Тема 1.6. Підброджування і спиртування сусла та мезги  

Мета

навчальна: засвоїти основні етапи підброджування та спиртування сусла та мезги.

виховна: виховувати зацікавленість дисципліною, прагнення отримувати нові знання з теми.

розвиваюча: розвивати уміння користуватися всіма доступними джерелами знань.

План

1. Підброджування сусла та мезги для міцних виноматеріалів.

2. Спиртування сусла та мезги.

3. Класифікація етилового спирту за видами сировини та ступені очистки від домішок.

4. Теоретичні основи спиртування.

5. Технологічні терміни та засоби спиртування сусла та мезги.

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.

5. Закон України «Про виноград та виноградне вино» (із змінами та доповненнями) N 2662-IV від 16 червня 2005 року.

6. ДСТУ 4221:2003 «Спирт етиловий ректифікований».

7. ДСТУ 4181:2003 «Спирт етиловий ректифікований і спирт етиловий - сирець.  Правила приймання і методи випробовування».

1. Підброджування сусла та мезги для міцних виноматеріалів.

Мета підброджування сусла – збродити частину цукру, накопити в суслі спирт і вторинні продукти бродіння. Між кількістю збродженого цукру і якістю виноматеріалу існує пряма залежність: чим більше збродить цукор, тим більше утворюється спирту і вторинних продуктів, тим вище якість виноматеріалу. Підброджують сусло до моменту спиртування, показники якого визначають розрахунковим методом або визначають по таблицях.

При виробництві міцних та десертних вин сусло зброджують неповністю, а тільки частково підброджують. Чим більше утворюється спирту за рахунок підброджування, тим буде більше вторинних продуктів спиртового бродіння, утворюються більш якісні вина.

Сусло підброджують періодичним способом у великих місткостях і в потоці в бродильних установках.

Для підбродження періодичним способом великі місткості заповнюють суслом на 90 % їх місткості з урахуванням додавання розводки ЧКД (2-3 %) і спирту. За підброджуванням сусла ведуть систематичний контроль для своєчасного визначення моменту спиртування і припинення бродіння. До показників моменту спиртування відносяться щільність сусла, зміст в нім спирту і цукру. Щільність сусла визначають через кожні 6 годин на початку підброджування. При наближенні моменту спиртування в суслі визначають зміст спирту і цукру через кожну годину

Для підброджування сусла в потоці застосовують бродильні установки з регульованою швидкістю потоку («Молдавська», ВБУ-4Н). Швидкість потоку регулюють з таким розрахунком, щоб на виході з останнього резервуару в суслі містилося стільки спирту і цукру, скільки їх має бути до моменту спиртування.

Підброджування мезги. Мезгу підброджують для повнішого екстрагування ароматичних і екстрактних речовин з твердих елементів ягоди. Кількість зброджуваного цукру під час підброджування мезги залежить від початкової цукристості сусла і типу виноматеріалів, що готуються. При приготуванні виноматеріалів для десертних вин сусло відділяють від мезги вже при перших ознаках бродіння, коли устигає збродити 1 г/100 см³ цукру. При виробництві білих і рожевих портвейнів зброджують 3-5 г/100 см³ цукру в мезги. Для приготування червоних портвейнів мезгу

2. Спиртування сусла та мезги.

Спиртування – внесення в виноматеріали чи інші напівпродукти виноробства ректифікованого етилового спирту в суворо визначених кількостях. Спиртування є обов’язковим у виробництві кріплених (спиртованих) вин.

Коли суслі, яке повільно бродить залишається цукор приблизно до кондиції готового вина з розрахунку розбавлення спирту (на 1,5 г/100см³), бродіння зупиняють спиртуванням спиртом-ректифікатом. Він буває:

1) спирт екстра – міцність не нижче 96,5% об.

2) спирт вищої очистки – 96,2% об. 3) спирт першого сорту – 96% об.

Спиртування сусла. Спиртують сусло яке бродить для припинення спиртового бродіння і приготування кондиційного за змістом спирту і цукру виноматеріалу. При спиртуванні дріжджі відмирають. На відмирання дріжджових клітин впливають спирт і цукор. Середовище з вмістом цукру 80 г/100 см³ або 18 % об. спирту не зброджується, 1 г/100 см³ цукру приймають за одну консервуючу одиницю, а 1 % об. спирту – за 4,5 консервуючої одиниці.

Дріжджі відмирають і бродіння припиняється, якщо в суслі буде 80 і більше консервуючих одиниць. Для спиртування застосовують ректифікований етиловий спирт (очищений від домішок).

Спирт має бути прозорим, безбарвним, без сторонніх запахів і присмаків.

Спирт враховують в дал безводного спирту в перерахунку на температуру 20°С. Відпускають його у виробництво через мірники спиртоприймального відділення. Етиловий спирт вогненебезпечний, а його пари з повітрям утворюють вибухову суміш. У спиртосховищі і спиртоприймальному відділенні дотримують правила пожежного захисту і техніки безпечної роботи.

При змішуванні спирту з водою відбувається стискування об’єму, так звана контракція, і виділяється теплота. Величина стискування залежно від концентрації спирту була вивчена Д. І. Менделєєвим. У міру підвищення концентрації спирту стискування суміші збільшується, досягаючи максимальної величини при 53-56 % об. (45,3-48,2 %), а потім зменшується.

Краще усього спирт задавати у нижню частину ємкості з суслом з одночасним перемішуванням для кращої асиміляції. Спирт легше Н₂О, він піднімається у верхню частину, тому можливі великі втрати спирту. Добре перемішують увесь об'єм, установлено, що 1% об спирту дорівнює 4,5 консервуючої одиниці. 1 г/100см³ дорівнює 1 консервуючій одиниці. Якщо у сірці утримується 80 консервуючих одиниць, то таке середовище стійке до повторного зброджування. Це правило Делле. У процесі спиртування відбувається зменшення об’єму (контракція). Величина контракції дорівнює 8% на кожний дал влитого а/а або 0,08% на кожний градус підвищення міцності в об'ємі купажу. Це явище спостерігається у зв'язку з різницею будови молекул спирту і Н₂О. При спиртуванні відбувається велике виділення тепла. Спиртування підброджуваного сусла проводять на 1,5-2% об вище, ніж кондиції готового вина з розрахунку втрати спирту при витримці та обробці виноматеріалу. Спиртування сусла проводять двома способами: внесення спирту одноразово та у декілька разів. При першому способі спиртують сусло у кінці підброджування. При приготуванні десертних вин, особливо вищої якості, спирт вносять до підброджування до 4-5% об, під час підброджування та у кінці підброджування. При такому способі спиртування зберігаються ароматичні речовини та скоріше проходить асиміляція спирту.

Основна технологічна вимога до процесу спиртування – забезпечення швидкої і повної асиміляції спирту у вині, тобто досягнення розчином такого стану, при якому спирт перестає відчуватися в смаку й ароматі. Асиміляції спирту сприяє поступове, порціонне внесення його в матеріал, який спиртують. Асиміляція значно прискорюється, якщо спиртування проводять не рідким спиртом, а його парами (дифузійний спосіб). Чим скоріше проходить дисоціація комплексів молекул, спирту і води, що утворяться при спиртуванні, тим швидше спирт асимілюється вином.

Спиртування мезги

При виробництві окремих типів вин вдаються до прийму спиртування підброджуваної мезги. Це дозволяє повніше вилучити дубильні, фарбувальні та ароматичні речовини, вина стають повними, екстрактивними з яскраво вираженим букетом. Спиртування мезги проводять у момент підброджування та у кінці (на момент спиртування) ретельно перемішують масу. За підброджуванням ведуть нагляд, щоб не згаяти момент спиртування мезги.

Великі втрати спирту – 6% на випарування, 6% на вливання. Після спиртування мезгу залишають при необхідності на 10 - 12 дн., відокремлюють самотік, мезгу пресують. Спиртування мезги проводять при виробництві таких червоних марочних вин, як Бердянське, Еким-Кара (Чорний лікар) та інші.

3. Класифікація етилового спирту за видами сировини та ступені очистки від домішок.

Етиловий спирт (СН₃СН₂ОН) – безбарвна легкозаймиста рідина з характерним запахом, щільність пари (по повітрю) 1,6 кг/м³. Температура кипіння 78,3°С, спалахи - 13°С, самозаймання – 494°С, межі висаджувань в повітря та в суміші з повітрям 3,23 - 20,0%.

Залежно від вмісту домішок і міцності спирт етиловий ректифікований випускають наступних сортів: «Люкс», «Екстра», вищої очистки, 1-го сорту.

Спирт етиловий ректифікований представляє собою прозору безбарвну рідину з характерним алкогольним запахом і пекучим смаком, у значних дозах отруйний.

Згідно нормативної документації застосовується наступна класифікація етилового спирту:

1. Етиловий спирт-сирець.

2. Спирт етиловий ректифікований.

3. Спирт етиловий питний 95%-й.

Залежно від виду сировини спирт поділяють на харчовий і технічний. Технічний спирт виробляють з деревини і нафтопродуктів шляхом хімічного гідролізу. Його використання для харчових цілей заборонене.

Залежно від ступеня очищення спирт етиловий ректифікований випускають трьох сортів: екстра (з кондиційного зерна) міцністю 96,5%об., вищої очистки 96,2%об, 1-го сорту 96% об., спирт етиловий питний випускають міцністю (95±0,2)%об.

Питний етиловий спирт виробляють шляхом розбавлення пом’якшеною водою спирту-ректифікату вищої очистки до міцності 95%. Такий спирт прозорий до блиску, безколірний, містить сивушних масел не більше 4мг в 1 л безводного спирту, альдегідів – не більше 4мг, ефірів – не більше 30мг в 1л безводного спирту. Кількість цих речовин нормується стандартом в різних сортах спирту.

4. Теоретичні основи спиртування.

Технічні прийоми спиртування не складні і зводяться до забезпечення швидкого і рівномірного розподілу спирту у всій масі матеріалу, який спиртують. При спиртуванні сусла, що бродить, спирт вводять на дно ємкості спеціальним шлангом – розподіл спирту в такому випадку відбувається швидко і рівномірно. При спиртуванні виноматеріалів або сусла вносять розраховану кількість спирту і після герметизації ємкості суміш ретельно перемішують. Після перемішування відбирають проби з верхньої і нижньої частин резервуара. При неоднаковій міцності в шарах перемішування повторюють.

З метою призупинення процесів бродіння сусла та забезпечення необхідних кондицій вина в зброджуване сусло вводиться ректифікований спирт. Момент введення спирту визначається лабораторією, згідно необхідних якісних показників виноматеріалу. Розрахунок кількості необхідного для спиртування ректифікованого спирту проводиться по формулі:

де X - кількість спирту, яку необхідно добавити у виноматеріал, дал; А - кількість сусла або вина, що спиртується, дал; Б - очікувана (необхідна) концентрація спирту у вині, % об.; Г - концентрація ректифікованого спирту, який додається, %об.

В процесі спиртування при взаємодії виноматеріалу із спиртом відбувається стиснення об'єму спиртованої суміші, яка називається контракцією. На величину контракції впливають також цукри, екстрактивні та інші речовини. Величина контракції, тобто зменшення об'єму спиртованої суміші, коливається у невеликих межах і дорівнює – 0,08 % об'єму суміші на кожний 1 % об. підвищення міцності вина.

Після бродіння по мірі відстоювання виноматеріали використовуються в купажах, а осад дріжджів і гущу направляють на пресування і утилізацію. Вміст спирту в виноматеріалах при натуральному бродінні для міцних вин в період спиртування повинен бути не нижче 4,2 % об., для десертних вин − 1,2 % об.

Розрахунок моменту внесення спирту в сусло, що бродить, зручніше за все проводити по формулі Жарова. З її допомогою можна одержувати вина заздалегідь заданих кондицій по спирті й цукру:

                                                                                        В = А + Б                                                           

де А – кількість спирту, дал; Б – кількість сусла, що бродить, дал; В – кількість отриманого вина, дал; а – міцність готового вина, % об; а₁ – міцність спирту, % об; С – сахаристість готового вина, %; С₁ – сахаристість винограду, %; С₂ – сахаристість вина, що бродить, на момент спиртування, %.

5. Технологічні терміни та засоби спиртування сусла та мезги.

В залежності від типу одержуваного вина і цілей спиртування спирт вводять на різних стадіях технологічного процесу.

Розрізняють два технологічні терміни спиртування: на стадії зброджування сусла і на стадії купажування виноматеріалів. При спиртуванні зброджуваного сусла спирт асимілюється швидше і повніше, ніж при спиртуванні купажу.

Щільність безводного спирту нижча за щільність сусла, і він концентрується у верхньому шарі. Для рівномірного розподілу спирту в усьому об'ємі продукту потрібне перемішування, яке прискорює асиміляцію спирту, гарантує відмирання усіх дріжджових клітин.

Спиртування викликає денатурацію білкових речовин і посилює кристалізацію винного каменю в суслі і виноматеріалі.

Спиртування на м‘яззі з наступним настоюванням застосовують у виробництві деяких червоних десертних вин, наприклад високоякісного вина Кюрдамир. Однак цей прийом зумовлює підвищені втрати спирту.

Попереднє спиртування сусла перед бродінням до міцності 4–5 % об. застосовується у виробництві десертних вин. Такий прийом дозволяє уникнути утворення небажаних продуктів життєдіяльності шкідливих мікроорганізмів на самому початку бродіння, однак він теж приводить до підвищених втрат спирту.

Спиртування сусла під час бродіння проводять при одержанні десертних вин з таким розрахунком, щоб зупинити процес у той момент, коли будуть досягнуті потрібні кондиції по вмісту залишкового цукру і спирту, що утворився в результаті бродіння і доданого при спиртуванні.

Спиртування виноматеріалів широко застосовується для використання їх потім у купажах для забезпечення потрібних кондицій вина.

Спиртування свіжого сусла проводять для одержання мистелів, які використовуються у вигляді купажованих матеріалів для десертних вин.

Об’ємна частка – це кількість етилового спирту (см³), що міститься в 100 см³ вина. Ця величина виміряється при температурі 20°С и позначається у відсотках. Об’ємна частка спирту у винах різних типів варіює від 9 до 20% об.

Для визначення кількості спирту, необхідного для запобігання заброджуванню, користуються емпіричним правилом Делле, що полягає в наступному. Дослідним шляхом установлено, що вакуум-сусло не бродить, якщо воно містить цукор у кількості 80 г і більш на 100 дм³. Не бродять і середовища з вмістом спирту 18% об. і більш. Дія одного концентраційного відсотка цукру прийнято за одну одиницю, що консервує. Отже 1% об. спирту містить 80/18 = 4,5 одиниці, що консервує. Щоб виноматеріал чи вино не заброджували, вони повинні містити не менш 80 одиниць, що консервують – такі вина називають технологічно стійкими. Отже, якщо забезпечується умова (4,5а + З)/80³1, (де а – вміст спирту, % об.; С – вміст цукру, г/100см³, то виноматеріал технологічно стійкий.

Спиртування зброджуваного сусла здійснюють двома способами: внесенням необхідної кількості спирту в один прийом і внесенням спирту в декілька прийомів.

При першому способі спиртують сусло у кінці подбраживания у великих місткостях, обладнаних мірними стеклами і механічними мішалками або насосами. Розрахункову і відміряну кількість спирту вводять в сусло на дно місткості і перемішують. Перемішування припиняють, коли зміст спирту в середніх пробах, узятих з трьох шарів сусла по висоті резервуару, буде однаковим і відповідати розрахунковим кондиціям. Після першого перемішування рідина розшаровується і концентрація спирту у верхньому шарі сусла підвищується. З цієї причини перемішування повторюють ще  2 рази через кожні 8 годин.

Для спиртування сусла в потоці застосовують дозатор спирту СПД-1500М.

При другому способі спирт вводять в два або три прийоми. При введенні спирту в два прийоми частину спирту вносять до підброджуваного сусла до його змісту 4-5 % про. і решта кількості – у кінці підброджування. При спиртуванні в три прийоми спирт в сусло вводять частинами до  початку підброджування, в ході і кінці підброджування. При цьому способі повніше зберігаються ароматичні речовини винограду і швидше асимілюється спирт. До недоліків методу відносяться великі втрати спирту за рахунок випару в ході підброджування сусла і знижується продуктивність праці при спиртуванні. Його застосовують при приготуванні виноматеріалів для десертних вин особливо високої якості.

При виготовленні спеціальних вин за кордоном для спиртування використовують тільки спирт виноградного походження. В залежності від типу вина застосовують неочищений спирт (портвейн, мадера), коньячний спирт або ректифікований спирт. За законами нашої держави для спиртування використовується ректифікований спирт із рослинної сировини – злакових, цукрового буряку, картоплі.