СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СБРОЖЕННОГО СУСЛА Российский патент 2003 года по МПК C12G1/02 

Изобретение относится к винодельческой промышленности, в частности к способам обработки винограда, виноградного сусла и мезги, результатом которого является увеличение содержание сахара в сусле и содержание спирта, фенольных и красящих веществ после сбраживания полученного сусла.

Известно устройство для обработки жидкости (в тонком слое) инфракрасным и ультрафиолетовым излучением, используемое для обработки молока, вина, соков ( 2055493, 92001681/13, RU, Чапурин В.А., Чапурина А.Ф. Устройство для обработки жидкости излучением в тонком слое. 1996.03.10).

Поскольку степень проникновения ультрафиолетовых лучей в толщу жидкости невелика, слой обрабатываемого вина или сока не должен превышать 1-2 см. Кроме того, эффективность бактерицидного и химического воздействия ультрафиолетовых лучей тесно связана с длиной волны, но существующие источники не позволяют с достаточной эффективностью сосредоточить весь спектр излучения в необходимом диапазоне. Также этот способ требует значительного расхода электроэнергии в виду низкого коэффициента полезного действия инфракрасных и ультрафиолетовых излучателей.

Известен способ обработки сока, вина, согласно которому в исходный виноматериал сначала вносят желатин, а затем желтую кровяную соль (ЖКС), при этом введение последней осуществляют одновременно с воздействием на смесь постоянным электрическим током плотностью 25-30 мА/см² и напряжением 30-40 В в течение 30-45 мин (Физические методы стабилизации и осветления вин. Серия 15. Винодельческая промышленность. Вып. 12. М. 1995).

Недостатком этого способа является необходимость очень жесткого контроля за концентрацией ЖКС.

Известен способ обработки вина, предусматривающий внесение в вино деметаллизатора с одновременным воздействием на смесь постоянным электрическим током и последующую обработку смеси бентонитом. В смесь исходного виноматериала с деметаллизатором через 20-25 мин после начала воздействия на ее постоянным электрическим током вводят ферментный препарат. Последующую обработку смеси ведут постоянным током плотностью 15-20 мА/см² и напряжением 20-30 В (СССР а.с. 834124, кл. С 12 G 1/02, 1981).

Вышеописанный способ требует использования дорогостоящих и быстроизнашивающихся электродов за счет процесса электролиза.

Известен способ обработки мезги переменным электрическим током промышленной частоты f=50 Гц (электроплазмолиз), который осуществляют при градиенте потенциала 628-733 В/см и продолжительности воздействия 0,2-0,4 с. При этом оказывается аналогичное повреждение действие на ткани виноградных ягод, как и при нагревании до температуры 70^o(Кишковский З.Н., Мержаниан А.А. Технология вина. -М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984, с.84-86).

К недостаткам данного способа относятся следующие.

1) В результате обработки увеличивается содержание железа, что отрицательно сказывается на качестве полученного виноматериала и может привести к различным видам помутнений.

2) Способ требует использования дорогостоящих и быстроизнашивающихся электродов.

3) Для реализации способа требуется создание значительной разности потенциалов между электродами, для чего необходимо использование трансформаторов электрической энергии, все это приводит к снижению коэффициента полезного действия установки и значительным энергозатратам.

4) При использовании оборудования существует высокая опасность поражения электрическим током в виде создания значительного напряжения между электродами (порядка нескольких кВт).

Известен способ получения сброженного сусла, предусматривающий воздействие на мезгу инфракрасными лучами с длиной волны, преимущественно равной 0,75-3,8 ммк в течение 20 с 10 мин (а.с. СССР 427990).

Недостатком известного способа является то, что в конце воздействия температура достигает 45-60^oС, низкое содержание красящих и фенольных веществ, а также сахаров.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения сброженного сусла, предусматривающий воздействие на виноград, и/или мезгу, и/или сусло физическими методами (Новые физические методы обработки пищевых продуктов под ред. И.С.Павлова, Киев, Государственное издательство технической литературы УССР, 1963, с.4-25).

Недостатком известного способа является низкое содержание сахара, красящих и фенольных веществ в сусле.

Задачей, решаемой изобретением, является создание способа обработки винограда, виноградного сусла, мезги или их смеси, который позволил бы увеличить содержание сахара в сусле и содержание спирта, фенольных и красящих веществ после сбраживания полученного сусла.

Поставленная задача решается за счет того, что на виноград, и/или сусло, и/или мезгу воздействуют магнитным полем крайне низкочастотного диапазона (3/30 Гц) или сверхнизкочастотного диапазона (30-300 Гц) в течение 5-60 мин при напряженности поля 120-1400 А/м.

Как показал обзор патентно-технической литературы, нигде раньше для обработки винограда, виноградного сусла и мезги не применялось магнитное поле крайне низкочастотного диапазона или сверхнизкочастотного диапазона, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

В результате патентного поиска считаем, что изобретение является новым и не имеет аналогов.

Как показали экспериментальные данные, при воздействии на обрабатываемые виноград, виноградное сусло и мезгу магнитным полем крайне низкочастотного диапазона или сверхнизкочастотного диапазона, в среднем по сравнению с контролем увеличивается содержание сахара в исходном сусле на 1,5% и содержание спирта в среднем на 1,1%, фенольных и красящих веществ на 8% и на 23% после брожения сусла и фенольных и красящих веществ на 10% и на 26% после брожения на мезге соответственно по сравнению с контролем.

Экспериментально было выявлено, что время обработки винограда, виноградного сусла и мезги должно быть от 5 до 60 мин, так как, начиная с 5-минутной обработки, происходит увеличение, в среднем по сравнению с контролем: cодержание сахара в исходном сусле на 1,5% и содержание спирта на 1,1%, фенольных и красящих веществ на 8% и на 23% после брожения сусла и фенольных и красящих веществ на 10%, и на 26% после брожения на мезге соответственно по сравнению с контролем, а после 60 мин результат остается неизменным. Также экспериментально установлено, что напряженность магнитного поля должна лежать в пределах от 120 до 1400 А/м.

На чертеже представлена схема опытной установки, используемой для обработки.

Установка состоит из генератора колебаний 1, частотомера 2, усилителя 3, осциллографа 4, контролирующего напряжение на выходе усилителя, излучателя 5, представляющего собой многослойную катушку, емкость для загрузки продукта 6.

Синусоидальные колебания крайне низкочастотного диапазона с выхода генератора 1 поступают на вход частотомера 2 и на вход усилителя 3, далее на вход осциллографа 4 и на излучающее устройство 5.

Примеры конкретного выполнения.

Пример 1.

Брали виноград сорта "Изабелла" со следующими параметрами: содержание сахара 19%, титруемая кислотность сока 6,49 г/100 мл, помещали его в опытную установку и воздействовали магнитным полем крайне низкочастотного диапазона при частоте f=3 Гц, далее извлекали из обработанного винограда сусло, стадии на брожение с чистой культурой дрожжей (расы Бордо). Сусло бродило в течение 10 дней при температуре 22^oС до остаточного содержания сахара не более 0,3 г/100 см³. В течение брожения каждый день измеряли показания прецинзионного рефрактометра для определения кинетики брожения. По окончанию брожения определяли содержание сахара методом Бертрана (ГОСТ 13192-73), содержание объемной доли этилового спирта (ГОСТ Р51653-2000), содержание фенольных веществ (фотоколориметрическим способом).

Обработанную мезгу ставили на брожение с плавающей или погруженной в сусло "шапкой". Брожение проводилось на чистой культуре дрожжей (расы Бордо) в течение 14 дней до остаточного содержания сахара не более 0,3 г/100 см³. В течение брожения измеряли показания прецинзионного рефрактометра для определения кинетики брожения на мезге. По окончанию брожения определяли содержание остаточного сахара методом Бертрана (ГОСТ 13192-73), содержание объемной доли этилового спирта (ГОСТ Р51653-2000), содержание фенольных веществ (фотоколориметрическим способом). В качестве контроля использовался исходный виноград, виноградное сусло и мезга, не подвергавшиеся обработке магнитным полем.

Использовалась опытная установка для обработки виноградного сока электромагнитным полем, которая состояла из генератора колебаний 1-Г3-118, частотомера 2-Ф5041, осциллографа 3-С1-69, излучателя 4 - соленоид. В качестве излучателя использовалась катушка с количеством витков n=2500, внутренним диаметром 3 см и площадью поперечного сечения S=30 см². Активное сопротивление катушки составляло R_a=130 Ом. В качестве емкости для загрузки винограда, виноградного сусла и мезги использовали камеру 5, выполненную из магнитного материала.

При проведении обработки среднее значение напряженности магнитного поля составляло Н=660 А/м, длительность облучения винограда составляла τ=40 мин.

В результате проверки обработанных образцов и контроля увеличения содержания сахара в исходном сусле после обработки винограда составляло соответственно 1,3%, а после брожения содержание спирта в среднем на 0,9% об.: фенольных и красящих веществ в полученном сусле на 12% и на 22%.

Пример 2.

Способ осуществлялся аналогично примеру 1, но только в качестве сырья использовали виноградное сусло. Кроме того, воздействие проводилось магнитным полем крайне низкочастотного диапазона при частоте f=12 Гц, среднее значение напряженности магнитного поля составляло Н=120 А/м, а длительность облучения виноградного сусла составляла τ=5 мин. В результате проверки обработанных образцов и контроля увеличение содержания сахара в исходном сусле после обработки сусла составляло соответственно 0,7%, а после брожения содержание спирта в среднем на 0,4% об.: фенольных и красящих веществ на 2% и на 6% после воздействия на сусло.

Пример 3.

Способ осуществлялся аналогично примеру 1, но только в качестве сырья использовали виноградную мезгу. Воздействие проводилось магнитным полем крайне низкочастотного диапазона при частоте f=18 Гц, среднее значение напряженности магнитного поля составляло Н=1400 А/м, а длительность облучения виноградной мезги составляла t=60 мин. В результате проверки обработанных образцов и контроля увеличение содержания сахара в исходном сусле после обработки винограда или мезги, или сусла составляло соответственно 1,5%, а после брожения содержание спирта в среднем на 1,0% об.: и фенольных и красящих веществ на 10% и на 26% после воздействия на мезгу.

Пример 4.

Способ осуществлялся аналогично примеру 1, но только в качестве сырья использовали виноград, виноградное сусло и мезгу. Воздействие проводилось магнитным полем крайне низкочастотного диапазона при частоте f=30 Гц, среднее значение напряженности магнитного поля составляло Н=1401 А/м, а длительность облучения винограда, виноградного сусла и мезги составляла t=61 мин.

В результате проверки обработанных образцов и контроля увеличение содержания сахара после обработки винограда, виноградного сусла и мезги в полученном сусле составляло соответственно 1,3%, а после брожения содержание спирта в среднем на 0,9% об.: фенольных и красящих веществ на 12% и на 22%.

Предлагаемый способ позволяет повысить содержание сахара и спирта в сусле.

Содержание красящих и фенольных веществ в полученном сусле достигает до 2,2 г/дм³.

Изобретение может быть использовано в винодельческой промышленности, в частности в способах обработки винограда, виноградного сусла и мезги. На виноград, и/или мезгу, и/или сусло воздействуют магнитным полем крайне низкочастотного диапазона (3-30 Гц) или сверхнизкочастотного диапазона (30-300 Гц) в течение 5-60 мин при напряженности поля 120-1400 А/м. Предлагаемый способ позволяет увеличить содержание сахара в сусле и спирте, фенольных и красящих веществ после сбраживания полученного сусла. 1 ил.

Способ получения сброженного сусла, предусматривающий воздействие на виноград, и/или на мезгу, и/или на сусло физическими методами, отличающийся тем, что на виноград, и/или на мезгу, и/или на сусло воздействуют магнитным полем крайне низкочастотного диапазона (3-30 Гц) или сверхнизкочастотного диапазона (30-300 Гц) в течение 5-60 мин при напряженности поля 120-1400 А/м.