Пастеризация.
Впервые научное обоснование консервирования пищевых продуктов нагреванием дал Л. Пастер в I860 году, поэтому прием называют пастеризацией. В результате такого консервирования в вине погибают микроорганизмы или коагулируются нестойкие белки, в других случаях разрушаются окислительные ферменты.
Стабилизация. Микроорганизмы (биологическая стабилизация) погибают вследствие сворачивания белковой структуры живой клетки дрожжей или бактерий. Подобного эффекта достигают после воздействия высокой температуры (60°C) в течение 45 с.
Режим пастеризации вин определяют по значению единицы пастеризации (ЕП). Она определяет физиологическое воздействие нагрева на микроорганизмы в рассматриваемой среде за 1 мин при температуре 60°C. В основе расчета рациональных режимов пастеризации вин лежит теплоустойчивость микроорганизмов — до отмирания. Критерием служит потеря способности к размножению. Продолжительность нагрева вина (мин): при температуре 65°C — 4; 57°C — 60; 55 °C—100. Это эквивалентно нагреву 20 мин при температуре 60°C, или 20 ЕП, когда выживаемость микроорганизмов не наблюдается.
Однако на гибель микроорганизмов влияют не только внешние, но и внутренние факторы: химический состав вина, присутствие диоксида серы, значение pH, крепость, содержание фенольных веществ и защитных коллоидов. Некоторые коллоиды (полисахаридного ряда) под влиянием тепла приобретают ярко выраженные свойства защитных коллоидов, что повышает выживаемость микрофлоры. Поэтому пастеризацию проводят после хорошего осветления вин, ближе к розливу. Мутные вина пастеризовать не рекомендуется, поскольку появляются уваренные тона, снижается производительность оборудования.
Кроме биологической стабилизации, при пастеризации вина коагулируют термолабильные фракции белков (физико-химическая стабилизация), сворачиваются окислительные ферменты (биохимическая стабилизация). Технологический эффект от пастеризации обеспечивается также активизацией ОВ-процессов и созреванием вина.
В начале нагрева ферменты активизируют свое действие, растет потребление кислорода в реакциях, затем они разрушаются. В результате нагрева снижается содержание титруемых кислот, общего азота, летучих компонентов и увеличивается количество эфиров, фурфурола, аминокислот. Органолептические качества при пастеризации улучшаются: цвет становится более интенсивным и стабильным, аромат и вкус вина приобретают тона выдержки.
При пастеризации соблюдают следующие требования: осветленный продукт нагревают равномерно, при постоянной температуре, в тонком слое, избегая пригорания; операцию проводят в герметических условиях (для снижения потерь летучих веществ); вино выводят из пастеризатора максимально охлажденным, предотвращая окисление. Теплообменную аппаратуру изготовляют из химически стойких материалов, обладающих большой теплопроводностью.
Способы пастеризации. Вина и соки пастеризуют несколькими способами: бутылочным (классическим) мгновенным (лампоризацией), горячим розливом, поточным.
Классическая пастеризация. Проводят после розлива и герметизации вин в бутылках. Для этого применяют автоматические пастеризационные установки, работающие на базе нагретого воздуха или воды. Бутылки с продукцией нагревают 15 мин до температуры 60°C, что позволяет достичь такой температуры в середине бутылки при минимальных теплозатратах. Способ исключает повторное инфицирование вина.
Пастеризация горячим розливом. Предусматривает нагрев вина до температуры 43...55 °C с последующим его розливом в бутылки, укупоркой и естественным охлаждением. Способ позволяет сохранить стерильность, удлиняет гарантийный срок сохранности вин, исключает повышенное дозирование консервантов, способствует выводу части кислорода из воздушной камеры бутылки перед укупоркой. Особенно эффективен для столовых вин с остаточным сахаром.
Рис. 25. Пластинчатый пастеризатор:
1, 2, 3 — соответственно секции пастеризации, рекуперации, рассольная: 4, 9 — соответственно винный и водяной насосы; 5 — приборы автоматического регулирования; 6 — выдерживатель; 7 — сборник горячей воды; 8 — кран подачи пара
Поточная пастеризация.
Применяют для партий вина, в которых обнаружена инфекция. Режим выбирают, исходя из назначения обработки, типа вина и т. д. Нагревают вино в пластинчатых пастеризаторах ВП1-У2 и ВП1-У5 (рис. 25). Пастеризатор включает три секции: пастеризации 1, регенерации 2 и рассольную 3. В пастеризаторе ВП1-У2,5 число пластин в каждой секции соответственно составляет 29, 13 и 13, в пастеризаторе ВП1-У5 — 57, 25 и 25. Их подвешивают на горизонтальных штангах и прижимают друг к другу плитой. Зазор, образуемый прокладками между пластинами, позволяет нагретому продукту двигаться навстречу теплоносителю (по обратной стороне пластины). Вино по очереди проходит все секции и на выходе охлаждается водой до температуры 13... ...18 °C. Температурный режим поддерживают автоматически, регулируя подачу пара.
Перед пуском теплообменник проверяют на герметичность, промывают 10... 15 мин раствором питьевой соды, затем водой и стерилизуют 30 мин, пропуская воду температурой 85 °C. В горячий аппарат сразу подают вино, что ускоряет начало рабочего цикла. Для предотвращения пригорания в отсутствие вина нагрев прекращают. При разборке аппарата пластины чистят мягкими волосяными щетками, проверяют состояние уплотнительных прокладок.
Пастеризация в электромагнитном поле.
На практике применяют установки пастеризации в электромагнитном поле (ЭМП). Такой способ проводят при более низкой температуре. По сравнению с обычной пастеризацией процесс менее продолжителен. Теплота среды, передаваемая клетке (теплопроводность), быстрее преодолевает тепловой барьер (оболочку клетки). При обработке вин в ЭМП теплота выделяется непосредственно в объеме клетки.
Мгновенная пастеризация.
Широко используют за рубежом. Повышенную температуру (95...100°С) применяют на более короткий срок (20...60 с), обычно при розливе соков.
Актинация.
Прогрессивным способом достижения стабильности с применением физического воздействия служит лучевая стерилизация — актинация. Она успешно заменяет пастеризацию. Микроорганизмы ингибируются ИФ- и УФ-лучами. При этом энергия тепловых колебаний атомов в молекулах возрастает: энергия излучения переходит в теплоту, губительную для микроорганизмов. Материалы обрабатывают лучами с длиной волны до 6 нм (нанометров), причем коротковолновые лучи быстрее убивают микроорганизмы. Кроме длины волны, на дозу облучения влияют интенсивность и продолжительность процесса, вид и концентрация микроорганизмов, оптическая плотность и химический состав среды.
УФ-облучением (длина волны 10...380 нм) стерилизуют соки и вина, резервуары и воздух в помещениях. Такое облучение менее жесткое и дает хорошие результаты в сочетании с другими видами облучения. Они действуют в основном на поверхности, жидкость стерилизуется на глубину 1...2 мм. Микроорганизмы быстро погибают, но несколько повышается ОВ-потенциал вина. Против молочно- и уксусно-кислых бактерий вино стерилизуют в потоке с применением УФ-лучей и ультразвука.
Хорошей стабильности и качества вин достигают при комбинированном воздействии на микроорганизмы УФ- и ИФ-лучами. Жидкость должна быть как можно прозрачнее. В активаторе фирмы «Актини-Франс» (Франция) вино (сок) циркулирует в лучевом поле расплавленного кварца. Он проницаем для волн избранной длины (пропускает излучаемую энергию, не нагреваясь). Излучение, рассеянное вне аппарата, возвращают к жидкости специальные рефлекторы. Далее вино поступает к инфракрасным элементам с длиной волны 2500... 3000 А (ангстрем). В турбулентном режиме за 40...60 с оно нагревается до температуры 65...70°C (в тонком слое). При этом на каждую молекулу жидкости воздействуют фотоны. На выходе установлен трубчатый теплообменник, где температура вина снижается до 15... 18 °C.
Эффективность актинации состоит в следующем: не нужны консерванты в высоких дозах; сохраняются натуральные свойства напитков; увеличивается гарантийный срок хранения продукции. Применение данной операции позволяет экономить материалы и оборудование, сокращать производственные площади.
