Рациональная комплексная технология переработки яблок на винодельческую продукцию

Рациональная комплексная технология

переработки яблок на винодельческую продукцию

Халина В.И. к.т.н., Жакупова Г.В., Мангайм А.Г.

Казахский научно-исследовательский институт пищевой промышленности

Плодово-ягодные вина являются приятными на вкус питательными напитками. Пищевая ценность их обусловлена содержанием в соке плодов и ягод различных соединений: ароматических, красящих и дубильных веществ, органических кислот и витаминов и др. При правильном приготовлении в плодово-ягодных винах сохраняются витамины, содержащиеся в соке.

Казахстан обладает богатой сырьевой базой для приготовления качественных плодово-ягодных вин. Плодово-ягодное сырье в Казахстане выращивают в основном в областях промышленного садоводства - Алматинской, Жамбылской, Шымкентской, Талдыкорганской.

Основной семечковой культурой в промышленных садах является яблоня (87,8%), преобладают сорта: летние - Суйслеппер, Белый налив, Пеструшка; осенние - Ренет Бурхардта; зимние сорта - Апорт, Розмарин, Грушовка Верненская, Пармен зимний золотой [З]. По химическому составу и органолептической оценке сорта яблок характеризуются следующим образом:

- летние сорта - плоды с мягкой мякотью, на вкус кисло- сладкие. Характеризуются умеренной сахаристостью до 100 г/ дм³, низкой титруемой кислотностью, в среднем не выше 5 г/ дм и незначительным содержанием экстрактивных веществ. Сокоотдача яблок низкая, 40 -45 дал/т.

- осенние сорта - плоды с более твердой мякотью, сочные, кисло-сладкие с приятным ароматом. Содержание сахара достигает 120 г/ дм³, кислотность невысокая 4,6 - 6,5 г/дм³. Выход сока составляет в среднем 53 дал/т.

- зимние сорта - плоды с твердой мякотью и обладают высокой сокоотдачей. Выход сока составляет 52 - 60 дал/ т. В этих сортах отмечено повышенной содержание титруемых кислот 5-9 г/дм" и экстрактивных веществ до 24 г/ дм . Эти сорта обладают повышенной ароматообразующей способностью и являются наиболее оптимальными для производства винодельческой продукции. [3].

Качество вина формируется на всех этапах его производства, начиная от переработки плодов. Увеличение выхода сока при переработке сырья и рациональное его использование - одно из направлений повышения эффективности производства.

Переработка яблок на предприятиях осуществляется по следующей технологической схеме: выгрузка сырья на приемные бункера, мойка, инспекция, дробление, подача мезги из мезгосборника на сокоотделение с одновременной ее сульфитацией, частичное отделение сока на стекателе, прессование мезги, подача сока на последующие технологические операции.

Увеличению выхода сока способствует повышение пористости мезги. К мезге добавляют различные инертные вещества: кизельгур, древесную стружку, рисовую лузгу. Прессование мезги яблок с добавлением лузги увеличивает выход сока из биологически спелых плодов на 15 - 20 % и из яблок технической зрелости - на 10-12 %.

В целях лучшего извлечения сока рекомендуется дополнительно обрабатывать одним из следующих способов: пектолитическими ферментными препаратами, настаиванием с подбраживанием, воздействием тепла на мезгу. Мезга предварительно сульфитируется из расчета 70 -120 мг/ дм³. Применяемые ферментные препараты Пектаваморин ПЮх, Пектофоетидин ПЮх добавляют в количестве 0,02 % к весу мезги в расчете на стандартную активность 9 ед. в виде 1-2 % - ной суспензии, которая готовится на соке или воде.

Применение ферментных препаратов интенсифицирует процесс переработки сырья, способствует увеличению выхода сока, повышению стабильности и качества виноматериалов, снижает количество дрожжевых и гущевых осадков. Недостаток описанного способа в том, что в результате действия содержащейся а препаратах пектинэстеразы сусло обогащается метиловым спиртом. Кроме того, пектолитические ферментные препараты помимо основных ферментов содержат целлюлазы, разрушающие структурные элементы плодов и высвобождающие находящиеся в них оксидазы, что отрицательно сказывается на качестве соков.

С целью удаления загрязняющих примесей и дикой микрофлоры проводят осветление сока. В зависимости от назначения получаемого виноматериала и конкретных технологических условий применяют различные способы его осветления. Основным и наиболее широко применяемым способом является отстаивание. Для предупреждения забраживания, а также для ускорения процесса осветления в сок вносят расчетное количество сернистого ангидрида и бентонит или другие сорбенты.

Качество вина зависит не только от исходного сырья и технологии его приготовления, но и в значительной мере определяется дрожжевой флорой, при помощи которой осуществляются бродильные процессы. Известно, что наибольшее воздействие на аромат и вкус вина оказывают биохимические процессы, связанные с жизнедеятельностью дрожжей. Яблочный сок, в отличие от виноградного, имеет свои особенности. Он обеднен азотистыми соединениями, являющимися одним из основных питательных субстратов для дрожжей.

Кроме того, яблочный сок в значительной степени обсеменен дикой микрофлорой. Исследованиями Чаленко Д.К показано, что в преобладающем количестве в плодово-ягодном соке находятся дикие дрожжи Schiizosacchoromices acidodevoratus, являющиеся энергичными возбудителями спиртового брожения и способные вызвать значительное снижение кислотности в соках за счет потребления яблочной кислоты, что крайне нежелательно для яблочных вин, характеризующихся низкой кислотностью. Поэтому использование специальных чистых культур дрожжей при сбраживании яблочного сока является необходимым.

Длительное время в плодово-ягодном виноделии республики для сбраживания яблочного сока использовались общепринятые в виноделии расы дрожжей Апорт 199 и Сидровая 101. Эти расы дрожжей не дают ожидаемого эффекта, так как не приспособлены к жаркому климату Казахстана. Поэтому целесообразными были поиски активных местных рас дрожжей, отвечающих требованиям плодово-ягодного виноделия и приспособленных к местным природно-климатическим условиям.

В настоящее время брожение яблочного сока проводится периодическим способом. Дрожжевая разводка задается обычно в количестве 3 % от объема сбраживаемого сусла. Оптимальной температурой брожения считается 18- 25 ° С. С целью получения качественных натуральных вин стремятся создать условия для медленного брожения, так как вина, сброженные слишком бурно, вследствие высокой температуры, получаются вялыми, без специфического аромата.

Технологические приемы, направленные на замедление брожения сводятся в основном к ограничению доступа кислорода воздуха, эффективному отстаиванию сусла, снижению температуры брожения охлаждением. Известен способ непрерывного сбраживания соков в установках с насадкой при сверхвысокой концентрации дрожжей. В процессе брожения предусматривается перемешивание среды углекислотой, выделяющейся при сбраживании сока [9].

Французский исследователь Семишон предложил подспиртовывание бродильной среды до 4 % об. Этот способ был назван брожением “суперкатр”. Повышенная спиртуозность среды на начальной стадии брожения способствовала снижению скорости сбраживания, сохранению умеренной температуры, лучшему осветлению молодых вин и повышению их качества.

Способы сбраживания плодово-ягодных соков, применяемых на предприятиях в странах СНГ разнообразны. Во многих работах показано, что достижение требуемой спиртуозности (10-11 % об.) в результате естественного наброда при внесении в сок расчетного количества сахара, позволяет получать вина значительно мягче и гармоничнее крепленых за счет накопления глицерина и эфиров. На этой основе в Беларуси [13] применяется технология получения натуральных плодово-ягодных вин с естественным набродом спирта 12-16 % об.

Традиционная литовская технология, также предусматривает сбраживание высокосахаристых сред без крепления спиртом. Длительность процесса получения вина составляет 4 месяца. Эта технология позволяет получать плодово-ягодные вина, отличающиеся мягкостью, бархатистостью, слаженным букетом и вкусом.

Приведенные литературные данные показывают, что продолжение работ по развитию плодово-ягодного виноделия и поиски новых технологических приемов повышения качества натуральных яблочных вин в Казахстане имеет реальные и широкие перспективы

С целью подбора рас дрожжей из коллекции дрожжей Института микробиологии и вирусологии АН РК были отобраны 5 штаммов дрожжей Saccharomyces cerevisia: Яблочная 2(2), №9, №10, №11, Апорт 199. Расы дрожжей выделены с поверхности плодов и ягод при изучении дрожжевой флоры плодово-ягодных насаждений Алматинской области. Для сравнения сбраживающей способности чистых культур дрожжей исследовалась общепринятая в виноделии раса дрожжей Сидровая 101.

Исследования проводились в лабораторных условиях по общепринятым заводским методам. Дрожжевая разводка готовилась в равных условиях на пастеризованном яблочном соке. Для брожения вносили активную разводку дрожжей в количестве 2%. Сбраживали яблочный сок, содержащий сахара 124 г/дм , титруемой кислотности 6,6 г/дм , SO2 ев/об.-16,6/29,4 мг/дм³.

Брожение осуществляли в колбах под гидравлическим затвором при температуре 22 - 25° С. Брожение на всех штаммах дрожжей протекало равномерно. Продолжительность сбраживания яблочного сока составила от 7 до 9 суток. Характеристика полученных виноматериалов представлена в таблице 1.

Установлено, что расы Яблочная 2 (2) и Апорт 199 обладают более высокой спиртообразующей способностью и имеют лучшую органолептическую характеристику.

Осадок яблочного виноматериала , сброженного на ЧКД Яблочная 2(2) имеет зернистую структуру, остальные расы - пылевидную.

Характеристика яблочного сока, сброженного на разных расах

дрожжей. Таблица 1

Показатели

Яблочная

№9

№ 10

№ 11

Сидровая

Апорт

2(2)

101

199

Сахар, г/дм³

2,0

2,8

2,5

2,0

2,5

2,2

Спирт,

7,5

7,3

7,2

7,0

7,5

% об.

Коэффици

0,60

0,59

0,58

0,565

0,60

ент выхода

спирта из

ед.сахара

Титруемая

7,5

7,2

7,4

7,2

8,1

кислотность

г/дм³

Летучая

0,26

0,33

0,26

0,30

0,33

кислотность

г/дм

Средние

117,33

46,93

48,22

97,78

51,34

70,40

эфиры,

мг/100 мл

безводного

спирта

Альдегиды,

57,2

55,4

57,2

56,5

67,1

57,0

мг/ дм³

Продолжи

тельность

брожения,

сутки

Дегуста

8.5

7.9

8.1

7,8

8,3

ционная

оценка,

балл

Как видно из таблицы 1, наиболее полное и быстрое сбраживание обеспечили расы дрожжей Яблочная 2 (2) и Апорт 199, также раса Яблочная 2 (2) характеризуется высоким содержанием средних эфиров, что положительно сказывается во вкусе и аромате вина.

Результаты дегустации показали, что яблочные виноматериалы, сброженные на расах Яблочные 2 (2) и Апорт 199 более полные, гармоничные во вкус и аромате

На основании проведенных исследований для производства качественных плодовых вин в условиях сырьевой зоны Казахстана рекомендуется раса : Яблочная 2 (2), обеспечивающая умеренное брожение и быстрое осветление молодых виноматериалов.

С целью совершенствования схемы переработки плодов в основу исследования принята задача обеспечения более длительного контакта сока с мезгой. Для этого использовали прием возврата прессовых фракций сока для орошения мезги, поступающей в стекатель.

При переработке плодов прессовые фракции сока от общего его удельного выхода составляет 20-25 %. Возврат этого объема сока на мезгу позволил увеличить продолжительность контакта твердой и жидкой фазы до 35-40 минут. Для инактивации окислительных ферментов плодов прессовые фракции сока, используемые для орошения мезги предварительно сульфитировали до 250-300 мг/дм.

Исследования проводили в производственных условиях плодовинсовхоза им. Мичурина на технологической линии переработки плодов производительностью 10 т/час, состоящей из двух дробилок ВДР - 5, стекателя РЗ- ВСР-10 и двух прессов ВПШ -5 . Сульфитированный сок прессовых фракции равномерно насосом подавался на мезгу перед поступлением ее в стекатель. Отделенный на стекателе сок всех фракции направлялся на осветление.

Контролем служил сок, полученный без возврата на мезгу прессовых фракции и сок, полученный из ферментированной мезги.

Характеристика физико-химических показателей сока и виноматериалов, полученных при разных условиях переработки яблок, приведена в таблице 2.

Общий выход сока в варианте с возвратом сульфитированных прессовых фракций на мезгу достигается почти такой же, как и при внесении фермента на мезгу. Вероятно, при снижении активности окислительных ферментов за счет своевременной обработки сернистым ангидридом и увеличения продолжительности контакта сока с мезгой повышается действие естественных пектинрасщепляющих ферментов плодов.

Кроме того, снижается количество взвесей в соке, т. к. проходя через слой мезги, сок в определенной степени фильтруется. В отделенном со стекателя соке (все фракции) содержание взвесей снижается почти в два раза по сравнению с контрольным. В связи с этим достигается наиболее высокий удельный выход осветленного сока даже по сравнению с вариантом опыта, в котором ферментом обрабатывалась мезга.

Более продолжительный контракт сока с твердыми элементами плодов обеспечил дополнительную экстракцию азотистых и фенольных соединений.

Опытные виноматериалы имеют более высокий уровень приведенного экстракта и характеризуются меньшей склонностью к окисленности.

Физико-химические показатели при разных условиях переработки плодов Таблица 2.

Показатели	Орошение мезги	Без орошения	Обработка
	сульфитиро-	мезги	мезги
	ванным соком		ферментом
1	2	3	4
Количество	14000	7360	7240
переработанных яблок,
кг
Общий выход сока, дал	920	456	464
Удельный выход сока,
дал/т	65,7	62	64
Выход осветленного
сока, дал	870	358	419
Удельный выход сока,
дал/т	62,1	47,8	57,9
Объем гущи, дал	50	98	45
дал/т	3,6	13,3	6,2
Взвеси в соке,г/ 100 мл	3,1	6,2	5,4

Характеристика сока

Сахар, г/ дм ³	115	111	114
Титруемая
кислотность, г/дм³	8,8	8,7	8.4
Аминный азот,
мг/дм ³	168	137	130
Фенольные
соединения, мг/дм	612	498	536

Характеристика виноматериалов

Спирт, % об.	6,7	6,4	6,6
Сахар, г /дм ³	1,7	2,0	2,0
Приведенный экстракт,
г/дм³	19,0	17,3	18,5
Титруемая
кислотность, г/ дм ³	8,4	8,3	8,2
Аминный азот,

Органолептическая оценка показала, что такие виноматериалы более чистые во вкусе и аромате, достаточно экстрактивные. Полученные данные свидетельствуют о целесообразности применения технологического приема возврата сульфитированных прессовых фракции на мезгу при производстве плодовых вин. Использование этого приема в производстве несложно и способствует исключению такой трудоемкой и дорогой операции, как ферментация мезги.

Исходя из выявленной при патентных исследованиях возможности более эффективного проведения брожения сока с использованием спиртования бродящего сока на начальной стадии бурного брожения до 4-5 % нами испытывались спиртосодержащие натуральные компоненты - спирт-сырец и эфироальдегидная фракция.

Согласно данным многих исследователей, эти продукты виноградного виноделия, содержащие в значительном количестве высшие спирты, альдегиды и др., при определенных условиях могут быть исходными ароматообразующими компонентами.

Для опытов использовали спирт- сырец яблочный , полученый при пергонке дрожжевых осадков, крепостью 40 % об. и эфироальдегидные фракции , полученные пр перегонке коньячных виноматериалов крепостью 80 % об. Контролем служили виоматериалы, полученные с естественным набродом спирта до 10-11 % об. за счет внесения в бродильную смесь расчетного количества сахара.

На основании лабораторных и производственных исследований предлагается технологическая схема приготовления натуральных яблочных вин, с использованием на стадии брожения ароматообразующих компонентов: спирта-сырца яблочного или виноградного с объемной долей этилового спирта не менее 40% или эфироальдегидной фракции, полученной при перегонке коньячных виноматериалов.

Контролем служили виноматериалы, полученные с естественным набродом спирта до 10- 11 % об. за счет внесения в бродильную смесь расчетного количества сахара.

Физико-химические показатели виноматериалов приведены в таблице 3.

Как видно из таблицы, добавление эфироальдегидной фракции и спирта-сырца яблочного в виноматериал приводит к количественному изменению состава виноматериала за счет повышения в нем ароматобразующих соединений, которые в результате ассимиляции обогащают букет вина и оказывают положительное влияние на формирование вкуса. Полученные виноматериалы более полные и богатые во вкусе и аромате по сравнению контрольным.

Органолептическая оценка показала, что виноматериалы, сброженные при повышенной начальной спиртуозности сока, характеризуются лучшей прозрачностью, чистыми фруктовыми тонами, полным слаженным вкусом и имеют дегустационную оценку на 0,2- 0,3 балла выше контрольных виноматериалов.

Характеристика виноматериалов, полученных при внесении

ароматообразующих компонентов на начало брожения Таблица 3

Виноматериал

с добавлением

расчетного

количества

сахара

Виноматери ал с добавлением спирта ректификата

Виноматериал с добавлением спирта-сырца

Виноматери ал с

Добавлением ЭАФ

Сахар

3,0

2,0

г\дм ³

Спирт, %

10,6

10,4

11,5

об.

Азот

аминный,

мг/дм ³

Высшие

420

158

218

315

спирты,

мг/дм ³

Метанол,

120

136

167

17,6

мг/дм

Полисахари

220

153

161

154

-ды, мг/дм ³

Эфиры

низкокипя

щие,

мг/дм ³

Эфиры

112

156

164

высо-

кокипящие,

мг/дм ³

Дегустаци

7,9

8,2

8,5

онная

оценка,

балл

На основании данных исследований разработана комплексная технологическая схема получения плодово-ягодного вина улучшенного качества включающая: переработку плодов с одновременным возвратом сульфитированных прессовых фракции на мезгу в стекатель; сбраживание сока на новой расе дрожжей "Яблочная 2 (2)", с внесением в него на начало брожения ароматообразующих компонентов (рис 1).

В соответствии с разработанной технологической схемой плоды из приемного бункера (1) гидротранпортером подаются в накопитель и после орошения чистой водой (3) через лоток-делитель направляются на дробилки (6). Мезга поступает в стекатель (7) и затем на пресс (8). Прессовые фракции сока, сульфитированные до 250-300 мг/ дм³, постоянно в процессе переработки плодов возвращаются в стекатель. Объединенные фракции сока отделяются со стекателя, собираются в сокосборник. Затем сок, поступает на осветление и на брожение.

Осветление проводится в отстойных резервуарах (11) в течение 12-16 часов при температуре не выше 25 °С. Перед осветлением сок дополнительно сульфитируется до 80- 100 мг/ дм³ диоксида серы.

На стадии бурного брожения вносятся ароматообразующие компоненты из расчете повышения крепости сока на 4-5 % об.

Внесение эфироальдегидной фракции или спирта-сырца яблочного в сок на начальной стадии брожения способствует более эффективной ассимиляции ароматообразующих компонентов, в результате которого резкие сивушные тона сглаживаются, трансформируются , приобретают приятные оттенки и оказывают положительное влияние на формирование и качество вина.

Разработанная технология по основным технико-экономическим показателям превосходит технологию, принятую в промышленности:

• увеличивается удельный выход сока на 5-6 %;

• сокращаются потери сырья на 25-30 % против нормативных;

• снижаются удельные трудозатраты;

• сокращается технологический цикл приготовления вин;

• усиливается экстракция, снижается содержание взвесей, сдерживаются окислительные процессы.

Рис. 1. Технологическая схема производства плодово-ягодных вин 1 - приемный бункер; 2 - гидротранспортер; 3 - моечная машина;

4 - инспекционный транспортер; 5 - шнековый транспортер; 6 - дисковая центробежная дробилка ВДР- 5; 7 - шнековый стекатель ВСП -5;

8 - шнековый пресс ВПШ -5 ; 9 - сульфитодозирующая установка ВСАУ;

10 - насос; 11 - резервуар для отстаивания сока; 12 - резервуар для приготовления суспензии бентонита; 13 - резервуар для приготовления дрожжевой разводки; 14 - бродильная установка; 15 - купажер; 16 -фильтр - пресс; 17 - резервуар для хранения виноматериалов 12

Список использованной литературы:

1. Скрипников Ю.Г. Производство плодово-ягодных вин и соков.- М.: Колос, 1983.-256с.

2. Мехузла Н.А., Панасюк А.Л. Плодово-ягодные вина . - М. : Легкая и пищевая промышленность, 1984.-240 с.

3. Отчет по теме: "Изучить технологические качества плодового сырья и разработать рациональную технологию производства плодовых вин в Казахстане". Казгипропищепром. Алма- Ата, 1980.

4. Телегин Ю.А. Разработка и внедрение новой технологии сбраживания яблочного сусла, дисс. к.т.н. Магарач. 1985

5. Парагульгов О.Д. Совершенствовать производство плодово-ягодных вин. Виноделие и виноградарство СССР. 1979, №8, с. 4-7.

6. Датунашвили Е.Н., Уларджишвили В.П., Сейдер А.И. Применение пектолитических ферментных препаратов в плодово-ягодном виноделии. Виноделие и виноградарство СССР. 1979, № 5, с 35-36.

7. Кишковский З.Н., Мержаниан А.А. Технология вина. -М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. - 504 с.

8. Чаленко Д.К. Микробиологический контроль виноделия. - М.:

Пищепромиздат, 1960. - 143 с.

9. Мехузла Л.А., Парагульгов О.Д, Телегин Ю.А., Старчевой Е.Н. Новый способ сбраживания сусла при производстве плодово- ягодных вин. Виноделие и виноградарство СССР. 1978. № 3 с. 10-12.

10. Ж. Риберо- Гайон, Э. Пейно, П. Риберо-Гайон, П. Сюдро. Теория и практика виноделия, т. 3. Способы производства вин. Превращения в винах. Пер. с фр. - М. ПП, 1980. - 480 с.

11. П.Макштялене З.Б., Москоленко Р.И., Манакина Л.И. Способ производства плодово-ягодных вин и сидров. Авторское свидетельство СССР № 676608.

12-Неудахина О. К. Разработка новых технологических приемов производства крепких вин. Автореферат дисс. к.т.н. Москва, 1993.

13. Дашкевич Т.Н. Натуральные плодово-ягодные вина. "Виноделие и виноградарство СССР". 1967, № 3 с.50-51.

14.Мехузла Н.Л., Макштялене З.Б. Усовершенствование традиционной литовской технологии. Виноградарство и виноделие СССР. 1979, № 8. с.26-28.

15-С.П.Авакянц, Н.П. Гриценко. Способ производства плодово-ягодного вина. Авторское свидетельство СССР № 1147741.

16.Отчет № 00716888 НПО "Яловены" Министерства виноградарства и виноделия МССР. Исследования состава спирта-сырца, спирта-ректификата, сивушной и эфироальдегидной фракции виноградных вин. Кутузово, 1984.