автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.01, диссертация на тему:Совершенствование технологических приемов производства вина типа Мадеры с применением экстрактов древесины дуба

На правах рукописи

005058104

АНДРЕЕВА Вероника Евгеньевна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ ПРОИЗВОДСТВА ВИНА ТИПА МАДЕРЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭКСТРАКТОВ ДРЕВЕСИНЫ ДУБА

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

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 6 МАЙ 2013

Краснодар - 2013

005058104

Работа выполнена в государственном научном учреждении «Северо-Кавказский зональный научно-исследовательский институт садоводства и виноградарства» Россельхозакадемии (ГНУ СКЗНИИСиВ Россельхозакадемии)

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Агеева Наталья Михайловна,

доктор технических наук, профессор Маркосов Владимир Арамович, доктор технических наук, профессор кафедры технологии и организации виноделия и пивоварения ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет» Блягоз Аслан Русланович, кандидат технических наук, доцент кафедры технологии, машин и оборудования ФГБОУ ВПО «Майкопский государственный технологический университет»

Ведущая организация:

Государственное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт виноградарства и виноделия им. Я.И. Потапенко» Россельхозакадемии

Защита диссертации состоится 23 мая 2013 г. в 15.00 час. на заседании диссертационного совета Д 212.100.05 в ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет» по адресу: 350072, г. Краснодар, ул. Московская 2, корпус Г, ауд. 248.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет».

Автореферат разослан 19 апреля 2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, канд. техн. наук, доцент

В.В. Гончар

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1 Актуальность работы. Особенностью ликерных вин типа мадеры является специфика вкуса и аромата, формирующаяся в результате окислительно-восстановительных процессов, протекающих при температуре от 45 до 65 °С в контакте с древесиной дуба. В России мадеру производят небольшими партиями в зависимости от потребности отечественного рынка. Между тем, спрос на вино этого типа увеличивается из года в год, о чем свидетельствует постоянно возрастающий импорт мадеры из Испании, Португалии, Украины и Армении. Технологический процесс производства мадеры включает получение мадерного виноматериала и его типизацию в контакте с древесиной дуба. Классическая технология получения вин типа мадеры предусматривает мадеризацию в дубовой бочке на солнечных площадках до 1,5 лет и более. В связи с этим актуальны такие технологии, которые обеспечивали бы получение типичной мадеры с меньшими затратами времени и технологических ресурсов. Отечественные ученые - М. А. Герасимов, Г.Г. Агабальянц, И.Б. Платонов, A.A. Преображенский, С.Ф. Охременко, П.Н. Унгурян, В.Г. Кульневич и др. разработали и внедрили в производство технологии как классической, так и ускоренной мадериза-ции, при которых для интенсификации физико-химических процессов, в вино-материалы добавляют препараты древесины дуба, в том числе экстракты элементов дуба (стружка, щепа, клепка). Их положительное влияние на качество винодельческой продукции доказали Оганесяна Л.А., Masson Е., Puesh и др. Между тем, применение ускоренных технологий, как правило, приводит к ухудшению качества продукции. В связи с этим разработка новых и совершенствование существующих методов получения качественных вин типа мадеры с применением экстрактов древесины дуба приобретает является актуальной.

Диссертация выполнялась в соответствии с планом научно-исследовательских работ Россельхозакадемии по теме: «Разработать сортовые и сепажные технологии производства виноградных вин прогнозируемого качества и потребительской безопасности на основе использования методов биотехнологии», № госрегистрации 04.16.04,06.

1.2 Цель работы - совершенствование технологических приемов производства вина типа мадеры с использованием экстрактов древесины дуба.

1.3 Задачи исследований. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- обосновать и усовершенствовать способ получения экстракта древесины дуба с использованием дубовой клёпки обработанной путем термолиза или СВЧ-излучением;

- исследовать химический состав экстракта древесины дуба, изготовленного по разработанной технологии, в том числе с применением растрового электронного микроскопа с оценкой элементного состава частиц;

- установить влияние способа производства экстракта древесины дуба на химический состав вина типа мадеры;

- разработать технологические приемы стабилизации вина типа мадеры с применением активированных форм бентонитов Тарасовского месторождения;

- усовершенствовать технологию производства вина типа мадеры с применением экстракта древесины дуба, разработать техническую документацию и апробировать предлагаемую технологию производства экстракта древесины дуба и вина типа мадеры в производственных условиях;

- разработать практические рекомендации по применению экспресс-метода контроля реологических и физико-химических характеристик бентонита;

- рассчитать ожидаемую экономическую эффективность предложенной усовершенствованной технологии получения вина типа мадеры.

1.4 Научная новизна. Научно обоснованы и усовершенствованы технологические приемы производства вина типа мадеры с использованием экстрактов древесины дуба, полученных из дубовой клепки, обработанной при температуре 180°С или СВЧ-излучением с последующей выдержкой в термокислородных условиях, при этом в качестве экстрагента применяют смесь сухого столового виноматериала и винного спирта. Установлены закономерности изменения массовой концентрации общего экстракта, катионов металлов, феноль-ных и ароматобразующих соединений в экстракте древесины дуба в зависи-

мости от способов обработки клёпки. Показано, что при термокислородном воздействии на древесину дуба в экстракте интенсифицируется образование ароматических альдегидов - ванилинового, сиреневого, синапового, конифери-лового, участвующих в формировании типичных свойств вина типа мадеры.

Выявлены закономерности накопления фенольных веществ, альдегидов, высших спиртов, катионов металлов в вине типа мадеры в зависимости от способа получения экстракта древесины дуба. Установлено изменение основных физико-химических показателей вина типа мадеры при внесении экстракта древесины дуба в процессе мадеризации. Показано, что наименьшее значение величины антиоксидантной активности (АОА, 100-150 мг/дм3) имели варианты вина типа мадеры, полученные по усовершенствованной технологии.

Впервые методом сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) и рентгеновского микроанализа ЕОАХ в составе осадков, образующихся при получении экстрактов древесины дуба, и в вине типа мадеры идентифицированы частицы пластинчатой и глобулярной формы размером от 0,8 до 75 мкм, а также установлены изменения реологических и физико-химических характеристик природных и активированных форм бентонитовых глин Тарасовского месторождения Ростовской области. Впервые разработан алгоритм приготовления суспензии активированного минерала и контроля её качества. Доказана целесообразность использования активированных форм бентонитовых глин Тарасовского месторождения для осветления и стабилизации ликерных вин типа мадеры.

Новизна технических решений подтверждена патентом РФ на изобретение № 2265045 «Способ производства крепких виноградных вин» и патентом на полезную модель № 34502 «Чанок для выдержки и фасовки алкогольных напитков».

1.5 Практическая значимость работы. Усовершенствованы технологические приемы производства вина типа мадеры с использованием экстрактов древесины дуба. Разработан способ производства экстрактов древесины дуба. Разработана технологическая инструкция ТИ 9170-816-00404401-0712 на производство виноградного виноматериала и вина типа мадеры «Летний день».

Разработан экспресс-метод контроля реологических и физико-химических характеристик бентонита и его осадков методом СЭМ. Осуществление контроля технологического процесса обеспечивает получение ожидаемого экономического эффекта 51,4 тыс. руб. в год. Технологические приемы производства вина типа мадеры апробированы и внедрены на МУП винсовхозе «Дружба» (Республика Дагестан). Ожидаемый экономический эффект от внедрения технологии составит 53560 руб/1 ООО дал готовой продукции. Технология производства экстракта древесины дуба апробирована в условиях предприятия ООО «Диалог», г.Горячий Ключ.

Разработаны и внедрены в учебный процесс методические указания «Технологические приемы в виноделии» к выполнению лабораторных работ для студентов вузов, обучающихся по специальности «Технология бродильных производств и виноделие».

1.6 Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на Всероссийской и международных научно-практических конференциях «Природные минеральные сорбенты юга России и перспективы их использования» (г. Ростов-на-Дону, 2009 г.); «Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития », (г. Одесса, 2009 г.); «Высокоточные технологии производства, хранения и переработки винограда», (г. Краснодар, 2010г.); на XVII Российском симпозиуме по растровой электронной микроскопии и аналитическим методам исследования твердых тел (РЭМ-2011г.), (г.Черноголовка, 2011г.). В полном объеме работа доложена, обсуждена и одобрена на расширенном заседании научного центра виноделия Государственного научного учреждения Северо-Кавказского зонального научно-исследовательского института садоводства и виноградарства Российской академии сельскохозяйственных наук.

1.7 Публикации. По результатам исследований опубликовано 12 научных работ, в том числе 5 статей в журналах, рекомендованных ВАК при Минобрна-уки РФ, получены патенты РФ на изобретение № 2265045 «Способ производства крепких виноградных вин» и на полезную модель № 34502 «Чанок для выдержки и фасовки алкогольных напитков».

1.8 Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора отечественной и зарубежной научно-технической и патентной литературы, экспериментальной части, выводов, списка литературы (224 источника, в том числе 33 - иностранных авторов) и приложения. Основной текст диссертации изложен на 160 страницах компьютерного текста, содержит 17 таблиц и 58 рисунков.

2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Объекты исследований. В качестве объектов исследований использовали белые сухие столовые виноматериалы по ГОСТ Р 52523-2006, дубовую клепку, полученную из древесины дуба черешчатого фирмы "Адыгея-Моро", обработанную по методике И.Б. Платонова и дополнительно активированную путём термолиза при температуре 180 °С или СВЧ-излучением; экстракт древесины дуба - по разработанной автором методике; сухие экстракты древесины дуба фирмы Laffort (Франция, контроль); вино типа мадеры, полученное по традиционной и экспериментальной технологиям; вспомогательные материалы: винный спирт, глину бентонитовую природную и модифицированную Тарасов-ского месторождения Ростовской области по ОСТ 18-49-71.

2.2 Методы исследований.

2.2.1 Методика подготовки дубовой клёпки. Высушенную до воздушно-сухого состояния клёпку измельчали (кубики размером 1x1 см ) и высушивали в сушильных печах при температуре от 100 до 120 "С до влажности 1820 %. Часть клёпки (около 30%) была дополнительно активирована СВЧ излучением в течение 12 минут (Лебедев И.В., 1972) в микроволновом диапазоне длиной волны L- 0,12 м, частотой f=2450 МГц, выходной мощностью 450 Вт, поглощаемой мощностью под нагрузкой 42 Вт, другая часть клепки (около 30%) активирована термолизом древесины при 180 °С в течение 120 минут.

2.2.2 Способ производства экстракта древесины дуба. Экстракт древесины дуба (далее по тексту экстракт) готовили на лабораторной установке (рисунок 1). В герметичные емкости 1 закладывали подготовленную клепку 2, заливали винно-спиртовой смесью 3 с объемной долей этилового спирта 65%. Емкости помещали в термостат 4, оснащенный термометром 5. В емкостях

предусмотрены две трубки, снабженные клапанами б для введения кислорода и отбора проб. Выдержку винно-спиртовой смеси на клепке осуществляли при температуре 60 °С до накопления массовой концентрации сухих веществ 7580 г/дм' и суммарной концентрации экстрактивных веществ не более 40 г/дм3, дозировали кислород из расчета 1,1 г/дм3 воздуха. Продолжительность выдержки составила 50 суток. Пробы анализировали каждые 3 дня.

2.2.3 Постановка эксперимента. Для мадеризации были составлены ку-пажные смеси из сухого виноматериала, экстрактов, полученных по разработанной автором методике, винного спирта и сахаросодержащих веществ виноградного происхождения до необходимых кондиций (об. доля этилового спирта 18 %, масс. конц. Сахаров - 40 г/дм3, титруемых кислот - 5,7 г/дм3).

Рисунок I - Экспериментальная установка для выдержки при заданной температуре с введением кислорода, где 1 - герметичная емкость; 2-клепка;

3 - винно-спиртовая смесь; 4 - термостат; 5 - термометр;

6 - трубки с клапанами В качестве контроля использованы образцы вина типа мадеры, произведенные по классической технологии - мадеризация при температуре 60 °С в присутствии древесины дуба.

2.2.4 Методы исследований. Основные компоненты химического состава, физико-химические и органолептические показатели виноматериалов и вин определяли по методикам действующих ГОСТ и ГОСТ Р и методических рекомендаций ИВиВ «Магарач» (Гержикова В.Г., 2003 г.). Определение концентрации органических кислот, ароматических альдегидов, катионов металлов в ви-номатериалах, экстрактах и винах проводили с помощью капиллярного электрофореза («Капель 105Р») по методике, разработанной в ГНУ СКНИИСиВ

(г. Краснодар). Концентрации альдегидов, высших спиртов, сложных эфиров определяли методом газожидкостной хроматографии («Кристалл 2000 М»). Спектральный анализ фенольных соединений экстрактов и вина проводили на инфракрасном Фурье-спектрометре Varian Excalibur 3100 FT-IR. Антиокси-дантную активность вин типа мадеры определяли в пересчете на галловую кислоту с помощью амперометрического анализатора «Цвет-Яуза-01-AA».

Физико-химические исследования бентонитовых глин, осадков экстрактов, виноматериалов и вин осуществляли методами рентгенографического (энергодисперсионный рентгенофлуоресцентный спектрометр ARLQUANT'X), микроскопического анализа: (OLYMPUS ВХ51), электронный микроскоп Qua-nta-200, оснащенный системой энергодисперсионного анализа EDAX Genesis. Химический состав образцов бентонита определяли по методикам действующих ГОСТ. Математическое планирование эксперимента проведено по ортогональному плану Бокса-Хантера. Статистическую обработку результатов исследований проводили общепринятыми методиками корреляционного и дисперсного анализов, с применением компьютерной программы Statistika, при уровне вероятности 0,95. Схема исследований представлена на рисунке 2.

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 3.1 Обоснование и разработка способа получения экстракта древесины дуба с использованием дубовой клёпки. Для оценки влияния режимов активации клёпки и количества кислорода на состав экстрактов испытано 10 вариантов (таблица 1).

Таблица 1 - Варианты подготовки дубовой клепки

Группа А без добавления Ог Вариант обработки клёпки Группа В с введением От

номер варианта номер варианта

1 Стандартная (СТ) I 2

3 Смесь клёпки СТ (I) с обработанной СВЧ-излучением (II) в равных соотношениях 4

5 СТ + СВЧ-излучение II 6

7 СТ + Термолиз 111(180 "С, 120 мин) 8

9 Смесь клёпки СТ (I) с обработанной термолизом III в равных соотношениях 10

Систематизация и анализ научно-технической » патентной информации отечественны* н зарубежных литературных источников по теме диссертации, постановка цели и задач исследования

Экспериментальные исследования

Разработка способа получения экстракта древесины дуба

I =г

Обоснование выбора режимов активации дубовой клепкн (СВЧ-обряботка, термолиз )

Исследование режимов получения экстракта m якгнвнроваиной клёпки

Исследование влияния внесения экстракта на качество вина типа мадеры

Г,

Проведение комплексной оценки фнзико химических показателей экстракта и мадеры: массовая концентрация фенольных соединений (ФС), альдегидов, ароматических компонентов,

Совершенствование технологических приемов производствя и стябнлизяцнн инн типа мадеры с применением экстрактов древесины дубя

Проведение комплексной оценки фнзнко-химическнх показателей природных и активированных форм бентонитовых глин -ч^ Тарасовского месторождения

Исследование осветляющей способности природных и активированных форм бентонитовых глин Тарясовского месторождения

Разработка и утверждение технической документации, апробация предлагаемой технологии, ожидаемый экономический эффект

Рисунок 2 - Структурная схема исследований Дубовую клёпку заливали винно-спиртовой смесью с объемной долей этилового спирта 65% об., помещали в герметичные емкости и термостатирова-ли по п.2.2.2-2.2.3. Кислород задавали из расчета 20 мг/дм3 ежедневно. В качестве контроля использовали экстракт, полученный из стандартно обработанной (СТ) дубовой клёпки. В экспериментальных вариантах клепка дополнительно активирована СВЧ-излучением (1/3 от общего объема) и с применением термолиза (1/3 от общего объема).

С помощью метода математического планирования (таблица 2) было получено уравнение регрессии, адекватно описывающее влияние исследуемых факторов в безразмерном масштабе на величину общего экстракта:

и

У = 8.57 + 3,91Л", + 1.44Х, + 1,38ЛГ,Л';1 (модель адекватна для Р„=0,95 при дисперсии воспроизводимости 8у2= 1,1). Сравнительный анализ полученных данных показал, что оптимальными параметрами для получения экстрактов древесины дуба являются: поверхность клёпки 180-200 см2/дм3; температура выдержки от 35 до 60°С. Установлено, что термолиз древесины дуба обеспечивает наибольшее накопление фенольных соединений (ФС) в экстракте — 8140 мг/дм3; обработка клепки СВЧ-излучением - только 5700 мг/дм3.

Таблица 2 - Области и уровни исследования независимых переменных при получении экстрактов древесины дуба

Независимые переменные Zl .темпера- Z2, площадь кон- Z^, время вы-

тура, °С такта древесины держки т, сутки

SVJ1, см

Область исследования 30^60 100+200 10-120

Центр области 45 150 60

Интервал варьирования 10,61 35,3 38,9

Уровни исследования: +1 55,6 185,4 103,9

-1 34,4 114,6 26,1

Звездное плечо: +1,414 60 200 120

-1,414 30 100 10

Это можно объяснить неравномерным доступом СВЧ-излучения к поверхности клепки. Кроме того, под его воздействием на поверхности клепки образуются полимерные пленки, затрудняющие экстрагирование, что подтвердилось методами оптической микроскопии.

На основании полученных данных для дальнейших исследований были выбраны экстракты (варианты 1, 2, 5, 6, 7 и 8), в которых концентрация ФС варьировала от 6700 до 8000 мг/дм3 (рисунок 3, таблица 1). При сравнении кислородного (сплошные линии) и бескислородного (пунктирные линии) режимов обработки клепки в экстрактах отмечен различный характер накопления ФС (рисунок 3). Установлено, что интенсивное окисление экстрактивных соединений приводит к резкому увеличению концентрации ФС в экстракте уже на 12-15 сутки (варианты 2 и 8, термолиз). Бескислородный режим характеризуется плавным накоплением ФС (рисунок 3, варианты 7 и 1). Однако часть ФС, их лабильные формы, выпадает в осадок на 10-13 сутки, что сопровождается

процессами поликонденсации, уменьшением концентрации ФС. Аналогичные результаты получены при исследовании динамики накопления меланоидинов -продуктов сахароаминной реакции и полисахаридов древесины дуба. 8300

••вариант 1 ,

— вариант 2 1 -•вариант 5

— варианте ■•влриант7

— варианте

8100

X

3 X СО 7300

с: о 7700 1

I си -е- 5 >2С 7500

01

г X О! 7300

X !

1 7100

Ф 1

5 о 6900

и 6700

10 20 30 40

Время выдержки, сутки

Рисунок 3 - Сравнительный анализ влияния кислородного и бескислородного режимов экстрагирования клепки на концентрацию фенольных соединений

3.2 Исследование химического состава экстрактов древесины дуба, изготовленного по разработанной технологии, в том числе с применением растрового электронного микроскопа с оценкой элементного состава частиц. Анализ полученных данных показал, что в зависимости от технологии производства массовая концентрация ФС в экстрактах варьирует от 4300 до 6850 мг/дм3. Идентифицированы гемицеллюлозы (до 2100 мг/дм3) и другие группы полисахаридов (до 3200 мг/дм3). Из приведенных на рисунке 4 диаграмм видно, что во всех вариантах экстрактов присутствуют ароматические альдегиды и кислоты. Установлено, что количество образующейся галловой кислоты не зависит от условий окисления. Наибольшее образование ароматических альдегидов и ванилиновой кислоты выявлено в вариантах 7 (термолиз без доступа воздуха) и 8 (термолиз с окислением). Выявлено, что введение кислорода в экстракты обеспечивает наиболее высокое образование сложных эфи-ров в вариантах 4 (обработка СВЧ) и 8 (термолиз) -100 и 120 мг/дм3 - соответственно, в том числе этилформиата - 13,8 мг/дм3 (вариант 8, термолиз), изо-амилацетата в концентрациях 0,2-0,3 мг/дм3 (СТ+ 02), 4 (СВЧ+ 02) и 7 (термо-

лиз без О:) - что приводит к появлению цветочных оттенков во вкусе и аромате экстракта. Увеличение концентрации изоамилацетата выше 0,3 мг/дм' - варианты 8 (термолиз + 02), 9 (термолиз без 02) — приводит к появлению тонов гидролиза древесины. СВЧ-обработка как в присутствии кислорода, так и без него

Варианты экстрактов

Рисунок 4 - Изменение концентрации ароматических альдегидов и фенолокислот в экстрактах дубовой клепки в зависимости от способа его производства через 25 суток выдержки при Т- 60 "С На рисунке 5 представлено изменение концентрации легколетучих ароматических соединений в вариантах экстрактов. Показано, что в образцах экстрактов с обработкой клепки СВЧ и термолизом, преобладают ацетальдегид и этилацеталь, что свидетельствует об интенсивном окислении этанола.

Установлено, что при термокислородной обработке концентрация катионов кальция снижается вследствие их сорбции поверхностью древесины дуба и последующим взаимодействием с ФС с образованием осадка. Отмечено увеличение концентрации ионов аммония и натрия, что связано с их экстракцией из древесины дуба. Увеличение количества ионов NН4 играет важную роль в технологии мадеры, так как азотистые соединения принимают активное участие в процессах меланоидинообразования.

250 300

к 140

120

Я"

я с. 100

X о> 3 X <3 80

60

40

к 2 7. 20

о о 0

а

3

Ь

■и_____ 1 Э ,.1- л.ии с . Ш,

0 фурфурол

3->тплацсталь

2 3 4

6 7

9 10

Варианты экстрактов

Рисунок 5 - Изменение концентрации легколетучих ароматических соединений в экстрактах древесины дуба в зависимости от способа его производства

Полученные экстракты представляют собой гетерегенные системы, насыщенные высокомолекулярными веществами. При их хранении происходило незначительное расслаивание и образование густой фракции, которые мы условно назвали осадками. В результате проведенных исследований в составе густой фракции экстракта древесины дуба идентифицированы частицы пластинчатой (рисунок 6 а) и глобулярной (рисунок 66) формы размером от 0,8 до 7-8 мкм.

а б

Рисунок 6 - СЭМ-изображения осадков экстракта древесины дуба:

а — частицы пластинчатой формы; б - частицы глобулярной формы Исходя из соотношения химических элементов, определенных в некоторой точке кристаллического образования, считаем, что они представляют собой частицы карбоната кальция. На рисунке 7а видны темные слоистые образования с включением частиц. Осадок состоит из веществ полифенольной при-

роды 1, микрокристаллов калия и кальция 2, полисахаридов, представляющих собой розетку 3, и микрочастиц древесины 4. Исследование состава экстрактов методом ИК-Фурье-спектроскопии показало, что во всех ИК-спектрах присутствуют характеристические полосы поглощения веществ, соответствующие: ОН-группе при внутримолекулярной водородной связи 3342, 3344 и 3396 см"1; С-Н в СНЗ, СН2: от 2982 до 2933 см"1 .

В процессе экстрагирования происходит образование веществ с функциональными группами (-ОН фенольная 2975 см ацетали, кетали, эфиры ароматические, циклические), о чем свидетельствует уменьшение пика водородной связи в области 3342 см и увеличение интенсивности пиков в области 1088 см и 1047 см что подтвердилось методами ВЭЖХ.

а б

Рисунок 7 - СЭМ-изображения осадков экстракта из древесины дуба: а: 1- полифенольные соединения, 3 — полисахаридное образование; б: 2- кристаллы К и Са, 4- структура древесины

На основании проведенных исследований для производства экстрактов рекомендован термолиз дубовой клепки при температуре 180°С в течение 120 минут с последующей термокислородной выдержкой, при этом в качестве экс-трагента применяют смесь столового сухого виноматериала и винного спирта. Технология производства экстракта апробирована в условиях предприятия ООО «Диалог».

3.3 Влияние способа производства экстракта древесины дуба на химический состав вина типа мадеры. Для получения вина типа мадеры

подготовлены варианты купажных смесей (таблица 3), в которые вносили экстракты древесины дуба до достижения массовой концентрации ФС 0,6 г/дм', которая по данным (Соболев Э.М., 2004г.) является оптимальной при мадеризации. Мадеризацию проводили при Т= 55-60 "С в течение 140 суток. На рисунке 8 представлена динамика изменения концентрации ФС в период мадеризации. В течение 1-7 суток отмечен интенсивный рост концентрации ФС с последующим резким снижением их количества на 20-е сутки.

Таблица 3 — Варианты вин типа мадеры

№ варианта экстракта по таблице I Вид активации клепки № варианта мадеры в зависимости от кратности и количества внесения Ог мг/дм3

А = 2* 100 В = 5*40

1 СТ(1) 1 2

2 Н 3 4

5 СВЧ (II) 5 6

6 7 8

7 термолиз (III) 9 10

8 11 12

Контроль — классическая ст 13 14

технология мадеризации

Время мадеризации,сутки Рисунок 8 — Динамика накопления фенольных веществ в 14 вариантах виноматериалов при мадеризации

Вариант 6 Вариант 7 Вариант В Вариант 9 Вариант 10 Вариант 11 Вариант 12 Вариант 13 Вариант 14

При этом протекают процессы полимеризации, поликонденсации и образования танатов. Затем наблюдается некоторое увеличение концентрации ФС за

счет реакций гидролиза танатов. В этот период времени отмечено заметное увеличение содержания альдегидов, что свидетельствует о завершении процессов мадеризации. Установлено, что мадеризация завершается за период около 45 суток при внесении экстрактов (вариант 2) и к 120 суткам по традиционной технологии (вариант 8). В течение этого времени формируются типичные орга-нолептические показатели вина типа мадеры. Дальнейшие наблюдения показали, что концентрация ФС через 50-60 суток изменяется несущественно и стабилизируется на определенном уровне.

Важнейшими компонентами ароматобразующего комплекса вина типа мадеры являются альдегиды, сложные эфиры, ароматические кислоты, высшие спирты. Из рисунка 9 видно преобладание ацетальдегида в составе ароматобразующего комплекса мадеры, усиливающего проявление плодовых оттенков в аромате вина. Анализ ароматограмм свидетельствует о том, что в вариантах 3 (СТ; кислородный режим при мадеризации - 2 раза по 100 мг/дм3), 8 (СВЧ), 9 и 11- (термолиз), 13 и 14 (классическая технология) — отмечено наибольшее накопление ароматобразующих компонентов, особенно ацетальдегида и этила-цетата. Вино типа мадеры, приготовленное по этим вариантам, имело наивысшую дегустационную оценку. В вариантах 2, 6, 10 и 12, характеризовавшихся введением большего количества кислорода (5 раз по 40 мг/дм3), отмечено снижение проявления типичных свойств мадеры и появление хересных тонов с ухудшением вкуса и аромата (так называемая демадеризация).

8

Рисунок 9 - Ароматограмма вариантов вина типа мадеры

Диацетил в обнаруженных количествах — 0,6-1,5 мг/дм3 способствует формированию в вине типа мадеры сливочных оттенков во вкусе и аромате. Применение большей дозировки кислорода приводило к увеличению концентрации диа-цетила и ацетоина и формированию посторонних тонов и резкости вкуса. В варианте 7 (экстракт получен с применением обработки клёпки СВЧ-излучением) отмечено снижение накопления сложных эфиров и альдегидов, что свидетельствует о недостаточной эффективности СВЧ-воздействия при получении экстракта.

Впервые показано, что наименьшей АОА обладают варианты вин типа мадеры с внесением экстракта древесины дуба, полученного путем термолиза клепки (рисунок 10). Наибольшие величины АОА имели варианты мадеры 1 с добавлением экстракта (вариант 1, таблица 3) и 13 (классическая технология).

254

Ё

«

Э зоо

I-250

я и150

| Е100

£ 50

а, д ■ , - , ■—г—,—

3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Влрпяптм мадеры

Рисунок 10 — Антиоксидантная активность вин типа мадеры, где 1-12- варианты экспериментальных образцов; 13,14-варианты полученные по традиционной технологии Это свидетельствует о том, что при использовании традиционных технологий окислительные процессы продолжаются, в то время как в экспериментальных образцах они практически завершены. Таким образом, полученные результаты позволяют считать, что величина АОА песет объективную информацию о ходе мадеризации.

При мадеризации в процессе взаимодействия виноматериала с компонентами древесины дуба создаются благоприятные условия для образования конденсированных форм полифенолов. Кроме того, из древесины дуба экстрагируются минеральные соединения и гемицеллюлозы. При этом часть веществ - продуктов конденсации и полимеризации - выпадают в осадок, вызывая помутнения колло-

идной природы. В результате проведенных исследований с помощью СЭМ установлено, что осадки вин типа мадеры представляют собой конденсированные ФС (рисунок 11 а) с точечными включениями кальциевых кристаллов (рисунок 11 б).

а б

Рисунок 11 - СЭМ-изображения осадков вин типа мадеры:

а - конденсированные ФС; б — конденсированные ФС с точечными

включениями кальциевых кристаллов 3.4 Разработка технологических приемов стабилизации вина типа мадеры с применением активированных форм бентонитов Тарасовского месторождения. Исследована целесообразность осветления и стабилизации вина типа мадеры с применением суспензий природного и активированного (кислотой) бентонита Тарасовского месторождения. Установлено, что образовавшийся в результате кислотной активации кремнезем является аморфным. В ходе замещения обменных ионов металлов на ионы ЬГ, поверхность бентонита приобретает кислые свойства и активно взаимодействует с противоиоиами вина, в том числе катионами металлов. Изменения в структуре бентонита при его кислотной модификации подтверждаются данными СЭМ (рисунок 12): увеличилась величина пористости с 52 до 61 %. удельной поверхности бентонита с 16 до 46 м2/г за счёт формирования мелкопористой структуры; средний радиус -с 59 до 33 нм. Установлено, что применение активированного монтмориллонита способствует достижению розливостойкости вина типа мадеры при меньших (на 30-50%) технологических дозировках сорбентов, при этом уменьшается количество безвозвратных потерь вина на 24 дал с 1000 дал и сокращается объем клеевых осадков в 1,8 раза.

Рисунок 12 - СЭМ-изображения модифицированного бентонита: На основании результатов исследований разработан алгоритм экспресс-метода контроля реологических и физико-химических характеристик бентонита.

3.5 Совершенствование технологии производства вина типа мадеры с использованием экстрактов древесины дуба. На основании комплекса проведенных исследований предложена усовершенствованная технология производства вина типа мадеры (рисунок 13) с использованием экстракта древесины дуба.

ЧЗ-^Ш.

СкТТУ,

Рисунок 13 - Усовершенствованная технологическая схема производства

ликерного вина типа мадеры: 1 - мойка клёпки, 2 - сушка клёпки; 3 -измельчение клёпки; 4 - емкости для компонентов купажа; 5 - емкость для экстракта; 6 - насосы; 7 — установка мадеризации; 8 - кислород; 9 - резервуар с

дубовым экстрактом; 10 - фильтр; 11 - резервуар с дубовым экстрактом отфильтрованным; 12 - купажер для мадеры; 13 - установка для охлаждения; 15 - резервуар для оклейки; 16 - реактор для бентонита; 17 - резервуар для хранения виноматериалов

Схема включает: блок производства экстрактов: мойка клёпки (1), ее сушка (2), измельчение (3); подготовка смеси винного спирта с вином (5), экстрагирование клепки в термокислородных условиях; блок производства мадеры: купажирование полученного экстракта с сухим виноматериалом (12), мадеризация его в установке 13 и блок стабилизации продукта с применением активированного бентонита Тарасовского месторождения.

3.6 Разработка технической документации и апробация технологии производства экстракта и вина типа мадеры в производственных условиях. Разработана технологическая инструкция ТИ 9170-816-004044010712 на производство виноградного виноматериала и вина типа мадеры «Летний день» с использованием экстрактов древесины дуба, полученных путем термолиза клепки. Технология получения экстракта апробирована в производственных условиях ООО «Диалог», г. Горячий Ключ, Краснодарский край. Технология производства вина типа мадеры апробирована на МУП винсовхозе «Дружба» (Дагестан) с экономическим эффектом 53560 руб/1000 дал готовой продукции.

ВЫВОДЫ

1. Усовершенствованы технологические приемы производства вина типа мадеры с использованием экстрактов древесины дуба, полученных из клёпки, обработанной путём термолиза с последующей термокислородной выдержкой экстракта. Установлено, что при внесении дубового экстракта продолжительность мадеризации сокращается до 45 суток, чем достигается ускорении технологии, уменьшаются потери виноматериала и винного спирта при спиртовании.

2. Обоснован и разработан способ получения экстракта древесины дуба с использованием клёпки, обработанной СВЧ-излучением или путем термолиза при температуре 180°С в течение 120 минут с последующим экстрагированием в термокислородных условиях, при этом в качестве экстрагента применяют смесь столового сухого виноматериала и винного спирта. Технология производства экстракта апробирована в производственных условиях ООО «Диалог», г. Горячий Ключ.

3. Установлено, что массовая концентрация фенольных соединений (преимущественно конденсированные формы) в экстрактах древесины дуба варьирует в пределах 4500-8000 мг/дм3, ароматических альдегидов 50-280 мг/дм3 и ароматических кислот 15-20 мг/дм3 в зависимости от параметров и режимов обработки клёпки с последующей выдержкой экстракта, что обеспечивает необходимые условия для мадеризации виноматериапов.

4. Показано, что термолиз древесины дуба обеспечивает накопление в экстракте наибольших концентраций сиреневого, синапового и кониферилового альдегидов — до 73, 51 и 33 мг/дм3 соответственно; ванилинового - до 32 мг/дм3. Термокислородная обработка экстрактов способствует увеличению концентрации сложных эфиров в 3-4 раза, что приводит к ускорению типизации ликерных вин типа мадеры.

5. Установлено, что внесение экстракта в мадерные виноматериалы приводит к увеличению концентраций фурфурола, ацетапьдегида - на 5-7%, сложных эфиров - на 11-12%, высших спиртов - на 10-13%, ароматических альдегидов, формирующих характерный мадерный тон: сиреневого - на 15,4%, ванилинового - в 4 раза и образованию синапового и кониферилового альдегидов.

6. Впервые показано, что наименьшую величину антиоксидантной активности (100-150 мг/дм3) имели варианты мадеры, произведенные с использованием экстракта древесины дуба, полученного из термически обработанной клепки, что свидетельствует об ускорении процессов окисления и типизации.

7. Разработан экспресс-метод контроля реологических и физико-химических характеристик бентонита и его осадков после осветления методом СЭМ. Осуществление контроля в трёх точках технологического процесса обеспечивает получение расчётного экономического эффекта 51,4 тыс. руб./ год.

8. Разработана технологическая инструкция ТИ 9170-816-00404401-0712 на производство виноградного виноматериала и вина типа мадеры «Летний день» с использованием экстракта древесины дуба, полученного путем термолиза клепки. Установлено, что при использовании дубового экстракта при ма-

деризации сокращаются на 0,03% потери виноматериала и на 0,05% - винного спирта. Технология апробирована и внедрена на МУП винсовхоз «Дружба», республика Дагестан. Ожидаемый экономический эффект от внедрения технологии составит 53560 руб/1000 дал готовой продукции.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Патент РФ на полезную модель №34502. Чанок для выдержки и фасовки алкогольных напитков / Кухалейшвили С.А., Андреева В.Е. Опубл. 2003, БИ № 34.

2. Андреева В.Е. Оптимизация параметров внутренней поверхности деревянной тары при выдержке винодельческой продукции / В.Е. Андреева, П.Г. Колпахчьян // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2004. - № 2. -С. 43-36.

3. Андреева В.Е. Перспективы применения бентонитов Тарасовского месторождения (Рост, область) в винодельческой промышленности / В.Е. Андреева, А.П. Савостьянов, С.А. Кухайлешвили // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2004. - № 4. - С. 37-39.

4. Патент РФ на изобретение №2265045. Способ производства крепких виноградных вин / Кухалейшвили С.А., Андреева В.Е. Опубл. 27.01.2005, БИ № 33.

5. Ильчибаева И.Б. Исследование возможности создания электрохимического метода прогнозирования стабильности белых вин к окислительным по-коричневениям / И.Б. Ильчибаева, Т.П. Евсина, В.М. Жиров, В.Е. Андреева // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2007. - № 10. - С. 15-18.

6. Андреева В.Е. Купаж, обогащенный экстрактивными и фенольными веществами древесины дуба, для вин типа мадеры / В.Е. Андреева, Н.М. Агеева // «Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития 2009»: Сб. науч. трудов ин-т мор. флота Украины. -Одесса: Черноморье, 2009. - Т. 3: Технические науки. - С. 9-10.

7. Андреева В.Е. Возможности использования бентонита Тарасовского месторождения (Рост, область) в винодельческой промышленности / В.Е. Андреева // «Природные минеральные сорбенты Юга России и перспективы их использования»: Матер. Всерос. научн. конф. - Ростов н/Д: Изд-во СКНЦ ВШ ЮФУ, 2009.-С. 106-113.

8. Андреева В.Е. Режимы активации дубовой клепки и накопление ароматических компонентов в экстрактах из нее / В.Е. Андреева, Н.М. Агеева // Высокоточные технологии производства, хранения и переработки винограда: науч. тр. - Краснодар: ГНУ Северо-Кавказский зональный НИИ садоводства и виноградарства Россельхозакадемии, 2010. — Т. II. - С. 137-142.

9. Андреева В.Е. Математическое планирование параметров купажной смеси, обогащенной экстрактивными и фенольными веществами древесины дуба / В.Е. Андреева, Н.М. Агеева // Известия вузов. Пищевая технология. -2010.-№2-3-С. 54-56.

10. Андреева В.Е. Применение методов электронной микроскопии для исследования осадков в винах / В.Е. Андреева // XVII Российский симпозиум по растровой электронной микроскопии и аналитическим методам исследования твердых тел. РЭМ-2011 г. Тез. докл. - Черноголовка 2011. - С. 223.

П.Андреева В.Е. Экспресс-метод сканирующей электронной микроскопии для идентификации веществ, вызывающих коллоидные помутнения вин [Электронный ресурс] / В.Е. Андреева, Н.М. Агеева, // Плодоводство и виноградарство Юга России: темат. сетевой электрон, науч. журнал / Сев.-Кавк. зон. исслед. ин-т садоводства и виноградарства Россельхозакадемии. - Краснодар: СКЗНИИСиВ, 2012. - Вып. 13. - № 01. - 7 с. - URL: http://www.journal.ku-bansad.ru/pdf/12/01/13.pdf

12. Андреева В.Е. Исследование осадков мадеры с применением метода электронной микроскопии / В.Е. Андреева, Н.М Агеева // Виноделие и виноградарство. - 2012. - № 5. - С. 22-23.

Подписано в печать 18.04.2013. Формат 60x84 /ц Печать графа решая. Усл. печ. л. 1,35. Тираж 100 экз. Заказ № 848 Отпечатано в ООО «Издательский Дом-Юг» 350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2, корп. «В», оф. В-120, тел. 8-918-41-50-571, e-mail: olfomenko@yandex.ru

Государственное научное учреждение Северо-Кавказский зонал научно-исследовательский институт садоводства и вин^ра|дяр|тза I Россельхозакадемии ! ¡1

На правах рукот

АНДРЕЕВА Вероника Евгеньевна ;

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЕ

• .1 ;.н......

ПРОИЗВОДСТВА ВИНА ТИПА МАДЕРЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭКСТРАКТОВ ДРЕВЕСИНЫ ДУБА .

I.

т

и?

I

Специальность 05.18.01 - Технология обработки, хранения й перера

! 1 ?

I злаковых, бобовых культур, крупяных

продуктов, плодоовощной продукции

и виноградарства

!: Иг !

И-; ! |) !| 1

ДИССЕРТАЦИЯ |

I

на соискание ученой степени кандидата технических наук

бон

1'пр

Научный руководитель!

[ ! доктор технических;

' 1Ч' ' ^ и-

профессор Асеева Н.ш

Краснодар - 2013 г.

Л'

И 11.1

*

ки

Перечень сокращений

A AS - атомно - адсорбционная спектроскопия;

АОА - антиоксидантная активность;

ВМС - высокомолекулярные соединения;

ВЭЖХ - высокоэффективная жидкостная хроматография;

ИК - инфракрасный;

КЭФ - капиллярный электрофорез;

НПВО - метод нарушенного полного внутреннего отражения;

ОВ - процессы - окислительно - восстановительные процесы;

ОВ - потенциал - окислительно - восстановительный потенциал;

СТ - стандартная активация;

СЭМ - сканирующая электронная микроскопия;

СВЧ - сверхвысокочастотное излучение;

ФС - фенольные соединения;

ФЭК - фотоэлектроколориметр;

ЭПР - электронный - парамагнитный резонанс;

Eh - окислительно - восстановительный потенциал;

Ег - напряжение, В, относительно обратимого водородного электрода;

In; -ингибитор;

НО2* - гидропероксид (гидроперекисный радикал) ; RH - органический субстрат;

*02 - синглетный кислород; О* - супероксидный радикал; ОН * - гидроксильный радикал; PhOH - фенольные компоненты; R* - радикал;

ROO* - перекисный радикал;

и - влажность материала в любой точке образца в кг на кг сухого вещества.

СОДЕРЖАНИЕ

Перечень сокращений....................................................................................2

Введение.........................................................................................................5

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ...............................................................................9

1.1 История производства мадеры................................................................9

1.2 Современные технологии производства мадеры..................................11

1.3 Основные положения современной теории мадеризации....................15

1.4 Технология процесса мадеризации.......................................................17

1.4.1 Влияние состава исходных виноматериалов на формирование мадеры....................................................................................................................17

1.4.2 Влияние технологических приемов на формирование вкуса и букета вина.........................................................................................................................19

1.4.3 Термокислородное воздействие.........................................................20

1.5 Древесина, применяемая в виноделии..................................................28

1.5.1 Подготовка древесины........................................................................32

1.6 Осветление и стабилизация вин............................................................34

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.........................................37

2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ..........................................38

2.1 Характеристика объектов исследований и вспомогательных материалов..............................................................................................................38

2.2 Методы исследований...........................................................................40

2.3 Условия проведения экспериментов....................................................44

2.3.1 Методика подготовки дубовой клепки..............................................44

2.3.2 Методика производства экстракта древесины дуба.........................46

2.3.3 Производство мадеры.........................................................................49

2.3.4 Способы подготовки бентонитовой глины.......................................49

2.4 Математическое планирование эксперимента......................................50

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.........................................................52

3.1 Подготовка древесины дуба...................................................................52

3.2 Выявление закономерностей накопления ФС в исследуемых экстрактах...............................................................................................................61

3.3 Исследования химического состава дубовых экстрактов....................67

3.3.1 Исследование накопления альдегидов и ароматических кислот в

экстрактах древесины дуба....................................................................................68

3.3.2 Исследование состава ароматобразующих компонентов дубовых экстрактов...............................................................................................................73

3.4 Исследование катионного состава экстрактов......................................79

3.5 Исследование процесса мадеризации....................................................82

3.5.1 Исследование накопления фенольных веществ при мадеризации.. 84

3.5.2 Исследование накопления альдегидов при мадеризации.................88

3.5.3 Исследование накопления ароматобразующих компонентов в процессе мадеризации............................................................................................91

3.6 Исследование катионного состава мадеры в зависимости от способа получения экстракта................................................................................97

3.7 Исследование состава мадеры и осадков традиционными методами и методами сканирующей электронной микроскопии (СЭМ).........106

3.8 Исследование состава экстрактов из древесины дуба и состава мадеры методом ИК-Фурье спектроскопии.......................................................113

3.9 Антиоксидантная активность образцов мадеры................................115

ЗЛО Исследование возможности применения бентонитовых глин

Тарасовского района Ростовской области для обработки мадеры....................117

3.10.1 Исследование структурно-сорбционных свойств бентонитов......118

3.11 Совершенствование технологии производства вина типа мадеры с применением экстрактов древесины дуба..........................................................130

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ..........................................................................136

ПРИЛОЖЕНИЯ..........................................................................................161

Введение

Ликерные вина принадлежат к особой группе винодельческой продукции: в их производстве применяется виноградный дистиллят или виноградный спирт, которым спиртуется подброженное до 4-5 % об. виноградное сусло. Спиртование не только обеспечивает достижение желаемых кондиций по крепости, но и способствует ингибированию микрофлоры, активирует реакции этерификации, гидролиза и пр.

Во времена существования СССР объем выпускаемых крепких (ныне ликерных) вин, к числу которых относятся портвейн и мадера, составлял 8085%, а в отдельные годы (1982-1984 г.г.) - до 87-90%. Их качество существенно различалось. Так, портвейн и мадера Крыма, «Кубанское крепкое», «Мадера Кубани» - были лучшими винами этой категории, постоянно награждавшиеся Золотыми медалями и Гран-При конкурсов различных уровней. Однако, большая часть портвейна и мадеры в народе именовалась «бормотухой», и готовилась по самой простой технологии.

Во времена «сухого» закона именно на ликвидацию производства низкокачественных т.н. крепленых вин были направлены главные усилия. Результатом такой деятельности стало сокращение до 5% всей выпускаемой продукции.

В середине 1980 гг. под влиянием антиалкогольной компании потребление вина упало до 5 л в год, вернувшись на уровень 1961г. Это падение продолжилось в конце 1980-х - начале 90-х гг. по причине снижения доходов населения и высокой стоимости высококачественного вина.

С 1994г. начался медленный рост потребления вина, однако уровень 1960г. - 5 л вина на человека в год - был достигнут только в 2005г. Причина низкого уровня потребления вина в постсоветской России - переход населения на пиво и слабоалкогольные напитки и коктейли.

После выхода к 2003-2004 году винодельческой отрасли России из экономического застоя структура производства и потребления непрерывно

менялась в сторону натуральных вин. Это связано с финансово-экономической политикой (высокие акцизы на крепленые вина, стоимость спирта).

Российские ликерные вина широко представлены в низшем ценовом сегменте (недорогие ординарные виноградные и плодовые).

За период с 2002 по 2010 год производство вина в России выросло более чем в 3 раза (рисунок 1) [11]. Несмотря на рецессию, винодельческая промышленность России переживает свое очередное возрождение. Причинами роста производства стала группа экономических и политических факторов:

•повышение спроса на вино в стране и доступность инвестиций побудили бизнесменов осуществлять модернизацию отрасли;

•запрет импорта грузинских и молдавских вин в 2006г., позволил заполнить экономический сегмент рынка отечественной продукцией.

900

800

700

600

* 500 х

| 400 300 200 100 0

Рисунок 1 - Производство вин в России, 2002-2010 г.г. (млн.л)

Российские вина в условиях жесткой конкуренции должны отвечать возросшим требованиям потребителя, так как ряд стран-импортеров из дальнего зарубежья укрепил свои позиции на российском рынке вина. В частности, существенно усилили свое присутствие в России виноделы из Болгарии - их доля выросла с 7,6% до 15,8%, Франции (с 3,4% до 6,6%) и Испании (с 2% до 3,3%) [11, 205].

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Россия ввиду своего климато-географического положения является активным потребителем ликерных вин - таких как мадера, херес, портвейн, которые пользуются большим спросом во многих странах мира.

Знаменитое вино мадера с тончайшим и прочным букетом, украшенным коньячными тонами, вновь привлекает внимание потребителей. Спрос на мадеру возрождается. Совершенствование технологического процесса является залогом выпуска качественной и узнаваемой продукции.

В настоящий момент производство вина этого типа не имеет широкого распространения. Производство в Крыму - начало всех экспериментов по получению вин типа мадеры в России - теперь относится к другому государству Украине. Сегодня вино типа мадеры выпускается экспериментальным заводом института «Магарач» и винокомбинатом «Массандра». Объем украинской мадеры небольшой, и ее изготавливают не каждый год (по климатическим причинам).

ООО «Кубань-вино» в станице Старотитаровская и винзавод ОАО «Кубань» в станице Курчанская Краснодарского края - единственные предприятия в России производящее это вино по классической технологии мадеризации.

Технологический процесс производства вина типа мадеры включает две стадии - получение мадерного виноматериала и его типизацию - тепловую обработку при Т от 45 до 60 °С с введением кислорода. Мадеризация осуществляется двумя способами: нагреванием вина в присутствии древесины дуба и без нее. Срок выдержки и нагрев зависят от задач - получение ординарной или марочной мадеры.

Известно [142], что для интенсификации физико-химических процессов, происходящих при производстве и выдержке ликерных вин, до мадеризации к виноматериалам добавляют вспомогательные материалы, богатые фенольными веществами, продуктами распада лигнина и гемицеллюлоз. Вспомогательные материалы вводят в виде жидких или сухих препаратов, полученных из натурального сырья. Наиболее распространенными являются древесина дуба и

каштана, тропические культуры (квербахо и мираболан), галловые орешки, а также экстракты из виноградных семян, выжимок и гребней [4,73, 143,155]. Однако согласно ГОСТ [44] допустимо применение только дубовых экстрактов или частей дуба (стружка, щепа, клепка).

Вопрос о способе получения, режимах внесения и обработки экстрактивных материалов, а также способах выдержки изучался ведущими специалистами отрасли [160, 162, 178, 183]. Однако, на основании анализа современного состояния технологии производства мадеры можно заключить о недостаточной изученности этих вопросов, что требует дальнейшего совершенствования вопросов типизации вина, составление купажей мадеры их осветления и стабилизации.

В диссертационном исследовании внимание было уделено рассмотрению оптимальных и гибких решений, направленных на повышение качества ординарных вин путем усовершенствования процессов мадеризации.

В связи с этим исследование особенностей биохимических и физико-химических процессов, протекающих при производстве и выдержке ликерных вин типа мадеры и определяющих формирование их органолептических характеристик, разработка системы показателей, позволяющих объективно оценить степень зрелости виноматериалов - является актуальной задачей отрасли.

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 История производства мадеры

Технология ликерных вин (объемная доля этилового спирта от 15,0% до 22,0 %) сводится к получению виноматериала путем полного или неполного сбраживания виноградного сусла с мезгой или без нее с добавлением винного спирта и последующей обработкой виноматериалов [44, 155]. В зависимости от требуемой сахаристости вина могут быть сухими (не более 4,0 г/дм3 масс, концентрации Сахаров) или сладкими (15,0 + 5,0 г/дм' масс, концентрации Сахаров) [44, 45]. Среди установившихся типов ликерных вин различают портвейн, мадеру, херес и марсалу. Как видно из самих названий, производство вин, относится к определенным территориям и городам (г. Опорто, в Португалии, остров Мадейра в Атлантическом океане, г. Херес в Испании и г. Марсала в Италии, на о. Сицилия).

Ввиду того, что такие ликерные вина происходят из Средиземноморья, выпуск их аналогов в странах с другими климатическими условиями неизбежно связан с изменением технологии для сохранения типичности вин.

Мадера - ликерное вино, имеющее оригинальный характерный вкус со специфическими эфирно - альдегидными тонами, оттенками ржаной корочки и каленого ореха. Характерным для мадеры, независимо от места ее производства, являются следующие особенности: цвет варьирует от светло -золотистого до цвета червонного золота, букет яркий, сложный, своеобразный, во вкусе гармонично сочетаются повышенная спиртуозность с полнотой и экстрактивностью при невысоком содержании сахара [185].

Вино, известное сегодня как Мадера, сформировалось лишь в восемнадцатом столетии. Вначале вино выдерживалось в бочках и огромных глиняных амфорах (до 5 метров высотой) в условиях тропического климата острова в течение 5-6 лет. Бочки хранились не в глубоких подвалах, а в прогреваемых палящим солнцем складах, прикрытые циновками. Затем вино

отправляли на материк, на продажу. Часть вина переливали в бутылки и выдерживали от 25 до 40 лет, что придавало ему тончайший вкус и аромат [205].

Секрет нового вина «Солнцем рожденное дважды» был раскрыт лишь спустя три столетия. Английские корабли, отправляясь в свои индийские колонии, имели на борту запас вина. Вино, совершившее путешествие в Индию и обратно, волшебным образом улучшалось, приобретая особые качества, повышающие его достоинства и стоимость. Поэтому лучшие вина с острова стали отправлять на парусных судах в Индию и обратно на Мадейру, в Лиссабон, или сразу в Лондон. Секрет волшебства открылся: вино приобретало особый вкус под действием высокой температуры и постоянной качки, в течение нескольких месяцев путешествия вблизи экватора.

Со временем мастера, применяя различные технологические приемы, научились готовить вино на острове, избегая длительного морского путешествия. Они выставляли бочки с вином на солнце, а также в особых теплицах, где температура достигает 40-50 °С. Такая технология сохранилась и до настоящего времени: повсеместно вино выдерживают на солнце на открытых площадках и во дворах замков.

Для получения вина на острове используют виноград сортов Verdelho (Вердельо), Sercial (Серсиаль) и Мальвазия, завезенный из Испании, Португалии, с островов Сицилия и Кипр. Существует четыре основных типа Мадеры, названные по сорту винограда, из которого она изготовлена [205, 218].

Сухая Sercial, выдержанная не менее 8 лет. Это - сухое вино, подаваемое как аперитив, с рыбой, подается немного охлажденной.

Verdelho - сладкое по вкусу полусухое золотистое вино с ореховым тоном. Чаще всего подается к фруктовым десертам и тортам.

Bual - полусладкое вино золотисто - бурого цвета с ореховыми и фруктовыми тонами. Подается как альтернатива портвейну.

Malmsey - из лоз "мальвазии", значительно слаще и тяжелее остальных, оранжевого цвета из заизюмленных ягод с ярко выраженным медовым вкусом, похожая на ликер, но более легкая.

Португальские мадеры имеют широкий диапазон колебаний спирта 14,824,2 % об. и массовой концентрации сахара от 0,13-3,5 до 24 г/дм3 [41]. Такое разнообразие объясняется вкусом потребителей. Так, например, для экспорта в Англию готовят мадеру с высокой спиртуозностью (до 32 % об.) и минимальнои сахаристостью (0,5-1 г/дм3); во Францию - с меньшим содержанием спирта (17-18 % об.) и большей сахаристостью (2-3 г/дм ), в Норвегии, Швеции предпочитают более сладкую мадеру [88].

Мадера - вино, контролируемое по происхождению (Португалия), его наименование защищено национальным законодательством и международными соглашениями. Закрепленное название «Madeira» или «Madère» («Мадейра» или «Мадера») может использоваться только определенными законом производителями вина в Португалии. Принимая это во внимание, все вина, выпускаемые по аналогичной технологии и имеющие соответствующие органолептические характеристики, не могут называться «Мадерой», «Мадейрой», а могут иметь в названии лишь ссылку на защищенную марку «вино типа Мадеры», или другие наименования без упоминания названия «Мадера» [36, 40, 152].

1.2 Современные технологии прои