Сельское хозяйство/4. Технологии хранения и
переработки
сельскохозяйственной продукции
соискатель Кирпичева Л.С., к.т.н. Оселедцева И.В.
Государственное научное учреждение Северо-Кавказский зональный
научно-исследовательский институт садоводства и виноградарства Российской
академии сельскохозяйственных наук, Россия
Исследование
способов обработки дубовой клепки, используемой для созревания коньячных дистиллятов
В коньячном
производстве огромное значение имеет древесина бочек, в которых протекает созревание
и старение коньячных дистиллятов, причем эти процессы проходят исключительно в
присутствии древесины дуба.
Во время
выдержки коньячных дистиллятов в дубовых бочках происходит экстракция дубильных
веществ, лигнина, углеводов и других компонентов, превращение которых имеет
решающее значение для качества получаемого коньяка.
Коньячный
дистиллят представляет собой бесцветную жидкость с острым вкусом, обладающую
запахом ацетальдегида и сивушных масел. Для получения из него
высококачественного коньяка дистиллят необходимо выдерживать в дубовых бочках в
течение многих лет. В процессе такой выдержки коньячный дистиллят приобретает
ароматические и вкусовые достоинства, присущие высококачественному коньяку [2].
Таким образом,
роль древесины дуба в созревании коньячных дистиллятов заключается, главным
образом, в том, что она обогащает продукт извлеченными из нее экстрактивными
веществами, превращающимися под воздействием кислорода в ароматические
вещества, обуславливающие характерные вкус и аромат коньяка.
Вместе с тем,
выдержка коньячных дистиллятов в дубовых бочках приводит к большим потерям – ежегодно
в результате испарения теряется до 5% спирта. Кроме этого, для выдержки больших
объемов дистиллятов необходимо большое количество дефицитной дубовой тары. Все
это потребовало изыскания новых методов выдержки коньячных дистиллятов с
ускорением их созревания.
На основании
проведенных экспериментов, позволяющих выявить закономерности, происходящие при
выдержке коньячных дистиллятов, разработаны технологические приемы, предусматривающие
обогащение выдерживаемого дистиллята экстрактивными компонентами дубовой
древесины и проведение процессов созревания в присутствии специально
подготовленной дубовой клепки.
В настоящее время существуют различные способы подготовки дубовой клепки, используемой для выдержки коньячных дистиллятов.
Например, известен способ обработки древесины, используемой для выдержки коньячных дистиллятов, предусматривающий ее предварительную обработку при температуре 30-40 оС эмульсией микроорганизмов: дрожжей, плесеней, в том числе пеннициллиума, приготовленной на растворе, содержащем соли и активаторы (в том числе гетероауксин) [4].
Существует способ обработки дубовой
клепки, предусматривающий двукратное
замачивание клепки в холодной воде, обработку острым паром и ополаскивание, с
последующей воздействием на нее водной суспензией комплексного ферментного
препарата, обладающего целлюлолитической, β-полигалактуроназной и
β-гликозидазной активностью, а затем сушкой ферментированной дубовой
клепки при температуре 125-150 оС в течение 18-24 часа [1].
Также есть способ предварительной обработки древесины дуба, используемой для созревания коньячных дистиллятов, при котором новую дубовую клепку двукратно замачивают в холодной (температура 16°С) воде в течение 72-96 часов, затем проводят 20-30-минутную обработку острым паром, последовательно ополаскивают горячей (температура 80°С) и холодной (температура 16°С) водой и высушивают до влажности 60% в хорошо проветриваемом помещении при 45°С [3].
Основными недостатками рассмотренных способов являются длительность и сложность процесса предварительной подготовки клепки, а также продолжительное время выдержки, необходимое для экстрагирования ценных компонентов дубовой древесины и этанолиза лигнина, играющих важную роль в сложении типических свойств коньячной продукции.
Таким образом, на основании вышеизложенного, нами проведены исследования влияния способов обработки дубовой клепки на качество коньячных дистиллятов, полученных при выдержке в контакте с исследуемыми образцами.
С этой целью нами были получены образцы дубовой клепки, обработанные согласно ниже приведенным схемам:
- пример 1 (Прототип). Древесину дуба двукратно замачивают в холодной (температура 16°С) воде в течение 72 часов, затем проводят 20-минутную обработку острым паром, последовательно ополаскивают горячей (температура 80°С) и холодной (температура 16°С) водой и высушивают до влажности 60% в хорошо проветриваемом помещении при 45°С [3];
- пример 2 (контроль №1). Аналогично примеру 1, только клепку дополнительно подвергают выдержке с эмульсией микроорганизмов, содержащей дрожжи, плесени и пеннициллиум, при температуре 35 оС;
- пример 3
(контроль №2). Аналогично примеру 1, только клепку дополнительно обрабатывают водной суспензией комплексного
ферментного препарата (КФП), обладающего целлюлолитической, β-полигалактуроназной
и β-гликозидазной
активностью с суммарной активностью 6200 ед/см3, из расчета 0,75 г
препарата на 1 кг дубовой клепки в течение 3 суток и сушат при температуре 125 оС
до приобретения ею коричневой окраски;
- пример 4. Аналогично примеру 1, только после двукратного замачивания клепку выдерживают без доступа солнечного света при температуре 28 оС и влажности 70 % в течение 6 суток;
- пример 5. Аналогично примеру 4, только клепку в течение 8 суток;
- пример 6. Аналогично примеру 4, только клепку выдерживают в течение 10 суток;
- пример 7. Аналогично примеру 4, только клепку выдерживают в течение 12 суток;
- пример 8. Аналогично примеру 1, только после двукратного замачивания клепку выдерживают без доступа солнечного света при температуре 30 оС и влажности 60 % в течение 6 суток;
- пример 9. Аналогично примеру 8, только клепку выдерживают в течение 8 суток;
- пример 10. Аналогично
примеру 8, только клепку выдерживают в
течение 10 суток;
- пример 11. Аналогично
примеру 8, только клепку выдерживают в
течение 12 суток;
- пример 12. Аналогично примеру 1, только после двукратного замачивания клепку выдерживают без доступа солнечного света при температуре 26 оС и влажности 70 % в течение 12 суток;
- пример 13. Аналогично
примеру 1, только после двукратного замачивания клепку выдерживают без доступа солнечного света при температуре 32
оС и влажности 60 % в течение 8 суток;
- пример 14. Аналогично примеру 13, только клепку выдерживают при влажности 50 %;
- пример 15. Аналогично примеру 12, только клепку выдерживают при влажности 80 %.
Обработанную дубовую клепку, полученную согласно вышеуказанным способам (Примеры 1-15), помещали в 65%-ный коньячный дистиллят с рН 4,0 из расчета удельной поверхности 150 см2/дм3 и выдерживали в течение 6 месяцев при температуре 22-25 оС.
По истечении 6-месячной выдержки полученные образцы были подвергнуты химическому и органолептическому анализу. В качестве критериев оценки качества процесса массообмена были выбраны концентрации ароматических альдегидов (ванилина, кониферилового, сиреневого, синапового), массовая концентрация дубильных веществ, а также органолептическая оценка полученных образцов по 10-ти балльной системе. Данные исследований представлены в таблице 1.
Таблица 1 – Показатели состава коньячных дистиллятов после 6-месячной выдержки в контакте с обработанной дубовой клепкой
|
Пример п/п |
Массовая концентрация ароматических альдегидов, мг/дм3 |
Массовая концентрация дубильных веществ, г/дм3 |
Органолептическая оценка |
||||
|
Синаповый альдегид |
Конифериловый альдегид |
Сиреневый альдегид |
Ванилин |
Сумма |
|||
|
1 (прототип) |
н/о |
0,1 |
0,2 |
н/о |
0,3 |
0,3 |
7,80 |
|
2 (контроль 1) |
1,8 |
2,6 |
5,3 |
2,9 |
12,6 |
0,6 |
8,20 |
|
3 (контроль 2) |
3,7 |
3,5 |
13,2 |
6,0 |
26,4 |
1,5 |
8,40 |
|
4 |
4,4 |
3,2 |
12,6 |
4,5 |
24,7 |
1,0 |
8,20 |
|
5 |
5,2 |
4,4 |
16,0 |
5,3 |
30,9 |
1,6 |
8,40 |
|
6 |
6,0 |
5,8 |
18,4 |
6,1 |
36,3 |
1,9 |
8,55 |
|
7 |
8,7 |
7,2 |
22,4 |
7,7 |
46,0 |
1,9 |
8,30 |
|
8 |
4,9 |
4,0 |
13,0 |
4,3 |
26,2 |
1,6 |
8,35 |
|
9 |
5,8 |
5,7 |
17,6 |
6,0 |
35,1 |
1,8 |
8,50 |
|
10 |
8,0 |
7,2 |
24,3 |
7,2 |
46,7 |
1,7 |
8,20 |
|
11 |
9,2 |
9,3 |
31,0 |
10,3 |
59,8 |
1,7 |
8,10 |
|
12 |
1,0 |
0,6 |
1,9 |
0,5 |
4,0 |
0,6 |
8,10 |
|
13 |
4,0 |
4,1 |
7,8 |
3,0 |
18,9 |
2,1 |
8,10 |
|
14 |
2,6 |
4,0 |
3,7 |
1,6 |
11,9 |
1,8 |
8,00 |
|
15 |
2,0 |
1,1 |
3,2 |
1,5 |
7,8 |
0,8 |
8,10 |
Таким образом, результаты
исследований, представленные в табл. 1, свидетельствуют о том, что оптимальным
является режим обработки дубовой клепки, предусматривающий двукратное замачивание клепки в холодной
воде, последующую выдержку клепки без доступа солнечного света при температуре
28-30 оС и влажности 60-70 % в течение 8-10 суток, обработку острым
паром, последовательное ополаскивание горячей и холодной водой и высушивание до
влажности 60 % в хорошо проветриваемом помещении при 45°С.
В результате такой обработки клепки при последующей выдержке в контакте с ней спиртосодержащей жидкости создаются условия, позволяющие получить высококачественные выдержанные коньячные дистилляты, обладающие сбалансированным химическим составом и высоким уровнем дегустационной оценки. Такие показатели обеспечиваются за счет того, что при указанных параметрах обработки наблюдается значительная активация процессов экстрагирования ценных компонентов дубовой древесины и этанолиза лигнина, в результате чего образование и накопление в выдерживаемом коньячном дистилляте ароматических альдегидов, которые в настоящее время рассматриваются как основные критерии оценки качества осуществления этапа выдержки коньячных дистиллятов в контакте с древесиной дуба, происходит значительно быстрее.
Увеличение продолжительности процесса выдержки дубовой клепки в предлагаемых условиях, согласно результатам органолептической оценки, нецелесообразно, так как это способствует созданию условий чрезмерной активации под действием вырабатываемых ферментов процессов, способствующих интенсивному растворению стенок клеток древесины, что, в свою очередь, оказывает влияние и на механические свойства древесины, которая становится пористой, ее прочность понижается и она начинает разрушаться. В результате начинается деструкция в том числе и ценных компонентов дубовой древесины, что негативно сказывается на качестве выдерживаемых коньячных дистиллятов. В результате во вкусе дистиллятов отмечаются грубость, излишняя танинность и легкая горечь, кроме того, образцы приобретают нетипичные буроватые оттенки, являются нестойкими к фенольным помутнениям, трудно поддаются оклейке.
При увеличении температуры обработки свыше 30 оС развитие грибов замедляется, а при температурах свыше 60 оС большинство грибов погибает. При повышении влажности и периода выдержки древесины также создаются условия, способствующие развитию деревоокрашивающих грибов, которые вызывают специфическую окраску древесины и ее поражение, что недопустимо при заготовке дубовой клепки, используемой при производстве коньячных дистиллятов.
Таким образом, техническим результатом предпочтительного, согласно нашим
исследованиям, способа обработки дубовой клепки является повышение качества, в
том числе органолептических показателей готового продукта, за счет обеспечения наиболее
оптимальных и при этом максимально приближенных к естественным условий
обработки дубовой древесины.
Поставленная задача решается за счет того,
что при выдержке дубовой клепки без доступа солнечного света при температуре 28-30
оС и влажности 60-70 % в течение 8-10 суток создаются условия,
способствующие размножению ксилофильных микроорганизмов, которые в небольшом количестве
изначально всегда присутствуют в любой древесине. Создаваемые условия позволяют
добиться активизации развития и размножения только плесневых грибов штаммов Penicillium, Altemaria, Trihoderma и Aspergillus,
присутствующих в незначительных количествах на дубовой древесине. Эти
микроорганизмы представляют собой агенты биоразрушения древесины. Именно указанные
штаммы грибов синтезируют такие ферменты как амилазы, целлюлазы, пектиназы и
каталазы, под воздействием которых осуществляется постепенное созревание
древесины. При естественной сушке древесины указанные ферменты появляются
только на 6-12 месяц, а на поверхности необработанной древесины, выдерживаемой без
доступа солнечного света при температуре 28-30 оС и влажности 60-70
%, рост микроорганизмов, синтезирующих указанные ферменты, наблюдается уже на 4-5
сутки, что позволяет активизировать и значительно ускорить процесс созревания
клепки.
В результате жизнедеятельности этих
микроорганизмов созревание древесины происходит значительно интенсивнее за счет
активности синтезируемых ферментов, увеличивается пористость древесины, что
способствует лучшей проницаемости жидкости, кроме того, высокомолекулярные
соединения дубовой древесины подвергаются биокатализу, в результате происходит
активация процессов гидролитического расщепления компонентов танидно-лигнинного
комплекса, что, в свою очередь, ведет к наиболее активному экстрагированию и
окислению танидов, этанолизу лигнина и гидролизу гемицеллюлоз. Благодаря
извлечению из клепки дубильных веществ и кислот (уроновых, молочной), а также в
результате образования летучих кислот повышается титруемая кислотность
коньячных спиртов, что является дополнительным стимулирующим фактором гидролиза
гемицеллюлоз до простых сахаров — ксилозы, арабинозы, маннозы, глюкозы. При
этом экстрагируемый из дубовой клепки лигнин легче деполимеризуется с
образованием ароматических альдегидов, повышается количество нелетучих эфиров,
что также оказывает значительное влияние на улучшение органолептических свойств
выдерживаемого в контакте с обработанной дубовой древесиной коньячного
дистиллята.
Таким образом, выдержка дубовой клепки без доступа солнечного света при температуре 28-30 оС и влажности 60-70 % в течение 8-10 суток способствует активации гидролитических процессов в клепке, в результате чего созревание древесины происходит значительно интенсивнее, что ведет к наиболее активному экстрагированию ценных компонентов, и в выдерживаемом коньячном дистилляте накапливаются оптимальные концентрации дубильных веществ и ароматических альдегидов, играющих определяющую роль в сложении типических органолептических свойств коньячных дистиллятов.
Таким образом, согласно проведенным исследованиям, основными преимуществами данного способа обработки дубовой клепки на качество получаемых дистиллятов при выдержке с ней являются:
- активизация и ускорение процессов экстрагирования и деполимеризации дубильных веществ и лигнина с накоплением простых ароматических соединений (ванилина, кониферилового, синапового и сиреневого альдегидов), что способствует повышению органолептических показателей конечного продукта;
- отсутствие необходимости применения дорогостоящих ферментных препаратов;
- отсутствие необходимости использования химических реактивов;
- отсутствие необходимости применения дорогостоящих конструкций, используемых для колонизации и ферментации дубовой древесины;
- отсутствие необходимости применения высокотемпературных обработок и сокращение энергозатрат.
Литература:
1. Агеева Н.М., Гугучкина Т.И., Оселедцева И.В., Кокорина К.В. Патент № 2433167 Способ обработки дубовой клепки, используемой при созревании коньячных и им подобных спиртов. Бюл. № 31 от 10.11.2011.
2. Егоров И.А., Родопуло А.К.. Химия и биохимия коньячного производства. – М.: ВО «Агропромиздат», 1988. – 193 с.
3. Сборник основных правил, технологических инструкций и нормативных материалов по производству винодельческой продукции, М.: Пищепромиздат, 1998, с.19, с.195.
4. Скурихин И.М. Химия коньяка и бренди. – М.: ДеЛи принт, 2005. – с. 233.