§ 6. Осветление и обработка сусла
Осветление.
Представляет собой отделение жидкости от дисперсной фазы (осадка). Сусло освобождают от механических примесей и взвесей, коллоидных веществ, окислительных ферментов, посторонней микрофлоры и получения более здоровой среды. Полнота осветления сусла значительно влияет на наличие привкусов, активность брожения, а также потери ароматических веществ, спирта и других компонентов с дрожжевыми осадками вина.
Сусло осветляют с учетом следующих требований: недопустимо его окисление и забраживание; максимальное осаждение денатурированного белка, конденсированных фенольных веществ, окисли тельных ферментов, бактерий, спор, плесени, механических взвесей, обрывков кожицы, семян; остаточное содержание взвесей 2...5%.
Осветлению придают направленно-целевой характер. При производстве виноградного сока сусло максимально очищают от коллоидных и взвешенных частиц в наиболее короткие сроки. Если виноград здоровый, операцию выполняют в короткие сроки с меньшей обработкой (до умеренного осветления). В случае переработки поврежденного сырья осветление — неотъемлемый прием исправления качества сусла обработкой. При выработке белых полусухих и полусладких вин сусло полностью освобождают от мути, что облегчает получение недобродов. Прессовые фракции сусла из-за высокого содержания взвесей осветляют в более жестком режиме, совмещая с различными способами обработки. При этом учитывают химический состав взвесей.
В зависимости от назначения сусла и конкретных условий применяют различные способы осветления: отстаивание, фильтрацию, сепарирование, электрофлотацию. Из них наиболее распространен отстой сусла с последующей декантацией с осадка.
Отстаивание.
Классический способ осветления сусла осаждением мути под действием гравитационных сил. Различают свободное и стесненное осаждение частиц (при высокой концентрации твердой фазы суспензии). Наиболее выраженное стесненное осаждение взвесей наблюдается в нижних слоях отстойников (концентрация более 20%). где облако взвесей действует как фильтр. Скорость стесненного осаждения зависит не только от диаметра и массы частиц, но в большей степени от их концентрации. Слизистые, коллоидные и взвешенные частицы мути оседают на дно чрезвычайно медленно, поэтому в большинстве случаев процесс осветления ускоряют, добавляя флокулянты (хлопьеобразующие осаждающие вещества), а также подвергая сусло физико-химической обработке (теплом, ферментами, холодом, SO2).
Во время отстаивания в сусле протекают следующие процессы: химические (реакции гидролиза, новообразования, обмена); биохимические (ферментативное расщепление протеинов, полисахаридов, пектиновых веществ, окисление полифенолов, кислот и т. д.); биологические (размножение дрожжей, бактерий); физические (диффузия веществ из твердой фазы, осаждение взвесей, снижение вязкости сока и др.).
Регулированием температуры, аэрацией, сульфитацией стараются притормозить прохождение процессов, отрицательно действующих на качество сусла (размножение микрофлоры, окисление). Однако большинство перечисленных процессов положительно действуют на качество продукта, поэтому их активизируют теплом, дозированием ферментных препаратов. Ферментативные и гидролитические процессы ускоряются при повышении температуры и служат продолжением процессов, начатых в мезге. Таким образом, отстаивание преследует не только технологические цели осветления сусла, но и его созревания. В данном отношении отстой обладает преимуществом перед другими способами осветления, так как за 14...24 ч оно вполне успевает созреть. Пектолитические ФП вызывают ферментацию и гидролиз пектиновых веществ, в результате чего снижается вязкость сусла и ускоряется его осветление. Перед ферментацией сусло по необходимости сульфитируют (100 мг/дм3). нагревают до температуры 400С. затем при постоянном перемешивании вводят 1%-ю суспензию ферментного препарата. После ферментации (4...10 ч) и осветления сусло декантируют с осадка.
На практике часто используют комбинированные приемы отстаивания: сусло нагревают или охлаждают с бентонитом или другими дисперсными веществами. Они позволяют адсорбировать и перевести в осадок высокомолекулярные коллоиды, азотистые компоненты, находящиеся в избытке, и тем самым повышают устойчивость продукта к помутнениям.
Бентонит в виде 5...10%-й суспензии хорошо адсорбирует окислительные ферменты, избыток белка. В дозе 0,5...5 г/дм3 его применяют для осветления сусла прессовых фракций, а также сусла, полученного из винограда, пораженного гнилью. Через 2 ч после бентонита рекомендуется вводить полиакриламид (ПАА) в дозе 3...7 мг/дм3. Он ускоряет флокуляцию и повышает плотность осадка.
Аналогичную роль играет высокомолекулярный флокулянт прямого действия полиоксиэтилен (ПОЭ), взаимодействующий с коллоидной фракцией сусла и частично с камедью, слизью, пектиновыми и белковыми веществами. Белый порошок замачивают на 10 ч в спирте, затем растворяют в воде до коллоидного состояния и в виде 0,5%-го раствора дозируют (7... 15 мг/дм3) в сусло, которое осветляется через 1 ч. Осадок получается компактным, а выход сусла составляет 85%. Остатки прессуют на специальных фильтрах пли центрифугируют.
Катионные флокулянты прямого действия КФ-4, КФ-6, КФ-8 и КФС-5 ускоряют осаждение наиболее мелких частиц сусла. Дисперсные минералы (гидрослюда, палыгорскит) заменяют бентонит. Гидрослюду замачивают в горячей воде (1:2) и в виде 20%-й суспензии вносят в сусло. Дозы этих веществ устанавливают в лаборатории пробной обработкой. Для осветления используют также диоксид кремния, силикагель и др. Непрерывное осветление сусла проводят в установке ВУД-0, фильтрах, сепараторах и т. д.
Фильтрации.
Чаще ее применяют при производстве соков. Автоматический камерный фильтр-пресс ФПАКМ обеспечивает непрерывность осветления продукта через фильтровальную ткань, натянутую между фильтрующими плитами. Осадок автоматически снимается ножом. Выпускают несколько моделей фильтров-прессов ФПАКМ, площадь поверхности фильтрации в них составляет 2,5; 5; 10 и 25 м2.
Сепарирование.
Обеспечивает быстрое и хорошее осветление сусла (в зависимости от радиуса модели и частоты вращения ротора 600...3000 дал/ч). Дисперсную фазу от жидкой отделяют (при непрерывном выводе осадков из аппарата) в поле центробежных сил ротора (2000...7000 об/мин). Пакеты конических тарелок с зазорами разной величины меняют в зависимости от фракций сусла, его мутности. Исключая перегрузки, сусло равномерно подают в центрифугу из напорника. Чистое сусло принимают в накопитель, непрерывно удаляя отходы (шлам). Для этих целей применяют отечественные сепараторы (ВОК, ВСА, А1-ВСУ), а также зарубежные.
Флотация.
Способ осветления сусла в потоке. Основан на прохождении через слой сусла пузырьков дозированного инертного газа или водорода. В электроустановках они образуются в результате электролиза воды, содержащейся в сусле, при напряжении электрического тока 20...30 В. Взвешенные частицы прилипают к пузырькам и всплывают вместе с ними на поверхность, образуя плотную пену, которую удаляют. Такой способ осветления предохраняет сусло от окисления кислородом воздуха и инактивирует микрофлору (стерилизует среду).
Обработка.
Осветление сусла рекомендуется совмещать с обработкой инертными газами, холодом, мелом, а также исправлять его кондиционность — регулировать кислотность специальными технологическими приемами. При производстве виноградных концентратов ее снижение — одна из обязательных операций. Кислотность корректируют как в сторону повышения, так и понижения. Сусло, полученное из винограда с низкой кислотностью, обладает плоским вкусом и легко подвергается заболеваниям. Рекомендуется своевременно повышать его кислотность до 2 г/дм3 добавлением лимонной (винной) кислоты. Количество винной кислоты х (кг), необходимое для подкисления сусла с учетом поправки на кристаллизационную воду (8,57), вычисляют по формуле
где А — объем сока (дал); Б — величина, на которую следует повысить кислотность (г/дм3); В — количество примесей в кислоте (%); К — коэффициент пересчета (на винную кислоту К = 0,85; на лимонную К = 0,96)
Понижают кислотность сусла в неблагоприятные для созревания винограда годы, когда преобладает жесткая на вкус яблочная кислота (зеленая кислотность). Лучший способ снижения кислотности — смешивание сусла с партиями сусла, полученного из более зрелого винограда. Если последнее отсутствует, прибегают к химическому способу.
Химический способ предусматривает добавление хорошо очищенного мела высшей степени очистки и основан на взаимодействии винной кислоты с углекислым кальцием. В результате образуется труднорастворимый кристаллический осадок винно-кислого кальция по реакции:
Углекислый кальций в виде мела высшей степени очистки, допущенный к применению в пищевой промышленности, хранят в условиях, защищенных от влаги и загрязнения примесями. Необходимую дозу мела X (г) для приготовления водной суспензии определяют по формуле
где К — величина снижения кислотности, г/дм3; Y — количество обрабатываемого сусла, дал.
Известны и другие способы снижения кислоты: электродиализ (основан на переносе ионов через селективные мембраны под действием электрического тока), биологический (формирование вин).
