Способ повышения безопасности вина Российский патент 2022 года по МПК C12H1/02 C12F3/00 

Изобретение относится к винодельческой отрасли и может быть использовано для повышения безопасности вина.

На потребительскую безопасность вина оказывает влияние комплекс соединений, такие как биогенные амины (БА), микотоксины и токсичные элементы. В последние 10-15 лет в мировом виноделии большое внимание уделяется повышению качества и, особенно, безопасности продукции. Европейскими директивами еще от 1994 г., дополненными в 2010 г., предусматривается значительное снижение концентрации (БА), ужесточение контроля за их содержанием. Так, в большинстве европейских стран допустимая концентрация суммы БА не должна превышать 10 мг/дм³, в Бельгии, Нидерландах, Швейцарии контролируется содержание гистамина и тирамина, допустимое содержание каждого из которых не должно превышать 2,5 мг/дм³. Между тем, в нашей стране такие ограничения отсутствуют. Внимание к биогенным аминам объясняется их отрицательным влиянием на качество пищевой продукции и здоровье человека (аллергии, головные боли и пр.). Их присутствие в вине приводит к образованию горечи, жгучести, головной боли после употребления даже небольшого количества вина (порядка 50 мл).

Образование БА связано с жизнедеятельностью микроорганизмов и инициируемыми ими биохимическими процессами. Поступающий на переработку виноград зачастую поврежден вредителями и болезнями, вследствие чего содержит высокие концентрации биогенных аминов. Допустимые пределы содержания токсичных элементов таких как мышьяк, ртуть, кадмий, свинец регламентируются TP ТС 021/2011, их содержание контролируется как в винограде, так и в вине. Однако токсичные соединения могут попасть в вино на разных этапах, т.е. это может быть связано как с естественными формами загрязнения, такими как почва и дожди, так и с использованием пестицидов, и в процессе переработки винограда. Проблема перехода в сусло микотокосинов возможна при использовании зараженного винограда плесневыми грибами рода аспергилл.

В сусле, поступающем на производство высококачественных вин, должны отсутствовать микотоксины, быть минимальны значения БА, а содержание токсичных соединений не превышать пределы регламентированные Техническим регламентом Таможенного союза TP ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» пределов: массовая концентрация свинца, не более 0,3 мг/кг, мышьяка - 0,2 мг/кг, кадмия -0,03 мг/кг, ртути 0,005 мг/кг.

Второй этап, на котором в вино могут попасть биогенные амины, это спиртовое и яблочно-молочное брожение, а также уксуснокислое скисание, свидетельствующее о порче винодельческой продукции. В винах идентифицированы тирамин, триптамин, этиламин, метиламин, н-бутиламин, диэтиламин, путресцин, гистамин, кадаверин, фенилэтиламин, суммарное содержание которых может достигать 30 мг/дм³.

Известен способ удаления пестицидов из винодельческой продукции (Патент РФ №2406755, С12Н 1/02, опубл. 13.02.2019, бюл. №5), при котором в винодельческую продукцию вносят соевое молоко или соевый шрот в количестве от 0,05 до 0,150 г/дм³, при этом в виноградное сусло вносят соевый шрот дозировкой 0,100-0,150 г/дм³, а в вина, соки и виноматериалы - соевое молоко дозировкой от 0,05 до 0,100 г/дм³. Согласно современным требованиям (TP ТС 021/2011) наличие бензимидазолов в винограде не допускается. Предложенный способ не оказывает влияние на содержание биогенных аминов, токсичных элементов и микотоксинов.

Аналогом изобретения является способ производства белого столового виноматериала (Патент РФ №2580224, C12G 1/02, опубл. 10.04.2016, бюл. №10), при котором проводят смешивание дрожжей с дисперсным минералом и проведение спиртового брожения сусла иммобилизованными дрожжами, при этом в качестве дисперсного минерала применяют 10-20%-ную суспензию бентонита, которую смешивают в соотношении 2-3:1 по объему с ацилированным хитозаном, после чего добавляют дрожжи, смесь перемешивают в течение 4-6 часов для иммобилизации дрожжей, а внесение иммобилизованных дрожжей в сусло может быть разовым или в 2-4 приема, ацилирование хитозана проводят 2-3%-ным водным раствором уксусной кислоты.

К недостаткам способа можно отнести тот факт, что ацилирование хитозана приводит к снижению активности его поверхностных центров, что, в свою очередь, уменьшает сорбцию различных компонентов, особенно микротоксинов и биогенных аминов.

Прототипом изобретения является способ удаления биогенных аминов из винодельческой продукции (Патент №2483103, С12Н 1/02, C12F 3/00, опубл. 27.05.2013, бюл. №15), предусматривающий внесение в виноматериал смеси бентонита, желатина и фермента - трансглутаминазы при следующем содержании, мас. %: бентонит - 60-80, желатин - 10-20 и трансглутаминаза - 10-20 в соотношении желатин: трансглутаминаза, равном 1:1 в количестве 0,1-0,3% от его объема, перемешивают, выдерживают до образования осадка и фильтрацией отделяют осадок.

Недостатком прототипа является обработка только виноматериала с целью удаления биогенных аминов, однако поступающий на переработку виноград зачастую поврежден вредителями и болезнями, вследствие чего содержит высокие концентрации биогенных аминов и микотоксинов, которые переходят в сусло, а также представленный способ не оказывает влияние на содержание токсинов и токсичных элементов. Такое сусло не должно поступать на производство высококачественных вин.

Техническим результатом является повышение качества и потребительской безопасности вина за счет удаления из сусла и вина биогенных аминов, микотоксинов и снижения токсичных элементов.

Технический результат достигается тем, что при осветлении сусла перед сбраживанием вносят смесь хитозана и бентонита в соотношении 1,5:1-1:1 и дозировке 0,4-0,6 г/дм³, а обработку виноматериалов осуществляют смесью хитозана с поливинилпирролидоном в соотношении 3:1-1:1 и дозировке смеси 0,3-0,5 г/дм³.

Для решения проблемы удаления БА, микотоксинов и снижения концентраций токсичных соединений предлагается при производстве вина путем переработки винограда, с получением сусла, его осветлением, сбраживанием, обработкой, фильтрацией проводить обработку в два этапа. Первый этап на стадии осветления сусла перед сбраживанием. Он включает обработку сусла смесью бентонита и хитозана в соотношении 1,5:1-1:1 и дозировке 0,4-0,6 г/дм³, второй этап - обработку виноматериалов смесью хитозана с поливинилполипирролидоном (ХЗ : ПВПП) в соотношении 3:1-1:1 и дозировке смеси 0,3-0,5 г/дм³. После каждой обработки проводят выдержку до образования осадка и фильтрацию. Такая поэтапная обработка при производстве вина способствует сорбции БА, микотоксинов и токсичных соединений как перешедших из винограда, так и образовавших как при сбраживании виноградного сусла, так и возможно оставшихся после обработки на первом этапе в случае сильно зараженного сырья.

Бентонитовые глины представляют собой алюмосиликаты и состоят преимущественно из монтмориллонита. Благодаря большой адсорбционной способности, бентонитовые глины применяют для осветления сусла. Особенностью действия хитозана является способность образовывать интерполимерные комплексы. Использование в качестве компонента интерполимерного комплекса сравнительно жесткоцепного хитозана, способного благодаря наличию ионогенных групп к образованию межмолекулярных ион-ионных и ион-дипольных связей, позволяет активно взаимодействовать как с положительно заряженными катионами аминогрупп биогенных аминов, тяжелых металлов, токсинов, так анионами, в том числе тех же биогенных амином.

В табл. 1 приведены данные, свидетельствующие о снижении концентрации биогенных аминов, микотоксинов, токсичных соединений при обработке белого и красного сусла отдельно хитозаном и бентонитом и их смесью. Для установления оптимальных технологических режимов обработки использования сусло с заведомо высоким суммарным содержанием биогенных аминов более 30 мг/дм³, в него также внесли рабочие растворы микотоксинов (патулина, охратоксина А, афлатоксина А и G) в количестве 20 мг/дм³, свинца, мышька по 0,5 мг/дм³, кадмия - 0,1 мг/дм³, ртути - 0,01 мг/дм³. Провели сравнительную обработку отдельно бентонитом (Б), хитозаном (ХЗ), а также смесью ХЗ и Б при соотношении 1:1 в разных концентрациях (Таблица 1).

Экспериментальные данные показали, ни ХЗ, ни Б в отдельности не обеспечивают набольшего удаления БА, токсичных соединений и микотоксинов. Использование смеси ХЗ : Б в дозировке выше 0,4 г/дм³ способствовало снижению БА до оптимального содержания (менее 10 мг/дм³), удалению микотоксинов, а также снижению концентраций токсичных соединений, до норм TP ТС 021/2011. Дальнейшие экспериментальные данные показали, что дозировка смеси ХЗ : Б 0,4-0,6 г/дм³ при соотношении 1,5:1-1:1 обеспечила удаление микотоксинов, БА (снижение на 26,4 мг/дм³ и более) и токсичных элементов до норм TP ТС 021/2011 как в сусле из белых сортов винограда, так и красных.

В связи с тем, что в винограде содержание БА также образуются в вине и при спиртовом и яблочно-молочном брожении, а также уксуснокислом скисание, а содержание микотоксинов может превышать концентрации удаленные при обработке сусла, предложено комплексное удаление БА, токсичных соединений до норм TP ТС и микотоксинов.

Обработка виноматериалов смесью хитозана с поливинилполипирролидоном (ХЗ : ПВПП) в соотношении 3:1-1:1 и дозировке смеси 0,3-0,5 г/дм³ способствовало удалению БА, микотоксинов и токсичных элементов. Данные диапазоны определены экспериментальным путем.

Для установления оптимальных технологических режимов обработки вин эксперименты проведены на винах, содержавших высокие концентрации БА (белые 20,2 мг/дм³, красные 23,4 мг/дм³), в них также вносили рабочие растворы микотоксинов (патулина, охратоксина А, афлатоксина А и G) в количестве 20 мг/дм³, свинца, мышьяка по 0,5 мг/дм³, кадмия 0,1 мг/дм³, ртути 0,01 мг/дм³. Обработку проводили отдельно ХЗ, ПВПП, затем смесью в разных соотношениях компонентов ХЗ и ПВПП от 5:1 до 1:5. Концентрации составляли 0,5, 1,0, 1,5, 2,0 и 2,5 г/дм³.

Проведенные исследования показали, что применение ХЗ при обработке и белого, и красного виноматериала способствует снижению концентрации биогенных аминов тем сильнее, чем выше его дозировка. При обработке ХЗ лучшие результаты получены при дозировке ХЗ 2,0-2,5 г/дм³, однако при этом суммарная концентрация БА остается достаточно высокой коло 15 мг/мд³ и превышает допустимые количества, снижение токсичных элементов и микотоксинов не более 21%. Увеличение дозировки ХЗ не приводит к получению желаемого результата: сорбция БА не увеличивается.

ПВПП также обеспечивает уменьшение количества БА, особенно с увеличением дозировки. Оптимальные результаты получены при дозировке ПВПП 0,5 г/дм³, но при этом суммарная концентрация БА остается достаточно высокой и превышает допустимые количества (массовая концентрация БА после обработки - более 10,3 мг/дм³), снижение токсичных элементов и микотоксинов были не более 23%. Увеличение дозировки ПВПП не приводит к получению желаемого результата: сорбция БА, токсичных элементов и микотоксинов не увеличивается.

Лучшие результаты получены при совместном применении ХЗ с ПВПП, при этом наблюдается синергетический эффект: совместное применение сорбентов обеспечивает получение лучших результатов в сравнении с каждым сорбентом, взятым в отдельности. С увеличением дозировки ХЗ : ПВПП удается снизить количество биогенных аминов до наименьших значений. При обработке белого столового вина смесью ХЗ : ПВПП в соотношении 3:1-1:1 в количестве 0,3 г/дм³ обеспечивается снижение количества суммы БА ниже 4,5 мг/дм³, патулин, охратоксин А, афлатоксин А и G не обнаружены, токсичные элементы при дозировки смеси 0,3 г/дм³ снизились до норм TP ТС 021/2011. При дальнейшем увеличении дозировки до 0,6 г/дм³ смеси удаляются БА, также происходит снижение токсичных элементов до концентраций менее предела обнаружения.

Аналогичные результаты получены при обработке красного виноматериала. При использовании смеси ХЗ : ПВПП в том же соотношении и дозировке смеси 0,3-0,6 г/дм³ удалось получить оптимальные результаты -практически полное удаление БА и токсичных элементов. Патулин, охратоксин А, афлатоксин А и G не обнаружены. Полученные результаты можно объяснить тем, фенольные вещества красных столовых вин имеют отрицательный заряд поверхности, способствующий большему связыванию катионов токсичных элементов.

Увеличенная сорбирующая способность смеси объясняется тем, что при взаимодействии ХЗ и ПВПП образуется активный интерполимерный комплекс, представляющий собой хороший флокулянт. Важность ПВПП для вина состоит в том, что он способен сорбировать фенольные соединения. Образованный вместе с хитозаном интерполимерный комплекс, в сравнении отдельно с хитозаном и ПВПП, проявляет новые свойства: удаление биогенных аминов и катионов токсичных элементов. Кроме того, комплекс ХЗ : ПВПП активен против охратоксина А, патулина, афлатоксина А и G.

Примеры конкретного выполнения.

Пример 1 - способ-прототип

Заявляемый способ

Пример 2. Произвели виноматериалы по классической технологии, путем переработки винограда, с получением сусла, его осветлением, сбраживанием насухо. На стадии осветления сусла перед брожением внесли смесь ХЗ : Б в соотношении 4:1 и дозировке 0,3 г/дм³. Обработку виноматериалов проводили путем внесения смеси ХЗ : ПВПП в соотношении 4:1 и дозировке 0,2 г/дм³. После обработок перемешивали, после чего выдерживали для образования осадка, затем осадок отделяли фильтрацией. В фильтрате определяли содержание биогенных аминов, тяжелых металлов и микотоксинов.

Пример 3. Аналогичен примеру 2, но при осветлении сусла вносили смесь ХЗ : Б в соотношении 1:2 и дозировке 0,7 г/дм³. Осветленное сусло сбраживали насухо. В виноматериал вносили смесь ХЗ : ПВПП в соотношении 1:3 и дозировке 0,6 г/дм³.

Пример 4. Аналогичен примеру 2, но при осветлении сусла вносили смесь ХЗ : Б в соотношении 2:1 и дозировке 0,4 г/дм³. Осветленное сусло сбраживали насухо. В виноматериал вносили смесь ХЗ : ПВПП в соотношении 2:1 и дозировке 0,5 г/дм³.

Пример 5. Аналогичен примеру 2, но при осветлении сусла вносили смесь ХЗ : Б в соотношении 1:1 и дозировке 0,6 г/дм³. Осветленное сусло сбраживали насухо. В виноматериал вносили смесь ХЗ : ПВПП в соотношении 1:2 и дозировке 0,3 г/дм³.

6. Пример 6. Аналогичен примеру 2, но при осветлении сусла вносили смесь ХЗ : Б в соотношении 3:1 и дозировке 0,5 г/дм³. Осветленное сусло сбраживали насухо. В виноматериал вносили смесь ХЗ : ПВПП в соотношении 1:1 и дозировке 0,4 г/дм³.

Аналогичные обработки сусла и виноматериалов проведены при производстве красных вин, полученных путем переработки винограда, с получением сусла, его осветлением, сбраживанием насухо (примеры 7-12 таблицы 2). Анализ данных таблицы 2 свидетельствует об эффективности заявляемого способа в установленных режимах с целью повышения безопасности вина. Снижение дозировки смеси, равно как и изменение соотношений между компонентами приводит к снижению эффективности способа. Повышение дозировок смеси нерационально, т.к. с ростом затрат на использованные вспомогательные материалы сорбция токсичных соединений не увеличивается. Сравнительные данные приведены в таблице 2.

Следует отметить, что способ, предложенный в прототипе позволяет сорбировать меньшее количество БА, а также он не эффективен относительно токсичных элементов и микотоксинов.

Таким образом, представленная совокупность технологических приемов обеспечивает повышение безопасности винодельческой продукции.

Изобретение относится к винодельческой отрасли. Способ повышения безопасности вина предусматривает при производстве вина путем переработки винограда с получением сусла, его осветлением, сбраживанием, обработкой, фильтрацией проводить обработку виноматериалов и сусла на стадии осветления перед сбраживанием. Обработку сусла осуществляют смесью бентонита и хитозана в определенных концентрациях и соотношениях смеси. Обработку виноматериалов - смесью хитозана с поливинилполипирролидоном в определенных концентрациях и соотношениях смеси. После каждой обработки проводят выдержку до образования осадка и фильтрацию. Изобретение позволяет повысить качество и потребительскую безопасность вина за счет удаления из сусла и вина биогенных аминов, микотоксинов и снижения токсичных элементов. 2 табл., 12 пр.

Способ повышения безопасности вина, включающий обработку виноматериалов, перемешивание, выдержку до образования осадка и фильтрацию, отличающийся тем, что обработку виноматериалов проводят в два этапа: на первом этапе на стадии осветления сусла перед сбраживанием вносят смесь хитозана и бентонита в соотношении 1,5:1-1:1 и дозировке 0,4-0,6 г/дм³, на втором этапе в готовый виноматериал вносят смесь хитозана с поливинилпирролидоном в соотношении 3:1-1:1 и дозировке смеси 0,3-0,5 г/дм³, при этом перемешивание, выдержку до образования осадка и фильтрацию проводят после каждого этапа обработки.