НАЦІОНАЛЬНИЙ ІНСТИТУТ ВИНОГРАДУ І ВИНА “МАГАРАЧ”

БАБИЧ Надія Іванівна

УДК 663.223.1-932.4.001.76

УДОСКОНАЛЕННЯ ТЕХНОЛОГІЇ РЕЗЕРВУАРНОГО ПЕРІОДИЧНОГО СПОСОБУ ВИРОБНИЦТВА ШАМПАНСЬКОГО

Спеціальність 05.18.07- технологія продуктів бродіння

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Ялта –2007

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Національному інституті винограду і вина “Магарач”,

Української академії аграрних наук.

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор

Бур'ян Надія Іванівна

Національний інститут винограду і вина “Магарач”,

відділ мікробіології,

провідний науковий співробітник

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор

Гержикова Вікторія Григорівна

Національний інститут винограду і вина “Магарач”,

відділ хімії та біохімії вина, завідувач

кандидат технічних наук

Іванченко Костянтин В'ячеславович

Південна філія “Кримський державний

агротехнологічний університет”

Національного аграрного університету,

кафедра виноробства та технології бродильних

виробництв, асистент

Провідна організація: Національний університет харчових технологій,

Міністерство освіти та науки України (м. Київ)

Захист відбудеться “14” травня 2007 р. о 13 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д.53.365.02 у Національному інституті винограду і вина “Магарач”, за адресою: 98600, Автономна республіка Крим, м. Ялта, вул. Кірова, 31.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного інституту винограду і вина “Магарач” за адресою: 98600, Автономна республіка Крим, м. Ялта, вул. Кірова, 31.

Автореферат розісланий “13” квітня 2007 р.

Учений секретар спеціалізованої вченої ради,

к. т. н., старший науковий співробітник В. А. Бойко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність роботи. На сьогодні в Україні намітилася тенденція до розширення асортименту і збільшення кількості шампанських вин. На ряду з цим, на ряді підприємств спостерігається перехід від безперервного до періодичного резервуарного способу шампанізації виноматеріалів. Це пов'язано, перш за все, з відривом сировинної бази від заводів шампанських вин із-за чого порушується безперервність виробництва, що, в свою чергу, призводить до зниження якості готової продукції. Аналіз науково-технічної літератури показав, що проблеми якості шампанських вин, отриманих резервуарним періодичним способом, значною мірою обумовлені відсутністю в технологічному циклі періоду контакту шампанізованих вин з дріжджами різного фізіологічного стану, що має місто, як під час пляшкової - класичної, так і під час резервуарної шампанізації в потоці в умовах надвисокої концентрації дріжджів. В зв'язку з цим, дослідження, направлені на підвищення якості шампанських вин, отриманих резервуарним періодичним способом, за рахунок оптимізації мікробіологічної складової процесу виробництва, є актуальними.

Теоретичними передумовами для досліджень в даному напрямку були роботи низки вчених: Авакянца С.П., Сарішвілі Н.Г., Брусиловського С.А., Бур’ян Н.І., Гержикової В.Г., Кишковської С.А., Макарова О.С., Пріди І.А. та ін., присвячені вивченню біохімічних та фізико-хімічних процесів, що мають місто протягом вторинного бродіння виноматеріалів та подальшої витримки шампанізованих вин на дріжджах.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалася відповідно до плану НДР Національного інституту винограду і вина (НІВіВ) “Магарач” УААН за темою "Установити вплив технологічних прийомів, режимів і параметрів приготування виноматеріалів на пінисті та ігристі властивості вин", № держреєстрації 0101U006753.

Мета і задачі досліджень. Метою досліджень було удосконалення технології шампанських вин, отриманих резервуарним періодичним способом, шляхом інтенсифікації мікробіологічних процесів їх виробництва.

Для реалізації поставленої мети необхідно було вирішити наступні задачі:

- вивчити динаміку хімічного складу і фізико-хімічних властивостей купажів шампанських виноматеріалів в ході їх деаерації шляхом витримки;

- здійснити вибір раси дріжджів для проведення вторинного бродіння і для подальшої витримки шампанізованих вин; удосконалити режими і параметри культивування відібраної раси дріжджів;

- вивчити динаміку морфолого-фізіологічного стану культури дріжджів в ході витримки шампанізованих вин;

- вивчити динаміку хімічного складу і фізико-хімічних властивостей шампанізованих вин в ході їх витримки на культурі продуктивних дріжджів;

- розробити удосконалену технологічну схему виробництва шампанських вин резервуарним періодичним способом.

Об'єкт дослідження – технологія шампанських вин резервуарним періодичним способом з витримкою шампанізованих вин на культурі продуктивних дріжджів.

Предмет дослідження – дріжджі раси Харківська 9, білі та рожеві купажі шампанських виноматеріалів і шампанізовані вина різних термінів витримки на дріжджах, отримані в лабораторних і виробничих умовах. До складу купажів для виробництва білих шампанських вин входили виноматеріали, отримані з винограду сортів Аліготе – 30%, Шардоне – 30%, Рислінг – 30%, Піно чорний – 10%; рожевих – Шардоне – 10%, Піно чорний –90%. Всього проаналізовано 354 зразки купажів, шампанізованих вин і шампанського.

Методи дослідження - загальноприйняті та спеціальні хімічні, фізико-хімічні, біохімічні, мікробіологічні й математичні з використанням сучасних приладів і обладнання.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше встановлені особливості зміни окислювально-відновних властивостей купажів шампанських виноматеріалів при їх деаерації шляхом витримки, на підставі чого виявлені (в якості додаткових до передбачених діючими НД) показники, які обумовлюють її тривалість: зміна окислювально-відновного потенціалу, показника відтінку забарвлення (для рожевих купажів), дегустаційної оцінки. Шляхом селекції виробничої культури дріжджів виділено штам Харківська Х-9с, який характеризується кислотостійкістю, значенням показника ступеня анаеробіозу від 2,4 до 16,3, високою здатністю в продуктивній фазі розвитку до виживання в несприятливих умовах, обумовленою запасом глікогену в 95-98 % кліток і обмеженим пупкуванням (не більше 40 % кліток, що розмножуються пупкуванням). Запропоновано для витримки шампанізованих вин використовувати культуру дріжджів Харківська Х-9с в продуктивній фазі розвитку. Встановлено, що дріжджі, які вносяться до шампанізованих вин в продуктивній фазі розвитку, протягом перших 3-х місяців зберігають високу частку життєздатних кліток (не менш 62%), а, починаючи з 3-го місяця автолітична активність дріжджової біомаси підвищується, в середньому, в 2 рази. Виявлено, що при витримці на культурі продуктивних дріжджів з часткою життєздатних кліток не менш 62% в шампанізованих винах відбувається акумуляція відновлених форм компонентів, зниження їх окислювально-відновного потенціалу, збільшення концентрації вищих спиртів і терпенових речовин. Виявлено, що збільшення частки автолізованих кліток супроводжується накопиченням азотовмісних з'єднань, збільшенням концентрації зв'язаних форм діоксиду вуглецю (на 12,3-28,5%), зростанням максимального об'єму піни та її стійкості, зниженням внеску коричневих пігментів у формуванні кольору виноматеріалів, концентрації компонентів з яскраво вираженим квітковим ароматом і формуванням органолептичної якості, характерної для шампанських вин. Виявлено функціональний взаємозв'язок між сукупністю оптичних характеристик шампанізованих вин і фізіологічного стану дріжджів, з одного боку, та органолептичної якості готової продукції – з іншого, на підставі чого ці характеристики запропоновані як показники контролю процесу витримки шампанізованих вин на дріжджах.

Практичне значення одержаних результатів. У результаті виконання комплексу аналітичних і експериментальних досліджень розроблена удосконалена технологія шампанських вин резервуарним періодичним способом, яка впроваджена на Державному підприємстві "Харківський завод шампанських вин" (ДП "ХЗШВ"). Обсяг впровадження з 2004 по 2006 р.р. склав 3 млн. пляшок шампанського. Розроблені й затверджені Міністерством аграрної політики України (МАПУ) технологічні інструкції на виробництво шампанського сухого, напівсухого, напівсолодкого "Салют" (ТІ 00032744-2367-2004) і шампанського напівсолодкого "Рожевий фламінго" (ТІ 00032744-2343-2004). Економічний ефект склав 1048,1 грн/1000 пляшок (при виробництві шампанського вина марки "Рожевий фламінго") і 1048,8 грн/1000 пляшок (при виробництві шампанського вина марки "Салют"). Даний спосіб може бути рекомендований для використання у виробництві шампанських й ігристих вин України.

Особистий внесок здобувача в розробку наукових результатів, винесених на захист, полягає в теоретичному аналізі існуючих підходів щодо удосконалення технології шампанських вин резервуарним періодичним способом і обґрунтуванні задач дослідження; постановці та проведенні експериментальних досліджень; узагальненні, математичній інтерпретації та публікації результатів досліджень; розробці удосконаленої технології високоякісних шампанських вин за рахунок інтенсифікації мікробіологічних процесів їхнього виробництва; впровадженні результатів досліджень у виробництво. У наукових працях, виконаних у співавторстві, здобувачем виконане планування, організація та реалізація експериментальних досліджень.

Апробація результатів дисертації. Основні результати досліджень висвітлено на засіданнях секції Вченої ради з виноробства НІВіВ “Магарач” (2004 –2006 р.р.); продукція, отримана за розробленою технологією, була представлена на міжнародних конкурсах вин “Ялта. Золотий грифон” (2004-2005р.р) і “ALKO-SOFT” (Київ, 2005 р.).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 5 статей в наукових журналах, отримано 7 патентів України.

Структура та обсяг роботи. Дисертація викладена на 142 сторінках машинописного тексту, складається з введення, чотирьох розділів і висновків. Список використаних джерел має 224 найменування. Робота містить 16 таблиць і 33 малюнки, має 7 додатків.

Експериментальні дані, покладені за основу цієї роботи, отримані на ДП “ХЗШВ” і в лабораторіях НІВіВ “Магарач” протягом 2002-2005 р.р.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

У вступі обґрунтована актуальність теми дисертації, сформульовано мету й завдання дослідження, показано наукову новизну та практичну значимість отриманих результатів, представлені дані щодо їхньої апробації, а також відомості про особистий внесок автора в проведенні досліджень і в публікаціях за темою дисертаційної роботи.

У першому розділі представлено аналітичний огляд науково-технічної літератури, у якому наведено порівняльний аналіз мікробіологічних, біохімічних і фізико-хімічних аспектів сучасних способів виробництва шампанських та ігристих вин; розглянуто вплив хімічного складу і властивостей купажів виноматеріалів на якість шампанських вин, особливості метаболізму дріжджів за різних умов, роль автолізу дріжджів у виробництві шампанського, вплив раси дріжджів на формування органолептичних і фізико-хімічних якостей шампанського. На підставі огляду літератури зроблено висновок про доцільність удосконалення технології шампанських вин резервуарним періодичним способом шляхом обґрунтування параметрів деаерації купажів, селекції перспективного штаму дріжджів, обґрунтування параметрів витримки шампанізованого вина на культурі дріжджів.

У другому розділі викладено методологічні підходи до рішення поставлених завдань. При дослідженні динаміки фізико-хімічних показників купажів шампанських виноматеріалів в процесі деаерації їх витримували в емальованих резервуарах в умовах, що виключають доступ кисню. Селекцію виробничої раси дріжджів проводили методом поліпшуючого відбору. Вивчення морфолого-фізіологічних особливостей виділених штамів здійснювали у порівнянні з культурами дріжджів Національної колекції мікроорганізмів для виноробства (НКМВ) НІВіВ "Магарач". Динаміку хімічного складу, фізико-хімічних властивостей і органолептичної якості шампанізованих вин в ході їх витримки на культурі продуктивних дріжджів здійснювали у виробничих умовах. Для забезпечення достовірності результатів дослідження постановку дослідів проводили не менш ніж у трьох повторностях за кожним варіантом.

Для виконання робіт використовували стандартизовані та описані в спеціальній літературі методи аналізу хімічного складу та властивостей виноматеріалів і вин, які ґрунтуються на принципах колориметрії (масова концентрація фенольних речовин, компонентів ароматостворюючого комплексу), хроматографії (компоненти ароматостворюючого комплексу, аналіз амінокислотного складу), полярографії (масова концентрація розчиненого кисню) та титрометрії (масова концентрація титрованих кислот, альдегідів, залишкових цукрів); методи мікробіологічного контролю (загальна кількість кліток, частка автолізованих кліток, частка кліток, що містять глікоген, внутрішньоклітинний запас азотовмісних з'єднань). Отримані експериментальні дані піддавали математичній обробці з використанням пакету програм Statistica 6.0. У разі застосування не атестованих методик кількість паралельних вимірювань для кожної проби визначалася шляхом зіставлення сумарної абсолютної погрішності з нормою точності, але складала не менше 5 визначень.

У третьому розділі представлені результати експериментальних досліджень.

Дослідження динаміки фенольного комплексу і окислювально-відновних властивостей купажів шампанських виноматеріалів в процесі їх деаерації шляхом витримки. Узагальнення отриманих експериментальних даних показало, що деаерація купажів шампанських виноматеріалів шляхом витримки супроводжувалася зміною їх окислювально-відновних властивостей. Встановлено, що період з 4 по 9-й місяць витримки білих купажів характеризувався інтенсивною трансформацією фенольного комплексу у напрямі акумуляції відновлених форм, про що свідчить збільшення значень показника питомої відновної здатності фенольних речовин по відношенню до йоду (в середньому, в 3 рази). Починаючи с 7-го місяця витримки фіксується значне зниження значень окислювально-відновного потенціалу, яке після закінчення 9 місяців витримки складало, в середньому, 15 мВ від початкових значень (рис.1). Аналогічна динаміка окислювально-відновних властивостей спостерігалася при витримці білих шампанських купажів різного складу, що дозволило зробити висновок про доцільність тривалості процесу не менш 6 місяців. Для рожевих купажів виноматеріалів період відновних перетворень фенольного комплексу відповідав першому місяцю витримки: значення показника питомої відновної здатності фенольних речовин по відношенню до йоду збільшилося у 1,5 рази. Проте, одночасно спостерігалося зростання окислювально-відновного потенціалу купажів виноматеріалів (в середньому, на 11 %), ймовірно, за рахунок участі в його формуванні систем нефенольної природи, які характеризуються високим редокс-потенціалом. Експериментально показано, що витримка рожевих купажів більше одного місяця приводила до значущого збільшення значень показника відтінку (Т=D420/D520) їхнього забарвлення, які досягали діапазону 0,901–1,030, що також можна розглядати як свідоцтво протікання окислювальних процесів (рис. 2).

білий рожевий

Рис. 1 Динаміка окислювально-відновного потенціалу (ОВП) і питомої відновної здатності фенольних речовин (I2/ФР) купажів протягом їх витримки

Дегустаційна оцінка (ДО) купажів білих виноматеріалів досліджуваного складу після закінчення 9-ти місяців витримки збільшувалася на 0,3-0,5 балів і надалі майже не змінювалася. Рожеві купажі характеризувалися найвищою органолептичною якістю після закінчення одного місяця витримки.

Рис. 2 Динаміка відтінку забарвлення рожевих купажів шампанських виноматеріалів в ході

витримки

Обробка результатів дослідження дозволила запропонувати в якості додаткових (до передбачених діючими НД) показників контролю витримки купажів: зміну дегустаційної оцінки, значень ОВП і показника відтінку забарвлення (для рожевих купажів). Стабілізація значень перших двох показників і збільшення значень третього є підставою для зняття купажів з витримки. Результати трирічних виробничих і лабораторних експериментів дозволили встановити тривалість витримки білих купажів виноматеріалів досліджуваного складу протягом 9 0,5 місяців, рожевих – 1-1,5 місяця.

Дослідження щодо відбору культури дріжджів для шампанізації виноматеріалів резервуарним періодичним способом. Найважливішим етапом удосконалення технології шампанських вин є науково обґрунтований відбір культури дріжджів. Методом поліпшуючого відбору виробничої раси дріжджів Харківська було відібрано штам Харківська Х-9с (Х-9с). Результати мікробіологічних і аналітичних досліджень показали, що виділений штам характеризується стійкістю при рН середовища 2,5-3,5, високим ступенем анаеробіозу при культивуванні, як в аеробних, так і в анаеробних умовах і під тиском діоксиду вуглецю (СО2) (коефіцієнт анаеробіозу К= 2,4-16,3). Культура Х-9с має здатність до зброджування в жорстких умовах і накопичення біомаси до 180 млн/см3 під час бродіння в анаеробних умовах і до 50 млн/см3 – під тиском СО2; має високу швидкість утилізації вуглеводів за тих же умов культивування (в середньому 1,2 і 1,7 мкг/млнгодину). Характерною рисою виділеного штаму дріжджів є здібність до синтезу в ході вторинного бродіння і витримки шампанізованих вин вищих спиртів і складних ефірів, які позитивно впливають на формування ароматостворюючого комплексу шампанських вин. Раса Х-9с характеризується обмеженим утворенням сірководню, діацетилу і ацетоїну, які, навпаки, негативно впливають на букет шампанського. Культура утворює пластівчастий осад після закінчення вторинного бродіння виноматеріалів. Порівняльний аналіз морфолого-фізіологічних характеристик виділеного штаму і культур мікроорганізмів з НКМВ НІВіВ "Магарач" показав його конкурентоспроможність для використання, як на етапі вторинного бродіння, так і в ході витримки шампанізованих вин.

З метою удосконалення режимів і параметрів приготування дріжджової розводки, що використовується для проведення вторинного бродіння і в ході витримки шампанізованих вин, досліджено динаміку кількості живих, автолізованих кліток та кліток, що розмножуються пупкуванням, вмісту в них глікогену в ході приготування дріжджової розводки. Дослідження проводили за різних режимів аерації середовища культивування: анаеробних і аеробних (за подачі кисню повітря 1 і 0,5 дм3 на 1 дм3 культуральної рідини). Встановлено, що штам дріжджів Х-9с, який культивується в аеробних умовах за подачі повітря 0,5 дм3/дм3 при переході з логарифмічної стадії росту до стаціонарної, характеризується числом життєздатних продуктивних кліток не менше 130 млн/см3, часткою кліток, що розмножуються пупкуванням, 30–40 % (рис. 3) і часткою кліток, які містять глікоген, не менше 95%. Представлені дані дозволили рекомендувати для проведення вторинного бродіння і витримки шампанізованих вин культуру дріжджів, що знаходиться в указаній стадії розвитку. Надалі етап переходу логарифмічної стадії росту культури в стаціонарну називається продуктивною фазою або стадією.

На підставі результатів досліджень уточнено режими і параметри приготування розводки чистої культури дріжджів раси Х-9с: підтримка чистоти культури, шляхом введення до акратофору кожні 6 місяців раси Харківська-9 з НКМВ НІВіВ “Магарач”; відбір дріжджової культури з акратофору на 8-9 добу бродіння; проведення мікробіологічних заходів щодо забезпечення чистоти культури і накопичення біомаси в лабораторних умовах; культивування дріжджів у дріжджевирощувальних апаратах на середовищі, до складу якого входять купажі шампанських виноматеріалів та резервуарний лікер, за постійної масової частки цукру 5-7 г/дм3, температури 150,50С з введенням кисню повітря у кількості 0,5 дм3 на 1 дм3 культуральної рідини протягом 3-4-х діб до досягнення концентрації кліток не менше 130 млн/см3 і долі кліток, що розмножуються пупкуванням, 30 – 40 %.

Дослідження мікробіологічних, біохімічних і фізико-хімічних аспектів витримки шампанізованих вин на культурі продуктивних дріжджів. Контрольний варіант передбачав витримку шампанізованих вин на осадових дріжджах. Результати експериментальних досліджень показали, що витримка шампанізованих вин на продуктивних дріжджах протягом перших 3-х місяців проходить при високій частці життєздатних кліток: 62–100 % (рис. 4). Найбільша швидкість зниження кількості автолізованих кліток у дріжджовій культурі була зафіксована в ході 4-го місяця витримки вина, після закінчення якого частка життєздатних кліток складала, в середньому, 8 %. При цьому, решта 92 % кліток характеризувалася, як оптично порожні зі стовщеною оболонкою, що дозволяє їх розглядати як автолізовані. У контрольних варіантах вин найбільша швидкість зміни співвідношення живих і автолізованих кліток дріжджів спостерігалася протягом 2-го місяця витримки, після закінчення якого частка життєздатних кліток досягала в середньому 43 %. Подальша витримка контрольних вин характеризувалася уповільненням швидкості зміни фізіологічного стану дріжджових кліток. До кінця 2-го місяця витримки частка життєздатних кліток складала в середньому 14 %.

без подачі повітря аерація середовища - 0,5 дм3/дм3

аерація середовища - 1 дм3/дм3

Рис. 3 Динаміка кількості кліток дріжджів і частки кліток, що пупкуються, в ході приготування розводки чистої культури дріжджів за різних умов культивування

Встановлено, що витримка дослідних і контрольних шампанізованих вин протягом перших 2-х місяців характеризувалася практично рівною автолітичною активністю дріжджів, про що свідчить динаміка оптичної щільності вин за довжини хвилі 540 нм (рис. 5). Продовження терміну витримки привело до збільшення автолітичної активності дріжджів, введених в шампанізоване вино в продуктивній фазі росту, в середньому, вдвічі. В результаті автолітичних процесів зниження значень оптичної щільності дослідних вин до кінця 4-го місяця витримки склало 50 %, контрольних – 25% від початкових значень. При цьому, в дослідних виноматеріалах концентрація амінокислот збільшилася на 30% від значень показника на початку витримки, в контрольних – на 17%.

Рис. 4 Динаміка фізіологічного стану культури дріжджів протягом витримки шампанізованих вин

Ступінь зміни оптичної щільності вин щодо початкових значень:

1-контроль; 2-дослід

Оптична щільність вин:

3- контроль; 4-дослід

Рис. 5 Зміна показників автолітичної активності дріжджів в ході витримки шампанізованих

вин

Дослідження динаміки хімічного складу, фізико-хімічних властивостей і якості шампанізованих вин в ході витримки на культурі продуктивних дріжджів показало, що цей процес супроводжувався зниженням ОВП, найбільш значущим після закінчення 3-го місяця витримки, що свідчить про акумуляцію відновлених форм компонентів; приводив до трансформації ароматостворюючого комплексу, що виявляється в зниженні концентрації альдегідів в ході всього періоду витримки (в середньому на 20% від початкових значень) і збільшенні протягом перших 3-4 місяців сумарної концентрації вищих спиртів (у рожевих купажах) на 20% і терпенових сполучень (у білих купажах) на 50% та зниженні їх значень при подальшій витримці.

Витримка шампанізованих вин на культурі продуктивних дріжджів супроводжувалася позитивною зміною їх оптичних характеристик, яка виявляється в зниженні внеску коричневих пігментів в забарвлення вин і проявляється у зменшенні значень оптичної щільності при довжині хвилі 360 нм (для білих вин) і відтінку кольору (для рожевих вин) (рис. 6).

Рис.6 Динаміка оптичних характеристик шампанізованих вин в ході витримки на культурі

продуктивних дріжджів

Дослідження впливу витримки шампанізованих вин на дріжджах, які вносяться в продуктивній фазі розвитку, на ігристі та пінисті властивості показало наступне. Динаміка масової концентрації зв'язаного СО2 у винах мала тенденцію до збільшення, найбільш значиму, починаючи з 3-го місяця витримки. Збільшення значень показника фіксувалося після закінчення 4-го місяця витримки і складало, у разі білих вин - 12,3% від початкових значень, у разі рожевих вин – 28,5 %. При цьому частка зв'язаного СО2 в білих і рожевих шампанізованих винах досягала, відповідно, 24 і 10%. Встановлено, що витримка білих шампанізованих вин на дріжджах більше 3-х місяців приводила до збільшення значень максимального об'єму піни (після закінчення 4-х місяців, в середньому, на 16% від початкових значень), в рожевих – значення даного показника залишалися на рівні початкових. Значення швидкості руйнування піни в шампанізованих винах в ході їх витримки на культурі продуктивних дріжджів значимо знижувалися починаючи з 3-го місяця, а після закінчення 4-го місяця витримки білих вин на дріжджах складали, в середньому, 87% від початкових значень, рожевих – 86 %.

Аналіз динаміки органолептичної якості шампанізованих вин в ході їх витримки на культурі продуктивних дріжджів показав, що на тлі поступового поліпшення органолептичних характеристик вин є період значимого збільшення бальної оцінки їх якості, який припадає на 4-й місяць витримки (рис.7). Після закінчення цього часу в шампанізованих винах формується складний аромат, характерний для ігристих вин, поліпшуються ігристі властивості.

Рис. 7 Динаміка якості білих (1) і рожевих (2) шампанізованих вин в ході їх витримки на

культурі продуктивних дріжджів

З метою обґрунтування тривалості витримки шампанізованих вин на продуктивній культурі дріжджів була проаналізована сукупність даних динаміки фізіологічного стану дріжджів, хімічного складу і фізико-хімічних властивостей шампанізованих вин в ході їх витримки. На цьому етапі використовували методи математичної статистики відповідно до органолептичної характеристики шампанізованих вин і готового шампанського. Встановлена наявність кореляційного взаємозв'язку органолептичної якості шампанізованих вин, що знаходяться на культурі продуктивних дріжджів, з одного боку, і частки автолізованих кліток дріжджів (r = 0,85-0,96) та оптичних характеристик виноматеріалів (r = -0,73.- 0,96), з іншого. Це дозволило нам в якості показника контролю витримки шампанізованих вин на культурі продуктивних дріжджів поряд з дегустаційною характеристикою використовувати частку автолізованих кліток дріжджів, оптичну щільність при довжині хвилі 360 нм (у разі білих) і відтінок забарвлення (у разі рожевих). Встановлено, що тривалість витримки вин на дріжджах повинна бути не менш того періоду, протягом якого частка автолізованих кліток досягає 40 %, що складає від 3 до 3,5 місяців. В ході трирічних досліджень встановлено, що білі шампанізовані вина вказаного складу досягали найвищої якості при значенні оптичної щільності (довжина хвилі 360 нм) менш 0,135, рожеві – при значенні відтінку забарвлення менш 2,15.

На підставі узагальнення результатів теоретичних і експериментальних досліджень розроблено удосконалену технологічну схему виробництва шампанських вин резервуарним періодичним способом і моніторинг технологічних операцій (рис. 8). Схема включає: деаерацію купажів шампанських виноматеріалів шляхом витримки без доступу кисню повітря, тривалість якої визначається за динамікою окислювально-відновного потенціалу, відтінку забарвлення і дегустаційної оцінки купажів; використання для проведення процесу шампанізації купажів культури раси Харківська Х-9с; введення у відфільтровані після закінчення вторинного бродіння шампанізовані вина розводки продуктивних дріжджів і витримку вина протягом не менш 3,5 місяців до досягнення частки автолізованих кліток не менш 40 % і визначення моменту зняття шампанізованих вин за значеннями оптичної щільності при довжині хвилі 360 нм (білі вина), відтінку забарвлення (рожеві вина) та їх органолептичній якості.

Приймання шампанських виноматеріалів, обробка,

купажування відповідно до діючої НД

v

Витримка купажів без доступу повітря протягом 1-10 міс.

Контрольовані показники:

ОВП, ДО, D420/ D520 (для рожевих)

v

Термообробка купажів за температури 50-550С протягом 10-24 годин

v

Приготування бродильної суміші,

масова частка цукру не менш 2,2 г/100см3

v

Бродіння відповідно до діючої НД протягом не менш 20 діб

v

Фільтрація шампанізованих вин

v<ч.к.д. штаму Х-9с у кількості 3-4 млн/см3

Витримка шампанізованих вин

на культурі продуктивних дріжджів:

за температури 10-130С протягом не менш 3,5 міс.

Контрольовані показники:

- доля автолізованих кліток не менш 40 %;

- D360 (для білих) і D420/ D520 (для рожевих);

- дегустаційна оцінка

v

Обробка холодом: температура -3.-40С; тривалість не менш 48 ч

v<експедиційний лікер

Фільтрація

v

Витримка 4-6 годин

Рис. 8 Блок-схема виробництва шампанських вин (удосконалені етапи виділені жирним

шрифтом)

Новизна розроблених технологічних рішень у виробництві шампанських та ігристих вин резервуарним періодичним способом підтверджена Патентами України (№ 3166, 4586, 5254, 5904, 6207, 6217, 6323). Виробнича апробація і впровадження удосконаленої технології показали, що її використання підвищує якість готової продукції та покращує економічні показники виробництва. Економічний ефект при виробництві шампанських вин за удосконаленою технологією становить 1048,1 грн/1000пляшок ("Рожевий фламінго") і 1048,8 грн/1000 пляшок ("Салют").

ВИСНОВКИ

1. На підставі аналізу науково-технічної літератури виявлено перспективні шляхи удосконалення технології шампанського резервуарним періодичним способом, а саме: селекція перспективного штаму дріжджів, обґрунтування параметрів деаерації купажів і витримки шампанізованого вина на культурі дріжджів.

2. Встановлені особливості зміни окислювально-відновних властивостей купажів шампанських виноматеріалів в ході їх деаерації шляхом витримки без доступу кисню повітря. Виявлені додаткові показники, що обумовлюють тривалість витримки: зміна ОВП, дегустаційної оцінки, показника відтінку забарвлення (для рожевих купажів). Стабілізація значень перших двох показників і збільшення значень третього є підставою для зняття купажів з витримки.

3. Проведена селекція виробничої раси дріжджів. Виділено штам Харківська Х-9с, який характеризується: високою кислотостійкістю; значеннями показника ступеня анаеробіозу від 2,4 до 16,3; високою здатністю культури в продуктивній фазі розвитку до виживання в несприятливих умовах, обумовленою запасом глікогену в 95-98 % кліток і обмеженим пупкуванням (не більш 40 % кліток, що розмножуються пупкуванням). Вперше запропоновано для витримки шампанізованих вин на дріжджах використовувати культуру дріжджів Харківська Х-9с у продуктивній стадії розвитку.

4. Встановлені особливості зміни морфолого-фізіологічного стану дріжджів, які вносяться до шампанізованих вин у продуктивній фазі розвитку в ході їх витримки. Виявлено, що дріжджі протягом перших 3-х місяців зберігають високу частку життєздатних кліток (не менш 62%); продовження термінів витримки супроводжується підвищенням (в середньому, вдвічі) автолітичної активності культури дріжджів.

5. Встановлено взаємозв'язок морфолого-фізіологічного стану дріжджових кліток і динаміки фізико-хімічних характеристик шампанізованих вин в ході їх витримки на культурі продуктивних дріжджів. Виявлено, що за частки життєздатних кліток не менш 62% в шампанізованих винах відбувається акумуляція відновлених форм компонентів, зниження їх окислювально-відновного потенціалу, збільшення концентрації вищих спиртів і терпенових сполучень. Зростання частки автолізованих кліток супроводжується накопиченням азотовмісних речовин, збільшенням концентрації зв'язаних форм діоксиду вуглецю (на 12,3-28,5 %), зростанням максимального об'єму піни та її стійкості, зниженням внеску коричневих пігментів у формування кольору виноматеріалів, концентрації компонентів з яскраво вираженим квітковим ароматом і формуванням органолептичної якості, характерної для шампанських вин.

6. Виявлено кореляційний взаємозв'язок органолептичної якості шампанізованих вин зі значеннями їх оптичних характеристик і долею автолізованих кліток. Ці показники запропоновані для контролю процесу витримки шампанізованих вин на культурі продуктивних дріжджів.

7. Уточнено режими аерації і параметри приготування дріжджової розводки раси Харківська Х-9с: культивування дріжджів при постійному введенні кисню у дозі 0,5 дм3 на 1 дм3 середовища до концентрації кліток не менш 130 млн/см3 і частки кліток, що розмножуються пупкуванням, 30-40 %.

8. Розроблена удосконалена технологія шампанських вин резервуарним періодичним способом, відмінними особливостями якої є використання раси Харківська Х-9с і витримки шампанізованих вин на культурі продуктивних дріжджів.

9. Розроблені, затверджені МАП України і упроваджені на ДП "ХЗШВ" "Технологічна інструкція на виробництво шампанського сухого, напівсухого, напівсолодкого "Салют" (ТІ 00032744 – 2367 – 2004) і "Технологічна інструкція на виробництво шампанського напівсолодкого "Рожевий фламінго" (ТІ 00032744 – 2343 – 2004).

Список робіт, опублікованих за темою дисертації

1. Бур’ян Н. І., Бабич Н. І., Яланецький А. Я., Загоруйко В. О. Фізико-хімічні показники шампанських виноматеріалів // Харчова і переробна промисловість.- 2006 - № 7. – С. 23-25. (Дисертантом визначені особливості динаміки окислювально-відновних властивостей і компонентів фенольного комплексу в ході витримки купажів шампанських виноматеріалів).

2. Бурьян Н. И., Бабич Н. И. Динамика физиологического состояния дрожжей в ходе выдержки шампанизированных виноматериалов // “Магарач”. Виноградарство и виноделие.-2006.- № 3. – С. 27-29. (Дисертантом виконані експериментальні дослідження з динаміки фізіологічного стану культури дріжджів у ході витримки шампанізованих виноматеріалів).

3. Бурьян Н. И., Бабич Н. И., Яланецкий А. Я. Динамика компонентов химического состава и физико-химических свойств шампанизированных виноматериалов в ходе выдержки на культуре свежеприготовленных дрожжей // “Магарач”. Виноградарство и виноделие.- 2006.- №1-2. – С. 28-31. (Дисертантом виконані експериментальні дослідження, проведена математична обробка отриманих результатів).

4. Бабич Н. И. Проблемы повышения качества игристых вин // Вестник “Крымское качество”.-2006.- вып.2 (8). – С. 120-122. (Дисертантом проведений аналіз стану шампанського виробництва в Україні. Виявлено проблемні питання якості шампанських вин, одержуваних резервуарним способом).

5. Бур’ян Н. І., Яланецький А. Я., Бабич Н. І., Афоніна Т. М. Цитоморфологічна характеристика клітин селекціонованої раси дріжджів для шампанізації вин // Прогресивні техніка та технології харчових виробництв ресторанного господарства і торгівлі: Збірник наукових праць Харьківського державного університету харчування та торгівлі. –Харків: 2006. – вип. 1 (3). - С. 438-446. (Дисертантом досліджені цитоморфологічні особливості виділеної раси дріжджів, проведена обробка отриманих експериментальних даних).

6. Патент 3166 України, С12G1/06. Спосіб виробництва шампанського "Харків Ювілейний" / Сиренко М. Я., Бабич Н. І.- № 2004021303; Заявл. 23.02.04; Опубл. 15.10.04, Бюл. № 12. – 3с. (Дисертантом проведені патентний пошук і експериментальні дослідження, підготовлена відповідна документація).

7. Патент 4586 України, С12G1/06. Спосіб виробництва шампанського "Салют" / Сиренко М. Я., Бабич Н. І. - № 20040604603; Заявл. 14.06.04; Опубл. 17.01.05, Бюл. № 1. – 4с. (Дисертантом проведені патентний пошук і експериментальні дослідження, підготовлена відповідна документація).

8. Патент 6323 України, С12G1/06. Спосіб виробництва шампанського "Рожевий Фламінго" / Сиренко М. Я., Бабич Н. І. -№ 20040503617; Заявл. 14.05.04; Опубл. 16.05.05, Бюл, № 5.- 3с. (Дисертантом проведені патентний пошук і експериментальні дослідження, підготовлена відповідна документація).

9. Патент 6217 України, С12G1/06. Спосіб виробництва ігристого вина / Яланецький А. Я., Косюра В. Т., Загоруйко В. О., Луканін О. С., Бур’ян Н. І., Бабич Н. І. -№ 20041109228; Заявл. 10.11.04; Опубл. 15.04.05, Бюл. № 4.- 2с(Дисертантом проведені патентний пошук і експериментальні дослідження, підготовлена відповідна документація).

10. Патент 5254 України, С12G1/06. Спосіб виробництва шампанського / Сиренко М. Я., Бабич Н. І. -№ 20040907267; Заявл. 06.09.04; Опубл. 15.02.05, Бюл. № 2. – 4с. (Дисертантом проведені патентний пошук і експериментальні дослідження, підготовлена відповідна документація).

11. Патент 5904 України, С12G1/06. Спосіб виробництва шампанського / Сиренко М. Я., Бабич Н. І. -№ 20041008354; Заявл. 14.10.04; Опубл. 15.03.05, Бюл. № 3. – 3с. (Дисертантом проведені патентний пошук і експериментальні дослідження, підготовлена відповідна документація).

12. Патент 6207 України, С12G1/06. Спосіб виробництва шампанського / Сиренко М. Я., Бабич Н. І. -№ 20041108928; Заявл. 01.11.04; Опубл. 15.04.05, Бюл. № 4. – 4с. (Дисертантом проведені патентний пошук і експериментальні дослідження, підготовлена відповідна документація).

АННОТАЦИЯ

Бабич Н. И. Усовершенствование технологии резервуарного периодического способа производства шампанского. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.18.07 – технология продуктов брожения, Национальный институт винограда и вина “Магарач”, Ялта, 2007 г.

Диссертация посвящена вопросам усовершенствования технологии производства шампанских вин резервуарным периодическим способом.

Выявлены особенности изменения окислительно-восстановительных свойств купажей шампанских виноматериалов в ходе их деаэрации путем выдержки. В результате исследований изменение показателей - дегустационной оценки, окислительно-восстановительного потенциала, оттенка окраски (для розовых) купажей – предложены в качестве показателей (дополнительных к предусмотренным действующими НД), определяющих длительность выдержки купажей, которая для белых купажей установлена не менее 6 месяцев, розовых – 1-1,5 месяца. Проведена селекция производственной расы дрожжей Харьковская и выделен конкурентоспособный штамм Х-9с. Усовершенствованы режимы и параметры процесса приготовления разводки дрожжей в продуктивной фазе развития (переход культуры из логарифмической в стационарную фазу роста) и характеризующейся накоплением клеток дрожжей не менее 130 млн/см3, долей почкующихся клеток 30-40% и долей клеток, содержащих гликоген 95-98%. Впервые установлено, что культура дрожжей, вносимая в шампанизированные вина в продуктивной стадии развития, в течение первых трех месяцев выдержки сохраняет высокую долю жизнеспособных клеток – не менее 62%. Начиная с 3-го месяца выдержки, происходит усиление автолитической активности культуры дрожжей. Выявлено, что при доле жизнеспособных клеток не менее 62% в шампанизированных винах происходит накопление восстановленных форм компонентов, снижается значение ОВП, увеличивается концентрация высших спиртов и терпеновых соединений. Увеличение доли автолизированных клеток сопровождается накоплением азотсодержащих соединений, улучшением пенистых и игристых свойств шампанизированных вин, формированием цветовых характеристик и букета, типичных для игристых вин. Математическая обработка полученных данных показала, что совокупность показателей: доля автолизированных клеток, значения оптической плотности вин при длине волны 360 нм (для белых) и оттенка окраски (Т=D420/D520) (для розовых вин) - адекватно отражают изменения органолептических характеристик шампанизированных вин в ходе их выдержки на культуре продуктивных дрожжей. Эти показатели впервые предложены для контроля процесса выдержки шампанизированных вин, длительность которого установлена не менее 3,5 месяцев. Усовершенствована технология шампанских вин периодическим резервуарным способом, которая впервые предусматривает использование культуры дрожжей Харьковская Х-9с в продуктивной фазе развития на этапе вторичного брожения и выдержки шампанизированных вин (Патенты Украины № 3266, 4586, 5254, 5904, 6207, 6217, 6323), что обеспечивает повышение качества готовой продукции и улучшение экономических показателей производства. Разработаны ТИ на производство новых марок шампанского, которые внедрены на Государственном предприятии “Харьковский завод шампанских вин" (ГП “ХЗШВ”).

Ключевые слова: продуктивная культура дрожжей, технология шампанского резервуарным периодическим способом.

АНОТАЦІЯ

Бабич Н. І. Удосконалення технології резервуарного періодичного способу виробництва шампанського. – Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.07 – технологія продуктів бродіння, Національний інститут винограду і вина “Магарач”, Ялта, 2007 р.

Дисертація присвячена питанням удосконалення технології виробництва шампанських вин періодичним резервуарним способом.

Виділено конкурентноздатний штам дріжджів Харківська Х-9с і удосконалено режими та параметри процесу приготування розводки дріжджів у продуктивній фазі розвитку.

Встановлено взаємозв'язок морфолого-фізіологічного стану дріжджової культури, що вноситься до шампанізованих вин в продуктивній фазі розвитку, динаміки фізико-хімічних властивостей і якості вин в ході їх витримки. Удосконалена технологія шампанських вин резервуарним періодичним способом, яка вперше передбачає використання культури дріжджів Харківська Х-9с в продуктивній фазі розвитку на етапі вторинного бродіння і витримки шампанізованих вин. Розроблений моніторинг технологічного процесу на етапах витримки купажів шампанських виноматеріалів і витримки шампанізованих вин на культурі продуктивних дріжджів. Розроблені ТІ на виробництво нових марок шампанського, які упроваджені на Державному підприємстві “Харківський завод шампанських вин" (ДП “ХЗШВ”). Впровадження технології забезпечило підвищення якості готової продукції та поліпшення економічних показників виробництва.

Ключові слова: продуктивна культура дріжджів, технологія шампанського резервуарним періодичним способом.

ANNOTATION

Babich N. I. Imporvement of Technology for Batch Production of Champagne-Type Wines in Closed Tanks.

Thesis for the Degree of Candidate of Technical Sciences in Speciality 05.18.07 – Fermented Products Technology, National Institute for Vine and Wine “Magarach”, Yalta, 2007.

The Thesis is concerned with improvement of technology for batch production of champagne-type wines in closed tanks.

A competitive yeast strain (Kharkovskaia-X-9c) was revealed, and regimes and parameters of preparation of the starter in the productive stage were improved. The interrelationship was established of the morphological and physiological state of the yeast culture to be used for inoculation of champagnized wines when it is in the productive stage with the dynamics of physico-chemical properties and quality of wine in the process of ageing. Technology for batch production of champagne-type wines in closed tanks was improved, which envisages, for the first time, the use of the yeast Kharkovskaia-X-9c in the productive stage at the step of secondary fermentation and during ageing of champagnized wines. Monitoring was developed of the technological process at the step of ageing of blended champagne materials and during maintenance of champagnized wines on the yeast in the productive stage. Technological Instruction for production of new brands of champagne-type wines were developed and put into use at the Kharkov winery of champagne-type wines. The technology enables an improved quality of the finished products and better economical parameters of the production process.

Keywords: yeast culture in the productive stage, technology for batch production of champagne-type wines in closed tanks.

_______________________________________________________________________________

Підписано до друку 07.02.2007 р. Формат 60х90х16.

Обсяг 0,9 друк. аркуша. Тираж 100 прим. Замовлення № 20

Друкарська група НІВіВ “Магарач, 98600, м. Ялта, вул. Кірова, 31