Содержание к диссертации
Введение
1 Обзор литературы 9
1.1 История производства мадеры 9
1.2 Современные технологии производства мадеры 11
1.3 Основные положения современной теории мадеризации 15
1.4 Технология процесса мадеризации
1.4.1 Влияние состава исходных виноматериалов на формирование мадеры 17
1.4.2 Влияние технологических приемов на формирование вкуса и букета вина 19
1.4.3 Термокислородное воздействие 20
1.5 Древесина, применяемая в виноделии 28
1.5.1 Подготовка древесины 32
1.6 Осветление и стабилизация вин 34
Цель работы. Задачи исследований 37
2 Объекты и методы исследований 38
2.1 Характеристика объектов исследований и вспомогательных материалов 38
2.2 Методы исследований 40
2.3 Условия проведения экспериментов
2.3.1 Методика подготовки дубовой клепки 44
2.3.2 Методика производства экстракта древесины дуба 46
2.3.3 Производство мадеры 49
2.3.4 Способы подготовки бентонитовой глины 49
2.4 Математическое планирование эксперимента 50
3 Экспериментальная часть 52
3.1 Подготовка древесины дуба 52
3.2 Выявление закономерностей накопления ФС в исследуемых экстрактах 61
3.3 Исследования химического состава дубовых экстрактов 67
3.3.1 Исследование накопления альдегидов и ароматических кислот в экстрактах древесины дуба 68
3.3.2 Исследование состава ароматобразующих компонентов дубовых экстрактов 73
3.4 Исследование катионного состава экстрактов 79
3.5 Исследование процесса мадеризации
3.5.1 Исследование накопления фенольных веществ при мадеризации.. 84
3.5.2 Исследование накопления альдегидов при мадеризации 88
3.5.3 Исследование накопления ароматобразующих компонентов в процессе мадеризации 91
3.6 Исследование катионного состава мадеры в зависимости от способа получения экстракта 97
3.7 Исследование состава мадеры и осадков традиционными методами и методами сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) 106
3.8 Исследование состава экстрактов из древесины дуба и состава мадеры методом ИК-Фурье спектроскопии 113
3.9 Антиоксидантная активность образцов мадеры 115
3.10. Исследование возможности применения бентонитовых глин Тарасовского района Ростовской области для обработки мадеры 117
3.10.1 Исследование структурно-сорбционных свойств бентонитов 118
3.11 Совершенствование технологии производства вина типа мадеры с
применением экстрактов древесины дуба 130
Список литературы 136
- Современные технологии производства мадеры
- Условия проведения экспериментов
- Исследование накопления альдегидов и ароматических кислот в экстрактах древесины дуба
- Исследование состава экстрактов из древесины дуба и состава мадеры методом ИК-Фурье спектроскопии
Введение к работе
1.1 Актуальность работы. Особенностью ликерных вин типа мадеры является специфика вкуса и аромата, формирующаяся в результате окислительно-восстановительных процессов, протекающих при температуре от 45 до 65 С в контакте с древесиной дуба. В России мадеру производят небольшими партиями в зависимости от потребности отечественного рынка. Между тем, спрос на вино этого типа увеличивается из года в год, о чем свидетельствует постоянно возрастающий импорт мадеры из Испании, Португалии, Украины и Армении. Технологический процесс производства мадеры включает получение мадерного виноматериала и его типизацию в контакте с древесиной дуба. Классическая технология получения вин типа мадеры предусматривает мадеризацию в дубовой бочке на солнечных площадках до 1,5 лет и более. В связи с этим актуальны такие технологии, которые обеспечивали бы получение типичной мадеры с меньшими затратами времени и технологических ресурсов. Отечественные ученые – М. А. Герасимов, Г.Г. Агабальянц, И.Б. Платонов, А.А. Преображенский, С.Ф. Охременко, П.Н. Унгурян, В.Г. Кульневич и др. разработали и внедрили в производство технологии как классической, так и ускоренной мадеризации, при которых для интенсификации физико-химических процессов, в виноматериалы добавляют препараты древесины дуба, в том числе экстракты элементов дуба (стружка, щепа, клепка). Их положительное влияние на качество винодельческой продукции доказали Оганесянц Л.А., Masson E., Puesh и др. Между тем, применение ускоренных технологий, как правило, приводит к ухудшению качества продукции. В связи с этим разработка новых и совершенствование существующих методов получения качественных вин типа мадеры с применением экстрактов древесины дуба приобретает является актуальной.
Диссертация выполнялась в соответствии с планом научно-исследовательских работ Россельхозакадемии по теме: «Разработать сортовые и сепажные технологии производства виноградных вин прогнозируемого качества и потребительской безопасности на основе использования методов биотехнологии», № госрегистрации 04.16.04.06.
1.2 Цель работы – совершенствование технологических приемов производства вина типа мадеры с использованием экстрактов древесины дуба.
1.3 Задачи исследований. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
– обосновать и усовершенствовать способ получения экстракта древесины дуба с использованием дубовой клёпки обработанной путем термолиза или СВЧ-излучением;
– исследовать химический состав экстракта древесины дуба, изготовленного по разработанной технологии, в том числе с применением растрового элек-тронного микроскопа с оценкой элементного состава частиц;
– установить влияние способа производства экстракта древесины дуба на химический состав вина типа мадеры;
– разработать технологические приемы стабилизации вина типа мадеры с применением активированных форм бентонитов Тарасовского месторождения;
– усовершенствовать технологию производства вина типа мадеры с при-менением экстракта древесины дуба, разработать техническую документацию и апробировать предлагаемую технологию производства экстракта древесины дуба и вина типа мадеры в производственных условиях;
разработать практические рекомендации по применению экспресс-метода контроля реологических и физико-химических характеристик бентонита;
– рассчитать ожидаемую экономическую эффективность предложенной усовершенствованной технологии получения вина типа мадеры.
1.4 Научная новизна. Научно обоснованы и усовершенствованы техно-логические приемы производства вина типа мадеры с использованием экст-рактов древесины дуба, полученных из дубовой клепки, обработанной при тем-пературе 180С или СВЧ-излучением с последующей выдержкой в термокис-лородных условиях, при этом в качестве экстрагента применяют смесь сухого столового виноматериала и винного спирта. Установлены закономерности из-менения массовой концентрации общего экстракта, катионов металлов, феноль-ных и ароматобразующих соединений в экстракте древесины дуба в зависи-мости от способов обработки клёпки. Показано, что при термокислородном воздействии на древесину дуба в экстракте интенсифицируется образование ароматических альдегидов – ванилинового, сиреневого, синапового, конифери-лового, участвующих в формировании типичных свойств вина типа мадеры.
Выявлены закономерности накопления фенольных веществ, альдегидов, высших спиртов, катионов металлов в вине типа мадеры в зависимости от спо-соба получения экстракта древесины дуба. Установлено изменение основных физико-химических показателей вина типа мадеры при внесении экстракта дре-весины дуба в процессе мадеризации. Показано, что наименьшее значение величины антиоксидантной активности (АОА, 100-150 мг/дм3) имели варианты вина типа мадеры, полученные по усовершенствованной технологии.
Впервые методом сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) и рентгеновского микроанализа EDAX в составе осадков, образующихся при по-лучении экстрактов древесины дуба, и в вине типа мадеры идентифицированы частицы пластинчатой и глобулярной формы размером от 0,8 до 75 мкм, а также установлены изменения реологических и физико-химических характеристик природных и активированных форм бентонитовых глин Тарасовского место-рождения Ростовской области. Впервые разработан алгоритм приготовления суспензии активированного минерала и контроля её качества. Доказана целесо-образность использования активированных форм бентонитовых глин Тара-совского месторождения для осветления и стабилизации ликерных вин типа мадеры.
Новизна технических решений подтверждена патентом РФ на изобретение № 2265045 «Способ производства крепких виноградных вин» и патентом на полезную модель № 34502 «Чанок для выдержки и фасовки алкогольных напитков».
1.5 Практическая значимость работы. Усовершенствованы технологи-ческие приемы производства вина типа мадеры с использованием экстрактов древесины дуба. Разработан способ производства экстрактов древесины дуба. Разработана технологическая инструкция ТИ 9170-816-00404401-0712 на производство виноградного виноматериала и вина типа мадеры «Летний день». Разработан экспресс-метод контроля реологических и физико-химических характеристик бентонита и его осадков методом СЭМ. Осуществление конт-роля технологического процесса обеспечивает получение ожидаемого эконо-мического эффекта 51,4 тыс. руб. в год. Технологические приемы производства вина типа мадеры апробированы и внедрены на МУП винсовхозе «Дружба» (Республика Дагестан). Ожидаемый экономический эффект от внедрения техно-логии составит 53560 руб/1000 дал готовой продукции. Технология произ-водства экстракта древесины дуба апробирована в условиях предприятия ООО «Диалог», г.Горячий Ключ.
Разработаны и внедрены в учебный процесс методические указания «Технологические приемы в виноделии» к выполнению лабораторных работ для студентов вузов, обучающихся по специальности «Технология бродильных производств и виноделие».
1.6 Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на Всероссийской и международных научно-прак-тических конференциях «Природные минеральные сорбенты юга России и перспективы их использования» (г. Ростов-на-Дону, 2009 г.); «Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития », (г. Одесса, 2009 г.); «Высокоточные технологии производства, хранения и переработки винограда», (г. Краснодар, 2010г.); на XVII Российском симпозиуме по растровой электронной микроскопии и аналитическим методам исследования твердых тел (РЭМ-2011г.), (г. Черноголовка, 2011г.). В полном объеме работа доложена, обсуждена и одобрена на расширенном заседании научного центра виноделия Государственного научного учреждения Северо-Кавказского зонального научно-исследовательского института садоводства и виноградарства Российской академии сельскохозяйственных наук.
1.7 Публикации. По результатам исследований опубликовано 12 научных работ, в том числе 5 статей в журналах, рекомендованных ВАК при Минобрнауки РФ, получены патенты РФ на изобретение № 2265045 «Способ производства крепких виноградных вин» и на полезную модель № 34502 «Чанок для выдержки и фасовки алкогольных напитков».
1.8 Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора отечественной и зарубежной научно-технической и патентной литературы, экспериментальной части, выводов, списка литературы (224 источника, в том числе 33 – иностранных авторов) и приложения. Основной текст диссертации изложен на 160 страницах компьютерного текста, содержит 17 таблиц и 58 рисунков.
Современные технологии производства мадеры
Разнообразие почвенно-климатических условий и богатство сортимента винограда позволяют получать в различных винодельческих районах ликерные вина типа мадеры, значительно различающиеся по химическим и органолептическим показателям. В каждом районе, наряду с общепринятыми приемами, используется технология, учитывающая особенности сорта винограда и условий его выращивания. Поэтому технология мадеры отличается как по способу производства, так и по режиму мадеризации. Решающим условием получения типичных мадерных вин является выдержка виноматериалов в дубовых бочках или резервуарах с добавлением дубильных веществ (или без них, при других условиях), при повышенной температуре и доступе кислорода.
Солнечная выдержка вин на открытой площадке, солнечная (мадерная) камера (мадерник, estufas), выдержка в специальных теплицах и бассейнах, через которые проходят змеевики, с проведенным внутри паром -технологические приемы, придающие виноматериалам особый мадерный характер, отличающий их от других вин.
Наиболее распространенная технология производства мадеры в Португалии предусматривает полное сбраживание сусла, спиртование виноматериалов, их выдержку при температуре 65С в течение 3-4-х месяцев в бетонных резервуарах, повторное спиртование, купажирование со сладким виноматериалом [42, 155, 162].
Вопросом производства мадеры в России занимались с 90-х годов XIX века виноделы Магарача С.Ф. Охременко, Ф.Ф. Гаске, Я.А. Вадарский. С 20-х годов XX века исследования продолжил М.А. Герасимов совместно с Н.С. Охременко [39, 40, 42].
В различных районах СССР выпускали мадеру, отличающуюся по сортовому составу и способам приготовления. С распадом Советского Союза немногие предприятия смогли сохранить производство этих вин. Только в настоящее время появляется надежда на возрождение производства в регионах. Наиболее известными являются вина «Мадера крымская», «Мадера Массандра», «Мадера Кубанская», «Мадера Дона», «Мадера Дагестанская» [185].
Мадера крымская, ликерное белое марочное вино из винограда сортов Шабаш (70-80%), Серсиаль, Вердельо (10-20%) и смеси белых европейских сортов (до 10%). Вырабатывается с 1940г. Цвет вина от золотистого до темно 13 янтарного. Кондиции вина: спиртуозность 19,0 % об., сахаристость 40 г/дм , титруемая кислотность 5 г/дм . Виноград собирают при сахаристости не ниже 16%, дробят с гребнеотделением. Виноматериалы готовят брожением сусла с мезгой и дальнейшим спиртованием самотека и фракции 1-го давления до 19% об. Купажированное вино выдерживают в бочках (с недоливом 15-20 л) в стеклянных камерах или на солнечной площадке 4 года. На 1-м году производят 2-3 открытые переливки, на 2-м и 3-м - по 2 открытые и на 4-м -открытую переливку.
Мадера Массандра, ликерное белое марочное вино из винограда сортов Серсиаль (60-70%о), Вердельо (20-30% ) и Альбильо (до 10%). Вырабатывается с 1936г. Цвет вина от золотистого до темно-янтарного. Букет с ярко выраженными тонами мадеры. Кондиции вина: спиртуозность 19,5 % об., сахаристость 30 г/дм , титруемая кислотность 4-7 г/дм . Виноград собирают при сахаристости 20-23%, дробят с гребнеотделением. Виноматериалы готовят брожением сусла с мезгой с погруженной шапкой до содержания сахара 5-6 г/ЮОсм и дальнейшим спиртованием бродящего сусла до 20% об. После снятия с дрожжевого осадка и эгализации вино купажируется и выдерживается в бочках вместимостью 40-60 дал (с недоливом 15-20л) в стеклянных камерах или на солнечной площадке 5 лет. На 1-м, 2-м и 3-м годах производят по 2 открытые, на 4-м и 5-м - по одной открытой переливке.
Мадера Кубанская, ликерное белое марочное вино из винограда сортов Клерет, Ркацители, Рислинг. Выпускается с 1981 г. Цвет вина от золотистого до темно-янтарного. Кондиции вина: спиртуозность 19,0 % об., сахаристость 40 г/дм , титруемая кислотность 5-7 г/дм3. Виноград собирают при сахаристости не ниже 17%, и титруемой кислотности 6-9 г/дм3, дробят с гребнеотделением. 70%) мезги сбраживают до остаточного сахара 8-9 г/100см3, сусло-самотек и 1-ю фракцию спиртуют до крепости 19-19,5% об. 30% мезги нагревают до 45С и сбраживают насухо при постоянном перемешивании; сусло-самотек и 1-ю фракцию спиртуют до 19-20 % об. Виноматериалы выдерживают на дубовой клепке при температуре 40-45 С в течение 1-2-х месяцев. Перед мадеризацией вводят до 4% сухих дрожжевых осадков и по 5-6 мг/ дм кислорода ежедневно при общей дозе 200-250 мг/дм . Мадеризованные материалы хранят в бочках в солнечной камере в течение 2,5 лет. Общий срок выдержки 3,5-4 года.
Мадера Дона, ликерное белое марочное вино из винограда сортов Алиготе, Белый круглый и Ркацители. Выпускается с 1948 года. Вино имеет цвет крепкого настоя чая. Кондиции вина: спиртуозность 19,0 % об., сахаристость 40 г/дм , титруемая кислотность 5 г/дм . Виноград собирают при сахаристости не ниже 17% и титруемой кислотности 9 г/дм , дробят с гребнеотделением. Виноматериалы готовят по следующим схемам: 1) 20% мезги спиртуют до 5%об., сбраживают до остаточного сахара 4-5 г/ЮОсм и повторно спиртуют до 16-18%об., затем прессуют; 2) 60%» мезги сбраживают до остаточного сахара 7-8 г/100см3, виноматериал спиртуют в два приема до 16-18 %об.; 3) 20% мезги настаивают не менее 4 суток с многократным перемешиванием; сусло-самотек и 1-ю фракцию сбраживают насухо. Полученные виноматериалы поступают на мадеризацию, которая проводится в бочках в камере с температурой 50-55С в течение 3 месяцев. Мадеризованные виноматериалы купажируют со спиртом, сухими и креплеными виноматериалами и выдерживают 2 года.
Мадера Дагестанская, ликерное белое марочное вино из винограда сортов Ркацители (90%) и Нарма (10%). Выпускается с 1981 года. Цвет вина от золотистого до темно-янтарного. Кондиции вина: спиртуозность 19 % об., сахаристость 40 г/дм , титруемая кислотность 5-7 г/дм . Виноград собирают при сахаристости не ниже 18% и титруемой кислотности 6-8 г/дм3, дробят с гребнеотделением. Часть мезги настаивают в течение 12ч., затем прессуют, самотек и сусло 1-го давления сбраживают до остаточного сахара 7-8 % и спиртуют до крепости, обеспечивающей после обработки кондиции готового вина. Вторую часть мезги сбраживают на чистых культурах дрожжей; после прессования часть виноматериалов спиртуют до 25-30 % об.
Условия проведения экспериментов
В результате исследований показано, что с увеличением температуры от 30 до 60С наблюдается рост экстрактивности. Полученные данные согласуются с литературными [144, 154, 202, 204 ]. В центре плана с ростом температуры величины массовой концентрации экстракта древесины дуба изменяются от 3,1 до 14,2 г/дм (рисунок 3.3, кривая 1). Данные кривой 2 на верхней границе области исследования (+1,414) отражают наибольшее увеличение значений экстракта от 2,3 до 18,8 г/дм3. На нижней границе области исследований (-1,414), кривая 3 (рисунок 3.3,) принимает наименьшие значения накопления экстрактивных веществ от 3,7 до 9,35 г/дм . Полученные кривые пересекаются в точке А (х=33,9; у=4,44), где значения экстрактивности одинаковы для всех условий опыта.
Можно отметить, что образцы на нижней границе области, лежащей левее точки А (-1,414) (рисунок 3.3, кривая 3) обладают наибольшей экстрактивностью. Это можно объяснить растворением в первую очередь низкомолекулярных компонентов фенольного комплекса (эллаготанина), которые впоследствии конденсируются и выпадают в осадок. Правее точки А, с увеличением температуры наблюдается интенсивный рост накопления ФС. То есть температура 35С является минимальной, при которой возможно экстрагирование. 6 X
Экстрагирование комплекса фенольных и экстрактивных веществ древесины дуба в зависимости от температуры и площади поверхности: 1-центр плана, 2-верхняя граница области исследования, 3-нижняя граница области исследования На кривой 2 (рисунок 3.4), характеризующей область исследования верхней границы (1,414), виден сдвиг в сторону увеличения накопления общего экстракта (от 6,5 г/дм3 в центре плана (кривая 1), до 14,8 г/дм3 - (кривая 2), что свидетельствует о преимуществе этой серии образцов (увеличение в 2,7 раза в сравнении с образцами нижней границы области исследования).
Влияние удельной поверхности на экстрагирование комплекса фенольных и экстрактивных веществ древесины дуба: 1- в центре плана; 2 - на верхней границе (1,414), 3 - на нижней границе (-1,414)
Сравнительный анализ кривых позволяет выбрать оптимальные параметры для получения экстрактов. Наилучшие показатели отражает верхняя граница области исследований (1,414). Для выбранных образцов с увеличением удельной поверхности (до 200 см2/дм3) и температуры до 60С накопление экстракта значительно ускоряется.
На основании проведенных экспериментов были определены исходные данные для закладки экстрактивных смесей и рассчитаны купажные смеси для внесения в виноматериал перед мадеризацией: - величина удельной поверхности от 180 до 200 см2/дм3; - температура выдержки от 35С до 60С. 3.2 Выявление закономерностей накопления ФС в исследуемых экстрактах В дальнейшем исследование проводили по схеме (см. рисунок 2.3). Номера вариантов экстрактов в зависимости от вида и режима обработки приведены в таблице 3.2. На рисунке 3.5 представлены кривые экстрагирования ФС из древесины дуба в зависимости от режимов активации клепки.
На графиках прослеживается разделение суммарных концентраций фенольных веществ в образцах в двух диапазонах - от 4700 до 5700 мг/дм3 и от 6700 до 8000 мг/дм . Условно эти диапазоны можно разделить на две группы -1-я и 2-я. Рассмотрим влияние различных видов активации клепки на накопление ФС. Максимальное накопление ФС (1-я группа) в экстракте до 7800 и 8140 мг/дм обеспечивает применение дополнительной обработки клепки термолизом - кривые 7и 8, рисунок 3.5 и стандартной активацией - кривые 1 и 2, рисунок 3.5.
Активация клепки СВЧ-излучением не обеспечила получения оптимального результата - количество фенольных веществ не превышало 5700 мг/дм3 (кривые 3,4 рисунок 3.5). Оба образца попали во 2-ю группу со средней концентрацией суммы фенольных веществ.
Недостаточно высокое накопление фенольных соединений в экстракте при использовании СВЧ-излучения можно объяснить следующими факторами: - неравномерной обработкой клепки, что подтвердилось методами оптической микроскопии; так, часть клепки, особенно ее поверхность и прилегающий к поверхности слой, обуглились и покрыты полимерными образованиями (рисунок 3.6а и 3.7а). Другая часть клепки (рисунок 3.66 и 3.76) только потемнела, но сохранила четкую структуру древесины; - СВЧ-излучение не способно проникать вглубь клепки, в связи с чем размеры пор не увеличиваются, а вещества, находящиеся в них, не контактируют с экстрагентами. Концентрации ФС из смеси стандартно обработанных клепок с обработанными СВЧ-излучением (рисунок 3.5 варианты 5, 6) находятся в пределах границы верхнего диапазона 1 -й группы и не превышают 6700 мг/дм . Анализ экстрагирования фенольных веществ из смеси клепок -стандартной обработки и подвергнутой термолизу - не дали ожидаемо высокого результата (рисунок 3.5, варианты 9,10), хотя кривая 10 находится на верхней границе первого диапазона - 6285 мг/дм3.
Исследование накопления альдегидов и ароматических кислот в экстрактах древесины дуба
Мадера относится к высокоокисленным винам, и воздействие кислорода в технологии его получения является одним из решающих факторов появления специфических тонов во вкусе и аромате. Выдержка в дубовых бочках или в присутствии древесины дуба обогащает вино, позволяет развиться соответствующему аромату.
В режимах сильного окисления компонентов древесины дуба происходит образование конденсированных фенолов, кроме того экстрагируются минеральные соединения древесины дуба и составляющие целлюлозы. При этом часть веществ - продуктов конденсации, полимеризации выпадает в осадок, вызывая помутнения коллоидной природы.
Традиционная методика идентификации [5] осадков с помощью микроскопа основывается на изменении внешнего вида осадков в зависимости от действия химических реагентов (растворов HCI, H2S04 и NaOH).
При добавлении раствора HCI (1%) к осадку, выделенному после экстрагирования, было отмечено частичное растворение его с образованием аморфных частиц двух видов - светлых и темных. Темные частицы -агломераты, покрытые фенольными соединениями. Светлые - вещества не взаимодействующие с фенолами, о чем свидетельствует частичное растворение осадка.
При добавлении щелочи осадок растворился частично, что свидетельствует о наличии конденсированных фенолов, которые с реактивом Фолина-Чокальтеу дают сине-зеленое окрашивание.
В осадке, выделенном после мадеризации (рисунок 3.34), были отмечены точечные частицы темно-коричневого цвета, представляющие собой окисленные формы фенольных соединений.
В настоящее время для идентификации состава осадков отсутствует систематизированная база данных, позволяющая устанавливать причины помутнений. Применение современных физико-химических методов анализа СЭМ позволяет идентифицировать катионы металлов в винах, а также структуру осадков. В тоже время следует отметить, что древесина дуба, обладая пористой структурой является сорбентом многих химических соединений, в том числе и катионов металлов, особенно поливалентных, к числу которых относятся ионы Mg"+ , Са2+ и К+ . Анализ изменения массовой концентрации катионов при получении экстрактов древесины дуба и виноматериала позволил отметить существенное снижение - на 98% концентрации катионов кальция (табл. 3.9, рисунок 3.28, 3.29). Это можно объяснить не только сорбционными процессами на поверхности и в порах дуба, но и повышенной реакционной способностью иона кальция. Так, по данным (Агеевой, Гержиковой) ионы Са образуют комплексные соединения с полисахаридами, в том числе гемицеллюлозами, фенольными соединениями, а также участвуют в образовании комплексов между ВМС в которых через катион Са осуществляется мостиковая связь
Для исследования составов осадков дубовых экстрактов и мадеры применены традиционные методики и методики СЭМ. Совместное использование методов СЭМ и EDAX позволяет определить массовую концентрацию идентифицируемых веществ.
В результате анализа данных СЭМ выявлено, что в составе осадков экстракта (рисунок 3.35) и мадеры (рисунок 3.36) присутствуют частицы, пластинчатой и глобулярной формы, размером от менее одного до десятков микрометров.
СЭМ-изображения осадков вин типа мадеры: а -конденсированные ФС; б - конденсированные ФС с точечными включениями кальциевых кристаллов
Дальнейшая идентификация образующихся частиц на СЭМ-изображениях осадков из экстрактов древесины дуба показала присутствие темных слоистых образований с включением микрочастиц (рисунок 3.38 а).
Осадок состоит в основном из частиц пластинчатой формы полифенольной природы 1. Светлые включения белесого цвета соответствуют кристаллическим микрочастицам калия и кальция 2, попадающим из виноматериала и древесины. На рисунке 3.38 а четко видно полисахаридное образование 3, представляющее собой розетку. В осадке обнаружены микрочастицы древесины 4, являющиеся центрами кристаллообразования (рисунок 3.38 б), на которых формируются кристаллы калия, кальция и полисахариды.
На рисунке 3.39 представлены электронномикроскопические снимки осадков, выделенных из вина после мадеризации. Они представляют собой аморфную массу с включением кристаллических частиц (рисунок 3.39 а). Под действием излучения сканирующего электронного микроскопа, на поверхности осадка возникли черные точки (рисунок 3.39 б). Кроме того более четко проявились кристаллические микрочастицы Са (рисунок 3.39 а, б, г). По мере продолжения воздействия излучения микроскопа наблюдается увеличение числа обуглившихся частиц, а также изменения их поверхности (рисунок 3.39 б, в), что согласуется с данными [8] о лазерном воздействии.
Исследование состава экстрактов из древесины дуба и состава мадеры методом ИК-Фурье спектроскопии
Таким образом, бентонитовые глины Тарасовского месторождения представляют собой системы с невысокой степенью полидисперсности и относятся к среднедисперсным системам. Содержание грубодисперсных примесей песка и других неглинистых включений составляет 2-3%, которые легко удаляются отмучиванием. Активация бентонитов приводит к некоторому повышению дисперсности системы (рис. 3.49 а,Ь, кривая 2), что вполне согласуется с данными химического анализа.
Способ измельчения бентонита также оказывает влияние на дисперсность системы. Повышение дисперсности порошка бентонита (путем измельчения в центробежной дробилке) привело при осаждении к установлению диффузионно - седиментационного равновесия, характеризующего термодинамическую седиментационную устойчивость системы. При этом создается градиент концентраций, который является движущей силой диффузии высокодисперсных частиц в направлении, обратном седиментации. Таким образом, наиболее эффективным является измельчение данной глины механическим способом или в шаровых мельницах, а не в центробежных дробилках. Высокодисперсный порошок, полученный в центробежных дробилках, непригоден для осветления вин [12, 13].
На примере мадеризированного по разработанной технологии виноматериала была исследована осветляющая способность природных и активированных бентонитовых глин Тарасовского месторождения.
Осветляющая способность природных и активированных бентонитовых глин на примере оклейки мадеры Оклеивающий материал Яркость, D% Объем осадка, % Дозировка бентонита,г/дм" Бентонит природный 69,5 18,0 3,5 Бентонит активированный кислотой 80,2 16,0 1,8 Оклейка активированным бентонитом показала, что необходимый результат достигается при меньших дозировках бентонита. Увеличение дозы активированного бентонита (до аналогичной при сравнении с природным ) приводит к образованию мутной взвеси с образованием плотного осадка. Уменьшение дозы активированного бентонита при оклейке облегчает снятие с осадка и обеспечивает экономию виноматериала.
Установлено, что применение активированного монтмориллонита способствует достижению розливостойкости мадеры при меньших технологических дозировках сорбентов (на 30-50%). При существенном снижении дозы осветлителей достигается высокое качество осветления, уменьшается количество безвозвратных потерь вина на 24 дал с 1000 дал обрабатываемого вина и сокращается объем клеевых осадков в 1,8 раза. В связи с уменьшением объема осадков снижаются трудозатраты на их группировку и прессование (табл.3.136).
Совершенствование технологии производства вина типа мадеры с применением экстрактов древесины дуба
На основании комплекса проведенных исследований предложена усовершенствованная технология производства мадеры с использованием экстракта древесины дуба, произведенного по разработанной автором технологии [119, 131]. \п/ П
Усовершенствованная технологическая схема производства ликерных вин типа мадеры 1- мойка клёпки, 2-сушка клёпки; 3-измельчение клёпки; 4- сухой в/м, виноградный дистиллят, сахаросодержащие вещества виноградного происхождения; 5-купажер для экстракта; 6- насосы; 7- установка мадеризации для экстракта; 8- кислород; 9- резервуар с дубовым экстрактом; 10- фильтры; 11- резервуар с дубовым экстрактом отфильтрованным; 12- купажер для мадеры; 13 - установка мадеризации для мадеры ; 14 - установка для охлаждения; 15 - резервуар для оклейки; 16- бентонит; 17- резервуар для хранения 131 Усовершенствованная технология мадеры включает (рисунок 3.50): - блок производства экстрактов - мойка клёпки (1), ее сушка (2), измельчение (3); подготовка смеси винного спирта с вином (5), экстрагирование клепки в термокислородных условиях; - блок производства мадеры: купажирование полученного экстракта с сухим виноматериалом (12), мадеризация его в установке 13 - блок стабилизации продукта с применением активированного бентонита Тарасовского месторождения.
Технология апробирована на МУП винсовхозе «Дружба» (Дагестан) с экономическим эффектом 53560 руб/1000 дал готовой продукции (приложение). Применение разработанной технологии способствует сокращению потерь винного спирта и виноматериала в сравнении с классической технологией.
Экспериментальные варианты мадеры были продегустированы дегустационной комиссией ГНУ СКЗНИИСиВ, в состав которой входят эксперты-дегустаторы Федерального агентства по техническому регулированию. В качестве контрольного варианта использован образец мадеры производства ЗАО СПК «Геленджик» (приложение ). Варианты мадеры, полученные по классической и усовершенствованной технологии получили высокие дегустационные оценки - 8,1; 8,2 балла (при проходном балле 7,3).
В таблице 3.14 показано, что экспериментальные варианты вина типа мадеры характеризовались ярким мадерным ароматом с оттенками ржаной корочки, изюма, увяленных фруктов, с коньячными тонами. Вкус мягкий, гармоничный, полный. В целом, отмечено высокое качество вина типа мадеры, полученного по классической и усовершенствованной технологии - 8,1; 8,2 балла (при проходном балле 7,3).
