Сельское хозяйство/4. Технологии хранения и переработки

сельско­хо­зяйственной продукции

 

К.т.н. Оселедцева И.В., соискатель Кирпичева Л.С.

 

Государственное научное учреждение Северо-Кавказский зональный научно-исследовательский институт садоводства и виноградарства Российской академии сельскохозяйственных наук, Россия

 

Изучение состава дистиллятов из виноградного сырья

 

В соответствии с нормативными документами определены следующие виды дистиллятов, вырабатываемые из виноградного сырья: винный дистиллят, коньячный дистиллят и виноградный дистиллят [4]. Эти дистилляты отличаются между собой сырьем, необходимым для их производства, содержанием этилового спирта в них, а также их дальнейшим использованием.

 Винный дистиллят представляет собой продукт с объемной долей этилового спирта не менее 86,0 %, изготовленный перегонкой только столового виноматериала. Коньячные дистилляты также вырабатывают из столовых виноматериалов путем фракционированной дистилляции при этом объемная доля этилового спирта в них должна составлять от 55,0 % до 70,0 %. При этом к столовым виноматериалам, идущим на их приготовление предъявляют ряд требований, основными из которых является нормированное содержание этилового спирта, массовая концентрация титруемых кислот и общего диоксида серы. Виноградные же дистилляты изготавливают путем перегонки сброженных виноградных выжимок, дрожжевых и гущевых осадков. Объемная доля этилового спирта в них должна составлять не менее 86,0 % [4]. При этом эти дистилляты не могут быть полностью или частично использованы в качестве сырья в производстве коньяков (виноградных бренди). Однако для повешения уровня концентрации этиловых эфиров высших жирных кислот виноградные дистилляты используют в производстве российских коньяков (бренди). Это является нарушением технологических правил производства напитков данного типа, а выявление таких нарушений является очень сложной задачей, стоящей перед винодельческой отраслью.

Таким образом, целью наших исследований стало изучение и определение особенностей состава молодых дистиллятов, обусловленных качеством используемого сырья, направляемого на перегонку.

          Нами были проведены исследования следующих образцов дистиллятов:

-  образец № 1 – молодой коньячный дистиллят из столового виноматериала  (однократная сгонка);

- образец № 2 – молодой коньячный дистиллят из столового виноматериала (двойная перегонка по «шарантскому типу»);

-  образец № 3 – дистиллят виноградного происхождения из сброженного диффузионного сока (однократная сгонка);

-  образец № 4 – дистиллят виноградного происхождения из дрожжевых  осадков (однократная сгонка).

         При проведении исследований отбор фракций осуществляли согласно установленным требованиям в одинаковых режимах (для однократной сгонки) [2]. Идентификацию состава дистиллятов проводили методом газовой хромато-масс-спектрометрии и методом капиллярной газовой хроматографии.

При изучении состава опытных образцов методом хромато-масс-спектрометрии было идентифицировано 142 компонента, из них 95 соединений обнаружены во всех опытных образцах, а наличие остальных компонентов носило перманентный характер.

В результате проведенных исследований нами установлено, что по составу летучей фракции образцы, выработанные по классической технологии из столовых виноматериалов, а также образцы, полученные путем дистилляции сброженного диффузионного сока, не имеют четко выраженных отличий по качественным характеристикам.

При этом в составе летучих компонентов дистиллята, выработанного из дрожжевых осадков, было обнаружено 12 соединений, наличие которых не было установлено в дистиллятах, полученных однократной и двойной перегонкой классического сырья, а также в дистилляте, выработанном из диффузионного сока. В группу таких соединений вошли: 3-этоксипропанол, 3-метил-3-бутен-1-ол, метилоктаноат, изоамилгексаноат, 1,1,3-триэтоксибутан, этил-2-гидроксигексаноат, 3,3-диэтокси-1-пропанол, валериановая кислота, 4-этоксибутиролацетат, 2-(2-бутоксиэтокси)этанол, 3-метил-1,2-циклопентадион, 2,2-диметил-1-деканол. Указанные вещества представляют собой группу сложных эфиров, спиртов и кетонов, которые образуются, главным образом, в качестве вторичных продуктов в процессе брожения, концентрация которых затем повышается при дистилляции виноматериалов и спирта-сырца. Эти вещества также могут быть продуктами метаболизма дрожжей, активно образовываться в процессе автолиза в результате высвобождения аминокислот, которые подвергаются дезаминированию с последующим образованием высших спиртов, вступающих в реакции этерификации.

Сравнительная оценка по количественному признаку, проведенная для компонентов, идентифицированных во всех опытных образцах, показала, что коньячные дистилляты, выработанные из классического сырья, достаточно близки между собой.

Как известно, высшие спирты, эфиры и летучие кислоты являются очень важными компонентами, нормируемыми при идентификации коньячной продукции. Кроме того, они оказывают значительное влияние на органолептические свойства молодых и выдержанных коньячных дистиллятов. В связи с этим мы детально изучили их накопление в опытных образцах.

В результате анализа количественных данных по составу опытных образцов было установлено, что качество  используемого сырья оказывает значительное влияние на состав и концентрацию отдельных наименований соединений группы средних эфиров (Рисунок 1).

Рисунок 1 – Влияние вида сырья на состав средних эфиров (без учета этилацетата)

Экспериментально установлено, что при дистилляции сброженного диффузионного сока концентрация средних эфиров в дистилляте  ниже по сравнению с их концентрацией в дистиллятах, выработанных из классического сырья как методом однократной, так и двойной сгонки. Однако в образце, полученном из дрожжевых осадков, установлен значительно более высокий уровень концентрации средних эфиров по сравнению с предыдущими экспериментальными образцами. При этом необходимо отметить значительный рост концентраций этилкаприлата (более чем в 5 раз) и этилвалериата (более чем в 40 раз). Это подтверждает тот факт, что направление на дистилляцию виноматериалов с добавлением дрожжей позволяет повысить уровень компонентов «энантового эфира» и является оправданным технологическим приемом. На уровень концентрации этилацетата – основного компонента средних эфиров –  вид используемого сырья влияния не оказал.

При анализе группы высших спиртов и метанола было установлено, что при дистилляции дрожжевых осадков общий уровень высших спиртов  увеличивается по сравнению с другими опытными образцами (Рисунок 2).

Рисунок 2- Влияние вида сырья на уровень высших спиртов и метанола

Необходимо отметить, что такое увеличение обеспечивается, главным образом, за счет значительного повышения концентрации 2-бутанола (более  чем в 100 раз) по сравнению с другими опытными образцами. В РФ данный компонент не нормируется, однако в странах ЕЭС норма по данному компоненту установлена на уровне не более 5 мг/дм3. Высокий уровень 2-бутанола связывают с микробиальной порчей виноматериалов и использованием в качестве сырья отходов винодельческой промышленности [1]. При этом необходимо отметить, что в дистилляте из сброженного диффузионного сока уровень концентрации 2-бутанола не превышал 2,1 мг/дм3, что полностью сопоставимо с данными по дистиллятам из классического сырья, полученным путем однократной и двойной перегонки (6,8 и 2,4 мг/дм3 соответственно). Установлено, что использование в качестве сырья сброженного диффузионного сока и дрожжевых осадков привело к повышению уровня концентрации метанола. При этом значительное повышение концентрации метанола (более чем  в 1,5 раза по сравнению с другими опытными образцами) наблюдается при использовании в качестве сырья дрожжевых осадков.

При исследовании состава жирных кислот установлено, что на количественное содержание отдельных компонентов влияние оказал как вид  используемого сырья, так и способ дистилляции. Экспериментально установлено, что при двойной перегонке содержание органических кислот более чем в 2 раза ниже, чем при однократной дистилляции (Рисунок 3). При этом необходимо обратить внимание на уровень концентраций масляной и капроновой кислот, содержание которых в образце с двойной дистилляцией составило 2,3 и 3,3 мг/дм3 соответственно, тогда как в образце с однократной перегонкой их уровень составил 17,5 и 8,6 мг/дм3 соответственно.

Дистиллят, выработанный из сброженного диффузионного сока, по составу органических кислот был близок к дистилляту, полученному методом однократной сгонки столового виноматериала, его отличал несколько более высокий уровень изомасляной и капроновой кислот. Дистиллят, выработанный из дрожжевых осадков, резко отличался от остальных опытных образцов очень высоким уровнем концентраций изомасляной, масляной, капроновой и уксусной кислот. Необходимо отметить, особенно высокий уровень пропионовой и масляной кислот по сравнению с другими дистиллятами.  Как показывают литературные данные, при дистилляции виноматериалов повышенное содержание указанных кислот свидетельствует о направлении на перегонку больных виноматериалов [3]. При этом валериановая кислота была идентифицирована только в образце, выработанном из дрожжевых осадков.

Рисунок 3 – Влияние вида сырья на состав органических кислот

Таким образом, в связи с вышеизложенным можно сделать следующие выводы. Во-первых, коньячные дистилляты, вырабатываемые методом прямой сгонки, имеют более высокий уровень концентраций фурановых и терпеновых соединений по сравнению с коньячными дистиллятами, вырабатываемыми двойной перегонкой. Тогда как уровень концентраций органических кислот в коньячных дистиллятах, полученных двойной перегонкой, в 2 раза выше, чем в дистиллятов, полученных однократной сгонкой. Во-вторых, для дистиллятов, выработанных методом однократной сгонки из сброженных виноградных выжимок, характерен высокий уровень 2-метилбутановой кислоты по сравнению с коньячными дистиллятами и дистиллятами, полученными перекуркой дрожжевых осадков. Кроме того,  для дистиллятов данного типа характерен более низкий по сравнению с коньячными дистиллятами  уровень средних эфиров. В-третьих, для дистиллятов из дрожжевых осадков характерен очень высокий уровень концентраций 2-бутанола, превышающий уровень концентраций в других опытных образцах более, чем в 100 раз. Кроме того, в дистиллятах данного типа установлен высокий уровень концентраций средних эфиров с преобладающей долей этилкаприлата и этилвалериата, а также высокий уровень органических кислот: пропионовой, масляной и валериановой.

Литература:

1. Савчук С.А., Нужный В.П., Рожанец В.В. Химия и токсикология этилового спирта и напитков, изготовленных на его основе: Хроматографический анализ спиртных напитков. М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2011. – 184 с.

2. Сборник основных правил, технологических инструкций и нормативных материалов по производству винодельческой продукции, М.: Пищепромиздат, 1998, 243 с.

3. Скурихин И.М. Химия коньяка и бренди. – М.: ДеЛи принт, 2005. – 296 с.

4. ГОСТ Р «Продукция винодельческая. Термины и определения».