В настоящее время, когда уровень техники и технологии в виноделии нашей страны резко возрос, появилась реальная возможность перевода ряда процессов на поточный режим. Усовершенствование приема биологического кислотопонижения сусла или вина можно успешно осуществить только на основе разработки аппаратурно-технологического оформления с контролем и регулированием этого процесса. При этом наиболее прогрессивным будет не периодический, а непрерывный (поточный) способ.
Интенсификация процесса биологического кислотопонижения может быть достигнута путем применения сверхвысоких концентраций дрожжей, фиксированных на определенных наполнителях.
Фиксация дрожжей-кислотопонижателей на материалах различной природы.
В отделе виноделия МНИИВиВ в 1979—1981 гг. были проведены исследования по испытанию различных материалов на способность фиксировать на своей поверхности дрожжевые клетки. Для этого в цехе экспериментального виноделия была создана установка, состоящая из насоса-дозатора сусла или вина, двух колоночных реакторов с насадками, в которых изучались испытуемые материалы. Установка стерилизовалась острым паром и раствором сернистой кислоты с целью инактивации посторонней микрофлоры. В стерильное сусло вносили разводку чистой культуры дрожжей расы «Виерул». В состоянии бурного брожения разводка пропускалась через испытуемый материал током снизу вверх с различной скоростью. Подсчитывалось количество дрожжевых клеток в потоке на входе в установку, и на выходе определяли расчетным методом количество фиксированных клеток при различной скорости потока. Полученные данные по первому колоночному реактору, в котором были фиксированы дрожжи-кислотопонижатели, приведены в таблице 46.
Таблица 46
Испытание различных наполнителей на способность фиксировать клетки дрожжей-кислотопонижателей расы "Виерул"*
* В испытаниях принимал участие Н. Д. Головатик.
Из семи испытанных материалов наиболее технологичными, или пригодными к фиксации, оказались древесные опилки, предварительно обработанные соляной кислотой. При скорости потока 18,7 мл/млн. они фиксировали 25,4 млн./мл клеток дрожжей, что составило 74% исходного количества биомассы в разводке.
В сезон виноделия 1979 г. были испытаны опытные установки для биологического кислотопонижения сусла и вина в потоке. Они состояли из трех колонок с наполнителями (древесные опилки, обработанные соляной кислотой), в которых были созданы условия сверхвысокой концентрации дрожжей. В качестве контроля (первая установка) служила колонка с фиксированными винными дрожжами (раса Кишиневская 341), опытная установка включала два колоночных реактора: первый — с фиксированными клетками дрожжей-кислотопонижателей (раса «Виерул»), второй — с винными (Кишиневская 341).
Кислотопонижение виноградного сусла в потоке.
Сусло сорта Ркацители с титруемой кислотностью 13,5 г/л и сахаристостью 17,2% при содержании общей сернистой кислоты 200—230 мг/л одновременно пропускали через обе установки. Определяли оптимальную скорость потока, изменение сахаристости и титруемой кислотности в процессе брожения. Для контроля чистоты фиксированных клеток дрожжи в колонках периодически микроскопировались. Система насосов-дозаторов обеспечивала непрерывность потока и круглосуточную работу установки. Полученные результаты испытания приема представлены на рис. 23. Они свидетельствуют о значительном эффекте кислотопонижения в колоночном реакторе с фиксированными клетками дрожжей-кислотопонижателей.
Отстает в кинетике процесса совместной деградации сахарозы и яблочной кислоты лишь только сахар в сусле. Это явление можно, очевидно, отнести к специфике работы в условиях сверхвысоких концентраций дрожжей шизосахаромицетов. В этих же условиях (контроль) винные дрожжи сбраживают сахар до следовых его количеств на выходе из реактора.
Рис. 23. Сравнение эффекта кислотопонижения в сусле (—) и вине ( ) сорта
Ркацители в колоночных реакторах с фиксированными клетками дрожжей: I — раса «Виерул»; II — раса Кишиневская 341.
Однако спустя 45—48 часов наблюдается незначительное повышение концентрации остаточного сахара на выходе из первого колоночного реактора опытной установки, что свидетельствует, очевидно, об отставании скорости воспроизводства биомассы дрожжей-кислотопонижателей от растущего объема сусла, пропущенного через эту установку. Для достижения суммарного технологического эффекта сбраживания яблочной кислоты и сахаров в опытной установке в ее состав подключали дополнительно реактор с фиксированными клетками винных дрожжей.
Установка была испытана на сусле белых и красных сортов винограда (Ркацители, Каберне) и работала при температуре 17—21 С в течение одной недели без перезарядки или питания. На основании полученных результатов была составлена аппаратурно-технологическая схема и смонтирована установка, обеспечивающая моделирование описанного выше процесса и получение технологического эффекта одновременного снижения содержания яблочной кислоты и сбраживания сахара в сусле.
Кислотопонижение вина в потоке. В опыте по снижению кислотности в молодой виноматериал сорта Ркацители (с кондициями: сахар—1,36%, титруемая кислотность —9,7 г/л, сернистая кислота —150,0 мг/л) пропускали одновременно через экспериментальную установку, состоящую из параллельно работающих двух колоночных реакторов (через опытный и контрольный), предварительно заряженных соответственно культурами фиксированных дрожжей-кислотопонижателей расы «Виерул» и винных — Кишиневская 341.
Анализ полученных данных (рис. 23) подтверждает высказанную нами ранее гипотезу о возможности осуществления процесса деградации яблочной кислоты в столовых белых и красных винах на основе фиксированных клеток дрожжей-кислотопонижателей.
Рис. 24. Аппаратурное оформление экспериментальной установки по биологическому кислотопонижению сусел и вин:
1,6 — резервуары; 2 — насос; 3 — ротаметр: 4 — реактор с фиксированными клетками дрожжей-кислотопонижателей; 5 — реактор с фиксированными клетками винных дрожжей; 7 — ферментер с ЧКД «Виерул»; 3 — ферментер с ЧКД Кишиневская 341.
В опытной установке эффект кислотопонижения сравнительно легко осуществим, а сам процесс можно оптимизировать для достижения необходимых кондиций в готовых виноматериалах. Так, на выходе из опытной установки значение остаточной титруемой кислотности в первые 48 часов колебалось в пределах 4,0—5,0 г/л, затем при регулировании скорости потока ее содержание установилось на уровне 6,0—6,5 г/л, что обеспечивало получение виноматериала Ркацители с устранением тона «зеленой» кислотности.
На основании проведенных исследований и обсуждения полученных результатов составлена аппаратурно-технологическая схема экспериментальной установки по биологическому кислотопонижению сусла и вина в непрерывном потоке (рис. 24). Испытание узлов установки проводилось в 1979 г. на экспериментальном винзаводе НПО «Виерул», а установки в целом — в 1980 г. Результаты производственной проверки способа непрерывного кислотопонижения, проведенной в цехе экспериментального виноделия, подтвердили правильность принятого технологического решения вопроса.
В заключение следует отметить, что осуществление биологического кислотопонижения в непрерывном потоке является, на наш взгляд, одним из перспективных направлений в современной технологии производства высококачественных вин, позволяющих повысить качество готовой продукции, автоматизировать ход процесса и снизить затраты труда.
