ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРОПЛАЗМОЛИЗА В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ ПРОИЗВОДСТВА ВИНА - Студенческий научный форум

XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРОПЛАЗМОЛИЗА В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ ПРОИЗВОДСТВА ВИНА

Чистовская С.А. 1
1СПбГАУ, ТССиЭ
 Комментарии
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Производство винограда и виноделие распространено в России в основном в Крыму и на Северном Кавказе (в Краснодарском и Ставропольском краях, Чечне, Дагестане, Ингушетии, Кабардино-Балкарии и Северной Осетии), в Астраханской, Волгоградской и Саратовской областях; в Ростовской области. В меньших количествах виноград выращивают в средней полосе до Башкирии включительно и в южных районах на Дальнем Востоке. Есть виноделие также на Алтае. Промышленное виноградарство более всего развито в Крыму, на Северном Кавказе и в Ростовской области

В 2007 году, ещё до воссоединения с Крымом, российские виноделы произвели 7280 тыс. гектолитров винной продукции, заняв 11-е место в списке стран, производящих вино. На весь мир известен крымский винодельческий комбинат «Массандра» — первый в Российской Империи подземный винный завод тоннельного типа для производства столовых и десертных вин, построен в 1897 году. Уникальный производственный комплекс включает в себя старейший винный подвал Крыма с семью огромными тоннелями для хранения вина. Коллекция вин Массандры, насчитывающая около одного миллиона бутылок, является крупнейшей в мире и занесена в Книгу рекордов Гиннеса.

Технология производства

Основные особенности технологии производства виноградных натуральных вин можно рассмотреть на примере белых сухих натуральных вин, являющиеся наиболее простыми в формировании потребительских свойств. В дальнейшем рассмотрим особенности технологии получения тех или иных натуральных вин и формирование их отличительных потребительских качеств. Переработка винограда на сухое натуральное вино состоит из технологии первичного и вторичного виноделия.
Технология первичного виноделия белых сухих натуральных вин включает в себя следующие операции: дробление винограда; отделение сусла; прессование мезги; осветление; сбраживание и снятие с осадка.

Дробление (раздавливание) винограда с отделением гребня проводят на дробилках-гребнеотделителях. При этом вытекает сок, содержащийся в мякоти ягод. Эта наиболее ценная часть виноградного сока называется сусло-самотек. Сусло-самотек отделяют от остальной части ягоды на стекателях. Однако в остатках ягоды и гребнях содержится еще много сока и Сахаров. Поэтому для большего выхода сока производят прессование оставшейся части (мезги). Прессование мезги осуществляют на прессах различной конструкции в одну или несколько стадий для дальнейшего отделения сока. Поэтому сок первого, второго и третьего давления бывает неодинаковым по химическому составу и соответственно качеству. Эти фракции сока смешивают в соотношениях, предусмотренных технологией для получения вина определенного типа.

С целью осветления осуществляют отстаивание сусла в течение 24—36 ч при 5—10°С. Во избежание сбраживания сахаров на этой стадии, а также для регулирования окислительно-восстановительных процессов сусло сульфитируют (из расчета 50— 200 мг S02 на литр). При этом обработка сернистым ангидридом способствует дальнейшему осветлению сусла и виноматериалов за счет блокирования активной альдегидной группы сахаров и образования бисульфитных производных.

Брожение сусла проводят дикими рассами дрожжей или чистыми культурами (штаммы вида Saccharomycesellipsoideus и вида Sacch. oviformis) в бочках или резервуарах большой вместимости, а также в установках для непрерывного брожения при температуре 18—20°С. Количество добавляемых дрожжей составляет от 2 до 5% объема сбраживаемого сусла. Период главного брожения продолжается 8—10 дней, дображивания остаточного сахара — 30—45 дней.

Снятие молодого вина с дрожжевого осадка (первая переливка) проводят после оседания дрожжей и мути. Эта операция необходима для отделения дрожжевой клетки, которая может в дальнейшем придавать вину горечь и дрожжевой аромат.

Технология производства красных натуральных вин на этапе первичного виноделия отличается тем, что в большинстве сортов винограда красящие вещества (антоцианы) локализуются в кожице, а виноградный сок не окрашен, за исключением сортов-красильщиков (Саперави, Тентюрье) и франко-американских гибридов. Поэтому, чтобы получить красное вино, сусло не отделяют от мезги и брожению подвергают сусло вместе с мезгой. Накапливающийся в процессе брожения этиловый спирт растворяет антоцианы, и это способствует переходу их из кожицы в сусло. Для получения еще более интенсивно окрашенных вин и более полного извлечения красящих и других веществ применяют специальные технологические приемы: нагрев винограда или мезги до 55—60°С, экстрагирование красящих и дубильных веществ из мезги готовым виноматериалом, спиртование на мезге (для крепленых виноматериалов), обработку мезги электрическим током низкой и высокой частот, ультразвуком,  ферментными препаратами (цитолитическими и пектолитическими) и др. Хорошие результаты также дает обработка целого винограда путем его опускания в кипящее сусло: виноград бланшируется, усиливается сортовой аромат вин, из кожицы максимально извлекаются красящие вещества. В процессе брожения на мезге частицы кожицы под действием накапливающегося углекислого газа поднимаются на поверхность бродящей среды и образуют так называемую "плавающую шапку". Поэтому, чтобы ускорить процесс извлечения красящих веществ из плотно спрессованной массы мезги, "плавающую шапку" 2—4 раза в сутки перемешивают. Отделение мезги путем многократного прессования в этом случае проводится после процесса брожения и оседания осадка на дно.

Вторичное виноделие направлено на формирование потребительских свойств и качества молодого вина в процессе его созревания и старения в готовый продукт. Для этого проводят следующие технологические операции: эгализация; купаж; охлаждение; вторичное отделение от осадка; переливание; оклейка; тепловая обработка.

Эгализация — получение однородной партии виноматериалов путем смешивания молодых вин из одного и того же ампелографического сорта винограда, имеющих одинаковое происхождение, год получения и назначение.

Купаж виноматериалов — при купажировании смешивают виноматериалы из разных сортов и различного происхождения для получения вина, соответствующего определенному типу по составу и органолептическим свойствам.

Охлаждение столового вина до -5°С проводят с целью снижения растворимости в водно-спиртовом растворе и выпадения в осадок виннокислых и некоторых других солей, а также к частичной коагуляции дубильных, красящих и белковых веществ. При этом во время их осаждения захватываются взвешенные частички мути, бактерии и споры грибов, и все это способствует дальнейшей стабилизации вина и ускорению его созреванию. На дне емкости формируется вторичный осадок.

Для отделения вторичного осадка проводят центрифугирование и фильтрование вина через фильтры разных типов (матерчатые, пластинчатые и намывные) с различным фильтрующим материалом (кизельгуром, целлюлозной массой, асбестом), что позволяет освободить вино от механической взвеси и придать ему прозрачность и блеск.

Переливание вина проводят для усиления процесса выпадения осадка, образующегося при хранении вина, и отделения виноматериала от этого осадка. Первое переливание проводят через 8—10 суток после полного завершения процесса брожения, следующее — через 1,5— 2 мес. В течение года вино переливают один—два и более раз вначале открытым способом для активизации в нем окислительных процессов, а затем — закрытым, так как избыточное обогащение вина (особенно созревшего и выдержанного) кислородом воздуха может вызвать ухудшение его качества.

Оклейка — один из наиболее эффективных способов осветления вина до кристальной прозрачности. Для оклейки вина применяют полисахаридные комплексы в виде растворенного рыбного клея (получаемого из чешуи) или желатина. Если в вине содержится мало танина, то перед оклейкой в него вносят определенное количество спиртового раствора танина. При взаимодействии полисахаридного комплекса с танином образуются хлопья, которые, осаждаясь, захватывают коллоидные частицы, придающие вину мутность.

Вина трудноосветляющиеся обрабатывают неорганическими веществами — бентонитовыми глинами, каолином, кизельгуром, которые образуют в вине суспензии с противоположно заряженными частицами. В результате этого коагулируют и некоторые устойчивые коллоиды, обусловливающие непрозрачность, а иногда и посторонние вкус и запах вина.

Разновидностью оклейки, направленной на стабилизацию и улучшение вкуса вина, является обработка вина желтой кровяной солью K4Fe(CN)]r Эта соль вступает в реакцию с нежелательными для вина окисными солями железа, образуя нерастворимое соединение темно-синего цвета — железосинеродистое железо. В результате выпадения его в осадок происходит дополнительная оклейка вина.

Тепловая обработка вина при температуре 60—65°С проводится для ускорения его созревания, улучшения вкуса и повышения устойчивости в хранении. При производстве некоторых типов вин (мадеры, кагора, малаги и др.) высокотемпературная обработка, или выдержка, являются обязательным технологическим приемом формирования специфических органолептических свойств виноматериалов. Длительную выдержку применяют только при производстве марочных вин. Основную же часть молодых вин подвергаю ткратковременной специальной обработке для стабилизации.

Внедрение электроплазмолиза

Для увеличение выхода сока для производства вина , то перед прессованием нужно внедрить электроплазмолиз. Электроплазмолиз (от электро… и плазмолиз), обработка плодов, ягод (мезги) электрическим током, сопровождающаяся отслоением протопласта клеток и клеточных оболочек и увеличением выхода сока. Электрический ток вызывает передвижение ионов в растительной клетке. Их свободному переносу препятствует полупроницаемый слой протоплазмы (мембраны). Вследствие этого белковые вещества подвергаются воздействию высокой концентрации ионов, скопляющихся у мембраны, и коагулируют, что приводит к увеличению проницаемости клетки. Происходит частичное размягчение и разрушение клеток кожицы, что облегчает диффузию их содержимого в окружающую жидкую среду.

Принцип работы электроплазмолизатора А9-КЕД заключается вследующем [1, 2]:

Электроды подключаются к сети трехфазного переменного токанапряжением 380/220 В.

Расстояние между электродами и частота их вращения регулируются взависимости от перерабатываемого сырья. Электроплазмолизатор снабжен пластинчатыми скребками для очистки электродов и съемной ножевой приставкой для разрыхления образовавшихся комков. Сырье поставляют в загрузочный бункер откуда оно попадает на валки электроды, которые вращаются встречно друг другу. Проходя между валками, сырье подвергается воздействию электрического тока. Что приводит к гибели протоплазменной оболочки и в следствии чего межклеточные перегородки перерабатываемого сырья разрываются намелкие частицы, позволяя им не переходить в межклеточный сок. Это ипозволило увеличить выход сока. Производительность электроплазмолизатора А9-КЭДпо ягодам 2—3 т/ч. Частота вращения электродов равна18—35 мин-1, зазор между электродами варьируется от 2 до 20 мм. Что позволяет использовать устройство для различных видов сырья [3].

Вывод:

Обзор методов переработки сельскохозяйственной продукции показал, что наиболее перспективными являются электротехнологические способы воздействия на продукт с целью изменения его физико-химических свойств. Среди таких методов наиболее перспективным является электроплазмолиз, который способствует повышению сокоотдачи до 90-95%, отличается простотой аппаратуры, минимальными временем обработки иэнергоемкостью. При электроплазмолизе количество поврежденных клеток увеличивается в 3—4 раза по сравнению с обычным дроблением, а выход сусла — на 4—8%. В результате электроплазмолиза содержание полифенолов в сусле увеличивается на 42%, азотистых веществ — на 18—22%, железа — на 6,5—25% в зависимости от режима обработки и сорта винограда. Особенно хорошие результаты электроплазмолиз дает при обработке мезги, полученной из сортов Ноа, Лидия, Изабелла. Основные параметры электроплазмолиза: напряжение электрического тока 220 В; сила тока 50—75 А; необходимое время воздействия 0,5 с; градиент потенциала 600—750 В/см; токоустойчивость винограда (3,8 + 8,5) 10-4 -В2 -с/см2. Электроплазмолиз осуществляется на специальных плазмолизаторах.

Мгновенность обработки позволяет осуществлять процесс в непрерывном потоке.
Литература

Технология консервированных плодов, овощей, мяса и рыбы. — Москва, 2000; Кишковский 3. Н., Мержаниан А. А. Технология вина. — Москва, 1984.

Беззубцева М.М. Электротехнологии и электротехнологические установки: учебное пособие, 2012. - СПб.: СПбГАУ, 242 с.

Беззубцева М.М., Волков В.С., Котов А.В., Обухов К.Н. Инновационные электротехнологии в АПК: учебное пособие, 2015. – СПб.: СПбГАУ. – 148 с.

Просмотров работы: 7