Eurowine

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА БРОЖЕНИЯ МЕДОВОГО СУСЛА ПРИ ВЫСОКОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ИММОБИЛИЗОВАННЫХ КЛЕТОК ДРОЖЖЕЙ

Авторы: А. Л. Панасюк, д-р техн. наук, проф.; Л. И. Розина, канд. техн. наук.; Л. А. Пелих, И. М. Шур, канд. техн. наук
Всероссийский научно-исследовательский институт пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности

wine_767.jpg

Известно, что мед обладает защитной системой от микрофлоры, имеет выраженную антимикробную и антидрожжевую активность. При сбраживании медового сусла, особенно с высоким содержанием Сахаров, дрожжи находятся на пределе своих физиологических возможностей из-за депрессирующего действия субстрата, на котором они развиваются. В связи с этим для жизнедеятельности культурных рас необходимо создавать условия, когда факторы, влияющие на усиление физиологической активности, оказывали бы постоянное воздействие. Один из таких факторов — иммобилизация: ее цель — стабилизация ферментативной активности клеток, расширение значений рН- и температурных оптимумов, удлинение срока действия ферментов клетки.
В качестве бионосителей микроорганизмов используют как неорганические, так и органические адсорбенты. В отечественном виноделии для интенсификации процесса брожения испытывали дрожжи, иммобилизованные на алюмосиликатных минералах, буковой стружке, полиэтилене, полиакриаламидном теле. В результате исследования влияния природы насадок на физиологическое состояние дрожжей в процессе брожения и на их бродильную активность установлено положительное влияние иммобилизации дрожжей на процесс брожения и качество получаемого виноматериала [1].
Основная причина интенсификации процессов заключается в специфике условий, возникающих на поверхности раздела фаз «жидкость — твердая поверхность». Предполагается, что граница раздела жидкости и твердого тела служит микросредой, где клетки легче, чем в остальной жидкости, могут изменять условия своей жизнедеятельности в благоприятную для себя сторону. На границе раздела фаз меняются значения рН и окислительно-восстановительного потенциала. Насадка оказывает на газовый режим субстрата определенное воздействие, способствует концентрированию и выделению углекислого газа, который, как известно, существенно влияет на скорость протекания биохимических процессов. Показано, что иммобилизованные клетки попадают в зону повышенной концентрации физиологически активных веществ (витамины, ферменты, аминокислоты и другие стимуляторы роста), способных адсорбироваться на поверхности насадки. Насадка также способствует прохождению гетерокатализа. Метод сбраживания в условиях высокой концентрации дрожжей, иммобилизованных на насадке, нашел широкое распространение при производстве напитков, проходящих стадию брожения.
Восстановительную способность винных дрожжей, иммобилизованных на насадке, использовали для интенсификации различных стадий технологического процесса при производстве игристых вин. Большое количество автолизированных дрожжей обогащает среду ферментами, биологически активными веществами и другими продуктами автолиза, а увеличение активности внутриклеточных ферментов повышает физиологическую активность жизнедеятельности дрожжей [2].
Известно, что применение дрожжей, иммобилизованных на насадке, в производстве различных типов вин, в том числе плодовых, и в других бродильных производствах обеспечивает ускорение процесса брожения и улучшение качества конечного продукта.

wine_768.jpg

В своих исследованиях при получении медовых виноматериалов мы пользовались наиболее распространенным в виноделии методом иммобилизации дрожжей — адсорбцией.
В задачу исследований входило: повышение эффективности производства медовых вин за счет интенсификации процесса брожения медового сусла, разработка оптимальных режимов брожения медового сусла при получении медовых виноматериалов с высоким набродом спирта.

wine_769.jpg

При подготовке медового сусла к брожению в целях сохранения ароматических веществ исходного меда и предотвращения инфицирования сусла во время брожения проводили обеспложивающую фильтрацию через мембранный фильтр с величиной пор 0,65 мк (микрон). В медовое сусло вносили азотистое питание для дрожжей в виде коммерческих препаратов (энергизеры). В работе использовали сухие шампанские дрожжи Saccharomyces bayanus, обладающие высокой бродильной активностью.
На брожение направляли медовое сусло массовой концентрации сахаров 150; 220 и 240 г/дм', подкисляли его лимонной кислотой до получения активной кислотности (рН) в сусле 3,2-3,4. Непосредственно перед нанесением на насадку, сухие дрожжи восстанавливали из обезвоженного состояния. Этот процесс включает увлажнение клеток (регидратация) и восстановление функций клеточных структур (реактивация). Процесс регидратации (возвращение воды в клетку) проходит достаточно быстро. Затем наступает фаза реактивации, при которой восстанавливаются функции клеточных органелл и ферментной активности. Некоторые клеточные структуры при высушивании повреждаются и в случае обратимости этих повреждений при реактивации клетки восстанавливаются.
Реактивацию сухих дрожжей проводили по схеме, рекомендуемой производителем: разводили требуемое количество дрожжей в небольшом количестве медового сусла, смешанного с водой в пропорции 1:1 при 20°С, выдерживали при периодическом перемешивании в течение 8-12 ч при 18...22°С, после чего вносили в сусло, подготовленное для брожения. Бродильную смесь подавали в аппарат с насадкой за несколько приемов для достижения требуемой концентрации дрожжей. Температуру брожения поддерживали на уровне 22...24°С.
В результате получили сухие медовые виноматериалы с объемной долей этилового спирта 9,0 и 13,0%, полусухой виноматериал с объемной долей спирта 13,0% и массовой концентрацией сахаров 19,6 г/дм3. В процессе брожения наблюдали за изменением содержания сахаров и накоплением глицерина (рис. 1).
Брожение медового сусла при получении виноматериала с объемной долей спирта 9,0% продолжалось 9 сут., сухого виноматериала с объемной долей спирта 13,0% — 18 сут, а полусухого — 23 сут. Как показали проведенные ранее исследования, для получения сброженного медового сусла с объемной долей спирта 13,0% при сбраживании обычным способом потребовалось более 30 сут.
Накопление глицерина проходило равномерно по мере сбраживания сахара: его образование начиналось уже в первый день брожения. Основное количество глицерина сформировалось к моменту массовой концентрации сахаров в среде 20 г/дм:|. При дображивании сахара накопление глицерина было незначительным.
При повышении объемной доли этилового спирта возрастает массовая концентрация титруемых кислот соответственно на 6,9 и 15,5% (табл. 1).
Активная кислотность уменьшилась соответственно на 0,6 и 1,5%. Уровень рН находится в интервале, рекомендованном нами в результате предыдущих исследований. Несколько увеличивается массовая концентрация глицерина соответственно на 23 и 40%, что вполне объяснимо, так как количество глицерина наряду с условиями брожения напрямую зависит от исходной сахаристости сусла.
В полностью сброженном медовом сусле объемной долей спирта 13,0% определяли также качественный и количественный состав органических кислот и летучих соединений (табл. 2).

wine_770.jpg

Высокое содержание лимонной кислоты в образцах объясняется тем, что ее вносили в сусло перед брожением для повышения кислотности и достижения требуемого значения рН. В медовом сусле отсутствует янтарная кислота, которая в значительном количестве содержится в сброженном медовом сусле.
Дрожжевые клетки получают энергию, необходимую для размножения в анаэробных условиях, путем превращения гексозных сахаров в двуокись углерода и этанол. Поскольку построение новых клеток предполагает большое число метаболических путей, а реакции не полностью эффективны, образуется ряд летучих побочных продуктов, которые выделяются в вино и придают ему характерный аромат. Один из основных классов химических веществ в продуктах виноделия — спирты, а основными ароматическими соединениями сброженного медового сусла являются высшие спирты изоаминол, изобутанол, и 1-пропанол. В целом можно отметить, что массовая концентрация ароматических соединений в медовом сусле меньше, чем в виноградных и плодовых винах.
Готовые вина, полученные по данной технологии, имели нарядный светло-соломенный цвет, чистый медовый аромат с цветочными тонами и мягкий вкус с медовыми тонами и пикантной горчинкой в послевкусии.
По данным проведенных исследований, для интенсификации процесса брожения медового сусла его сбраживание рекомендовано проводить в условиях высокой концентрации дрожжей, иммобилизованных на насадке при 20...25°С. Перед брожением наносят активную дрожжевую разводку в количестве 400 млн кл./см:', а в качестве чистой культуры дрожжей используют сухие дрожжи Sассhагоmyces bayanus, обладающие высокой бродильной активностью и спиртоустойчивостью.
Полученные данные будут использоваться при разработке технологии различных типов медовых вин.

wine_771.jpg


EuroWine

13/02/2012 21:52



Languages

Ужгородский коньячный завод Директор - Гисем Владимир Васильевич 88000, Украина, г. Ужгород ул. Тимирязева, 19, тел.: (0312) 63-86-21, 64-20–93 e-mail: ukz@tysa.ua

ВИНОГРАДАРСТВО И ВИНОДЕЛИЕ Аналитические исследования, Экспертизы, Консультации Александр Сидоренко +38(050) 318-16-90