Брожение сусла на мезге.
При производстве красных вин бродящей средой служит мезга, длительно контактирующая с суслом, что позволяет получить высококачественные напитки. Классические способы (брожение сусла на мезге) позволяют извлекать из твердой фазы определенную концентрацию фенольных (красящих и дубильных), а также ароматических веществ, участвующих в создании вкуса, букета, цвета и типа вина. В основном классические способы используют при производстве марочных красных вин. Оптимальное содержание суммы фенольных веществ в красных виноматериалах равно 1,5 ... 2,5 г/дм3. Терпкость должна быть умеренной, не вызывать ощущения вяжущей горечи. В малоэкстрактивных красных винах она резко выделяется во вкусе, делает напиток негармоничным, грубым. Но при обработке и выдержке терпкость исчезает, вино приобретает мягкий бархатистый вкус.
Количество фенольных веществ в ягодах винограда зависит от степени зрелости сырья. Более полные, гармоничные и бархатистые вина получают из винограда третьего срока сбора (сентябрь — октябрь) при полной зрелости ягод (содержание сахара — 21 ...22%). Наиболее ценные группы фенольных веществ, переходящие при брожении мезги в вино, следующие: катехины, флаваноны, флавоны, флаванолы антоцианидолы, ароматические альдегиды и кислоты.
Рис. 18. Способы брожения сусла на мезге:
а — открытый с плавающей шапкой; б — открытый с погруженной шапкой; в — закрытый с плавающей шапкой; г — закрытый с погруженной шапкой.
В процессе брожения по красному способу из мезги в сусло переходят фенольные вещества (50 ...75%). Более 25% их количества теряется в результате окисления, конденсации, выпадения в осадок, взаимодействия с белками, адсорбции на мезге и дрожжах. Дубильные вещества, переходящие в сусло при брожении мезги (0,8... 1,5 г/дм3), играют важную роль: предохраняют в дальнейшем красящие вещества от окисления.
Во время брожения сусла на мезге протекают процессы, рассмотренные при брожении сусла, однако существуют и дополнительные: физико-химические (диффузия жидкой фазы в твердую, например в кожицу и семена; экстракция фенольных и ароматических веществ); биохимические (более интенсивное ферментативное окисление отдельных компонентов сусла и мезги); гидролитические процессы и др.
Если накопление антоцианов в кожице зависит от экологических факторов, то на их экстрагирование из кожицы влияет режим брожения на мезге (технологический фактор). Красящие вещества хорошо экстрагируются при температуре брожения 28... 32°C и продолжительности процесса не более 6 сут. Сульфитация мезги способствует экстракции красящих веществ. На скорость экстракции фенольных веществ влияет число перемешиваний. Лучший режим перемешивания — шесть-восемь раз в сутки по 30 ...40 мин каждое.
Способы брожения.
Сбраживают мезгу четырьмя способами (рис. 18), чаще применяют периодический.
Открытый способ с плавающей шапкой. Под действием выделяющегося диоксида углерода и в результате снижения удельной массы мезги кожица поднимается на поверхность бродящей среды, образуя так называемую плавающую шапку. Мезга в ней настолько плотно опрессовывается, что красящие вещества из кожицы извлекаются слабо. Перемешивания помогают ее разбить.
Открытый резервуар с плавающей шапкой — устройство наиболее простое. Для предотвращения развития уксусно-кислых бактерий мезгу часто перемешивают, что улучшает экстракцию дубильных и красящих веществ, вина получаются более гармоничными, однако спиртуозность несколько теряется в результате испарения.
Мезгу по стационарным трубопроводам направляют в дубовые чаны вместимостью 700... 1000 дал, заполняя их на 80% объема. В поток мезги дозируют диоксид серы из расчета 75... 100 мг/кг. При отсутствии дозатора мезгу сульфитируют в чане послойно. После введения разводки ЧКД (3% от общей массы) при помощи ареометра устанавливают контроль за брожением (удельная масса должна снизиться до 1,030) и температурой. Любую задержку процесса устраняют повышением температуры, проветриванием, дозированием дрожжей холодостойкой расы. Микробиологический контроль предотвращает развитие болезнетворных микроорганизмов.
Шапку размешивают специальной мешалкой УПМ-3. От резервуара к резервуару ее автоматически перемещают по монорельсу. Орошаемые струи жидкости, выходящие из мешалки, попеременно направляют на все участки шапки.
Мезгонасосом содержимое чанов перекачивают в стекатель. При этом сброженную мезгу постоянно перемешивают. Оставшиеся на дне мезгу и семена (10...15% всей массы) выгружают через нижний люк. Выход самотека составляет 60 ...70%, прессовой фракции — 30 ...40% от общего выхода. Вина, вытекающие из-под пресса, значительно грубее, чем самотек, обладают буроватой окраской, горчат. Для высококачественных вин используют только первые фракции (60 ...65 дал/т). Недоброд, отделенный от мезги, перекачивают в эмалированные резервуары для дображивания. Постепенно их доливают до полного объема. Недостатки способа: трудоемкость, доступ кислорода и микроорганизмов.
Открытый способ с погруженной шапкой. Чтобы улучшить диффузию и предотвратить закисание, шапку с помощью деревянной решетки погружают в бродящее сусло. Решетку устанавливают перед загрузкой на расстоянии 1/3 от верхнего края. Затем чан наполняют мезгой до решетки. Шапка, образовавшаяся в процессе брожения, постоянно удерживается решеткой в погруженном виде, а сусло проходит через отверстия и покрывает ее на 200 ...300 мм. Данный способ устраняет недостатки предыдущего, но из-за отсутствия перемешивания дубильные вещества извлекаются несколько слабее, недостаточно выражен аромат.
Закрытый способ с плавающей шапкой. Закрытые чаны снабжены глухой крышкой и бродильным затвором. Последний позволяет диоксиду углерода, образующемуся при брожении, свободно выходить наружу, исключая проникновение воздуха вовнутрь. Плавающая шапка постоянно находится в атмосфере диоксида углерода, поэтому она не подвергается окислению или скисанию, что позволяет вдвое сократить кратность перемешиваний.
Рис. 19. Винификатор-экстрактор ВЭКД-5:
1 — труба для подачи мезги; 2 — мезгонасос; 3 — гидроциклон для отделения семян; 4 — привод к выгрузному устройству; 5 — шнек для выгрузки мезги; 6 — пресс; I, IV — виноматериал с семенами; II, III — мезга; V, VII — семена; VI — виноматериал- недоброд; VIII — сусло.
Однако брожение протекает бурно (температура поднимается), часто приостанавливается, сброженную мезгу сложно выгружать. Для получения большей окраски данный способ проводят и с погруженной шапкой.
Установки для производства красных вин.
Наиболее эффективен винификатор-экстрактор ВЭКД-5 (рис. 19), в который мезгу II, III подают сразу после дробления. Из винификатора- экстрактора отбирают сусло VIII, которое направляют на осветление, затем на брожение в аппарате БА-1. Виноматериал-недоброд VI с содержанием сахара 1 ...3% поступает затем в верхнюю часть агрегата для экстракции красящих, дубильных и ароматических веществ. Многократное перекачивание виноматериала из нижней части винификатора-экстрактора на шапку (орошение) проводят до достижения оптимального содержания красящих (500 ...600 мг/дм3) и дубильных (1,5 ...2 г/дм3) веществ при температуре 28 ...30 °C. После экстракции виноматериал с содержанием сахара 2...4% направляют в резервуар для дображивания и хранения.
Экстрагирование фенольных веществ мезги многократным промыванием шапки бродящим суслом в установке УКС-3М происходит автоматически в результате перемещения жидкости из нижней части резервуара в верхнюю под давлением диоксида углерода, выделяющегося при брожении. Одновременно один резервуар работает на загрузку, второй — на брожение, третий — на разгрузку, затем циклы повторяются в другой последовательности.
Пуркарская установка для производства столовых красных марочных вин по классической технологии состоит из четырех металлических вертикальных цилиндрических аппаратов вместимостью 15 тыс. дал каждый. Аппараты снабжены полыми валами с соплами, расположенными на различных уровнях по высоте и под углом 90° относительно друг друга. Отверстия разного диаметра — для перемешивания и промывания «шапки» суслом. После забраживания мезги и образования шапки циркуляционный насос отбирает сусло и направляет его через теплообменник (28...32°С) в полый вал с отверстиями. Бродящую мезгу перемешивают через каждые 4... 5 ч по 30 ...40 мин. Продолжительность брожения в одном аппарате — до 3 сут. При производительности установки 140... 150 т/сут (по винограду) ее считают полностью механизированной. Потери при этом минимальные, одна установка заменяет 40 реакторов-термосбраживателей, однако расход электроэнергии увеличивается.
