Содержание к диссертации
Введение
РАЗДЕЛ 1. Обзор литературы 9
1.1. Формирование коллоидной системы вин 9
1.2. Влияние основных технологических приёмов производства игристых вин бутылочным способом на содержание биополимеров 18
1.3. Использование иммобилизованных дрожжей в производстве игристых вин 22
1.4. Влияние сроков выдержки на качество игристых вин 28
1.5. Заключение и обоснование направления исследований 34
Экспериментальная часть
Раздел 2. Методика исследований , 36
2.1. Объекты исследований ; 36
2.2. Методы исследований 37
РАЗДЕЛ 3. Результаты исследований и их обсуждение 41
3.1. Разработка режимов иммобилизации на основе альгината натрия из черноморской бурой водоросли рода Cistozeira 41
3.2. Закономерности изменения микробиологических и физико-химических показателей кюве в процессе вторичного брожения и послетиражнои выдержки 47
3.2.1.Особенности вторичного брожения с использованием дрожжей, иммобилизованных в геле альгината натрия из водоросли
рода Cistozeira 47
3.2.2. Влияние иммобилизованных дрожжей на динамику физико-химических показателей кюве 51
3.2.3. Изменение содержания высокомолекулярных и фенольных соединений в зависимости от их исходного содержания в процессе послетиражнои выдержки 66
3.2.4. Исследование изменения компонентов коллоидной ситемы виноматериалов различных сортов 72
3.2.5. Влияние срока выдержки на созревание игристых вин, полученных с использованием иммобилизованных дрожжей 75
3.3. Получение красных игристых вин на основе использования иммобилизованных дрожжей 83
3.4. Роль физико-химических изменений в возникновении помутнений при получении игристых вин на иммобилизованных дрожжах 102
Выводы 112
Список использованной литературы 114
Приложения 137
- Влияние основных технологических приёмов производства игристых вин бутылочным способом на содержание биополимеров
- Разработка режимов иммобилизации на основе альгината натрия из черноморской бурой водоросли рода Cistozeira
- Влияние иммобилизованных дрожжей на динамику физико-химических показателей кюве
- Влияние срока выдержки на созревание игристых вин, полученных с использованием иммобилизованных дрожжей
Введение к работе
В общем объёме винопродукции Украины производство игристых вин занимает небольшое место. Так, в 1995 г. оно составило 24 %, а в 1996 г. - 29%. Вместе с тем во многих странах наблюдается увеличение потребления игристых вин.
Технология производства шампанского по праву считается самой сложной и трудоёмкой в винодельческой отрасли. В настоящее время для получения игристых вин в мире используется два способа: "классический" - вторичное брожение происходит непосредственно в бутылках и "акратофорный" - брожение в закрытых \ резервуарах, которое включает непрерывный и периодический методы.
Бутылочный способ шампанизации гарантирует высокое качество продукта, \ однако, наличие длительных и трудоемких операций зачастую не позволяет расширять объемы производства и увеличивать ассортимент вьшускаемой продукции.
Одной из наиболее длительных и трудоемких операций в технологии производства игристых вин классическим способом является ремюаж — перевод і осадка на пробку.
В аспекте усовершенствования технологии, её упрощения и удешевления в і \ последние годы особый интерес представляют работы по использованию иммобилизованных дрожжей. Главное преимущество этого приема заключается в облегчение решения проблемы сведения осадка на пробку. [ Анализ литературы [133, 151, 155, 161, 192] свидетельствует о том, что 1 использование иммобилизованных в геле дрожжей в производстве игристых вин бутылочным способом не ухудшает качества продукции. Однако, есть и ряд нерешённых проблем. По мнению Duteurte В. et al. [154], основными проблемами в этой технологии является коллоидная стабильность, предотвращение выхода I клеток из матрицы и осуществление способа дозировки гранул с дрожжами без их \ механического разрушения,
В отечественном виноделии способ использования иммобилизованных дрожжей в производстве игристых вин бутылочным способом впервые разработан в ИВиВ"Магарач" [39,40]. Были отработаны режимы иммобилизации на основе использования алъгината натрия из водоросли рода Laminariae, производства \ Архангельского водорослевого комбината. Авторы провели подбор рас дрожжей, \ дающих минимальный выход из матрицы носителя, что обеспечило сокращение срока ремюажа с 3 месяцев до 5 — 7 суток.
Вместе с тем, изменение экономической и геополитической ситуации в мире и, в частности, Украине потребовало поиска собственных источников сырья для \ иммобилизации дрожжей. Кроме того, предыдущие исследования не в полной мере вскрывают такие вопросы, как влияние дрожжей, иммобилизованных в геле V алъгината, на коллоидную систему в процессе вторичного брожения и послетиражной выдержки. Отсутствие таких данных, в свою очередь, задерживает ! проведение соответствующих исследований технологического характера, направленных на создание конкретных технологий.
В связи с изложенным, совершенствование использования 1 иммобилизованных дрожжей в производстве игристых вин является актуальным.
\ Связь работы с научными программами, планами, темами. Работа выполнялась в соответствии с программой научно-исследовательских работ ИВиВ "Магарач"(№ гос. регистрации UA 01034775Р). Цели и задачи исследований. Цель настоящей работы заключалась в разработке режимов иммобилизации дрожжей на основе нового носителя — алъгината натрия из черноморской бурой водоросли рода Cistozeira, условий использования иммобилизованных дрожжей, обеспечивающих стабильность игристых вин к коллоидным и кристаллическим помутнениям и возможности расширения ассортимента игристых вин на основе использования • иммобилизованных дрожжей.
і Для решения данной проблемы ставились следующие задачи:
1 • изучить возможность использования нового носителя на основе местного источника сырья — альгината натрия из черноморской бурой водоросли рода Cistozeira для иммобилизации дрожжей;
• разработать режимы иммобилизации дрожжей и условия их использования в производстве игристых вин бутылочным способом;
\ • изучить влияние иммобилизации в геле альгината кальция на \ физиологические особенности дрожжей в процессе вторичного брожения и послетиражной выдержки;
• изучить влияние иммобилизованных дрожжей на изменение компонентов коллоидной системы виноматериалов и их стабильность в процессе вторичного брожения и послетиражной выдержки;
• изучить возможность использования иммобилизованных дрожжей для \ проведения процесса шампанизации на основе красных виноматериалов. Научная новизна. Изучены особенности альгината натрия из черноморской бурой водоросли рода Cistozeira и условия его использования в качестве носителя І для иммобилизации дрожжей. С технологической точки зрения основным I отличием исследованного альгината от получаемого из водоросли рода Laminariae \ является высокая вязкость при низкой плотности. С учётом этого факта « обоснованы режимы иммобилизации дрожжей в геле альгината натрия, получаемого из черноморской водоросли рода Cistozeira. Подобраны расы дрожжей, дающие минимальный выход из матрицы в среду - Saccharomyces bay anus Севастопольская - 23 (525) и Saccharomyces cerevisiae Шампанская - 7-ЮС (520).
В связи с участием биополимеров и фенольных соединений в формировании коллоидных помутнений впервые установлены закономерности их изменения под действием иммобилизованных дрожжей в процессе вторичного брожения и послетиражной выдержки. Уровень снижения полисахаридов и фенольных соединений составляет в среднем 16,5-21% и 13% соответственно и не зависит от их исходного содержания и сорта виноматериала. Концентрация белков снижается на 30 - 54% в зависимости от их исходного содержания и сорта виноматериала. Установлены особенности иммобилизованных дрожжей по сравнению со свободными, заключающиеся в пониженной степени размножения, повышенной биохимической активности и степени отмирания в процессе вторичного брожения и послетиражной выдержки, приводящие к ускорению созревания игристых вин на \ основе их использования. Это свидетельствует о перспективности развития \ технологии игристых вин с сокращенным циклом созревания. Практическая значимость. Разработаны технологические требования к альгинату натрия из черноморской бурой водоросли рода Cistozeira. Подобраны расы дрожжей, клетки которых в наименьшей степени подвержены \ деиммобилизации в процессе шампанизации. Разработаны и утверждены технические условия: "Дрожжи, иммобилизованные в геле альгината кальция". Разработаны и утверждены ТИ и ТУ на опытную партию белых и красных игристых вин на основе использования иммобилизованных дрожжей. Установлена возможность снижения концентрации сахара в тиражной смеси до 1,5 г/100см3 при получении красных игристых вин с использованием иммобилизованных дрожжей, і ! Экономическая эффективность за счет снижения концентрации сахара в тиражной \ смеси составляет 4 грн.20 коп. на 1000 бутылок (по ценам на сентябрь 1997г). \ Получен патент Украины на "Спосіб виробництва ігристого вина пляшковим методом".
Апробация работы. Основные положения и результаты исследований доложены на заседаниях секции Ученого Совета по технологии переработки і винограда ИВиВ "Магарач" (Ялта, 1995-1997 гг), на Всеукраинской научно технической конференции (Киев, 1995 г), IV Международной конференции молодых ученых (Ялта, 1996 г), Международной научно-технической конференции (Москва-Ялта, 1997 г).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ, получен патент Украины.
На защиту выносятся следующие положения:
• обоснование режимов и условий использования нового носителя для иммобилизации дрожжей — альгината натрия из черноморской бурой водоросли рода Cistozieira;
• физиологические особенности иммобилизованных дрожжей в процессе вторичного брожения и послетиражной выдержки;
• закономерности изменения компонентов, участвующих в формировании коллоидных и кристаллических помутнений, в процессе вторичного брожения и послетиражной выдержки на иммобилизованных дрожжах;
• обоснование возможности получения красных игристых вин с использованием иммобилизованных дрожжей.
Влияние основных технологических приёмов производства игристых вин бутылочным способом на содержание биополимеров
Во многих странах мира, в том числе и в нашей, постоянно проводится работа по совершенствованию технологий и оборудования для получения виноматериалов для игристых вин и самих игристых вин.
Большое внимание уделяется так же сортам винограда, микрорайонам их произрастания, агротехническим приёмам возделывания и качеству сырья. Во Франции виноград, идущий на переработку для шампанских виноматериалов, собирается вручную, при этом ягоды должны быть целые, не перезревшие, здоровые (ни малейшего присутствия гнили).С другой стороны, исследования Тычины П.И. с сотр. [100] показали, что шампанские виноматериалы, полученные из винограда машинного сбора, также соответствовали требованиям, предъявляемым к ним.
Проведены ряд исследований, позволившие разработать научно обоснованные технологические требования к составу и качеству виноматериалов для производства игристых вин [7, 11, 69, 218], суть которых сводится к регламентации содержания биополимеров, снижению массовой концентрации взвесей в сусле, идущем на приготовление шампанских виноматериалов.
За рубежом с целью получения высококачественных шампанских виноматериалов используют различное технологическое оборудование и схемы переработки винограда, которые направлены на снижение перетирания твёрдых частей виноградной грозди. Сусло, полученное прессованием на корзиночном прессе целых гроздей, отличается низким содержанием взвесей и общих фенолов [189, 226], высокой скоростью осветления [114], умеренным содержанием азотистых и ароматических веществ, органических кислот [186]. Помимо корзиночных прессов для получения сусла с достаточно невысоким содержанием биополимеров используют так же ленточные [197] и шнековые прессы [13].
Немаловажное значение в получении шампанских виноматериалов имеет время выдержки виноматериалов на дрожжевом осадке. Новиковой В.Н. [91] рекомендовано выдерживать шампанские виноматериалы на дрожжах в течении двух месяцев. Ею отмечено, что в это время происходит переход низко молекулярных белков и продуктов их распада из дрожжевых клеток, что впоследствии приводит к повышению пенообразующей способности виноматериалов.
Исследования Зинченко В.И. [59, 61, 62] свидетельствуют о том, что во время выдержки на дрожжевом осадке виноматериал обогащается высокомолекулярными веществами (белками и полисахаридами), которые в значительной степени ответственны за стабильность готового продукта. Саришвили Н.Г. с сотр. [108] считают, что при таком технологическом приёме вино обогащается высокомолекулярными веществами, обуславливающими продолжительность игры шампанского и увеличение содержания связанной углекислоты.
В технологическом цикле производства игристых вин важным этапом регулирования биополимеров является обработка ассамбляжей и кулажей.
Результаты исследований, проведенные Новиковой В.Н. и Гуляевой B.C. [92] показывают, что для каждой партии виноматериалов необходимо индивидуально подбирать оклеивающие вещества, дозы, сочетания и последовательность их внесения. Авторы так же указывают на целесообразность проведения термообработки с целью удаления комплексов, образующихся под действием тепла и способных вызывать помутнения готовой продукции.
Наиболее распространённый и часто применяемый для осветления и стабилизации вин приём - это обработка бентонитом, основанный на использовании его высоких адсорбционных свойств [59, 89, 90, 131, 190]. По данным Датунашвили Е.Н. с сотр. [41], Зинченко В.И. с сотр. [59] при обработке вин бентонитом содержание белка снижается на 70-90 %, полисахаридов - на 15-30 %. Однако, белок вина гетерогенен и его фракции по-разному взаимодействуют с бентонитом [191, 194].
Кроме бентонита, в качестве оклеивающих веществ используют так же танин, рыбий клей, алъгинат, полиакриламид. При этом надо очень тщательно подбирать соотношения между используемыми веществами, поскольку их переизбыток может иметь негативные последствия. Так, по данным Саенко Н.Ф. и Майорова B.C. [107], избыток танина приводит к образованию масок и барров.
Технологической инструкцией по производству бутылочного шампанского [116] предусмотрена оклейка ассамбляжей ЖКС и рыбьим клеем; кулажей — бентонитом и танином. Обработка холодом предусматривает выдержку купажей в течение 5-7 дней при t= -4-5С с последующим отдыхом, после чего купаж поступает на приготовление тиражной смеси.
В технологии производства игристых вин бутылочным способом сведение осадка на пробку является одной из самых сложных, трудоемких и длительных операций.
С целью улучшения структуры осадка, облегчения ремюажа и дегоржажа рекомендуют вводить в тиражную смесь различные оклеивающие вещества: бентонит, танин, кизельгур, рыбий клей, альгинат, полиакриламид и др. В большинстве случаев используют бентонит в количестве до 0.2 г/дм . Добавление в тиражную смесь бентонита, как показал Шандерль Г.И. [125] приводит к уменьшению липкости осадков.
Хороший результат даёт добавление в тиражную смесь бентонита в сочетании с полиакриламидом: осадки отличались однородностью, хлопье-видностью, при встряхивании быстро оседали [51].
Французскими исследователями Parentoen A., Feuillat М. [199] были проведены исследования по использованию альгината в качестве оклеивающего вещества. Полученные результаты показали, что альгинаты способны осаждать "лёгкую" мелкодисперсную фракцию осадков, однако, по мнению авторов, более целесообразно использовать альгинат в сочетании с бентонитом, который осаждает "тяжёлую" фракцию осадка.
Разработка режимов иммобилизации на основе альгината натрия из черноморской бурой водоросли рода Cistozeira
В связи с осложнением геополитической и экономической ситуации в Украине возникла необходимость поиска местных источников сырья с целью использования их в качестве носителя иммобилизованных дрожжей. Нами было проанализировано 10 образцов альгината натрия, полученных из черноморской бурой водоросли рода Cistozeira и предоставленных нам Институтом Биологии Южных морей (г. Севастополь). Контролировались такие параметры, как вязкость и её стабильность при нагревании, плотность и рН.
В результате проведенных исследований установлено, что представленные образцы отличались между собой по этим показателям. Для использования альгината натрия в качестве носителя иммобилизованных дрожжей имеет значение стабильность геля после пастеризации. Было отмечено, что при нагревании до 75 С гели альгината натрия теряли вязкость и, как следствие, утрачивали желирующие свойства.
Нестабильность свойств образцов геля затрудняла подбор режимов иммобилизации дрожжей: в частности соотношение концентраций носителя и осадителя.
При разработке режимов иммобилизации дрожжей в геле альгината натрия необходимым условием является получение гранул сферической формы. Основополагающим моментом при этом служит подбор соотношения концентраций носителя и осадителя. Для этого необходимо получить рабочий раствор носителя с вязкостью, обеспечивающей свободное прокапывание и получение сферических гранул и плотностью бльшей, чем у раствора-осадителя, чтобы обеспечить погружение гранул. Представленные образцы альгинатов не соответствовали этим требованиям, поскольку имели высокую вязкость рабочего раствора, сочетающуюся с низкой плотностью, при которой не происходило погружения гранул в растворе-осадителе.
Из некоторых образцов всё же удалось получить гранулы иммобилизованных дрожжей. Однако, после окончания вторичного брожения с помощью полученных гранул отмечено их частичное разрушение, появление посторонних тонов и окрашенности кюве за счет плохой очистки альгината.
На основании проведенных исследований были разработаны технологические требования к альгинату натрия из черноморской бурой водоросли рода Cistozeira для использования в качестве носителя иммобилизованных дрожжей, которые сводятся к следующему: внешний вид — в виде сухих волокон не более 5 см длиной и 0,2 см толщиной; цвет — кремовый с сероватым оттенком; плотность рабочего раствора — не менее 1, 005 г/см3; рН 1% - ного раствора — нейтральный и стабильный при нагревании; пластическая вязкость рабочего раствора — 0,5 - 1,0 ПавС. Образец альгината натрия из черноморской бурой водоросли рода Cistozeira, полученный в соответствии с нашими требованиями, был предоставлен ЧП "Росинтех" (г. Севастополь). Образец контролировался по следующим показателям: кинематическая вязкость (V), плотность (р) и рН. Контролем служил альгинат натрия из водоросли рода Laminariae. Сравнительная характеристика гелей представлена в таблице 3.1.
Из представленных данных видно, что кинематическая вязкость раствора альгината натрия из водоросли рода Laminariae с массовой концентрацией 30 г/дм в два раза ниже, чем у аналогичного раствора альгината натрия из водоросли рода Cistozeira. При этом плотность раствора альгината из водоросли рода Laminariae оказалась на 0,005 г/см выше. Таким образом, в результате сравнительной оценки установлено, что альгинат натрия из черноморской бурой водоросли рода Cistozeira отличается от альгината натрия из водоросли рода Laminariae более высокой вязкостью и низкой плотностью. При подработке режимов для иммобилизации на основе использования нового носителя — альгината натрия из черноморской бурой водоросли рода Cistozeira, предусматривался подбор оптимальных концентраций носителя и осадителя. Визуально оценивали форму, величину и однородность получаемых гранул.Исследовали массовые концентрации носителя от 20 до 40 г/дм (Д 0,5) и осадителя от 10 до 20 г/дм3 (А 0,25). Использование концентрации альгината натрия менее 30 г/дм приводило к формированию гранул неправильной формы. При использовании концентрации раствора-осадителя более 15 г/дм гранулы не погружались в раствор-осадитель. Показано, что при использовании массовых концентраций альгината натрия от 35 до 40 г/дм3 и хлорида кальция от 10 до 12,5 г/дм3 и объёмном соотношении носитель:осадитель -1:3 формируются однородные сферические гранулы.
Таким образом, для использования альгината натрия из черноморской водоросли рода Cistozeira были определены следующие режимы иммобилизации: массовая концентрация альгината натрия - 40 г/дм ; массовая концентрация хлорида кальция - 10 г/дм ; объёмное соотношение дрожжи:гель - 1:10; объёмное соотношение носителыосадитель - 1:3. Эти режимы отличаются от разработанных ранее [38, 39] для альгината натрия из водоросли рода Laminariae по концентрациям носителя и осадителя (массовая концентрация альгината натрия — 50 г/дм и хлорида кальция — 20 г/дм3). Одна из наиболее важных проблем использования иммобилизованных дрожжей в производстве игристых вин бутылочным способом — это выход клеток из матрицы носителя. С целью выбора рас дрожжей, дающих минимальный выход клеток из матрицы при иммобилизации в альгинате из водоросли рода Cistozeira, был проведен скрининг шампанских рас дрожжей. Проведенная ранее работа [97] по анализу характера роста культур на жидкой питательной среде позволила выбрать для работы следующие расы: 53, 149, 611, 612, 299, 520, 524, 525, 527, 584,585, 588.
На отобранных расах в лабораторных условиях в колбах Фрейденрейха проводилось вторичное брожение. Исходная концентрация дрожжей в геле — 40±0,5 млн/см , тиражной смеси — 1,0±0,1 млн/см . Контроль осуществляли при визуальном осмотре и микроскопировании кюве и гранул по окончании вторичного брожения. Отмечали степень прозрачности кюве и характер осадков, формируемых вышедшими клетками. Все использованные расы дрожжей в иммобилизованном состоянии успешно провели вторичное брожение. Наиболее интенсивно этот процесс проходил на расах: 520, 525, 524, 584, 585, 588 и закончился через 14-15 суток с момента закладки; менее интенсивно - на расах: 53, 149, 611, 612, 299 и 527: процесс вторичного брожения продлился около 20 суток. Визуальная оценка выявила значительную разницу в характере осадков и степени прозрачности кюве, полученных на разных расах (табл. 3.2). Свойства расдавать пылевидные осадки на жидкой питательной среде сохраняется и при иммобилизации.
Влияние иммобилизованных дрожжей на динамику физико-химических показателей кюве
Литературные данные [3, 36, 50, 98, 127] свидетельствуют, что в процессе брожения происходит активное воздействие дрожжей на компоненты коллоидной системы сусла. Аналогичные процессы происходят и при вторичном брожении тиражной смеси в бутылках [156, 158, 211].
В изменении массовой концентрации винной кислоты также прослеживается зависимость от дозы введенного альгината кальция. На рисунке 3.6 представлена динамика снижения массовой концентрации винной кислоты в зависимости от концентрации альгината кальция и дрожжей на примере тиража из виноматериала сорта Совиньон. Аналогичные данные получены для тиражей на основе виноматериала сорта Ркацители и купажа.
К двум годам выдержки (табл. 3.5) в образцах, полученных с использованием 400±5мг/дм альгината кальция содержание винной кислоты снизилось в среднем на 15%, а в варианте с 200±5 мг/дм — на 9% и находилось на уровне контрольных образцов,полученных с использованием свободных дрожжей.
В формировании кристаллических помутнений значительную роль играет кальций. К полутора годам выдержки в кюве опытных образцов концентрация ионов кальция составила в среднем 112,2 мг/дм — 103,6 мг/дм в зависимости от концентрации альгината кальция, заданного в тираж, тогда как в контроле этот показатель находился на уровне 80,0 мг/дм3 и мало отличался от исходного (табл3.5). Такое увеличение Са+ в кюве, полученном на иммобилизованных дрожжах связано с частичным разрушением Са-альгинатных гранул в кислой среде и требует учета при разработке соответствующих технологий. Эти данные вполне согласуются с литературными сведениями по этому вопросу [161, 217].
В динамике содержания винной кислоты и ионов кальция (рис. 3.7) также отмечено, что наиболее заметное изменение значений этих показателей происходит в первые полгода, а затем они постепенно стабилизируются. Однако в период с полутора до двух лет выдержки наблюдается тенденция к незначительному снижению концентрации кальция в кюве, за счет процесса частичной адсорбции ионов на гранулах. Таким образом, выявлена прямая зависимость между снижением содержания высокомолекулярных соединений (полисахариды, белки), фенольных веществ, винной кислоты и повышением кальция и количеством вводимого альгината кальция: чем больше вводится в тираж Са-альгинатных гранул, тем существенней изменение этих компонентов.
Исходя из полученных данных, оптимальным вариантом, близким по аналитическим показателям к контрольному образцу на жидкой разводке дрожжей с концентрацией клеток 1,0±0,1 млн/см , следует считать добавление в тиражную бутылку 200±5 мг/дм3 альгината кальция при концентрации дрожжей 0,5±0,1 — 1,0±0,1 млн/см тиражной смеси, что соответствует 5 г гранул иммобилизованных дрожжей.
Для получения игристых вин, стабильных к физико-химическим и коллоидным помутнениям, рекомендуется использовать купажные виноматериалы со следующим содержанием биополимеров: полисахаридов - не выше 400 мг/дм3, фенольных веществ - не выше 200 мг/дм3; белков - не выше 8 мг/дм3 [19].
Все виноматериалы, использованные нами в работе, соответствуют вышеуказанным требованиям, за исключением купажа ЗШВ "Новый Свет", в котором содержание фенольных веществ незначительно превышает требуемую концентрацию. Однако исследования, проведенные на этом заводе ИВиВ "Магарач" в 1988-1991гг, свидетельствуют, что содержание фенольных веществ в готовом кюве варьирует от 200 до 260 мг/дм3 [104].
С целью определения влияния дозы альгината кальция на стабильность игристых вин в процессе выдержки кюве тестировалось на склонность к обратимым и необратимым коллоидным и кристаллическим помутнениям(табл.3.6).
Показано, что, начиная с 9 месяцев выдержки кюве, полученное с использованием как иммобилизованных, так и свободных дрожжей, не проявляло склонности к исследованным видам помутнений. Однако, следует отметить, что образцы игристого, полученные при добавлении 400±5 мг/дм3 альгината кальция после одного года выдержки оказались склонны к кристаллическим помутнениям.
Это может быть объяснено более значительным повышением содержания кальция в процессе вьщержки кюве на Са-альгинатных гранулах за счет их частичного разрушения в кислой среде.
Таким образом, в результате исследований установлено, что изменение компонентов (полисахариды, белки, фенольные вещества, винная кислота, кальций), ответственных за склонность к коллоидным и кристаллическим помутнениям, зависит от дозы вносимого альгината кальция. Игристые вина, полученные при внесении 200±5 мг/дм3 альгината кальция (5 г гранул иммобилизованных дрожжей) с концентрацией клеток дрожжей в тиражной смеси 0,5±0,1 и 1,0±0,1 млн/см стабильны к этим видам помутнений и соответствуют требованиям, определяющим стабильность готового продукта.
Влияние срока выдержки на созревание игристых вин, полученных с использованием иммобилизованных дрожжей
Исходя из этого и по заключению дегустационной комиссии срок выдержки игристых вин, получаемых с использованием иммобилизованных дрожжей, не должен превышать одного года. Это может быть связано с такими установленными нами особенностями иммобилизованых дрожжей, как ограниченность размножения, повышенная биохимическая активность и раннее отмирание, что ускоряет процессы автолиза, лежащие в основе созревания шампанизируемого вина при выдержке. Такой тезис вполне согласуется с известными сведениями в литературе об ограниченности размножения [39, 198], о повышенном содержании в иммобилизованных клетках резервных и структурных полисахаридов, ДНК и РНК [160, 161], что свидетельствует о повышенном биосинтезе биологически активных веществ и обогащении ими шампанизируемого вина в процессе автолиза. Рядом исследований [39, 198] отмечены различия в накоплении отдельных компонентов ароматообразующих веществ и аминокислот, свидетельствующие об изменении метаболизма иммобилизованных клеток по сравнению со свободными.
Обобщая изложенные в этом разделе данные, необходимо подчеркнуть, что ограниченность размножения, раннее отмирание иммобилизованных дрожжей, с одной стороны, и их повышенная метаболическая активность, с другой, на фоне "пика" органолептической оценки, приходящейся к году послетиражной выдержки, косвенно свидетельствуют о более энергичном синтезе продуктов метаболизма, ответственных за созревание игристых вин. Это свидетельствует о перспективности развития технологии производства игристых вин с сокращённым сроком созревания на основе использования иммобилизованных дрожжей.
На основании полученных результатов в разработанных ТИ и ТУ на опытную партию белого игристого вина срок выдержки на иммобилизованных дрожжах ограничивается 12-18 месяцами.
Изучение возможности использования иммобилизованных дрожжей касалось, в основном, белых игристых вин. Исследования Бамбалова Г.и Цветанова О. [15] показали, что иммобилизованные в геле альгината кальция дрожжи обеспечивают такую же скорость шампанизации при получении красных игристых вин, что и свободные клетки.
Нами была изучена возможность использования иммобилизованных в геле клеток дрожжей для получения красных игристых вин. С этой целью нами проведена работа по исследованию их влияния на изменение основных физико-химических показателей. Использовали виноматериал сорта Рубиновый Магарача. Гранулы иммобилизованных дрожжей вносились в количестве 5 и 10 г на бутылку, что соответствует 200±5 и 400±5 мг/дм3 альгината кальция. При этом исходная концентрация дрожжей в геле составляла 40±0,5 и 80±0,5 млн/см3, а в тиражной смеси - 0,5±0,1 и 1,0±0,1 млн/см3. В качестве контроля использовался вариант с внесением свободных клеток (с концентрацией 1,0±0,1 млн/см3) и бентонита.
Исследование физиологических особенностей иммобилизованных дрожжей, используемых для проведения вторичного брожения красных виноматериалов, также выявило ограниченность их размножения в геле и раннее отмирание. Если при брожении на свободных клетках концентрация дрожжей увеличилась в 3,5-4 раза по сравнению с исходной, то концентрация иммобилизованных дрожжей увеличилась всего в 1,3-1,5 раза. Полное отмирание иммобилизованных дрожжей отмечено уже через 6 месяцев, тогда как в свободном состоянии клетки сохраняли жизнеспособность в течение года.
Как и в случае белых виноматериалов, не установлено влияния концентрации альгината кальция и дрожжей на изменение таких показателей как сахар, спирт, органические кислоты, общий экстракт, избыточное давление ССЬ (табл 3.14).
Основные изменения касаются таких компонентов, как полисахариды, фенольные вещества, винная кислота и кальций. При этом установлена прямая зависимость между количеством вводимого альгината и изменением вышеперечисленных компонентов в кюве, которые продолжались в течение 6-9 месяцев и к году выдержки стабилизировались(рис. 3.11, 3.12, 3.13, 3.14).
Наиболее низкий уровень снижения полисахаридов и фенольных веществ (17 и 11%) обнаружен в опытных образцах при добавлении 200±5 мг/дм альгината кальция с исходной концентрацией дрожжей в тиражной смеси 0,5±0,1 и 1,0±0,1 млн/см и контрольном образце на свободных клетках при концентрации дрожжей 1,0±0,1 млн/см . Введение в тираж 400±5 мг/дм альгината кальция привело к снижению концентраций исследованных компонентов на 24 и 14 % соответственно. Снижение массовой концентрации винной кислоты с увеличением внесенного альгината кальция с 200±5 мг/дм3 до 400±5 мг/дм3 возрастает с 12 до 16 % от ее исходного содержания, увеличение содержания кальция — от 19 до 24%.
В исследованиях влияния иммобилизованных дрожжей на уровень изменения изученных компонентов в красных виноматериалах различных сортов было установлено, что он не зависел ни от исходного содержания в виноматериалах, ни от его сортовых особенностей. Об. этом свидетельствуют данные, представленные на рис 3.15 по полисахаридам и фенольным соединениям, рис. 3.16 по винной кислоте и рис. 3.17 по кальцию.
