автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.07, диссертация на тему:Разработка способов интенсификации производства вин типа "Херес"

N 0 и/1

государственной ко.'.еггет россиг.ско:! л5дзрлции по виспЕгг/ . , образованию

шжшскля государс'гоешш! ордрна трудового красного заишм л1эдг:.ш щщрых производств

На правах рукописи Григорян Григор Герасимович

удс: 663.229/043.3/

РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ ШТЕПаШиЩИИ ПРОИЗВОДСТВА ВИН ТИПА "ХЕРЕС"

Специальность 05.18.07 - Технология продуктов брожения, алкогольных и безалкогольных напитков

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА. 1993г.

Работа выполнена но кафедре "Технология продуктов переработки пннограда" Московской ордена Трудового красного Знамени ГосударстпенноП Академии пищевых производств.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор 1аш;ковски!1 З.Н. Консультант: кандидат технических наук

Ракитин Б.Ю.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессо]

Скурихин П.ы., кандидат технических наук Бакулин Б.П..

Ведущая организация: Производственное объединение винодельческой промышленности "Арарат".

Защита состоится " " 1293г. на заседании

Специализированного Совета ¡1.063.51.04 Московской Государственной Академии пищевых производств по адресу :125080, Москва, Л-80, Волоколамское шоссе, д. II.

С диссертацией полно ознакомиться в библиотеке МГАШ1. Автореферат разослан " " 1993г.

Ученый секретарь Специализированного Совета к.т.н., доц.

Садова Л.И.

ОЩЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОШ

Актуальность. В ассортименте виноградных вин видное место занимают и пользуются большой популярность» у потребителе!! вша типа "Херес" Постоянно возрастающий спрос вшивает необходимость увеличения их объема производства. Решение этоП задачи требует совершенствования существующих и разработки новых способов интенсификации производства вин типа "Херес", на базе использования последних достигениП биотехнологии в области селекции и культивирования микроорганизмов.

Исследования последних лет привели к выделению новых штампов хересных дрожжей, показали эффективность пршенения мембранных способов культивирования микроорганизмов.

Отсутствие достаточно полних сведени:! о возможности использования данных разработок в вшюделии делает весьма ак-туалыплм исследовшшя в этом направлении.

Цельи исследовшшП ЯЕилась разработка способов Ш1тенси- • фикации производства вин типа "Херес" пленочным и глубиннш методами.

Для ее реализации било необходимо:

- провеста сравнительное изучение в лабораторных и производственных условиях хересних, дрожжей расы 96-" и В—И, для выявления их отличительных особенностей при хересовашш вино-материалов;

-усовершенствовать технологи») приготовления вин типа "Херес", на основе использования хересных дрожжеЯ расы В—41;

- экспериментально обосновать возможность приготовления вин типа "Херес в мембранном биореакторе (ШЯ3).

Научная новизна. Уточнены технологические преимущества хересных дрожкеП В-41 и разпрботаны более экономичные ремеш

процесса хересовашш. Впервые показана и экспериментально обоснована возможность использования мембранного биореактора для получения вин типа "Херес" глубинным методом. Разработаны режимы культив1фования хересных дрожжеП в МБР и технологические параметры процесса хересования виноматериалов.

Практическая ценность. Осуществлено внедрение на Аштара-кском винном заводе Армении спиртоустойчивоП расы хересных дрожжеП В-41. Усовершенствована технология приготовления сухого хереса типа "Бюракан" с использованием дрожжеП В-41. По предложенной технологии на Апггаракском винном заводе в сезон виноделия 1990-90гг. было приготовлено 15 тыс. дал. сухого хереса типа "Бюракан". Разработана новая влпаратурно-технологическая схема производства вин типа "Херес глубинным способом на базе использования мембранного биореактора.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на заседаниях кафедры "Технология продуктов переработки винограда" МГА1П1 (1989-1992 гг.), на УШ конференции молодых ученых и специалистов, посвященной. 60-летию образования ЫТИШ1, Москва 1991 г., на технологическом совете Аштаракского винного завода Армении. Диссертация доложена и одобрена на расширенном заседании кафедры "Технология продуктов переработки винограда" МГАПП.

Публикации. По материалам диссертации опубилковано 3 печатных работы, подана заявка (29.04.93г.) на получение патента об изобретении' Российской ¡Федерации.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на Ш страницах машинописного текста, содержит 15 таблиц, 10 рисунков, имеются приложения. Список литературы включает 170 ■наименовании, из них 45 иностранных авторов.

2. ЗХШЕЖ.ШТЛЖШ1 ЧАСТЬ

2.1. Объекты и методы исследований

В работе были использованы штампы хересных дрожней вида $*cchtoryc*i ои/егля! ü>< - 9q_k и B-4I, из коллек-

ции культур кафедры "Технология продуктов переработки винограда" йГАПП, сусло из винограда сортов Воскеат, Ркацители, Чилар и виноматериалы, приготовленные из перечисленных сортоп винограда. Их хересование проводилось в колбах, бочонках, I.IEP, а таюке в бочках (в производственных условиях).

При выполнении аналитических исследовании применялись общепринятые современные методы физико-химических и микробиологических анализов, основанных на принципах титрометрии, хроматографии, колориметрии и микроскопии, описшшые в специальной литературе и существующих ГОСТах.

Достоверность экспериментальных данных подтверждена трех-пятикратноп повторностью опытов, использованием математической обработки по общепринятым методам с применением ЭВМ "CU-4", а . такие производственными испытаниями.

2.2. Сравнительное изучение хересных дрожией рас

96-К и B-4I в процессе хересования Хересование в лабораторных условиях проводили в колбах и в дубовых бочонках вместимостью 12 да3. Их задачей было выявление степени влияния спиртуозности среды на рост пленки, изменение химического состава виноматериалов в процессе их вццершси под пленкой хересных дрожжей 96-К и B-4I. Результаты исследований (табл. I) показали, что при концентрации спирта от 16,об. до 18,0% об., дрожжи расы B-4I образуют сплошную пленку быстрее, чем раса 96-К, у'которой при концентрации спирта вше 18,0/5 об. рост пленки не наблюдается. Известно, что дрожжи, обладающие высокой

спиртоустойчивостью, обладают большей биохимической активностью.

. Таблица I

Влияние концентрации спирта иа интенсивность роста херес-ноЯ пленки на вине

: Время появления сплошной поенки при концен-_: трппии спирта в вуше (сутки)

__: об. : ой. : об. : оо. : оо. : об._

96-К 9 10 12 15 16

В-41 7 6 9 II 13 16

В процессе хересования интенсивно идет накопление альдегидои, ацеталей и сложных эфиров в виноматериалах пленковшпшх расой В-41 Так, содержание этих веществ после б-ти месяцев выдержи винома-терпалов в 12 дм3 бочонках достигалось соответственно ?94,о мг/дм3 ПО мг/дм3, 367 мг/дм3в контрольных образцах (пленковьнных расой 96-К) и 460,5 мг/дм3, 169,7 мг/дм3, 420 мг/дм3 в опытных образцах.

На основании результатов лабораторных исследований были произведены испытания дрожжей расы В-41 на Аштаракском винном заводе Армении. Хересование киноматериалов тех же сортов винограда проводили в бочках вместимость*) 40-50 дал, по технологии, принятой заводом, в основе которой лежит пленочный метрд приготовления хереса. Исходный виноматериал из сортов винограда Боскеат, Ркацители спиртовали до 16,5Й об. винопатериалом, содержащим

50$ об. спирта, фильтровали и задавали в бочки на 2/3 их объема и проводили посев чистой культуры хересных дрожжей В-41 (опыт) и 96-К (контроль). Хересование п бочках вели в течение 6 месяцев, отбор проб осуществляли через кавдые 45 дней от начала процесса.

Изучение количественных изменений химических соединений

Таблица П

Изменение химического состава исходите виноматериала в процессе шестимесячной Еыдеряки под пленкой хересных дроккей (расы 96-К, Б-41) в производственных

условиях

Исходный : Бт>е:.!.<т ггооцесса вэдетккп б:; •а под пленкой (дк::)

пп Показатели : виноматериал : 45 90 : 135: 180

: 96-;-: Б-41 : 96-:-: 5-41 : ъо-А о—¿1 ¿>-41

I Спирт, ^ об. 16,0 15,7 15,8 15,6 15,6 15,5 15,5 15,4 15,3

2 Альдегиды, мг/дм3 47,9 114,4 158,5 169,6 289,7 215,6 318,4 247,6 340,6

3 Ацетали, мг/дм3 17,7 42,3 66,8 61,6 119,3 94,4 151,6 104,4 167,5

4 Сложные эфиры, мг/дмэ 193,6 267,6 352 321,5 413,6 384,3 516,7 403,7 539,4

5 Титруемые кислоты, мг/дм3 5,4 5,02 4,9 4,95 4,5 4,8 4,3 4,6 4,2

6 Лету-ше кислоты,г/да3 0,56 0,45 0,46 0,40 0,42 0,38 0,40 0,32 0,37

7 рН 3,2 3,25 3,2 3,45 3,4 3,3 3,35 3,3 3,25

С бемольные вещества,мг/дм3 450,6 366,7 376,3 340 345,2 315,4 320,6 305,2 ЗС8,6

9 Общий азот, мг/дм3 470,7 380,6 364,5 306,4 283,8 332,7 340,6 370,4 385,6

10 /ашнный азот,мг/дм3 330,6 293,4 284,5 246,7 210,2 256,3 253,2 283,6 290,3

II Аммиачный азот,мг/дм3 16,7 11,6 10,8 6,5 6,1 9,7 9,6 12,6 12,6

киноматериалов в процессе пьщерлнш под пленкой хересных дрожжей подтвердило результаты Лабораторных исследований. Оно показало, что процесс хересования идет намного интенсивнее в виноматериа-лах пленкованных расой В-41 (табл. П). Так, за 90 дней хереоо-вшшя в них накапливается больше альдегидов, ацеталей и сложных эфиров (соответственно 289,7 мг/дм3, 119,3 мг/дм3, 413,6 мг/дыа), чем в виноматериалах пленкова^вй расой 96-К, за 180 дней процессе (соответственно 247,6 мг/дм3, 104,4 мг/дм3, 403,7 мг/дм3).

В процессе хересования раса В-41 более интенсивно использует органические кислоты, аминный азот, содержание которого за 90 дней хересования снижается до 210,2 мг/дмэ, в то время, как в виноматериалах, пленкованных расой 96-К, до 246,7 мг/дм3.

Изменение содержания аминокислот вшоматериалов и процессе хересования (табл. Ш) показало, что дрожжи расы В-41 более интенсивно их используют, чем раса 96-К.

Суммарное содержание аминокислот за 60 дней хересования в опытных образцах снизилось с 640,2 мг/дм3 до 513,5 мг/дм3, в контрольных до 588,7 мг/да13.

Наибольшим было уменьшение количества глютаминовой, аспара-гиновой кислот, аланина, глицина, аргинина в опытных образцах, однако их суммарное содержание за 180 дней хересования оставалось меньшим, чем в исходи а; виноматериале.

Приведенные данные показывают высокую активность дрожжей расы В-41 в ассимиляции составных веществ исходного виноматериала Можно было ожидать в сряз'Д с этил .большее накопление в полученных хересных виноматериалах соединений, участвующих в гэорпировр-нии специфических оттенков хереса. Действительно, как показывают

результаты исследований, приведенных в табл. 1У.в опытных образцах, пленкованных.расой.В-41, накопление легколетучих ооедп-

Таблица Ш

Изменение содержания аминокислот в процессе хересованил

Аминокислоты -'^ходниП аминокислоты ;шшомате_ '.риал, "мг/дм ; После хересоиания, мг/дм3 : 90 дне Г: | 180 дни и : 96-1С : В-41 : 96-К I В—11

Аспарагиновая кислота 11,1 6,8 4,2 9,1 9,0

Треонин 6,4 3,7 3,6 5,4 5,1

Серии 9,3 5,7 5,5 7,6 . 8,7

Пролин 432 402,1 400,1 424,2 425,2

Глютаминовап кисло- 44,1 26,2 21,3 31,9 34,1

та Глшцш 16,7 9,9 6,1 11,6

Алании 36,5 18,7 16,5 25,5 25,9

Цистин 9,4 7,8 7,3 8,1 8,1

Валин' 7,2 6,1 4,8 5,6 5,5

Метиошш 2,2 1,4 1,9 1,8 1,6

НзолеОДшс 2,2 1,2 1Д О 2,6

ЛеПции 10,8 6,2 6,3 8,9 8,С

Тирозин 8,2 3,9 4,0 6,6 6,8

Венилаланин 6,7 4,4 4,0 6,[ 6,4

Гистидин 7,9 5,2 5,1 7,1 'VI

Лизин 8,6 5,8 6,6 7,5

Аргинин 20,9 9,6 8,4 13,2 13,6

Сумма аминокислот 640,2 538,7 505,5 582,4 587,5

нений и альдегидов, происходит нашого интенсивнее, чем в контрольных образцах. Так, содержание уксусного и пропнонного альдегидов за 30 дней хересовання в опытных образцах достигает-264,6 иг/дм3 и 23,3 мг/дм3, а в контрольных соответственно 168,4 мг/дм3и 11,4 мг/дм3; содержание диацетила и ацетоина за этот период времени в опытных образцах увеличивается до 5 мг/дм3,

контрольных: до 3,4 мг/дм3 и 13,2 мг/дм3, в дальнейшем за 180 дней хересовання, содержание этих компонентов в опытных . киноматериалах накапливается соответственно до 365 мг/дм3, 28,2 мг/дм3, 5,8 мг/дм3 и 24 мг/дм3.

Накопление этилацетата, этиллактата, диэтилсукцината, изопропилацетата в виноматериалах пленкованных расой 86-К происходит медлешее, чем в опытных виноматериалах.

В процессе хересования уменьшилось содержание некоторых высших спиртов в обоих образцах: Н-пропанол, 2-бутанол, изоами-ловый спирт, изобутанол; а содержание других наоборот увеличивается: Н-бутанол, Н-гексанол Н-гептанол. В опытных образцах больше накапливались этиловые эфиры жирных кислот: этилмирис-тат, этилпальмиат.

Весьма важным является тот факт, что при хересовании наблюдается большее накопление ^"-окталактона и ^-гексалакто-на в опытных образцах, чем в контрольных. 1Сак известно, лак-тоны характерны для хересов высокого качества, полученных пленочным методом.

Органолептическая оценка показала, что опытные образцы отличались большей гармоничностью, мягкостью, в них лучше был выражен хересньШ тон. Дегустационная комиссия Аштаракского винного завода оценила опытные образцы на 0,2-0,3 балла выше пс сравнению с контрольными.

Таблица хУ

Изменение летучих веществ вина в процессе вццернки под пленкой хересных дрожжей расы Б—41 и 96-11 в производственных условиях, мг/даг

Наименование соединений

Исходное : После хересования вино : 3 мёс. : б мес.

: 96-К : В-41 : У6-К : В-41

1. Уксусный альдегид 66,8 160.4

2. Зтилформиат+пропионо- 6,0 11,4 вый альдегид

3. Метилацетат 3,8 4,6

4. Этилацетат 39,6 7ь,4

5. Лцетоин 10,1 13,2

6. Пзопропилацетат - 8,6

7. 2,3-оутадион(диацетил) 0,6 4,0

8. Изобутилацетат 0,7 0,9

9. 2-бутанол 0,2 0,5 ЛО.Н-пропанол 60,2 70,8 1х. Этилбутират 0,4 0,7

12. Бутилацетат 0.2 0.4

13. Изобутанол 26.0 20.0

14. Изоашшацетат 1,0 1,4

15. Этилизовалериат 11,0 14,8

16. Капроновый альдегид - 0,1

17. Н-бутанол 1,6 1,5

18. Амилацетат 2,0 0,5

19. Гептаналь следы следы

20. Изоамиловые сп1фты 1x6,4 146,1

21. Изоамплпропионат 0,3 0,3

22. Этилкапронат 0,2 0,4

23. Н-амилол (вн.ст.)

24. Гексилацетат 0,2 0,4

25. Изоамилизовалериат 1,0 0,9

26. Апилбутират 0,6 0.8

27. Этиллактат 34,0 88,6 '

28. Н-гексанол 2,0 2,4

29. Н-гептанон 0,2 0,4

30. Терпионед 0,1 0,2

31. Диэтилсукнинат 5,0 6,3

32. -гексалактоп 0,: 0,2

33. Амилкаприлат 0,2 ' 0,2

34. Бенэиловый спирт х,7 1.2

35. - й)С ■ 5§,6 84,2

36. -окталактон 0,2 0,1

37. Диэтилмалат 7,0 1,4

38. 2,3-диметилфенол 0,8 1,0

39. Этилмеристат 0,7 0,8

40. Зтилпальмиат 0,2 0,3

41. Гексилмеристат 0,1 следы

42. стилкапралат 0,7 1,0

43. Бензальдегид 0,2 0,3

44. Пзомиллактат 0,2 0,3

45. Зтилкаприонэт 4,6 8,2

46. Зтилбензоат 0,6 0,1

47. Гексиллаурат - . 0,1 •48. Диэтилйталат 0,1 следы

¿64.6 23,3

6,0

93.1 21 6 13'2 5,6 1,2 0Д4

ей, 4 0,8 0,7

21.2

Й, 2 0.1 2,0 0,4

129,3

0,3

0,3

0,3

1.3 0,8 П7,4 2,8 0,3 0,3

6 8 1,6 0,3

хд4 9о,8

0,9

2.4 10 12 0 4 0,1 . 16 0,4 0,3

8 2 0,8 ■•

№ 0,1

260,9 17, 2

4,8 1x6.3

16,3 Э,'/* 4 6 1,0 о!з 62 л 0,6 0,4

1 ,4

11.2 0,1

2 0 0,2 0 1 117,6 0,3 0,4

0,2

0,7 следы 101,2 1,6 0 2

13,8

следы

0,3

1!9

8(5,3

о,й

0 2

19

17

0 5

0,3

13

0 3

0,4

1(5.2 0,2 0 2 0,3

365.0

28.5

6,2 1Й7.2

24.6 14,3 5,8

следы

58.7 0,8 Од7

13.8

11.5 0,1 2)3 следы 0,1 1x2,4 0,3

о|з

0,4

1|2 следы 148,9 2,2 0 3 0,5 13,1 2,2 0 3

214

88.6 1,2 0 2 2 1 2 2 0 6 0 2 2 3 0 3 0,2 1Й.8 0,2 0|2 0,2

Таким образом,при использовании хересных дрожжей расы В-П, процесс хересования заметно интенсифицируются, созревание хересных виноматериалов происходит быстрее, что даст возможность сократить время их получения от б месяцев до 3-4 месяцев.

2.3. Совершенствование технологии приготовления сухого хереса "Бэракан" с использованием дрожжей расы В-41.

На основании полученных данных нами была поставлена задача изучить возможность приготовления сухого хереса (марочного) "Бюракан" на Аштаракском винном заводе Армении путем использования вместо дрожжей расы 96-К, применяемых там, в настоящее время, расы хересных дрожжей В-41.

В исходном виноматериоле для хересования определялось содержание альдегидов, ацеталей, средних эфиров (рис. I а).

Хересованпе проводили в бочках вместимостью 40-50 дал. После фильтрации спиртованный до I6,5% об. виноматериал задавали в бочки на 2/3 их объема и на его поверхности проводили посев чистой культуры хересных дрожжей расы В-41. Это 1-ый резерв.

После б месяцев хересования из-под пленки 1-го резерва отбирали 1/3 объема вша, которым заполняли следующую партию бочек (П резерв) на 2/3 их объема, после чего вино пленковали расой В-41. Отобрании'! объем вина из I резерва восполняли исходным виноматериалом. Содержание альдегидов,'ацеталей, средних эфиров после б месяцев хересования показано на рис. 16.

Через, 4 месяцев после определения альдегидов, ацеталей, средних эфиров (рис. 1в), и органолептической оценки, виноматериал из П резерва, згалнзг.ровали, обрабатывали и после 3

. е.

кг.;»1

■10'

<и

а

и

Ш ИЗ

я

, д. ,

«'■Л'^ ДГ Л«"'

ю

¿и

0« ;

Ш

ЯГ

О 4

-ад-.,

ИГЛ» '

до

(И

»

-О А1-. ига»4 т-ди*

жп

м

¡00

У

■Эр

ИГДН'1

ив

т

- альдегиды; ЩШ - ацвтали;

СП -• сложные эфиры.

Рис. I. Содержание альдегидов, ацеталей, сложных эфиров в виноматериалах.

со

месячного отдыха в полных бочках отправляли на розлив. Второй резерв восполняли шшоматериалом Í резерва, а первый - исходным пиломатериалом для хересования.

Из результатов исследований видно, что хересше вина I и особенно П резерва отличаются высоким содержанием ацеталей. Отношение альдегид: ацеталь во П резерве равняется 1,5. Этот покаватель, как известно, характеризует степень созреваемости хереса и в подержанных хересах приближается к единице, пресные вина получались гармоничнее, с хорошо выраженными тонами хереса, с приятной горчинкой и медовым тоном во вкусе.

. Вино "Еоракан" приготовленное с использованием дрожжей расы B-4I было оценено дегустационной комиссией Аптаракского винного завода на 0,2-0,'3 балла выше, чем вино "Бюракан", приготовленное с использованием расы 96-К.

С использованием дрожжей расы B-4I в сезон виноделия 1990-1992гг. на Аштаракском винном заводе, было приготовленно 15 тыс. дал. сухого хереса типа "Бюракан".

2.4. Разработка технологических параметров хересования виноматериалов в мембранном биореакторе •

Была использована стендовая установка (мембранный биореактор), разработанная сотрудниками лаборатории "Мембранного культивирования микроорганизмов" НЛО "Биотехника". Ее схема представлена на рис. 2.

Процесс хересования на мембранном биореакторе (МБР) общим объемом 5 да3 (рабочий объем 2,5 да3) проводили в 2 этапа.

На первом - осуществляли накопление биомассы хересных дрожжей, на втором - проводили сам процесс непрерывного хересо-

вания.

Накопление биомассы дрожжей. Питательной средой для куль тивирования хересных дрожжей расы B-4I в 1ШР, как и при получении- посевного материала, являлось концентрированное виноградное сусло (массовая концентрация Сахаров 60 г/см3), разбавленное до массовой концентрации Сахаров 6 г/ЮО см3. Посевной материал подавался в количестве 5-1(У' от объема биореактора.Культивирование осуществляли при 30°С и значении pH = 4-4,5, которое поддерживается путем добавления 12,5"', раствора NH.jOH (ино-кулянт вносили в количестве 10^ об.), при перемешивании лопастной мешалкой (200 мин""*),'в агрпбных условиях, при подаче стерильного воздуха в количестве I об/I об. мин. через мембраны с размером пор 0,2 мкм (Ahctepot. , СИЛ).

Стерилизацию питательной среды, непрерывно подаваемой в биореактор, проводили фильтрацией через фильтр с размером нор 0,2 мкм (Милипор, США) 5. Циркуляцию культуральной жидкости (КК) через биореактор 8 и ультрафильтрационный разделительный аппарат IV с полными волокнами (тип НЮхЮ) ( ЛтСсол.г США), служащий для рецикла (удерживания) клеток, осуществляли с помощью мембранного насоса (6 л/мин) 15. Расход питательной среди через 11БР, равной скорости отвода перлеата, устанавливали с помощью ротаметра 19. Постоянный уровень жидкости в биореакто-рв поддерживали оптическим уравномером II, связанным с соленоидным клапаном 12, находящимся на линии подачи питательной среды. Отбор проб культивирования в МБР, осуществляли кадцые 3 часа. Результаты исследований показаны на рис. 3.

Как следует из приведенных данных, при ступенчатом увеличении скорости протока до В=6 ч-*, за 20 часов процесса, была достигнута концентрация клеток 30,3 г/да3. После сгущения питательной среды в МБР, концентрация клеток составляла СО -

- 60 г/дм3,то есть 5-10 млрд. клеток/см®.

Хересонанне пиломатериалов в »БР. После достижения в биореакторе концентрации дрожжей 5-10 млрд. клеток/см3, уменьшали расход воздуха до 0,1 об/об, снижали температуру в биореакторе до 18-20°С, проводили замену среды в биореакторе хересным виноматбриалом. Результаты исследований приведены в табл. У. В течение 6 часов проводили выдержку (2-Згенерации), для адаптации дрожжей. Процесс'хересования осуществляли путем непрерывной подаяи пастеризовашюго при 70°С виноматериала из расходного резервуара (I) при постоянном его уровне в биореькто-ре. Исходный вшоматериал вместе с клетками дрожжей ц!гркули-руется с помощью мембранного насооа через Сиореактор и ультрафильтрационный разделительны:; аппарат.

В процессе исследований был установлен оптимальный протокол виноматериала через биореактор В=0,25-0,3 ч-''', при котором обеспечивалось максимальное накопление альдегидов и завершение процесса хересования с минимальны,1 сроком - 18-20 часов.

I

Т Я »

Га ►« V

20

Рис. 2. Схема МБР:

I - исходный резервуар для питательной среды; '2 - ввод среды; 3 - ввод сжатого воздуха; 4 - вентиль; 5 - стерилизующий фильтр; § - клапан автоматический; 7 - электродвигатель; 8 - биореактор; 9 - теплообменник; 10 - мешалка; II - уровнемер; 12 - клапан автоматической подтитровки; 13 - вентиль; 14 - клапан автоматической биомассы; 15 - мембранный насос; 16 - блок датчиков; 17 - ультрайильтрационний разделитель; 18 -маноматры; 19 - ротамер; 20 - вывод пермсата; 21 - вывод биомассы.

Таблица У

Влияние времени процесса хересования и скорости отвода культуральмой жидкости (Юл) на изменение содержания спирта и альдегидов в виноматериале

про- ¡Время от ¡начала : Скорость отвода К5К : ^ из ЦБР Содержшше этанола, Содержание альдегидов, иг/т

бы .•процесса ; ч-1 мл/ч Я об.

6 Выдержка 6 часов на виноматериале. содержащем 16,0- об. спирта 16,0 76,4

I б 0,25 375 16,9 152,8

П 8 И »1 15,85 214,6

Ш 10 I, 15,8 242,5

1У 12 15,7 275

У 14 и и и п и 15,7 286,4

У1 16 вИвНвИ И 15,5 340,3

УП 18 и «и 15,4 361,8

УШ 20 15,3 395,6

Результаты исследований (табл. У) показывают, что процесс хересования в МБР происходит намного интенсивней, чем в ферментах, используемых для глубинного хересования. Так, за 6 часов непрерывного хересования (12 часов от начала процесса), содержание альдегидов увеличилось от 76,4 мг/дм3 до 275 мг/дм3, а концентрация спирта снизилась до 15,71 об. В течение 12 ч. непрерывного хересстония (20 часов процесса), удалось достич содержания альдегидов 325,6 мг/дм3. Хересные виноматериалы имели хорошую прозрачность, светло-соломенный цвет, достаточно выраженные тона хереса.

Приведенные данные свидетельствуют о значительной интенсификации процесса хересования виноматериалов в мембранном биореакторе. Быстрое накопление альдегидов сопровождается также ростом других летучих веществ. Как показали данные газо-хрома-тографических исследований (табл. У1), содержание ацеталей при этом возросло значительно. Содержание эфиров: этилацетата, этил-

бутирата, этилизобутирата.этилкапроната, изобутилацетата, гек-силацетата увеличилось от 2 до б раз. Эти соединения, как известно, находятся в корреляционной связи с качеством хереса. В процессе хересоваш!я происходит снижение содержания высших спиртов - Н-пропанола, изобутанола, Н-бутанола, а содержание Н-пе-нтанола и изоамилового стгрта увеличивается. При исследовании изменения состава аминокислот выявилось в отличие от пленочного метода, общее увеличение их содержания в хересованном виноматериа-ле в МБР (табл. 7). При этом количество большинства аминокислот • увеличилось, исключение составили гистидин, аспарагиновая кислота, лизин, лейцин, содержание которых стало меньшим. Зтот факт

свидетельствует об обогащении вина аминокислотами за счет выделения их дрожжами в процессе хересования в результате частичного автолиза, а также за счет аминокислот самого исходного вино-материала, поскольку накопление биомассы дрожжей осуществляется в МБР, их предварительным культив!грованием на другой среде. Можно полагать, что условия в ¡.БР более благоприятны для превращения аминокислот в ходе окислительного дезамишгрования и участия в карбониламшпшх реакшгтх. &ти процессы идут более интенсивно и служат источником появления новых соединений, активно участвующих в сложении характерных черт хересуемых виноматериалов.

Таблица У1.

Изменение летучих ы?Цл|Е?сгл" -н в процессе хересования в ¡.¡БР

п/п

Наименование

Содержание в виноматериале, __кг/дм-3_

' исходном : после хересования

1. Уксусный альдегид

2. Этилфорпиат

70,2 11,4

395,6 7,4

Таблица УХ.

!,' Наименование Содержание в виноматериале,

п/п ______________

.______исходном после уересования

3. Зтилацетат 28,5 92,5

4. Диэтилацеталь 9,1 26,4

5. Этанол

6. Этилизобутират 0,3 0,9 7..Этилбутират 0,4 0,85

8, Этилизобутилацеталь 0,1 2,6

9. Н-пропанол 41,2 38,4

10. Изобутилацетат 0,29 0,75

11. Этилизовалериат 0,23 0,32

12. Этилвалериат 0,2 0,41

13. И3обутализобутират 3,8 4,8

14. Изобутилбутират 4,1 6,2

15. Изобутанол 8,4 6,9

16. Этилизоамилацеталь 0,1 3,5

17. Н-бутанол 5,7 5,1

18. Амилацетат 1,2 2,1

19. Гексилацетат 0,3 1,4

20. Изоамиловыи спирт 175,0 192,4

21. Н-пентанол 0,2 0,8

22. Этилкапронат 0,4 2,5

23. Изобутилбутират 0,6 1,2

24. Этиллактат 32,0 47,2

Таблица УП

Изменение содержания аминокислот виноматериала при его хересовании в МБР

Аминокислоты, мг/л __виноматериал______

исходный после хересовшшя

Лизин 16,8 15,8

Гистидин 23 13,8

Аргинин 3,1 4,2

Аспарагиновая кислота 4,4 3,4

Треонин 4,0 5,0

Серии 3,4 6,4

Глутаминовал кислота 8,8 20,1

Пролин 264,4 294,5

Глицин 4,7 4,9

Алании 56,4 61,8

Циатин 2,6 3,7

Валин 4,4 6,9

Метионин ' 1,8 . 3,0

Нзолейцин 4,8 4,8

Лейцин 11,8 4,9

Тирозин 3,0 3,6

Зенилалашм 4,6 5,6

Триптофан - 6,5

Сумма аминокислот 422,0 468,9

2.5. Технологическая схема производства вин типа ''Херес"

При разарботке технологии получения вин типа "Херес", мы исходили из следупцих соображений:

- получение хересннх вннопатериалов и их хересование должно проводиться дрожжами расы В—41;

- херзсозанпе киноматериалов обеспечивается существующими серийным оборудованием;

- хересование виноматериалов осущаствляется в мембранном биореакторе.

Предлагаемая схема производства вин типа "Херес" показала на рис. 4. Виноград (в условиях Армении Восекат, Ркацители, а также новые слекционные сорта 1Сангун и Азатенп), при массовой концентрации Сахаров не нале 20 г/-00 см3 через бункер питатель I поступает на дробилку - гребнеотделитель 2. Полученная мезга насосом 3 подается на стекатель 4, с отделением сусла-сеиотека • и последующи).! донатием на шнекових прессах 5. При рН сусла 3,5 и выше, виноград, мезгу или сусло гипсуют из расчета 1,5-2 кг. гипса на одну топну винограда. Осветленное сусло направляется насосом 6 на брожение в бродильные резервуары 9, туда же задаются дрожжи расы В-41 в количестве 2-3'^. Брожение ведут при температуре 20-25°С. По окончании брожения и осветления крепость вино-материала доводят в купанном резервуаре II до содержания 1б-16,5/ об. спирта, выдержанном не менее 6 месяцев сух1.ел крепленым виноматериалом до 50^ об. спирта. Затем его фильтруют 12 и направляют на хе^зеование в поточную установку типа 13 пленочным методом, или в мембранный биореактор (глубинный способ хересова-ш!я).

Хересование пленочным методом потока ведется при температуре 18-20°С на дрожжах расы В-41, предварительно культивируемых в дрожжерастительном аппарате Ю на сухом виноматериале, содержащем 10-1К об. спирта и 3-4 г/до3 сах&ра, до концентрации 3-4 млн. кл/см3. В установку задают хересную разводку в количестве 2-3 дал/ЮО дал вина.

При хересовании виноматериалов и мембранном бпореакторе, предварительно в нем проводят культивирование хересных дро:;окей расы В-41, в питательной среде (виноградное сусло, разбавленное

Рис. 4. Аппаратурно-тахнологичзская схеш производства херзса на основе использования херес-них дробей расы В-41:

I - бунцзр-шггатсль; 2 - дробидка-гребнеотдеяитель; 3 - иазгонасос; 4 - старатель; 5 - прасс; б - центробежный насос; 7 - сульф::тодозатор; 8 - £;п:ос»'н для отставания сусла; 9 - бродальныз скости; Ю - дроахсрастатсльнп.4 слдарк; II сц-

кссть; 12 - фильтр; 13 - побочная устшоииа для хсресоц^шп; 14 - гдубпшая устеиов-¡£а для херссованлл.

водой), содержаще!) 50-60 г/да3 сахара до концентрации 5-10 шгрд. кл/см3. Затем проводят замену среды в биореакторе спиртовании.! • виноматериалом. После 4-6 часов выдержи (лаг-фаза), осуществляют процесс хересования при температуре 16-20°С, аэрации (воздух подают в количестве 0,1 об/1 об. мин.) путем непрерывной подачи виноматердала из резервуара II со скоростью 0,25-0,3 и постоянном уровне в биореакторе. Процесс хересования длится 20-25 часов. Виноматериал при содержании в нем не менее 350 мг/дм3 альдегидов их установок для хересования направляют на обработку. Обработанный виноматериал либо подвергают выдержке в бочках в течение 6-ти месяцев, либо отправляют на розлив.

выводи

1. Проведено сравнительное изучение хересных дрожжей расы В-41 и показаны ее технологические преимущества.

2. Усовершенствована и внедрена на Аштаракском винном завода Армении технология производства сухого хереса "Бюракан" на основе использочачия дрожжей расы В-41. Это позволило получить вино

более высокого качества.

3. Впервые в практике виноделия установлена и экспериментально обоснована возможность приготовления вин глубинны.! способом типа "Херес" в мембранном биореакторе (МЕР). Определены

технологические режимы культивирования хересных дрожжей и процесса хересования виноматериалов в МБР.

4. Показано, что биохимические процессы при хересовании в мембранном биореакторо проходят интенсивнее, что позволяет получить хересные виноматериалы в течение 20-25 часов.

5. Разработана на основе полученных данных алпаратурно-тех-нологическая схема приготовления хересных вин пленочным и глу-

бинным способом с использованием дрожжей расы В-41 при изготовлении хересных виноматериалов и их последующем хересовании в непрерывном потоке на существующих установках, либо в мембранном биореакторе.

Список работ, опубликованных по материалам диссертации

1. Григорян Г.Г. Использование дрожжей В-41 для приготовления хересных вин. Дез. доклад. УИ конф. молодых ученых и специалистов, посвященной 60-летию образования Г.ГГИПП. Москва 1991г. С -32

2. Григорян Г.Г. Вино Tima херес и современные методы его получения. Деп. в ЛгроШПГГ£1ПШ. 1f.C2.S2 л/'-2Ч/fC.

3. Кипковский З.Н., Григорян Г.Г. Использование хересных дрожжей расы В-41 - с^ог^Л ✓«

для получения вин типа херес. Деп. в ЛгроИШЭНШ. lí.O¿, 9 2

мгт-пцм, чс.