автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.05, диссертация на тему:Совершенствование технологии и оборудования для производства красных вин

НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ АГРАРНЫХ НАУК УКРАИНЫ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ ВИНОГРАДА И ВИНА "МАГАРАЧ"

МАКАГОНОВ АНДРЕЙ ЮРЬЕВИЧ

УДК 663.222/.255.001.76

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КРАСНЫХ ВИН

05.18.05 - технология сахаристых веществ и продуктов брожения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

11 Д^к 2014

Ялта-2014

005556586

005556586

Диссертацией является рукопись.

Работа выполнена в Национальном институте винограда и вина "Магарач" Национальной академии аграрных наук Украины.

Научный руководитель: доктор технических наук,

старший научный сотрудник Виноградов Владимир Александрович, Национальный институт винограда и вина "Магарач", отдел технологического оборудования, начальник

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Маркосов Владимир Арамович,

ФГБОУ ВПО "Кубанский государственный технологический университет", кафедра технологии и организации виноделия и пивоварения, профессор

кандидат технических наук Геок Виктория Николаевна,

ЮФ НУБиПП Украины "Крымский агротехнологический университет", кафедра виноделия и технологий бродильных производств, доцент

Защита состоится "25" декабря 2014г. в 14-00 часов на заседании специализированного ученого совета Д 53.365.02 в Национальном институте винограда и вина "Магарач" по адресу: ул. Кирова, 31, г.Ялта, Республика Крым, 298600.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Национального института винограда и вина "Магарач" по адресу: ул. Кирова, 31, г.Ялта, Республика Крым, 298600.

Автореферат разослан" " ноября 2014 г.

Ученый секретарь специализированного ученого совета

■'^/'йттт:—В-А-Бойко /

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время потребительский интерес к красным винам, особенно после Чернобыльской трагедии, неизмеримо возрос. Благодаря повышенному содержанию фенольных соединений, прежде всего ан-тоцианов, лейкоантоцианов, катехинов, флавонолов, обладающих Р-витаминными свойствами, красные столовые вина характеризуются высокой биологической ценностью.

Для решения одной из основных задач виноделия по красному способу — экстрагирования из винограда оптимального количества красящих и фенольных веществ — используются различные технологические приемы, основу которых составляют физические (дробление; перемешивание; низкочастотные механические колебания; ультразвук; лазерное, электромагнитное и микроволновое излучения; обработка электрическим полем и др.), тепловые (контактный нагрев, СВЧ-нагрев, замораживание и др.) способы воздействия; обработка ферментными препаратами; рециркуляция мезги в процессе брожения; использование конвективного массообмена между дисперсными потоками; холодная мацерация с дозированием в мезгу жидкого или газообразного диоксида углерода; комбинированное воздействие на мезгу нагрева и вакуума (технология "Термофлеш") и др.

Многообразие технологических приемов, предлагаемых для экстрагирования фенольных и красящих веществ из кожицы винограда, свидетельствует о сложности решения этой проблемы с одной стороны, а также о невозможности извлечения всего технологического запаса этих веществ — с другой. Отмечено, что чем меньше технологический запас фенольных веществ в кожице винограда, тем более жесткие условия необходимо применять для их экстрагирования. При этом высокие концентрации фенольных и красящих веществ не гарантируют сохранение их в конечном продукте — вине, поскольку в процессе брожения и хранения происходит выпадение части этих веществ в осадок.

Исследованиям этих вопросов посвящены многочисленные работы отечественных и зарубежных учёных: С.В. Дурмишидзе, Г.Г. Валуйко, З.Н. Кишков-ского, JI.M. Германовой, А.К. Родопуло, А.И. Иванютиной, П.Н. Унгурян, JI.A. Родопуло, Т.Г. Кудрицкой, А.В. Коноваловой, К.Г. Година, Р.Д. Бегуновой, Е.П. Шольца-Куликова, И.А. Приды, М.В. Гиля, Е.А. Беляковой, A.JI. Панасю-ка, В.А. Маркосова, Р.А. Неборского, Г.Н. Арпентина, А.А. Лисовец, Д.В. Андриевской, Е.И. Руссу, В.А. Загоруйко, Ю.А. Огая, Н.М. Агеевой, Т.И. Гугучки-ной, М.Г. Бежуашвили, В.Н. Геок, В.Т. Христюка, А.В. Чаплыгина, G. Ribero-Gayon, P. Ribero-Gayon, A.W. Jaworski, N. Pellegrini, B.Fuhman и др.

Однако актуальным остаётся вопрос обеспечения оптимальных условий для извлечения из твердых частей виноградной грозди красящих веществ и сохранении их на стадиях формирования и созревания вина.

Связь работы с научными программами, планами, темами. Исследования, результаты которых представлены в диссертационной работе, выполнялись в соответствии с научно-техническими программами НААН и тематическими планами НИВиВ "Магарач" (2006-2010гг., 2011-2015гт.) в рамках заданий: "Исследовать закономерности показателей качества винограда, мезги, сусла и виноматериалов с целью создания конструктивных и режимных параметров нового оборудования" (0107Ш08014), "Усовершенствовать технологическое оборудование для переработки винограда" (01061_ГО04462), "Разработать установку для сбраживания сусла на мезге с высокими технико-технологическими показателями" (011Ш004138)

Цель и задачи исследований. Цель - совершенствование технологии производства красных вин и её аппаратурного оформления.

Для реализации поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- исследовать зависимости массовой концентрации фенольных и красящих веществ от различных технологических приемов экстракции: механического воздействия, термической обработки, ферментной обработки и др.;

- исследовать и определить оптимальные режимы и параметры технологии производства красных виноматериалов;

- усовершенствовать энергосберегающую технологию приготовления красного столового вина с последующей разработкой новой марки;

- разработать энергосберегающую установку периодического действия для сбраживания мезги;

- разработать техническую и технологическую документацию;

- провести комплекс организационно-технологических мероприятий для внедрения усовершенствованной технологии и оборудования.

Объект исследований — технологические процессы при экстрагировании красящих и фенольных веществ из кожицы винограда, брожении сусла на мезге и хранении виноматериалов.

Предмет исследований - технология производства красных вин, экспериментальные модельные установки, конструкции которых обеспечивают возможность варьирования исследуемых параметров, а также натурные образцы оборудования.

Методы исследований — общепринятые аттестованные методы анализа физико-химических показателей сусла, виноматериалов и вин. Оценку качества виноматериалов проводили методом дегустации в установленном порядке. Исследования проводили в условиях микровиноделия и в производственных уело-

виях с использованием модельных установок и натурного экспериментального бродильного аппарата по красному способу.

Полученные экспериментальные данные обрабатывались с использованием компьютерной техники (пакет программ Microsoft EXCEL, "Coplot") с использованием метода наименьших квадратов, дисперсионного, корреляционного и регрессионного анализов и проверкой статистических гипотез. Существенность установленных различий параметров процессов проверяли по критериям Стьюдента и Фишера. Проверку гипотезы о согласии выборочного распределения с теоретическим, осуществляли по критерию Пирсона.

Научная новизна полученных результатов. Впервые:

- установлены закономерности экстракции фенольных и красящих веществ в процессе брожения мезги при производстве красных столовых винома-териалов, состоящие в интенсификации процесса на основе использования комплекса технологических приёмов (низкочастотной вибрации, нагревания мезги и её ферментативной обработки), позволяющего увеличить степень извлечения компонентов до 85-94% от технологического запаса;

- теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены режимы и параметры энергосберегающей бродильной установки периодического действия, в которой используется для перемешивания мезги энергия углекислого газа брожения;

Получили дальнейшее развитие теоретические положения по технологическим процессам экстракции фенольных и красящих веществ при различных способах экстракции, брожения мезги, хранения виноматериалов, а именно:

- получены зависимости изменения массовых концентраций фенольных и красящих веществ при тепловой, ферментативной обработке мезги и механическом воздействии;

- получены зависимости изменения интенсивности окраски виноматериалов, приготовленных из винограда красных сортов, произрастающих в Алуштинской долине Крыма, от массовых концентраций фенольных и красящих веществ;

- исследована динамика и получены зависимости изменения массовых концентраций фенольных и красящих веществ при хранении виноматериалов.

Научная новизна разработки подтверждена патентом Украины на изобретение.

Практическая значимость полученных результатов. Разработана энергосберегающая технология производства красного полусухого столового вина. Разработана и утверждена в установленном порядке технологическая инструкция на производство вина ординарного столового натурального полусухого красного "Эврика". Технология внедрена на винзаводе ГП "Алушта" НПАО "Массандра". За период 2007-2013 гг. выработано 9027,7 дал вина. Вино "Эври-

ка" в 2008 г. было удостоено золотой медали на международном конкурсе "ALCO-SOFT-2008". Разработано техническое задание на энергосберегающую бродильную установку, по которому изготовлена, прошла приёмочные испытания и рекомендована к производству установка для сбраживания мезги марки УСМ. Экономический эффект от внедрения в производство одной бродильной установки УСМ составляет 914, 347 тыс. грн. в год.

Достоверность работы. Достоверность полученных результатов научных исследований и внедрения, выводов и рекомендаций обеспечена использованием аттестованных методов физико-химического анализа, математических методов статистики, корреляционного и регрессионного анализа с использованием компьютерной техники.

Личный вклад соискателя состоит в подборе, теоретическом анализе литературы, выборе направления исследований, постановке цели и задач исследований, планировании, выполнении и проведении исследований и производственных испытаний, внедрении, разработке технической и технологической документации, составлении выводов и рекомендаций производству, а также в подготовке к печати научных трудов. Личный вклад составляет не менее 75%.

Апробация результатов диссертационной работы. Основные научные положения диссертационной работы, рекомендации производству доложены на заседаниях секции Учёного совета НИВиВ "Магарач" по виноделию (20062010гг., 2014 г.), научных конференциях (Судак, АР Крым, 2007; Новочеркасск, 2007; Кишинёв, 2008; Харков, 2011).

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 31 научная работа, в т.ч. 22 статьи в специализированных изданиях, получен 1 патент Украины на изобретение.

Объем и структура диссертации. Работа изложена на 111 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, 4 разделов, выводов, содержит 30 таблиц, 8 рисунков, 7 приложений. Список использованных источников включает 235 наименований, в т.ч. 70 - иностранных авторов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследований, изложены научная новизна и практическая значимость полученных результатов, представлены данные их апробации, а также сведения о личном вкладе автора в проведенных исследованиях, показана структура и объем работы.

В первом разделе рассмотрен и дан анализ существующих способов экстракции фенольных веществ, в том числе антоцианов, из кожицы красных сортов винограда, брожения мезги при производстве красных сухих виноматериа-

лов, а также используемого для их осуществления технологического оборудования. Отмечена противоречивость и недостаточность сведений о влиянии различных способов экстракции фенольных, в том числе красящих веществ. Анализ различного оборудования, используемого для экстракции фенольных веществ и брожения мезги, показал, что существующее оборудование является в основном энергоемким и не всегда отвечает требованиям современного винодельческого производства. Показана возможность существенного снижения энергоемкости и материалоемкости оборудования на основе использования для экстрагирования фенольных веществ и сбраживания мезги только энергией газов брожения. Анализ номенклатуры красных столовых вин свидетельствует о малой доле в общем ассортименте в виноделии вин данного типа, что позволяет сделать вывод о необходимости разработки новых марок красных вин. На основании анализа и обобщения литературных данных, состояния и перспектив технического потенциала винодельческого производства подтверждена актуальность проводимых исследований в направлении повышения качества красных вин и разработки высокоэффективного оборудования.

Во втором разделе дана характеристика объекта, предмета и методов исследований, описаны модельные экспериментальные установки для проведения исследований и методы обработки экспериментальных данных. Исследования проводили на винограде красных сортов (Красностоп золотовский, Мерло, Ка-берне-Совиньон, Саперави, Бастардо магарачский, Сира), выращиваемых в Алуштинской долине Крыма и отвечающих требованиям ДСТУ 2366-94 "Виноград cвiжий техшчний. Техшчш умови". Исследования по влиянию низкочастотного вибрационного воздействия на экстракцию фенольных веществ проводили на модельном аппарате, снабженном электромагнитным приводом типа МИС 2100ЕУЗ (ТУ16-529.009-81). В качестве контроля механического воздействия на мезгу использовали обычное перемешивание мешалкой - через каждые 8 ч (4 раза в сутки). Тепловую обработку мезги проводили при температурах 50, 60 и 70 °С, криомацерацию - при температуре (0 - минус 2)° С в течение 2 сут. Для мацерации красящих веществ использовали ферментные препараты производства фирмы Эрбслё Гайзенхайм (Германия): Trenolin opti и Trenolin Color DF. Обработку мезги препаратами и ее последующее брожение проводили при температуре 18-20 °С. Мезгу получали с использованием центробежной дробилки марки ЦЦГ-20А с последующим сбраживание ее по красному способу по перечисленным технологическим схемам: открытое брожение мезги с плавающей "шапкой"; брожение мезги с периодическим механическим погружением "шапки"; брожение мезги в среде диоксида углерода; брожение мезги с периодическим перемешиванием "шапки" вращением мешалкой; брожение мезги с периодическим перемешиванием "шапки" с подъемом мезги снизу вверх; брожение нагретой мезги до температуры 50 °С, 60 °С, 70 °С; предварительное настаива-

ние мезги в течение 4 ч с последующим отделением сусла и его брожением по белому способу.

В третьем разделе представлены результаты экспериментальных исследований их анализ и обобщение.

Технологическая оценка влияния различных способов экстракции феноль-ных веществ из комсицы винограда. При сравнительном анализе различных способов экстрагирования фенольных веществ и антоцианов из кожицы винограда установлено, что наиболее эффективными технологическими приемами являются: нагревание мезги, обработка ферментными препаратами и обработка мезги низкочастотным вибрационным воздействием. При сравнении вариантов брожения мезги максимальная экстракция веществ отмечена при брожении с погруженной "шапкой" и в среде диоксида углерода, минимальная - в случае предварительного настаивания мезги в течение 8 ч и брожения сусла по белому способу. Математическая обработка экспериментальных данных показывает, что массовые концентрации фенольных и красящих веществ в сброженном ви-номатериале прямо пропорциональны массовым концентрациям этих веществ в исходном бродящем сусле. Между рассматриваемыми показателями отмечается тесная корреляционная зависимость, описываемая уравнениями регрессии первой степени:

Каберне-Совиньон:

Фв = -112,332 + 1,030Фс;г = 0,953 ± 0,091;

А = - 27,082 + 1,00бАс\ г = 0,976 ± 0,089;

Красностоп золотовский:

Ф„ = - 135,609 + 1,005Фс; г = 0,964 ± 0,053;

Ав = — 27,112 + 1,313АС\ г = 0,969 ± 0,075;

Мерло:

Фв = -195,804 + 0,956ФС; г = 0,964 ± 0,080;

Ав=- 59,817 + 0,966АС; г = 0,916 ± 0,121;

где Ф, и Фс - массовые концентрации фенольных веществ в виноматериале и сусле (мг/дм3) соответственно; А, и Ас - массовые концентрации антоцианов в виноматериале и сусле (мг/дм3) соответственно.

Данные уравнения регрессии могут быть использованы при прогнозировании и оптимизации содержания фенольных и красящих веществ при производстве красных сухих вин.

Установлено, что с увеличением времени вибрационного воздействия на мезгу в сусле и виноматериале происходит также и увеличение массовых концентраций фенольных и красящих веществ (табл. 1). По сравнению с контролем

вибрационная обработка мезги в течение одной минуты способствует повышению массовой концентрации антоцианов - на 49,9-86,6 %. При продолжительности вибрации 5 минут в зависимости от сорта винограда массовая концентрация фенольных веществ в сусле возрастает на 12,3-35,9 %, антоцианов - на 6,481,8 %. Отмечено также, что различные сорта винограда в разной степени подвержены действию низкочастотного вибрационного воздействия. Максимальная экстракция фенольных веществ из кожицы винограда наблюдается у винограда сорта Каберне-Совиньон, минимальная - у винограда сорта Мерло. Наиболее интенсивная экстракция красящих веществ отмечена у винограда сортов Мерло и Красностоп золотовский

Таблица 1 - Изменение массовых концентраций фенольных веществ

(ФВ, г/дм3) и антоцианов (А, мг/дм3) при различных режимах обработки мезги

Способ механического воздействия на мезгу, время виброобработки, мин. Сорт винограда

Каберне-Совиньон Красностоп золотовский Мерло

мезга БШ мате го-риал мезга вш мате 10- риал мезга вин матет 0- жал

ФВ А ФВ А ФВ А ФВ А ФВ А ФВ А

Технологический запас, мг/дм3 1840 1210 1840 1210 1540 870 1540 870 1400 795 1400 795

Перемешивание (контроль) 1095 200 1070 170 970 140 900 90 890 1,00 710

1 1130 260 910 240 970 160 805 100 900 150 730 90

3 1200 320 ИЗО 315 1050 215 900 150 980 180 820 100

5 1490 340 1285 330 1110 205 980 150 1000 200 900 140

При сравнении значений массовой концентрации фенольных веществ в контрольных и опытных образцах сусла и технологического запаса по сортам винограда установлено, что перемешивание (контроль) обеспечивает экстракцию веществ от 59,4 % (Каберне-Совиньон) до 63,8 % (Мерло) технологического запаса, а вибрационное воздействие в течение 5 мин от 72% (Красностоп золотовский, Мерло) до 81% (Каберне-Совиньон) технологического запаса, т.е. вибрационное воздействие интенсифицирует экстрацию фенольных веществ более чем в 1,24 раза. Повышенная концентрация экстрагируемых веществ в опытных образцах по сравнению с контролем отмечена также и в готовом вино-

материале. Математическая обработка экспериментальных данных позволила получить общие для исследуемых сортов винограда следующие уравнения регрессии зависимостей между степенью извлечения красящих А и фенольных веществ Р (в долях от технологического запаса) и продолжительностью виброобработки г (в мин):

0,6190 + 0,009496 т- 0,0001832 т2 К2 =0,78

А = 0,1426 + 0,0475т- 0,005475т2 И2 =0,91

Таким образом, экспериментально доказана перспективность интенсификации процесса экстрагирования фенольных и красящих веществ из кожицы красных сортов винограда за счёт низкочастотных механических колебаний, приводящая к увеличению их содержания при значительном сокращении продолжительности процесса.

Мацерация фенольных веществ из мезги с помощью ферментного препарата "Тренолин опта" (1,0; 1,5 и 2,0 мг/дм3) показала, что с увеличением дозы происходит более интенсивное обогащение сусла фенольными и красящими веществами (табл. 2)

Таблица 2 - Влияние дозы ферментного препарата на изменение массовых концентраций суммы фенольных веществ (ФВ, мг/дм3) и антоцианов (А, г/дм3) при различных режимах обработки мезги

Способ обработки мезги, доза, мг/дм3 Сорт винограда

Каберне-Совиньон Красностоп золотовский Ме рло

мезга вино-материал мезга вш мате то-риал мезга вино-материал

ФВ А ФВ А ФВ А ФВ А ФВ А ФВ А

Технологический запас, мг/дм3 1840 1210 1840 1210 1540 870 1540 870 1400 795 1400 795

Без обработки (контроль) 1095 300 1070 270 970 140 900 90 890 100 710 50

1,0 1490 320 1130 300 1100 270 1000 190 1010 200 850 120

1,5 1520 310 1360 220 1490 370 1290 240 1270 240 1100 190

2,0 1680 230 1520 200 1490 400 1380 305 1195 250 1080 170

Так, при внесении препарата в количестве 1,0 мг/дм3 происходит увеличение массовой концентрации суммы фенольных веществ в зависимости от сорта винограда в среднем в 1,13-1,36 раза, а антоцианов - в 1,07-2,00 раза. При уве-

личении дозы препарата до 1,5 мг/дм3 сумма фенольных веществ увеличивается в 1,39-1,54 раза, антоцианов - в 2,40-2,64 раза. С увеличением дозы препарата до 2,0 мг/дм3 картина практически не меняется в отношении массовой концентрации суммы фенольных веществ (1,34-1,54 раза), а в отношении антоцианов - наблюдается увеличение в 2,50-2,86 раза. Отмечено также, что экстракция этих веществ зависит от сорта винограда: наибольшее увеличение в сусле как суммы фенольных веществ, так и антоцианов зафиксировано для винограда сорта Красностоп золотовский, наименьшее - у винограда сорта Каберне-Совиньон.

Математическая обработка результатов исследований позволила получить уравнения регрессии зависимостей изменения относительных величин массовых концентраций фенольных веществ и антоцианов (в долях от технологического запаса этих веществ в исходном винограде) от дозы вносимого ферментного препарата:

Фотн = 0, 6178 + 15,75 И г = 0,971

Аотн = 0, 1752 + 10,36 И г = 0,998

где Фотн — отношение фактического значения массовой концентрации суммы фенольных веществ в сусле к технологическому запасу суммы фенольных веществ в винограде, ед.

Аотн — отношение фактического значения массовой концентрации антоцианов в сусле к технологическому запасу антоцианов в винограде, ед.; £> — доза ферментного препарата, вносимого в мезгу, мг/ дм3.

В ходе брожения также отмечено снижение массовых концентраций суммы фенольных веществ и антоцианов в сусле. Установлено, что в процессе брожения мезги массовая концентрация суммы фенольных веществ в опытных образцах снижается в среднем на 24 %, антоцианов - 40 % против 20 % и 42 % соответственно в контрольных образцах. Полученные данные хорошо согласуются с результатами Г.Г. Валуйко и А.И. Сейдер, показавших, что потери красящих веществ в процессе брожения составляют 33-43 %, то есть применение ферментных препаратов не ускоряет процесс выпадения этих веществ.

Обработка мезги при положительных (теплом) и отрицательных (холодом) температурах показала следующее. Установлено, что тепловая обработка мезги является наиболее эффективным методом интенсификации процесса экстракции фенольных и красящих веществ из кожицы винограда. В первом случае в диапазоне температур 50-70 °С лучшим вариантом было нагревание мезги при температуре 60°С. Математическая обработка экспериментальных данных по-

зволила получить общие для исследуемых сортов винограда уравнения регрессии зависимостей между степенью извлечения красящих А и фенольных веществ .Г (в долях от технологического запаса) и температурой нагревания Т

Обработка мезги холодом при температуре (0 — минус 2) °С в течение 2 сут. приводила к росту доли экстрагируемых фенольных веществ от технологического запаса в среднем до 66 % (Каберне-Совиньон, Мерло) и доли анто-цианов от технологического запаса возрастает до 67 % (Мерло) и 78 % (Каберне-Совиньон). В контрольном варианте (мацерация при Т=(20±2) °С с перемешиванием) в сусло переходит в среднем 60-63 % фенольных веществ и 20-22 % - антоцианов. Полученные данные свидетельствуют об эффективности метода криомацерации для экстрагирования фенольных веществ из кожицы красных сортов винограда. Однако внедрение и использование данного метода в промышленности сдерживается его высоким энергопотреблением.

Таким образом, установлено, что наиболее эффективным способом экстрагирования фенольных, в том числе красящих, веществ при приготовлении красных столовых вин является ферментативный способ. Несколько уступает тепловая обработка мезги (нагревание до 60 °С) и механическое воздействие на мезгу (периодическое перемешивание мешалкой и низкочастотным вибрационным воздействием).

При сравнении различных способов сбраживания мезги с позиций эффективности экстрагирования из кожицы винограда фенольных веществ заслуживают внимания способ сбраживания мезги в среде диоксида углерода и брожение с погруженной "шапкой" мезги. Однако, если учитывать экономические аспекты технологического процесса экстрагирования с позиций ресурсо- и энергосбережения — то оптимальный результат достигается при применении механических способов воздействия на мезгу, в особенности, если для этих целей использовать энергию газов брожения.

Известно, что при хранении виноматериалов в дубовой таре происходит выпадение исследуемых веществ в осадок и снижение их массовых концентраций. Нами проанализирована динамика изменения фенольных и красящих веществ в виноматериалах для варианта, в котором отмечена максимальная экстракция этих веществ (брожение мезги с периодическим погружением "шапки") (табл. 3).

(в°С):

Г = 0,6190 + 0,01445 Т-0,0001832 Т2 А = 0,1760 + 0,005537 Т- 0,00004992 Т

2

Я2 =0,81; Ы2 =0,49.

Таблица 3 - Изменение массовых концентраций фенольных и красящих веществ в процессе хранения виноматериалов в дубовой таре

Показатели Сорт винограда Исходный виномате- риал (октябрь) Через 4 мес. Через 5 мес. Через 6 мес.

Массовая концентрация фенольных веществ (сумма), мг/дм3 Каберне-Совиньон 1300 1230 1220 1200

Красностоп золотовский 470 410 400 380

Массовая концентрация антоцианов, ш/дис Каберне-Совиньон 240 220 220 210

Красностоп золотовский 200 180 180 170

Анализ полученных данных и их математическая обработка позволили определить корреляционные и регрессионные зависимости между исследуемыми параметрами: массовыми концентрациями фенольных веществ и антоцианов и продолжительностью хранения виноматериалов:

для киноматериала из винограда сорта Каберне-Совиньон

= Б0 (1,0000 - 0,01138 х - 0,00011966 т2) Я2 = 0,997 г = - 0,998 Ак = Ао (1,0000 -0,01619 т - 0,0006050 т2) И2 = 0,996 г = - 0,982

для виноматериала из винограда сорта Красностоп золотовский

РХ = Р0 (1,0000-0,02957 т-0,0003044 т2) Ы2 = 0,996 г = - 0,998 Ак = Ао (1,0000 - 0,01946 т - 0,0007206 т2) Я2 = 0,966 г = - 0,982;

где Рк - массовая концентрация фенольных веществ в виноматериале, мг/дм3; Ро - массовая концентрация фенольных веществ в виноматериале в начале хранения, мг/дм ; Ац - массовая концентрация антоцианов в виноматериале, мг/дм3; Ао - массовая концентрация антоцианов в виноматериале в начале хранения, мг/дм3; т - продолжительность хранения, мес.

При выборе эффективных методов экстракции предпочтение необходимо отдавать физическим методам, особенность использования которых заключается в том, что в винодельческий продукт ничего не привносится извне. В этом отношении наиболее привлекательными являются тепловая и механическая обработка мезги, а комбинирование этих методов в виде различных вариантов (табл. 4 и 5) свидетельствует о целесообразности комплексного использования.

Таблица 4 - Эффективность различных способов экстракции фенольных веществ при их комбинированном использовании (в долях от технологического запаса)

Способ воздействия Сорт винограда

Каберне-Совиньон Саперави Мерло

на мезгу сусло виномате- сусло вино- сусло вино-

риал материал . материал

Технологический запас, мг/дм3 1760 1990 1435

Без обработки (контроль) 0,6004 0,4214 0,7475 0,6320 0.6342 0,5114

Вибрация (Змин) 0,7160 0,6097 0,7791 0,7163 0,6737 0,5640

Вибрация (Змин) + ФП* 0,8164 0,7312 0,8303 0,7751 0,7628 0,5734

Механическое перемешивание (через каждые 8 ч) + ФП* 0,7809 0,6633 0,8193 0,7682 0,7023 0,5435

Вибрация(3 мин) + нагревание мезги (60°С) 0,8401 0,7064 0,7997 0,6873 0,8056 0,6854

Вибрация (3 мин) + нагревание мезги (60°С) + ФП* 0,9346 0,8767 0,8505 0,8003 0,8679 0,7695

Механическое перемешивание (через каждые 8 ч) + нагревание мезги (60°С)+ ФП* 0,8866 0,7974 0,8224 0,7663 0,7824 0,6879

* ФП - ферментный препарат Trenolin opti (1,5 мг/дм3)

Исследование интенсивности окраски красных сухих виноматериалов при различных способах экстракции и сбраживания мезги. Анализ красных сортов винограда, выращиваемых в Алуштинской долине Крыма показал, что следуя классификации, данной М. Бурзексом, в ней произрастают в основном сорта винограда по технологическому запасу со средней массовой концентрацией анто-цианов (Каберне-Совиньон, 2007 г., 1210 мг/дм3) и концентрацией антоцианов (Мерло, 2007 г., 800 мг/дм3; Красностоп золотовский, 2007 г., 875 мг/дм3). Проведены исследования по оценке виноматериалов по интенсивности окраски, а также по определению корреляционной тесноты связи между интенсивностью окраски виноматериалов и массовыми концентрациями суммы фенольных веществ и антоцианов в виноматериалах при различных технологических приемах их производства. Исследовали образцы виноматериалов, полученных в производственных условиях на винзаводе ГП "Алушта".

Таблица 5 - Степень экстракции антоцианов из кожицы винограда при комбинированном использовании различных способов (в долях от технологического запаса)

Способ воздействия на мезгу Сорт винограда

Каберне -Совиньон Саперави Мерло

сусло готовый виномате риал Сусло готовый виномате риал сусло готовый виномате риал

Технологический запас, мг/дм3 1135 1300 875

Без обработки (контроль) 0,1979 0,1405 0,2814 0,2145 0.2179 0,1609

Вибрация (Змин) 0,2649 0,2335 0,3021 0,2685 0,2919 0,1722

Вибрация (Змин) + ФП* 0,2844 0,2553 0,3002 0,2583 0,3264 0,2410

Механическое перемешивание (через каждые 8 ч) + ФП 0,2734 0,2357 0,3239 0,2984 0,3363 0,2399

Вибрация (3 мин) + нагревание мезги (60°С) 0,2649 0,2335 0,3161 0,2897 0,3131 0,2179

Вибрация (3 мин) + нагревание мезги (60°С) + ФП* 0,3530 0,3178 0,3837 0,3293 0,3555 0,2685

Механическое перемешивание (через каждые 8 ч) + нагревание мезги (60°С)+ ФП* 0,3040 0,2855 0,3245 0,3004 0,3215 0,1956

* ФП — ферментный препарат ТгепоИп орй (1,5 мг/дм3)

Установлено, что вина и виноматериалы, приготовленные из сортов винограда Каберне-Совиньон, Мерло и Саперави относятся к интенсивно окрашенным. Следует отметить положительное влияние на окраску виноматериалов использования интенсивных методов экстракции: низкочастотного вибрационного воздействия и периодического погружения "шапки" мезги. Математическая обработка результатов физико-химических анализов производственных и опытных виноматериалов позволила установить определенные связи и зависимости между интенсивностью окраски И и массовыми концентрациями суммы фенольных веществ Р и антоцианов А (в мг/дм3). Зависимость между данными показателями качества красных виноматериалов описывается уравнением регрессии

И = 0,4878 + 0,001768 А, Я2 = 0,43 г = 0,661 а = 0,021

И = 3,5070 - 0,002488 ^ + 5,6078. Ю-7Р2

Ы2=0,54 г = 0,576 а = 0,031

Используя полученные зависимости можно прогнозировать какую интенсивность окраски красные вина будут иметь при том или ином значении массовых концентраций суммы фенольных веществ и антоцианов в виноматериалах. Полученные результаты использованы при разработке новой марки вин.

В разделе 4 Практическая реализация результатов исследований дан анализ внедрения результатов проведенных исследований.

Разработка энергосберегающей технологии и оборудования для сбраживания сусла на мезге. Для производства красных столовых вин в настоящее время используется бродильное оборудование периодического и непрерывного действия, которое, как правило, имеет большую энергоемкость. Нами установлено, что целесообразнее для периодического перемешивания "шапки" мезги использовать энергию газов, образующихся при брожении мезги. Этот технологический приём на основе данных, полученных в ходе исследований, положен нами в основу бродильной установки периодического действия, в которой перемешивание мезги происходит без дополнительных затрат энергии, только за счёт использования газа брожения (рис. 1). Конструкция установки защищена патентом Украины на изобретение № 82429.

При проектировании бродильных установок подобного типа для определения вместимости бродильного резервуара с учётом объёма "шапки" и высоты установки перемешивающих пластин важно знать геометрические и кинетические параметры "шапки", образующейся при брожении мезги. В результате проведенных исследований установлена сильная корреляционная связь между временем образования "шапки" т (ч) и её высотой Н (мм) и определены регрессионные зависимости:

для винограда сорта Сира

Я = Но (1,0000 + 0,005638 г-0, 00003614 г2) К2 = 0,9779 г = 0,974

для винограда сорта Каберне-Совинъон

Я = Но (1,0000 + 0,01510 г-0, 0001664 т2) Я2= 0,9874 г = 0,970

для винограда сорта Мерло

Я = Но (1,0000 + 0,001404 т) 11*= 0,6712 г = 0,819

где

для винограда винограда сорта Саперави

Я = Но (1,0000 + 0,001514 т)

Но - высота бродящей массы до начала брожения, мм.

0,6676 г =0,817,

1 - открытый резервуар, 2 - герметичный резервуар, 3 - патрубок для разгрузки сброженной мезги, 4 - перемешивающие пластины, 5 - горизонтальная переточная труба, 6 - электромагнитный клапан, 7 - клапан выпуска воздуха, 8 - датчик верхнего уровня, 9 - датчик нижнего уровня, 10 - сигнализатор уровня

Рис. 1 — Схема установки для сбраживания сусла на мезге марки УСМ

Исследована корреляционная зависимость между массовой концентрацией Сахаров в сусле и максимальной высотой "шапки". Установлено, что между данными показателями, по шкале Чеддока, существует очень слабая корреляционная зависимость, коэффициент корреляции г = 0,216. Установлено, что в процессе брожения мезги высота "шапки" относительно исходной массь1 мезги увеличивается на 16,1-32,9 %.

Экспериментальная установка УСМ изготовлена, смонтирована и прошла приемочные испытания на винзаводе ГП "Алушта" НПАО "Массандра". Годовая экономическая эффективность от внедрения бродильной установки составила 914,348 тыс. грн.

Разработка новой марки полусухого красного вина "Эврика". Разработана технология приготовления ординарного столового красного полусухого вина "Эврика". Аппаратурно-технологическая схема, включающая разработанную энергосберегающую бродильную установку марки УСМ представлена на рис. 2.

На красное полусухое вино "Эврика" разработана технологическая инструкция Т1 00011050-275-2008, утверждённая в установленном порядке. На конкурсе вин "АЬСО-БОРТ" в 2008 г. полусухое столовое красное вино награждено золотой медалью. Начиная с 2007 г. по 2013 г. произведено и реализовано 9027,7 дал вина марки "Эврика".

1 — контейнер виноградный; 2 — приемный бункер-питатель; 3 - центробежная дробилка-гребнеотделитель; 4 - транспортер для гребней; 5,7- мезгонасос;

6 - бродильная установка УСМ; 8 - стекатель; 9 - пресс; 10,12 - насос для транспортировки виноматериала; 11 - резервуар для дображивания виноматериала; 13 - резервуар для хранения виноматериала

Рис. 2 - Аппаратурно-технологическая схема приготовления столового полусухого красного вина "Эврика"

Столовое полусухое вино "Эврика" отличается рубиновым цветом с красным оттенком; сложным, с присущим сорту винограда ароматом, с плодовыми тонами; гармоничным, легким вкусом с приятною свежестью.

ВЫВОДЫ

Теоретические и экспериментальные исследования, полученные результаты и их промышленная апробация позволили сделать следующие выводы:

1. На основании анализа научно-технической и патентной литературы по приготовлению красных столовых вин, способам экстракции фенольных, в том числе и красящих веществ, методам брожения мезги и оборудования, используемого для их осуществления, выявлены перспективные пути усовершенствования технологий и оборудования для производства красных столовых вин из сортов винограда, произрастающих в Алуштинской долине Крыма.

2. Предложен комплекс технологических приёмов по интенсификации процесса экстрагирования фенольных и красящих веществ, предусматривающий использование низкочастотной вибрации (5 мин), нагревания мезги (температура 60°С) и ферментной обработки мезги препаратом "Тренолин опти" (доза

2 мг/дм3), увеличивающие степень извлечения фенольных веществ и антоцианов (до 85-94 % от технологического запаса).

3. Установлено, что снижение массовых концентраций фенольных и красящих веществ во время брожения мезги прямо пропорционально значениям массовых концентраций в исходном сусле. Получены зависимости изменения массовых концентраций фенольных и красящих веществ в виноматериале в процессе брожения мезги различных красных сортов винограда, произрастающих в Алуштинской долине Крыма.

4. Разработана, изготовлена прошла приемочные испытания и внедрена энергосберегающая технология и экспериментальная установка брожения мезги периодического действия марки УСМ. Экономический эффект от внедрения установки УСМ составляет 914,348 тыс. грн. в год.

5. Разработана новая марка столового полусухого красного вина "Эврика" и технологическая инструкция на его производство, на конкурсе вин "ALCO-SOFT-2008" отмеченная золотой медалью. Выработано и реализовано за период 2007-2013 гг. 9027,7 дал вина марки "Эврика".

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в специализированных изданиях

1. Основные тенденции развития технологии и оборудования для производства красных сухих вин/ В.А. Виноградов, В.А. Загоруйко, А.Ю. Макагонов, Э.Л. Зинькевич // "Мага-рач". Виноградарство и виноделие. —2006. —№1-2. — С.46-48.

2. О расширении ассортимента красных сухих вин, производимых в Алуштинской долине Крыма / В.А. Виноградов, А.Ю. Макагонов, В.И. Иванченко, В.А. Загоруйко // "Мага-рач." Виноградарство и виноделие. —2006. — №4. - С.23-26.

3. Изменение массовых концентраций фенольных и красящих веществ при разных способах обработки мезги / В.А. Виноградов, В.А. Загоруйко, А.Ю. Макагонов, Т.Ю. Брановиц-кая // "Магарач". Виноградарство и виноделие. —2007. — №1. — С.34-36.

4. Виноградов В.А. Совершенствование технологии производства красных сухих вин из малоокрашенных сортов винограда / В.А. Виноградов, О.О. Садлаев, А.Ю. Макагонов // Научно-технический сборник "Вестник "Крымское качество".— 2007. — №2 (10). — С.43-44.

5. Виноградов В.А. Интенсификация экстракции фенольных и красящих веществ из кожицы винограда с помощью низкочастотного вибрационного воздействия / В.А. Виноградов, А.Ю. Макагонов // Виноградарство и виноделие: сб. научн. тр. НИВиВ "Магарач".— Т. XXVIII. - 2008. - С.114-117.

6. Динамика экстракции фенольных и красящих веществ при различных способах обработки мезги винограда сорта Красностоп золотовский / В.А. Виноградов, В.А. Загоруйко, А.Ю. Макагонов, О.О. Садлаев, Т.Ю. Брановицкая // "Магарач". Виноградарство и виноделие. — 2008. — №1. — С.25-27.

7. Переход красящих и фенольных веществ винограда в сусло и виноматериалы при различных способах экстракции / В.А. Виноградов, В.А. Загоруйко, А.Ю. Макагонов, Т.Ю. Брановицкая // "Магарач". Виноградарство и виноделие. — 2008. —№2. — С.31-33.

8. Влияние ферментного препарата "Треиолин опта" на эффективность экстракции фенольных веществ из кожицы винограда / В.А. Виноградов, В.А. Загоруйко, А.Ю. Макагонов, Э.Л. Зинкевич // "Магарач". Виноградарство и виноделие. — 2008. —№2. — С.36-38.

9. Об интенсивности окраски столовых красных вин Алуштинской долины Крыма / В.А. Виноградов, В.А. Загоруйко, А.Ю. Макагонов, Н.И. Аристова, Т.Ю. Брановицкая // "Магарач". Виноградарство и виноделие. — 2008. — №3. — С.28-30.

10. Розробка та впровадження енергозбер1гаючо1 технологи й установки для зброджу-вання виноградного сусла на м'язз1 / В.О. Виноградов, О.О. Садлаев, А.Ю. Макагонов, В.А. Бойко, Т.1. Всдершкова, Т.В. Кропша // "Магарач". Виноградарство и виноделие. — 2008. — №4. — С.35.

11. Влияние различных ферментных препаратов на экстракцию фенольных веществ при переработке винограда по красному способу/ В.А. Виноградов, А.Ю. Макагонов, В.А. Загоруйко, Т.Ю. Брановицкая, Э.Л. Зинькевич // Виноградарство и виноделие: сб. научн. тр. НИВиВ "Магарач",- Т. XXXIX . - 2009. - С. 86-89.

12. Энергосберегающая технология производства столового красного полусухого вина "Эврика" / В.А. Виноградов, В.А. Загоруйко, А.Ю. Макагонов, О.О. Садлаев, В.Д. Губанов // "Магарач". Виноградарство и виноделие. — 2009. — №3. — С. 32-34.

13. Влияние комбинированных методов обработки мезги на степень экстракции фенольных и красящих веществ из кожицы красных сортов винограда / В.А. Виноградов, В.А. Загоруйко, А.Ю. Макагонов, Т.Ю. Брановицкая // Виноградарство и виноделие: сб. научн. тр. НИВиВ "Магарач". - 2010. - Т.ХЬ. - С.75-78.

14. Изменение физико-химических показателей красных сухих виноматериалов при комбинированном использовании различных методов экстракции фенольных веществ /В.А. Виноградов, А.Ю. Макагонов, В.А. Загоруйко, А.М. Авидзба, Т.А. Жилякова, Н.И. Аристова // "Магарач". Виноградарство и виноделие. — 2010. —№4. — С.29-30.

15. Использование комбинированных способов экстрагирования фенольных веществ при производстве столовых вин различных типов /А.Ю. Макагонов, В.А. Виноградов, В.А. Загоруйко, Т.А. Жилякова, Н.И. Аристова // Виноградарство и виноделие: сб. научн. тр. НИВиВ "Магарач". - 2011. -Т.Х1Л. часть 1- С.68-71.

16. Влияние вибрационного воздействия на экстракцию фенольных веществ из кожицы винограда / В.А. Виноградов, В.А. Загоруйко, А.Ю. Макагонов, И.Г.Матчина, Т.Ю. Брановицкая// "Магарач". Виноградарство и виноделие. -2011. -№3. -С.29-31.

17. Экстракция фенольных веществ при низких температурах в процессе производства красных вин / В.А. Виноградов, В.А. Загоруйко В.А. Бойко, А.Ю. Макагонов, Т.Ю. Брановицкая // Виноградарство и виноделие: сб. научн. тр. НИВиВ "Магарач". — 2012. — Т.Х1Л1. — С.73-75.

18. Кинетика образования "шапки" при брожении мезги/ В.А. Виноградов, В.А. Загоруйко, А.Ю. Макагонов, О.О. Садлаев, Д.В. Ермолин // Виноградарство и виноделие: сб. научн. тр. НИВиВ "Магарач". -2012. - Т.Х1Л1. - С.75-77.

19. К вопросу о хранении вин в среде азота / В.А. Загоруйко, В.А. Виноградов, А.Ю. Макагонов, М.Ю. Шаламитский, Т.А. Жилякова, Н.И. Аристова // "Магарач". Виноградарство и виноделие. —2012. — №2. — С.36-37.

20. Влияние различных способов хранения красного столового вина на изменение физико-химических показателей / В.А. Виноградов, В.А. Загоруйко, А.Ю. Макагонов, Т.А. Жилякова, Н.И. Аристова // "Магарач". Виноградарство и виноделие. — 2012. — №4. — С.23-24.

21. Виноградов В.А. Изменение физико-химических показателей внноматериалов, приготовленных различными способами из винограда сорта Каберне-Совиньон / В.А. Виноградов, А.Ю. Макагонов II Виноградарство и виноделие: сб. научн. тр. НИВиВ "Магарач". — 2013. — T.XLIII. — С.81-82

22. Виноградов В.А.Сравнительная оцепка влияния нагревания и охлаждения мезги на показатели красных сухих внноматериалов / В.А. Виноградов, А.Ю. Макагонов И "Магарач". Виноградарство и виноделие. — 2014. — №3. — С.24-25 .

Тезисы докладов

23. Виноградов В.А. Энергосберегающая технология сбраживания сусла на мезге на установке нового типа / В.А. Виноградов, О.О. Садлаев, А.Ю. Макагонов // Сб. "Захаровские чтения, "Агротехнологические и экологические аспекты развития виноградо-винодельческой отрасли". Мат. научно-практ. конф., поев. 100-летию Е.И. Захаровой. 23-25 мая 2007. — Новочеркасск, 2007. - С.403-407.

24. Виноградов В.А. Совершенствование технологии и оборудования для производства красных столовых вин / В.А. Виноградов, А.Ю. Макагонов, О.О. Садлаев // Reflizari inovative ín domeniul viti vinicol: Ed. speciala a Conf. Intern. eonsacrate comemorarii т.е. ASM Petru Un-gurean ( 1894-1975). 18-19 sept. 2008: Luer. stiintifice / Inst. Nat. penru Viticultura si Vinificatie din. Rep. Moldova. — P. 249- 251.

25. Макагонов А.Ю. Енергозбер1гаюч1 технолопя та обладнання для виробництва чер-воних столових вин / А.Ю. Макагонов, В.О. Виноградов // Актуалын проблещи розвитку хар-чових виробництв, готелыюго, ресторанного господарств i торпвль Тези доп. всеукр. науко-во-практ. конф. молодих учених i студенпв 23 березня 2011 р. — Част. 1. —Харюв: ХДУХТ , 2011.-С. 358.

Другие издания

26. Виноградов В.А. Переработка винограда по красному способу: основные задачи и направления их решения / В.А. Виноградов, А.Ю. Макагонов, О.О. Садлаев И Сб. научн. тр. Крымск. отд. Укр. технолог, академии. — Т.П. — 2007. — С.113-137.

27. Виноградов В.А.Оценка эффективности различных способов экстракции феноль-ных и красящих веществ при приготовлении красных столовых вин / В.А. Виноградов, А.Ю. Макагонов // ВиноГрад. -2008. -№3. - С. 20-22.

28. Виноградов В.А. Технологическая оценка различных способов экстрагирования фенольных веществ при производстве красных вин / В.А. Виноградов, А.Ю. Макагонов II Сб. научн. тр. Крымск. отделен. Укр. технолог, академии. — T.IV. — 2009. — С.38-44.

29. Виноградов В.А. Оценка эффективности механических способов экстракции фенольных веществ при переработке винограда по красному способу / В.А. Виноградов,

А.Ю. Макагонов // Сб. научн. тр. Крьшск. отд. Укр. технолог, академии. — T.V. — 2010. — С.71-75.

30. Виноградов В.А. Разработка новых марок столовых вин на основе комбинированного применения различных способов экстракции / В.А. Виноградов, А.Н. Денисенко, А.Ю. Макагонов // ВиноГрад. - 2011. - №5. - С.54-57.

31. Изменение физико-химических показателей красного столового вина при различных способах хранения / В.А. Виноградов, А.Ю. Макагонов, Т.А. Жилякова, Н.И. Аристова // ВиноГрад. - 2012. - Спецвыпуск. - С. 60-63

Патенты

32. Пат. 82429 Укра'ша МПК С 12 G 1/02 (2006.1). Установка для зброджування сусла на м'язз1 / Садлаев О.О., Виноградов В.О., Бобров О.Г., Макагонов А.Ю.; заявник та власник: Садлаев О.О., Виноградов В.О., Бобров О.Г., Макагонов А.Ю. — № а2006 07652; заявл. 10.07.2006; опубл. 10.04.2008, Бюл.№7.

Технологические инструкции

33. Технолопчна шструкщя на виробництво вина ординарного столового натурального HaniBcyxoro червоного "Еврика". К.: Мшютерство аграрноТ полтки Укра'ши. TI 00011050275-2008-2.2008. Затв. 12.05.2008 р.-9 с.

Личный вклад соискателя в научных работах. Теоретический анализ литературных источников, написание и подготовка рукописи к публикации [1, 2], участие в проведении экспериментальных исследований, математическая обработка результатов эксперимента, написание статьи [3-31], теоретическое обоснование конструкции, проведете патентно-информационных исследований, участие в подготовке материалов и оформлении заявки на изобретение [32], теоретическое обоснование, проведение исследований, написание технологической инструкции [33].

АННОТАЦИЯ

Макагонов А.Ю. Совершенствование технологии и оборудования для производства красных вин. — Рукопись.

Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук по специальности 05.18.05 - технология сахаристых веществ и продуктов брожения.- Национальный институт винограда и вина "Магарач", Ялта, 2014.

Диссертационная работа посвящена усовершенствованию технологии и оборудования для производства красных столовых вин.

На основании исследований установлены закономерности экстрагирования феноль-ных, в том числе красящих веществ из кожицы винограда при использовании различных технологических приемов. Показано, что наиболее эффективными методами являются нагревание мезги при температуре 60 °С, обработка мезги ферментными препаратами, обработка мезги с помощью низкочастотного вибрационного воздействия, брожение сусла на мезге с периодическим погружением "шапки". Установлено, что комплексное использование различных способов экстракции значительно повышает эффективность извлечения фенольных ве-

еств. Наилучшие результаты получены при комплексном использовании низкочастотной ибрации (в течение 5 мин.), нагревания мезги (температура 60°С) и ферментной обработки езги - степень извлечения фенольных веществ и антоцианов от технологического запаса со-авляет 85-94 %.

Исследована динамика экстрагирования и получены закономерности изменения массовых онцентраций фенольных веществ, в том числе и антоцианов, при брожении сусла на мезге и ранении виноматериалов.

Исследована динамика изменения фенольных и красящих веществ из кожицы винограда при бработке мезги с помощью низкочастотного вибрационного воздействия. Проведена оценка опыт-ых и производственных красных вин по интенсивности окраски. Получены зависимости интенсив-ости окраски от значений массовых концентраций фенольных веществ и антоцианов.

Разработана, изготовлена и прошла приемочные испытания энергосберегающая техноло-я и экспериментальная установка сбраживания сусла на мезге периодического действия УСМ. кономический эффект от внедрения установки УСМ составил 914,348 тыс. грн. в год.

Разработана новая марка и технологическая инструкция на производство столового полусу-ого красного вина "Эврика". Выработано и реализовано за период 2007-2013 гг. 9027,7 дал вина. На онкурсе вин "А1ХО-80РТ-2008" вино "Эврика" отмечено золотой медалью.

Ключевые слова: фенольные вещества, антоцианы, экстрагирование, виноматериалы, ехнология, оборудование, интенсивность окраски.

АНОТАЦШ

Макагонов А.Ю. Удосконалення технологи та обладнання для одержання червоних ин. - Рукопис.

Дисертащя на здобутгя наукового ступеня кандидата техшчних наук за спещальшстю 5.18.05 - технолопя цукристих речовин I продукпв бродиння. - Нацюнальний шститут виног-аду 1 вина "Магарач", Ялта, 2014.

Дисертацшна робота присвячена вдосконаленню технологи та обладнання для виробниц-ва червоних столових вин.

На шдстав1 дослщжень встановлеш закономерное™ екстрагування фенольних, у тому чи-л1 барвних, речовин з4 шюрочки винограду при використанш р!зних технолопчних прийом1в. оказано, що найбшып ефективними методами с нагр1вання мезги при температур! 60 °С, оброка мезги ферментними препаратами, обробка мезги за допомогою низькочастотного в1бращй-ого впливу, бродшня мезги з перюдичним зануренням "шапки". Установлено також, що ком-лексне використання р1зних способов екстракпи значно шдвищуе ефектившсть вилучення енольних речовин. Найкраин результата отримаш при комплексному використаши низькочас-отно В1брацп (протягом 3 хв.), нагревания мезги (температура 60 °С) ! ферментно'1 обробки езги - ступшь вилучення фенольних речовин 1 антощашв вщ технолопчного запасу становить 5-94%.

Дослщжено динамку екстрагування та отримаш законом1рносп змши масових концент-ащй фенольних речовин, у тому числ1 й антоциашв, при бродшш сусла на мезз1 та зберцанш иноматер1ал1в. Установлено, що зниження масових концентрацш фенольних 1 барвнимв пщ час родшня сусла на мезз1 не залежить вщ сорту винограду й попередньо! обробки мезги для екст-акцп цих речовин з! шюрочки винограду. Кшьюсть фенольних 1 барвнимв втрачена в процесс родшня, визначаеться тшьки абсолютним значениям масових концентрацш, отриманих при кстрагуванш мезги тим або шшим способом.

Дослщжено динамжу змши фенольних 1 барвшшв 31 шгарочки винограду при обробщ езги за допомогою низькочастотного в1брацшного впливу. Проведено ощнку дослщних I виро-ничих червоних вин за ¡нтенсившстю забарвлення. Отримано залежносп ¡нтенсивносп забарв-ення вщ значень масових концентрацш фенольних речовин ! антощашв.

Розроблена, виготовлена й пройшла приймалып випробування енергозбершаюча технологи й експериментальна установка для зброджування сусла на мезз1 перюдично! дп УСМ. Еконо-М1чний ефект вщ впровадження установки УСМ склала 914,348 тис. грн. в piK. Розроблено нова марка i технолопчна шструкцк на виробництво вина столового HaniBcyxoro червоного "Эврша".

Ключов1 слова: фенольш речовини, антощани, екстрагування, виноматер1али, техноло-пя, обладнання, штенсивтсть забарвлення.

ANNOTATION

Makagonov A. Yu. Improvement of Technology and Equipment for Red Wine Production. Manuscript.

Thesis for the Degree of Candidate of Technical Sciences in Speciality 05.18.05 - Technology of Sacchariferous Substances and Fermentation Producs. - National Institute for Vine and Wine "Maga-rach", Yalta, 2014.

The Thesis is concerned with the improvement of technology and equipment for red table wine production.

The research done revealed regularities governing the extraction of phenolic substances, including coloring agents, from grape skins by using various working methods. The heating of the grape crush at 60 °C, the treatment of the grape crush with enzyme preparations, the treatment of the grape crush with low-frequency vibration, and the on-skins fermentation with punching down the cap periodically were found to be the most efficient ones. It was discovered that a complex use of various extraction methods considerably increased the effectiveness of the extraction of phenolic substances. The best results were obtained by the complex use of low-frequency vibration for 3 min, the heating of the grape crush at 60 °C, and the treatment of the grape crush with enzyme preparations, the extent of the extraction of phenolic substances and anthocyanins being 85-94% of the technological reserve.

The extraction dynamics was studied, and regularities governing changes in the mass-concentrations of phenolic substances, including anthocyanins, during the on-skins fermentation and wine material storage were established.

The dynamics of changes in phenolic and coloring substances from grape skins as affected by low-frequency vibration was also studied. Experimental wines and those produced under industrial conditions were assessed for the color intensity. The dependencies of the color intensity on the numerical values of the mass-concentrations of phenolic substances and anthocyanins were obtained.

An energy-saving technology and an experimental batch-mode unit for on-skins fermentation (УСМ) were designed, embodied and passed the acceptance trials. The annual cost-effectiveness achieved by using the unit on an industrial scale made 914.348 thousand hryvnas. A new brand of semi-dry red wine ("Evrika") and the process message for its production were developed. A total of 9027.7 dal of that wine was produced and saled over the period of 2007-2013. The brand "Evrika" won a gold melal at the wine competition "ALCO-SOFT-2008".

Keywords: phenolic substances, anthocyanins, extraction, wine materials, technology, equipment, color intensity.

Подписано в печать 22.10.2014 г.

Формат 60x90x16 Бумага печатная. Печать ризограф. Услов. печ. Листов 1,9; тираж 100 экз. заказ № 43

Печатная группа Национальный институт винограда и вина "Магарач" 298600, г. Ялта, ул. Кирова, 31