Національний аграрний університет

Войцехівський Володимир Іванович

УДК 663.3:634.11+634.75:581.19

Біохімічні основи Вдосконалення

технології виробництва столових

плодово-ягідних вин

05.18.03 – первинна обробка та зберігання продукції рослинництва

А в т о р е ф е р а т

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Київ – 2003

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Національному аграрному університеті Кабінету Міністрів України.

Науковий керівник: | доктор технічних наук, професор

ЛИТОВЧЕНКО Олександр Михайлович, Національний аграрний університет, професор кафедри зберігання, переробки та стандартизації продукції рослинництва ім. Б.В. Лесика

Офіційні опоненти: | доктор сільськогосподарських наук, професор

НАЙЧЕНКО Володимир Михайлович, Уманська державна аграрна академія, професор кафедри технології зберігання і переробки плодів і ягід

кандидат сільськогосподарських наук старший науковий співробітник, СУХОЙВАН Олександр Григорович, Мліївський інститут садівництва ім.

Л.П.Симиренка УААН, завідувач лабораторією технології зберігання і переробки плодів і ягід

Провідна установа: | Київський національний торгово-економічний університет, кафедра товарознавства і експертизи продовольчих товарів Міністерства освіти і науки України, м. Київ

Захист відбудеться “ 27 ” лютого 2003 року о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.10 у Національному аграрному університеті за адресою: 03041 м. Київ-41, вул. Героїв оборони, 15, навчальний корпус 3, аудиторія 65.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного аграрного університету за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв оборони, 13, навчальний корпус 4, к. 41.

Автореферат розісланий “ 24 ” січня 2003 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Косолап М.П.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Розробка та впровадження нових ресурсо- і енергозберігаючих технологій переробки плодово-ягідної сировини в сучасних умовах господарювання дозволить поліпшити якість і розширити асортимент столових плодово-ягідних вин. Вивченню біохімічного складу сировини та його змін під час переробки приділяли увагу як вітчизняні, так і зарубіжні вчені (Л.А.Юрченко, 1983; Ю.Г.Скрипников, 1988, 1990; Найченко В.М., Осадчий О.С. 1999; О.М.Литовченко, С.Т.Тюрін, 2000, О.М.Литовченко, 2001; A.Rapp, 1989). Встановлено, що існує тісний зв’язок між складовими сировини та якістю плодово-ягідних вин. Тому необхідні постійні дослідження районованих та перспективних сортів плодів і ягід з метою виділення найбільш придатних для переробки, зокрема на столові вина. Крім того, вдосконалення технології виробництва столових плодово-ягідних вин можливе лише на основі досліджень біохімічних процесів, які відбуваються при застосуванні різних технологічних прийомів, що вивчені недостатньо і потребують поглиблених досліджень. Дисертація є складовою частиною науково-дослідної роботи Інституту садівництва УААН “Розробка та засвоєння у виробництві принципово нових технологій, рецептур та марок столових сухих, а також іскристих напівсухих та напівсолодких вин” (номер державної реєстрації 04.030196U18182).

Мета і задачі дослідження. Метою наших досліджень було вивчення придатності плодів різних сортів яблуні та суниці для технічної переробки на високоякісні столові плодово-ягідні вина та соки в умовах північного Лісостепу України.

Відповідно до мети поставлені і розв’язані такі завдання: визначити придатність різних сортів плодів яблуні і суниці для приготування високоякісних сортових столових виноматеріалів та спиртованих соків; дослідити біохімічний склад плодів яблук та суниці залежно від погодних умов вирощування; виявити вплив технологічних прийомів на якість і біохімічний склад яблучних столових виноматеріалів; дослідити вплив ферментних препаратів і флокулянтів на біохімічний склад яблучних столових виноматеріалів; розробити рецептуру яблучно-суничного столового вина та розрахувати рівень економічної ефективності виробництва столових сортових плодово-ягідних вин.

Об’єкт дослідження – плоди, соки, виноматеріали, процеси формування якості плодово-ягідних вин.

Предмет дослідження – обґрунтування заходів, спрямованих на підвищення якості плодово-ягідних вин на основі досліджень біохімічного складу плодів яблуні та суниці, а також технологія виробництва виноматеріалів.

Методи дослідження. Загальнонаукові: 1) діалектичний – спостереження за процесами формування якості; 2) метод гіпотез – складання схем дослідів; 3) метод експерименту – схеми використання чистих культур винних дріжджів, застосування додаткової обробки м’язги, освітлення отриманих зразків; 4) метод аналізу – вивчення результатів досліджень; 5) метод синтезу – формування висновків, узагальнень; 6) метод індукції – визначення дії технологічних прийомів на якість та біохімічний склад вин і соків; спеціальні: 1) лабораторний – проведення біохімічних досліджень та оцінка якості виноматеріалів і соків; 2) метод математичної статистики – підготовка експериментальних даних до дисперсійного аналізу та визначення кореляційних залежностей, точності і вірогідності досліджень.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше в умовах північного Лісостепу України науково обґрунтовано придатність районованих та перспективних сортів для виробництва столових плодово-ягідних вин. Підтверджено вплив погодних умов вирощування на біохімічний склад плодів яблуні та суниці досліджуваних сортів. Виділено найбільш стабільні сорти за біохімічним складом. Встановлено доцільність застосування попередньої обробки м'язги суниці для отримання високоякісних купажних компонентів; відібрано найбільш придатні сорти вище згаданих культур для виробництва столових яблучних виноматеріалів та спиртованих соків. Вперше у плодово-ягідному виноробстві досліджено динаміку змін терпенових спиртів у соках і виноматеріалах та їх вплив на органолептичні показники. Вивчено дію ферментних препаратів на біохімічний склад яблучних виноматеріалів. Теоретично обґрунтовано і практично доведено шляхи підвищення якості та біологічної цінності плодово-ягідних вин.

Практичне значення одержаних результатів. Отримані результати використані для розробки технології виробництва столових вин з підвищеною біологічною цінністю. Відібрано кращі сорти суниці та яблуні для приготування високоякісних соків і виноматеріалів. Підготовлено проекти технологічних інструкцій щодо використання у плодово-ягідному виноробстві нового ферментного препарату Глюкавоморин Г20х та на виробництво яблучного сортового столового вина “Київське”. Результати досліджень впроваджено у селянському вільному акціонерному товаристві (СВАТ) “Білки” Вінницька область, на винзаводі “Олвін” Київська область та Дніпропетровському державному експериментальному винзаводі.

Особистий внесок здобувача. Виконано огляд та аналіз літературних джерел з питань впливу погодних умов вирощування на біохімічний склад плодів яблуні та суниці. Визначено дію технологічних прийомів на якість плодово-ягідних вин. Проведено лабораторні дослідження. Узагальнені теоретичні та експериментальні дані з подальшим їх дисперсійним та кореляційним аналізами. Зроблено висновки, та підготовлено рекомендації виробництву.

Апробація результатів дисертації. Щорічно результати досліджень обговорювались на засіданнях кафедри технології зберігання та переробки продукції рослинництва і засіданнях вченої ради плодоовочевого і агрономічного факультетів; доповідались на науково-практичному семінарі молодих вчених та спеціалістів “Вчимося господарювати по новому” (Чабани, 1999), Всеукраїнській конференції “Садівництво на межі тисячоліть” (Київ, 2000), 67-й науковій конференції студентів, аспірантів і молодих вчених (м. Київ, УДУХТ, 2001), 32-й науковій конференції “Нові методи досліджень у сільському господарстві (Варшава, 2002), конференція “Методи досліджень харчових продуктів та напоїв” (Ледніце, 2002).

Публікації. Основні результати досліджень за темою дисертації опубліковано в 12 наукових працях (у т. ч. 6 - у фахових виданнях) загальним обсягом 1,5 д.а.

Обсяг і структура роботи. Дисертація викладена на 169 сторінках машинописного тексту і включає: вступ, 8 розділів, висновки. У роботі наведені 31 таблиця, 41 рисунок і 4 додатки. Список використаних літературних джерел має 323 найменування, у т. ч. 50 іноземною мовою.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовано її мету і наукову новизну, визначено основні напрями досліджень.

У першому розділі “Сучасний стан виробництва плодово-ягідних вин на Україні” представлені дані вітчизняної та світової практики щодо виробництва плодово-ягідних вин. Аналіз літературних джерел показав необхідність відбору сортів яблуні та суниці для виробництва високоякісних купажних плодово-ягідних вин, пошуку нових шляхів поліпшення їх якості та зниження собівартості цих вин.

У другому розділі “Умови та методика досліджень” викладено порядок проведення досліджень, які виконувалися протягом 1998-2001 рр. на кафедрі технології зберігання, переробки та стандартизації продукції рослинництва ім. Б.В.Лесика Національного аграрного університету та у відділі зберігання і переробки плодів і ягід Інституту садівництва УААН. У процесі експериментальної роботи були проведені лабораторні досліди.

Досліджували районовані сорти: яблуні – 15 Флоріна, Делічія, Пріам, Мекфрі, Прісцилла, Пламенне, Сапфір, Кальвіль сніговий, Мекінтош, Ренет Симиренка, Джонатан, Бойкен, Ліберті, Зимове лимонне, Айдаред, Рубінове Дуки) та суниці – 8 сортів (Ясна, Теніра, Коралова 100, Русанівка, Фестивальна ромашка, Ред Гонтлет, Присв’ята, Істочнік) в тому числі сорти селекції Інституту садівництва УААН. Плоди яблуні сортів осінньо-зимового і зимового строку достигання. Плоди відбирали на промислових та дослідних ділянках відділу селекції і сортовивчення Інституту садівництва УААН (дослідні господарства “Новосілки” та “Дмитрівка” - зона Північного Лісостепу України, ґрунти опідзолені середньосуглинкові) методами, викладеними в “Программе и методике сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур“ (Под ред. Г.А. Лобанова, 1979).

У свіжих плодах, соках, виноматеріалах визначали вміст: сухих розчинних речовин (СРР) – рефрактометричним методом (ГОСТ 8756.2-70); цукрів - за Бертраном (ГОСТ 13192-75); аскорбінової кислоти – фотоколориметричним методом з використанням фарби Тільманса (Н.П. Грабовський, 1981); пектинових речовини – фотоколориметричним методом з використанням карбазолу (В.В.Арасимович та ін., 1970); фенольних речовин – фотоколориметричним методом з використанням реактиву Фоліна-Чокальтеу; вміст амінокислот - на рідинному аміноаналізаторі “Biotronic” (ФРН); ароматичних речовини – методом газорідинної хроматографії на кварцевих капілярних колонках (ВНИИВиВ “Магарач”), альдегіди за ГОСТ 12280-75; вищі спирти (РД 00334830.017-2000); вільні і зв’язані терпенові спирти (РД 00334830.015-2000); складні ефіри. Прозорість соків і виноматеріалів встановлювали за оптичною щільністю при довжині світлохвилі 420 нм - фотокориметрично (Методы технохимического и микробиологического контроля в виноделии, 1981).

При досліджені впливу терміну зберігання плодів яблуні на біохімічний склад і якість яблучних столових виноматеріалів плоди яблуні зберігали у контейнерах місткістю 200-220 кг в сховищах без штучного охолодження. Плоди зберігали таких умовах протягом 40 діб, через кожні 10 діб відбирали пробу і готували виноматеріал, який оцінювали за якістю та біохімічними показниками. Контролем були виноматеріали приготовлені з плодів без зберігання.

Для досліджень були взяті такі найбільш ефективні у плодово-ягідному виноробстві раси дріжджів: Яблучна 7, Вишнева 18, Смородинова 22, Малинова 28, Сидрова 101, Сунична 9. Використовували також і їх суміші (у співвідношенні 1:1:1) - №1 (Яблучна 7, Сидрова 101, Вишнева 18) і №2 (Малинова 28, Смородинова 22, Вишнева 18). Соки з яблук різних сортів зброджували при температурі 17-19 оС. Отримані виноматеріали, обробляли освітлюючими речовинами (бентоніт, желатин) у дозах, які підбирали експериментальним шляхом. Виноматеріали, що важко освітлювались обробляли додатково ферментними препаратами, а потім освітлюючими речовинами, при цьому виявляли вплив досліджуваних речовин на біохімічний склад виноматеріалів.

Ягоди суниці подрібнювали, клали в емальований посуд з додаванням 50-75 мг/кг SO2. Настоювання проводили з інтервалами від 3 до 72 год; термообробку м’язги від 50 до 75 оС; одночасну дію нагрівання м’язги до 50 оС та настоювали з інтервалами від 3 до 72 год. Всі приготовлені в процесі досліджень зразки зберігали в темному напівпідвальному приміщенні з температурою 15…20 оС. Дегустаційну оцінку проводили на кафедрі технології зберігання, переробки та стандартизації продукції рослинництва ім. Б.В. Лесика НАУ та у відділі зберігання і переробки плодів і ягід Інституту садівництва УААН за 8-ми бальною шкалою (К.К.Алмаши, У.С.Дрбоглав, 1979).

Фотосинтетично активну радіацію визначали за формулою Qф=0,43S + 0,73D, де S - пряма радіація; D - розсіяна, Qф – ФАР, дані сонячної активності надані інститутом гідрометеорології (Р.П. Кудрявцева, 1983). Статистичну обробку даних виконували методом дисперсійного та кореляційного аналізу. Кореляційну залежність біохімічного складу плодів яблуні та суниці від метеорологічних умов визначали за відповідними методиками (Б.А.Доспехов, 1972; В.Ф.Мойсейченко, В.О.Ещенко, 1994).

У третьому розділі “Біохімічний склад плодів суниці та яблуні залежно від погодних умов вирощування” наведено результати дослідження впливу метеорологічних умов вирощування на біохімічний склад плодів яблуні і суниці.

За роки досліджень вміст СРР у плодах яблуні та суниці коливався в залежності від погодних умов в різних межах. Кореляційний і регресійний аналіз показав, що між накопиченням СРР в ягодах суниці та сумою активних температур, сумою опадів, гідротермічним коефіцієнтом (ГТК), інтенсивністю сонячної радіації існує різний зв’язок. Встановлено залежність накопичення СРР у плодах суниці від погодних умов (суми активних температур, суми опадів, ГТК та інтенсивності сонячного освітлення).

Найбільш тісний зв’язок між вмістом СРР у плодах суниці та сумою активних температур спостерігався за 5-денний період перед збиранням плодів (значення ?ух= -0,995±0,021; рівняння регресії у= 9,19-0,00138х).

Встановлено, що вміст СРР у плодах яблуні сорту Айдаред істотно залежить від кількості ФАР за 30-денний період до збирання врожаю (зyx = -1±0; у=19,19-0,033х) та кількості розсіяної сонячної радіації за 20-денний період (?yx=-0,999±0,0062; у=18,65-0,055х). Виявлено позитивний зв’язок У сорту Рубінове Дуки між вмістом СРР та інтенсивністю прямої сонячної радіації (?yx=0,999±0,0047; у=8,41+0,0028х-9х10-16х2), а у сорту Зимове Лимонне - розсіяної сонячної радіації за вегетацію (?yx =0,996±0,019; у=-3,01+0,01116х+1,7х10-19х2).

На вміст цукрів у плодах яблуні впливає комплекс факторів, у першу чергу сума опадів і сума активних температур за вегетаційний період та кількість фотосинтетично активної радіації за 20- та 30-денний період до збирання. Накопиченню більшої концентрації цукрів у плодах яблуні сорту Прісцилла сприяє підвищення суми активних температур протягом вегетації (?yx=0,896±0,01; у=4,98+0,013х) та ГТК, особливо протягом останніх 30 днів перед збиранням (?yx=-0,984±0,038; у=11,346-0,811х). Підвищення ГТК за 30-денний період до збирання плодів сорту Айдаред сприяє накопиченню більшого вмісту цукрів (? yx=0,998±0,013; у=9,799+0,118х+0,0003х2). Позитивно впливає на накопичення цукрів у плодах сорту Зимове Лимонне - розсіяна сонячна радіація за період вегетації (?yx=0,998±0,011; у=-5,09+0,011х), а у сорту Рубінове Дуки - пряма сонячна радіація за вегетацію (?yx=0,997±0,014; у=7,20+0,01х) .

Кореляційний аналіз впливу погодних умов на рівень титрованих кислот у ягодах суниці показав, що між їх вмістом і прямою (за 15 днів до збирання) та розсіяною сонячною радіацією (за 5 днів до збирання) існує тісний зв’язок: зyx(пряма) =0,999±0,0035; у=1,21-0,001х; з yx(розсіяна) = 0,9994±0,0077; у=1,24-0,004х.

Виявлено обернену залежність між вмістом органічних кислот у плодах сорту Рубінове Дуки (зyx=-0,998±0,012; у=2,05+0,0067х) і сорту Зимове Лимонне (зyx=-0,993±0,025; у=2,34+0,066х) та інтенсивністю ФАР за 30 днів до збирання. Також обернена залежність виявлена у цих же сортів між інтенсивністю прямої сонячної радіації та концентрацію титрованих кислот у сорту Рубінове Дуки за 40-денний період до збирання (зyx=-0,992±0,026; у=2,24+0,0084х) у сорту Зимове Лимонне за 30-денний період до збирання (зyx=-0,998±0,011; у=2,55+0,00831х). Збільшення інтенсивності розсіяної сонячної радіації сприяє підвищенню вмісту органічних кислот у плодах сортів Сапфір за 40-денний (зyx=0,985±0,036; у=-1,035+0,0072х) і Пламенне за 30-денний період до збирання (зyx=0,978±0,044; у=-0,146+0,0037х).

Концентрація фенольних речовин у плодах та ягодах здебільшого є сортовою ознакою, але відмічені її коливання залежно від змін погодних умов в різні роки вирощування. На накопичення фенольних речовин у плодах суниці найбільше впиває забезпеченість вологою за 10-денний період до збирання (з yx=-0,9944±0,0225; у=328,02-0,127х).

Для сортів Айдаред за період вегетації (?yx=0,997±0,014, у=5,48+0,348х) та у Бойкен за 30-денний період до збирання (?yx=0,92±0,08, у=146,56+0,757х) встановлено пряму кореляцію між вмістом фенольних речовин та кількістю опадів за вегетацію. Відмічено, що збільшення ГТК за 20-денний період до збирання у сорту Рубінове Дуки (?yx=0,999±0,0043; у=204,71+5,27х+0,014х10-11х2) та ФАР за 40-денний період до збирання у плодах сорту Прісцилла (?yx=0,987±0,033; у=142,7+0,358х+10-8х2) сприяє підвищенню вмісту фенольних речовин у плодах. У той же час збільшення суми активних температур за 30-денний період до збирання обумовлює зменшення вмісту цих речовин у плодах сорту Зимове Лимонне (?yx=-0,994±0,023, у=250,04-0,26х+1,2х10-10х2).

Аналіз даних біохімічного складу плодів яблуні виявив, що вміст фенольних речовин істотно залежить від суми опадів за вегетацію, інтенсивності прямої сонячної радіації за 20- та ФАР за 20- та 30- денний період до збирання врожаю.

Для ягід суниці по досліджуваних сортах відмічено обернену кореляцію між вмістом пектинових речовин та сумою активних температур за 15-денний період до збирання (?yx=-1±0,0011; у=1,2771-0,002х).

Вміст пектинових речовин у плодах яблуні підвищується у посушливі (1999 рік) та у роки з більш інтенсивною сонячною радіацією (2000 рік). У плодів з сорту Сапфір внаслідок підвищеної кількості опадів за вегетацію (?yx=-0,978±0,044; у=0,956-0,0014х) і низької суми активних температур за 40-денний період до збирання плодів накопичується менший вміст пектинових речовин (?yx =0,69±0,15; у=-8,77+0,008х). У той же час відмічено позитивний вплив сонячної радіації на рівень пектинових речовин у плодах сорту Пріам (?yx=0,998±0,012, у=0,314+0,0042х) і Пламенне (?yx=0,978±0,044, у=-0,146+0,0037х). У загальному по всіх досліджуваних сортах вміст пектинових речовин найбільше корелює з сумою опадів і ГТК за вегетацію та інтенсивністю сонячної радіації за 20-30- денний період до збирання плодів.

У четвертому розділі “Якість і біохімічний склад яблучних столових виноматеріалів залежно від застосованих технологічних прийомів” розглянуто динаміку змін ароматичних речовин під час бродіння, визначено вплив зберігання плодів яблуні, сорту і раси дріжджів на якість та біохімічний склад яблучних столових виноматеріалів.

Під час збирання врожаю не завжди є можливість вчасно перевезти і переробити велику масу сировини, тому важливо дослідити вплив такого зберігання на якість та біохімічний склад плодів і столових виноматеріалів, отриманих з такої сировини.

У яблучних соках і виноматеріалах приготовлених з плодів після зберігання зазнають змін ароматичні речовини: вільні та зв’язані терпенові спирти, складні ефіри, альдегіди, вищі спирти (табл. 1).

Таблиця 1 - Вплив зберігання плодів яблуні сорту Рубінове Дуки на вміст ароматичних речовин у виноматеріалах

Термін зберігання, діб | Вміст до бродіння, мг/дм3 | Вміст після бродіння, мг/дм3

складних ефірів | вищих спиртів | альдегідів | терпенових спиртів | складних ефірів | вищих спиртів | альдегідів | терпенових спиртів

вільних | зв’язаних | вільних | зв’язаних

Контроль (0) | 7,5 | 10,5 | 28,1 | 1,80 | 0,97 | 49,5 | 50,1 | 35,6 | 1,27 | 0,85

10 | 7,0 | 10,3 | 30,1 | 1,71 | 1,05 | 50,7 | 53,2 | 36,4 | 1,19 | 0,85

20 | 7,0 | 10,0 | 25,0 | 1,65 | 1,05 | 58,2 | 60,4 | 35,0 | 0,95 | 0,84

30 | 5,5 | 9,8 | 25,0 | 1,54 | 1,00 | 53,1 | 76,4 | 32,0 | 0,92 | 0,84

40 | 5,1 | 9,8 | 22,3 | 1,50 | 0,95 | 57,1 | 80,2 | 35,0 | 0,90 | 0,80

Наприклад через 40 діб зберігання плодів у виноматеріалах відмічено зниження концентрації: складних ефірів на 32,0%, альдегідів - на 20,1, вільних терпенових спиртів - на 16,7% порівняно з контролем. Вміст вільних терпенових спиртів у виноматеріалах, приготовлених з плодів після 10-денного зберігання, зменшується на 6,3%; 20 – на 25,2%; 30 і 40 днів - на 27,2 і 29,7% відповідно. Водночас вміст зв’язаних терпенових спиртів зменшується незначно - після 20 діб зберігання - на 1,2, після 40 діб - на 5,8%. У виноматеріалах, приготовлених з плодів, що зберігалися 40 діб, збільшується оптична щільність на 19,5-51,2%, порівняно з контролем. Органолептичні показники виноматеріалів, приготовлених з плодів яблуні після зберігання їх протягом 10-20 діб, несуттєво відрізняються від контролю, а після 20-денного терміну зберігання спостерігається незначне зниження якості виноматеріалів.

У формуванні аромату та букету вин велику роль відіграють терпенові спирти. Відмічено, що за час приготування виноматеріалів найбільше зниження концентрації вільних терпенових спиртів спостерігали у суслі з яблук сортів Кальвіль сніговий (47,36%) і Зимове лимонне (46,87%), а найменше - в сортів Пріам (34,11%) і Айдаред (38,89%). Вміст зв’язаних терпенових спиртів за досліджуваними сортами зменшувався у середньому на 13,36%. Найменші втрати цих речовин були у виноматеріалах з сортів Флоріна (11,11%) і Зимове лимонне (11,76%), а найбільші – з сортів Ровєснік Гагаріна (14,73%) і Джонатан (14,00%) (рис. 1).

На даний час рекомендацій щодо використання чистих культур дріжджів (ЧКД) для приготування яблучних столових виноматеріалів з плодів районованих та перспективних сортів яблуні в умовах північного Лісостепу відсутні.

Під час вивчення сортових яблучних столових виноматеріалів було встановлено, що їх якість залежить від сортових особливостей та використаних чистих культур дріжджів різних рас. У виноматеріалах з плодів сортів, що отримали високу дегустаційну оцінку, в більшості випадків відмічено вищу концентрацію вільних терпенових спиртів (у середньому на 17,2%) та меншу концентрація вищих спиртів (на 19%) (рис. 2). Високі органолептичні показники спостерігали у виноматеріалів, приготовлених з плодів сортів Рубінове Дуки, Айдаред, Ліберті, Флоріна, Ровєснік Гагаріна. Їх оцінка коливалась від 7,7 до 8,85 бала, що на 0,25-0,37 бала вище, ніж у виноматеріалів сортів Зимове лимонне та Кальвіль донецький.

Кореляційний аналіз між вмістом вільних терпенових спиртів та органолептичних показників яблучних сортових виноматеріалів показав, що між ними існує пряма залежність (r = 0,80±0,09). Зв’язки між іншими складовими виноматеріалів (альдегіди, складні ефіри, вищі спирти) виявилися слабкими (r = 0,30-0,37).

Досліджувані раси дріжджів по-різному впливають на концентрацію компонентів біохімічного складу у виноматеріалах. Більший вміст вільних терпенових спиртів (на 16-24%) і складних ефірів (на 11,5-28,8%), а також меншу концентрацію альдегідів (на 12,3-20,1%) і вищих спиртів (на 9-16,2%) виявлено у виноматеріалах зброджених расами Яблучна 7 і Сидрова 101, порівняно з іншими расами (Вишнева 6, Смородинова 22, Сунична 9, Малинова 28.

Органолептичні показники виноматеріалів, отриманих із застосуванням рас дріжджів Яблучна 7 і Сидрова 101, по всіх сортах були на 0,1-0,2 бала вищі порівняно з іншими расами (рис. 3).

Встановлено кореляційну залежність між вмістом вільних і зв’язаних терпенових і вищих спиртів, складних ефірів, альдегідів та органолептичними показниками яблучних столових виноматеріалів, зброджених різними расами.

Найбільш істотний позитивний зв’язок органолептичних показників спостерігається з вмістом у виноматеріалах вільних терпенових спиртів (r = 0,83±0,22), менший з концентрацією складних ефірів (r = 0,79±0,05) і альдегідів (r = 0,77±0,11). У той же час відмічено значну обернену кореляцію між органолептичними показниками виноматеріалів та вмістом вищих спиртів (r = - 0,92±0,18).

У п’ятому розділі “Вплив технологічних прийомів обробки м’язги суниці на якість і біохімічний склад спиртованих соків” представлено біохімічний склад суничних соків, а також висвітлено залежність їх біохімічного складу і якості від способу обробки м’язги.

Для досліджень впливу настоювання м’язги суниці на фізико-хімічні та органолептичні показники спиртованих соків використовували 3 сорти: Ясна, Теніра, Коралова 100. За контроль були взяті зразки, приготовлені без настоювання (рис. 4).

Відмічено, що максимум інтенсивного переходу фенольних речовин (15-50%) аскорбінової кислоти (32-63%) із м’язги у сік при приготуванні суничних спиртованих соків спостерігався протягом 6-18 год настоювання. Зразки, приготовлені з настоюванням на протязі 3-12 год, характеризувалися кращим смаком та ароматом. При настоюванні м’язги понад 18 год підвищення концентрації фенольних речовин не спостерігали, а вміст аскорбінової кислоти знижується.

Тривалість настоювання м’язги суниці впливає на вміст вільних та гідролізованих амінокислот (рис. 5). Найінтенсивніше екстракція вільних та гідролізованих амінокислот спостерігалась протягом 6-12 год настоювання, а після 12 год знижувалась на 4-7%. Вміст вільних амінокислот після 6-12 год настоювання збільшувався у 2 рази, а при подальшому настоюванні (до 24-48 год) зростав ще на 6,0-8,7%. Серед вільних амінокислот превалюють аспарагінова та глютамінова амінокислоти – їх міст становить майже 70% від загальної концентрації. Вміст незамінних амінокислот після 12 год настоювання підвищується в 1,75 раза порівняно з контролем. Подальше настоювання сприяє зменшенню концентрації амінокислот на 14% (порівняно з 12 год настоювання).

Концентрація гідролізованих амінокислот майже в 10 разів перевищує вміст вільних. Серед гідролізованих амінокислот превалюють аспарагінова та глютамінова - до 30% від загального вмісту. Підвищення концентрації гідролізованих амінокислот відбувається за рахунок збагачення соку розчинними формами білка. Настоювання протягом 6-12 год сприяє збільшенню вмісту гідролізованих амінокислот на 49-68%, протягом 24-48 год - на 77-87% порівняно з контролем.

У формуванні аромату соків беруть участь леткі речовини ягід: ефіри, альдегіди і терпенові спирти. Вміст вільних терпенових спиртів збільшувався при настоюванні м’язги протягом 3-6 год на 10-15%. Після подальшого настоювання (понад 12 год) спостерігалось їх зменшення (на 3-5%). Настоювання протягом 12-18 год сприяє підвищенню концентрації вільних терпенових спиртів на 15-20%. Подальше настоювання (більше 18 год) змінювало їх вміст не істотно - у середньому на 5-8%. Масова концентрація складних ефірів протягом 12-18 год настоювання підвищилась на 4-7%, альдегідів - на 3-5, вищих спиртів - на 1-3%. Подальше настоювання не змінювало концентрації вище згаданих речовин.

Органолептичні показники суничних спиртованих соків після настоювання м’язги протягом 6-12 год були вищі порівняно з контролем в середньому на 0,31 бала.

У шостому розділі “Біохімічний склад яблучних столових виноматеріалів залежно від використаних ферментних препаратів та флокулянтів” наведені результати вивчення впливу ферментних препаратів на якість і біохімічний склад важкоосвітлюваних плодових виноматеріалів. Результати досліджень представлені на рис. 6 і 7.

Використання ферментного препарату Целовіридин Г20х сприяє підвищенню вмісту вільних терпенових спиртів на 11,58%, Глюкавоморин Г20х – на 5,8%, порівняно з контролем (рис. 6).

Концентрація зв’язаних терпенових спиртів знижується при використанні Целовіридину Г20х на 13,2% і Пектофоєтідіну П10х на 15,3%. У середньому при застосуванні ферментних препаратах для освітлення виноматеріалів вміст вільних та зв’язаних терпенових спиртів знижувався на 6,3 та 11,5%.

На рисунку 7 представлено вплив ферментних препаратів на концентрацію складних ефірів, альдегідів та вищих спиртів у яблучному столовому виноматеріалі з яблук сорту Кальвіль сніговий.

Всі досліджувані препарати сприяють зменшенню концентрації альдегідів та вищих спиртів у виноматеріалах. Вміст альдегідів при застосуванні ферментних препаратів знижується на 9,1-27,3%, а використання Целовіридину Г20х сприяє їх підвищенню на 22,3%. Вміст вищих спиртів знижується при використанні ферментних препаратів Целовіридин Г20х і Пектофоєтідін П10х - на 8,6-11,4% , Глюкавоморин Г20х - на 5,1%. Найменше зниження зафіксовано при обробці препаратом Поліканесцин Г20х - на 1,2%. Застосування всіх ферментних препаратів обумовлює зниження концентрації складних ефірів. Так використання препарату Целовіридин Г20х зменшує вміст складних ефірів у виноматеріалах на 11,4%, препаратів Глюкавоморин Г20х і Пектофоєтідін П10х - на 21,4-28,6, Поліканесцин Г20х - на 71,4%.

Шляхом пробних оклейок для обробки важкоосвітлюваних яблучних столових виноматеріалів були відібрані оптимальні дози ферментних препаратів. Серед досліджуваних ферментних препаратів найбільш ефективно проявив освітлюючі властивості при низькій дозі використання Целовіридин Г20х (0,012%), Поліканесцин Г20х (0,015%) і Глюкавоморин Г20х (0,013%) ці дози використання обумовили нижчі показники оптичної густини, порівняно з використанням ферментних препаратів Пектофоєтідін П10х (0,025%).

При освітленні яблучних столових виноматеріалів (АК-50 і бентоніту (Німеччина)) спостерігались найменші втрати фенольних речовин - 8,27% і 10,1% відповідно (рис. 8).

При освітленні желатином, концентрація фенольних речовин порівняно з контролем зменшувалась на 16,9%, а при застосуванні желатину і бентоніту (Черкаського родовища) разом - на 15,1%.

Використання желатину знижує концентрацію пектинових речовин на 25%, бентоніту (Німеччина) - на 41,67%, а желатину і бентоніту (разом) - на 38,89% порівняно з контролем. У той же час застосування желатину не впливає на концентрацію ефірів, але знижує концентрацію альдегідів на 20% і вищих спиртів на 60-65%. Використання бентонітів (виробництва Німеччини і Черкаського родовища) знижує вміст вищих спиртів на 2-3%, складних ефірів - на 31-38%.

Досліджувані освітлюючі речовини по-різному впливають також і на концентрацію вільних і зв’язаних терпенових спиртів у столових виноматеріалах (рис. 9).

Аналізуючи рис. 9 можна сказати, що найменше впливає на вміст терпенових спиртів (як вільних, так і зв’язаних) застосування желатину та АК-50 і желатину (разом). Концентрація вільних терпенових спиртів зменшується на 3,2-7,7%, зв’язаних - на 2,8-4,7%. У той же час використання окремо бентоніту, бентоніту і желатину (разом) зменшує концентрацію вільних терпенових спиртів на 22,0-25,0%, зв’язаних - на 15,0-20,0%. Можна припустити, що це пов’язано з сорбційними властивостями, які вищі у бентоніту (Німеччина).

У сьомому розділі “Розробка рецептури купажного яблучно-суничного столового вина підвищеної якості та біологічної цінності”. Наведений біохімічний склад суничних спиртованих соків і яблучних столових виноматеріалів та їх органолептичні показники. Застосування нами програми конструювання напоїв дозволило знайти оптимальне співвідношення заданих компонентів: яблучний столовий виноматеріал - 80-85%, суничний спиртований сік - 15-20%. Оптимальний біохімічний склад напою, сконструйованого з допомогою математичних розрахунків в порівнянні з яблучним столовим виноматеріалом містить, більше: фенольних речовин - на 607,5 мг/дм3; вільних терпенових спиртів - на 1,94; зв’язаних терпенових спиртів - на 1,09; вільних амінокислот на 110,5; гідролізованих амінокислот на 241,6 мг/дм3; аскорбінової кислоти - на 2,81 мг%.

У восьмому розділі “Економічна ефективність виробництва столових яблучних виноматеріалів та спиртованих суничних соків” наведені результати розрахунків економічної ефективності застосування додаткової обробки м’язги суниці, приготування яблучних сортових столових виноматеріалів та застосування нових ферментних препаратів. Виробництво суничних спиртованих соків із застосуванням настоювання дозволяє зменшити до 16 % витрати сировини та підвищити рентабельність на 6,0%. Використання нових ферментних препаратів підвищує цей показник на 3,7%. Рентабельність виробництва сортових яблучних столових виноматеріалів при використанні плодів яблуні з вмістом цукру не менше 10% підвищується на 6-8%.

ВИСНОВКИ

1. Проведено комплексні дослідження з вивчення впливу кліматичних умов вирощування на біохімічний склад 15 сортів яблуні і 8 сортів суниці в умовах північного Лісостепу України. На основі отриманих результатів відібрано районовані і перспективні сорти яблуні найменш залежні від кліматичних умов вирощування: Рубінове Дуки, Мекфрі, Ренет Симиренка, Бойкен, Айдаред, Прісцилла; суниці - Ясна, Теніра, Русанівка, Коралова 100. За комплексом показників найбільш високим вмістом компонентів біохімічного складу характеризувались плоди сортів яблуні - Пріам, Ренет Симиренка, Рубінове Дуки, Джонатан, Ліберті, Прісцилла; суниці - Ред Гонтлет, Коралова 100, Присв’ята, Істочнік.

2. Встановлено тісний зв’язок деяких компонентів біохімічного складу плодів яблуні і суниці з елементами кліматичних умов (сума активних температур, кількість опадів, гідротермічний коефіцієнт, пряма, розсіяна та фотосинтетично активна радіація). Найбільш істотно на формування елементів біохімічного складу плодів в умовах північного Лісостепу за період вегетації впливають кількість опадів та сума активних температур, а також 30-денний період до збирання врожаю для яблуні і 15-денний - для суниці.

3. На основі отриманих експериментальних даних про вплив окремих елементів погодних умов на компоненти біохімічного складу плодів яблуні та суниці розроблено математичні моделі та розраховано рівняння регресії.

4. Встановлено тісну залежність між органолептичними показниками та концентрацією вільних терпенових спиртів в яблучних столових виноматеріалах, (коефіцієнт кореляції r=0,80±0,09). Виноматеріали з плодів сортів Айдаред, Джонатан, Мекінтош, Рубінове Дуки відрізняються вищою (на 17,2%) концентрацією вільних терпенових спиртів і кращими органолептичними показниками.

5. При дослідженні чистих культур винних дріжджів для приготування високо якісних столових сортових виноматеріалів виділено раси Яблучна 7 і Сидрова 101. Їх застосування сприяє зменшенню втрат терпенових спиртів у виноматеріалах на 20,1-25,8%, фенольних речовин - на 9-11% та отриманню виноматеріалів з вищими (на 0,25-0,37 бала) органолептичними показниками порівняно з іншими расами.

6. Вперше у плодово-ягідному виноробстві вивчено динаміку змін ароматичних речовин при приготуванні яблучних сортових столових виноматеріалів з плодів після зберігання. Встановлено, що найменше зниження концентрації вільних терпенових та підвищення вищих спиртів і показника оптичної щільності у столових виноматеріалах спостерігається при зберіганні плодів яблуні не більше 10-20 діб.

7. Встановлено оптимальний режим обробки м’язги суниці шляхом настоювання її протягом 6-12 год, що забезпечує збільшення концентрації біологічно активних речовин у соках, у т. ч. фенольних речовин - на 46,8%, аскорбінової кислоти - на 58,6, вільних терпенових спиртів - на 13,0, а зв’язаних - на 20,0; гідролізованих амінокислот - на 31,0; вміст вільних амінокислот збільшується майже у 2 раза.

8. Вперше проведено дослідження впливу нових ферментних препаратів на біохімічний склад яблучних столових виноматеріалів. Експериментально визначені дози ферментних препаратів Целовіридин Г20х (0,012%) та Глюкавоморин Г20х (0,013%). Застосування цих препаратів обумовлює зменшення концентрації зв’язаних терпенових спиртів на 15,3%, альдегідів - на 27,3%, вищих спиртів - на 1,2-11,4%, складних ефірів - на 71,4% та підвищення вмісту вільних терпенових спиртів на 11,5%.

9. На основі проведених досліджень біохімічного складу яблучних столових виноматеріалів при обробці різними освітлюючими речовинами найменші втрати цінних компонентів спостерігались при використанні АК-50 і желатину (фенольних речовин - на 10,0%; вільних терпенових спиртів - на 3,2; зв’язаних - на 2,8; вищих спиртів - на 55,0; альдегідів - на 20,0; пектинових речовин - на 25,0%).

10. Виробничо-експериментальні випробування режимів додаткової обробки м’язги суниці та освітлення яблучних виноматеріалів новими ферментними препаратами Целовіридин Г20х та Глюкавоморин Г20х були проведені на СВАТ “Білки” (с. Білки Вінницька область), на винзаводі “Олвін” Київська область та Дніпропетровському державному експериментальному винзаводі. Застосування настоювання протягом 12 год дозволяє підвищити рівень рентабельності виробництва на 6,0%, а використання нових ферментних препаратів при обробці важкоосвітлюваних яблучних столових виноматеріалів - на 3,7%.

11. Розроблено проекти технологічних інструкцій на використання нового ферментного препарату Глюкавоморин Г20х та на виробництво вина “Київське”. Столове вино з яблук сорту Рубінове Дуки під назвою “Київське“ завоювало Диплом конкурсу і Золоту медаль на Міжнародному конкурсі “Крым – плодовое вино – 99” (м. Ялта).

СПИСОК ПРАЦЬ ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

Войцехівський В.І. Біохімічні основи вдосконалення технології виробництва столових плодово-ягідних вин. – Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 05.18.03 – первинна обробка та зберігання продукції рослинництва. - Національний аграрний університет Кабінету Міністрів України, Київ, 2003.

Робота висвітлює результати досліджень щодо виявлення впливу кліматичних умов вирощування на біохімічний склад плодів суниці і яблуні, а також дію деяких технологічних прийомів на якість і біохімічний склад плодово-ягідних вин. Встановлено метеорологічні фактори і технологічні прийоми, які найбільше впливають на якість та біохімічний склад плодів суниці і яблуні та плодово-ягідних вин.

Ключові слова: суниця, яблуня, плоди, соки, виноматеріали, якість, біохімічний склад.

Войцеховский В.И. Биохимические основы совершенствования технологии производства столовых плодово-ягодных вин. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 05.18.03 – первичная обработка и хранение