Виноградов Владимир Александрович, д.т.н., с.н.с., начальник отдела технологического оборудования,
Сильвестров Антон Владимирович, м.н.с. отдел технологического оборудования,
Загоруйко Виктор Афанасьевич, д.т.н, профессор, член-корр. НААН, зав. сектором коньяка отдела технологии вин и коньяков,
«Национальный научно-исследовательский институт винограда и вина «Магарач»
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФЛОТАЦИОННОГО ЭЖЕКТОРНОГО СПОСОБА ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ВИНОГРАДНОГО СОКА
В статье приведены результаты исследований по использованию флотации для осветления сусла в технологии производства виноградного сока. Рассмотрена возможность применения новой технологии при производстве соков прямого отжима в соответствии с ГОСТ 32101-2013. Получены экспериментальные образцы виноградных пастеризованных соков. По совокупности результатов органолептического и химического анализа экспериментальных образцов, флотационный способ осветления сусла рекомендован для внедрения в технологическую схему производства виноградного сока прямого отжима.
Ключевые слова: переработка винограда; осветление сусла; флотация; диоксид кремния; бентонит; желатин.
Виноградный сок является ценным пищевым продуктом. В его составе содержатся важные для питания человека группы веществ: сахара, органические кислоты, микроэлементы, витамины [1].
Процесс производства виноградного осветленного сока длительный. Применение более производительного технологического оборудования в целом не изменили технологию производства. Например, в действующих требованиях к изготовлению осветленных соков прямого отжима, также как и в ранее действовавших стандартах, рекомендуется использовать классические схемы производства сока: осветление сусла, получение сока-полуфабриката и длительное холодильное или асептическое хранение [2, 5].
Виноградный сок является нестабильным в микробиологическом отношении продуктом, поэтому к оборудованию для хранения и транспортировки сока предъявляются повышенные требования. Особенность производства виноградного сока состоит в том, что практически полный цикл производства сока желательно выполнять в пределах одного хозяйства. Известные способы ускоренного производства виноградного сока базируются на интенсификации двух технологических процессов: осветления свежеотжатого сусла и удаления избытка тартрата калия (детартрации) [4].
Согласно действующим технологическим инструкциям по производству виноградного сока предусмотрено обязательное осветление получаемого сусла [5]. Рекомендуемые нормативной документацией способы осветления сока (отстаивание на холоде, сепарирование, обработка ферментными препаратами, фильтрование и др.) часто являются энергетически затратными и, как следствие, экономически нерентабельными. Этот факт обусловливает неконкурентоспособность существующей технологии производства соков прямого отжима по сравнению с технологией соков, восстановленных из концентратов импортного производства.
Целью настоящей работы было исследование возможности использования флотационного эжекторного способа осветления сусла при производстве виноградного сока, а также исследование влияния флотационного осветления на технологические и качественные показатели готового продукта - виноградного сока прямого отжима.
Предметом исследований являлось сусло, полученное из винограда сорта Алиготе. В опытах использовали сусло первой фракции и сусло первого прессового давления (не более 60 дал из 1 т винограда). Сусло получали в производственных условиях согласно действующей нормативной и технологической документации [3, 5]. В качестве вспомогательных материалов при флотационном осветлении сока использовали коллоидный раствор диоксида кремния (КРДК), бентонит и желатин пищевой.
В связи с тем, что осветление сусла при производстве виноградного сока осуществляется без использования диоксида серы [3, 5], для предохранения сусла от окисления флотационное осветление проводили с применением азота газообразного особой чистоты. Что позволило свести к минимуму контакт сусла с кислородом воздуха во время флотационного осветления.
Контрольным вариантом было осветление сусла отстаиванием при температуре 4-6°С в течение 24 ч и обработкой КРДК и желатином.
Непосредственно после осветления контрольные и опытные образцы виноградного сока нагревали до 85°С и горячими разливали в промытые и обработанные паром стеклянные баллоны вместимостью 10 дм3. Сразу же после розлива баллоны закатывали предварительно стерилизованными лакированными крышками СКО. Таким образом создавались необходимые условия для стабилизации сокоматериалов к забраживанию. В стеклянных баллонах сок хранился в течение 45 сут. при температуре 16-18°С. После указанной выдержки сок декантировали и подвергали физико-химическому и органолептическому анализам.
Рис. Аппаратурно-технологическая схема осветления виноградного сусла при производстве сока прямого отжима осветленного по ГОСТ 32101-2013 с использованием стандартной линии переработки винограда: 1 - бункер-питатель; 2 - дробилка-гребнеотделитель; 3 - мезгонасос; 4 - стекатель; 5 - пресс непрерывного действия; 6 - транспортер для выжимки; 7, 8. - центробежный насос; 9 - сетчатый фильтр; 10 - теплообменник; 11 - трехходовой шаровой кран; 12 - накопительный резервуар с термоизоляцией; 13 - резервуар-смеситель стальной эмалированный; 14 - установка для дозирования ингредиентов в потоке; 15 - эжектор; 16 - источник газообразного азота (азотная станция или баллон); 17 - фильтр для очистки воздуха; 18 - флотационный резервуар (флотатор)
Органолептическую оценку соков проводили по 30-балльной системе. Результаты осветления сусла различными способами представлены в табл. 1.
Анализ технологических показателей способов осветления сусла свидетельствует о преимуществе флотационного осветления, как по технологическим, так и по энергетическим (расход электроэнергии) показателям. Это, прежде всего, продолжительность осветления, меньшая в 12-16 раз, низкий расход электроэнергии, отсутствие необходимости применения холода, высокие выход сусла и степень осветления.
При флотационном осветлении сусла образуется в 2-3 раза меньший объем продуктов флотации (флотационной пены), чем отстойных осадков при проведении отстаивания. Это позволяет более эффективно перерабатывать пену после ее удаления из флотатора. В частности не применяется дополнительное отстаивание, которое требуется в случае утилизации гущи после осветления сусла отстаиванием [5].
Сравнение физико-химических показателей и дегустационных оценок образцов соков, полученных при осветлении отстаиванием и флотацией, показывает (табл. 2), что при флотационном осветлении происходит снижение массовых концентраций фенольных веществ, белка. По-видимому, это связано с усилением эффективности действия вспомогательных веществ, т.к. при флотации происходит их лучшее смешивание и распределение по всему объему сусла. По данным А. Ф. Фан-Юнга, при осветлении достаточно удалить из виноградного сока 20-30 % коллоидов, которые в будущем могут вызвать снижение прозрачности сока. Остающиеся стойкие коллоиды обычно имеют высокую степень дисперсности и не снижают прозрачности сока [6].
Таблица 1
Средние технологические показатели процесса осветления сусла при производстве виноградного сока
Таблица 2
Средние показатели состава виноградных соков прямого отжима в зависимости от способа осветления сусла
Этим условиям удовлетворяет флотационное осветление с обработкой коллоидным раствором диоксида кремния и желатином, затем последующая пастеризация и выдержка сока.
Органолептическая характеристика свидетельствует (табл. 2) о лучшем качестве сока, полученного при флотационном осветлении (дегустационная оценка опытного сока на 0,3 балла выше контрольного). Анализируя данные табл. 1 и 2 можно сделать вывод о соответствии полученных экспериментальных образцов сока требованиям ГОСТ 32101-2013 «Соки фруктовые прямого отжима».
Учитывая высокую эффективность флотационного метода осветления сусла в институте «Магарач» разработан ускоренный метод производства виноградного сока- полуфабриката с применением флотации. Аппаратурнотехнологическая схема осуществления процесса представлена на рис.
Технологический процесс осуществляют следующим образом. Свежеполученное сусло направляют на фильтр грубой очистки, после чего - в накопительный резервуар. Далее сусло направляют на осветление во флотационную эжекторную установку. Осветленный сок пастеризуют и направляют на асептическое хранение в подготовленные резервуары с целью удаления избытка тартрата калия в соответствии с действующей технологической инструкцией [5]. После стабилизации сок направляют на фильтрацию, пастеризацию и розлив в соответствующую тару.
Отличительной особенностью этой схемы является то, что при производстве виноградного сока сокращается время получения сока-полуфабриката, за счет чего сокращается общий производственный цикл. Кроме того, сок приобретает большую биохимическую и микробиологическую стабильность благодаря флотации с обработкой коллоидным раствором диоксида кремния и желатином. Таким образом, выпуск полностью готового к употреблению и фасованного в потребительскую тару виноградного сока можно осуществлять в сезон переработки винограда в течение одного месяца.
Рекомендуемая аппаратурно-технологическая схема ускоренного способа производства виноградного сока может быть успешно использована для широкого внедрения на предприятиях, имеющих соответствующее оборудование.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Зеленская М.И. Виноградный сок. Энциклопедия виноградарства / М.И Зеленская. - Кишинев: главная редакция Молдавской советской энциклопедии. - 1986. - Т. 1. - С. 241 - 242.
- ГОСТ 32101-2013. Консервы. Продукция соковая. Соки фруктовые прямого отжима. Общие технические условия. - М.: ФГУП Стандартинформ. - 2014. - 15 с.
- ТР ТС 023/2011. Технический регламент Таможенного союза «Технический регламент на соковую продукцию из фруктов и овощей». Утвержден Решением Комиссии Таможенного союза от 9 декабря 2011 г., № 882.
- Зеленская М.И. Ускоренные способы производства виноградного сока / М.И. Зеленская, П.А. Гажа. - М.: АгроНИИТЭИПП. - 1987. - 28 с.
- Технологические правила виноделия. В 2 тт./ Под. ред. Г.Г. Валуйко и В.А. Загоруйко. - Симферополь: Таврида. - 2006. - Т 1: Общие положения. Тихие вина. - 488 с.
- Фан-Юнг А.Ф. Технология консервирования плодов и овощей / А.Ф. Фан-Юнг, Б.Л. Флауменбаум, А.К. Изотов. - М.: Пищепромиздат, 1961. - 519 с.
