Совершенствование режимов производства игристых вин резервуарным методом

И. А. Прида, канд. техн. наук; А. Н. Яловая
НТП «Oenoconsulting» SRL
В. Е. Бодюл, канд. экон. наук; В. Г. Цыра; В. И. ЛукА
Комбинат марочных и игристых вин «Cricova» SA
Ключевые слова: игристое вино, диоксид углерода, гидростатическое давление, вторичное брожение
Key words: sparkling wine, carbon dioxide, hydrostatic pressure, secondary fermentation

Вторичное брожение при производстве игристых вин является технологическим процессом, определяющим их сущность и качество. Режимы его осуществления при производстве игристых вин резервуарным периодическим и непрерывным способами — предмет значительных и фундаментальных исследований.
Установлено благоприятное влияние на качество будущих игристых вин выдержки виноматериалов на дрожжах и аргументирована необходимость предварительного их обескислороживания. Для непрерывного способа производства игристых вин обоснована необходимость процесса вторичного брожения бродильной смеси на брют дрожжами различного физиологического состояния, а также доказана целесообразность обогащения шампанизированных виноматериалов продуктами автолиза дрожжей в процессе их биогенерации и др.
Обобщение результатов научных исследований и производственного опыта, использование достижений современной техники позволили существенно улучшить качество готовой продукции, а в ряде случаев приблизить ее к качеству игристых вин, выработанных классическим бутылочным методом.
Несмотря на достигнутые несомненные успехи, следует отметить, что в современных условиях соотношение стоимость/качество реальных игристых вин, выработанных резервуарным методом, не всегда удовлетворяет требованиям взыскательного потребителя. Это связывают как с качеством используемых шампанских виноматериалов, так и в существенной степени с неритмичными условиями производства, при которых использование преимуществ и отработанных режимов непрерывного способа не всегда возможно [1]. Мы предложили технологическую схему, в значительной степени устранившую недостатки неритмичного производства игристых вин. Ее можно использовать в комплексе или раздельно по процессам при периодическом или непрерывном способе производства игристых вин с целью улучшения качества продукции и снижения ее себестоимость.

Технологическая схема: технологические емкости для купажирования и обработки виноматериалов (1) и хранения обработанных купажей виноматериалов (2); емкости, работающие под давлением (акратофоры) (3)

Сущность схемы (см. рисунок) резервуарного производства игристых вин основана на разделении процесса вторичного брожения на два этапа, осуществляемых раздельно в пространстве и во времени [2].

Первый этап вторичного брожения, совмещенный с биологическим и, возможно, даже физическим (за счет вытеснения) обескислороживанием, проводят в обычных технологических емкостях цеха виноматериалов или приемного отделения биохимического цеха. Этот этап начинается после внесения в исходные шампанские виноматериалы разводки дрожжей и резервуарного ликера из расчета 4-6 г/дм³ сахаров. На этом этапе брожения, продолжительность которого составляет 5-10 сут при температуре от 10 до 15 °С, происходит практически полное потребление растворенного кислорода и накопление дрожжевой массы до 16-20 млн клеток/см³. Более того, в вине выделяется образовавшийся от сбраживания внесенного количества сахаров (1,962,94 г/дм³) диоксид углерода (или 1,1-1,5 дм³/дм³ при 20 °С).
В зависимости от особенностей производства можно выбирать режимы, обеспечивающие практически полное сохранение образованного на этом этапе диоксида углерода с минимальным его избыточным давлением или без него. Количество диоксида углерода, способное раствориться в вине, преимущественно зависит от его растворимости (поглотительная способность), температуры и давления. Его концентрация растет от поверхностных слоев вина вглубь и за счет гидростатического давления достигает максимума в слоях вина на дне емкостей. (табл. 1).
В верхних слоях молодых вин по окончании спиртового брожения непосредственно под подушкой диоксида углерода, концентрация которого существенна, при температуре 10 °С может достичь 2 г/дм³. С увеличением толщины слоя вина до 5,5 м концентрация диоксида углерода возрастает в 1,5 раза и может превышать 3 г/дм³ на дне емкости.
Следует отметить, что в нижних слоях вина, находящегося в высоких емкостях, особенно при низкой температуре, концентрация углекислого газа может достигнуть существенных значений, что создает предпосылки для гидростатического способа производства вин, насыщенных диоксидом углерода [3].

Таблица 1

Таблица 2

С учетом неравномерности распределения диоксида углерода по высоте слоя вина, а также того, что его выход при брожении составляет не более 0,49 г/г, можно рассчитать, что в винах, находящихся в технологических емкостях с высотой слоя вина 2,5 м и соответственно 5,5 м, можно полностью растворить и сохранить (практически без избыточного давления) диоксид углерода от сбраживания сахаров при 15 °С — 4,0 и 4,5 г/дм³, а при 10 °С — 4,6 и 5,2 г/дм³. Для этого необходимо обеспечить образование и сохранение подушки диоксида углерода над поверхностью вина. При этом отметим, что сохранить подушку диоксида углерода над поверхностью вина в емкостях можно применением однонаправленных клапанов простейшей конструкции.
Вторичное брожение 4-6 г/дм³ сахара приводит также к благоприятному изменению физико-химического состава виноматериалов, качество которых повышается при их дальнейшем хранении на дрожжах под подушкой диоксида углерода при температуре около 10 °С. Низкий окислительно-восстановительный потенциал и присутствие автолизирующих дрожжей способны значительно обогатить состав виноматериалов и улучшить качество (табл. 2).
Виноматериалы, обескислороженные и насыщенные диоксидом углерода, таким образом, непосредственно в сезон пиковых нагрузок или после хранения на образовавшихся дрожжах в течение 30-90 сут при температуре 8...12 °С в остальной период направляются с минимальными потерями газа на второй этап вторичного брожения, который проходит в герметических емкостях (акратофорах), снабженных мешалками.

В процессе брожения на первом этапе и особенно при последующем хранении виноматериалов рекомендуется их легкое круговое перемешивание для взмучивания дрожжевого осадка, обеспечивая в то же время диффузионное перераспределение концентраций растворенного диоксида углерода между слоями вина по высоте емкостей. Частично шампанизированные виноматериалы из обычных технологических емкостей передают в герметические резервуары (акратофоры) для второго этапа вторичного брожения со взмученными (автолизирующими) дрожжами от предыдущего этапа. При этом отбирают виноматериалы из нижних частей емкостей, из слоев вина с максимальной концентрацией диоксида углерода. Процесс проходит при минимальных его потерях, что возможно при максимальном соблюдении поршневого принципа и без снижения давления.

Второй этап вторичного брожения можно осуществлять периодическим или непрерывным способом под давлением образовавшегося на этом этапе диоксида углерода. Для этого в виноматериалы вносят в один или несколько приемов резервуарный ликер из расчета 14-16 г/дм³ сахара, а при необходимости и свежую разводку аклиматизированных дрожжей. Рекомендованная текущая концентрация сахаров в бродящей среде в герметических емкостях на этом этапе установлена в пределах 4-6 г/дм³: не снижая существенно скорость вторичного брожения, она практически не препятствует дальнейшему автолизу дрожжей [4].

При этом периодическое взмучивание дрожжевого осадка повышает скорость и эффективность обоих процессов. Продолжительность второго этапа вторичного брожения составляет 10-16 сут при температуре процесса 12...16 °С. После сбраживания всего количества сахаров при достижении требуемого давления в зависимости от условий производства и технологических требований шампанизированное вино направляют на биогенерацию (при непрерывном способе), дальнейшую выдержку на дрожжах или непосредственно на составление марки.

Предложенную технологическую схему апробировали в производственных условиях, принимая за основу 80-суточный цикл отдых — хранение обработанных купажей шампанских виноматериалов в технологических емкостях (табл. 3). В качестве контроля использовали принятую на производстве схему: хранение — отдых обработанных купажей шампанских виноматериалов в течение 80 сут, составление резервуарной смеси и ее сбраживание в акратофорах под давлением образовавшегося диоксида углерода, охлаждение шампанизированного вина, составление марки (полусухое), фильтрация и изобарический розлив.
При испытаниях первый этап вторичного брожения проходил в технологических емкостях в течение времени, отведенного для цикла хранение — отдых обработанных купажей, при этом схему испытывали в двух вариантах ее исполнения:
с непосредственной передачей частично шампанизированного вина с первого этапа вторичного брожения на второй этап (вар. 1), то есть первый этап вторичного брожения осуществили в конце цикла хранение — отдых обработанных купажей;
с длительной выдержкой частично шампанизированного вина с первого этапа вторичного брожения на образовавшихся дрожжах под подушкой двуокиси углерода (вар. 2), то есть первый этап вторичного брожения провели в начале периода хранение — отдых обработанных купажей.
Хранение виноматериалов и вторичное брожение на обоих этапах проводили с легким взмучиванием при 12±1 °С. Во всех вариантах использовали одинаковое количество резервуарного ликера (из расчета 22 г/дм³) и акклиматизированных дрожжей (5 млн клеток/см³).
При проведении опытов в виноматериалы внесли резервуарный ликер из расчета 6 г/дм³ на первом этапе вторичного брожения, а остальное количество (16 г/дм³) — в начале и по ходу второго этапа вторичного брожения. В вар. 2 акклиматизированные дрожжи добавили в виноматериалы из расчета 2 млн клеток/см³ перед первым этапом и 3 млн клеток/см³ перед вторым этапом вторичного брожения.
Полученные данные подтверждают целесообразность двухэтапного проведения процесса вторичного брожения при производстве игристых вин резервуарным методом с точки зрения как рационального использования технологических емкостей, так и качества выпускаемой продукции. При этом органолептическая оценка полученных игристых вин позволяет сделать вывод о более существенном эффекте улучшения качества в вар. 2, который предусматривает хранение на дрожжах частично шампанизированных виноматериалов.

Выводы.

Разработана и испытана двухэтапная схема производства игристых вин резервуарным способом, позволяющая получить высококачественную продукцию без существенных аппаратурно-технологических изменений (см. схему). Осуществление первого этапа вторичного брожения и хранение частично шампанизированного вина на дрожжах под подушкой диоксида углерода во времени и в емкостях, отведенных для цикла хранение — отдых шампанских виноматериалов, позволяет значительно улучшить качество игристых вин. Использование предлагаемой схемы создает условия для повышения производительности биохимического отделения цеха шампанизации за счет возможного увеличения скорости оборачиваемости акратофоров, особенно в период пиковых нагрузок.

Список литературы

1. Прида, И. А. Совершенствование производства игристых вин/И. А. Прида. — Кишинев.: изд.-полигр. фирма «Solo-Eidukatis», 2000. С. 82.
2. Prida, I. Procedeu de fabricare a vinurilor efervescente. Brevet de inventie a Moldovei MD 4064, C12G1/06, depozit din 17.02.2010 (a 2010 0023), publ. 31.08.2010, BOPI 8/2010/ И. А. Прида и др. Патент Молдовы 4064.
3. Prida, I. Procedeu de fabricare a vinurilor impregnate cu dioxid de carbon. Brevet de inventie a Moldovei MD 4048, d2G1/06, depozit din 17.02.2010 (a 2010 0022), publ. 31.07.2010, BOPI 7/2010 / И. А. Прида и др. Патент Молдовы 4058.
4. Prida, I. Procedeu de fabricare a vinurilor spumante. Brevet de inventie a Moldovei MD1509, С2G1/06, depozit din 18.08.1999 (99-0214), publ. 31.07.2000, BOPI 7/2000/ И. А. Прида, И. А. Прида. Патент Молдовы 1509.