Тема 6.3. Приготування виноматеріалів

Мета

навчальна: ознайомитись та вивчити процеси приготування виноматеріалів.

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

розвиваюча: розвивати уміння користуватися всіма доступними джерелами знань.

План

1. Освітлювання соків ферментними препаратами, періодичним і безперервним способами.

2. Дози ферментних препаратів.

3. Види ферментних препаратів.

4. Флотація соку.

5. Обробка желатином, кремнієвою кислотою, таніном ПВПП, бентонітом.

6. Бродіння соку періодичним і безперервним способом.

7. Раси дріжджів, контроль за бродінням.

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. Литовченко А.М., Тюрин С.Т. Справочник по плодово-ягодному виноделию. – Днепропетровск: “Січ”, 2002. – 509 с.

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

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

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

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

7. ДСТУ 4806:2007 «Вина. Загальні технічні умови».

8. ДСТУ 2163-93 «Виноробство. Терміни та позначення».

9. КД У 00011050-15.94.10-1:2008 «Загальні правила переробки плодів і ягід на виноматеріали».

10. КД У 00011050-15.94.10-2:2008 «Основні правила виробництва та зберігання плодово-ягідних вин і сидру».

1. Освітлювання соків ферментними препаратами, періодичним і безперервним способами.

Освітлення соків здійснюється з використанням центрифугування або фільтрування, а також із застосуванням різних допоміжних засобів: бентоніту, желатину, ферментних препаратів, діоксиду кремнію, флокулянтів.

Обробка пектолітичними ферментними препаратами передбачає їх введення або в дробарку або в м‘язгозбірник у вигляді суспензії, яку готують на воді або суслі.

Отриманий сік освітлюють відстоюванням, обробкою освітлюючими речовинами і ферментними препаратами з подальшою декантацією, центрифугуванням або фільтрацією. Відстоювання бажано проводити при низьких температурах протягом 18-24 год. Плодові соки освітлюються дуже погано, тому рекомендується поєднувати відстоювання з внесенням освітлюючих речовин, наприклад, бентоніту, який вводиться у вигляді суспензії у кількості 20-40 г/дал відразу після фільтрації.

Залежно від схильності отриманих соків до помутніння виконують його оброблення по 6 технологічним схемам (табл.).

Назва технологічної операції

Тривалість технологічної операції в добах по схемі

1

2

4

5

Оброблення ферментним препаратом

-

-

1-7

1-7

-

-

Оброблення жовтою кров‘яною сіллю або тринатрієвоєю сіллю НТФ

-

1

-

1

-

-

Оброблення бентонітом або бентонітом разом з желатином або бентонітом разом з поліакриламідом

1

1

1

1

-

-

Освітлення

3-10

7-15

3-10

7-15

-

-

Зняття з осаду з фільтруванням

1

1

1

1

-

-

Охолодження до температури -5…-7 оС і фільтрування при температурі охолодження

-

-

-

-

1

-

Нагрівання до температури 65-70 оС (з витримкою 1 год. для соків, схильних до мікробіальних помутнінь), фільтрування після охолодження до температури 15-25 оС

-

-

-

-

-

1

Разом

5-12

10-18

6-19

11-25

1

1

Обробка пектолітичними ферментами здійснюється періодичним додаванням 5 — 10 %-го розчину при наповненні резервуара соком. При температурі 20 °С процес освітлення закінчується за 3 — 4 год, а при температурі 50 - 55 °С — за 1 год.

Кісточкові плоди і шипшину рекомендується обробляти таким способом. У подрібнену сировину, з урахуванням її кислотності, додають воду: для сливи та кизилу не більше 20 %, для шипшини – 30-50 % до маси плодів. М’язгу підігрівають до 80-85 °С, сливову – протягом 10 хвилин, кизилову – 15 хвилин, шипшинову – 20 хвилин. Після підігрівання м’язгу охолоджують до 40-45 °С, додають потрібну кількість ферментного препарату і проводять ферментацію протягом 3-6 годин при температурі 45-50 °С. Закінчення ферментації визначають у лабораторії за в’язкістю віскозиметром чи візуально за мірою прозорості соку і швидкості його фільтрації.

Допускається використовувати соки інших плодів і ягід замість води.

2. Дози ферментних препаратів.

Дози ферментних препаратів, що вносяться у м’язгу, яка обробляється, залежать від виду сировини, але не повинні перевищувати 0,03 % від маси сировини у перерахунку на стандартну активність 9 од/г.

М’язгу насіннєвих плодів подають у змішувач з одночасним додаванням приготовленої суспензії ферментного препарату. Вносять діоксид сірки із розрахунку 100 мг на 1 кг м’язги. М’язгу нагрівають до 40-45°С протягом 10 хвилин, витримують 3-4 години при цій температурі, після чого пресують.

Так само обробляють ягоди і вишню, різниця полягає лише у тому, що м’язгу підігрівають 5 хвилин, а ферментацію проводять 4-6 годин.

3. Види ферментних препаратів.

Ферментні препарати, високоактивні каталізатори різних біохімічних процесів. Розрізняють ферментні препарати тваринного, рослинного і мікробного походження. За обсягом і асортиментом серед випускаються ферментних препаратів домінують препарати, отримані шляхом мікробіологічного синтезу. Технологія їх виробництва заснована на культивуванні спеціально відібраних штамів мікроорганізмів - активних продуцентів ферментів, з подальшим виділенням препаратів. Найменування ферментних препаратів складається з скороченої назви основного ферменту і видового назви продуцента. Препарати, отримані при поверхневому способі культивування, мають індекс П, при глибинному - Г. Індексом х позначають ступінь концентрування й очищення препарату в процесі виділення. Для інтенсифікації технологічний процесів виноробства ферментна промисловість пропонує ряд комплексних препаратів грибного походження, різняться за величиною активності і співвідношенню гідролітичних ферментних систем, що надають різноманітне дію на високомолекулярні речовини винограду і вина.

Для обробки використовують такі ферментні препарати Пектоаваморин П10Х (доза до 0,03 % від маси м‘язги), Пектофоетедин П10Х (доза до 0,03 % маси м‘язги). Для підвищення ефективності ферментативну обробку суміщають з нагріванням м‘язги до 40-45 оС і витримують при цій температурі 1-2 год. Тоді як при температурі навколишнього середовища тривалість обробки збільшується до 3-6 год. Застосування пектолітичних ферментів у плодово-ягідному виноробстві більш ефективно ніж у виноградному, що обумовлено більшим вмістом пектинових речовин. Вихід соку зростає на 5-15 %, а швидкість фільтрування у 2-3 рази.

             4. Флотація соку.

Існують такі способи очищення соків: відстоювання, центрифугування, фільтрація, флотація.

Для очищення виноградного сусла використовується напірна флотація. Принцип роботи пристроїв цього методу полягає в насиченні сусла повітрям, а краще вуглекислим газом під тиском. Після насичення бульбашки газу під дією сил поверхневого натягу з'єднуються з нерозчинними частинками і, потрапляючи в відстійну ємність, піднімають їх на поверхню і затримуються нагорі у вигляді піни (шлам). Таким чином, виноградне сусло очищається, розділяючись на фільтрат і шлам. Очищене сусло відводиться по трубопроводу, а потім видаляють з ємності шлам.

Примітно, що основним фактором ефективності флотації є розмір бульбашок вуглекислого газу. Суворе його обмеження обумовлене тим, що при істотному розходженні між часткою і бульбашкою (на користь останнього), вони будуть володіти різними швидкостями, що не дозволить часткам з'єднатися з бульбашками газу в ході флотації виноградного сусла. Навіть якщо деяким з них вдасться прикріпитися один до одного, то з'єднання це буде неміцним, оскільки при флотації сусла потоком бульбашок великого розміру рідина при високій швидкості руху потоку перемішується, і зв'язки між частинками і бульбашками порушуються. Міцність комплексу частинка-бульбашка, утвореного в ході флотації сусла, залежить не тільки від співвідношення їх розмірів, але і від фізичних і хімічних властивостей самої рідини, нерозчинних частинок і бульбашок газу, а також від конкретних гідродинамічних умов.

Напірна флотація сусла, яка проводиться без додавання спеціальних хімічних речовин, називається фізичною. Але існують реагенти, які мають здатність прискорювати процес флотації. До таких реагентів у виноробній технології можна віднести желатин.

Гідності флотації є висока ступінь очищення (до 95 відсотків), велика швидкість процесу, проста апаратура і низькі енерговитрати.

5. Обробка желатином, кремнієвою кислотою, таніном, ПВПП, бентонітом.

Деякі плоди (сливи, груші) дають мутнувате вино, в такому випадку необхідно провести освітлення, або обклеювання, вина желатином, таніном, риб'ячим клеєм або білком курячого яйця. При цьому необхідно зробити пробні освітлення і вибрати кращий спосіб, що не змінює смак і колір вина.

Для одержання прозорих готових соків при центрифугуванні, фільтрації, осадженні їх оклеюють желатиною чи мінеральними речовинами. Найчастіше використовують бентоніт — порошок світло-сірого кольору, 80 % якого становить колоїдна фракція. Бентоніт має здатність набухати, завдяки чому адсорбційна поверхня його збільшується. Так, 1 г бентоніту після набухання вбирає 40 г води.

Катіони бентоніту адсорбують білкові та пектинові речовини, ферменти, прості і складні білки (якщо рН соку нижче рН білка), завислі частинки соку, що мають заряд. Обробка бентонітом включає три процеси — адсорбцію, коагуляцію та седиментацію. Адсорбція відбувається миттєво, особливо при перемішуванні, а коагуляція — тоді, коли бентоніт знаходиться в колоїдному стані.

Перед використанням розмелений на колоїдних машинах бентоніт заливають чотирикратною кількістю води. Суміш нагрівають до 70-75 °С і залишають на добу для набухання, потім перемішують і готують 5-10%-ну суспензію, яку проціджують крізь металеву сітку з отворами 3 мм. На освітлення яблучного та виноградного сокоматеріалів (сусла) витрачають 0,5-1 г/л бентоніту.

Оклеювання желатином, рибним клеєм, агар-агаром, яєчним білком ґрунтується на нейтралізації введеними позитивно зарядженими білковими частинками від’ємна заряджених завислих (суспендованих) частинок соку. Крім того, відбувається хімічна взаємодія за участю дубильної кислоти. Утворена при адсорбції сполука на своїй поверхні адсорбує інші високомолекулярні колоїди, в тому числі барвники та дубильні речовини, а також важкорозчинні сполуки, що викликають утворення каламуті, наприклад солі кальцію та заліза. Желатин може зв'язуватись також з високомолекулярним пектином при його додаванні в сік разом з ферментним препаратом при наступній витримці соку. Желатин додають у сік у вигляді 1 %-го водного розчину. Перед остаточним визначенням необхідної концентрації роблять дослідне (пробне) оклеювання. Найкраще використовувати желатин марки А, який одержують кислотним гідролізом. Процес освітлення найкраще відбувається при температурі соку 10 — 15 °С. При оклеюванні соку желатином на 1 т витрачається 100 г таніну та 200 г желатину.

6. Бродіння соку періодичним і безперервним способом.

Бродіння – одна з найважливіших операцій у процесі виготовлення вин. Спиртове бродіння сусла приготованого викликається дріжджовими грибками. Для отримання вина будь-якої міцності краще використовувати чисту культуру дріжджів, яка застосовується в промисловому виноробстві. Через брак чистих дріжджів можна проводити бродіння на диких дріжджах, наявних на поверхні ягід (хлібопекарські дріжджі для цієї мети непридатні).

Збродження сусла можна здійснювати як періодичним, так і безперервними способами з додавання азотистого живлення за наведеним вище режимами.

Зброджено-спиртовані соки з титруємою кислотністю до 15 г/дм3 повинні мати спирту природного бродіння не менше 5 % об., а з титруємою кислотністю 15 г/дм3 і вище – не менше 8 % об. Для отримання необхідного наброду у разі потреби цукристість сусла підвищують шляхом додавання цукру або його розчину. Зброджений сік сульфітують з таким розрахунком, щоб вміст сірчистої кислоти збільшився до 300 мг/дм3, а потім спиртують до 16 % об. і направляють в ємності для зберігання.

В залежності від якості збродженого соку і виробничих умов (температура навколишнього середовища, наявність сепараторів або центрифуг для швидкого освітлення тощо) дозволяється його спиртування після попереднього освітлення або без нього. При попередньому освітленні зброджений сік сепарують (центрифугують) або обробляють бентонітом або бентонітом з поліакриламідом. Для прискорення освітлення дозволяється зняття збродженого соку з осаду бентоніту шляхом фільтрування до закінчення повного осадження бентоніту.

Якщо спиртують неосвітлений сік, то його знімають з осаду після самоосвітлення, але не пізніше ніж через місяць після спиртування.

Якщо сік підлягає відправленню на інші підприємства, то його після зняття з осаду обробляють для надання стабільності за вказаними раніше схемами.

Зброджено-спиртовані соки, які відразу не відвантажують, з метою кращого освітлення зберігають після зняття з осаду протягом 2-3 місяців, а потім обробляють за означеними схемами не пізніше ніж за 20 діб до відвантаження.

Зброджено-спиртовані соки, які використовують для виробництва вина на заводі-виробнику, після зняття з осаду зберігають без оброблення до використання їх в купажах. У разі потреби для освітлення і стабілізації використовують готові купажі.

7. Раси дріжджів, контроль за бродінням.

Зброджування плодового сусла проводиться на чистих культурах дріжджів Saccharomyces vini і Saccharomyces oviformis, які пристосовані для життєдіяльності в середовищах зі значною кислотністю і спиртуозністю. Для кожного виду сусла використовується відповідна раса дріжджів.

Для виробництва із плодово-ягідних алкогольних напоїв рекомендуються такі раси дріжджів (табл.).

Назва сусла

Рекомендована раса дріжджів

Абрикосове

Вишнева 33, Сливова 21, К-17

Айвове

Вишнева 33, Яблучна 7, К-17

Аличеве

Сливова 21 і 23, Вишнева 33, Москва 30, К-17

Барбарисове, обліпихове

Москва 30, Бруснична 7, К-17

Брусничне, голубине

Бруснична 7, Весьегонськ 2

Вишневе, черешневе

Вишнева 33

Грушеве

Грушева 7, Яблучна 7

Ожинове

Чорносмородинна 7, Вишнева 33, Малинова 10, К-72

Полуничне, малинове

Малинова 10, Вишнева 33, К-72

Журавлине

Москва 30, Весьегонськ 2, Бруснична 7, К-17

Кизилове

Сливова 21, Вишнева 33, Бруснична 7, К-17

Аґрусове, горобинове,

чорноплодогоробинове

Вишнева 33, Москва 30, К-17

Сливове, тернове

Вишнева 33, Сливова 21, Мінська 120, К-17

Чорносмородинне

Чорносмородинна 7, Вишнева 33

Чорничне

Москва 30, Вишнева 33, Бруснична 7

Яблучне

Яблучна 7, Вишнева 33, Сидрова 101, Мінська 120, К-17

Крім вказаних вище рас дріжджів можуть бути використані і інші чисті культури винних дріжджів, які добре зарекомендували себе на виробництві.

Застосовують чисті культури дріжджів при виробництві плодово-ягідних алкогольних напоїв за такою технологією.

Винні дріжджі чистих культур висилають висіяними на твердому поживному середовищі (агар-агарі або желатині) в пробірках, щільно закритих ватними пробками, обв’язаними пергаментним папером. Відкривати пробірки до використання не рекомендується для запобігання зараження чистої культури сторонніми мікроорганізмами із навколишнього середовища.

Зберігати пробірки з чистою культурою дріжджів рекомендується в сухому місці при температурі не вище 15оС не більше 30 діб, рахуючи від дня засіву, вказаного на ярлику пробірки.

Чисті культури дріжджів не використовують виключно для приготування виробничої розводки, яку починають готувати за 6-8 діб до використання її у виробництві.

Для приготування поживного середовища сік розбавляють водою до кислотності 6-8 г/дм3 і підцукрують до 20 %. В отримане сусло вносять азотне живлення у вигляді хлористого або фосфорнокислого (двозаміщеного) амонію (не більше 0,5 г/дм3 сусла) або водного розчину аміаку (не більше 0,4 см3/ дм3 сусла в перерахунку на 25 %-й розчин). Сусло стерилізують, щоб знищити всю мікрофлору, що знаходяться в ньому.

Готове для використання поживне середовище наливають в лабораторії в літрову колбу на 2/3 її об’єму. Горловину колби закривають ватною пробкою і кип’ятять на протязі години в кип’ятильнику Коха або на водяній бані. При цьому вода в бані повинна знаходитись на рівні сусла в колбі.

Охолоджене до кімнатної температури стерильне поживне середовище наливають в пробірку з чистою культурою дріжджів до половини її об’єму, ретельно збовтують до повного переведення в нього дріжджів і швидко переливають вміст пробірки в колбу з поживним середовищем, суворо дотримуючись стерильності. При вказаних умовах сусло зброджується на другу-третю добу.

Для наступної генерації готують поживне середовище в емальованій або вилуженої оловом ємності на 8-10 дм3. Поживне середовище наливають на 2/3 ємності, нагрівають на повільному вогні, добре перемішуючи, і кип’ятять 10-15 хв. В охолоджене до кімнатної температури поживне середовище задають забродившу розводку дріжджів із літрової колби. Коли починається енергійне бродіння, це є ознакою готовності дріжджів для приготування виробничої розводки. Вміст попередньої генерації переносять у дріжджанку з поживним середовищем. Приготована в дріжджанці розводка повинна складати 3-5% від об’єму потрібного для збродження сусла. Через 3-4 доби починається бурхливе бродіння, що вказує на те, що розводка готова для зброджування виробничих партій сусла.

В приготоване для бродіння сусло розводку чистої культури дріжджів потрібно задавати як можна скоріше, щоб у суслі не почалося самозброджування, що знижує ефективність дії внесених дріжджів.

Виробничу розводку чистої культури дріжджів для зброджування нових партій сусла рекомендується готувати наступним чином: залишати в дріжджанці не менше 10% попередньої виробничої розводки і доливати її свіжим поживним середовищем. Нову розводку можна використовувати у виробництві, як правило, через добу.

В зв‘язку з тим, що деякі види плодів і ягід містять недостатню кількість азотистих речовин, необхідних для нормальної життєдіяльності дріжджів, дозволяється внесення в сусло перед бродінням азотного живлення у вигляді хлористого або фосфорнокислого (двозаміщеного) амонію в кількостях від 0,1 до 0,5 г/дм3 сусла) або водного розчину аміаку (не більше 0,4 см3/ дм3 сусла в перерахунку на 25%-й розчин). Необхідність внесення азотистого живлення встановлюється на підставі виробничого досвіду підприємства.

Для запобігання понаднормативного накопичення кислот під час зброджування сусла його пастеризують при температурах 80-85 оС протягом 2-3 хв., при температурах 60-75 оС протягом 20-30 хв.

Під час бродіння контролюють температуру сусла, його густину і титруємо кислотність, здійснюють мікробіологічний контроль. Оптимальна температура бродіння 20-25 оС. При низьких температурах (12-14 оС) використовують холодостійкі раси дріжджів (Сидрова 101, Мінська 120 та ін.). У випадку підвищення температури понад 25 оС сусло, що бродить, охолоджують шляхом використання різних видів теплообмінної апаратури.

Тривалість інтенсивного бродіння складає 10-15 діб. По мірі накопичення спирту бродіння уповільнюється. Стадія тихого бродіння – 15-20 діб.