Вы находитесь здесь: Главная > Новые способы производства хереса > Образование альдегидов и ацеталей

Образование альдегидов и ацеталей

Работами ученых М. А. Ховренко и В. И. Бабенко (1925), Н. Ф. Саенко (1934, 1943), Н. Н. Про-стосердова (1944), М. А. Герасимова (1950), Н. М. Сисакяна (1950, 1953), А. А. Преображенского (1953), М. А. Тер-Карапетяна (1953), П. В. Ивлева (1955, 1958), Б. Я. Авербуха (1970), Джослина (1941), Крюсса (1945), Форначона (1953) доказано, что специфические свойства хереса связаны с образованием в большом количестве альдегидов и их соединений со спиртами (ацеталями).

М. А. Герасимов и Н. Ф. Саенко (1950) считают, как указывалось выше, что образование хересного тона в вине происходит при содержании альдегидов не менее 300-350 мг/л и, так как готовый херес всегда является купажным вином, не рекомендуют производить отъем вина из-под пленки при меньшем содержании ацетальдегида.

Р и с. 25. Изменение содержания альдегидов в динамике и послойно в установке Г. Г. Агабальянца

Для сравнительного исследования процесса хересова-ния модельные установки были заполнены на 80%о вином Алиготе (30 л) с содержанием спирта 16,15%о об. и рН= =3,3 и на поверхность вина внесена 3-суточная чистая культура дрожжей Херес 96-К.

Исследования проводились в течение 12 месяцев. После первого месяца средний уровень альдегидов и ацеталей в установках Н. Ф. Саенко, Г. Г. Агабальянца, А. А. Преображенского был почти одинаковый и составлял соответственно (альдегиды/ацетали) 343/44 мг/л; 348/42 мг/л; 334/54 мг/л; в установке Ф. Г. Яковлева — 507/63 мг/л.

Через 12 месяцев средний уровень альдегидов составлял в установках: Н. Ф. Саенко — 436 мг/л; Г. Г. Агабальянца — 442 мг/л; А. А. Преображенского — 432 мг/л; Ф. Г. Яковлева — 458 мг/л. Содержание ацеталей увеличивалось, и в конце исследования их количество составляло 95-109 мг/л.

Дегустационная характеристика показала, что лучший по качеству виноматериал был из установки Н. Ф. Саенко — 8,6 балла, затем Г. Г. Агабальянца — 8,5 бал-ла и А. А. Преображенского — 8,4 балла. Виноматериал из установки Ф. Г. Яковлева получил 8,2 балла, был окисленным, с дрожжевым привкусом. Послойное определение содержания альдегидов в установившемся поточном режиме опытных установок показало, что количество его в разливных слоях неодинаково  (рис. 25).

В первых емкостях установок разница в содержании альдегидов между слоями наибольшая, во-вторых — она несколько уменьшается, в-третьих — еще больше сглаживается.

Содержание альдегидов под пленкой во всех емкостях исследуемых установок достаточно высокое, что свидетельствует об интенсивном прохождении процесса хере-сования. Содержание альдегидов в среднем слое увеличивалось соответственно от первой к последней емкости.

Количество альдегидов в среднем слое последней емкости достигло первоначального уровня или уровня, позволяющего производить очередной отъем и доливку: через 29 час. — в установке Г. Г. Агабальянца, через 35 час. — в установке Н. Ф. Саенко, через 26 час. — в установке А. А. Преображенского и через 24 час. — в установке Ф. Г. Яковлева.

Это позволило сделать вывод, что при хересовании в установившемся поточном режиме отъем и доливку виноматериала нужно осуществлять каждые 1-1,5 суток, в количестве 20% объема вина последней емкости. В результате проведенных исследований Г. И. Козубом установлено, что хересование в потоке благоприятно сказывается на физиологическом состоянии хересных дрожжей, что объясняется хорошими условиями питания благодаря притоку свежего виноматериала под пленку, а также хорошему кислородному режиму.

Среднее за период исследования содержание почкующихся дрожжей во всех установках было примерно одинаковым и составляло 45-50% от количества живых клеток.

Образование альдегидов связано с жизнедеятельностью хересных дрожжей, содержащих фермент алкоголь-дегидрогёназу, наиболее активную в молодых почкующихся клетках. С возрастом клеток активность этого фермента снижается. Поэтому дрожжи на протяжении всего периода поточного хересования необходимо поддерживать в жизнедеятельном состоянии, в стадии размножения регулированием отдельных факторов-(температуры, содержания сернистой кислоты, кислорода и т. д.). Почкующиеся дрожжевые клетки должны составлять не менее 45% от количества живых, при этом образование альдегидов происходит равномерно, а процесс хересования в целом протекает стабильно.

Кислородный режим при хересовании в поточных установках исследован недостаточно. Г. И. Козубом, Б. Я. Авербухом  и др. в опытах с введением в виноматериал различных доз кислорода (стр. 115) установлено, что наиболее эффективной дозой вводимого кислорода в виноматериал является 4,7 мг/л/час; при которой образование альдегидов и формирование хересных свойств происходит интенсивно и стабильно.

Для обеспечения точного и равномерного введения кислорода в поточные установки разработано устройство (Авторское свидетельство СССР Ns 254447 от 1969 г.), представляющее собой ряд пьезометрических трубок (1-5), устанавливаемых внутри каждой емкости (6) и соединенных с кислородным баллоном через релейный блок (19) и исполнительный механизм (13), который открывает и закрывает вентиль подачи кислорода (12). Устройство позволяет автоматически регулировать подачу кислорода в вино при хересовании в поточных установках. (рис. 26).

 

Рис - 26. Устройство для введения кислорода в вино.

Рис — 26. Устройство для введения кислорода в вино.

Н. Ф. Саенко (1952) и (1954) , А. А. Преображенский (1953), А. М. Самвелян (1954), П. В. Ивлев (1955) и (1958), С. О. Сапонджян (1957), Х. С. Геворкян (1960), Форначон (1953) доказали, что степень развития хересной пленки и вызываемые ею превращения зависят от соотношения площади поверхности пленки и объема вина (удельная поверхность).

М. Гарабедян (1971) предлагает регулировать процесс хересования путем изменения соотношения поверхности пленки и объема вина.

Г. И. Козуб (1972) в опытах с одинаковым объемом вина и различной удельной поверхностью пленки (18,72, 190, 350, 680 см2/л), установил (рис. 27), что при удельной поверхности 680, 350 см2/л образование альдегидов происходит наиболее интенсивно. Вместе с тем, в вариантах с удельной поверхностью 680 и 350 см2/л раньше начинается снижение образовавшихся альдегидов, а хересный виноматериал — окисленный и с дрожжевым привкусом. К концу месяца в этих двух вариантах количество альдегидов снизилось почти до уровня, наблюдаемого в емкости с удельной поверхностью 18 см2/л. В вариантах с меньшей удельной поверхностью (190 и 72 см2/л) накопление ацетальдегида протекает более медленно, но достигает более высокого значения — свыше 600 мг/л, чем при более высокой удельной поверхности. Образование ацеталей в зависимости от величины удельной поверхности хересной пленки происходит аналогично образованию альдегидов.

Р и с. 27. Зависимость образования альдегидов от количества дней после начала пленкования при различной удельной поверхности хересной пленки.

Исследование влияния удельной поверхности пленки на процесс хересования в модельных поточных установках показало, что в установках Н. Ф. Саенко, Г. Г. Агабальянца, А. А. Преображенского (удельная поверхность соответственно: 25,2; 28,7; 59 см2/л) за короткий период (17-23 дня) образовалось достаточное количество альдегидов (350 мг/л) при хорошем состоянии хересной пленки, что позволило перевести установки на поточный режим. Качество отбираемого из-под пленки виноматериала хорошее.

В установке Ф. Г. Яковлева (удельная поверхность 254 см2/л) необходимое для перевода на поточный режим количество альдегидов образовалось несколько быстрее, чем в первых трех установках, но качестве хересного виноматериала было хуже.

Г. И. Козубом (1972) {427 дана математическая кор-реляция между образованием альдегидов и ацеталей, а также величиной удельной поверхности ;пленки от вре-мени» хересования. этого проЁедена обработка экс-периментальных данных методом наименыци квадра-тов на электронло-вычислительной машине пМинтск-22л по программе «Ретрессионный анализ» (Г. Н. Веселая, 1969). Уравнение регрессии имеет вид:

 Уравнение регрессии

Результаты, полученные при математической обработке экспериментальных данных, совпадают с химическими анализами с точностью ± 3,5%.

Таким образом, при известной удельной поверхности пленки можно математически прогнозировать процесс образования альдегидов и ацеталей в зависимости от срока хересования.

В результате сравнительного исследования производительности модельных установок выяснено, что производительность установок Н. Ф. Саенко, Г. Г. Агабальянца, А. А. Преображенского составляет 1,9-2,0 л/сутки, или 19-20% объема вина последней емкости установки при среднем содержании альдегидов 360-370 мг/л. Производительность установки Ф. Г. Яковлева составляет 2,3 л/сутки при несколько большем среднем содержании альдегидов. Однако при работе в течение 1,5 лет в установившемся лоточнсм режиме установка Ф. Г. Яковлева не дала предполагаемого большого увеличения производительности. Отсюда следует, что удельная поверхность хересной пленки 25-59 см2/л может считаться оптимальной для хересования виноматериалов в поточных установках. Установка Ф. Г. Яковлева наиболее сложна в эксплуатации, а установку Г. Г. Агабальянца труднее изготовить.

Таким образом, на основании проведенных исследований установлено, что наиболее эффективной является установка Н. Ф. Саенко, в которой получается лучший по качеству виноматериал при примерно одинаковой производительности с установками Г. Г. Агабальянца и А. А. Преображенского. Ее легче изготовить и эксплуатировать.

Для промышленного внедрения этой установки рекомендовано модернизировать ее с учетом наших исследований: автоматизировать отъем и доливку виноматериалов, а также использовать устройство, позволяющее автоматически регулировать подачу кислорода в вино.

В. К. Ломакины м и Б. Я. Авербухом предложена установка для хересования виноматериалов в потоке. Установка состоит из соединенных между собой цилиндрических реакторов, снабженных патрубками для ввода виноматериала под пленку и отвода его.

С целью управления процессом хересования и его интенсификации реакторы заключены в два замкнутых циркуляционных контура (I и II), соединенных между собой последовательно. Как это показано на принципиальной схеме (рис. 29), в первом контуре реакторы соединены между собой параллельно, а во втором — последовательно. Наличие двух контуров предусмотрено для двухстадийного ведения процесса производства хереса. Патрубки для ввода виноматериала под пленку и отвода его подключены к реакторам тангенциально.

Р и с. 29. Схема технологического процесса производства хереса в непрерывном потоке
Тангенциальная подача виноматериала под хересную пленку позволяет регулировать кратность перемешивания виноматериала, то есть изменять по мере необходимости частоту смены контактирующего с пленкой вина.

Для поддержания в вине оптимальной температуры для жизнедеятельности хересных дрожжей в каждый контур включены теплообменник и насос. Насосы обеспечивают перемешивание виноматериала под пленкой и тем самым однородность его состава.

Поддержание необходимого кислородного режима осуществляется путем подачи кислорода в надвинные пространства реакторов через газовые дозаторы.

Установка работает следующим образом: реакторы заполняются виноматериалом, подготовленным для хересования соответствующей обработкой (оклейкой и фильтрацией) на 80% своего объема. После посева хереснык дрожжей и герметизации реакторов осуществляется продувка воздухом надвинного пространства, что способствует ускорению жизнедеятельности хересных дрожжей.

Время образования устойчивой пленки также сокращается благодаря размножению клеток первоначально при пониженной спиртуозности виноматериала (14°/о об. спирта) , с последующим доведением его до требуемой спиртуозности (16% об. спирта) . Для этого, после появления островков хересной пленки на большей части поверхности вина, в реактор постепенно вводится спирт-ректификат при постоянном перемешивании виноматериала насосом.

Для поддержания необходимой температуры вина установка переводится на контурный режим работы. С этой целью вводятся в работу теплообменники, включаются насосы и при помощи вентилей устанавливаются необходимые расходы виноматериала в циркуляционных контурах. Температура виноматериала регулируется путем управления расходом воды, подаваемой противотоком в теплообменники.

По мере формирования хересной пленки увеличивается расход дозируемого кислорода, а также скорость потоков циркуляции виноматериала в контурах I и II.

После образования сплошной хересной пленки и появления в виноматериале характерного хересного тона процесс хересования переводится на поток.

Для этого открывается вентили, и ротаметру следят за расходом отбираемого в приемную емкость готового хереса, характеризующегося относительно стабильным содержанием альдегидов. Далее открывается вентиль и регулируется расход виноматериала, поступающего из первого во второй контур.

Одновременно в первый контур под хересную пленку при помощи вентиля осуществляют непрерывную подачу из напорной емкости свежего виноматериала с исходным содержанием альдегидов.

В это же время наблюдают за тем, чтобы температура вина в циркуляционных контурах поддерживалась на определенном уровне.

Режим работы первого контура управляется скоростью циркуляции виноматериала, расходом подачи исходного виноматериала при постоянной температуре в контуре и постоянном расходе кислорода, дозируемого в надвинное пространство реактора. Режим работы второго контура управляется скоростью циркуляции и подачи виноматериала от контура I при поддержании соответствующей температуры виноматериала, а также постоянного соотношения O2/СO2 в надвинном пространстве реакторов.

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • Twitter
  • RSS

Оставить комментарий

Вы должны быть авторизованы, чтобы оставить комментарий.