§ 7. Применение консервантов при переработке винограда
Одновременно с разрывом кожицы ягод в стекшем из них соке начинаются сложные биохимические процессы. Среди них присутствуют и нежелательные: окислительные и размножение микрофлоры, ведущие к потере качества полуфабрикатов. В роли ингибиторов данных процессов используют различные консерванты: диоксид серы, аскорбиновую кислоту и др.
Диоксид серы.
Среди консервантов наиболее распространен диоксид серы (SO2 — сернистый ангидрид). Представляет собой тяжелый газ, вырабатываемый сжиганием серы, растворяется в воде и сусле. Различают следующие виды диоксида серы: газообразный, недиссоциированный в воде (H2SO3), ионы бисульфита (
) и сульфита (
).
Растворение диоксида серы в воде и сусле сопровождается образованием сернистой кислоты (H2SO3), обладающей консервирующими свойствами. Антисептическое (ингибирующее) действие сернистой кислоты по отношению к микроорганизмам сводится к тому, что у бактерий нарушается липоидно-плазматическая оболочка клетки. Оболочка споров дрожжей более устойчива, и сернистая кислота приостанавливает их развитие только на некоторое время. Выделение дрожжами альдегидов обусловливает их адаптацию к сульфитируемой среде, в результате брожение может возобновляться. Разрушение сернистой кислотой белковой структуры окислительных ферментов (антиокислительное действие) предотвращает побурение сусла и вина, понижает окислительно-восстановительный (ОВ) потенциал среды, препятствует переходу двухвалентного железа в трехвалентное и тем самым предохраняет продукт от почернения.
Задерживание в присутствии диоксида серы развития дрожжей (при брожении) сопровождается накоплением глицерина до 1...5 г/дм3. Он придает винам мягкость и маслянистость. SO2 повышает кислотность сусла и вина, интенсивно растворяет красящие вещества кожицы в мезге. В сульфитированном сусле, в котором дикие дрожжи подавлены культурными, образование спирта на каждый процент сброженного сахара повышается на 0,1 % об.
С повышением температуры и pH среды доля диссоциированной формы сернистой кислоты увеличивается. Сумму диссоциированной и недиссоциированной кислоты обозначают как «свободную» форму. «Связанная» форма (составляет 70...85% от добавленной сернистой кислоты) представлена комплексами из сернистой кислоты, химически связанной с альдегидами, углеводами, фенольными, азотистыми и пектиновыми веществами. С ней взаимодействуют уроновые кислоты, кетокислоты, ацетоин и диацетил. Состояние равновесия между свободной и связанной формами сернистой кислоты зависит от ее концентрации, количества связывающего компонента (альдегидов), pH и температуры.
При переработке здорового, кондиционного винограда доза Диоксида серы до брожения не превышает 120 мг/дм3. Максимальное количество SO2 (150...200 мг/дм3) вводят, если сусло получено из гнилого винограда и содержит много окислительных ферментов. В каждом случае дозу диоксида серы устанавливают на основании данных лаборатории завода. Для сульфитации используют газообразный или жидкий диоксид серы (рабочий раствор), а также пиросульфит калия (в виде порошка). В каждом случае выбирают более удобный способ сульфитации.
Сжигание серы в закрытых емкостях или помещениях называют окуриванием. Крупные емкости с люками окуривают, сжигая черенковую или комовую желтую серу на металлических или глиняных подносах Горящую на стружке серу помешают в емкость, люк прикрывают. После сгорания остатки серы вынимают, люк герметизируют и заполняют емкость вином или суслом.
Для окуривания бочек зажигают серные фитили, изготовленные заранее. В качестве основы используют полоски тонкой белой бумаги размером 30x300 мм. Их протягивают через расплавленную серу (114,5 °C). Перегревать серу нельзя, поскольку при температуре более 200 °C она густеет, отчего фитиль получается толстым, плохо сгорает и дает много капельной серы. Фитили развешивают в теплом месте на шнурке, где с них стекает лишняя сера. Масса остывшего фитиля 5 г.
Фитиль зажигают в верхней части и вместе с окурником опускают на дно бочки, закрывая шпунтовое отверстие. Он медленно сгорает, а стекшая сера задерживается в чашечке окурника.
Пример.
Надо окурить бочку вместимостью 400 л, доза SO2 — 30 мг/дм3. На всю бочку необходимо получить SO2: 30 мг/дм3-400 л=12 000 мг, или 12 г. Учитывая молекулярную массу продуктов реакции горения серы с присоединением кислорода, расход серы составит: 12 г: 2 = 6 г. Для дезинфекции бочки потребуется 6 г: 5 г=1,2 фитиля. Однако когда в бочку наливают продукт для сульфитации, часть газа улетучивается. Поэтому приходится сжигать серы в два раза больше, то есть 12 г, или 12 : 5 = 2,4 фитиля.
Если вина выдерживают в незаполненных бочках, то окуривают надвинное пространство, чтобы не допустить цвель продукции. Для такой цели используют трубки для окуривания — серосжигатели. Как только из свободного конца трубки начинает выходить газ, трубку вводят в шпунтовое отверстие, а по окончании отверстие закрывают шпунтом.
Промышленность вырабатывает диоксид серы в жидком виде. Это сгущенная жидкость, находящаяся в баллонах при низкой температуре и высоком давлении. Жидкий диоксид серы должен быть химически чистым, без примесей (наличие мышьяка — не более 0,0002%). Сырье сульфитируют жидким диоксидом серы на автоматических дозаторах ВСАУ, что обеспечивает большую точность дозирования и хорошее перемешивание с суслом, мезгой или виноматериалом в потоке. Чтобы избежать коррозии деталей насоса, дозатор устанавливают после насоса. Диоксид серы под давлением переходит из баллона в ротаметр РС-8 сульфитометра до нужного деления шкалы, и дозировка начинается в потоке согласно технологическим расчетам.
Пример. Если сульфитировать 100 дал продукта дозой 50 мг/дм3, необходимо ввести SO2: 50 мг/дм3-1000 л = 50 000 мг, или 50 г (путем взвешивания). Учитывая плотность диоксида серы при температуре 20°C, массовые единицы переводят в объемные: 50:1,460=34,2 мл (путем измерения).
В некоторых случаях (долив вина, дезинфекция тары и пробок, отсутствие дозаторов) удобнее пользоваться 1...7%-м рабочим раствором диоксида серы. Концентрацию водного раствора контролируют ареометром, опущенным в цилиндр.
Пример. Для приготовления 200 дал 2%-го рабочего раствора сернистой кислоты в бочку с водой (путем взвешивания) дозируют SO2: 200 дал-0,2= = 40 кг (концентрационный процент 0,2 выражают в килограммах на дал). Чтобы получить раствор путем измерения, необходимо взять жидкого диоксида серы: 40 кг : 1,46 = 27,3 л.
Иногда продукцию сульфитируют порошкообразным пиросульфитом калия или натрия, который реагирует с кислотами сусла, выделяя в среду нужное количество диоксида серы. Однако в данном случае в продукте повышается количество золы, поэтому чаще таким способом сульфитируют мезгу (первичное виноделие), внося препарат послойно, дозой не более 200 мг/дм3. Пиросульфит вводят и через стерильные шпунты в надвинное пространству бочки, окуривая таким образом продукт. Срок хранения пиросульфита — 3 мес.
Аскорбиновая кислота (витамин С).
Ее применяют в соковом производстве в качестве антиокислителя. Представляет собой мелкокристаллический светлый порошок без запаха и вкуса, хорошо растворяется в воде, вине, спирте. Антиокислительное действие аскорбиновой кислоты (С6Н8О6) наиболее эффективно в присутствии сернистой кислоты, с которой ее применяют в шампанском производстве (50...150 мг/дм3). Гарантийный срок хранения пищевой аскорбиновой кислоты при температуре 18 °C и влажности 65% — 1 год.
Сорбиновая кислота.
Представляет собой кристаллы, растворимые в горячей воде, спирте, эфире. Сорбиновая кислота (СН3—СН = СН—СН = СН—СООН) обладает антисептическими свойствами по отношению к дрожжам и плесени, но не задерживает развитие бактерий, поэтому ее (за исключением производства соков) применяют комплексно: с сернистой кислотой (100...200 мг/дм3), в виде 5%-го раствора сорбата натрия (воды и щелочи — 50 г/дм3), подогретого до температуры 50...60 °C. Во время введения раствора сорбата натрия в кислую среду сока растворение сопровождается выделением диоксида углерода, может произойти быстрая кристаллизация сорбиновой кислоты. Поэтому свежий раствор вводят медленно — тонкой струей при интенсивном перемешивании в течение 20... 30 мин.
Нитрофурилакриловая кислота.
В качестве консерванта вин применяют 5-нитрофурилакриловую кислоту (5-НФА). Представляет собой кристаллы желтого цвета без вкуса и запаха, устойчивые к факторам внешней среды. Растворимость повышается в растворах натриевых солей. Не обладает антиоксидантным свойством, поэтому может лишь частично заменять сернистую кислоту (как консервант). Все микроорганизмы (за исключением дрожжей шизосахаромицеты) сильно реагируют на антисептическое действие 5-НФА (5...10 мг/дм3), введенной вместе с диоксидом серы (5...10 мг/дм3) перед розливом вин в бутылки. Этим обеспечивают стабильность готового продукта к биологическим помутнениям.
Вопросы и задания для самоконтроля. 1. Перечислите операции по переработке винограда. 2. Перечислите способы обработки мезги перед прессованием. 3. Как используют фракции сусла? 4. Зачем обрабатывают сусло при отстое? 5. Назовите факторы, влияющие на дозирование диоксида серы. Каковы дозы сульфитации сусла?
