Глава 6. Брожение сусла и мезги

Брожение сусла

Процесс превращения сахаристых соков (сусла) в вино называют спиртовым, или алкогольным, брожением.

Процесс брожения характеризуется следующей реакцией:

Цель брожения сусла - сбродить сахар и накопить главные и вторичные продукты спиртового брожения с минимальными потерями летучих компонентов (спирта, эфирных масел винограда, ароматических веществ брожения). Возбудителями спиртового брожения являются винные дрожжи.

Различают главные и вторичные продукты спиртового брожения. К главным продуктам относятся этиловый спирт и СО₂, к вторичным - глицерин, 2,3-бутиленгликоль, ацетальдегид, пировиноградная, молочная, янтарная, лимонная, уксусная кислоты, ацетоин, сложные эфиры, высшие и ароматические спирты.

Вторичные продукты брожения оказывают большое влияние на органолептические свойства вина, букет, вкус, типичность.

На ход спиртового брожения, выход вторичных продуктов и их соотношение влияют многие факторы, имеющие различную природу: химические (состав среды, сусла), биологические (раса дрожжей, концентрация и физиологическое состояние дрожжевых клеток), физические (температура, содержание взвесей в сусле, давление, динамический режим).

Дрожжи быстро развиваются в сусле с содержанием сахара 18-20 г/100 см³ и рН 3,5.

Скорость брожения замедляется при содержании сахара выше 20 г/100 см³ и ниже 2-3 г/100 см³, а также при рН ниже 3,5.

С повышением рН увеличивается интенсивность глицеропировиноградного брожения, при этом выход этилового спирта уменьшается, а выход глицерина, уксусной и янтарной кислот увеличивается.

Расы дрожжей различаются по своим физиолого-биохимическим свойствам: бродильной активности, спиртообразующей способности, спиртовыносливости, холодо- и термовыносливости, сульфитостойкости и кислотовыносливости.

Рекомендуемые расы дрожжей: низкая температура сусла или мезги - Ркацители 6, Феодосия 1-19, Бордо 20; высокая температура при брожении - Судак IV-5 (Т), Ркацители 6; сусло с высокой кислотностью - Феодосия 1-19, Судак VI-5, Ужгород 67 и дрожжи-кислотопонижатели Кодру и Виерул; сусло с высоким содержанием сахара для получения натуральных вин с высоким содержанием спирта - Бастардо 1965, Киевская, Мускат белый, повышено содержание сернистой кислоты - 47-к, Раса 7, Судак 11-9, Кахури - 7; дображивание сахара в виноматериалах Магарач 17-35, Киевская, Ленинградская.

На предприятиях готовят разводку ЧКД. В разводке ЧКД должно содержаться около 150 млн/см³ клеток, из них 30- 50 % почкующихся и не более 5 % мертвых. В сусло для брожения вводят дрожжевую разводку в количестве 2-4 % и больше.

За рубежом в виноделии применяют активные сухие дрожжи (АСД) в виде порошка или гранул в герметической упаковке.

Во ВНИИВиПП "Магарач" проведено испытание АСД. Для реактивации сухие дрожжи вносят в сусло температурой 37 °С, и через 30 мин они готовы для производства. Норма расхода АСД 1-1,5 г/дал сусла.

В опытных белых сухих виноматериалах по сравнению с контрольными выше содержание глицерина, 2,3 - бутиленгликоля, ацетоина, меньше высших спиртов, альдегидов и ниже летучая кислотность.

Применение АСД позволяет исключить затраты на приготовление разводки ЧКД.

Лучшая температура для развития дрожжей 28-30 °С, но для брожения сусла оптимальной считается температура, при которой успешно завершается брожение, а виноматериал получается более высокого качества. Температура брожения оказывает влияние на химический состав виноматериалов, потери летучих компонентов, развитие бактерий.

Проведенные исследования показывают, что при температуре от 15 до 25 °С накапливается меньше летучих кислот. При температуре 15 °С и легкой аэрации можно получить виноматериал с содержанием около 100 мг/дм³ общего азота и 50 мг/дм³ аминного азота, а при более высокой температуре без аэрации - 200-300 мг/дм³ общего азота.

От температуры брожения зависит и титруемая кислотность виноматериалов. Чем ниже температура брожения, тем ниже титруемая кислотность. Наибольшее количество глицерина образуется при температуре 30-35 °С.

С повышением температуры увеличиваются потери сусла, эфирных масел винограда и ароматических веществ брожения.

Допустимый интервал температур брожения для марочных белых столовых вин 14-20 °С, для шампанских виноматериалов 20-22, для ординарных белых столовых вин 25-28 °С.

Диффузия спирта из дрожжевой клетки в среду протекает легко. В отличие от спирта СО₂ плохо растворяется в бродящей жидкости (приблизительно 2 г/дм³), быстро насыщает среду и затем адсорбируется на поверхности клетки, образуя тесно связанный с ней газовый пузырек.

Адсорбированный СО₂ препятствует поступлению питательных веществ в клетку и снижает скорость брожения.

Скорость выделения СО₂ и скорость брожения возрастают при наличии мелкодисперсной твердой фазы, образующей в среде активную поверхность десорбции. Аналогичное действие на скорость брожения имеет интенсивное движение (перемешивание бродящей жидкости).

Учеными установлено, что при давлении СО₂ 0,1 МПа размножение дрожжей заметно подавляется, а при температуре 15 °С и давлении 0,8 МПа брожение прекращается. Регулируя давление в бродильном резервуаре, можно управлять ходом брожения.

Для контроля за брожением весь процесс условно делят на три периода: забраживание, бурное брожение и дображивание, или тихое брожение (рис. 12).

Рис. 12. График брожения сусла в бочках

В период забраживания дрожжи размножаются и их количество накапливается до 100-150 млн/см³. За этот период сбраживается 1-2 г/100 см³ сахара и накапливается 0,6-1,2 % об. спирта. При благоприятных условиях забраживание длится 12-24 ч.

В период бурного брожения сбраживается основное количество сахара, заметно повышается температура сусла, бурно выделяется СО₂, а на поверхности сусла появляется пена. Бурное брожение продолжается 5-6 сут и считается законченным при остаточном сахаре 2-3 г/100 см₃.

Дображивание продолжается 5-9 сут и заканчивается при остаточном содержании сахара 0,2-0,3 г/100 см³.

За брожением сусла ведут контроль. Для этого определяют плотность, температуру сусла и физиологическое состояние дрожжей. При сбраживании 0,22 г/100 см³ сахара плотность сусла снижается на 0,001 г/100 см³, первоначальная температура сусла в период бурного брожения повышается в бочках на 5-6 °С, в крупных емкостях - на 8-12 °С, в период дображивания снижается. На винодельческих предприятиях применяют периодический и полунепрерывный методы брожения сусла.

Брожение сусла периодическим методом. Оно осуществляется в бочках и крупных емкостях. Для сбраживания сусла их заполняют осветленным суслом на ²/₃ или ³/₄ вместимости, вносят разводку ЧКД и закрывают шпунтовые отверстия бродильными шпунтами. Бродильные шпунты обеспечивают свободный выход СО₂ и препятствуют поступлению кислорода воздуха в бочку.

В период дображивания для предупреждения развития на поверхности сусла пленчатых дрожжей и бактерий уксусного скисания бочки доливают наиболее полно выбродившим суслом 2-3 раза в неделю.

По окончании брожения бродильные шпунты снимают, бочки доливают под шпунт. Обычно для дображивания сусло из бочек перекачивают в крупные емкости. Брожение в бочках проходит при оптимальной температуре, и качество приготовляемых виноматериалов получается высоким. Виноматериалы характеризуются ярко выраженным ароматом сорта винограда, высоким содержанием ароматических продуктов брожения (сложных эфиров, высших одноатомных и ароматических спиртов) и повышенным экстрактом. К недостаткам брожения сусла в бочках относятся высокие трудоемкость и стоимость.

При брожении сусла в крупных емкостях поднимается температура сусла. Для ее снижения применяют доливной способ брожения или искусственное охлаждение. Доливной способ брожения сусла в стальных эмалированных резервуарах вместимостью 1500 дал разработан В. М. Лоза (1961). Сусло заливается в емкости отдельными порциями: первая порция - 50 %, вторая - 25, третья - 15, четвертая - 10%. После подачи сусла первой порции вносят разводку ЧКД в количестве 1-2 % полезной вместимости резервуара. Контроль ведут по количеству накопившегося спирта.

При накоплении спирта 8 % и больше в бродильный резервуар заливают следующую порцию сусла. При добавлении свежего более холодного сусла снижается температура бродящего, брожение идет более умеренно и при более низкой температуре.

Доливной способ брожения сусла проходит при температуре до 27-28 °С и заканчивается за 8-12 сут.

Для брожения сусла с искусственным охлаждением применяют вертикальные металлические бродильные резервуары вместимостью до 2000 дал, которые снабжены рубашками для регулирования температуры.

Резервуары заполняют осветленным суслом на 85 % вместимости и вносят разводку ЧКД в количестве 1-2%. В период бурного брожения при повышении температуры сусла сверх установленной через рубашки бродильных резервуаров пропускают холодную воду или рассол. По окончании главного брожения сусло перекачивают в другие емкости для дображивания.

При применении сверхкрупных резервуаров вместимостью 15-50 тыс. дал для брожения сусла охлаждение через охладительные рубашки неэффективно, поэтому используют выносные теплообменники.

Осветленное сусло перекачивают в бродильный резервуар с коэффициентом заполнения 0,75 и добавляют разводку ЧКД в количестве 2-4 % к объему сусла. Температуру бродящего сусла поддерживают на заданном уровне циркуляцией бродящего сусла через теплообменник (рис. 13).

Рис. 13. Функциональная схема автоматизации регулирования температуры брожения в крупных металлических резервуарах: 1 - соленоидный вентиль; 2 - охладитель; 3 - магнитный пускатель; 4 - полупроводниковый пропорциональный терморегулятор; 5 - бродильный резервуар; 6 - датчик температуры; 7 - центробежный насос

Контроль и управление ходом брожения осуществляются автоматически. По окончании бурного брожения емкости доливают свежим суслом или сброженным, а полученные виноматериалы оставляют в этих же емкостях для формирования. Способ брожения в сверхкрупных резервуарах применяют на больших специализированных винодельческих предприятиях для приготовления белых столовых вин, шампанских и коньячных виноматериалов.

Брожение сусла полунепрерывным методом. Проведение бурного брожения сусла в потоке с дображиванием периодическим методом впервые обосновал П. Н. Унгурян (1956). Метод позволяет сконцентрировать брожение в одной батарее, механизировать и автоматизировать процесс, ускорить брожение за счет устранения периода забраживания сусла и сократить потребность в разводке ЧКД.

Предложены различные конструкции бродильных установок: "Молдавская", состоящая из системы вертикальных резервуаров с перетоком бродящего сусла снизу вверх; "Грузинская" - аналогичная "Молдавской", но с перетоком сверху вниз; "Московская" - вертикальная башня, в нижнюю часть которой подается сусло, а сброженное сусло отбирается сверху; "Украинская", состоящая из системы горизонтальных цистерн, соединенных последовательно.

В настоящее время в СССР имеется два типа установок для сбраживания сусла полунепрерывным методом, выпускаемых серийно машиностроительными заводами.

Установка БА-1 (рис. 14), предложенная А. М. Жуковым и П. Д. Баженовым (1965), состоит из шести вертикальных бродильных резервуаров (I-VI) вместимостью по 2000 дал и пяти верхних напорных бачков вместимостью по 190 дал (I′-V′).

Рис. 14. Установка БА-1

Принцип работы установки отъемно-доливной. Непрерывные циклы перемещения бродящего сусла из резервуара в резервуар, состоящие из двух периодов: отъема и долива, осуществляются под давлением СО₂ брожения.

Бродильные резервуары и трубы подъёма снабжены рубашками, что позволяет регулировать температуру бродящего сусла. Производительность установки при сахаристости сусла 17 г/100 см³ и остаточном сахаре в виноматериалах 2,5 г/100 см³ 7000 дал/сут. Коэффициент заполнения бродильных резервуаров 0,85. Дображивают сусло периодическим методом.

Установка ВБУ-4н (рис. 15) состоит из 14 бродильных резервуаров вместимостью по 1000 дал и из пяти отборочнокомпенсационных бачков вместимостью по 50 дал. Бродильные резервуары скомпонованы в четыре секции. Производительность каждой секции 3000 дал/сут при общей производительности установки 12 000 дал/сут.

Рис. 15. Универсальная установка ВБУ-4н для брожения сусла в потоке: 1 - бродильный резервуар; 2 - трехходовой кран переливной трубки; 3 - газовый коллектор; 4 - поплавковое реле; 5 - отборно-компенсационный бачок; 6 - электромагнитный клапан для выпуска СО₂; 7 - трубопровод газовых камер; 8 - сливная труба для отбора виноматериала; 9 - труба для подачи свежего сусла

Установки БА-1 и ВБУ-4н работают в заданном режиме и предназначены для приготовления марочных и ординарных белых столовых вин, шампанских и коньячных виноматериалов. Для приготовления сухих виноматериалов дображивание проводят периодическим методом.

Брожение мезги

Классическим способом переработки винограда по красному способу является брожение мезги в деревянных чанах с последующим отделением красного сусла от мезги для приготовления красных вин. При спиртовом брожении мезги одновременно происходит и настаивание. Цель брожения - приготовление виноматериалов с интенсивной окраской, ярко выраженным букетом, полным вкусом, с содержанием фенольных веществ 2 г/дм³, в том числе от 0,4 до 1,0 г/дм³ красящих веществ.

На извлечение фенольных веществ положительно влияет более низкое значение рН (3-3,1). Подкисление мезги лимонной или винной кислотой усиливает экстрагирование фенольных веществ. Подкисляют мезгу при рН 3,9 и выше.

Сернистый ангидрид подавляет жизнедеятельность растительных клеток, предохраняет красящие вещества от окисления и конденсации. Оптимальная доза SО₂ для брожения мезги 75-100 мг/кг.

Спирт выполняет роль растворителя для фенольных соединений как антоцианов, так и танинов. Повышение содержания спирта в сусле ускоряет процесс экстрагирования.

Температура - один из основных факторов брожения мезги. Она влияет на ход спиртового брожения и на скорость экстрагирования фенольных соединений.

Оптимальная температура брожения мезги 28-32 °С, при более низкой температуре меньше извлекается фенольных веществ и виноматериалы приближаются к розовым винам, при более высокой температуре большие потери сусла, спирта и ароматических веществ, повышается опасность развития бактерий уксусного скисания и маннитного брожения, поэтому температуру мезги при брожении регулируют.

С началом брожения выделяющиеся из жидкости пузырьки СО₂ увлекают за собой плавающие в сусле кожицу, семена и гребни, которые образуют шапку. Сусло, пропитывающее шапку, быстро насыщается экстрагирующимися веществами, и диффузия прекращается. Шапку погружают в сусло и перемешивают. При погружении шапки и ее перемешивании ускоряется процесс диффузии, выравниваются температура и сахаристость сусла во всем объеме мезги. Мезгу перемешивают 3-6 раз в сутки.

Продолжительность брожения зависит от сорта винограда, режима брожения и направления виноматериалов. При увеличении продолжительности настаивания мезги в сусле увеличивается количество фенольных веществ. Обычно настаивание продолжается от 4 до 8 сут, когда содержание красящих и дубильных веществ достигает желаемой величины. При настаивании свыше 8 сут содержание красящих и дубильных веществ уменьшается, они частично окисляются и частично сорбируются кожицей и дрожжами.

Динамика перехода дубильных и красящих веществ при брожении мезги винограда сорта Саперави с плавающей шапкой в производственных условиях приведена в табл. 6.

Таблица 6. Динамика перехода дубильных и красящих веществ при брожении мезги винограда сорта Саперави с плавающей шапкой в производственных условиях

Для брожения мезги используют различные емкости: дубовые чаны, железобетонные резервуары, металлические резервуары и аппараты.

Различают следующие способы брожения мезги в чанах вместимостью от 300 до 2000 дал: брожение мезги в открытых чанах с плавающей или погруженной шапкой, брожение мезги в закрытых чанах с плавающей или погруженной шапкой.

Брожение мезги в открытых чанах с плавающей шапкой показано на рис. 16, а. Чаны заполняют сульфитированной мезгой на ⁴/₅ их вместимости. В мезгу вводят разводку ЧКД рекомендуемых рас Бордо 20, Кишиневская 341 в количестве 2-4 % и перемешивают. Чан сверху закрывают съемной крышкой или полиэтиленовой пленкой. Брожение сусла начинается через 24-36 ч, на его поверхности образуется шапка, повышается температура, и снижаются плотность и вязкость сусла. Образующуюся шапку погружают в сусло и перемешивают 3-6 раз в сутки. Для перемешивания мезги применяют различные способы: ручную мешалку, переносную механическую мешалку УПМ-3, мезгонасосы ВПМН-20, ПМН-28.

Рис. 16. Схема брожения мезги с плавающей (а) и погруженной (б) 'шапкой' в чанах

При достижении суслом интенсивной окраски и нужного содержания дубильных веществ (легкой терпкости) сусло отделяют от мезги. Сокоотдача сброженной мезги выше, чем свежей.

Для отбора сусла-самотека (I фракции) мезгу из чанов мезгонасосами перекачивают на стекатели ВССШ или ВСН, а стекшую мезгу прессуют на прессах непрерывного действия и получают прессовое сусло (II фракции).

Брожение мезги в открытых чанах с плавающей шапкой позволяет готовить красные столовые вина высокого качества.

К недостаткам этого способа брожения относятся повышенные потери сусла, спирта и высокая трудоемкость перемешивания и разгрузки мезги.

Брожение мезги в открытых чанах с погруженной шапкой показано на рис. 16, б. В чане на расстоянии ¹/₃ от верхнего края устанавливают дренажную деревянную решетку. Чан заполняют мезгой до уровня решетки. Шапка, которая образуется в процессе брожения, удерживается решеткой от подъема, а часть сусла проходит через решётку и покрывает ее на 25-30 см. Таким образом шапка мезги оказывается погруженной в сусло. Перемешивают шапку 2-3 раза в сутки перекачкой сусла снизу чана в верхнюю часть (перетяжкой).

Закрытые чаны имеют верхнее дно (крышку) с люком и отверстием для выхода СО₂. Брожение мезги проводят с плавающей или погруженной шапкой. При брожении мезги в закрытых чанах меньше потерь сусла, спирта, ароматических веществ и потерь теплоты в окружающую среду.

Открытые чаны рекомендуется использовать в южных винодельческих районах, закрытые - в более северных, где ниже температура воздуха в сезон виноделия.

Для брожения мезги применяют установку УКС-3м. Установка УКС-3м (рис. 17) состоит из трех бродильных резервуаров вместимостью 2000 дал и трех переточных баков. Каждый бродильный резервуар работает самостоятельно.

Рис. 17. Бродильный аппарат УКС-3М: 1 - металлический резервуар; 2 - переточный бак; 3 - поплавок; 4 - дренирующая сетка; 5 - кран спуска виноматериалов; 6 - люк выгрузки мезги; 7 - гидрозатвор; 8 - трубы перелива; 9 - труба подъема сусла

Брожение мезги проводят с погруженной шапкой. В отличие от установки БА-1, где сусло из переточного резервуара перетекает в последующий, в УКС-3м сусло возвращается в тот же резервуар для орошения шапки.

Для отбора сусла-самотека резервуары снабжены дренажными сетками, а стекшую мезгу перегружают шнековыми транспортерами в пресс. Продолжительность брожения мезги 3 сут, производительность установки 20 т/сут по винограду.

Применение реакторов в отличие от чанов позволяет регулировать температуру бродящей мезги и механизировать процесс погружения и перемешивания шапки. Из-за отсутствия дренажных сеток для отбора сусла- самотека мезгу перекачивают в стекатели. Производительность реактора вместимостью 1600 дал 2-4 т/сут по винограду.

Специалистами Суворовского АПО Молдвинпрома и кафедры технологии виноделия Кишиневского политехнического института им. С. Лазо разработана новая установка, предназначенная для производства красных столовых виноматериалов для марочных вин по классической технологии с брожением мезги, с регулированием температуры и механическим перемешиванием (рис. 18).

Рис. 18. Установка КПИ для брожения мезги: 1 - люк; 2 - электродвигатель; 3 - редуктор; 4 - коллектор; 5 - сопло; 6 - напорный патрубок; 7 - сетка; 8 - трубопровод; 9 - поплавок; 10 - гофрированный шланг; 11 - трехходовой кран; 12 - емкость; 13 - трубчатый теплообменник; 14 - рециркуляционный насос; 15 - мезгонасос

Установка КПИ прошла производственные испытания в 1981 г. на Пуркарском винзаводе (Молдавская ССР) и рекомендована для серийного производства.

Установка состоит из четырех металлических вертикальных цилиндрических аппаратов. В центральной части каждого аппарата жестко закреплен полый вал с соплами.

Устройство для разгрузки мезги состоит из поплавка, к которому через шарнирное соединение прикреплен всасывающий шланг.

Каждый аппарат оборудован люком для обслуживания, патрубком для подключения спиртоловушки и смотровым люком. В состав установки входят трубчатый теплообменник, насос и мезгонасос для разгрузки аппаратов.

Мезга подается в аппарат мезгонасосом через трехходот вой кран и шланг. По мере заполнения аппарата поплавок поднимает горловину шланга.

Когда мезга забродит и образуется шапка, приступают к перемешиванию мезги, для этого включают электродвигатель и насос. При этом сусло через напорный патрубок поступает во вращающийся полый вал и сопло и с большой скоростью пронизывает всю толщу мезги, перемешивая ее.

После достижения суслом необходимой интенсивности окраски, полноты и терпкости мезгу перемешивают и мезгонасосом выгружают из аппарата.

Непрерывная работа установки обеспечивается последовательным соединением аппаратов. При этом в трех аппаратах идет брожение, а из одного мезгу выгружают и загружают свежей мезгой.

В ряде зарубежных стран (во Франции, Алжире, Италии, Аргентине, Болгарии) внедряются новые поточные установки и линии для производства красных вин; в Советском Союзе с этой целью применяют линию ВПКС-10А. В ней процесс брожения мезги заменяется экстрагированием сброженным суслом на экстракторе ВЭКД-5 или ВЭКД-2,5.

Линия ВПКС-10А разрабатывалась с учетом комплектования ее серийно выпускаемым оборудованием, за исключением экстрактора. Схема экстрактора показана на рис. 19.

Рис. 19. Схема экстрактора ВЭКД-5: 1 - труба подачи мезги; 2 - патрубок для отбора сусла-самотека и готового вина; 3 - дренирующее устройство; 4 - патрубки для подачи охлаждающей воды; 5 - 'рубашка' для охлаждения; 6 - шнек для выгрузки мезги; 7 - грабли для сваливания 'шапки' на шнек; 8 - привод узла разгрузки; 9 - ороситель для подачи вина; 10 - площадка для обслуживания; 11 - лоток для подачи мезги в пресс; 12 - отражатель мезги

Свежая сульфитированная мезга (50 т) через трубу поступает в экстрактор. По окончании загрузки на экстракторе отбирается сусло-самотек (50 дал с 1 т) и направляется на брожение. Сусло с содержанием остаточного сахара 1-3 г/100 см³ подается в верхнюю часть экстрактора через ороситель.

Экстракция фенольных веществ производится путем многократного перекачивания сброженного сусла мезгонасосом из нижней части экстрактора на шапку. Процесс экстракции продолжается 8-10 ч до накопления в сусле 500-600 мг/дм³ красящих веществ и 1,5-2 г/дм³ дубильных веществ.

Оптимальная температура экстракции 28-32 °С. После экстракции сусло с содержанием сахара 2-4 г/100 см³ направляется на дображивание.

При подаче свежей мезги с более высокой плотностью проэкстрагированная мезга вытесняется из экстрактора и с помощью гребенки и шнека направляется на прессование.

Если винограда мало, то мезгу подбраживают и на вторые сутки экстрагируют путем перекачивания сусла на шапку.

В линии ВПКС-10А механизированы трудоемкие процессы перемешивания и выгрузки мезги. Качество опытных виноматериалов хорошее.

Технология красных виноматериалов с нагреванием гроздей винограда или мезги. При нагревании гроздей или мезги происходит быстрое и полное отмирание клеток тканей виноградной ягоды, увеличивается скорость диффузии красящих, дубильных и других веществ в сусло из твердых элементов грозди или ягоды, что позволяет сократить продолжительность настаивания мезги до 2 ч.

В настоящее время считается, что нагревание (термовинификация) - это один из перспективных методов производства красных виноматериалов, позволяющих создавать поточные линии высокой производительности с комплексной механизацией и автоматизацией процессов переработки винограда.

Нагревание гроздей винограда. Для нагревания гроздей винограда были применены способ погружения их в горячую воду или сусло, а также кратковременная (15-20 с) обработка перегретым паром (150 °С) или горячим воздухом (170 °С). Замеры температуры с помощью термопары, вводимой в мякоть ягоды, показали, что при кратковременном нагревании температура под кожицей ягоды достигает 60-70 °С, а в мякоти - 35-40 °С.

Кратковременное нагревание гроздей имеет свои преимущества перед нагреванием всей мезги, а именно: происходит быстрая диффузия красящих веществ за 5-10 мин и дубильных веществ за 10-15 мин из кожицы в сусло; погибают дикие микроорганизмы, находящиеся на кожице, и создаются благоприятные условия для проведения брожения сусла на ЧКД; инактивируются окислительные ферменты в кожице, и сохраняют свою активность гидролитические ферменты в мякоти; достигается экономия теплоты при нагревании гроздей и холодной воды при охлаждении мезги. В настоящее время на винодельческих предприятиях нагревание гроздей не применяется из-за отсутствия поточных линий.

Нагревание мезги. Среди способов нагревания мезги первым получил распространение способ Розенштиля - медленный подогрев мезги паром при помощи змеевика в чане. Предварительная сульфитация дозой 150-200 мг/кг SО₂ и перемешивание мезги предохраняют ее от появления уваренных и горелых тонов. После нагревания до температуры 60-65 °С мезгу охлаждают до температуры 25-30 °С и отделяют окрашенное сусло.

Оптимальная температура для диффузии красящих веществ 70 °С, для дубильных - 80 °С. При температуре свыше 70 °С инактивируются все ферменты.

Вопросам нагревания мезги уделяют большое внимание за рубежом и в Советском Союзе. Во ВНИИВиПП "Магарач" в течение 1977-1978 гг. были проведены производственные опыты с использованием трех технологических схем: нагревание всей мезги, нагревание стекшей мезги и экстрагирование мезги горячим суслом. Переход фенольных веществ в сусло в зависимости от способов нагревания мезги приведен в табл. 7.

Таблица 7. Переход фенольных веществ в сусло в зависимости от способов нагревания мезги

Наиболее полный переход красящих и дубильных веществ в сусло происходит при нагревании всей мезги до температуры 75 °С с последующим настаиванием в течение 1 ч и с обработкой мезги или сусла пектолитическими ферментными препаратами.

В настоящее время применяют три схемы переработки винограда: нагревание всей мезги с настаиванием; нагревание всей мезги с последующим брожением мезги для более полного извлечения дубильных веществ (линия ВПЛК-10); нагревание стекшей мезги горячим суслом с настаиванием (линия ВПЛ-20).

Перед нагреванием мезгу сульфитируют дозой 100-150 мг/кг SО₂. Для нагревания мезги применяют мезгонагреватели М8-ВПП и ВПМ-20, установку БРК-3М, а для нагревания сусла - теплообменник типа "труба в трубе" ВХБ.

Нагревание мезги в установке БРК-3М показано на рис. 20. Установка состоит из трех самостоятельно работающих металлических аппаратов вместимостью по 2000 дал. Сульфитированную мезгу нагревают паром через змеевик и рубашку, настаивают, охлаждают, если есть необходимость, мезгу подбраживают и отделяют сусло-самотек. Стекшую мезгу выгружают и прессуют.

Рис. 20. Аппарат для термической обработки мезги БРК-3М: 1 - металлический резервуар; 2 - полый ведущий вал; 3 - змеевик; 4 - дренирующая сетка; 5 - кран спуска сусла-самотека; 6 - выгрузочный люк; 7 - шнек; 8 - змеевик; 9 - выгрузочная лопасть (нож)

Преимущество установки БРК-3М состоит в том, что в одном аппарате мезгу нагревают, настаивают, охлаждают и отбирают сусло-самотек. Производительность одного аппарата 20 т/сут, установки 60 т/сут по винограду.