Тема 1.3. Використання діоксину сірки у виноробстві

Мета

навчальна: вивчити характеристику SO2 і якими способами його задають в продукт.

виховна: виховувати зацікавленість дисципліною, прагнення отримувати нові знання.

розвиваюча: розвивати уміння користуватися всіма доступними джерелами знань.

План

1. Властивості діоксину сірки, які використовуються у виноробстві антимікробні, антиокислювальні, екстрагуючи та інші.

2. Норми діоксину сірки для сусла та мезги, для виноматеріалів та вин, фактори які впливають на дозування.

3. Способи запровадження діоксину сірки у продукт: окурювання та сульфітація

4. Замінник діоксину сірки: сорбінована кислота, аскорбінова кислота.

Література

1. Валуйко Г.Г. Технологія вина: підручник для студентів вищих навчальних закладів / Г.Г. Валуйко, В.А. Домарецький, В.О. Загоруйко. – К.: Центр навчальної літератури, 2003. – 592 с.

2. Мальцев П.М. Общая технология бродильных производств: Учебник для студентов высших учебных заведений /П.М. Мальцев. – М.: Пищ. пром-сть, 1980. – 560 с.

3. Виноградарство і виноробство: Навч. посібник /Ф.І. Малик, В.А. Домарецький, В.М. Ісаєнко та ін. – К.: ІСД0, 1994. –304 с.

4. Справочник по виноделию /Под. ред. Г.Г. Валуйко. – М.: Агропромиздат, 1985. – 447 с.

1. Властивості діоксину сірки, які використовуються у виноробстві антимікробні, антиокислювальні, екстрагуючи та інші.

Діоксид сірки (Sulphur Dioxide, E220) - безбарвний газ неприємного запаху, який використовується в харчовій промисловості як консервант, що запобігає розмноженню грибків і мікроорганізмів. У високій концентрації цей газ небезпечний для здоров’я.

2 – антисептик. При введенні SО2 у сусло, мезгу або виноматеріал, SО2 вбиває бактерії та дикі дріжджі. Ця властивість використовується при освітлені сусла перед бродінням, при бродінні сусла, а також при лікуванні вин.

Діоксид сірки у виноробстві застосовують на усіх етапах технологічного процесу. У сучасному виноробстві діоксид сірки (у вигляді газу, порошку або водного розчину) використовується відразу на 4-х етапах промислового виробництва вина: при зборі врожаю, пресуванні ягід, бродінні (ферментації) та розливу по пляшках.

При зброджуванні сусла на мезги як побічний продукт виділяється діоксид вуглецю (СО2). За розрахунками, об’єм виділеного діоксиду вуглецю в 30-60 разів перевищують об’єм бродячого сусла.

Діоксид вуглецю є інертним без цвітний газ, що має злегка кислуватий запах і смак, важче за повітря (при температурі 20°С і тиску 101,3 кПа його щільність складає 1,839 кг/м3). При протіканні процесів окислення і гниття газоподібний СО2 утворюється і скрапливаєтся в приямках мезго- і суслосбірників, в підземних резервуарах, у вигрібних ямах, оглядових і каналізаційних колодязях, колекторах, в спорудженнях місткостей каналізаційних очисних станцій

Двооксид сірки в суслі або вині знаходиться в чотирьох формах: газоподібного SО2, недисоційованої сірчистої кислоти H2SO3, іонів бісульфіту HSO3 - і сульфіту SO32-.

Сірчиста кислота (Н2S03) в продукті міститься у вільній і пов’язаній формах. В першу чергу сірчиста кислота зв’язується з ацетальдегідом, потім – з цукрами арабінозою і глюкозою, вищими альдегідами, з кетокислотами, фенольними, азотистими і іншими речовинами. Суму вільної і пов'язаної сірчистої кислоти називають загальною. Виражають кількість сірчистої кислоти в мг/дм3 в перерахунку на SО2.

У технології виноробства використовують антимікробні, антиокислюючі, екстрагуючи та інші властивості SО2.

Антимікробну дію має тільки вільна Н23, звана активною. Сірчиста кислота дифундує в мікробіальну клітину, блокує ферменти, порушує обмін речовин, і в результаті мікробіальні клітини припиняють свою життєдіяльність, тобто відмирають. Крім того, сірчиста кислота пригнічує життєдіяльність дріжджів, бактерій і плісеней.

Кількість активної сірчистої кислоти в продукті залежить від температури і рН. З підвищенням температури і зменшенням рН зміст активної сірчистої кислоти збільшується.

Розвиток дріжджів затримується при змісті активної сірчистої кислоти в продукті близько 10 мг/дм3. Оцтокислі і молочнокислі бактерії є чутливими до дії SО2, ніж дріжджі.

Екстрагуючи здатності активної сірчистої кислоти пов’язана з пригніченням життєдіяльності рослинних клітин, наприклад клітин шкірки виноградної ягоди, внаслідок чого з клітин переходять в сусло розчинні речовини (ароматичні, фенольні).

У присутності SО2 під час спиртового бродіння в суслі збільшується зміст гліцерину. При своєчасному застосуванні і правильно розрахованій кількості SО2 в ході технологічного процесу помітно змінюються букет і смак вина. При високих дозах SО2 в суслі при бродінні накопичується Н2S, а в провині з’являються неприємний запах і специфічний присмак.

2. Норми діоксину сірки для сусла та мезги, для виноматеріалів та вин.

Шкідлива не сама наявність сульфітів, а їх кількість в напої. Відповідно до стандартів США максимально допустима концентрація діоксиду сірки у вині - 400 мг/л. В Європейському Союзі виробники не зобов’язані зазначати кількість сульфітів. Відсутність відповідної написи вводить в оману покупців, які вважають, що всі європейські вина не містять діоксиду сірки. Насправді це не так.

Навіть стандарти виробництва органічних вин (екологічно чистих) допускають наявність сульфітів. Але їх концентрація нижче - від 10 до 210 мг/л у залежності від стандарту.

Розрізняють норми діоксиду сірки для сусла і мезги, для виноматеріалів і вина.

Сусло і мезга – сприятливе середовище для розвитку мікроорганізмів, в них багато і окислювальних ферментів. Для пригнічення життєдіяльності мікроорганізмів і інактивації окислювальних ферментів застосовують підвищені норми SО2. Для мезги і сусла норми SО2 залежать від міри зрілості і санітарного стану винограду, величини рН і температури сусла.

Застосовують наступні дозування діоксиду сірки для сусла і мезги: при рН 3-3,2 – 50 мг/дм3, при 3,3-3,5 – від 50 до 75, при рН понад 3,5 100 мг/дм3, а при рН 3,9 і вище мезгу і сусло підкисляють винною кислотою. Коли виноград сильно пошкоджений і його температура вище 20°С, доза SО2 доводиться до 150-200 мг/дм3.

При виробництві білих столових та шампанських виноматеріалів сульфітують мезгу з розрахунку 50 мг/кг і решта кількості SО2 вводять в сусло при його освітленні. При виробництві червоних столових вин з бродінням мезги і кріплених виноматеріалів усю кількість SО2 вводять в мезгу. Дозування діоксиду сірки у виноматеріалах залежить від їх хімічного складу і стану.

У виноматеріалах антимікробні властивості має етиловий спирт, а анти окислювальними властивостями – фенольні речовини.

Для білих столових виноматеріалів доза SО2 становить 30 мг/дм3, а для червоних столових, в яких багато фенольних речовин, - 10-15 мг/дм3, в кріплених виноматеріалах спостерігаються високий вміст спирту і підвищена кількість дубильних речовин, їх сульфітують до загального змісту SО2 50-60 мг/дм3. Для інфікованих виноматеріалів дозу SО2 збільшують до 60 мг/дм3, а для хворих – до 100 мг/дм3.

Для столових виноматеріалів із залишковим цукром для запобігання повторному бродінню дозування діоксиду сірки підвищують до 150 мг/дм3. У провині (при випуску його в реалізацію) доза SО2 нормується.

При переробці здорового, кондиційного винограду доза SO2 при відстоюванні сусла не перевищує 120 мг/дм3. При більш високих дозуваннях SO2 (порядку 120-150 мг/дм3) збільшується утворення альдегідсірчистої кислоти при наступному бродінні сусла. Надалі під час витримки вина зменшується вміст в ньому вільної сірчистої кислоти і відбувається розпад альдегідсірчистої. У результаті звільняються альдегіди і підвищується їхній вміст у вині, що негативно позначається на якості білих столових вин і шампанських виноматеріалів. Тому при відстоюванні сусла, яке йде на приготування цих вин, бажані низькі дозування SO2 (50-75 мг/дм3), що істотного не впливає на утворення альдегідів. Велику кількість SO2 вводять тільки у виняткових випадках, коли сусло отримане з гнилого винограду і містить багато окисних ферментів, які підлягають інактивації.

3. Способи запровадження діоксину сірки у продукт: окурювання та сульфітація

У практиці виноробства застосовують два способи введення: обкурювання і сульфітацію.

Для обкурювання спалюють сірку або сірчаний гніт. При згоранні сірка споживає кисень і утворюється в 2 рази більше SО2. Обкурювання застосовують для стерилізації великих місткостей і виробничих приміщень.

Для сульфітації застосовують рідкий хімічно чистий діоксид сірки з температурою кипіння мінус 10°С, щільністю 1,3830 при температурі 20°С. Діоксид сірки поступає на виноробні підприємства в сталевих балонах на 25 і 50 кг SО2.. З рідкого діоксиду сірки готують робочі розчини з концентрацією від 0,1 до 5 %.

При сульфітації сусла розчином SO2 заздалегідь готують концентрований розчин, який потім вводять у відстійники в строго визначеній кількості згідно розрахунку. При цьому в основній масі сусла, що надходить на відстоювання, після заповнення резервуара на 90% його загальної місткості має бути точно забезпечена потрібна кількість SO2. Після заповнення резервуара сусло старанно перемішують для рівномірного розподілу SO2.

Для стерилізації устаткування, місткостей, інвентарю SО2 розчиняють у воді, для сульфітації сусла і мезги – в суслі, для сульфітації виноматеріалів – у виноматеріалах.

Робочі розчини готують в напірних місткостях, а необхідну кількість SО2 для їх приготування визначають по спаду маси балона з SО2. Для розрахунку сульфітації відмірюванням рідкого SО2 щільність його приймають за 1,4 (1 дм3 - 1,4 кг).

Для сульфітації продукту застосовують сульфодозувальні апарати безперервної. Для сульфітації невеликих об’ємів продукту або великих об'ємів невеликими дозами без переливки робочими розчинами або рідким SО2 застосовують сульфітометри – мембранний сульфітометр (СМ-3) системи С.Г. Воробйова.

Для сульфітації продукту застосовують і метабісульфіт калію К2S2О5 – кристалічний порошок білого кольору, легко розчинний у воді, суслі і виноматеріалах. Під дією кислот розкладається з виділенням SО2:

К2S2О5 + 2Н2С4Н4О6 2SО2 + 2КНС4Н4О6 + Н2О.

Вихід SО2 приймають за 50% мас метабісульфіту. Застосовують у вигляді робочого розчину для сульфітації продукту з розрахунку не понад 150 мг/дм32.

При усіх способах сульфітації продукт, що сульфітується, ретельно перемішується для рівномірного розподілу SО2 в усьому об’ємі.

Існують наступні способи сульфітації:

- Сульфітація сірчистими ґнотами.

- Рідким сірчистим ангідридом – він являє собою рідкий газ у сталевих балонах вагою 25-50кг. Розраховують необхідну або потрібну кількість 802. Балон кладуть на терези, відвідний шланг від балетна занурюють в місткість з вином або суслом, зважують необхідну кількість.

- Робочими розчинами. Робочі розчини готують на суслі, вині або воді. Водяні робочі розчини використовують тільки для миття ємкостей, шлангів, склопроводів тощо.

4. Замінник діоксину сірки: сорбінована кислота, аскорбінова кислота.

Не дивлячись на позитивні властивості SО2, дози його застосування обмежені, тому що негативно впливають на здоров'я, і при високих дозах у винах відчувається смак сірки. Але знайти такий же консервант не вдалося.

Сорбінова кислота (CH3-CH=CH-CH=CH-COOH). Білий кристалічний порошок, погано розчинний  в води, суслі та у виноматеріалах, добре розчинний у спирту.

Сорбінова кислота пригнічує життєдіяльність дріжджів та пліснявих грибів, але практично не затримує розвитку бактерій, не володіє антиоксидазною та антиокислювальною діями. Застосовують її для консервування столових сухих, напівсухих, напівсолодких і десертних напівсолодких вин.

Для консервування столових вин готують 5%-ві водні розчини сорбіту натрію. В 1 дм3 гарячої води, температурою 50-60°С, розчиняють 75г двовуглекислої соди, та в луговий розчин, невеликими порціями, додають 50г сорбінової кислоти.

Для консервування десертних напівсолодких вин готують 10%-ний розчин сорбінової кислоти у спирті-ректифікаті.

При введенні робочих розчинів у вино, можлива кристалізація сорбінової кислоти, тому їх вводять тоненькими цівками при постійному помішуванні протягом 20-30 хвилин.

Сорбінова кислота у вині самоокислюється, споживається бактеріями і вино може придбати тони герані. Вона може утворювати у вині осад у вигляді залізистого сорбіту або сорбіту кальцію. Для захисту сорбінової кислоти від окислення та руйнування бактеріями, її вводять разом з SО2 незадовго до розливу в пляшки. Ця кислота дозволяє знизити дозу SО2. Максимально допустима її доза в вині 250 мг/дм3.

Аскорбінова кислота (вітамін С) – дрібнокристалічний білий або сірувато- жовтий порошок з кислим смаком, без запаху.

Вміст основної речовини повинен бути не менш ніж 97%, вологи – не більш ніж 0,3%. Добре розчиняється в воді, вині і спирті. Аскорбінова кислота володіє антиокислювальною дією більш ніж SО2, але не володіє антимікробною властивістю. Застосовується при виготовленні експедиційного лікеру, для шампанських вин разом з SО2.

5-НФА. Запропонована у Чехословаччині. За своєю токсичністю наближається до токсичності SО2, але за антимікробною дією значно вища.

Доза 5-НФА 5-10мг/дм. Не володіє антиокислювальною дією і повністю замінити SО2 не може. Застосовується для біологічної стабілізації вин перед розливом їх у пляшки.