автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.01, диссертация на тему:Разработка способов регулирования микробиологических и биохимических процессов в виноделии на основе электромагнитного воздействия

На правах рукописи

ША1СУН Марина Мпхайлопна

РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ РЕГУЛИРОВАНИЯ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ И БИОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ВИНОДЕЛИИ НА ОСНОВЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

05.18.01 - Технология обработки, хранения и переработки ■злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодовоовощной продукции и виноградарства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

4840341

1 7 Ш.р 20И

Краснодар - 2011

4840341

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет»

Научный руководитель:

кандидат технических наук Христюк Владимир Тимофеевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук Агеева Наталья Михайловна

кандидат технических наук Лванесьянц Рафаил Вартанович

Ведущая организация:

ЗАО А/Ф «Мысхако» (Краснодарский край)

Защита диссертации состоится 31 марта 2011 года в 15.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.100.05 в ГОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет» по адресу: 350072, г.Краснодар, ул. Московская 2, ауд. Г-251

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского государственного технологического университета по адресу: 350072, г. Краснодар, ул. Московская 2

Автореферат разослан 28 февраля 2011г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

канд. техн. наук

В.В. Гончар

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ 1.1 Актуальность исследования. Характерным признаком современного виноделия является внедрение в производство новой техники и прогрессивных технологий, направленных на повышение качества и технико-экономических показателей производства вина.

Ежегодный рост числа отечественных и зарубежных исследований по применению электрофизических способов обработки пищевых продуктов объясняется рядом их преимуществ; невысокой энергоемкостью, широким диапазоном применения, возможностью полной механизации, автоматизации и организации поточного производства. Одно из главных достоинств - отказ от использования добавок, консервантов, стабилизаторов и других химических компонентов, что положительно сказывается на качестве, экологической безопасности и цене готовой продукции.

По изложенным выше причинам активно исследуется воздействие электромагнитного поля крайне низкочастотного диапазона (ЭМП КНЧ) на пищевые среды. Работы, посвященные применению данного способа в мясоперерабатывающем, свеклосахарном, консервном, масложировом производствах, виноделии и пивоварении (Касьянов Г.И., Решетова P.C., Барышев М.Г., Узун Л.Н. и др.) свидетельствуют о его перспективности.

В связи с этим, исследование влияния ЭМП КНЧ на микробиологические и биохимические процессы являются актуальным.

1.2 Цель ряботы. Разработать способы регулирования микробиологических и биохимических процессов в виноделии на основе воздействия электромагнитным полем КНЧ.

1.3 Основные задачи исследовании:

- определить оптимальные параметры воздействия ЭМП КНЧ для накопления биомассы чистой культуры дрожжей, активных сухих дрожжей, хересных дрожжей и регулирования брожения сусла;

- исследовать влияние ЭМП КНЧ на жизнедеятельность уксуснокислых и молочнокислых бактерий;

- установить возможность регулирования ферментативных процессов, протекающих при производстве различных типов вин, под действием ЭМП КНЧ;

— исследовать химический состав виноматериалов, полученных в результате обработки ЭМП КНЧ сырья и вспомогательных материалов;

- исследовать влияние ЭМП КНЧ на осветляющую способность природных сорбентов и устойчивость вин к помутнениям биологической природы;

— усовершенствовать технологию производства виноградных вин с применением разработанных способов регулирования микробиологических и биохимических процессов на основе электромагнитного воздействия;

— провести апробацию и оценить экономическую эффективность усовершенствованной технологии.

1.4 Научная новизна. Впервые в результате изучения влияния электромагнитного поля на микробиологические процессы в виноделии, выявлены закономерности развития клеток активных сухих дрожжей (АСД) в зависимости от параметров электромагнитного поля.

Обоснованы и установлены частоты ЭМП КНЧ диапазона, положительно воздействующие на жизнедеятельность хереспых дрожжей и, как следствие, пасам проиесс хересования.

Впервые выявлена возможность применения ЭМП КНЧ с целью профилактики болезней виноматериалов, вызываемых уксуснокислыми и молочнокислыми бактериями.

Установлены параметры ЭМП КНЧ, позволяющие регулировать ферментативные процессы, протекающие при производстве вин.

Научно обоснованы и установлены режимы активации современных осветляющих материалов с использованием электромагнитного поля крайне низкочастотного диапазона.

Новизна технических решений подтверждена 2 патентами РФ на полезные модели №74920 от 20.07.2008 г. и №75855 от 27.08.2008 г.

1.5 Практическая значимость работы. По результатам выполненных исследований усовершенствована технология получения различных типов вин с применением ЭМП КНЧ воздействия. Данная технология позволяет регулировать интенсивность брожения и накопления необходимых химических соединений. Предложены режимы ЭМП КНЧ, позволяющие активировать осветляющую способность сорбирующих материалов и подавлять микрофлору.

Усовершенствованная технология апробирована на винзаводах Филиал ЗАО МПБК «Очаково» «Южная винная компания» и ООО «Кубанские вина». Расчетный экономический эффект от внедрения предложенной технологии составляет от 8,1 до 11,5 руб/дал готовой продукции.

1.6 Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены, обсуждены и одобрены на региональной научно-практической конференции молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» (г.Краснодар, 2001); на всероссийском научном семинаре и выставке инновационных проектов «Действие электрических полей (электрического тока) и магнитных полей на объекты и материалы» (г.Москва РАН, 2002); на всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Пищевая промышленность: Интеграция науки, образования и производства» (г.Краснодар, 2005); на юбилейной конференции СКЗНИИСиВ «Методологические аспекты создания прецизионных технологий возделывания плодовых культур и винограда» (г.Краснодар, 2006); на региональной научно-практической конференции «Состояние и перспективы возрождения виноградарства и виноделия в

ЮФО» (г.Махачкала, 2006); на международной научно-практической конференции «Современные проблемы техники и технологии пищевых производств» (г. Барнаул, 2008); на всероссийской научно-практической конференции «Здоровье питание - основа жизнедеятельности человека» (г.Красноярск, 2008); на международной научно-практической конференции «Пища. Экология. Качество» (г.Новосибирск, 2008); на международной конференции молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнология» (г.Казань, 2008).

1.7 Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 научных работ, в том числе 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ, 11 публикаций в материалах конференций; получено 2 патента РФ на полезные модели.

1.8 Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, обзора научно-технической и патентной литературы, методической части, экспериментальной части, выводов, списка использованной литературы и приложения. Материалы диссертации изложены на 140 страницах компьютерного текста, содержат 43 таблицы и 25 рисунков. Список литературы включает 160 источников, в том числе 25 - зарубежных авторов.

2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Объекты исследований. В соответствии с поставленной целью и задачами диссертационной работы в качестве объектов исследований использовали виноградное сусло из винограда сортов Саперави, Каберне-Совиньон, Рислинг, Алиготе, а также приготовленные из них виномате-риалы. Для брожения сусла использовали чистую культуру дрожжей (ЧКД) расы Шампанская 7-ЮС, а также активные сухие дрожжи следующих штаммов: ЮС 18- 2007, IOC BR 8000, IOC R 9002, ЮС В 2000, IOC R 9008. В отдельных экспериментах использовали уксуснокислые бактерии Acetobacter aceti и молочнокислые бактерии Lactobacillus plan-tarum.

Для исследования процесса хересования под воздействием электромагнитного поля КНЧ диапазона были использованы хересные дрожжи расы Херес 96-К и специально подготовленный для хересования винома-гсриал вшпавода ООО «Кубанские вина».

Для исследования влияния электромагнитного поля крайне низкочастотного диапазона на процессы осветления были использованы следующие виноматериалы: сухой белый Совиньон урожая 2005г. вннзавода ЗАО «Южная винная компания» и сухой красный Каберне-Совиньон урожая 2005г. ЗАО АФ «Южная». В качестве оклеивающих материалов были использованы продукты компании «Эрбслё» (Германия) Эрбигель, NaCainiT и IOiap-золь супер.

2.2 Методы исследований. Для определения основных показателей химического состава виноматериалов применяли стандартные методы ГОСТ и ГОСТ Р, а также методические рекомендации ИВиВ «Магарач» (Украина) и методики международных методов анализа и оценки вин и сусел (Мехузла H.A., 1993).

Количественный и качественный состав летучих компонентов в винных дистиллятах устанавливали методом газожидкостной хроматографии на приборе «Кристалл- 2000 М». Анализ аминокислотного состава проводили на установке «Капель-ЮЗР».

Подсчет дрожжевых клеток осуществляли с помощью камеры Горяе-ва с применением красителей. Для дифференцированного подсчета бактерий использовали поляризационный интерференционный микроскоп с люминесцентной насадкой «Poland».

Активность ферментов в виноматериалах определяли по методике С.П. Авакянца (1987г.).

Статистическую обработку результатов исследований проводили с использованием современной компьютерной программы StatSoft Statistica 6.0.

Структурная схема исследований представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Структурная схема исследований

ЭМП КНЧ воздействие на исследуемые системы осуществляли с помощью установки, представленной на рисунке 2. Синусоидальные колебания крайне низкочастотного диапазона с выхода генератора I поступали на вход частотомера 2, на вход осциллографа 6 и на излучающее устройство 4, представляющее собой многослойную катушку, помещенное внутри экранированной камеры 3.

1 - генератор электромагнитных колебаний ГЗ-118

2 - частотомер — Ф5041

3 - емкости для загрузки исследуемых биосистем

4 - излучающее устройство

5 - объект исследования

6 - осциллограф —С1-69

Рисунок 2 - Схема установки для обработки объектов производства вин

электромагнитным полем крайне низкочастотного диапазона 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Влияние электромагнитного поля на жизнедеятельность микроорганизмов. Основные процессы в виноделии базируются на жизнедеятельности дрожжей, на осуществляемых ими биохимических превращениях. Среди микроорганизмов, присутствующих на самом винограде и попадающих таким образом в сусло, выделяют молочнокислые и уксуснокислые бактерии, которые могут развиваться в условиях высокой активной кислотности, осмотического давления Сахаров и спирта в уже готовом вине.

3.1.1 Влияние электромагнитного поля на развитие дрожжей.

Для изучения влияния ЭМП на жизнедеятельность дрожжей был проведен следующий эксперимент. Определенное количество разводки ЧКД и АСД выбранной расы помещали в установку, где обрабатывали электромагнитным полем с величиной магнитной индукции В=0,9 мТл на различных частотах и с различной продолжительностью воздействия. На следующие сутки определяли количество микроорганизмов с помощью камеры Горяева (рисунки За и 36).

Исходя из полученных данных, были выбраны оптимальные режимы обработки ЭМП:

- при воздействии различными частотами ЭМП в диапазоне 3-30 Гц на разводку ЧКД расы Шампанская 7-10С наблюдается ускоренный рост биомассы дрожжей при частоте 16 Гц, продолжительность воздействия 30 минут (рисунок За).

- при обработке сухих дрожжей расы ЮС 18- 2007 максимальный рост биомассы наблюдается при частотах 3 и 16 Гц, а угнетающее действие оказывает частота 30 Гц (рисунок 36), при той же продолжительности воздействия.

Рисунок 3 - Влияние частоты ЭМП и продолжительности воздействия на прирост биомассы дрожжей: а) ЧКД расы Шампанская 7-ЮС; 6) АСД расы ЮС 18- 2007 В результате проведенных экспериментов для дальнейшего исследования были выбраны частоты 3, 16 и 30 Гц и продолжительность воздействия 30 минут.

Основываясь на уже имеющихся материалах о воздействии электромагнитного поля крайне низкочастотного диапазона на живые клетки, проводился эксперимент по выявлению влияния ЭМП в интервале частот 3-30 Гц на развитие хересных дрожжей, при величине магнитной индукции В=0,9 мТл и продолжительности воздействия 40 минут. Стимулирующее воздействие на хересные дрожжи оказывают частоты 16, 18 и 24 Гц: наблюдалось увеличение биомассы на 29%, 14% и 20% соответственно.

3.1.2 Влияние электромагнитной обработки дрожжей на физико-химические показатели полученных киноматериалов. Проведен комплексный анализ виноматерналов, полученных брожением сусла из сорта винограда Алиготе с применением дрожжей расы Шампанская 7-ЮС и ЮС 18-2007, обработанных частотами 3 и 16 Гц. Наиболее полное сбраживание Сахаров наблюдалось в образцах, полученных с применением расы ЮС 18-2007, обработанного при частоте 3 Гц, и расы Шампанская 7-10С, обработанной при частоте 16 Гц. Данный факт подтверждает результаты полученные ранее - дрожжи, подвергшиеся обработке в течение 30 минут (при частотах 3 Гц для расы ЮС 18-2007 и 16 Гц для расы Шампанская 7-ЮС) лучше накапливали биомассу, чем контрольные образцы, не подвергающиеся обработке ЭМП.

Установлено влияние обработки дрожжей ЭМП КНЧ на концентрацию ароматических веществ. В виномагериале, полученном на расе дрожжей Шампанская 7-1 ОС, (Г-З Гц), сложные эфиры обнаружены в следах, а в случае обработки при частоте 16 Гц их количество по сравнению с контрольным образцом увеличилось в 1,6 раза (таблица I).

Таблица 1 - Изменение массовой концентрации сложных эфиров и

высших спиртов в виноматериалах в результате обработки

ЭМП КНЧ

Массовая концентрация, мг/дм' Раса дрожжей Шампанская 7-ЮС ] ЮС 18-2007

Частота. Г и

г К 3 16 К 3 16

Этилацетат следы .. следы следы |_сдеды_ _(Ш 1.89 -Л 22

Этикаприлат следы следы следы 1,69 следы

Метил капоилат 4.46 следы 6.75 следы 10.78 следы

Эгиллактат 0.50 следы ол_ следы следы следы

Этилформиат следы следы |_одз следы следы следы

4.96 следы 7.91 0.82 14,36 1,22

1-пропанол 15.25 ^ „шЕ] 15.88 37.09 44.92 42.29

Изобутанол Изоамидовый 1 -гексанол Е 37,24 74,50 31,51 63,02 35,58 79,38 0,77 131.61 25,49 88,02 30,85 96,21 28,73 90,92

0,59 127.58 следы 107.86 0,65 151.25 0,90 172.89 0,78 162.71

Наиболее разнообразный качественный состав эфиров наблюдается в образце, полученном с использованием расы ЮС 18- 2007, (f=3 Гц), что сказывается и на количественных характеристиках. В этом же образце отмечено максимальное накопление высших спиртов и метилового спирта, что может быть связано с повышенной активностью гидролитической функции эстеразы. Разнообразнее и аминокислотный состав данного образца только в нем обнаружены аспарагииовая кислота (5,74 мг/дм') и р-фенил-/?-аланин (0,57 мг/дм'1). Суммарное количество аминокислот в 1,3 раза выше, чем в контроле и составляет 462 мг/дм'. Фенилалаиин содержится в четырех образцах: в виноматериалах, сброженных дрожжами расы Шампанская 7-ЮС, в контрольном и обработанном при частоте 3 Гц; виноматериалах, полученных брожением на сухих дрожжах, обработанных при частоте 16 Гц и контроле. Триптофан присутствует во всех анализируемых образцах, но его повышенное количество обнаружено в ви-номатериале, сброженном на АСД (f=3 Гц).

Содержание уксусной кислоты в виноматериале, сброженном дрожжами расы Шампанская 7-I0C (1=3 Гц), уменьшилось более чем в 3 раза по сравнению с другими образцами, а содержание уксусного альдегида увеличилось по сравнению с контрольным образцом почти в 3 раза. Вероятно, это объясняется переходом уксусной кислоты в альдегид под действием окислительно-восстановительных ферментов, т.к. активность О-дифенолоксидазы в этом образце увеличилась в 1,3 раза но сравнению с контрольным образцом (таблица 2).

Проанализировав химический состав образцов, можно сделать следующие выводы: в образце виноматериала, полученном брожением сусла с применением дрожжей расы Шампанская 7-ЮС, обработанных при f=16 Гц, наблюдается высокое содержание сложных эфиров, ß-фенилэтанола (52,49 мг/дм1), что обуславливает более полный и гармоничный аромат и вкус вина. Для сухих дрожжей расы ЮС 18-2007 можно рекомендовать

частоты обработки 3 и 16 Гц, содержание вкусо- и ароматобразующих компонентов в которых примерно на одном уровне.

Аналогичным образом были изучены виноматериалы, полученные брожением сусла из сортов винограда Каберне-Совиньон и Рислинг шта-мами IOC BR 8000, IOC R 9002, ЮС В 2000, ЮС R 9008. В результате проведенных исследований дрожжи, предназначенные для производства белых вин, рекомендуется обрабатывать при частотах воздействия 3 и 16 Гц, для красных - 16 Гц.

3.1.3 Влияние электромагнитного поля на физиологическое состояние уксуснокислых и молочнокислых бактерий. Определенное количество разводки УКБ и МКБ вносили в виноматериал, полученную субстанцию обрабатывали ЭМП в течение 30 минут с величиной магнитной индукции В = 1,2 мТл на частотах 3, 6, 9. 12, 16, 20, 24, 27 и 30 Гц.

Ожипые □ мергиые Г,Гц □•*.„..« а .........г, I ч

а 6 Рисунок 4 - Влияние ЭМП на развитие уксуснокислых бактерий:

а) 1 сутки после обработки; 6) 6 суток после обработки Результаты отображены на рисунках 4<7 и 46. На третьи сутки в образцах УКБ, обработанных при частоте 3, 6, 12. 16, 24 и 30 Гц, отмечалось уменьшение количества живых клеток практически вдвое. Активный прирост биомассы наблюдался в образцах, обработанных при частоте 20 и 27 Гц, но особенно - при 9 Гц. На шестые сутки эксперимента в образцах,

и

обработанных ЭМП КНЧ. большая часть бактерий погибла. Максимальное количество живых клеток содержится в образцах, обработанных при частотах 6 и 24 Гц. Следует отметить, что в контрольном образце клегки развивались интенсивнее, чем во всех опытных вариантах. Наиболее приемлемой для решения проблемы инактивации уксуснокислого брожения является частота обработки 30 Гц. Как следует из полученных данных, именно при этой частоте воздействия УКБ погибают быстрее, не накапливая биомассы.

В исследуемых образцах и контроле МКБ был проведен анализ на содержание молочной кислоты, продуцируемой молочнокислыми бактериями. Минимальное количество молочной кислоты содержится в образцах, обработанных при частоте 3 и 30 Гц, максимальное - в контрольном образце.

Из выше изложенных результатов можно сделать вывод об угнетающем воздействии на МКБ электромагнитного поля, особенно - при частоте 30 Гц. Это является важным фактом, поскольку развитие МКБ может привести к молочнокислому скисанию вина.

Поскольку частота 30 Гц является угнетающей и для МКБ, и для УКБ, мы рекомендуем ее использовать для обработки внноматериалов с целью профилактики микробиальной порчи вина.

3.2 Регулирование ферментативных процессов, протекающих при производстве различных чипов вин, пол действием электромагнитного поля. Вииоматериалы, полученные в ходе эксперимента, были исследованы на предмет активности ферментов, таких как: О-дифенолоксидаза (ОДФО), /)- фруктофуранозидаза (БФФ), эстераза (Э).

Проанализировав активность ферментов полученных образцов, можно сделать следующие выводы: наибольшая активность ферментов /?-фруктофуранозидазы и гидролитическая функция эстеразы отмечены в

образцах виноматериалов, полученных с применением дрожжей рас Шампанская 7-ЮС и ЮС 18-2007, обработанных при частоте 3 Гц, что экспериментально подтверждается накоплением в данных образцах продуктов реакций, катализируемых данными ферментами. При частоте обработки 16 Гц интенсифицируются процессы этерификации под действием синтетической функции эстеразы в образце, сброженном расой Шампанская 7-ЮС. Это подтверждается увеличением количества сложных эфиров в этом образце (таблица 1). На основании полученных данных о влиянии ЭМП КНЧ на ферменты была разработана технология приготовления специального вина типа портвейн и получен патент на полезную модель №74920 от 20.07.2008 г.

Таблица 2 — Влияние ЭМП КНЧ на активность ферментов

Э, усл.ед. э

Раса дрожжей Частота, Гц ОДФО, усл.ед. гидролитическая функция 1 синтетическая ' функция п о © Р5

Шампанская 7-ЮС К 0,21 3,1 2,5 2,2

3 0,28 5,0 2,1 4,2

16 0,24 4,0 5,0 2,6

К 0,34 5,5 4,0 3,7

ЮС 18-2007 3 0,38 5,7 4,2 5,4

16 0,20 7,4 3,8 1,9

При производстве красных вин процессы окисления вызывают ухудшение их окраски, приводя к окислению полифенольных соединений. В современном виноделии для инактивации оксидаз применяют сернистый ангидрид. Возможно, использование ЭМП КНЧ поможет сократить его дозировку. В сусло из сортов винограда Каберне-Совиньон и Саперави вносили различное количество 802 и сбраживали с применением расы, ЮС 9002 Я, обработанной при частотах 6, 18 и 30 Гц. В полу-

ченном виноматериале определяли активность О-дифенолоксидазы. Из таблицы 3 следует, что частота 30 Гц подавляет активность О-дифенолоксидазы, при пониженных дозировках 802.

Таблица 3 - Влияние ЭМП КНЧ диапазона и 802 на активность О-дифенолоксидазы (усл.ед.)

№ об- Частота, Гц Активность О-диАенолоксидазы. усл. ел.

разца без 802 с Б02, мг/дм3

50 | 75 1 100 125

Каберне-Совиньон

1 6 1,86 0,79 0,42 0,21 0,04

2 18 1,24 0,58 0,39 0,11 -

3 30 0,83 0,38 0,11 - -

4 К 1,05 0,49 0,30 0,09 -

Саперави

5 6 2,00 1,24 0,54 0,29 0,09

6 18 1,77 1,16 0,30 0,15 -

7 30 1,03 0,55 0,14 0,08 -

8 К 1,84 0,90 0,40 0,11 0,05

3.3 Изменение химического состава продуктов в процессе хере-сования с применением электромагнитной обработки. Для проведения хересования использовали дрожжи, обработанные при выбранных частотах 3,15, 18, 24 и 30 Гц. Через месяц полученные образцы виноматериа-лов были исследованы на предмет изменения химического состава. Из таблицы 4 мы можем видеть, что наибольшее количество ацетальдегида накопилось в образце № 6, обработанном при 24 Гц и контрольном, а наименьшее - в образце, обработанном при частоте 30 Гц. Снижение его содержания, возможно, объясняется тем, что в некоторых случаях херес-ные дрожжи используют ацетальдегид для активации процессов метаболизма. В пользу этой гипотезы говорит тот факт, что в этом же образце наблюдается максимальное снижение содержания этанола (таблица 5). В этом же образце отмечается наименьшее накопление ацетоина, диацетил и фурфурол не идентифицированы (таблица 4).

Таблица 4 - Изменение состава ароматобразующего комплекса хереспых

виноматериалов под действием ЭМП КНЧ

№ образца Частота, Гц | ацет- | альдегид ; ; Ма н <о я 2 ч :совая к X 1 а й онцент с; о о. •е- о. -е- рация, .............. и о. 5 ^ С ^ ЛЁ <4 лг/дм3 г......... х С 4} -й ю £ 1 м. т с; сч и т......... X V л 1 § ю | ГО и

1 Контроль до хересо-вания 169,35 - 35,55 8,69 694 87,8 17,77

2 Контроль 214,42 - 148,5 - 2341 204,3 24,5

3 3 185,9 - 240,2 13,19 1296 179,9 17,98

4 16 172,43 - 260,6 11,95 1219 219,9 -

5 18 171,11 9,19 252,2 37,53 1881 229,6 -

6 24 217,7 14.2 278,3 13,84 1160 206,1 11,45

7 30 155,87 - 149,8 - 1762 227,1 17,49

Таблица 5 - Изменение массовой концентрации этанола и ароматических соединений в хересных виноматериалах в результате обработки ЭМИ КНЧ

Частота, Гц Массовая концентрация, мг/дм3

№ образца этил-ацеталь этанол каприновый альдегид фенил-этанол

1 Контроль до хересоваиия 2,89 14,79 17,08 23,75

2 Контроль 3,46 9,43 - 51,14

3 3 - 8,45 44,35 56,99

4 16 - 8,17 234,81 57,31

5 18 - 9,26 112,89 60,60

6 24 - 8,77 20,30 50,78

7 30 - 7,65 8,83 47,0

Количество 2,3-бутиленгликоля, образующегося при восстановлении диацетила, в контрольном образце почти в 2раза выше, чем в обработанных ЭМП КНЧ виноматериалах, а диацетил не обнаружен в связи с его полным восстановлением. Аналогичная картина наблюдается в образцах № 3, 4 и 7, хотя г удержание 2,3-бутиленгликоля в них существенно ниже. При частотах воздействия 18 и 30 Гц содержание ароматобра-

зующих соединений увеличилось более чем в 2,5 раза, в основном за счет высокого содержания как рацемической, так и мезоформ 2,3-бутиленгликоля.

Кроме того после процесса хересования во всех образцах, кроме четвертого был найден этилацетат (таблица 6). В наибольшем количестве он присутствовал в образце, обработанном при 3 Гц. Этиллактат обнаружен только в контроле. Метилацегат и этилкаприлаг выявлены примерно в равных количествах лишь в образце, полученном при обработке частотой 3 Гц. Этилформиат содержится во всех образцах кроме контрольного и обработанного при частоте 30 Гц. Обработка при частотах 18 и 24 Гц привела к увеличению содержания этилформиата в 5-6 раз по сравнению с образцами, обработанными при частотах 3 и 16 Гц. Метилкаприлат обнаружен во всех образцах без исключения. Но содержание его в образцах, полученных обработкой при 16 и 18 Гц, в 8-14 раз превышает его содержание в других образцах. Суммарное количество эфиров минимально в образце, обработанном при 30 Гц, и максимально в образце, полученном при воздействии частоты 16 Гц, хотя данный показатель достигнут за счет очень высокого содержания метилкаприлата.

Таблица 6 Изменение массовой концентрации сложных эфиров

хересных вииоматериалов под действием ЭМП К114

Массовая концентрация, мг/дм

№ образца Частота, Гц этил-ацетат метилкаприлат этиллактат этилформиат метил-ацетат этил-каприлат Е

1 Контроль до хересования - 5,34 - - - - 20,48

2 Контроль 1,46 4,68 7,53 - - - 13,67

3 3 6,56 4,70 - 1,79 9,75 9,34 32,13

4 16 - 63,78 - 1,77 - - 65,55

5 18 1,41 36,51 - 10,46 - - 48,39

6 24 4,60 3,86 - 8,41 - - 16,97

7 30 2,40 2,72 : - - 5,12

Из изложенного выше следует, что для процесса хересования наиболее благоприятна частота воздействия 18 Гц (рисунок 5а). В данном образце наиболее широко представлена ароматобразующая составляющая, высокое содержание высших спиртов, сложных эфиров. При частоте воздействия 30 Гц подавляется развитие хересной пленки (рисунок 56), и. как следствие, замедляется процесс накопления альдегидов и ацеталей.

Рисунок 5 - Хересная пленка после воздействия ЭМП: а) частота воздействия 18 Гц; б) частота воздействия 30 Гц 3.4 Влияние ЭМП на осветляющую способность природных сорбентов и устойчивость вин к помутнениям биологической природы.

Необработанный виноматериал в объеме 100 мл обрабатывался ЭМП КНЧ с величиной магнитной индукции 1,2 мТл в течение 30 минут на частотах 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27 и 30 Гц. В первую партию винома-териала после воздействия ЭМП были внесены ЫаСалит и Эрбигель, дозировка препаратов была выбрана опытным путем, исходя из рекомендуемых соотношений (5г ЫаСалит + 1 г Эрбигель /дал). Вторая группа образцов была обработана препаратами Клар-золь супер и Эрбигель (5 мл Клар-золь Супер + 1 г Эрбигель/дал). После обработки виноматериалов ЭМП и внесения оклеивающих веществ на следующие сутки фиксировали процесс осветления по степени прозрачности (Т,%), объему осадков (Уосад). Помимо этого в образцах определяли содержание белка и аминно-го азота.

Положительное влияние на процессы осветления оказали частоты 9, 12,15 Гц, при этом улучшались показатели степени прозрачности, а осадок становился компактнее (таблица 7). При всех схемах обработок, комбинированных с воздействием ЭМП КНЧ /=18 Гц, в виноматериале количество осаждаемых белков уменьшалось, а аминного азота - увеличивалось, в независимости от виноматериала и оклеивающих материалов. Обрабатывать виноматериал следует до внесения оклеивающих материалов. Как показали эксперименты, полученная при оклеивании суспензия под действием электромагнитного поля расслаивается, зачастую довольно существенно, при этом процесс осветления становится более длительным и менее эффективным.

Таблица 7 - Изменение показателей прозрачности, микробиологической

стабильности и содержания белковых веществ в виноматериале сорта Каберне-Совиньон после обработки ЭМП КНЧ и оклейки (ШСалит + Эрбигель) __

Частота, Гц Белок, мг/ дм3 Аминный азот, мг/ дм3 Т,% (Х=670 нм) V * осад* % Кол-во клеток в 10 полях зрения

I/* ^до оклейки 63,1 159,5 78,6 - 11

Кпосле оклейки 22,4 147,2 94,1 9Д 2

3 21,3 140,1 95,3 8,8 3

6 21,0 129,6 95,0 9,3 2

9 19,6 129,9 97,9 7,5 2

12 20,1 138,1 97,2 8,2 1

15 21,3 135,9 97,8 8,7 2

18 33,8 115,2 96,4 9,1 3

21 27,6 136,4 95,1 9,3 2

24 25,9 128,1 94,5 8,6 1

27 39,8 128,4 94,3 9,0 1

30 39,2 137,3 95,2 9,3 0

Установлено, что наиболее стойкими к помутнениям биологиче-

ской природы оказались образцы, обработанные при Г=30 Гц.

Важно отметить, что изучение химического состава виноматериа-лов, осветленных с применением ЭМП КНЧ, нежелательных изменений в конечном продукте не выявило.

Условные обозначения: В- виноград; - М- мезга; -СС- сусло-самотёк; -ВЖ- выжимки; -ПФ- прессовые фракции; -С- сусло; -НС- неосветленное сусло; -ОС- осветленное сусло, -СГ- сусловая гуща; -ЧКД- чистая культура дрожжей; -АСД- активные сухие дрожжи; -ВН- виноматериал-недоброд; -ДГ- дрожжевая гуща; -ФВ- фугат-виноматериал;-ФС-фугат-сусло; -НВ- необработанный виноматсриал;

- СпВ/м- спиртованный виноматериал; - НХВ - неоклееный хересный виноматериал; - ОкХВ- оклеенный хересный виноматериал;

- РХВ - розливостойкий хересный виноматериал. 1 - приемный бункер-питатель шнековый; 2 - дробилка-гребнеотделитель валковая; 3 - мезгонасос; 4 -сульфитодозируюшая установка; 5 - стекатель; 6 — пресс; 7 - теплообменник; 8 - отстойник; 9 - дрожжегенератор; 10 — установка для обработки ЭМП КНЧ; 11 - бродильная установка; 12 -приемный резервуар: 13 — центрифуга; 14 — резервуар; 15 - эгализатор-купажер; 16 - бочки для проведения процесса хересования (солера), 17 - дозирующая установка; 18 - установка для удаления кристаллических помутнений «Кристалстоп»; 19 - диатомитовый намывной фильтр

Рисунок 6 - Усовершенствованная технологическая схема производства столовых и специальных втолгатериалов с использованием ЭМП КНЧ

С учетом полученных экспериментальных данных, была усовершенствована технология производства столовых и специальных винома-териалов (рисунок 6). Электромагнитные способы воздействия включены на следующих этапах производства: обработка мезги; обработка ЧКД и АСД; обработка разводки хересных дрожжей для интенсификации процесса хересования; предварительная обработка виноматериалов перед оклейкой для сокращения потерь при отстаивании; обработка осветленных виноматериалов с целью профилактики микробиальиой порчи вина; обработка вин, пораженных молочнокислыми или уксуснокислыми бактериями для подавления их жизнеспособности.

ВЫВОДЫ

1. Определены оптимальные параметры воздействия ЭМП КНЧ на дрожжевые клетки различных рас. Частоты, стимулирующие развитие клеток и накопление биомассы, для расы Шампанская 7-ЮС — 16 Гц, для штаммов ЮС 18- 2007, ЮС BR 8000, IOC R 9002, ЮС В 2000, IOC R 9008 - 3 и 16 Гц, для расы Херес 96-К - 16 Гц. Величина магнитной индукции В = 0,9 мТл, время воздействия 30 минут.

2. Установлено влияние электромагнитного гюля в диапазоне частот 3-30 Гц на развитие уксуснокислых и молочнокислых бактерий. Обработка при f = 30 Гц подавляет развитие данных микроорганизмов. Активное развитие У КБ наблюдается при частотах воздействия 3, 6, 16 Гц. Диапазон 6-24 Гц стимулирует размножение МКБ и накопление продуцируемой ими молочной кислоты.

3. Выявлено, что наибольшая активность ферментов /9-фруктофуранозидазы и гидролитическая функция эстеразы проявляется при частоте воздействия 3 Гц. При частоте обработки 16 Гц под действием синтетической функции эстеразы интенсифицируются процессы эте-рификации. Частота 30 Гц подавляет активность О-дифенолоксидазы.

4. Установлено, что для производства белых вин целесообразно применять обработку дрожжей при частотах 3 и 16 Гц, для получения красных вин - 16 Гц, для процесса хересования - 16-24 Гц.

5. Установлено положительное воздействие на процессы осветления белых и красных сухих виноматериалов обработки ЭМП КНЧ (Г= 9-15 Гц, В = 1,2 мТл, т = 30 минут). Воздействие электромагнитного поля при Г= 30 Гц, В = 1,2 мТл, X = 30 минут повышает устойчивость вин к помутнениям биологической природы.

6. Научно обоснованы и разработаны способы регулирования микробиологических и биохимических процессов в виноделии на основе воздействия ЭМП КНЧ. Усовершенствована технология производства различных типов вин с применением предложенных способов.

7. Разработанные способы апробированы в промышленных условиях. Расчетный экономический эффект от внедрения разработанных способов в зависимости от типа обрабатываемого виноматериапа в Филиале ЗАО МПБК «Очаково» «Южная винная компания» составил 8,1 руб./дал и в ООО «Кубанские вина» - 11,5 руб./дал.

Список публикаций по теме диссертации

1. Шакуп, М.М. Влияние электромагнитного поля крайне низкочастотного диапазона на состав виноматериалов, полученных в результате обработ ки мезги и сусла / Л.II. Узуи. М.М. Шакун, В.Т. Христюк// Матер, третьей регион, науч.-практич. конф. молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса». -Краснодар. - 2001. - С. 240-241.

2. Шакун. М.М. Влияние электромагнитного ноля па пищевые срсды / Л.Н. Узуи,

B.Т. Христюк, М.Г Бармшев., М.М. Шакун // Всерос. научный семинар и выставка инновационных проектов на тему: «Действие электрических полей (электрического тока) и магнитных полей на объекты и материалы». Москва РАН. - 2002. -

C.118-119.

3. Шакун, М.М. Влияние электромагнитного ноля на ферммпягивные процессы, протекающие при производстве вин / М.М. Шакун, Л.М.Узуи, 15.Т. Христюк // Сб. матер. Всерос. науч.-практич. конф. с межд. участием «Пищевая промышленность: Интеграция науки, образования н производства». - Краснодар. - 2005. - С. 432-434.

4. Шакун, М.М. Влияние электромагнитного поля па микроорганизмы вина / М.М.Шакун, Л.Н. Узуи, В.Т. Христюк // Сб. матер. Всерос. пауч.-ирактич. конф. с межд. участием «Пищевая промышленность: Интеграция пауки, образования и производства». - Краснодар. - 2005. - С. 434-435.

5. Шакуи. М.М. Влияние электромагнитного ноля на микробиологические н биохимические процессы, протекающие при производстве виноматериа лов / М.М. Шакуи, В Т. Хрнстюк, Л.II. Узун//Известия ВУЗов. Пищевая технология. -2005. - № 2-3. - С.46-55.

6. Шакуи, М.М., Действие электромагнитного ноля на оклеивающие вещества при обработке внноматерпалов / М.М. Шакуи. В.Т. Хрнстюк. Л.II. Учун, RA Полежаева//Сб. статен. Новации и эффективность производственных процессов виноградарства и виноделия. Т. 2. Виноделие. - Краснодар. - 2005. - С. 122-123.

7. Шакуи. М.М. Исследование влияния электромагнитного ноли крайне низкочастотного диапазона на жизнедеятельность хереспых дрожжей / М.М. Шакуи,

B.Т. Хрнстюк, Л.II. Учун, IMI. 'Гкачснко // В тематическом сб. матер. l()fi. Копф. к 75-летию СКЗПИИСнВ «Методологические аспекты создания нренизионпых технологий возделывания плодовых культур и винограда. Том.2. Виноделие, - Краснодар. - 2006. - С.242-243.

8. Шакун. М.М. Воздействие физических факторов па развито хереспых дрожжей / В.Т. Хрнстюк, М.М. Шакун, Л.II. Узуп, P.II. Гкачснко //(.'б. матер. Регион, пауч.-практпч. конф. «Состояние и перспективы возрождения виноградарства и виноделия в ЮФО». - Махачкала, Даг1 ТУ, 2006. - С. 106-108.

<). Шакун, М.М. Влияние физического воздействия па бродильную способность активных сухих дрожжей/ М.М. Шакун. Л.И. Узуп. В.Т. Хрнстюк. IO.H. Капапацкая // XI Межд. пауч.-пракгич. копф. «Современные проблемы техники и технологии пищевых производств». - Издательство ДдтП'У - Барнаул, 2008. - С. 153-155.

10. Шакун, М.М. Влияние электромагнитного поля на микробиологические процессы при производстве киноматериалов / М.М. Шакун, Л.II. Учун. В Т. Хрнспок II Пссрос. науч.-нрактич. конф. «Здоровье питание - основа жизнедеятельности человека». - Краспояр. тс. торг.-экои. пн-т. - Красноярск, 2008. - С. 130-136.

11. Шакун, М.М. Использование энергии электромагнитного поля для развития микроорганизмов / М.М. Шакун, Jl.ll. Узуп, В.Т. Хрнстюк, IC.IO. Курячая // IX Межд. конф. молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологии». - Казань, 2008.-С. 165-166.

12. Шакун, М.М. Изменение химического состава випоматерналов, в результате обработ ке электромагнитным полем / М.М. Шакуи, Л.П. Узуп, В.Т. Хрнстюк // V Межд. пауч.-пракгич. конф. «Пнща. Экология. Качество». - Новосибирск, 2008. -

C. 154-155.

13. Шакун, М.М., Подавление болезнетворных микроорганизмов физическими методами воздействия / М.М. Шакун, Л.II. Узун, В.Т. Хрнспок // Виноделие и виноградарство. - 2008. - № 4. - С. 12-13.

14. Патент РФ па полезную модель №74920 Линия производства специального вина типа портвейн / Узун Л.И., Шакун М.М., Хрнстюк В.Т'., Курячая К.10.// заявка №2008112403; заявл. 31.03.2008 г.: опублнк. от 20.07.2008 г.

15. Патент РФ па полезную модель №75855 Линия для осветления и стабилизации вина / Шакун М.М,, Узун Л.П., Хрнспок В.Т.. Курячая К.Ю./ заявка №2008117000; заявл. 29.04.2008 г., опублнк. от 27.08.2008 г.

Подписано в печат ь 25.02.2011. Печать трафаретная. Формат 60x84 '/|6. Усл. псч. л. 1,35. Тираж 100 экз. Заказ № 451. ООО ((Издательский Дом-Юг» 350072, г. Краснодар, ул. Московская 2. корп. «В», оф. В-120

тел. 8-018-41-50-571 e-mail: olfomenko@yandex.ru Сайт: litlp://icl-yug.naro(12.n.i

Структура диссертационной работы Введение

1 Обзор литературы

1.1 Регулирование активности микроорганизмов и ферментных систем с помощью внешних факторов.

1.1.1 Микроорганизмы в производстве вин.

1.1.2 Ферментные системы вин

1.2 Сравнительная характеристика способов физического воздействия на сырьё и полуфабрикаты

1.3 Цели, задачи исследований

2 Объекты и методы исследований.

2.1 Объекты исследований

2.2 Постановка экспериментов по обработке биосистем электромагнитным полем

2.3 Методы исследований.,.

2.4 Статистическая обработка результатов

2.5 Направление исследований

3 Экспериментальная часть.

3.1 Влияние электромагнитного поля на жизнедеятельность микроорганизмов.

3.1.1 Влияние электромагнитного поля на развитие дрожжей

3.1.2 Влияние электромагнитной обработки дрожжей на физико-химические показатели полученных виноматериалов

3.1.3 Влияние электромагнитного поля на физиологическое состояние уксуснокислых и молочнокислых бактерий

3.2 Регулирование ферментативных процессов, протекающих при производстве различных типов вин, под действием электромагнитного поля

3.3 Изменение химического состава продуктов в процессе хересования с применением электромагнитной обработки.

3.4 Влияния электромагнитного поля на осветляющую способность природных сорбентов и устойчивость вин к помутнениям биологической природы

Выводы

Рекомендации производству

Производственные испытания

В настоящее время экономика нашей страны уверенно развивается. Это развитие не может не отразиться на состоянии пищевой промышленности. Рыночная экономика диктует жесткие правила производителям, стимулируя производство высококачественной продукции, имеющей доступную цену.

Успешно развиваясь, пищевая промышленность в целом и винодельческая отрасль в частности сталкивается с высокой конкуренцией со стороны иностранных производителей. И основной задачей является поиск новых возможностей в технологических и технических аспектах производства, позволяющих совершенствовать качественные показатели.

Остро стоит и вопрос экономической эффективности в винодельческой промышленности. В связи с этим ведутся разработки современных технологий, которые дают возможность получить высококачественный товар с наименьшими затратами трудовых, сырьевых, энергетических ресурсов и времени.

В нынешних условиях развития, предоставляющих широкие технические возможности, год от года растет число исследований электрофизических способов воздействия на пищевые среды. Применение указанных методов имеет целый ряд преимуществ по отношению к более традиционным способам. К преимуществам следует отнести упрощение и повышение надежности систем автоматизации, уменьшение количества, веса и габарита машин, повышение их производительности и существенное снижение энергоемкости, что, в конечном счете, положительно сказывается на качестве продукции и ее себестоимости.

Способы физического воздействия в винодельческой промышленности имеют очень широкое применение. Они перспективны по причине быстроты воздействия, возможности полной механизации, автоматизации и организации поточного производства.

Указанные способы воздействия представляют интерес и по причине того, что использование химических препаратов в винодельческой промышленности себя не совсем оправдывает. Они довольно дороги, и не всегда экологически безопасны. В последнее время возникает тенденция к сокращению применения химических компонентов и вспомогательных материалов, а альтернативой могут быть лишь физические методы обработки.

По изложенным выше причинам научный и практический интерес вызывает изучение одного из способов физического воздействия — электромагнитного поля крайне низкочастотного диапазона (ЭМП КНЧ). Указанный способ воздействия относится к малоизученным, особенно в отраслях пищевой промышленности. Но все же опубликованные работы, направленные на изучение электромагнитного воздействия в масложировом, консервном, мясоперерабатывающем, свеклосахарном, и других производствах убеждают в перспективности этого направления [1, 12, 13, 34, 52, 54, 65, 68, 85, 89, 97].

В свете вышеизложенного, возникает вопрос о возможности применения электромагнитного поля крайне низкочастотного диапазона в винодельческой промышленности. Использование указанного способа физического воздействия должно быть направлено на максимально возможное сохранение биоактивных компонентов вина. Одним из главных достоинств технологии является отказ от наполнителей, добавок, консервантов и других химических компонентов.

Электромагнитный способ воздействия так же позволяет регулировать физико-химические и биологические процессы, целесообразность их протекания с точки зрения технологии, что может позволить сократить производственный цикл и длительность технологических процессов. Таким образом, можно предположить, что данный прием может позволить контролировать и время производственного цикла, что особенно ценно при длительных технологических процессах (выдержка, термическая обработка, типизация) получения вин и коньяков.

Учитывая актуальность изучения и внедрения физических способов воздействия в промышленность, в рамках представленной диссертации была проведена исследовательская работа, направленная на изучение влияния электромагнитного поля крайне низкочастотного диапазона (Г =3 — 30 Гц) [12, 13, 16, 37, 56] на различные биологические объекты, такие как виноградное сусло, дрожжи, уксуснокислые и молочнокислые бактерии. ■

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

ВЫВОДЫ

1. Определены оптимальные параметры воздействия ЭМП КНЧ на дрожжевые клетки различных рас. Частоты, стимулирующие развитие клеток и накопление биомассы, для расы Шампанская 7-1 ОС - 16 Гц, для штаммов ЮС 18- 2007, IOC BR 8000, IOC R 9002, ЮС В 2000, IOC R 9008 - 3 и 16 Гц, для расы Херес 96-К - 16 Гц. Величина магнитной индукции В = 0,9 мТл, время воздействия 30 минут.

2. Установлено влияние электромагнитного поля в диапазоне частот 330 Гц на развитие уксуснокислых и молочнокислых бактерий. Обработка при f = 30 Гц подавляет развитие данных микроорганизмов. Активное развитие УКБ наблюдается при частотах воздействия 3, 6, 16 Гц. Диапазон 6-24 Гц стимулирует размножение МКБ и накопление продуцируемой ими молочной кислоты.

3. Выявлено, что наибольшая активность ферментов ß-фрукто-фуранозидазы и гидролитическая функция эстеразы проявляется при частоте воздействия 3 Гц. При частоте обработки 16 Гц под действием синтетической функции эстеразы интенсифицируются процессы этерификации. Частота 30 Гц подавляет активность О-дифенолоксидазы.

4. Установлено, что для производства белых вин целесообразно применять обработку дрожжей при частотах 3 и 16 Гц, для получения красных вин - 16 Гц, для процесса хересования - 16-24 Гц.

5. Установлено положительное воздействие на процессы осветления белых и красных сухих виноматериалов обработки ЭМП КНЧ (f= 9-15 Гц, В = 1,2 мТл, т = 30 минут). Воздействие электромагнитного поля при f= 30 Гц, В = 1,2 мТл, X = 30 минут повышает устойчивость вин к помутнениям биологической природы.

6. Научно обоснованы и разработаны способы регулирования микробиологических и биохимических процессов в виноделии на основе воздействия ЭМП КНЧ. Усовершенствована технология производства различных типов вин с применением предложенных способов.

7. Разработанные способы апробированы в промышленных условиях. Расчетный экономический эффект от внедрения разработанных способов в зависимости от типа обрабатываемого виноматериала в Филиале ЗАО МПБК «Очаково» «Южная винная компания» составил 8,1 руб./дал и в ООО «Кубанские вина» - 11,5 руб./дал.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

Изучив химико-физические показатели полученных в ходе эксперимента виноматериалов, и оценив их органолептические характеристики, можно говорить о возможности формирования конечного продукта с требуемыми кондициями под действием электромагнитного поля.

Усовершенствованная на основе разработанных способов технологическая схема (рисунок 1) включает возможные обработки ЭМП КНЧ диапазона на следующих этапах производства:

- дробление винограда для увеличения выхода сусла, вследствие активации пектолитических ферментов;

- получение и брожение мезги с целью обогащения фенольными и красящими веществами;

- обработка ЧКД и АСД для регулирования процесса брожения;

- обработка разводки хересных дрожжей для интенсификации процесса хересования;

- предварительная обработка виноматериалов перед оклейкой для повышения степени прозрачности, уменьшения дозировок вносимых препаратов, снижения объемов осадков, и, как следствие, сокращения потерь при отстаивании;

- обработка осветленных виноматериалов с целью профилактики мик-робиальной порчи вина;

- обработка вин, пораженных молочнокислыми или уксуснокислыми бактериями для подавления их жизнеспособности.

Условные обозначения: В- виноград; - М- мезга; -СС- сусло-самотёк; -ВЖ- выжимки; -ПФ- прессовые фракции; -С- сусло; -НС- неосветленное сусло; -ОС- осветленное сусло; -СГ- сусловая гуща; -ЧКД- чистая культура дрожжей; -АСД- активные сухие дрожжи; -ВН- виноматериал-недоброд; -ДГ- дрожжевая гуща; -ФВ- фугат-виноматериал;-ФС-фугат-сусло; -НВ- необработанный виноматериал;

- СпВ/м- спиртованный виноматериал; - НХВ - неоклееный хересный виноматериал; - ОкХВ- оклеенный хересный виноматериал;

- РХВ - розливостойкий хересный виноматериал. 1 - приемный бункер-питатель шнековый; 2 - дробилка-гребнеотделитель валковая; 3 - мезгонасос; 4 -сульфитодозирующая установка; 5 - стекатель; 6 - пресс; 7 - теплообменник; 8 - отстойник; 9 - дрожжегенератор; 10 - установка для обработки ЭМП КНЧ, 11 - бродильная установка; 12 -приемный резервуар; 13 - центрифуга, 14 - резервуар; 15 - эгализатор-купажер; 16 - бочки для проведения процесса хересования (солера); 17 - дозирующая установка, 18 - установка для удаления кристаллических помутнений «Кристалстоп»; 19 - диатомитовый намывной фильтр

Рисунок 1 - Усовершенствованная технологическая схема производства столовых и специальных виноматериалов с использованием ЭМП КНЧ

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ

В ходе производственных испытаний была проведена обработка мезги сортов винограда Каберне-Совиньон (массовая концентрация Сахаров 19,9 г /

3 3 дм , тируемая кислотность 8,0 г/дм ) и Саперави (массовая концентрация са

3 3 харов 20,2 г / дм , титруемая кислотность 7 г/дм ).

Жирную мезгу сортов Каберне и Саперави, полученную в процессе производственной переработки, в течение 30 минут подвергали воздействию при частотах ЭМП КНЧ 6, 18, 30 Гц, с величиной магнитной индукции 1,2 мТл. В качестве контрольного образца выступала необработанная мезга соответствующего сорта. Одна часть мезги содержала сернистый ангидрид, вторая не подвергалась этой обработке. После в исследуемые образцы были заданы дрожжи IOC R 9002 и препарат Витамон Комби. Через 7 дней бурное брожение закончилось, и образцы сняли с мезги. Выброженный насухо ви-номатериал исследовали на предмет накопления фенольных и красящих веществ, а так же активности О-дифенолоксидазы.

1. А. с. СССР, МКИ А Ol G 7/09. Способ обработки черенков перед посадкой на укоренение / Ф. Я. Поликарпова, J1.H. Свиридов, В.Г. Трушечкин (СССР). № 1160999; Заявлено 10. 05.83; Опубл. 15.06.85. Бюл. № 22. - 5 с. ил.

2. Абдуллаев X. Обработка виноградной мезги ультразвуком / Абдуллаев X., Иванченко В.А. // Труды НИИ садоводства, виноградарства и виноделия им. Шредера. 1982. № 43. С. 123-132.

3. Авакянц С.П. Новые методы биохимических исследований вина. М.: ЦИНТИППищепром, 1968. 70 с.

4. Агабальянц Г.Г. Химико-технологический контроль виноделия // Ага-бальянц Г.Г., Бегунова Р.Д., Джанполадян Л.М., Дрброглав Е.С., Захарина О.С., Майоров B.C./ Пищевая промышленность.- М. 1969, -70 с.

5. Агабальянц Э.Г., Муратиди А.Г. Изменение коллоидно-химических свойств дисперсных минералов при оклейке вин. Известия вузов СССР, Пищевая технология, № 4, 1977. с.'85-92.

6. Агаджанян H.A. Влияние инфранизкочастотного магнитного поля на ритмику нервных клеток и их устойчивость к гипоксии // Агаджанян H.A., Власова И.Г. / Биофизика. 1992. Т. 37. Вып. 4. С. 681-683.

7. Агулова Л.П. Исследование действия слабого магнитного поля сверхнизкой частоты на автоколебательную химическую реакцию. В кн. "Живые системы в электромагнитных полях". Томск, 1979. вып. 2. 116 с.

8. Аксенов С.И., Булычев A.A., Грунина Б.Н., Туровецкий Б.Б. О механизмах воздействия низкочастотного магнитного поля на начальные стадии прорастания семян пшеницы //Биофизика. 1996. Т. 41. Вып. 4. С. 919-924.

9. Аристахов В.М. / Физико химические основы первичных механизмов биологического действия магнитного поля. Цыбышев В.П., Пирузян J1.A. В кн: "Реакции биологических систем на магнитные поля". М.: Наука, 1978. С.6.

10. Ахназарова С.П. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии/ СЛ. Ахназарова, В.В. Кафаров. -М.: Колос, 1985. 192 с.

11. Бабакина Э.Л. Технология получения активных сухих дрожжей рода Schizosaccharomyces и их использование при производстве виноматериа-лов: Автореф. дисс. канд. техн. наук. Ялта, 1987. - 23 с.

12. Барышев М.Г. Влияние электромагнитного поля на биологические системы растительного происхождения. Краснодар: КГУ, 2002. - 297 с.

13. Барышев М.Г., Касьянов Г.И., Джимак С.С. Влияние низкочастотного электромагнитного поля на биологические системы // Известия вузов. Пищевая технология. 2007. - № 3. - С. 44-48.

14. Бери Д. Биология дрожжей. М.: Мир. 1985. - 95 с.

15. Бегунова Р.Д. Химия вина / Пищевая промышленность. Москва. - 1972. -219с.

16. Бережная A.B. // Автореф. дис. канд. техн. наук. Краснодар. — 2004. -24 с.

17. Бинги В.Н. Механизм магнйточувствительного связывания ионов некоторыми белками // Биофизика. 1997. - 42. - Вып.2. - С. 338.

18. Бинги В.Н. Вращение биологических систем в магнитном поле: расщепление спектров некоторых магнитобиологических эффектов // Биофизика. 2000. - № 45. - Вып. 4. - С. 636-641.

19. Бирюкова С.Н. Исследование возможностей интенсификации переработки винограда на крепко-сладкие вина. Автореферат на соискание ученой степени канд. техн. наук. 1970.

20. Богданов В.М. Микробиологический контроль на предприятиях молочной промышленности. М.: Пищевая промышленность, 1967.-230 с.

21. Бойко И.Е., Агеева Н.М., Минакова А.Д. Сравнение термостойкости различных рас винных дрожжей // Известия вузов. Пищевая технология, №4, 2006.- 123-124.

22. Боровиков В.П. Statistica для студентов и инженеров. 2-е изд.: КомпьютерПресс, 2001.-301 с.

23. Брегвадзе У.Д. Действие гамма-лучей на безалкогольные напитки и вино-коньячные изделия. М.: Пищ. Промыш., 1970. — 132 с.

24. Бурьян Н.И. Влияние гамма-лучей радиокобальта на дрожжи и молочнокислые бактерии. // Бурьян Н.И., Тюрина JI.B., Кураксина Н.К. Сб. Вопросы биохимии виноделия / Труды конференции по биохимии виноделия, М.: Пищепромиздат. 1961.-е. 117-120.

25. Бурьян Н.И. Микробиология виноделия / Институт винограда и вина «Ма-гарач». УААН. - Ялта. - 1997. - 431 с.

26. Бурьян Н.И. Практическая микробиология виноделия. Симферополь: Таврида, 2003.- 560с.

27. Вербина Н.М., Кантарева Ю.В. Микробиология пищевых производств / Москва. Агропромиздат, 1988. - 256 с.

28. Влияние физических воздействий на процесс биосинтеза дрожжей // М.П. Гандзюк, А.И. Соколенко, И.Ф. Степанец// Обзорная информация. -М.: ЦНИИТЭИПищепром, 1975.-21 с.

29. Гандзюк М.П. Влияние физических воздействий на процесс биоситеза дрожжей // Гандзюк М.П., Соколенко А.И., Степанец И.Ф. М.: ЦНИИТЭИПищепром, - 1975. - 21 с.

30. Герасимов М.А. Технология вина. Пищевая промышленность, 1964. -352 с.

31. Германова JI.M. Физические методы стабилизации и осветления вин / JI.M. Германова, JI.H. Гордеева, И.Ш. Козинский // Сер. винодельческая промышленность. М.: ЦНИИТЭИ Пищепром, 1985. - Вып. 12. - 12 с.

32. Гугучкина Т.И. Сухие активные дрожжи Института Энологии в Шампани// Гугучкина Т.И., Агеева Н.М., Ж.Барре, Стаценко JI.A.// Виноделие и виноградарство, №2, 2004. С.20-22

33. Девятков Н.Д., Лысиков В.Н. и др. Некоторые результаты использования лазерного излучения как факторы воздействия на растительные организмы. Материалы симпозиума. Биофизика растений. Краснодар, 1974.

34. Джаруллаев Д.С. Интенсивные технологии обработки плодово-ягодного сырья с использованием СВЧ и лазерной энергии. — Махачкала: ДагГТУ, 2000.-43 с.

35. Дмитриевский И.Л. Космофизические корреляции в живой и неживой природе, как проявление слабых возмущений // Биофизика. — 1992. — 37. — Вып.4. С. 674-679.

36. Журавлева Л.И. Оптимизация процесса глубинного хересования вин // Автореф. дис. канд. техн. наук. Ялта. — 1984. — 19 с.

37. Зинченко С.Ю., Данилов В.И. О чувствительности биологических объектов к воздействию геомагнитного поля // Биофизика. — 1992. — 37. — Вып.4. -С. 636-631.

38. Инюшин В.М. Энергетическая структура биополя и реализация принципов резонансной биостимуляции. Сб. Проблемы биоэнегетики организма и стимуляции лазерным излучением. — Алма-Ата, 1976. — С. 23-38.

39. Использование СВЧ-энергии для обработки пищевых продуктов // Остапенко A.M.; Курбанов Ж.М. / Серия 17. Вып № 3. Обзор. М.: ЦНИИТЭИ-Пищепром, 1981. —37с.

40. Использование электро-ионной обработки для интенсификации биологических процессов. М.: ЦИНТИППищепром . - 1980. — 40 с.

41. Казумов Н.Б. Осветление и стабилизация вин. — Издательство «Айастан», Ереван, 1975.-С. 78-79.

42. Каменир Э.А. Влияние космофизических факторов на прорастание семян пшеницы, подвергнутых воздействию поля коронного разряда // Каменир Э.А., Кирилов А.К. / Биофизика. 1995. Т. 40. Вып. 4. С. 765-770.

43. Квасников Е.И. Биология молочно-кислых бактерий / Изд. АН ССР, Москва. 1960. - 415 с.

44. Квасников Е.И., Нестеренко O.A. Некоторые вопросы систематики молочно-кислых бактерий. Успехи микробиологии. М.: Наука, 1966, вып.З. — С. 3-23.

45. Квасников Е.И., Нестеренко O.A. Молочно-кислые бактерии и пути их использования.- М.: Наука, 1975. — 388 с.

46. Квасников Е.И., Щелокова И.Ф. Дрожжи. Биология. Пути использования. Киев: Наукова думка, 1991. — 324 с.

47. Кишковский З.Н., Мержаниан A.A. Технология вина / Легкая и пищевая промышленность, Москва. — 1984. — 504 с.

48. Кишковская С.А. Дрожжи рода Schizosaccharomyces и их роль в технологии виноделия// Итоги науки и техники ВИНИТИ. Сер. Химия и технология пищевых продуктов. 1992. — С. 1-76.

49. Кишковская С.А. Разработка технологии биологического кислотопониже-ния виноградного сусла, мезги и вин с использованием дрожжей рода Schizosaccharomyces. Дис. докт. техн. наук. Ялта 1990. 252 с.

50. Классен В.И. Омагничивание водных систем. М.: Химия, 1982.

51. Ковалев H.H., Гавриленко М.Н. Влияние дисперсных минералов на дыхательную активность дрожжей Sacch.Cerevisea на примере штамма Киевский// Виноделие и виноградарство, 2002. №4. - С.34

52. Кондратова О.Ю. Совершенствование способов экстракции сахарозы из свеклы// Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. — Москва. — 2004. 161 с.

53. Коновалов С.А. Основы физиологии питания дрожжей.-М.:ЦИНТИпищепром, 1969. 68 с.

54. Копылов Ю.А. Основные направления в создании оборудования с использованием электрофизических методов обработки пищевых продуктов. ЦНИИТЭИЛегпищемаш , М. 1976.

55. Кузнецов А.Н., Ванаг В.К. Механизмы действия магнитных полей на биологические системы // Известия АН СССР. Сер. биологическая. 1983. -№ 6. -С. 814-827.

56. Кузнецов А.Н. Биофизика низкочастотных электромагнитных воздействий.-М., 1994.-С.76.

57. Лабораторный практикум по биохимии и пищевой химии/ Лобанов В.Г., Щербаков В.Г., Прудникова Т.Н., Минакова А.Д., Гаманченко А.И., Иль-чишина Н.В., Кудинов П.И.// Учебное пособие. Краснодар, 2001. — 102 с.

58. Лазаренко Б.Р. Интенсификация процесса извлечения сока электрическими импульсами. // Лазаренко Б.Р., .Решетько Э.В., Иваненко В.П. / Консервная и овощесушильная промышленность. 1968. № 8.

59. Лившиц В.А., Рубинштейн А.И., Кузнецов А.Н. О невозможности возбуждения плазмоподобных магнитодинамических волн в физиологическом водном растворе // Биофизика. 1983. - 28. - Вып.З. - С. 524.

60. Мамаев А.Т., Абрамов Ш.А., Макуев А.Д., Даудова Т.И., Рыбникова В.И. Влияние лазерного света на процесс хересования вина. — Биохимия винограда и вина. Махачкала. 1978. № 2. - С. 67-75.

61. Манафова С.М. Разработка технологии получения сухих винных дрожжей и применение их при производстве столовых вин: Автореф. дис.канд. техн. наук. Ялта, 1984. - 22с.

62. Мартаков A.A. Управление биохимическими процессами формирования вина // Автореф. дис. докт. биол. наук. Алма-Ата. - 1979. -35 с.

63. Мартыненко H.H. Активные сухие винные дрожжи. Промышленное производство и практическое применение/ Виноделие и виноградарство, 2004. -№4 С.20-22

64. Мартынюк B.C. К вопросу о синхронизирующем действии магнитных полей инфранизких частот на биологические системы // Биофизика, 1992. Т. 37. Вып. 4. С.669-672.

65. Матов Б.М. Электрофизические методы пищевой промышленности // Матов Б.М., Решетько Э.В./ Изд. «Картя Молддовеняскэ» Кишинев, 1968.126 с.

66. Марченко А.П. Применение ультрафиолетового облучения в производстве белых столовых вин. — Автореф. дис. . канд. техн. наук. Краснодар, 1973.-32 с.67.