числе антоцианов - в 5-6 раз больше, по сравнению с обычным дроблением винограда.

Поскольку в общем содержании фенольных веществ, перешедших в сусло при электроплазиолизе, преобладают красящие вещества, то применение электрообработки виноградной мезги является целесообразным для получения натурального виноградного сока с интенсивной окраской. Антоциани не только повышают лицевую ценность и улучшают внешний вид и. шграднс ло сока, но также, благодаря своим антибиотическим свойствам, способствуют повышению биологической стойкости сока при его холодильном хранении. Гак, в соке из винограда Каберне-Совин. ^н с массовой концентрацией антоцианов 528 ыг/,г <3 концу первого месяца хранения при температуре 1-2 °С количество клеток дрс сей ЗассАлпщ/-ееВ пш пасы Феодосия 1-19 было в 8 раз меньше, а содержание этилового спирта - в 6 реи меньше, чем в соке с концентрацией антоцианов

0,58 мг/дмэ. :

Исследования показали, что способ электроплазмолиза мезги отвечает технологи )ским требованиям получения виноградного сока высоко-<■ качества. При этом для сортов винограда, характеризующихся лысо-.

кой вязкостью сусла, скорость его осветления при отстаивании увеличивается в 10 раь. Посла злектроплазмолиза ме-.и актианост: окислительных ферментов снижается в среднем на 30 %.

Для интенсификации технологии красны: вин был предложен способ (а.с. 1687595), названный электровинификацией, поз .золявци.Ч получать красные столовые вина брожением "по-белому".

Виноград красных сортов дробят с отделением гребней на валково. дробилке и полученную мезгу перекачида.- г в стекьгпь. Предусмотрена сульфитации мезги в дозе 100-150 мг на I кг. после отделения самотечной фракции сусла мезгу под°ергапт алвктроплазмол; -зу на валковом электроплазмолизаторе А9-КЭД при градиенте напряжения 650-750 В/с и в течение 0,4-0,6 с. Обработанная мззга накапливается а сборнике, куда также подается отделенное ранее сусло -самотек. При добавлении к горячей, прошедшей электрообрабэтку мезге холодного суола-самотака ее температура снижается до 3 -35 °С. Далее мезгу перекачивают ч термок олированный резервуар (.типа БРК-Э;4), где она настаивается при перемешивании не^ .ченее I часа для более полного протекания диффузионных процессов .. накопления в сусле достаточного количества экстрактивных веществ.

По окончании настаивания сусло самотечной фракции отделается, а мезга транспс, /ером подается в пнекопый прзсс. Сусло прессовых фракций, за исключением ребежей, соединяпт с самотеком и направляют на дальнейгчэ обработку согласно принятым технологическим приемам для столовых сухих вин. '

Изменение физико-химических показателей сусле при электроплазмолизе находится а пределах, соответствующих типу красных столовых вин. Дегустация показала, что вино, полученное ует'дом электровиииф сации, имело интенсивный рубиновый цвет, чистый, без посторонних тонов букет, соответствующий орту, и полный, гармоничный вкус. Оно было оценено на 0,05-0,1 балла выше образцов, полученных путем брожения суола на мезге и методом термовкаификг-ции.

Производственные испытания способа интенсивного извле”вния фенольных веществ из винограда похазали целесообразность применения’, электроплазмс-иза а ;хнологии красных столовых в г и натурального сока.

з

. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Концепція розвиту садівництва, виноградарства та виноробної промисловості в Україні і на період до'2000 року передбачає довести виробництво виноградного вина в 1995 році до ЗО млн. дал, в 2000 - до 50 млн. дал. Питома вага столових і марочних вин виросте на 3&-із0 %. Червоні столові вина, які характеризуються високою біологічною цінністю, займають визначне місце в асортименті ціиї групи вин.

Способи одержання червоних столових вин, які застосовуються в сучасному виноробстві, базуються на добуванні фенольних речовин із винограду в основному шляхом тривалого контакту сусла з мезгою в процесі бродіння або настоювання _,ри високій температурі. Основними недоліками існуючих технологій у тривалість технологічного циклу та небезпека зниження якості продукції в результаті виникнення в букеті та смаку тонів увареності.

В особливу проблему формуються виробництво високоякісного виноградного соку. °азом із збільшенням об’єму виробництва велика', _ угяга приділяється вдосконаленню технологічних режимів переробки сировини з метоп максимального добування та збереження біологічно активних речовин, зокрема флавоноїдів, які визначають харчову цінність та дієтичні властивості виноградного соку.

Одним з напрямків рішення проблеми підвищення якості випускаємо! продукції, інтенсифікації технологічних процесів е використання в харчовій промисловості електрофізичних методів, які дозволяють по-новому підходити до питань технології.

Виконана робота присвячена актуальним прблемам розробки інтенсивної технології червоних столових вин і натурального виноградного соку. . ,

Мета роботи - розробка способу інтенсивного добування барвних і інших фенольних речовин із винограду, який скорочує час контакту сусла з ыезгою, з подальшим одержанням червоного столового зина по білому способу, а також інтенсивно забарвленого виноградного соку, без зниження показників якості готового продукту.

Наукова новизна. Визначено новий напрям використання електро-плазмолізу /електроконтактної обробки струмом промислової частоти напругою 220 3/ ь харчовій проі'ислапосгі - інтенсифікація добування фенольних речовин при одержанні вин та соку із червоних сор-тіт- винограді'. Встановлена яаконсмірност і виходу фенольних речовин

, 4 _

із виноградної мезги в залежності від основних факторів електро-іпзмолізу - із збільшенням градієнту напруги та ,су обробки підвищується ступінь видобування фенольних речовин. Знайдено раціональні режими електроплазмолізу, які забезпечують ефективний перехід в сусло фенольних речовин. Запропоновано спосіб, який дозволяй бродінням сусла "по-білому" готувати червоні столові вина хорошої Якості /а.с. 1687599/. Експериментально обгрунтовано доцільність збагачення виноградного соку антоціанами, які не тільки підвищують його харчову цінність і покращують зовнішній вигляд, але іі також сприяють посиленні) біологічної стійкості соку при йо-і) холодильному зберіганні.

Практична значимість. Розроблено інтенсивну технологію червоних столових вин і натурального виноградного соку, збагаченого флавс ідами, яка базуються на застосуванні електроплазмоліз.. Науково обгрунтовано та перевірено у виробиш їх умовах технологічні режими електроплазмолізу мезги винограду червоних сортів. Річний економічний ефект від впровадження нової технології в лінах на . І травня 1992 року орієнтовно складай 925 крб. на І т винограду.

Апробація роботи. Результати досліджень повідомлено на засіданні секції "Нові електрофізичні методи теплової обробки продуктів" її Всесоюзної наукової конференції "Проблеми впливу теплової обробки на харчову цінність продуктів харчування’1 /Харків, 1990/, конференціях профессчсько-внкладацького складу ОТІХ11 ім. Ы.В. Ло-_ моносова /Оп за, 1990-1952/.

Публікації. По матеріалам дисертації опубліковано 4 друкованих роботи та одержано І авторське свідоцтво на винахід.

Структура та об"ш роботи. Дисертація складаються із введення, 6 глав,- основних висновків та 6 додатків, викладена на 200 сторінках машинописного тексту, вміщуй 51 малюнок, 22 таблиці. Спи-, сок використаної літератури включав 209 найменувань, із них 24 -іноземних авторів. '

Ьа захист виносяться такі науко: ' псложення:

- спосіб інтенсивного добування фенольних р. ювин із енного *ду за допомогою електроплазмолізу при одержанні червоних столових вин і натурального соку;

- технологічний режим електроплазмолізу мезги винорі -щу чер-воьих сортів;

- хі ічний склад та якісні показники вина та соку, одержаних

після електроплазмолізу мезги; .

- апаратурно-технологічні схеми приготування червоних столових виноматеріалів і натурального соку-! півфабрикату із застосуванням електроплазмолізу. ' * •

‘ 2. ЕКСПЕРИМЕНГАЛЬНА ЧАСТИНА

2.1. Об"ектт- та методи досліджень

Об'єктом дослідження був виноград із забарвленою шкіркою та безбаряноо м"якоттс сортів Каберне-Совіньон, Рубін Таїровський, І~пбелла та Молдова врожаю І969-І992 рр, зростаючих в Одеській області, а також виготовлені з них по різним технологічним схемам сусло, вино- та сокоматеріали, вино та сік.

Елехтроплазмоліз виноградної мезги проводили на лабораторному валкове у електроплазиолізаторі» який являє собою валки-елек-троци, до обертаться назустріч один одному /довжина 180 мм, діаметр 105 им/, змонтовані на рамі та обладнані бункером, через який здійснюється завантаження сировини. Електроди ввімкнено в лагшюг^ г-ремінного струму промислової частоти напругою 220 3. Ьлектричіїп ~ схема електроплазиолізатора дозволяє змінювати частоту обертання валків від 5 до 100 хв“*, до дає можливість регулювати тривалість обробки сировини від 0,04 до ,8 с. Проміжок між рчлками встановлювався від 2 до 5 мМ, в залежності від чого градієнт напруги змінювався від 440 до 1100 В/см.

В процесі досліджень були використані загальноприйняті методи аналізів, викладені у відповідних стандартах і посібниках по техно-хімічному та мікробіологічному контролю у виноробстві /Ага-бальяіш тя ін., 1969; Валуйко та ін., 1969/ і в консервному виробництві Дарх та ін., 1989/, а також методики, описані в спеціальній літературі: клітинна проникливість для неелектролітів /ілау-кенбаум та ін., 1986/, коефіціьнт струмостійкості /ілауменбаум, Иазанджий, 1966/, активність окислювальних ферментів /Починок, І9?б/, оксиметилфурфурал /Лан-Внг, Сояоід, 1969/, інтенсивність і відтінок забарвлення /Сгдро, 1956/.

Біофізичний ефект дії електричного струму на виноград вивчали за допомогою оснилографічного випробувального стенду, який дозволяв створювати різні умови електроштазмолізу та реєструвати одержані результати на фотоплівці у вигляді автоматичного ;лпису -

б

осцилограми.

Математичне планування багатофакторного експерименту проводили по працям Грачова, 1979; Седорова, Плесконоса, 1980,' Результати досліджень обробляли за допомогою методі в варіаційної статистики та регресивного аналізу /Львовський, 1982; Івашкін, 1989/ на ІШ РС.

Вірогідність одержаних даних підтверджується збігом результатів при багаторазовому повторенні дослідів, використанням ж тематичної обробки експериментальних даних, а також актами виробничих випробувань.

з. результати досйдань

3.1. Рог>чобка способу інтенсивного добування фенольних речовин із винограду

■ 1а літературних джерел відомо, що віднг но пошкодження тканин рослинної сировини електроплазмоліз в 3-5 разів ефективніший за звичайне дроблення і дав такий же результат, як нагрівання до 70 не викликаючи явищ, які супроводжують інтенсивну теплову обробку.

До того ж він відрізняється мінімальним часом проходження техноло-_ гічної операції, а інтенсивність дифузійних процесів виростав в ’ 2-2,5 рази /Флауменбаум, 1949; Загорулько, 1958; Гасок, Матов, 1960; Щеглов, 1967; Лазаренко, Решетько, 1968; Бирюкова, 1971; Панченко, 1978; Данькевич та ін., 1991/.

Мікробіологічне дослідження зрізів тканини пйрки виноградної ягоди показало, що електроплазмоліа викликає глибокі зміни цитоплазми клітин - від стиснення протопласту і відокремлення його від це-дюлоаної стінки до повного розпаду цитоплазми на окремі агрегати.

До того ж характер цих змін, що впливав на ступінь виходу із клітини барі іих речовин, залежить від технологічного режиму електроплазмолізу.

Осцилографі чиє вивчення параметрів процесу дозволило ..становити, що час електроплазмолізу, за який к іті’іа губить свою життєздатність, для різних сортів винограду неоднаковий. Якщо охарактеризувати стійкість винограду до дії електричного струму за допомогою лонстан'. . струиості Якості К [В^-е/оГ ] :

К‘ Е‘с, . - / І /

де Е - градієнт напруги, В/см;

^ - час -'лекгроплазмолізу, с,

"о найбільш струмостіїіким являється сорт Ізабелла /табл, І/.

Таблиця І

Характеристика струмостіЯкості винограду

Сорт виноград^' ‘ : Параметри електроплазмолізу : Константа стру-

: градієнт на: пруги-, В/см ■ ; час електро-: плазмолізу, с ; мості Якості 10^, : В2. с/сі£

Каберне- 440 0,26 5,03

Сові ньон 733 0,10 5,37

Рубін 440 0„38 ■ 7,36

’’’аї ровський 733 0,14 7,52

Молдова 440 0,18 3,48

733 0,06 3,22

Ізабелла 440 . 0,5$ 10,84

733 0,20 10,75

Дослідження впливу на процес електрошіазмолізу електрофізичних властивосте!", сировини показало, цо із зниженням рід, Л фази'і з; гальному об"емі і,"=зги II питомий опір електричноцу струму росте від 5,56 до 6,71-8,30 Ом*м. Отже, при електроплазмолізі всієї маси мезги струм буде проходит і в основному по суслу - електроліту з високою електропровідністю, а клітинна тканина, цо їлав великий електричний опір, залишиться тдоупкоджено». Тону для підвищення ефективності електрообробки виноградної мезги доцільно піддавати елек-троплазмолізу масу з попередньо сі дді леним на стекателі суслом першої фракції.

Наступним етапом роботи було визначення оптимальних паракотрів електроплг’їмолізу відносно добування фенольних речовин, "ри узагальненні одержаних даних було зроблено висновок, що ефективність процесу залежить в першу чергу від інтенсивності дії електричного струму на мезгу, тобто від величини градієнту напруги та часу елвктро-обробки. Струмості йкість сорту не сиявляе істотного впливу на протікання процесу, ЩО, певно, ПОЯСНЮЄТЬСЯ (’■ілі ологі чнич станом сиро-ршш: на обробку подасться не цілкі! виноі,ад, а мезга із значно пошкоджене?: структурою тканини, з порузентт і^ункіц той житгедіяльнос- -ті клітин. Було встановлено, цо із збільшення» градієнту напруги тя часу дії стру?.!/ на мезгу с-упінь переходу в сусло ф-иольних речовин росте нелінійно: для граді ситу напруги ця еілп рилт’ залежність носить експоненціальний характер /гал. І/, для часу електроплазхолі-

е

Градієнт напруги, В/см б/

. 440 550 73Г 1100

Градієнт напруги,В/см а/

Мал. І. Залежність ступеня видобування загальної суми фенольних ' ' речовин / а / і барвних речовин / б і із виноградної мезг:; ві ц градієнту напруги: І - Молдова; 2 - Каберне-Совіньон;

З - Рубін ТаГровський. .

а/ б/

Мм. 2. Залежність ступеня вицобупання загально( суми «'с ольних

речовин / а / і барвних речовин / б ] іп виноградної мезги и а. «асу електроплапмолізу: І - Молила; 2 - Кяберне-Со-тіньои; 3 - Рубін Таїпорськиі1,

9 •

зу - степенниА характер /мал. 2/. Для всіх досліджуваних сорті рвід-• соток добування поліфенолів приблизно однаковий відносно їх технологічного запасу у винограді, при цьоц, концентрація в суслі барвних речовин росте швидше, ніж загальна суйа фенольних речовин.

З метою всебічного дослідження електроплазмолізу виноградної мезги та оптимізації процесу, на основі повного факторного експери-

мгнту була побудована математ чна модель електроплазмолізу у вигля-

ді неповного квадратичного рівняння. Так, для добування загальної суми фенольних речовин вона має вигляд:

Уф » 33,29 + 7,08ХГ + 3,68% + І .КОД, / 2 /

де Уф - ступінь добування фенольних речовин, % від технологічного запасу;

• - градієнт напруги, В/см;

^2 - час електроплазмолізу, с. • *

Для добування барвних речовин:

Уб ■* 28,89 +■ І0,І4ХІ •+ 7,48X2 + 5.5ІХІХ2» / 3 /

де Уд - ступінь добування барвних речовин, % від технологічного з&-'~" пасу.

Щ рівняння задовольняють усім вимогам статистичного аналізу. Виходячи із статистичних харак еристик, встановлено, ідо градієнт напруги виявляє більпий вплив на добування поліфенолів , ніж час електроплазмолізу. За допомопоо нелінійної оптимізації досліджуваного процесу одержано раціональні параметри електроплазмолізу: градієнт напруги 650-750 В/см і час 0,4-0,6 с. ’

В процесі електроплазмолізу при знайдених параметрах мезга нагрівається, що посилює ефективність електрообробки внаслідок інтенсифікації „нутрі шньокліттгної дифузії фенольних речовин. Ік показав теплотехнічний розрахунок, і підтвердили дослідні вюйрювання, температура виноградної пезги після електроплазмолізу може підвищитися до 55-70 °С в залежності від об"ецу порції мезги, яка знаходиться між валками , її початкової температури та вологості.

3.2. Вплив електроплазмолі-. мезги на '

склад і якість червоних столових вин

Сусло, одержане із застосуванням електроплазмолізу, зброджували по білому способу. Одержали!* виноматеріал характеризувався як легкий, свіжий, рубінового кольору, з побре яиявленим букетбм моло-

, 10 . ' дого вина. Однак при порівнянні Його фізико-хімічних показників з оп'* "мальнши показниками якості червоних столових с,хих вин /Шольц, 1991/ виявилося, що при задовільній кількості антоціанів, загальний вміст фенольних речовин недостатній. Тому виникла необхідність збільаити тривалість контакту сусла а мезго» шляхом настоювання.

За допомогою показника ступеня рі: юваги диФузі ї Суло встановлено, що пі'сля електроплазмолізу видобування сухих речовин і мезги протікає вдвічі швидше, ніж після дроблення винограду і дещо перевищує швидкість дифузії із термообробленої мезги. Досліди по визначенню необхідного часу контакту сусла з мезгою показали, що при стати ‘.лоцу режимі настоювання основна частин' Фенольних речовин /65 % від технологічного запасу/ переходить в сусло протягом 3-4 гоя. Більш раціональнім режимом мацерації мезги являється настоювання при періодичної!; перемішуванні 1-2 хв кожні 0,5 год. Б цьому разі оптимальна кількість фенольних речовин накопичується в суслі протягом І год.

Для порівняння розробленої технології з найбільш поширеними у виноробстві способами приготування червоних столових вин, із винограду Каберне-Совіньон в умовах мікровиноробства були одержані столові сухі виноматеріали за трьома технологічними схемами: бродіння • сусла на мезгі /класична технологія/, нагрівання мезги до 60 °С э подальшим настоюванням при цій температурі протягом півгодини /тер-мовиніфікація/, а також електроплазмоліз мезги, що стекле., при градієнті напруги 733 В/с протягом 0,4 с з наступним об'єднанням мез-. ги з суслом перлої фракції і настоюванням протягом І гоц при перемішуванні /спосіб названо електровиніфікація/. В суслі, а також у вкноматеріалах визнавали низку показників /табл, 2/, Одержані дані свідчать про те, що за хімічним складом зразки всіх трьох варіантів схожі між'собои. Дегустація показала, що виномагеріал, одержаний методом електровиніфікації, мас інтенсивний рубіновий колір, чистій, без сторонніх тонів букет, відповідаючий сорту, і повний, гармонійний скак-, його було оцінено на 0,05-0,1 бала вище інших варіантів. .

В процесі 9-міспчної контрольної г..гри:.;ки при 15 °С молоді ле-о£роблені виноматеріали всіх трьох варіантів показали схожу динаміку І ІОВИН (‘■'■'НОЛЬНОГО комплексу. Більш усього ЇХ вміст знизився у вині, оце ржа коку методом термовиніфікації: до кінця зберігання сума фенольних речовин зменшилась в ньому на 18 І /за перьі 3 мі' ці -на II */, тоці як у зразках І і 3 варіантів - ві плові дно на 0 і 13 ^ /па пе; ..і 3 місяці - на 4 і 3 ^/. Така ж тєнпеніїія сг.остеріта-

".ля лнточіпнів і ганілінррпгувчіїг "оноперів. Характер зміни

Т.чОлиця 2

Хімічний скла" суслв і столових сухих виночате'іалів, одержаних із ринограпу Каберне-Совгчьон по різним технологіям

Показники :Класична ;Термови- :Е."ектрови-: технологія: ні сі каці*1 :ні*ікація

: вино : сусло:вино:сусло:вино

Активна кислотні^ть pH 3,5 3,0 3,-. З.С 3,4

Об"емна доля етиловогі спирту, * 10,3 - 11,3 - 11,3

Масова концентрація:

цукру, г/100 см 0,2 20,3 0,11 20,5 о,;о

титрусмих кислот /в перерахункх'

на винну кислоту/, г/дм 7,4 6,3 7,6 8,3 7,6

приведеного екстракту, г/дм3 22,1 25,6 24,0 25,С 23,8

азотистих речовин, мг/дм3 .441 530 436 574 49-і

летких кислот, г/дм3 0,42 0,1 0,61 С,06 0,65

пектинових речовин, г/ІОО см3 0,013 0,024 0,0ІЬ 0,019 С.СІЗ

заліза, мг/дм 3,6 10,С 5,6 13,5 9,0

фенольних речовин, г/дм3 1,6? 2,15 1,53 1,85 1,79

в тому числі:

антоціанів, ..іг/ам3 274,7 22,9 310,1 507,2 295,8

лейкоантоці анів, мг/дм3 540 1120 730 925 ЄЮ

Інтенсивність зе'арвлення И =

и Д420 + %20 9 і.о 2,3 І,І 2,2 1,1

Відтінок Т » Д42с/-%20 ' 0,52 0,00 0,56 0,72 ,54

Дегустаційна оцінка, бал > 7,85 - 7,80 - 7,90-

ре ^кспотєнціалу та коефіцієнту конденсації -п -ііцстяву зр би-

ти висновок, що глибина та пвидкість реакцій, які проходять під пас зберігання вин усіх варіантів, близькі між с 'ов.

Вино, одержане методой електровиніМнації, після контрольної витримки мало інтенсивне забарвлення, в якому переважали антоціанові пігменти. Це свідчить про стіРкість барвни” речовин, добутих із винограду за допомогою електроплазмолізу. Хроматограф! ішГ галі* показав,- що антоціани цього зразка, як і двох інших варіантів, і.лд-ставлені моноглікозидами дельфін: іицу, петунідину, мальвідину та пеонідину.

3.3. Ос.'рунтуг-’ння технології виноградного со •

. з підвищеним вмістом антоціанів

. Було визначено експериментально, ^о електроплазмоліз виногради''! мезги при вс ношеному режимі' більп ефективний відносно дотепні'"1 борених речовин, ніж інших груп біофлавоноїдів. А оскільки надмірно збагачення виноградного соку поліфенолами небажано, то застосування злек^ооплазмолі зу може бути доцільним для одержання соку а інтенсивним заб'рвлеьлям без зниження його якості.

Присутні і» .’Ь антоціанів в jui не тільки підвищує харчову цінність і покрааде його ьолір; антоціани, крім тс. о, володіють антибіотичними властивостями, пригноблюючи розвиток різноманітних мікроорганізмі з.

Зберігання соку-наг" вфабрикату у великих резервуарах при понижені* теміературі в атмосфері іменного гьлу досить широко поширено у виробництві, Але т,авіть в цих умовах не виключена небезпека його оаСронкуванш». Було поставлено серію дослідів з метою вивчення пливу концентрації антоціанів на отупінь виживавмості мікроорганізмі:» при хол дидьному зберіганні соку. В пастеризований вино-граді.ий сік а різнім вмістом антоціанів вкосили холодостійку расу дріжпжН Оеоцосгя 1-19 вицу Satt&aronyces vini в активному стані. Початково кількість дріжджів у зразках була 1,8-2,1 тис. клітин в 1 см3. Сі к збч. ігали пр« температурі 1-2 но протязі місяця. Як сгіячгьГ, одержані експериментальні дані /мал. З/, доза антені вні г. ЇН in'/дм3 33!Є С HOCTBTHbv.J для того, щоб втричі знизити швидкі С .Ъ накопичення етилового спирту в с .ці. При концентрації антоціанів 52В мг/дм3 наприкінці зберігання кількість дріжджів була меншою в Є разів у порівнянні з контролем, а помітно накопичення спирту відбулось- лише після 2С дії* зберігання.

Таким чином, при виробництві інтенсивно забарвленого виноградного сою’ добування антоціанів рекомендується вести до досягнення їх концентрації в соці не нижче 200 мг/іш3»

О Г>-.! вивченні впливу електроплазмолізу мезги на хід окис: оваль-ни* Нро;-°сІБ в суслі було встаноглеко, цо при електрообробці мезги протягом С,5 с активність оксицо, ,»цуктаз зменшується в середньому на ЗС по викликано,'мабуть, зруйнуванням частики білкових носіїв іер-хкгів в результаті денатурації білків під впливом електричного струуу. Лр:-:ім електроплазмоя*і більае позначається на пригніченні аскср?:нокгк-азм, ніж о-5и?енсло1:сидали. У необро^лені? мезгі цо-

О 10 20 30

. Час зберігання, діб

п/

о і,; зо

Час зберігання, діб б/

Мал. 3. Вплив вмісту антоціанів у виноградно^ соці на його екологічну стійкість: а/ динаміка накопичення біомаси ^ріждшів; б/ динаміка накопичення етилового спирту; І - масова концентрація антоціанів 0 ,СГ мг/дм3, 2 - 2ТІ мг/д; ',;3-628кг/дм3

сліджуваниг сортів винограду пероксидилна активність не про влялабь. При швидкому з'єднанні пресових іракці А з холодним суслом перло? фракції температура їх суміші не перевіювала ЗІ °С. Ре окспотанці-ал одержаного ".усла складав у середньому ?Ъ мВ, що характеризувало сусло як малоокислене.

Аналіз соків на присутність продуктів реакції мсла.іоїдин-утво-рення показав, що в пас .-еризованому виноградному соп*, одержаному

з застосуванням електроплазмолізу, оксииетилфурфуіол практично відсутній. При цьому зразок, збагачений антоціанами шляхг-і термообробки мезги при 50 ('С, міст.Сс сліди оксиметил^ур^урс..у, 3 Прису'іііісти якого звиязу*'ть виникнення тонів увареності в продукті.

Встановлено також, що сусло, одержане при елект; ./Плазмолізі мезги, легше піддасться процесам очищення /відстоюванню, філь“рації/ у порівнянні з іншими способами перероб. .і виногряу. '.ак, іщт сусла із винограду Ізабелла, яке характеризуемся високою в'язкістю, швидкість самросвітлєнн" після електроплязмолізу мозги була в

10 разів виїцоп, ніш після звичайного дробленн' винограду.

Досліди псгічялк, що в результаті електрешгазмелі .у прі. встановленому режимі г сусло переходить додаткова кількість заліяа -на 6-13 ^ більше, ніж в контролі. Одняк загальнії!1 гміст заліза в сокоматеріалі не перевищував .юлволеного стандартом рі ля для вино градного соку: ІСО мг на І кр.

. ' 14 -

Таким іином, r.r-кт зробити висновок, що спосіб електроплазмо-лізу мезги еііі.овідас технологічним вимогам одержання виноградного

COHj ВИСОКОЇ "-ОСТІ. ,

. V-.4. Апаратурно-' хі логічні схеми приготування червоних

столових гиноматеріалів і соку-иапі вфабрикату

Аналіз одержаних результатів досліджень дозволяє рекомендувати такі технологічні схеми переробки винограду червоних сортів з застосу ізанням електропг змолі зу.

Прі-* одержанні внноматеріе;*.в /мал. 4а/ виноград із приймального Сункера 1І-ВЕО-ІО /1/ потрапляв до валкової „робаркн ТІ-ВДГ-ІО /2/. Одержана мезга насосом ШН-28 /4/ перекачуст- я в стікатель ТІ-БСС11І-ІС /V. Передбачено суль£ітац' > мезги в дозі 100-150 мг на

І кг за допомогою судь^і.оцозагора /5/. Б стікателі із мезги вица-ляєтьс- 50-60 % сусла І фракції, яке збирається в збірнику /V/. Рента мезги потрапляє до електроплазмолізатора А9-1СЭД /8/, де здійсниться обробка електричним струмом при градієнті напруги 650- 750 В/см на протязі 0,4-0,б с. ОорСлена мезга накопичується в збір-'ику /9/, куди також подасться сусло І фракції. Насосом /10/ мезгу перекачують до тер.юі зольованого резервуара типу БРК-ЗМ /II/, обладнаного місилкою, де вона настоюється не менше І год при температурі 33-35 °С і переміпуванні. Після закінчення настоювання сус ло І іракці і ьі докремлюсться, мезгу транспортером /12/ подають до анечової о преса ТІ-ВПО-ІО /ІЗ/. Сусло пресових фракцій, за винятком ребежів, з: '.ауоть з суслом І фракції Я направляють на подальшу с робку згідно прмЯнялим технологі дам призмам для столових сутігх вин. .

При оцертанні сокоматеріалів /мал. 46/ мезга після підокремлен ня cycra І «їр»*чтіі t та електроплазмолізу при встановленому режимі зраау к пресується. Сусло Ш фракції збирається окремо в збіринку /15/, а талі передається на сульфітацію. Сусло І і П іракціГ> ямішу-'іься,. схсподх^^ься до температури 20 ^ за допомогою трубчгітого теплоо ‘ ;і іншка /16/ і передасться на подальшу обробку та збеї сгання як сік-ншів^абрикат. .

Виробнича перевірка чапропо,. даного способу на СеодосіПському виннс-соксвому заводі в се ои виноробства 1992 року підтвердила гїегтирнігть рекомендованого режиму електроплазмолізу виноградної уетг т.'.г сдергаїт» червошх '"■сг.оіігх вин і натурального соку.

Н мг

тії

б/ -Мал. 4. Технологічна схема опЄ(иаивія черїогшх столових винсі'атері-лЛІв / а / та сокоиатввїааі» / б / з застосуванням електш-плазмоіізу: І-приймальний іТушір; 2-валхова пробірка; 3, 9-мезгозбірнини; 4, ГО-мезссаввсоси; б-суяьи'і то дозатор; С-с-ї -катеяь; 7, 14, І5-суслааб*ртш»; 8-електроплазмом затор;ІІ-термоі зодьований резервуаре І2-трш імпортер не-'ги; ІЗ-прес; 16, 17-насоси; 18-трубчвстаі! теплообмінник; І9-резервуар.

ССНОВНІ

1. Елеггропдазмоліз виноградам мезги е високоефективний спосо-

бом, який сприяв ПрИСКОрГ'ІГО доадмії фенольних ЗЧОВНН ІЗ Х'ІТКН шкірки винограду. Інтенси^ікацігш прщвсу досягається в результаті швидкого та повного зруйнування щггашдізии та клітинних мембран ;ц впливом електричного струму. "

2. Кількість фенольних речсшша, цо переГ їй із акірки - сусло, визначаться глибино» поотощсеивг кигтшдаоГ структури рослинної тканини, Після електроплазмояізу впово^йціюі мезги ІТ клітинна проникливі сть абі льщуотьйп порівняно £з> зигаЛним псгрібненюпі ві: ограду більш ні* вдвічі, при цьому загаишшв вміст Фенольних ; і:ови р суслі виростаа в середньому »> 3 раяв, » тому чисг* антоці^іів - в Б З разів, лейкоантоціанів і катехіні - в 2-3 рази.

. 3. Час електроллазмолі зу, нвабйгвтй цля повуиеїтг життєдіяль-

ності клітин, неоднаковий огія ргзшхссргів винограду. Серед дослід-

жуваних сортів Кабьрне-Сог^ньон, І^бін Таїровський, Ізабе-ла та Мо"іое. найбільш стійким до впливу електричного струму е сорт Ізабелла /середній ксе}ііціонт струиостійкості 10,55' 10^ с/ск^/,

ні.Пмєнч струмостійким - 'ор" Молдова 3,79*10 В^с/см^/.

і. Між ступенем добування фенольних речовин із винограду та филторі.,и процесу електрон-азмолізу /градісжш напруги, часом дії електричного струму/ існують певні залежності, які описуються нелінійними рівняннлми регресії. 1а збільшенням інтенсивності елек-трообробки, тобто із вростанням градієнту напруги та часу перехід в сусло поліфенолів інтенсифікуються.

5. Статистичний аналіз розробленої матемд.ичної моделі лроцг су е: ктроплазмолізу виноградної мезги показав, го градієнт напруги являються Актором, який виявляв . оиінупчий вплив на добування фенольних речовин. Шляхам нелінійної оптииізації визначено раціональні параметри електроплазмолізу; градієнт напруги 65^ 750 В/см, час 0,4-0,6 е.

6. В здлеяності від частки відокремленого від мезги сусла її питомий опір електричному струму аби іукться від 5,56 до 6,71-8,3 0»<> З метою підвищення ефективності електроплазиолізу в результаті дії струму саме на клітинну тканину, обробку виноградної мезги рекомендуйься проводити після відокремлення сусла першої фракції в кількості 50-60 а- від загальної маси винограду.

7. В результаті електроплазиолізу при встановленому режимі температура оброблюваної мезги підвищуються в середньому на 53 °С. Нагрівань,) мезги є позитивним фактором, який посилює ефект еле..-троплазмолізу. При цьому якіст~ сусла знижуються внаслідок швидкого падіння температури мезги до 30-35 °С при подальшому змішуванні її з суслом пегмаої фракції.

й. При держанні столових вииоиатеріалів мезгу після електроплазмолізу рекомендуються настоювати при перемішуванні не менше

І год -ля більш повного протікання дифузійних процесів і підвищення концентрації в суслі екстрактивних речовин.

J. Застосування електроплазиолізу в технології винорог:тва дозволяй одержувати шляхом бродіння сусла по білому способу червоні вина хорової якості /а.с. .667599/. Цей спосіб, який названо едектровиніфікацімс, відрізняться інтенсифікацією технологічного і:иклу, простотою обладнання, підвищенням якості готового продукту. Дослідні тноматеріали за г іма показниками хімічного складу не

поступалися зразкам, одержаним по існуючи, технологіям, а по ор-ганолілтичній характеристиці на 0,05-0,1 бала nef ваш. ли їх. v

10. На основі біофізичних і фізикь-хімічних досліджень з'ясовано можливість використання електроллаэмолізу впногрядної у ’зги для одержання виноградного соку з підвищеним вмістом ант^иіаніг. При цьому покращуються умови проведення технологічних ;роцесів: після електроплазмолізу не .ги активність о-дифенолоксидази га ас кореіноксидьои зкл.жуоться в се ">дньоиу на ЗС %; для сортів винограду, які характеризуються високою в''язкістю сусла, швидкість 'Лого освітлення при відстоюванні збільшуються в 10 раз з.

11. Збагачення виноградного соку антоціанами в кількост' не

менше 200 кг/дм3 не тільки підвищує його біологічну цінність і покращуй зовнішній вигляд, але тако* е суттєвим фактором посилення біологічної стійкості соку, який зберігаються при низькій температурі. В соці із винограду Кабернс-Сов іньон з конце''траці«) антоціанів 5?Ь мг/дм3 в кінці першого місяця '^ерігання при температурі 1-2 °и кількість клітин дріжджів г-ілі ряч Феодосія

1-19 була в 8 разів меншою, а вміст ет. твого спирту - в о рмів меншим, ніж в соці з кс .центрацісй антоціанів 0,5Й мг/дм3.

12. Виробничі випробування способу інтенсивного вид', бування фенольних рече лн із виноградної мезги пок'’али доцілі..,ість застосування електроллазмолізу в технології червоних столових вин і натурального соку. .

Річний економічний офект від використання технології переробки червоного винограду із застосуванням електропла молізу в цінах на 1 травня IV92 р. орієнтовно складає У2Ь крб. на 1 т винограду.

СПИСОК РОБІТ, ОПУБЛІКОВАНИХ ПО МАТЕРІАЛАМ ДИСЕРЩІІ

1. ілауменбаум Б.Л., Русаког В.А., Калмыкова и.С. Электротер-мовинификация виноградной мезги //Тез. докл. Всесоюз. науч. кгчф. "Проблеми влияния тепловой обработки на пищевою ценного п, .дуктов питания". - Харьков, 1920. - С. 19ъ.

2. А.с. 16ъ7699 СССР, !«КИ С 12 С 1/02. Способ получени" красных вин /Б.Д. улауменбаум, В.А. Русаков, И.С. Калмыков*. - Здявл. ^6.04.69, Jf 470ЬЪ'.-./31-11, Опубл. 30.IJ.9I, Епл. № 40.

3. і'лауменСаум Б.Л,, Русакої З.А., Калмыкова И.О. Електрокон тактний нагрів внногряаной н> ги р ііронзвопстгш красниг мін //ііиа.

' прок-сть. - 199^. - £ 5. - С. 43-44.

ч Кзлкисова И.С. Влияние слэюнба предварительной обработки Екьоггаца троплазмолиэом на экстрактивность виноградного соха //Те-. докл. 52 Юбилейной науч. иочф. 0ТИП11 ни. и.В. Ломоносова, - Сцесса, 1£92. С. 5с.

о. .,"£л;.'“.чСаум Б.Л., ^сагов В.Д., Калмыкова И.С. Электротер-коькнк^ккаии». - ^'ЭДскт;■ ень';1 способ обогащения виноградного сусла нубилъимии V. крас здми рецепт кажи //Тез. дохл. 4 Всссосз. кауч.-техн. ксн£. "Разработка коуигагерзвеяштх продуктов питания". - Кемерове;) 19?2. - С. 64.