Кислородные режимы при технологических обработках

Розливостойкость в большой мере зависит от количества кислорода, поступающего в вино. На заводах, как правило, одновременно совмещается ряд технологических операций, при выполнении которых вина в неодинаковой степени обогащаются кислородом воздуха. Например, фильтрация или пастеризация сопровождается перекачкой вина, а обработки растворами оклеивающих веществ - перемешиванием его. Полученные в таких условиях данные по содержанию в вине кислорода характеризуют одновременно несколько производственных операций, что иногда может затруднить выявление причин излишнего обогащения вина кислородом. Приведем данные, характеризующие кислородные режимы при выполнении основных технологических операций в условиях, когда на заводах применяют крупные резервуары и винопроводы [48].

Перекачка вина насосами. На заводах перекачки вин насосами сопутствуют почти всем технологическим операциям. В настоящее время наиболее распространенной на наших винзаводах является следующая схема перекачки вина: резервуар → всасывающий шланг → насос → отрезок шланга → винопровод (состоит из множества звеньев, соединенных муфтами через резиновые прокладки) → отрезок шланга → резервуар.

Резервуары наполняются вином на различных заводах и даже на одном и том же заводе неодинаково. В большинстве случаев резервуары заполняются через верхний люк, при этом отрезок шланга до дна резервуара не опущен. Вино в сильной степени аэрируется. В этом случае концентрации растворенного в вине кислорода достигают до 10,56-12,4 мг/л. В результате даже в глубинных слоях сухих и шампанских виноматериалов могут размножаться клетки аэробных микроорганизмов, что приводит также к увеличению летучих кислот, к микробиальным помутнениям и в конечном итоге - к ухудшению качества продукции.

Во время перекачивания может иметь место подсасывание воздуха через участок неплотного прилегания шланга к штуцерам и трубам. Особенно усиливается обогащение вина кислородом воздуха при закреплении шлангов и труб различного диаметра. Все эти недостатки имеют место и при производстве так называемых закрытых переливок, в результате анализы показывают высокое содержание кислорода в вине. Отрезки шлангов на штуцерах следует закреплять при помощи специальных зажимных колец, плотно облегающих шланг. При монтаже стеклянных труб герметизирующие резиновые кольца-прокладки следует изготавливать из стойкой к вину резины ИР-39 или ИР-34 [49]. Применение полиэтиленовых и полипропиленовых труб дает возможность сваривать отрезки труб, что исключает проникновение кислорода.

Фильтрация вина. В зависимости от вязкости вина и наличия взвесей производительность фильтров в значительной степени колеблется и, как правило, пропускная способность фильтров низкая. Даже если зарядка фильтра и фильтрация проводятся при максимальной производительности, нередко за рабочую смену крупные емкости не освобождаются от вина и нацело не заполняются профильтрованным вином. На заводах имеется явный разрыв между малой производительностью фильтров и наличием крупных емкостей. Рассмотрим, как это отражается на кислородных режимах. При фильтрации как в емкости, из которой поступает вино на фильтр, так и в емкости, в которую поступает профильтрованное вино, длительное время (от нескольких часов до нескольких суток) имеется большое зеркало соприкосновения с воздухом, что приводит к обогащению вина кислородом. В этих условиях при недостаточной стерильности фильтрация виноматериалов не дает требуемого эффекта, и вина, разлитые в бутылки, могут давать микробиальные помутнения. Исследования кислородных режимов при выполнении фильтрации и перемещении вина по наиболее распространенной на заводах схеме (резервуар → шланг → фильтр → отрезок шланга → винопровод → резервуар) дали следующие результаты (табл. 3).

Таблица 3. Кислородные режимы при фильтрации вина

Данные показывают, что за период проведения фильтрации количество кислорода может достигать 8,74 мг/л, т. е. полного насыщения при температуре, близкой к 18-20 °С.

По данным А. К. Родопуло, при снятии вина с осадка и перекачке в бут через фильтр "Доброн" при температуре около 8°С концентрация кислорода достигает 12 мг/л [25]. По данным М. А. Герасимова и Т. К. Политовой [15], в вине после фильтрации содержание кислорода увеличивалось от следов до 7,4 мг/л.

Учитывая производительность фильтров и количество взвесей в вине (соке), следует тщательно продумать организацию работы, которая должна предусматривать не только качество фильтрации, но и сокращение процесса работы и минимальное (или полное исключение) обогащение жидкости кислородом. Для этого выбираются соответствующие по размеру резервуары или фильтрация осуществляется не на одном, а на нескольких фильтрах, чтобы быстрее заполнить емкость. Рекомендуется резервуары заполнять инертным газом или сопровождать фильтрацию сульфитированием. Отрезки шлангов закрепляются плотно. Насосы, фильтры должны быть в исправном состоянии. Время заполнения (освобождения) крупного резервуара не должно превышать 3-4 ч. Заполнение резервуара профильтрованным вином следует вести не сверху, а через нижний кран или по трубе (шлангу), опущенной до дна емкости.

Крупные емкости должны быть оборудованы компенсаторами. По ходу работы необходимо вести контроль за наличием кислорода в вине.

Обработка вина раствором желтой кровяной соли (ЖКС). Обработка вина раствором ЖКС включает ряд операций: смешение вина с раствором, отстой, одна или две декантации вина с осадка берлинской лазури, фильтрация, перекачка вина из одной емкости в другую. После перемешивания раствора ЖКС с вином содержание кислорода в вине резко возрастает, а за время образования берлинской лазури и перевода ее в осадок концентрация кислорода снижается, затем после снятия с осадка через фильтр и заполнения резервуара снова возрастает. Так, например, в одном из опытов на заводе мы имели следующие данные. Ох перед обработкой вина равно 2,99 мг/л, после внесения ЖКС и 2-часового перемешивания Ох равно 6,65 мг/л; осаждение берлинской лазури происходило в течение 26 суток; Ох перед фильтрацией-1,1 мг/л, Ох после фильтрации-9,08 мг/л.

При снятии вина с осадка берлинской лазури должны соблюдаться те же меры предосторожности от обогащения вина кислородом, которые описаны для фильтрации.

Обработка вина бентонитом. В табл. 4 представлены результаты определения кислородных режимов при обработке вин бентонитом.

Технологические операции, применяемые при обработке вин бентонитом, в основном такие же, как при обработке вин раствором ЖКС. Поэтому кислородные режимы в период обработки вина бентонитом и меры защиты вина от кислорода воздуха имеют много общего с режимами при обработке вина ЖКС.

Таблица 4. Результаты определения Ох при обработке вин бентонитом

Обработка вина теплом. Характер изменений, обусловливающих вкус, букет, цвет, прозрачность, находится в зависимости не только от температуры и продолжительности термических обработок, но и от доступа кислорода к вину.

Выяснено, что в виноматериалах в присутствии кислорода вначале появляются альдегидные тона, которые при длительном нагревании вин переходят в мадерные тона [50]. При нагревании же крепленого вина в анаэробных условиях вместо мадерного тона в вине появляется приятный фруктовый букет.

Исследованиями А. К. Родопуло и В. В. Агапова [51] установлено, что нагревание шампанских виноматериалов в аэробных условиях приводит к понижению качества в связи с окислением дубильных веществ, аминокислот и оксикислот, тогда как нагрев виноматериалов, лишенных растворенного кислорода, улучшает их качество.

Американские ученые [79] исследовали качество вин, обрабатываемых в атмосфере кислорода, азота, углекислого газа и водорода при повышенных температурах. В присутствии кислорода тепловая обработка сухих, десертных вин и хереса дает отрицательные результаты.

Кроме данных химических анализов и органолептических оценок, окислительно-восстановительные процессы при термических обработках вина характеризуются измерением величин Ох и Eh. Так, исследованиями М. А. Герасимова и Т. К. Политовой [15] установлено, что в результате нагревания вина происходит резкое снижение концентрации растворенного кислорода и понижение Eh (на 93,2-117,6 мв). В работах многих отечественных и зарубежных исследователей отмечается большое влияние кислорода на течение окислительно-восстановительных процессов при термических воздействиях.

Определение Ох и Eh проведено нами при пастеризации вин в теплообменнике "Альфа Лаваль". Данные приведены в табл. 5.

Таблица 5. Кислородное число и ОВ-потенциал вина перед пастеризацией в теплообменнике и после заполнения резервуаров

При медленном заполнении крупных резервуаров зеркало вина длительное время соприкасается с кислородом воздуха.

При недостаточной стерильности резервуаров и коммуникаций пастеризация не достигает цели. При пастеризации крупная емкость должна быть заполнена вином не более чем за 3-4 ч с соблюдением мер предосторожности от обогащения кислородом и инфицирования вина.

Розлив вина в бутылки. Определение кислородного числа и окислительно-восстановительного потенциала проводилось: перед подачей вина в напорную емкость линии розлива, после заполнения напорной емкости и после заполнения бутылок вином при помощи разливочного автомата Жукова. Результаты анализов приведены в табл. 6.

Таблица 6. Кислородное число и ОВ-потенциал вина при розливе в бутылки

Анализы показывают, что при розливе вин имеет место полное насыщение их кислородом воздуха. Такое содержание кислорода в сухих винах является благоприятным для размножения аэробных микроорганизмов. Кроме того, если кислородонеустойчивые вещества из вина не были удалены за время выдержки или обработки, они выпадают в осадок в бутылках.

На линиях розлива следует предусмотреть заполнение напорных емкостей самотеком через нижний кран или по трубе, опущенной до дна резервуара. Рекомендуется напорные емкости заполнять инертным газом, а вина подавать под давлением углекислоты.

Чтобы исключить возможность размножения микроорганизмов в разлитых в бутылки сухих винах, необходимо непосредственно перед розливом в напорные емкости (или в бутылки) вводить сернистый ангидрид до 50 мг/л. Общее содержание его в вине не должно превышать 200 мг/л.

На винзаводах УССР применение сернистого ангидрида при розливе сухих вин разрешено с 1959 г. Сернистая кислота не только подавляет рост микроорганизмов, но, понижая ОВ-потенциал, предохраняет вино от избыточного окисления.

Анализ кислородных режимов при хранении и обработках вин показывает, что имеющийся на заводах разрыв между малой производительностью многих машин, аппаратов и насосов и наличием крупных резервуаров приводит к тому, что крупные емкости медленно освобождаются и заполняются вином, что, в свою очередь, неизбежно приводит к повышенному содержанию в вине кислорода.

Поэтому возникает настоятельная необходимость в конструировании высокопроизводительных фильтров, теплообменников, насосов, разливочных автоматов, отвечающих возросшим требованиям промышленности. Все крупные резервуары должны быть оборудованы арматурой, отвечающей современным требованиям.

Итак, в различных условиях хранения, обработки и розлива вин нередко имеет место предельное (до 6-8 мг/л, а при низких температурах несколько выше) насыщение вина кислородом воздуха. В ряде случаев при таких концентрациях кислорода может понизиться качество вин, что можно было видеть на нескольких примерах. С другой стороны, отмечено, что при отсутствии кислорода в винах могут появиться тона, не свойственные высококачественному продукту. Следовательно, возникает необходимость регулирования кислородных режимов.

При хранении вин в бочках регулирование режимов осуществлялось различными количествами и способами переливок, проведением отъемов, доливок, сульфитацией и многими другими приемами, подробно описанными в учебнике М. А. Герасимова "Технология виноделия".

Некоторые специалисты считают возможным ограничиться применением этих приемов и при хранении вин в герметических резервуарах. В этих случаях недооцениваются преимущества герметических резервуаров перед деревянной тарой. В частности, при хранении вина в герметических резервуарах устранены открытые переливки, доливки и отъемы могут выполняться автоматически, лучше можно 'проводить регулирование режимов.

При рекомендации режимов некоторыми специалистами недоучитывались еще следующие обстоятельства. С целью экономии времени, вина, электроэнергии и т. д. на заводах, как правило, многие виды обработок совмещают, выполняя их одновременно или через небольшие интервалы. В этом случае вино, до предела (6-8 мг/л) насыщенное кислородом воздуха, сколько бы не получало дополнительно открытых переливок, уже не может растворить О₂ больше этого количества. И если молодой виноматериал с таким содержанием кислорода поместить в герметический резервуар на длительный срок, то основную часть времени выдержка будет проходить в бескислородных условиях. Это во многих случаях неоправданно удлиняет сроки выдержки и, в конечном итоге, удорожает продукцию.

О технологических схемах ускоренной обработки вин

В СССР и за рубежом применяется множество технологических приемов, направленных на обеспечение розливостойкости вин [83]. Нередко при этом не придается должного внимания сохранению или улучшению других качеств.

Приводим получившую распространение в ФРГ схему ускоренной обработки белых столовых вин [42]. Наиболее характерным для описываемой схемы является поддержание в вине до момента его розлива концентрации свободной сернистой кислоты не ниже 20-25 мг/л.

За время обработки выполняются следующие технологические приемы и анализы: купаж, сульфитация, проверка на белковое помутнение и на содержание железа, обработка бентонитом и желтой кровяной солью (отведено на осветление 1 - 2 суток), центрифугирование, фильтрация с кизельгуром, пастеризация при 80-90 °С и охлаждение до -3°С, выдержка при -3÷-4 °С в течение 10 суток, фильтрация через пластинчатый фильтр при -3÷-4°С, выдержка в течение месяца при 10 °С, фильтрация через обеспложивающие пластины и, наконец, стерильный розлив в бутылки.

Такими обработками розливостойкость обеспечивается на длительный период, однако, при этом из вина удаляются витамины, ферменты и многие аминокислоты [75, 76, 77].

За последние годы на винодельческих предприятиях нашей страны проделана большая работа по обновлению технической базы. В частности, широко внедрены крупные железобетонные и металлические резервуары, стационарные винопроводы, установки для ускоренной обработки вин и т. д.

В технологию многих типов вин также внесены существенные изменения и новые приемы: обработка сусла и вина бентонитом [78], комбинированная термическая обработка крепких вин с применением кислорода, введение сернистого ангидрида в момент розлива сухих вин и др.

В различных республиках действуют свои технологические схемы. Например, предприятия "Росглаввино" при обработке ординарных вин используют 14 технологических схем, которые включают следующий перечень технологических операций: купаж, фильтрация, оклейка, отдых, нагрев, пастеризация, доведение до кондиций, обработка холодом, розлив [52].

В Украинской ССР применяются схемы, включающие кроме перечисленных по РСФСР операций введение сернистого ангидрида в сухие вина непосредственно в момент розлива. Главному виноделу разрешено составлять требуемые технологические схемы в зависимости от состояния вина, в частности склонности вина к помутнению.

Применяются следующие схемы.

1. Для вин, склонных к белковым помутнениям:

а) обработка бентонитом-1 день, выдержка для осветления- 8 дней, снятие с осадка через фильтр - 1 день;

б) пастеризация вина в потоке и фильтрация-1 день (кроме мускатов и столовых вин, в которых не прошло яблочно-молочное брожение);

в) допускается комбинированная обработка по операциям, перечисленным выше в пунктах 1а и 16.

2. Для вин, склонных к помутнениям за счет нестойкой фракции дубильных и красящих веществ:

а) обработка желатином (в сочетании с небольшим количеством бентонита или танина), рыбьим клеем и другими разрешенными оклеивающими веществами органического происхождения- 1 день, выдержка для осветления - 12 дней, снятие с осадка через фильтр - 1 день;

б) обработка холодом с помощью теплообменников или резервуарное охлаждение до температуры, близкой к точке замерзания, с последующей выдержкой при этой температуре - 1-7 дней, снятие с осадка с фильтрацией при температуре охлаждения - 1 день;

в) допускается комбинированная обработка вин по операциям, изложенным в пункте 2а и 2б.

3. Обработка вин, склонных к металлическому кассу, проводится с применением: желтой кровяной соли с бентонитом и желатиной или танином и желатиной - 1 день, выдержки для осветления - 15 дней, снятия с осадка с фильтрацией - 1 день.

4. Обработка вин, склонных к микробиальным помутнениям, проводится по схеме, изложенной в пункте 16 или 1а и 2а, с предварительной сульфитацией до 100 мг/л (в случае, если рН вина выше 3,4, рекомендуется вводить лимонную кислоту до 2 г/л). Вместо всех описываемых в данном пункте мероприятий может быть применено одно - стерилизующая фильтрация.

5. Обработка вин, пораженных или склонных к оксидазному кассу, проводится либо по схеме 16 при температуре 70-75 °С, либо по схемам 1а или 2а, но с предварительной сульфитацией до 100 мг/л сернистой кислотой.

Допускается комбинированная обработка по этим схемам.

6. Обработка вин, склонных к кристаллическим помутнениям, проводится по схеме 26.

7. Для обработки вин, склонных одновременно к различным помутнениям, главный винодел назначает комбинированные способы обработки, используя технологические операции, перечисленные выше в пунктах 1-6.

В конце обработок, перед розливом, дается отдых не менее: для ординарных вин при температуре 15°С и ниже - 30 суток, а при температуре выше 15°С - 20 суток; для марочных вин при температуре 15°С и ниже - 40 суток, а при температуре выше 15°С - 30 суток.

После отдыха вино разливают с предварительной фильтрацией. Перед розливом столовых вин для защиты от кислорода воздуха в вино добавляют сернистый ангидрид в количестве от 20 до 50 мг/л, в зависимости от содержания кислорода и рН вина.

В Молдавской ССР применяются 9 схем, утвержденных Советом народного хозяйства республики № 654-р от 20/VII- 1961 г. [53]. Технологические схемы включают комбинированную обработку вин холодом, теплом и сернистой кислотой, комбинированную обработку желтой кровяной солью с оклейкой, обработку вин бентонитом. Виноделам так же, как и в УССР, разрешается составлять схемы из числа утвержденных операций в зависимости от склонности вина к помутнениям.

В Казахской ССР и Киргизской ССР обработка вин проводится по 10 схемам, утвержденным МППТ СССР 22/Х-1954 г. № 47-И.

В Грузинской ССР ординарные вина обрабатываются по 6 схемам.

В Узбекской ССР вина обрабатывают по 9 технологическим схемам.

Как можно видеть, в различных республиках виноделы руководствуются различным числом технологических схем ускоренной обработки вин.

Что касается затраты времени, выделенного на выполнение технологических операций, то в одной и той же республике даже на одну и ту же технологическую операцию отведено неодинаковое число дней.

Большое количество технологических схем и разное количество дней, отведенных на одинаковые виды обработок, вносит путаницу, усложняя работу технологов-виноделов, учет, отчетность и контроль.

Многие технологические схемы не отображают последние достижения науки и передовой практики и изменения, которые произошли в технике [54]. Например, при обработках вин по ускоренным схемам еще широко практикуется доведение кондиций вин по спирту путем добавления спирта-ректификата, что приводит к резкому снижению качества выпускаемой продукции, так как за короткий срок спирт не успевает в достаточной степени ассимилироваться.

Необходимо исправление кондиций по спирту при выпуске и обработке вин по ускоренным схемам проводить только виноматериалом, спиртованным до 50% об и предварительно выдержанным.

Необходимо запретить отгрузку виноматериалов и вин, имеющих спирт на нижнем пределе установленных кондиций.

Лишь повсеместное внедрение этих приемов позволит повысить качество выпускаемой продукции.

Далее, в связи с тем что при хранении в крупных герметических резервуарах белые крепленые виноматериалы за короткий срок не приобретают требуемой окраски, на некоторых заводах раньше практиковали либо добавление колера, либо вели настой на клепке дуба.

Необходимость в этих приемах отпала, как только начали вести обработку виноматериалов теплом при дозированном введении кислорода.

Для ускорения осветления вин ряд заводов (Одесский, Иноземцевский и др.) имеют ультразвуковые установки.

Эти изменения также не отображены в схемах ряда республик.

В настоящее время при розливе вин имеет место полное насыщение их кислородом воздуха. В сухих винах в таких условиях размножаются аэробные микроорганизмы [55]. Для предотвращения этого во всех схемах должно быть предусмотрено введение сернистого ангидрида до 50 мг/л в момент розлива. Прием введения сернистого ангидрида в сухие вина непосредственно перед розливом пока внедрен только в Украинской ССР. Его необходимо включить в общесоюзные схемы до создания и внедрения совершенных линий розлива вин.

Имеется ряд других [56, 82] рациональных технологических приемов, которые должны быть использованы при разработке проекта единых схем ускоренной обработки вин.

В настоящее время на заводах обработка вин проводится, по многим схемам.

Однако пока ни одна схема не может учесть то разнообразие условий, которое наблюдается в повседневной практике. Поэтому главному виноделу должны быть даны большие права по составлению местных схем, беря за основу перечень операций утвержденных общесоюзных схем, при этом качество вина и их розливостойкость несомненно будут повышены.