3.2.2. Влияние иммобилизованных дрожжей на динамику физико-химических показателей кюве

Согласно литературным данным при использовании иммобилизованных дрожжей в производстве игристых вин бутылочным способом одной из проблем является последующая стабильность готового продукта [154, 155, 160, 161].

В плане решения проблемы стабильности игристых вин, получаемых с помощью этого технологического приема, наши дальнейшие исследования были направлены на изучение влияния дрожжей, иммобилизованных в геле альгината

кальция, на компоненты коллоидной системы виноматериалов в процессе вторичного брожения и послетиражной выдержки.

Исследование влияния иммобилизованных дрожжей на динамику физико­химических показателей проводили на тиражах с использованием виноматериалов сортов Совиньон зеленый, Ркацители и купаже завода шампанских вин "Новый Свет" в зависимости от дозы альгината кальция и концентрации дрожжей в геле и тиражной смеси (т/с):

I - 400±5 мг/дм³ альгината кальция; 40±0,1 млн/см³ геля; 1,0±0,1 млн/см³ тиражной смеси - 10 г гранул;

II - 200±5 мг/дм³ альгината кальция; 40±0,1 млн/см³ геля; 0,5±0,1 млн/см³ тиражной смеси - 5 г гранул;

III - 200±5 мг/дм³ альгината кальция; 80±0,1 млн/см³ геля; 1,0±0,1 млн/см³ тиражной смеси - 5 г гранул.

Контролем служил вариант с внесением свободных дрожжей (1,0±0,1 млн/см³ тиражной смеси) и бентонита. Для проведения вторичного брожения использовали расу, дающую наименьший выход клеток из матрицы — Севастопольская -23.

В результате проведённых исследований установлено (табл.3.4), что во всех вариантах процесс вторичного брожения полностью завершился к одному месяцу выдержки. Избыточное давление углекислого газа в тираже на основе виноматериала сорта Совиньон находилось на уровне 710 кПа, в других тиражах — 670-700 кПа. В процессе выдержки давление незначительно снижается. Содержание сахаров составило в среднем 0,1-0,2 г/100см³, объёмная доля этилового спирта увеличилась в среднем на 1,15 %об. При этом не было отмечено разницы как между опытными вариантами, так и по сравнению с контролем. В дальнейшем не наблюдалось значительных изменений этих показателей. Массовая концентрация летучих кислот, общего и свободного диоксида серы в процессе выдержки практически не изменялись, независимо от количества вносимых гранул и исходной концентрации дрожжей в тиражной смеси. Массовая концентрация

титруемых кислот к двум годам выдержки снизилась на 0,4 - 0,6 г/дм³ в зависимости от тиража.

Таблица 3.4

Изменение физико-химических показателей в процессе выдержки (виноматериал из сорта Совиньон зеленый)

Наибольшие изменения обнаружили такие химические показатели как полисахариды, фенольные вещества, белки, винная кислота и кальций (табл.

Анализ полученных результатов свидетельствует о том, что в период вторичного брожения и первые месяцы послетиражной вдержки происходит снижение массовой концентрации полисахаридов, белков и фенольных соединений. При этом отмечена зависимость снижения этих компонентов от количества введенного альгината кальция и не установлено влияния концентрации дрожжей на изменение этих показателей.

Так, наибольшее снижение содержания полисахаридов и фенольных веществ обнаружено в опытных вариантах при внесении 400±5 мг/дм³ (12-21 и 18-19% соответственно), наименьшее — в варианте с 200±5 мг/см³ альгината кальция независимо от исходной концентрации дрожжей (8-17 и 14-15% соответственно), а также в контрольных образцах на жидкой разводке дрожжей с концентрацией клеток 1,0±0,1 млн/см³ (9-16 и 13-15% соответственно).

Что касается массовой концентрации белков, то наибольшее ее снижение отмечено в контрольном варианте, полученном на свободных дрожжах с добавлением бентонита (68-81%), а в опытных образцах сохраняется та же тенденция: чем больше гранул вводилось в тираж, тем больше снижение белков (35-55%).

Основные изменения в концентрации полисахаридов и белков происходят в течение первых 6 месяцев, тогда как существенные изменения в содержании фенольных веществ продолжаются в течение года. В промежутке времени от года до двух лет выдержки наблюдалась стабилизация содержания

Таблица 3.5

Изменение содержания отдельных компонентов кюве через два года выдержки

40±0,1 млн/см³ геля; 0,5±0,1 млн/см³ т/с; III - 200±5 мг/дм³ альгината кальция; 80±0,1 млн/см³ геля; 1,0±0,1 млн/см³ т/с; IV - контроль на свободных клетках (1,0±0,1 млн/см³+ бентонит);

- снижение концентрации;

Рис 3.3. Динамика полисахаридов в процессе послетиражной выдержки (в/м сорта Совиньон зеленый)

—•------ 400±5 мг/дм³ альгината кальция; 1,0±0,1 млн/см³ т/с;

40+0,5 млн/см³ геля;

Рис 3.4. Динамика белков в процессе послетиражной выдержки (в/м сорта Совиньон зеленый)

---- •----- 400±5 мг/дм³ альгината кальция; 1,0±0,1 млн/см³ т/с;

40±0,5 млн/см³ геля;

Рис 3.5. Динамика фенольных веществ в процессе послетиражной выдержки (в/м сорта Совиньон зеленый)

—•— 400±5 мг/дм³ альгината кальция; 1,0±0,1 млн/см³ т/с;

40г:0,5 млн/см³ геля;

высокомолекулярных соединений и фенольных веществ. Отмечена разница в уровене снижения полисахаридов между сортовыми виноматериалами и кулажем ЗШВ “Новый Свет”. Существенной разницы в снижении содержания белков и фенольных веществ между кулажем и сортовыми виноматериалами не обнаружено, несмотря на их неодинаковое исходное содержание.

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/дм³ альгината кальция содержание винной кислоты снизилось в среднем на 15%, а в варианте с 200±5 мг/дм³ — 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/дм³ — 103,6 мг/дм³ 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 Са²⁺ 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].

Винная кислота, г/дм

Рис 3.6. Динамика винной кислоты в процессе послетиражной выдержки (в/м сорта Совиньон зеленый)

------ •----- 400±5 мг/дм³ альгината кальция; 1,0±0,1 млн/см³ т/с;

40±0,5 млн/см³ геля;

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 Са²⁺ на гранулах.

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/см³, следует считать добавление в тиражную бутылку 200±5 мг/дм³ альгината кальция при концентрации дрожжей 0,5±0,1 — 1,0±0,1 млн/см³ 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

Са , мг/дм

0 3 6

9 12

18 24

X, мес.

Рис 3.7. Динамика кальция в процессе послетиражной выдержки (в/м сорта Совиньон зеленый)

—•--------- 400±5 мг/дм³ альгината кальция; 1,0±0,1 млн/см³ т/с;

40±0,5 млн/см³ геля;

обратимым и необратимым коллоидным и кристаллическим помутнениям(табл.3.6).

Таблица 3.6

Влияние альгината кальция на склонность кюве к коллоидным и кристаллическим помутнениям

“ —стабильно к помутнениям.

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 выдержки 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/см³ стабильны к этим видам помутнений и соответствуют требованиям, определяющим стабильность готового продукта.

Полученные экпериментальные данные были обработаны с применением методов математической статистики. Изучалась зависимость изменения концентрации отдельных компонентов кюве от времени выдержки в различных вариантах опыта. Математическая обработка проводилась с целью получения уравнений, наиболее адекватно описывающих процесс. Сравнивались остаточные дисперсии для различных типов зависимостей: линейная, степенная и полиноминальная. Сравнительный анализ расчитанных коэффициентов детерминации (R²) позволил выбрать полиноминальные зависимости, как наиболее точно описывающие процесс. Результаты расчетов для тиража из сорта Совиньон приведены в таблице 3.7. Аналогичные результаты получены и для других тиражей. Высокие значения коэффициентов детерминации позволяют судить о достоверности полученных экпериментальных данных

Результаты исследований позволили внести изменения в технологическую инструкцию по производству игристых вин бутылочным способом с использованием иммобилизованных дрожжей и снизить дозу альгината кальция с 400±5 мг/дм³ до 200±5 мг/дм³. Разработаны и утверждены ТИ и ТУ на опытную партию белого игристого вина.

Изменение некоторых показателей кюве в процессе выдержки

Примечания: I - 400±5 мг/дм³ альгината кальция; 40±0,1 млн/см³ геля; 1,0±0,1 млн/см³ т/с; II - 200±5 мг/дм³ альгината кальция; 40±0,1 млн/см³ геля; 0,5±0,1 млн/см³ т/с; III - 200±5 мг/дм³ альгината кальция;80±0,1 млн/см³ геля; 1,0±0,1 млн/см³ т/с; IV - контроль на свободных клетках (1,0±0,1 млн/см³+ бентонит);

у — массовая концентрация вещества, мг/дм³, *- г/дм³; х — время выдержки, мес.