автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.07, диссертация на тему:Разработка технологии производства экстрактов, концентратов и вин из сладкой виноградной выжимки

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РСФСР • • , ГШ ДЕЛАМ НАУКИ II ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ

Московский ордена Трудового Красного Знаменн технологический институт пищевой промышленности

На правах рукописи УДК 663.26 (043.3) ГУРИН Андрей Андреевич

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ЭКСТРАКТОВ, КОНЦЕНТРАТОВ И ВИН ИЗ СЛАДКОЙ ВИНОГРАДНОЙ ВЫЖИМ'.И

Специальность 05.18.07 — Технология продуктов брожения алкогольных и безалкогольных

.напитков

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

)

Москва 1991

ГОСУДЛРСТПЕНМЫЯ КОМИТЕТ РСОСР ПО ДЕЛАМ НАУКИ И ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ

Московский ордена Трудового Краспсго Зиамекя технологический институт пигаезой промышленности

На правах рукописи УДК 663.26' (043.3) ГУРИН Андрей 'Андреевич

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА

ЭКСТРАКТОВ, КОНЦЕНТРАТОВ И ВИН ИЗ СЛАДКОЙ ВИНОГРАДНОЙ сышимки

Специальность 05.18.07 — Технология продуктов брожения алкогольных и безалкогольных

напитков

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Мескаа 1951

Работа выполнена на кафедре «Технология продуктов переработки 'вин да» Кишиневского политехнического института им. С. Лазо.

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент А. П. Балам

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, с.к.с. А. Ф. Писц кий, кандидат технических наук А. Л. Панасюк

Ведущая организация — Производственное объединение «Арома» М терств» сельского хозяйства и пищевой промышленности республики Молдс

{(.7 >

Защита состоится <14 > МЛ'М Ч 1991 г. в.

на заседании Специализированного Совета К.063.51.04 при Московском о Трудового Красного Знамени института пищевой промышленности (1! Москва, А-80, Волоколамское шоссе, Ы).

С Диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МТИПП. Автореферат разослан « > _,1991 г.

Уяеный (секретарь Специализированного Совета, доцент

А. И. Седова

— исследование биосинтеза литических ферментов штамп АсМпоетПсев дшетиэ-И на основе питательной среды из слад го экстракта виноградной выжимки и использование их для р готовления жидких и концентрированных кормовых дрожжей.

Научная новизна. Изучено влияние различных факторов экстракцию углеводов, органических кислот, фенольных вещее аминокислот и микроэлементов из сладкой выжимки и опреде ны направления использования экстрактов: выработки напитк концентратов кормовых продуктов.

Изучено влияние содержания фенольных веществ на качес концентратов сладкого диффузионного сока, получаемого из ноградной выжимки, и определены оптимальные условия под товки экстрактов для их концентрирования вакуум-выпари нием.

Впервые изучено влияние фенольных веществ на качес концентратов, получаемых из сладких экстрактов виноград* выжимки.

Впервые изучена возможность использования сладкого Д1 фузионного сока в качестве углеводного компонента при при товлении питательной среды для культивирования штам АсИпогшсеэ бпэетиз-П — продуцента лизоферментов и опре лены условия их применения для приготовления сухого кормов^ продукта из осадочных винных дрожжей. Разработанный на способ защищен авторским свидетельством (получено положите ное решение).

Впервые изучена возможность замены патоки, муки, ми ральных кислот продуктами, получаемыми из сладкой виногр ной выжимки дЛя приготовления жидких кормовых дрожжей.

Практическая значимость. Разработана технологическая сх* переработки сладкой виноградной выжимки для получения с дующих продуктов: уксуса, сиропа, концентратов для изготов ния напитков и компотов.

Разработана новая питательная среда для культивирова! продуцента литических ферментов, включающие экстракты и к центраты из сладкой виноградной выжимки, а также разрабс на новая технология приготовления сухих кормовых продук из осадочных винных дрожжей с использованием литических ф ментов.

Разработана технология приготовления жидких кормо] дрожжей, предусматривающая замену патоки, муки и минера ных кислот продуктами из сладкой виноградной выжимки.

Достоверность полученных результатов. Подтверждена пар лельными опытами в необходимых повторностях в лаборатор! и производственных условиях на основе материального плани вания экспериментов, статистической обработки результатов а лиза. Результаты производственных испытаний закрёдлены сс

¿шалт&к,;

I Ci Î

! к. 1.2. лека

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Ускорение развития материально-технической базы перерабатывающих отраслей агропромышленного комплекса СССР предусматривает внедрение в производство вы-:окоэффектишшх технологий, обеспечивающих комплексное ис-юльзование и экологическую безопасность при переработке ;«рья, повышение качества продукции за счет научно-технического прогресса.

Известно, что при переработке винограда на вино и безалкогольную продукцию отходы составляют около 20%. Наибольшая ;оля отходов приходится на сшадкую виноградную выжимку. За-iac углеводов и других ценных компонентов в' сладкой выжимке (влиется основой для совершенствования ее переработки на новые рнды продуктов.

Цель и задачи исследования. Основной целью настоящей работы является разработка технологии и повышение эффективности переработки сладкой виноградной выжимки на пищевые и кормовые продукты за счет запаса в ней углеводов и других полезных биологически активных веществ.

Для решения поставленных задач работа предусматривает:

— исследование экстракции фенольных веществ, азотистых оединений, в частности аминокислот и микроэлементов, сопутствующих процессу извлечения углеводов и органических кислот из сладкой виноградной выжимки;

исследование состава и качества экстракта и подбор способов его осветления и хранения;

— исследование влияния фенольных веществ на качество кон-нитратов из сладкой виноградной., выжимки при удалении влаги закуум-выпариванием;

— разработка технологии производства виноматериала для получения уксуса с использованием поточных линий переработки :ладкой виноградной выжимки отечественного производства;

твующими актами, протоколами, научно-технической доку-гацией.

'еализация результатов исследований. Разработанные техно-веские схемы переработки сладкой виноградной выжимки на эматериал для получения уксуса, сиропов, концентратов для »товления напитков, компотов были внедрены на Чимишлий-л винзаводе и на Кишиневском заводе пищевых концентратов, [ученный, согласно разработанной технологии, сухой кормо-продукт из осадочных винных дрожжей опробован Всесоюз-1 научно-исследовательским институтом маслодельной и сыро-ьной промышленности г. Каунас. Рекомендации, вытекающие 1аботы, явились основой для внедрения в производство техноло-;ской ахемы получения жидких кормовых продуктов на Чилийском комбикормовом заводе. Общий эффект от внедрения мьтатов исследований составил 673,8 тыс. рублей. \пробация работы. Отдельные разделы работы были доложена научно-технических конференциях КПИ им. С. Лазо 57—89 гг.), Республиканской научно-практической конферен-МНИИВиВ НПО «Виерул» (Кишинев, 1990) и Всесоюзной чно-технической конференции, химические превращения пи-ых полимеров (Калининград, 1991).

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 4 ■ьи и получено положительное решение по заявке на изобре-ге.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 114 шицах машинописного текста, содержит 17 таблиц, 10 рисун-Список литературы включает 140 наименований, из них 35 странных авторов. В приложении включены копии актов ис-аний, технологические инструкции, расчет экономической эф-тивнооти.

2. ЭКСПЕРИТЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Объекты и методы исследований

Для проведения исследований использовали сладкие выжим-из технических сортов винограда: Алиготе, Ркацители, Со-ьон, Траминер розовый, Мускат белый, Каберне-Совиньон или смеси полученные в сезон виноделия 1985—1990 гг. При выполнении работы применялись ГОСТ-ированные физи-<имические методы анализа, а также определения:

— массовой концентрации фенольных веществ по методичес-[ разработкам ВНИИВиВ «Магарач»;

— спектрофотометрических характеристик на СФ 26;

— общей литической активности культуральной жидкости мента (Табата, 6егш 1962) с небольшой модификацией;

— массовой концентрации свободных аминокислот на амино кислотном анализаторе ААА-339 Р (и ААА-881;

— массовой концентрации микроэлементов на спектографе ( комбинированной ниспергирующей оптической системой'СТЭ»1.

Катионирование и анионирование экстрактов производили не смолах . КУ,-2 и ЭД-10п.

Экстракту подвергались обработке бентонитом, желатином I соответствии с технологическими инструкциями.

Статистическая обработка результатов анализа осуществлена 1 соответствии с руководством по программе для микроэвм Искр« 1260.

Математическое планирование эксперимента и обработка ре зультатов осуществлялось в соответствии с методическими указа ниями кафедры ТППВ Кишиневского политехнического институ та им. С. Лазо по программе «Технолог» на ЭВМ ЕС 1050.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ:

3.1. Экстракция виноградной выжимки

Экстрагирование сладкой выжимки производилось одно и мно гоступенчатой мацерацией периодическим способом и в непре рывном потоке на шнековых экстракторах типа РЗ-ВЭА. В ка честве экстрагента использовалась питьевая вода, отвечающая требованиям ГОСТа. Длительность процесса экстрагированш варьировала от 5 минут до 12 часов. Температура экстракции вы брана в интервалах 20, 40, 60°С. В отдельных опытах, в олуча! экстракции выжимки винограда Мускат белый, Траминер розо вый, а также Каберне-Совиньон использовалась водно-спиртова? экстракция, при этом испытанные концентрации водно-спиртовы; растворов составлял^ 20 и 50%об.

Если экстракция углеводов проходит в первые минуты кон такта выжимки с экстрагентом, что обусловлено высокой раство римостью углеводов и их расположением в остаточном сЬке на поверхности частиц виноградной выжимки, то извлечение органа ческих кислот и фенольных веществ идет более медленно.

Контакт выжимки с экстрагентом более чем 0,5 ч не приводит к существенному увеличению концентрации углеводов в растворе, вместе с тем в нем продолжает увеличиваться содержание экстрактивных веществ, в том числе фенольных, азотистых и коллоидных.

Процесс экстракции антоиианов из виноградной выжимки сорта Каберне-Совиньон характеризуется меньшей скоростью по сравнению со скоростью экстракции углеводов (рис. 1). Использование в качестве растворителя водно-спиртовых растворов дает лучший эффект, чем при использовании воды нагретой до 60°С.

Полученные данные показывают, что для получения углеводо-кислотного экстракта с небольшим содержанием фенольных веществ, необходимо непродолжительное- время экстракции холод-

Рис. 1. Экстракция в противотоке углеводов и красящих веществ из сладкой выжимки винограда Каберне-Совиньон (гидромодуль 1:,1).

УГЛЕВОДЫ АНТОЦИАНЫ

0,5 \0 1,5 Ъ , Лас О \0 20 ЪО АО БО бо Мин

1 я ет вт»

углеводы — антоцнаны

1 — температура ^экстракта 30°С

2 — температура экстракта 40°С

3 — температура экстракта 60°С

7

ной водой в пределах 5—20 минут. Если же необходимо получ окрашенный экстракт, длительность процесса должна быть у личена так же как и температура растворителя.

Результаты статистической обработки проведенных опытов три сезона переработки винограда позволили сделать закли ние, что при сахаристости исходного винограда в пределах от до 22 г/100 см3, в получаемых экстрактах при гидромодуле и длительности экстракции до 1 часа, содержание сухих вещ< в экстрактах колеблется от 5 до 8 г/100 дм, рН от 3,3 до 4,0 руемая кислотность от 3,5 до 5,0 г/дм3, содержание феноль веществ от 1000 До 1500 мг/дм'.

Таблица

Содержание взвешенных частиц в экстрактах в сладкой виноградной выжимке сорта Ркацители

(Гидромодуль 1:1, контакт фаз 0,5 час.)

Способ экстракции Температура растворителя °С О&ьем осадка, % Спирто-осаждаемые вещества. г/дм3 Фильт{ емоеп дм3/.м?ч

20 1,1 0,32 93

Настаивание 40 1,2 0,41 84

60 1,3 0.63 75

20 J,o 0,42 105

Поточная через слой 40 1,3 0,53 80

выжимки

60 1,5 0,72 72

20 2,1 0,54 71

Противоточная в эк- 2,&

стракторе непрерывно- 40 0.78 62

го действия

60 3,6 1,05 50

Наименьшее количество взвесей наблюдается при настаи нии и поточной экстракции через слой выжимки (табл. 1). Л шие результаты дает экстракция холодной водой путем наст^ ния и в потоке через слой выжимки. По мере увеличения те* ратуры экстракции, количеотво взвесей, коллоидных веще увеличивается, а фильтруемость снижается, особенно на шн< вом экстракторе непрерывного действия. Получение экстрак

:з выжимки из под пресса непрерывного действия при гидромо-.уле 1:1 затруднено, в связи с тем, что данное количество растворителя почти полностью поглощается выжимкой и не обеспечива-тся движение растворителя в слое выжимки. Отделение экстрак-а возможно только прессованием. Таким образом поточная эк-ггракция через слой выжимки возможна при гидромодуле от 1:1,5 я выше. Многократным (не менее 3-х раз) использованием получаемого экстракта для промывки свежей выжимки можно доиться содержания сухих веществ от 8 до 12 г/100 см3. Отсутст-ие на предприятиях саморазгружающихся диффузоров затруд-яет использование данного способа экстракции, хотя он может збеспечить самый качественный экстракт.

Пищевую ценность экстрактов из виноградной выжимки обус-1авливает содержание в них аминокислот, которое определялось *а аминокислотном анализаторе ААА-881.

Таблица 2

Содержание свободных аминокислот в экстрактах из _ сладкой виноградной выжимки (мг/дм')

Наименование аминокислот Экстракция при контакте фаз 0,5 часа

водой водно-спиртовым раствором 20% об. / 50% об. .

пои 22°С при Ж°С при 22° С при 40°С при ' 22°С ■ . при ;.40°С

(истеиновая маслота 7,3 14.3 2,3 13,4 24

'осфоэтаноламии 3.2 10,4 5,2 8,4 — 5,9

спарагииовая 4,9 8,9 13,3 7,9 11,4 4,0

реонин 9,а 31„0 13,2 33,9 14,5 30,7

ерин 6,5 21.9 14,0 27,6 16,0 25,4

лутаминовая кислота 24.1 11.0.5 5,0 176,9 23,1 . 133,2

лутанин 6,0 12,4 16,3 9,7 16,6 6,8

ролин 87.5 149,9 151,7 111,1 112.1 73,1

чанин 43,1 155,0 40.2 144,5 21,7 86,8

аЛин , 27,5 87(0 .8,4 91,7 .5,6 51,7

етионин 5,1 . 17.8 — 20,2 — 5,4

золэйцин — 3,1 — — " а,4 ' ■—

гйцин ао 6,3 4,2 • 8,1 •4,2 - • слелы

енилалании 1,7 4,0 2.8 6,2 3,9, ■ . —

— аммномаслянная

ислота 10,3 33.1 27,7 1513 ■ - 40,2 - 5,8

аноламин 2,8 13,8 14,4 3,2 5,6. следы :

энктин следы — 1,.1 —' ' —

изин следы .— — 018 -

'стадии следы — — 3,3 ■— . —

гмма аминокислот 241,1 678,4 328,7 682,3 277,3 452,8

Из данных, представленных в таблице 2 видно, что по каче( венному составу и по сумме аминокислот экеграт выжимок 6j зок к виноградному соку. В экстракте преобладают такие ами) кислоты, как глутаминовая кислота, пролин, аланин, валин. F ибольшее количество аминокислот извлекается при экстрагиро! нии водой нагретой До 60СС или водно-спиртовой смесью к постью 20%об. при 40°С. Увеличение спиртуозности экстракта 50%об. не дает существенного повышения содержания аминок лот 'в экстрактах.

Качество экстрактов обуславливается не только содержав в них углеводов, органических кислот, фенольных веществ, ал нокислот, но также и микроэлемедтов. 1

Полученные результаты анализов показали, что содержа* микроэлементов в экстрактах несколько меньше, чем в виногр: ном соке, вместе с тем содержание таких микроэлементов как и Си в экстрактах не снижает их гигиеническую ценность по ор; нению с соком (табл. 3).

3.2. Консервирование экстрактов

Экстракты из виноградной выжимки биологически не стой] также как и виноградный сок. Наряду с сульфитацией экстракт диоксидом серы до содержания сернистой кислоты 1000—15( мг,/дм3 и спиртовании до 17—18%об. были проведены испытаь по консервированию экстрактов путем их очистки от аминокиси и микроэлементов на ионообменных смолах. Для очистки экстр тов иапользователи разрешенные для применения в пищевой п| мышленности ионнообменные смолы: катионит КУ-2 в Н — фор и аниониты ЭДЭ-10 П в ОН — форме.

Проведенные опыты позволили рассчитать объемную емко! катионита по экстракту, которая составляет от 20 до 27 дм® 1 кг катионита. Снижение pH среды до значения 3 и более, а т же удаление из экстракта аминокислот обеспечивает его био гическую стабилизацию на срок, более года при комнатной т< пературе хранения.

Анионирование экстракта приводит к удалению органа ких кислот и в случае приготовления напитков, содержащих ганические кислоты, применять этот процесс нецелесообра: Вместе с тем он позволяет удалить сернистую кислоту из экстр та, анионированием ее содержание снижается от 1200 мг/дм3 9 мг/дм3.

3.3. Осветление экстрактов

В сезоны виноделия 1986-^-1987 гг. проведены серии опытов осветлению экстрактов, полученных из сладкой выжимки экст гированием водопроводной водой, а также подогретой водой температуры 60±5°С. Процесс осветления экстрактов бентони' и желатином изучали в разных температурных режимах: при т пературе 20°С, а также при нагревании до 40°С и 60°С.

Ю

Содержание микроэлементов в виноградном соке и экстрактах сладкой выжимки

Наименование Сухие веще- Микроэлементы мг/дч3

образца ства г/100 см3 Мп Ре Си Со А1 Т1 Мо V №

Ркацители, сок 17,6 0,233 следы 0,858 0,0(49 0,340 а.264 0,О»5 0,008

Ркацители, экстракт 6,2 0.0.44 следы 0,079 0,030 0,063 0,017 а ооз 0,005 0,012

Совиньон, сок 18.1 . 0,203 0,030 &072 0,043 0,076 0,123 а,031 0,034 0.081

Совиньон, экстракт 7,4 0,158 0,027 0,071 0.025 0.020 0.081 0.027 0,002 0.063

Смесь европейских сортов 16.3 0,263 0.030 0,210 0,028 0,028 0.044 0,032 0,032 0,030

Смесь европейских сортов, экстракт 5,6 0,177 о.озо ОН 70 аогг 0,019' 0,020 0,017 0.016 0,025

Алиготе, сок 16,2 0.199 0,020 0.0,11 0,041 0,012 0,085 0,002 ода 0,018

Алиготе, экстракт 8,0 0,018 0,020 0,076 0.02а шш 0.091 0.012 0,005 0.085

Исходя из полученных результатов установлено, что произвол ственную обработку экстрактов следует вести, в образцах, полу ченных горячей водой, при комнатной температуре дозами до 1, г/дм3 бентонита и до 40 мг/дм3 желатина. В случае экстракци выжимки холодной водой, обработку следует вести только в прс гретых до 60°С образцах повышенными дозами бентонита и же латина., соответственно до 3,0 г/дм3 и до 100 мг/дм3. Последне обстоятельство связано о тем, что при нагреве экстрактов, полу ченных холодной экстракцией, происходит денатурация термолг бильных коллоидных веществ и их сокоогуляцией с вводимым материалами и тем самым повышает эффективность осветлена

3.4. Исследования по концентрированию выжимочного

экстракта

Существующая технология получения концентратов сусла пре дусматривает предварительное его раскисление обработкой ме лом, при котором удаляется часть винной кислоты в виде тартрг та кальция. Вместе с тем, как показали наши опыты, образова! шиеся осадки винно-кислых соединений во время концентрировг ния экстрактов при температуре 50—55°С не отделяются пока й: держание сухих веществ не превышает 50—65 г/100 см3, при дал! нейшем" увеличении количества сухих веществ, винно-кислые сс единения выпадают в осадок в процессе выпаривания.

При концентрировании диффузионного сока от 6,5 до 20 г/сик сухих веществ с последующим охлаждением.экстракта до 20°С, осадок выпадает 65% винно-кислых соединений от исходного и содержания, а повышение содержания сухих веществ в предела от 20 до 40 г/100 см3 не влияет существенно на осаждение виннс кислых соединений (табл. 4).

Дальнейшее концентрирование диффузионного сока приводи к увеличению количества осаждаемых солей винной кислоты д 75%.

Проведеннные исследования и экономические расчеты позв< ляют сделать вывод, о рациональности купажирования диффуз) онного сока с прессовым суслом перед выпариванием из расчет общей сахаристости купажа не менее 15 г/100 см3, в благоприя' ные по сахаронакоплению годы, и не менее 12 г/100 см3 в неблап приятные годы. При этом практически возможно использоват весь диффузионный сок, полученный при гидромодуле 1:1. П своему качеству концентраты из купажа и из прессового сусла ь отличаются, так же как и напитки, полученные путем их разба; ления.

Таблица 4

Изменение химического состава диффузионного сока при концентрировании

Содержание сухих веществ. г/100 см» рН Общие фенольные вещества, мг/дм3 Общий азот мг/дм5 К-во винно-кисл. соед. в осадке в пересчете на винную кислоту, в %

6,5 3>3 1220,0 325,0 —

20.0 3.4 50.75.0 817„0 65

27.0 3.4 39,11,0 1209.0 65 ■

400> - 3,5 6340,0 1950,0 05

47,0 3»6 7521.0 2430^0 71

65,0 3,6 11907,0 3006,0 75

3.5. Исследование влияния фенольных веществ и аминокислот на качество концентратов при выпаривании экстрактов

Известно, что фенольные вещества — наиболее лабильные сомнения, входящие в состав продуктов из винограда. Они участ-ют в процессах как ферментативного так и неферментативного гемнения пищевых продуктов.

В связи с этим были поставлены опыты по изучению влияния нольных веществ при вакуум-выпаривании на качество экстрак-) при температурах 40, 50, 60°С и при остаточном давлении — МПа.

На рис. 2 приведено изменение в ультрафиолетовой части ;ктра оптических плотностей концентратов в зависимости от ¡пени их концентрирования. По мере, увеличения содержания яольных веществ в образцах, процесс потемнения их при кон-ггпиоовании усиливается. При концентрировании экстрактов 50% сухих веществ в них интенсивность поглощения примерно шорционально степени концентрирования, при дальнейшем шентрированин оптическая плотность резко возрастает и чем 1ьше фенольных веществ, тем интенсивнее идет этот процесс. Кратность концентрирования экстрактов и температура эк-акции влияют на содержание в них аминокислот, причем выпа-?яиие экстракта в промышленных условиях на установке ВНИ-ОП-2 приводит к распаду аминокислот в большей степени, чем

,13

СУХИЕ

Рис. 2. Изменение оптических плотностей экстракта при концентрировании выпариванием под вакуумом при. температуре 40°С и давлении — 0,02мПа. .

Содержание фенольных веществ в образцах мг/дм3 1—180; II— БОР; III—1000; IV—150(0,

в лабораторных условиях на ИР-10 (табл. 5). Количественное изменение аминокислот и фенольных веществ благоприятно в том случае, когда применение экстракта предусмотрено в технологии купажных крепленных вин предусматривающей тепловую обработку. В тех случаях, когда этот процесс нежелательный следует применять более мягкие режимы выпаривания, меньшую кратность концентрирования, предварительное удаление фенольных веществ из экстрактов. -

4. АППАРАТУРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ПЕРЕРАБОТКИ СЛАДКОЙ ВИНОГРАДНОЙ ВЫЖИМКИ

Проведенные исследования позволяют рекомендовать следу-эщие аппаратурно-технологичеокие схемы переработки сладкой (иноградной выжимки:

4.1. Технология получения концентрата из сладкой выжнмкй

Сладкая виноградная выжимка поступает в экстрактор 3 [рис. 3). 6 котором противотоком промывается водой, поступа-оицей из сборника б. Диффузионный сок, содержащий сахар не ленее б г/100 см3 собирается в сборник 20, где смешивается с спрессовым» суслом из расчета получения купажа сахаристостью ¡е менее 12 г/100 см3. Сахаросодержащий продукт осветляется в ¡мкости 20, путем обработки его бентонитом в сочетании с жела-•ином при температуре 50—60°С или пектолитическими ферментами препаратами (при температуре не выше 50°С). После ос-1етления в течении 10—18 часов, жидкость декантируется с осадка и подается в емкость 22. Для длительного хранения продукт ¡ульфитнруется сернистой кислотой из расчета 1000—1600 мг/дм3. Осветленное сусло подвергают концентрированию на установкё 23 типа ВТ-300 до содержания в нем сухих веществ 65 г/100 см3, тосле охлаждения его снимают с осадка винно-кислых соедине-шй и направляют в емкость 25. Концентрат, при необходимости, сонсервируют спиртом-ректификатом до 4—5%об. или же сорби-ювой кислотой из расчета 300 мг/дм3. Осадок винно-кислых соединений промывают трижды холодной водой, причем первые 1ромывные воды возвращают в продукт для выпаривания. Полу-[аемый продукт может быть использован для получения безалко-•ольных напитков и сахарного сиропа при производстве компо-ов из винограда и других пищевых продуктов.

бентонит желатин

- э - экстракт;

- в - виноматериал;

- с - сироп;

- к - концентрат

осадг"

1, 5 — транспортер, 2 — бункер накопитель, 3 — экстрактор-, -4 — -прессгб — емкость, 7, 9, 19 —-насос, 8 — очиститель, 10, 11, 13, 20, 22, 25 — емкость, 14, 17, 24 — емкость с рубашкой, 12, 15, 18, 21 — фильтр рамный, 23 >— установка для концентрирования. . Рис 3 Схема комплексной переработки сладкой выжимки.

Таблица 5

Изменение содержания аминокислот в концентрате в зависимости от условий выпаривания (мг/дм3)

Аминокислоты Содержание в исходном образце Температура, °С м С О « к к X ш 8

40 50 60

Кратность концентрирования

2 4 8 2 4 | 8 2 4 8

Лизин 8.6 17.3 34,0 ! 67,5 ■ 17,2 ¡3211 64.0 17,2 30.1 60:1 59,3

Гистидин 21Л . 41,8 8-1,7 1ваз 41,9 ЗДО 160|/) 41,6 8)0,3 155,4 153,0

Аргинин 139,5 277,0 МО.О 1058,1 273,0 531,4 1(056,3 261,0 511,5 1049,4 1048,5

Аспарг. к-та 181,3 36,1 73,1 145,3 35,9 73,0 145..0 39.1 7й» 144,8 1,44,0

Треонин 1за,4 266,0 521,3 103915 264,1 521..0 1038,7 253,3 514,3 1029-.3 Ю25,4

Серии 25,6 51,3 99.6 198,3 3X6 99,4 197,1 48,4 95^ 195,7 194,3

Глутамин. к-та 116.2 223,4 46(3.0 950,7 220,0 459,5 945,3 215,3 450,7 929,4 910,!

Пролин 167,2 330.7 660.5 1310,5 324,5 660.0 1314,1 317,9 659,1 1305,7 1303,4

Глицкн 4,7 8,0 18,3 36,1 8,1 18,3 39,0 7,8 17,9 заз ' 28,1

Алании аз,з 195,3 250,0 499,3 158,4 25 К 2 498,5 149,2 249,3 47014 47011

Ц истин следы — — — — — — — — — —

В алии 47,5 94,9 188,1 373,8 91,5 ,187,3 372,1 90,3 185,0 364.2 361,2

Метионин 1 5,3 10,6 1 21.0 40,3 10,1 20,3 39,8 8,9 210,1 39,0 38-, 5

Изо лейцин 1,5 2>,9 5,6 11,2 219 5,6 11,0 2,8 5.5 11,0 ' 10,7

Лейцин 8,4 10,3 33,0 65^3 10,1 Ч 3311 63,1 15,5 32,7 64,8 64,3

Тирозин л 3,3 6,4 12,а 25,6 8,4 12,7 25,6 6,0 12,4 25,1 241,8

,р — фенила- 16,0

• чНИН 4,1 8,3 16,0 33,1 8,0 3210 8,0 15,9 31,7 31,5

Итого 787,9 1555 3005,1 6013,9 1528,7 3002;9 59991,6 14781,3 2951,4 6897,3 5867,2

4.2. Технология приготовления виноматериалов из сладкой виноградной выжимки для производства винного уксуса

Технологическая схема производства виноматериала из сладкой виноградной выжимки для производства натурального винного ускуса включает следующие стадии: дозированная подача сладкой выжимки (рис. $) и питьевой воды на экстрагирование выжимки, пастеризация и очистка экстракта, сбраживание экстракта, осветление сброженного экстракта, отделение сброженного осадка от экстракта, спиртование сброженного экстракта спиртом-ректификатом или очищении спиртом-сырцом, крепостью не менее 60%об., фильтрация виноматериала, хранение и отгрузка. Экстрагирование производят на экстракторе непрерывного действия питьевой водой. Диффузионный сок, полученный в результате экстракции должен иметь сахаристость не менее 5 г/100 ам3. Полученный экстракт нагревают до 1 температуры 70—80°С. После самоосветления снимают с осадка, охлаждают до температуры 22—26°С и подают на брожение. Экстракт сбраживают на чистой культуре дрожжей при температуре не выше - 26°С до остаточного сахара не более 0,3 г/100 см3. После снятия с дрожжей, сброженный экстракт подвергается комплексной обработке бентонитом, желатинов, железистосинеродистым калием дозами определенными по результатам пробной обработки.

Осветленный сброженный экстракт спиртуют спиртом-ректификатом или спиртом-сырцом до объемной доли этилового спирта 7-9% об.

Согласно проведенных исследований, виноматериалы, полученные по вышеуказанной технологии подвергались производственным испытаниям при выработке винного ускуса на Кишиневском заводе пищевых концентратов. Купаж виноградного и выжимочного виноматериала подвергался микробиальному окислению в тех же условиях, что и контрольный образец виноматериала. В производственных условиях отмечено, что опытный образец, содержащий выжимочный виноматериал легче подвергается окислению, выход винного ускуса при этом не Снижается, качественных отличий в опытном и контрольном образцах не наблюдается. На основе проведенных испытаний составлена технологичес-. кая инструкция. Экономический эффект от внедрения разработки составляет 90,3 руб. на каждую тонну переработанной выжимки.

5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА

КОРМОВЫХ ПРОДУКТОВ ИЗ ОТХОДОВ ВИНОДЕЛИЯ

В задачу наших исследований входило: замена дорогостоящего источника углеводов — растворимого крахмала, в составе питательной среды для биосинтеза лизоферментов на экстракт из

<8

виноградных выжимок, получаемый по технологии, разработанной и внедренной нами на Чимишлийском винзаводе. В питательную среду, состоящую из калия фосфорнокислого 2-х замещенного — 0,44%, кальция хлористого — 0,2%, натрия азотнокислого — 1,0%» магния сернокислого — 0,1%, кормовых дрожжей — 0,6% и лизированных дрожжей — 0,5% вносили разное процентное содержание экстракта из виноградных выжимок. Судя по активности лизоферментов, внесение в питательную среду 2% экстракта из виноградных выжимок заменяют 0,4% растворимого крахмала (табл, ¡6),

Таблица 6

Влияние концентрации экстракта в питательной среде на биосинтез лизоферментов актиномицентов

Содержание экстракта в % Литнческая активность ед/мл

2 10400|

5 5000

котроль ср£ды с крахмалом 9680

.. Примечание: выращивание проводили [24 часа.

Следующим этапом исследований, по влиянию экстракта из виноградной выжимки на биосинтез лизоферментов актиномицентов было, проведение испытаний указанного источника углеводов 2%-ной концентрации в динамике выращивания актиномицетов - по сравнению с контрольной средой, содержащей растворимый крахма'л.

Результаты исследования предотавлены в таблице 7.

Таблица 7

Влияние экстракта из виноградных выжимок на биосинтез лизоферментов штамма АсНпоткев гг^пив-! 1

Лктическая активность в ед/мл

питательная среда о экстрактом питательная среда с крахмалом время выращивания

1050,0 11000

14600 Д 4000 30

18400 У 8200 38

16100 11636а ,'42 .

Таким образом, для высокоактивных лизоферментов, продуцируемых термотолерантным штаммом АсИпогшсез дпветиэ-! 1, следует использовать питательные среды, включающие экстракты из виноградных выжимок в качестве основного источника углеводного питания. Подана заявка на авторское свидетельствование на состав питательной среды для продуцента дрожжелитических ферментов.

Учитывая возможность приготовления культурной жидкости лизоферментов штаммом АсМпогшсез дпзетиБ-П на основе диф фузионного сока, получаемого из сладкой виноградной выжимки изучена возможность улучшения качества кормовых продуктов и; дрожжевых осадков, путем предварительного ферментного гидро лиза дрожжевых осадков, .улучшения условий извлечения этило вого спирта и винно-кислых соединений. С целью активизацш процесса лизиса дрожжевых осадков были поставлены опыты, 1 которых предусматривалось изменение содержания сухих ве ществ субстрата, количества культуральной жидкости лизофер ментов, с учетом активизации лизоферментов, рН среды, темпе' ратуры и времени ферментолиза. Ферментолизат сушили до содержания влаги 10% и в готовом кормовом продукте определи лось содержание сырого протеина, углеводов клетчатки, золы.

На рис. 4 приведено изменение основных показателей качества кормового продукта в зависимости от длительности ферментолиза.

Как видно из приведенного рисунка практическая значимое™ процесса ферментолиза дрожжевых осадков находится между * и 10 часами.

Полученные результаты позволяют считать оптимальными ус ловиями ферментолиза дрожжевой суспензии содержащей сухие вещества от 10% до 20% и использовании для ферментолиза 5— 10% культуральной жидкости лизоферментов с активностыс 14—16 тыс. ед. см3. Составленная нами аппаратурно-технологичес-кая схема приведена на рис. 5. Ориентировочная экономическая эффективность от использования способа составит 110 руб. на тонну кормового продукта.

5.2. Разработка технологии производства жидкич кормовых дрожжей из отходов виноделия

Нами исследовалась возможность замены муки, патоки, минеральных кислот на основные отходы виноделия — сладкую виноградную выжимку, как сахаросодержащий продукт, и лизиро-ванные дрожжи, как основной азотосодержащий компонент, в то

Рис. 4. Изменение показателей кормового продукта в процессе ферментолиза при рН—6,0 и температуре 48°С: активность лизофер-м?йта — 16,0 тыс. ед./мл содержание сухих веществ субстрата—10%.

СЫРОЙ ПРОТЕИН

УГЛЕВОДЫ

КЛЕТЧАТКА

40

30

20

Ю

4 6 8 -(О

— сырой протеин

— растворенные углеводы

— клетчатка 21

2.

-о о—

X д <6———л—

•¡жимочныи

ЭКСТРАКТ

МАТОЧНЫЙ РАСТВОР

ВИННЫЕ ДРОЖЖИ

ГОРЯЧАЯ ВОДА

ИЗВЕСТКОВОЕ

молоко

НАДОСАДОЧНАЯ

ЖИДКОСТЬ НА ПЕРЕГОНКУ

НА СУШКУ

1. — Реактор для получения

культуралыюй жидкости

2. — Реактор для промывки

винных (дрожжей

3. — Реактор для ,

осаждения ВКИ

4. —1 Реактор для фермеятолиза

винных дрожжей

5. — С/ушка

Рис. 5. Аппаратурно-технологическая схема получения кормового продукта.

¿аолгща о

Влияние условии опыта на состав кормового продукта

Условия опыта Показатели кормового продукта, %

Варианты .опытов сухие вещества в дрож. суспензии % объем культу-ральной жидкости ли-зЬфер- ыснта, % активность лизофер-ыента, тыс. ед./мл. рН среды температура °С длительность процесса час. сырой протеин раствор. углеводы клетчатка зола Выход. ВКИ %

опыт 1 Ю 4,0 131.0 6,0 48 10 аою 14,0 13,а 78

2 10 , 5,0 14,0 5,а 45 8 35,0 10,0 15,0 ад 30

'3 15 7,5 15,0. 6^0 48 9 38,0 ) 18.0 , 1Я5 ад 82

4 20 1(ДО 16,0 7» 48 Ю <010 3>,0 1^0 1ДО 85

5 V. 10 1СЦ0 1 10,0 7,0 48 10 40.0 азд то ш 85

6 10 140) 1 16,0 6Ю 48 1 И) 4010 зо.о 1&0 ад 83

7 . 10 14,0 Ъ0 48 . 10 4010 2Р.0 ! 140 ад 82

же время наличие органических кислот в обоих продуктах дает возможность исключить применение минеральной кислоты, в частности серной, обеспечивая тем самым лучшие усШовия труда и унижение коррозии технологического оборудования.

Данные, полученные при проведении микробиологического анализа, показали, что в контрольном образце, по которому готовятся ЖКД в производственных условиях, количество микроорганизмов в 1 мл несколько больше 1,05 млрд, чем в опытных образцах, вместе о тем и в последних содержание дрожжей высоко (от 0,75+0,95 млрд).

В процессе наращивания биомассы в ЖКД на основе выжимки и дрожжей ощущался приятный запах, в отличии он контрольного, приготовленного из муки и патоки.

Во всех опытных образцах преобладают лизин, гистидин, глу-таминовая кислота, аспарагиновая кислота. Сравнивая между собой содержание аминокислот в твердых частях ЖКД, установлено, что если в контрольном образце их .3788,6 мг/кг, то в опытных образцах, приготовленных на основе выжимки и лизирован-ных дрожжей содержится от 3713 до 5952,5 мг/кг аминокислот.

На основе полученных результатов исследований считаем целесообразным приготовление ЖКД на основе выжимки и дрожжей, вместо дорогостоящих материалов, муки и патоки в следующих соотношениях: выжимки — 1000 до 1250 кг, дрожжей — 750 кг на 20 т ЖКД.

Составлены аппаратурно-технологические схемы приготовления культуральной жидкости лизоферментов актиномицетов Асипописев ¿тешив* 11 лизированных аухих и жидких кормовых дрожжей.

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Исследован процесс извлечения- углеводов, органических кислот, фенольных веществ, аминокислот и микроэлементов из сладкой виноградной выжимки из европейских сортов винограда в зависимости от температуры, длительности процесса и количества ступеней экстракции при использовании в качестве растворителя питьевой воды и установлено, что по содержанию вышеуказанных компонентов получаемый экстракт близок к прессовому суслу и не уступает ему по гигиеническим свойствам.

2. Исследовано концентрирование сладкого экстракта в ваку-4 ум-выпарных установках и установлено, что качественный концентрат, не уступающий по авойствам вакуум-суслу из прессовую . виноградного сока можно получить при удалении влаги до достижения от 50 до 65% сухих веществ в концентрате, причем основное отрицательное действие на качество концентрата оказывает избыток !фенольных реществ. <

3. Установлено, что при концентриррванни сладкого экстракта; до 60% сухих веществ при температуре 40—50°С не происходит осаждение вннно-кислых соединении в процессе выпаривания. При охлаждении концентрата до Температуры 20°С в осадок вы: падает до 75% содержащихся в нем винно-кислых соединений, которые представляют собой ценное сырье для выработки винной кислоты.

4. Исследованы возможные пути использования экстракта из сладкой виноградной выжимки и установлена экономическая целесообразность применения его для выработки: виноматериала, используемого в производстве винного уксуса, углеводного концентрата, сахарного сиропа для производства компотов. Отработана технология получения вышеперечисленных продуктов, составлены и утверждены технологические инструкции.

5. Исследовано влияние сахаристости экстракта виноградной выжимки на биосинтез лизоферментов актиномицетом и установлено, что питательная среда с экстрактом содержащим 2% сухих веществ может быть использована для замены питательной среды, содержащей крахмал, как источник углеводов без уменьшения литической активности ферментов в культуральной жидкости.

6. Установлены оптимальные условия ферментализа винных дрожжей для получения кормового продукта: концентрация дрожжевой суспензии от 10 до 20% сухих веществ, объем культуральной жидкости от 5 до 10% при активности лизоферментов от 14 до 16 тыс. ед. на см3 при длительности ферментолиза 8—10 часо» с последующей сушкой продукта.

7. Исследовалась возможность замены пшеничной муки, свекловичной патоки, минеральных кислот при выработке жидких кормовых дрожжей на сладкую виноградную выжимку, как угле-водосодержащий продукт, а танже лизированных дрожжей, как азотосодержащий продукт, при оптимальном значении рН среды. При этом установлено, что содержание дрожжевых клеток в инкубационной смеси доходило до 1 млрд/см3, причем в опытных образцах содержание аминокислот выше чем в контрольных с преобладанием в них лизина, гнстидина, глутаминовой и аопара-гиновой кислот.

8. Разработаны и испытаны технологические схемы приготовления культуральной жидкости лизофермента Actinomices grisemus-11, лизированных сухих и жидких кормовых дрожжей, составлена оптимальная рецептура для их использования в составах заменителей цельного молока при выпойке телят.

9. Экономический эффект от внедрения разработанной технологии составляет: 673 тыс. руб. в гой.

Список работ, опубликованных по материалам диссертации:

1. Балануцэ А. П., Мустяцэ Г. Ф, Гурин А. А., Паламирчук А. Ф. Прокзво ство новых продуктов из сладкой виноградной выжкмкн: Тез. док, кауч, тс конф. 19—21 апреля 1989 г. (Под ред. О. Н. Бранскнх — Кишинев Ротапри! КПИ им. С. Лазо, 1089 — 109 е.).

2. Балануцэ А. П., Паламарчук Л. Ф., Годонога М. В., Гурин А. А, Кара; О. И., Царану И. Н. О переработке сладкой выжимки (Садоводство к вкногу дарство Молдавии. — 1988. — № 1. О. 31—33).

3. Воротило С, П., Гурки А. А., Павлова Е, А., Петрова Н, Г, Утилиза« отходов винодельческой промышленности: Тез. докл. всссоюз, науч, конф. > мическио превращения пищевых полимеров 21—23 апреля 1991 г., с, 145, Ь лининград.

4. Гурин А. А. Переработка сладкой виноградной выжимки на пищен продукты: Тез. докл. Респуб. науч, конф, 19—21 сентября 1990 г. (Под р М. С. Кухарскяй и др. Кишинев. Изд-во «Штиннца» 1990 — С. 257),

В. Положительное решение по заявке СССР А. С, 443324/Д3—68312 МКН 12 1/02 от 3.05.88.

Способ получения кормового продукта, ашшо-кислотной извести к спи сырвд Кишковский 3. Н., Воротило С. П„ Гурки А. А. и др,