УКРАЇНСЬКА АКАДЕМІЯ АГРАРНИХ НАУК

ІНСТИТУТ ВИНОГРАДУ І ВИНА “МАГАРАЧ”

ТКАЧЕНКО Михайло Григорович

УДК 663.2+663.837.5 (477.75)

РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОБНИЦТВА

АРОМАТИЗОВАНИХ НАПОЇВ НА ОСНОВІ

ВИКОРИСТАННЯ РОСЛИННОЇ

СИРОВИНИ ПІВДНЯ УКРАЇНИ

05.18.07 Технологія продуктів бродіння

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Ялта –2001

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана протягом 1996-2001 рр. в інституті винограду і вина “Магарач” УААН. Окремі дослідження проведені у Нікітському ботанічному саді Національному науковому центрі (НБС ННЦ), та Кримському аграрному інституті (КАІ).

Науковий керівник:

|

доктор технічних наук, професор ВАЛУЙКО ГЕРМАН ГЕОРГІЙОВИЧ, головний науковий співробітник-консультант, Інститут у винограду і вина “МАГАРАЧ”, УААН

Науковий
консультант: | кандидат сільськогосподарських наук БАКОВА НАДІЯ МИКОЛАЇВНА, старший науковий співробітник відділу нових технічних і лікарських рослин, Нікітский ботанічний сад Національний науковий центр, УААН

Офіційні

опоненти: | доктор технічних наук старший науковий співробітник
ЛИТОВЧЕНКО ОЛЕКСАНДР МИХАЙЛОВИЧ, завідувач відділу зберігання та переробки плодів і ягід Інституту садівництва УААН

доктор технічних наук, професор ШОЛЬЦ-КУЛІКОВ ЄВГЕНІЙ ПАВЛОВИЧ, завідувач кафедри виноробства КДАУ, Мінагрополітики України

Провідна установа: | Український Державний університет харчових технологій МОН

Захист відбудеться “__”_________ 2002 р. о ________ годині, на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 53.365.02 в Інституті винограду і вина “Магарач” УААН, за адресою: 98600,
АР Крим, м.Ялта, вул. Кірова, 31.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Інституту винограду і вина “Магарач”,
за адресою: 98600, АР Крим, м.Ялта, вул. Кірова, 31.

Автореферат розісланий “___”________2002 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої

ради доктор сільськогосподарських наук

старший науковий співробітник Якушина Н.А.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність роботи. Ароматизовані напої (виноградні виноматеріали з добавкою настоїв пряно-ароматичних рослин) відомі з глибокої давнини і в даний час користуються попитом у населення. Вони володіють, окрім приємного смаку та аромату, тонізуючими та лікувально-профілактичними властивостями і сприяють захисту і зміцненню імунної системи організму людини. Виробництво ароматизованих напоїв широко поширене в усьому світі. У США 20 % вин, що випускаються, ароматизовані. У країнах ЄЕС виробництво ароматизованих вин регламентується спеціальним законодавством.

Випуск ароматизованих напоїв в Україні незначний, асортимент обмежений (за 1999 2000 рр. менш 1%склав до обсягу вироблених виноматеріалів), у той час як південна частина України, і особливо Крим, мають у своєму розпорядженні великі запаси високоякісної пряно-ароматичної сировини.

Тільки у генофонді НБС ННЦ, налічується близько 500 видів рослин і ведеться селекційна робота з їхнього поліпшення.

У цьому зв'язку галузевою науково-технічною програмою “Виноград і вино 1996-2000 рр.” передбачено розробити технологію виробництва ароматизованих напоїв на основі використання рослинної сировини півдня України без застосування імпортних інгредієнтів.

Зв'язок роботи з науковими програмами і тематичним планом. Тема досліджень передбачена галузевою науково-технічною програмою “Виноград і вино 1996-2000 рр.”, і включена в тематичний план інституту “Магарач” (номер держреєстрації 0196U010343).

Мета наукових досліджень полягає в розробці технології високоякісних ароматизованих напоїв на основі використання рослинної сировини півдня України.

Задачі досліджень включають у себе оцінку та вибір пряно-ароматичних рослин півдня України, у тому числі і рослин, не передбачених діючої нормативною документацією, обґрунтування композицій пряно-ароматичних рослин, розробку технологічних режимів приготування настоїв і технології виробництва ароматизованих напоїв, складання і затвердження нормативної документації.

Наукова новизна роботи. У результаті проведених теоретичних та екс-периментальних досліджень науково обґрунтовано використання у виробництві ароматизованих виноградних напоїв з метою формування їх органолептичної якості з 8-ми найменувань пряно-ароматичних рослин, що ростуть на півдні України, а саме: Artemisia taurica, Artemisia scoparia, Artemisia dracunculus, Myrtus communis, Helichrysum italicum, Elsholtzia Stauntoni, Tanacetum vulgare, Nepeta cataria var. citriodora. Встановлено особливості участі екстрактів композицій пряно-ароматичних інгредієнтів, що включають рослини, які рекомендуються для формування букету ароматизованих виноградних напоїв, котрий сприяє створенню основного букетистого тону ароматутворюючими компонентами трав, в основному: -туйоном, тимолом, карвакролом, метилизоевгенолом та в посиленні фонового аромату за рахунок збільшення в напої концентрації етилових ефірів жирних кислот, вищих і терпенових спиртів. Експериментально обґрунтовані 3 композиції пряно-ароматичних інгредієнтів з рослинної сировини півдня України для створення букетисто-смакової гами виноградних напоїв залежно від їхнього типу та кондицій.

Практична значимість. У процесі досліджень розроблено оптимальні технологічні режими виробництва настоїв з обраних композицій. Розроблено і за результатами приймальних випробувань рекомендовано виробництву технології одержання спиртових напівфабрикатів (настоїв) пряно-арома-тичних рослин, ароматизованих виноградних напоїв типу вермут “Магнис” і “Букет Криму” і міцного напою “Тавр”. Розроблена і затверджена відповідна Нормативна документація (НД), а технологічні результати досліджень впроваджені на винзаводі ВАТ “Чорноморська перлина”.

Обґрунтованість та вірогідність наукових положень і висновків підтверджуються застосуванням сучасних інструментальних методів аналізу, використанням математичного апарату на стадії планування експериментів і обробки даних, результатами широкої виробничої апробації і впровадженням розроблених технологій.

Особистий внесок здобувача складається з патентного пошуку, підбір і аналіз спеціальної літератури, постановку задань досліджень, планування та виконання експериментальних робіт, аналіз та обробку отриманих результатів досліджень, розробці нормативної документації, підготовці до друку наукових праць, впровадження розробок у виробництво.

Апробація результатів досліджень. Основні положення дисертаційної роботи повідомлені на IV Міжнародній конференції “Проблеми дендрології, квітництва, плодівництва, виноградарства і виноробства” (1996 р. у Ялті,) на Міжнародній науково-практичній конференції “Садівництво і виноградарство 21 століття” (1999 р. у Краснодарі,) на технологічній секції вченої ради ІВіВ “Магарач” (1996 2000 р.р.), опубліковані в інформаційному листку №85 87 (1997 р.) Кримського республіканського центра науково-технічної інформації і в журналі “Виноград і вина Росії. Спецвипуск 2000”.

Публікації. За матеріалами досліджень опубліковано 11 праць, у тому числі отримано 3 патенти на композиції.

Структура та обсяг роботи. Дисертація викладена на 130 стор. машинописного тексту, складається з вступу, 6 розділів, висновків і рекомендацій виробництву, містить 26 таблиць, 7 рисунків. Додатки виділено в окремому томі і мають 19 найменувань. Список використаних джерел включає 107 найменувань.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ

Аналітичний огляд науково-технічної літератури присвячений питан-ням виробництва ароматизованих напоїв у світі. В огляді приведена й уза-гальнена інформація з класифікації пряно-ароматичної сировини, хімічного складу сполук, що впливають на аромат і смак, складанню композицій рос-лин, способам екстрагування сировини при виготовленні настоїв, різні технології приготування базових (вихідних) виноматеріалів і ароматизованих напоїв.

Огляд літератури дозволив вибрати напрямок досліджень.

ОБ'ЄКТИ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ

При оцінці і виборі пряно-ароматичних рослин півдня України для розробки технології виробництва ароматизованих напоїв об'єктом досліджень слугував видовий потенціал ефірноолійних, пряно-ароматичних і лікарських рослин, що налічує в колекційному генофонді НБС ННЦ біля 500 видів. Розробка технологічних режимів приготування настоїв пряно-ароматичних рослин проводилася з використанням як об'єкт дослідження композиції інгредієнтів, що складає з 14 рослин, і приготовлений з них настій. При визначенні впливу екстрактів пряно-ароматичних рослин на склад ароматичних сполук виноградного вина об'єктом досліджень слугував екстракт, приготовлений з 14 рослин, вихідний базовий виноматеріал і отриманий з них ароматизований напій. Як об'єкт досліджень при розробці технології виробництва трьох найменувань виноградних ароматизованих напоїв були базові виноматеріали, що підлягають ароматизації, технологія приготування за різними технологічними схемами ароматизованих напоїв і отримана готова продукція.

Оцінка і вибір пряно-ароматичних рослин проводилися органолептично (за визначенням аромату і смаку настоїв) і аналітично (за взмістом біологічно активних речовин) і за наявності дозволу Мінздраву України на застосування в харчовій промисловості.

Композиції рослин розроблялися купажуванням настоїв рослин у різних співвідношеннях між собою з наступним змішуванням з виноматеріалами. Оцінка композиції проводилася дегустацією отриманих ароматизованих напоїв.

Технологічні режими приготування настоїв встановлювалися з використанням двоступінчастої ремацерації. Дослідження проводилися з застосуванням багатофакторного планування експериментів.

Ароматутворюючі компоненти витягалися з екстракту, вихідного вина й ароматизованого напою ефір-пентановою сумішшю і визначалися методом газорідинної хроматографії на газовому хроматографі типу “Москва 3700” із кварцовими капілярними колонками. Ідентифікація компонентів здійсню-валася за допомогою комп'ютерної програми “Ідентифікація”.

У дослідженнях застосовувалися методи аналізу, прийняті у виноробстві і Державній фармакопії.

Лабораторні дослідження виконувалися в лабораторіях ІВіВ “Магарач”, НБСННЦ, КАІ (Інститут ефірноолійних і лікарських рослин), виробничі випробування – у Передгірському дослідному господарстві “Магарач” УААН.

РЕЗУЛЬТАТИ РОБОТИ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

Оцінка і вибір пряно-ароматичних рослин півдня України для розробки технології виробництва ароматизованих напоїв.

При органолептичній оцінці визначали аромат і смак, наявність бальзамічних, цитрусових, гвоздикових, коричних, квіткових, фруктових ароматів. Гіркота не вважалася вадою, оскільки в помірних межах вона властива деяким ароматизованим напоям.

При проведенні хімічних аналізів установлювався вміст біологічно активних речовин. Вміст ефірних олій у рослинах допускався не нижче 0,1%.

Було вивчено рослини родин: ясноткових, айстрових, звіробійних, миртових, селерових. Вибір проводився з декількох видів і клонів рослин. Наприклад, котовник лимонний обраний з чотирьох видів (через яскравий цитрусовий аромат з тонами троянди); ельсгольція Стаунтона з чотирьох видів роду ельсгольція (через пряно-бальзамічний тон); безсмертник італійський з 8 клонів, пижма з 27 видів (через пряно-бальзамічний аромат).

Попередньо було обрано 23 рослини, з яких виключено: схизонепета, морквянник та ладанник, на які не удалося одержати дозвіл Мінздраву України про їхнє застосування в харчовій промисловості, а лаванда через сильний камфорний тон (табл. 1).

Таблиця 1 – Результати органолептичної оцінки пряно-ароматичних рослин

Назва рослини | Основні компоненти ефірних олій у рослині | Органолептична характеристика екстракту рослини

1 | 2 | 3

Меліса лимонна

Melissa officinalis L. | Цітрал-60%, цітронеллал-5%, гераніол, ліналоол, мірцен | Аромат специфічний, лимонний, освіжаю-чий, приємний, смак гіркуватий-пряний, бальзамічний гострий, злегка в'язкий, що нагадує смак чаю

Полин лимонний

Artemisia balchanorum Krach | Нераль, ліналоол, гераніол, геранілацетат, гераніаль | 3-хемотипи: цітральний, ліналоольний (конвалія), гераніольний (троянда)

Полин вінечний

Artemisia scoparie Waldst.

et Kit. | євгенол, скопарон | Аромат гвоздики, мускатного горіха, кардамону, смак пряний, дуже гіркий

Полин таврійський

Artemisia taurica Wild | Лактон таурелізін | Пряний полиновий запах, смак гіркий

Полин естрагонний

Artemisia dracunculus L. | Сабінен-65%, мірцен-10%, сескви-терпенова фракція-5%, р-метаок-сікоричний альдегід-0,5%, метіл-хавікол, оцимен, феландрен | Аромат слабко пряний, з гострим пряним пікантним терпким смаком

Котовник лимонний

Nepeta cataria var.

citriodora. Beck | Цітронеллол і нерол-56%, цітраль-17%, гераніол-15 %, лимонен, пінен-4,5% | Аромат яскравий, цитрусовий, з тонами троянди, герані

Безсмертник італійський, клони: №5, №226

Helichrysum italicum R. Guss. | Нерол, гераніол, ліналоол, терпеніол, євгенол | З відтінками аромату бальзамічного, фруктового

Продовження таблиці 1

1 | 2 | 3

Волошка запашна

Ocimum basilicum L. |

Евгенол, метілхавікол, цінеол, камфора, оцімен | Форми з цитрусовим гвоздиковим коричним кардамоновим гераніольним ароматом, смак специфічний, гострий

Ельсгольція Стаунтона

клон № 36076

Elsholtzia Stauntoni B. | Розфуранєпоксид-19-25%, а-нагино-тен-50-63%, b-нагинотен-0,3-0,7%, нагінотокетон-0,2-0,5% | Аромат пряно-бальзамічний з медяними тонами, смак м'який, майже без гіркоти

Чебрець звичайний 1-96

Thymus vulgaris L. | Тимол 60%, а-пинен-0,7, п-цимол-13,9%, камфен-0,4, сабінен-0,1%, карвакрол-3,1 | Аромат тимоловий, фруктовий, смак гострий, пряний із приємною гіркуватістю

Деревій пагорбковий

Achillea colina L. | Азулени, l-лимонен, туйон, b-пінен, каріофіллен, а-камфора, борнілаце-тат, цинеол-8-10%, l-борнеол, сескви-терпеновий вуглеводень і спирт | Аромат слабкий, пряно-фруктовий, смак слабко пряно-ароматний і терпкий, гіркуватий смак

Пижма: два види

Tanacetum vulgare L.

Tanacetum balsamita L. | а і b-туйони, пінен, камфора, борнеол, біциклічний сесквитер-пеновий негранічний вуглеводень-оксілактон-танацетін | Аромат із пряно-бальзамічними нотами, своєрідний камфорний, смак пряний, гіркий

М'ята перцева

Mentha piperita L. | Ментол-42-92%, цитраль, гераніол, карвон, дегідрокарвон | Аромат тонкий, сильний, характерний пряно-ароматичний, смак пекуче-пряний, що холодить

Мирт

Myrtus communis L. | a-пінен, діпентен, цінеол, миртені-ол, гераніол, нерол, камфора | Аромат хвойно-бальзамічний

Звіробій продірявлений

Hypericum perforatum L. | а-пінен, цінеол, мірцен, ізовалеріанова кислота | Аромат бальзамічний, що нагадує запах сухої соснової смоли, що віддалено нагадує медяний аромат, смак гіркий смолистий, злегка в'язкий, гіркуватий-солоний

Чорнобривці відзначені

Tagetes signata Bartl. | Ноніловий альдегід-6,4%, а-пінен-0,1%, b-пінен-3,2%, лімонен-15,3%, п-цимол-2,3%, ліналоол-1,8% | Аромат трав'янисто-міцний із квітчасто-бальзамічними нотами

Шавлія мускатна

Salvia sclarea L. | Ліналілацетат-50-77%, b-пінен, кам-фен, b-оцимен, мирцен, лимонен,

п-цімол | Аромат мускатного горіха, приємний

Материнка звичайна

Origanum vulgare L. | Тимол-20-45%, карвакрол, гераніл-ацетат, трициклічні сесквитерпени | Специфічний, сильний запах, приємний, смак гострий, гіркий, пряний, трохи терпкий

Морквяник

D. Clucus carata L. | Гераніол-30% (у виді геранілаце-тата), l-сабинен-20%, біциклічний сесквитерпеновий вуглеводень і парафіновий вуглеводень | Смак пекучий, пряний

Схизонепета

Schizonepeta multifida L. | Ментол-70%, ментон | Аромат сильний, м'ятний, смак слабко пряний

Любисток

Levisticum officinabe Koch. | а-терпеніол, цінеол | Запах гострий, пряний, дуже різкий, смак гірко-солодкий, схожий на селеру

Лаванда

Lavandula vera L. | Камфора ліналоол, цінеол, гераніол, борнеол | Аромат схожий на евкаліпт і камфору, а також на запах розмарину

Ладанник

Cistus creticus Press | Ефірної олії 2,4-2,6 % | Дуже міцний бальзамічний аромат

З 19 пряно-ароматичних рослин, що залишилися, готувалися композиції та настої.

Композиції складалися з декількох рослин купажуванням настоїв у різних співвідношеннях один до одного. Оцінка якості здійснювалася органолептично. Для визначення напрямку використання композицій настої змішувалися із сухими і кріпленими виноматеріалами, а отримані ароматизовані напої дегустувалися (табл. 2).

Зі складених композицій були обрані три, що одержали високі дегус-таційні оцінки і були спрямовані на приготування міцного ароматизованого напою “Тавр”, вермуту міцного “Букет Криму” і вермуту сухого “Магнис”. Обрані композиції складалися з 15 рослин.

Таблиця 2 Результати органолептичної оцінки ароматизованих напоїв, приготовлених з використанням різних композицій пряно-ароматичних рослин

№ ком-позиції | Найменування рослин, що входять у композицію | Органолептична харак-теристика виноматеріалу | Дегустаці-йна оцінка | Напрямок використання

1. | Меліса лимонна, полин лимонний, полин вінечний, котяча м'ята справжня, без-смертник італійський, волошка запашна, ельсгольція Стаунтона, чебрець, пижма звичайна, м'ята перцева, любисток | Букет плодово-цитрусо-вий, смак не зовсім гар-монічний |

7,9

2. | Меліса лимонна, полин лимонний, котяча м'ята справжня, безсмертник італійський, ельсгольція Стаунтона, чебрець (тімьян), м'ята перцева, материнка, шавлія мускатна | Букет плодово-цитрусо-вий, з перевагою плодо-вих тонів, смак не зовсім гармонічний |

7,8

3. | Меліса лимонна, полин вінечний, котяча м'ята справжня, волошка запашна, ельсгольція Стаунтона, пижмо звичайна, м'ята перцева, материнка, чорнобривці відзначені | В смаку сиростні тони, терпкість, плодово-цит-русовий аромат з явно вираженим хвойно-смо-листим відтінком |

7,9

4. | Меліса лимонна, полин лимонний, полин вінечний, котяча м'ята справжня, без-смертник італійський, ельсгольція Стаун-тона, м'ята перцева, полин естрагонний, полин таврійський, мирт, звіробій про-дірявлений | В смаку повний, гармо-нічне, букет злагоджений із приємними цитрусови-ми, ванільними, бальза-мічними і смолистими відтінками |

8,2 | На готування міцного аро-матизованого напою типу бальзам

5. | Меліса лимонна, полин лимонний, полин вінечний, котяча м'ята справжня, без-смертник італійський, єльсгольція Стаун-тона, м'ята перцева, полин естрагонний, полин таврійський, мирт, звіробій проді-рявлений, волошка запашна, чебрець звичайний, деревій пагорбковий | В смаку повне, гармо-нічне, легка гіркота, букет складний, основ-ний фон полиновий із гвоздично-коричний відтінком |

8,3 | На готування міцного аро-матизованого напою типу вермут

6. | Полин вінечний, котяча м'ята справжня, безсмертник італійський, ельсгольція Стаунтона, тисячелистник пагорбковий, пижмо | В смаку приємне, букет добре виражений, яск-равий з легкими бальза-мічними і смолистими тонами |

8,2 | На готування столового на-півсолодкого ароматизова—ного напою

Ці пряно-ароматичні рослини містять біологічно активні речовини і мають тонізуючі та лікувально-профілактичні властивості.

У трьох обраних композиціях було відкоректовано співвідношення мас рослин, а після визначення обсягів настоїв, достатніх для досягнення необхідного аромату і смаку, установлені витрати інгредієнтів на 1000 дал готового напою з кожной композиції.

Розробка технології приготування настоїв із пряно-ароматичних рослин

У дослідженнях був прийнятий статичний періодичний двоступінчас-тий спосіб екстрагування – ремацерація при триразовому перемішуванні за добу, при якому досягається достатня ефективність процесу і можливість більш швидкого впровадження цього способу на виноробних заводах без придбання спеціального устаткування.

Як екстрагент був обраний етиловий спирт різної концентрації, що дозволяло екстрагувати з рослинної сировини біологічно активні речовини різної природи.

Для уточнення технологічних режимів застосовувався метод багатофакторного планування експериментів. У табл. 3 приведені межі варіювання до-сліджуваних факторів з урахуванням літературних даних і попередніх до-сліджень.

Таблиця 3 Рівні варіювання досліджуваних факторів для I-го і II-го заливу

Фактори | Рівні факторів

для першого залива | для другого залива

1 | 2 | 3 | 4 | 1 | 2 | 3 | 4

X1– ступінь здрібнювання, мм | 10 | 20 | 50 | 100 | оптимальна для I-го залива

X2 – співвідношення: сировини:

екстрагент, кг/дм3 |

1:5 |

1:10 |

1:15 |

1:20 | по оптимальному при першому заливі, екстрагент для залива береться в обсязі настою I-го залива

X3 – час настоювання, діб | 1 | 3 | 5 | 10 | 1 | 3 | 5 | 7

X4– концентрація екстрагента, % об. | 40 | 50 | 60 | 70 | 15 | 25 | 30 | 35

Дослідження проводилися на композиції № 5, що складається з 14 рос-лин. Сировина використовувалася у висушеному вигляді.

Усього було проведено 32 досліди, 16 дослідів при першому заливі і 16 дослідів при другому заливі. Результати дослідів піддавалися математичній обробці.

Таблиця 4 Залежність ефектів досліджуваних параметрів екстрагування суміші пряно-ароматичних рослин від основних факторів

Найменування

параметрів | Вміст ефірної олії у настої, г | Вміст екстрактивних речовин у настої, г

Перший залив

Ступінь

здрібнювання, мм

ефект

Співвідношення сировина

розчинник, г/см3

ефект

Міцність

екстрагента, % об.

ефект

Час

настоювання, діб.

ефект

Другий залив

Час

настоювання, діб.

ефект

Міцність

екстрагента, % об.

ефект

На кожний залив складалися матриці планування експериментів, а отри-мані дослідні дані про вміст ефірних олій і екстрактивних речовин заноси-лися в таблиці. Результати дослідів представлено у вигляді ефектів визначе-ного рівня факторів (табл. 4).

При першому заливі зі зменшенням розміру часток підвищується ефек-тивність екстрагування. Оптимум розміру часток варто прийняти 20 мм.

Що стосується співвідношення сировинаекстрагент, то хоча з його рос-том ефект зростає, оптимальним виявилося співвідношення 1:10. Таке спів-відношення забезпечує досить високий вихід ефірної олії й екстрактивних речовин і при цьому виключається розведення складових частин виноград-ного виноматеріалу при ароматизації підвищеним обсягом настою.

Концентрація екстрагента підвищує ефективність екстрагування. Але за її оптимальне значення варто прийняти концентрацію рівну 50 %, оскільки подальше підвищення міцності, з багатьох літературних даних, збагачує на-стої деякими терпеновими сполуками, смолами, восками, що випадають в осад у напоях, викликаючи помутніння.

Що стосується часу настоювання, то основна маса ефірних олій екстра-гується протягом п'яти-шести діб і закінчується через 10 діб, що і варто вва-жати оптимальним часом настоювання.

При другому заливі екстрактивні речовини витягаються через 3-5 діб, а ефірні олії через 5 діб, що варто вважати оптимальним часом настоювання. Об'ємна частка етилового спирту в екстрагенті – 30%.

Результати приймальних випробувань підтвердили ці режими.

Нижче, на рис. 1, апаратурно-технологічна схема одержання настоїв, а на табл. 5, приводяться результати досліджень при приготуванні настоїв.

До схеми включено обладнаня, яке виробляється заводами України та країнами СНД.

Рис. 1. Апаратурно-технологічна схема виготовлення водно-спиртового екстракту з пряно-ароматичной сировини

Обладнання: Е-ємність для виготовлення екстрагентів; Е- екстрактор; С1 та С2-збірники для готового настою; Ф-фільтр; Н-насос; П-прес для віджиму проекстрагованоі сировини; Т-теплообмінник; Сз-забірник для відгону; А-дистиляційний апарат; Лр-розвантажувальний люк. Засоби вимірювань: М-манометр. Місце відбору проб: I-сировина, II-екстрагент, III-відходи, IV-водно-спиртовий екстракт

Таблиця 5 Технологічні, фізико-хімічні й економічні показники при виготовленні настоїв

Найменування показників | Значення показників

1 | 2

Ступінь здрібнювання сировини, мм | 20

Співвідношення сировини (кг) – екстрагент (л) | 1:10

Міцність екстрагента, %: при першому заливі

при другому заливі | 50

30

Час настоювання, доба: при першому заливі

при другому заливі | 10

5

Об'ємна частка етилового спирту у настоях (екстрактах), % | 40,38-40,55

Вихід настоїв з 1 кг сировини, дал/кг |

1,653-1,695

Вихід до вмісту у вихідній сировині, %: ефірної олії

екстрактивних речовин | 88,86-92,94

81,25-90,28

Розчиноємність (поглинаюча здатність) сировини, л/кг | 1,575-1,970

Масова концентрація загального екстракту в настої (екстракті), г/дм3 | 8,94-11,13

Відносна щільність настою (екстракту) | 0,950-0,960

Величина “М” | 5,08-6,35

Ефективність екстрагування | 0,961-0,975

Витрата етилового спирту на 1 дал настою (екстракту), дал б.с. | 0,445-0,457

Втрати і відходи спирту при приготуванні настоїв (екстрактів), %: загальні втрати

відходи

безповоротні втрати | 9,11-11,55

4,96-6,40

4,15-5,14

до сировини | до екстракту

Загальна кількість поліфенольних сполук, % | 6,32 | 0,40

полімерів, % | 3,14 | 0,199

мономерів, % | 3,08 | 0,196

флавоноїдів, % | 1,67 | 0,106

кумаринів, % | 0,68 | 0,043

фенолкарбонових кислот, % | 0,73 | 0,046

Вплив екстрактів пряно-ароматичних рослин на склад ароматичних сполук виноградного вина

У табл. 6. показано вміст ароматичних сполук в вихідному вині та в ароматизованому напої, а в табл. 7 сполуки, які вказують найбільший вплив на аромат напою.

Таблиця 6 Вміст ароматичних сполук у вихідному вині та напої (мг/дм3)

№ сполук | Найменування сполук | Вихідне вино | Ароматизований напій

1 | 2 | 3 | 4

1 | Єтилпропіонат | 0,15 | 1,03

2 | Ізобутілацетат | 0,10 | 0,06

3 | Єтилбутірат | 0,57 | 1,64

4 | Пропанол | 29,00 | 32,00

5 | Єтил-3-метилбутірат | 0,07 | 0,21

6 | Ізобутанол | 135,60 | 144,30

7 | Ізоамілацетат | 0,83 | 1,10

8 | Єтилвалірат | 0,31 | 0,32

9 | Бутанол | 3,72 | 3,96

10 | Ізоаміловий спирт | 350,60 | 340,80

11 | Єтилкапронат | 0,94 | 1,82

12 | Гексілацетат | 0,18 | 0,00

13 | Не встановлений | 0,01 | 0,00

14 | Ізогексанол | 0,11 | 0,07

15 | Єтиллактат | 0,76 | 0,93

16 | Гексанол | 3,40 | 4,55

17 | Не встановлений | 0,04 | 0,05

18 | Не встановлений | 0,11 | 0,11

19 | -туйон | 0,42 | 9,81

20 | Єтилкапрілат | 1,25 | 5,75

21 | Не встановлений | 0,04 | 0,24

22 | Ізоаміллактат | 0,18 | 0,18

23 | Не встановлений | 0,03 | 0,08

24 | Ліналоол | 0,22 | 0,56

25 | Октанол | 0,10 | 0,16

26 | -бутіролактон | 0,17 | 0,39

27 | Не встановлений | 0,02 | 0,10

28 | Не встановлений | 0,00 | 0,03

29 | Не встановлений | 0,10 | 0,47

30 | Не встановлений | 0,04 | 0,10

31 | Єтилкапрінат | 1,36 | 5,53

32 | Не встановлений | 0,06 | 0,14

33 | Не встановлений | 0,04 | 0,07

34 | Нанонол | 0,10 | 0,19

35 | Дістилсукцінат | 3,88 | 4,37

36 | Де встановлений | 0,07 | 0,11

37 | -терпінеол | 0,11 | 0,59

38 | Не встановлений | 0,02 | 0,00

39 | Не встановлений | 0,12 | 0,00

40 | Не встановлений | 0,04 | 0,10

41 | Не встановлений | 0,04 | 0,06

42 | Не встановлений | 0,05 | 0,10

43 | Не встановлений | 0,08 | 0,08

44 | Єтиллаурінат | 0,14 | 0,21

45 | Гераніол | 0,27 | 0,91

46 | Не встановлений | 0,02 | 0,09

47 | Капронова кислота | 1,30 | 0,93

48 | -фенілетиловий спирт | 17,96 | 18,68

49 | Не встановлений | 0,02 | 0,26

50 | Не встановлений | 0,05 | 0,06

51 | Діетилмалат | 0,65 | 1,39

52 | Капрілова кислота | 3,58 | 6,08

53 | Тимол | 0,10 | 1,01

54 | Карвакрол | 0,09 | 7,68

55 | Метилізоевгенол | 0,48 | 1,56

56 | Не встановлений | 0,11 | 0,19

57 | Капрінова кислота | 0,88 | 2,26

Разом: | 560,69 | 603,47

Таблиця 7 Вміст ароматичних сполук, що особливо впливають на аромат вихідного вина й ароматизованого напою, мг/дм3

№ сполук | Найменування сполук | Вихідне вино | Ароматизований напій | Характер аромату сполук

1 | Єтилпропіонат | 0,15 | 1,03 | Фруктовий

2 | Ізобутілацетат | 0,10 | 0,06 | Грушевий

3 | Єтилбутірат | 0,57 | 1,64 | Фруктовий

5 | Єтил-3-метілбутірат | 0,07 | 0,21 | Фруктовий

7 | Ізоамілацетат | 0,83 | 1,10 | Грушевий

8 | Єтилвалерат | 0,31 | 0,32 | Фруктовий

11 | Єтилкапронат | 0,94 | 1,82 | Фруктовий

12 | Гексілацетат | 0,18 | 0,00 | Банан

19 | -туйон | 0,42 | 9,81 | Полиновий

20 | Єтилкапрілат | 1,25 | 5,75 | Фруктовий

24 | Ліналоол | 0,22 | 0,56 | Конвалія

25 | Октанол | 0,10 | 0,16 | Троянда

31 | Єтилкапрінат | 1,36 | 5,53 | Фруктовий

37 | -терпінеол | 0,11 | 0,59 | Бузок

44 | Єтиллаурінат | 0,14 | 0,21 | Фруктовий

45 | Гераніол | 0,27 | 0,91 | Троянда

53 | Тимол | 0,10 | 1,01 | Чебрець

54 | Карвакрол | 0,09 | 7,68 | Чебрець

55 | Метилізоевгенол | 0,48 | 1,56 | Ганусовий

Загальний вміст | 7,69 | 39,95

Основні компоненти, що проявилися в готовому ароматизованому вині: -туйон (9,81 мг/дм3), тимол (1,01 мг/дм3), карвакрол (7,68 мг/дм3) і метилизоевгенол (1,56 мг/дм3), що потрапили із екстракту. Саме вони збіль-шують вміст ароматичних речовин і додають характерний запах даному аро-матизованому напою. З іншого боку, введення рослинного екстракту впливає на хімічний склад вина. Особливо це стосується складних ефірів. Вміст дея-ких з них (етилпропіонат, етилбутират, етилкапронат і етилкапринат) різко збільшується, а вміст ацетатів зменшується (ізобутилацетат, гексилацетат). При цьому відзначається різке збільшення вмісту кислот, що утворюються при гідролізі ефірів (каприлова, капринова).

Змінюється вміст і інших сполук. Концентрація линалоола збільшилася з 0,22 до 0,56 мг/л (у 2,5 рази), метилевгенола з 0,48 до 1,56 мг/л (у 3 рази), -терпинеола з 0,11 до 0,59 мг/л (у 5 разів), гераніола з 0,27 до 0,91 мг/л (у 3 рази), тимолу з 0,10 до 1,01 мг/л (у 10 разів), -туйона з 0,42 до 9,8 мг/л (у 23 рази), карвакрола з 0,09 до 7,68 мг/дм3 (у 85 разів).

Збільшення концентрації деяких компонентів у вині пояснюється вне-сенням їх з екстрактом пряно-ароматичних рослин. Особливо це стосується терпенових сполук (линалоол, гераниол, -терпинеол). Інші терпенові спир-ти, що знаходяться в екстракті і володіють характерними квітчасто-цитрусо-вими запахами, не були виявлені (нерол, цитронеллол).

Таким чином, при внесенні екстракту пряно-ароматичних рослин у ви-хідне вино створюється тип ароматизованого напою, характерний для верму-тів з оригінальними відтінками в смаці та ароматі.

Із 57 компонентів летких сполук ароматизованого напою найбільший вплив на його аромат справляють 19: ефіри, терпенові спирти і феноли, що володіють низьким числовим значенням граничних концентрацій, а отже, найбільшою інтенсивністю запаху. В ароматизованому напої у порівнянні з вихідним цих речовин стало більше на 32,26 мг/дм3.

Розробка технології виробництва виноградних ароматизованих напоїв

На підставі наукових досліджень були розроблені технології виробництва ароматизованих напоїв.

Технологія виробництва виноградного ароматизованого напою вермуту сухого “Магнис”.

Напій “Магнис” містить 14 % об. спирту, 3 г/100дм3 цукрів і 6 г/дм3 титрованих кислот, готується з використанням композиції №6, що складається із шести пряно-ароматичних рослин.

Базовий виноматеріал готується з червоних сортів винограду з масовою концентрацією цукрів не нижче 18 г/100 см3. Загальний обсяг виноматеріалу, що відбирається, не повинен перевищувати 60 дал з 1 т. винограду.

Після освітлення і зняття з осадів виноматеріал направляється на купажування з настоєм пряно-ароматичних рослин, прополісом, у дозі 1,5 г/дм3, спиртом-ректифікатом (спиртом етиловим виноградної) і цукром-піском (цукром-рафінадом).

Напій “Магнис” є напівсолодким, нестабільним напоєм і має потребу в біологічній стабілізації.

Дослідження показали, що в тих дозах, у яких вони застосовуються в напої, ельсгольція Стаунтона, безсмертник італійський і прополіс не забез-печують біологічну стабільність, хоча вони гнітять розвиток мікроорганізмів. Крім того, прополіс вносить у напій приємні бальзамічні тони.

Дослідженнями встановлено, що надійним методом біологічної стабі-лізації напівсолодкого напою “Магнис”, поряд з дією прополісу і настою трав, що володіють бактерицидними властивостями, є пляшкова пастеризація при 60 0С протягом 10 хвилин з додаванням невеликих доз діоксида сірки, що не перевищують 100 мг/дм3.

Готовий купаж обробляють для додання разливостійкості і зберігають до розливу при температурі, що виключає підброджування. Для біологічної стабілізації розлитого напою застосовують пляшкову пастеризацію в зазна-чених режимах. Допускається застосування “гарячого” розливу.

Технологія виробництва виноградного ароматизованого напою вермуту міцного “Букет Криму”.

Напій містить 17 % об. спирту, 6 г/100 см3 цукрів і 5 г/дм3 титрованих кислот, готується з використанням композиції №5, що складає з 14 пряно-ароматичних рослин, базових білих і червоних кріплених виноматеріалів, спирту етилового ректифікованого (спирту етилового ректифікованого виног-радного).

Легку гіркуватість, гвоздично-коричні, полинові тони з цитрусовим відтінком, специфічні тони в ароматі додають три види полину (таврійський, віничний, естрагонний), безсмертник італійський, ельсгольція Стаунтона, мирт, що раніше не застосовувалися згідно з ГСТУ 202.003-96.

Базові виноматеріали готуються з білих і червоних сортів винограду, з масовою концентрацією цукрів не менш 18 г/100 см3.

При використанні білих сортів винограду м'язга настоюється протягом 12 годин, а при переробці червоних сортів винограду або застосовують теплову обробку м'язги при температурі 55-65 0С, або настоювання і підброджування м'язги, у залежності від технологічного запасу барвних речовин. М'язгу пресують з добором усіх фракцій сусла, а сусло направляють на спиртування.

Після освітлення і зняття з осадів виноматеріали направляють на купажування з настоями. Для надання разливостійкості купаж обробляють і направляють на розлив.

Розробка технологія виробництва виноградного ароматизованого міцного напою “Тавр”.

Напій містить 25 % об. спирту, 14 г/100 см3 цукрів і 5 г/дм3 титруємих кислот, готується на базі композиції №4, що складається з 11 пряно-ароматичних рослин, меду бджолиного, прополісу, спирту етилового ректифікованого (спирту етилового ректифікованого виноградного).

Базовий виноматеріал готують з червоних сортів винограду з масовою концентрацією цукрів не менш 20 г/100 см3, з тепловою обробкою м'язги при температурі 55-65 0С, з використанням всіх фракцій сусла що одержували. Перед підброджуванням у сусло вносять бджолиний мед з розрахунку підвищення масової концентрації цукрів на 2-3 г/100см3, прополіс у дозі 0,5 г/дм3. Сусло підброджують і спиртують.

Після освітлення і зняття з осадів базовий виноматеріал направляють на купажування з настоєм пряно-ароматичних рослин. Купаж обробляють для надання напою разливостійкості і направляють на розлив.

Виробнича перевірка (приймальні випробування) проведена в Перед-гірському дослідному господарстві “Магарач”. За результатами випробувань складено протокол і акт їх проведення, які затверджено УААН.

На підставі результатів досліджень розроблені і затверджені УААН тех-нологічні інструкції з виробництва виноградних ароматизованих напоїв: вер-муту сухого “Магнис”, вермуту міцного “Букет Криму”, міцного напою “Тавр”, а на композиції інгредієнтів отримано патенти України (відповідно) №№21638, 23585, 21633.

Розробка впроваджена на винзаводі ВАТ “Чорноморьска Перлина”.

ВИСНОВКИ І РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

1.

2. Науково обґрунтовано використання восьми найменувань рослин (полину таврійського, полину вінечного, полину естрагонного, безсмертника італійського, ельсгольції Стаунтона, пижми звичайної, мирту і котовника лимонного) для виробництва ароматизованих напоїв, які раніше не застосовувалися діючої нормативною документацією.

3.

4.

5.

6.

7.

8. Приймальною комісією рекомендовано впровадження розроблених технологій виробництва ароматизованих напоїв з використанням рослинної сировини півдня України, у тому числі і рослин які раніше не застосовувалися згідно з діючим ГСТУ 202.-003-96. Вермути. Технічні умови.

9. Цехи з виробництва ароматизованих напоїв варто розміщувати в приміщеннях, ізольованих від виробництва звичайних виноградних вин, особливо відділень з приймання та зберігання інгредієнтів пряно-ароматичних рослин, купажування і технологічній обробці напоїв.

10. Для приготування настоїв треба використовувати обладнаня, відповідно до апаратурної схеми (рис 1).

СПИСОК РОБІТ,

опублікованих за матеріалами дисертації

1. Ткаченко М.Г. Оценка и выбор пряно-ароматического сырья для использования в производстве ароматизированных вин // Материалы международной научно-практической конференции “Садоводство и виноградарство 21 века”. Часть 5. Краснодар: Агрофирма “Центральная”. 1999. С. 158-159.

2. Ткаченко М.Г. Оценка и выбор пряно-ароматического сырья для его использования в производстве ароматизированных вин // Виноград и вино РОССИИ. М.: “НИЦ “Инженер””, 2000. Спецвыпуск. 69 с.

3. Рева В.И., Ткаченко М.Г., Работягов В.Д., Бакова Н.Н. Оценка и выбор пряно-ароматического сырья для использования в производстве ароматизированных вин // Вісник аграрної науки 1998. № 6. С.63-68.

4. Ершова Т.С., Ткаченко М.Г., Удод Е.Л., Моравек Т.И. Разработка технологических режимов приготовления экстрактов (настоев) пряно-ароматических растений // Виноградарство и виноделие. 2001. № 3. С. 22-26.

5.ТкаченкоМ.Г., Валуйко Г.Г. Технология производства ароматизированных напитков с использованием растительного сырья юга Украины // Виноградарство и виноделие. 2001. № 4. С. 21-23.

6. Виноградов Б.А., Бакова Н.Н., Работягов В.Д., Рева В.И., Ткаченко М.Г., Моравек Т.И., Удод Е.Л. Влияние экстрактов пряно-ароматических растений на состав ароматических соединений виноградного вина // Труды научного центра виноградарства и виноделия. Ялта, 2000. С. 66-71.

7. Пат. 97020521 Украина, МКИ С 12 G 3/06; 1/00. Композиция ингредиентов для ароматизированного вина “Букет Крыма”/ Нетреба Л.В., Бакова Н.Н., Загоруйко В.А., Валуйко Г.Г., Фоменко Н.А., Хош М.Е., Рева В.И., Моравек Т.И., Ткаченко М.Г., Яланецкий А.Я. № 23585 А; Заявл. 07.02.97; Опубл. 02.06.98. 6 с.

8. Пат. 97020519 Украина, МКИ С 12 G 3/04 3/06. Композиция ингредиентов для аперитива “Магнис” / Нетреба Л.В., Бакова Н.Н., Валуйко Г.Г., Загоруйко В.А., Лищук А.И., Моравек Т.И., Работягов В.Д., Яланецкий А.Я., Рева В.И., Ткаченко М.Г. № 21638 А; Заявл. 07.02.97; Опубл. 06.01.98. 4 с.

9. Пат. 97020520 Украина, МКИ С 12 G 3/06. Бальзам “Тавр” / Нетреба Л.В., Бакова Н.Н., Валуйко Г.Г., Загоруйко В.А., Удод Е.Л., Работягов В.Д., Ткаченко М.Г., Рева В.И., Яланецкий А.Я., Моравек Т.И. № 21633 А; Заявл. 07.02.97; Опубл. 06.01.98. 6 с.

10. Бакова Н.Н., Моравек Т.И., Рева В.И., Работягов В.Д., Ткаченко М.Г. Новые крымские ароматизированные виноградные вина “Букет Крыма”, “Тавр”, “Магнис” // Ред. Крымского ЦНТЭИ. Симферополь, 1997. № 85-97. 3 с.

11. Нетреба Л.В., Бакова Н.Н., Валуйко Г.Г., Загоруйко В.А., Удод Е.Л., Работягов В.Д., Ткаченко М.Г., Рева В.И., Яланецкий А.Я., Моравек Т.И. Бальзам “Тавр” // Ред. Крымского РЦНТЭИ. Симферополь, 1999. № 112-99. 2 с.

АНОТАЦІЯ

Ткаченко М.Г. Розробка технології виробництва ароматизованих напоїв на основі використання рослинної сировини півдня України.

Дисертація (рукопис) на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.07. технологія продуктів бродіння. Інститут винограду і вина “Магарач”, Ялта, 2001.

Із генофонду Нікітського ботанічного саду оцінено й виобрано 15 пряно-ароматичних рослин, з яких складено три композиції для розробки технології виробництва ароматизованих напоїв.

Розроблено технологію виготовлення екстрактів пряно-ароматичних рослин. Запропоновано процесуальну та апаратурну схеми виготовлення настоїв, розроблена та затверджена УААН технологічна інструкція виготовлення екстрактів.

Встановлено вплив екстрактів на хімічний склад ароматизованого виноматеріалу. Найбільший вплив на аромат ароматизованого напою справляють 19 з 57 віявлених сполук, а саме, ефіри, терпенові спирти та феноли, тобто сполуки з низьким значенням граничної концентрації.

Розроблено технології та затверджені три технологічні інструкції з виробництва ароматизованих напоїв: вермуту сухого “Магніс”, вермуту міц-ного “Букет Криму”, міцного напою “Тавр”.

Робота впроваджена на винзаводі ВАТ “Чорноморська перлина”.

Ключові слова: пряно-ароматичні рослини, ароматизовані напої, настої (екстракти).

АННОТАЦИЯ

Ткаченко М.Г. Разработка технологии производства ароматизированных напитков на основе использования растительного сырья юга Украины.

Диссертация (рукопись) на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.18.07. технология продуктов брожения. Институт винограда и вина “Магарач”, Ялта, 2001.

Из генофонда Никитского ботанического сада оценены и выбраны 15 пряно-ароматических растений, из которых составлены три композиции для разработки технологии производства ароматизированных напитков.

Разработана технология приготовления экстрактов пряно-ароматичес-ких растений. Предложены процессуальная и аппаратурная схемы приготовления настоев, разработана и утверждена УААН технологическая инструкция приготовления экстрактов.

Установлено влияние экстрактов на химический