Биохимические и физико-химические процессы производства игристых вин 3 страница

При этом способе исходная питательная среда содержит са­хар в количестве 2—4 г на 100 мл. В первом ферментаторе дрожжи активно- размножаются при температуре 15—18 °С в условиях аэрации среды при расходе воздуха 0, 6—0, 8 л/ч на 1 л культуральной жидкости. В последующих ферментаторах расход воздуха и температуру постепенно понижают.

Гомогенно-непрерывный способ предусматривает культиви­рование дрожжей в установке, состоящей из дрожжевого ап­парата и активатора (рис. 62). В дрожжевом аппарате проис­ходит размножение дрожжей и накопление их биомассы, а в активаторе дрожжи адаптируются к условиям вторичного брол^ёния при повышенном давлении диоксида углерода. В дрожжевой аппарат подают раздельно бродильную смесь или пастеризованный купаж и резервуарный ликер. Содержание са­хара в среде поддерживают в пределах 0, 5—0, 7 г на 100 мл. Для улучшения азотистого питания растущих дрожжевых кле­ток вводят раствор аммиака 10—15 мг/л. Одновременно среду аэрируют путем подачи через барботер предварительно обес­пложенного воздуха в количестве до 0, 5 л/мин на 1 л культу­ральной жидкости. Затем дрожжевая разводка проходит в по­токе в течение 5 ч через активатор, в котором дрожжи в ана­эробных условиях перестраивают свой обмен веществ

с дыхания на брожение при температуре 8—10 °С и давлении 400 кПа.

При непрерывных способах культивирования дрожжей для обеспечения в дрожжевых аппаратах интенсивного массооб-мена, необходимого для подвода к дрожжевым клеткам доста­точного количества компонентов питательной среды и отвода от клеток продуктов их метаболизма, культуральную среду непре­рывно перемешивают в интенсивном режиме.

Готовая дрожжевая разводка при любом способе ее получе­ния должна иметь достаточно большую концентрацию клеток (90—100 млн./мл), находящихся в физиологически активном состоянии, адаптированных к высокой спиртуозности среды (11 —12 % об.), повышенной активной кислотности (рН 2, 8— 3, 2), диоксиду серы, высокой концентрации С0₂ и низким тем­пературам (10—12 °С). Наряду с этим дрожжевая разводка должна иметь низкий ОВ-потенциал и содержать небольшое количество продуктов анаэробного обмена дрожжей.

Шампанизацию (вторичное брожение) вина при непре­рывном способе в отличие от резервуарного периодического и бутылочного проводят не в статических условиях, а в условиях потока вина, осуществляемого как в процессе брожения, так и при последующих обработках. По расходу (скорости) и ре­жиму движения поток вина регламентируют в соответствии с технологическими требованиями и поддерживают на постоян­ном заданном уровне.

В поток бродильной смеси, поступающей на вторичное бро­жение, вводят дозирующим насосом дрожжевую разводку с до­ведением концентрации дрожжевых клеток в смеси до 3— 5 млн./мл.

Расход потока бродильной смеси устанавливают с таким расчетом, чтобы за весь период вторичного брожения сбражи­валось не менее 18 г сахара в 1 л вина. Вторичное брожение ведут при температуре 10—15 °С и избыточном давлении около 500 кПа в течение 17—18 сут при коэффициенте потока К= = 0, 00245. Коэффициент потока характеризует интенсивность (производительность) процесса непрерывной шампанизации: K=Vo/Vu где Vo — количество бродильной смеси и дрожжевой разводки, поступающее на вторичное брожение в течение 1 ч, дал; У]—общая полезная вместимость бродильных аппаратов и биогенераторов (за вычетом объема, занимаемого насадкой), дал. При таких условиях обеспечивается достаточно глубокое прохождение биохимических и физико-химических процессов, формирующих типичные качества шампанского.

В процессе непрерывной шампанизации контролируют и ре­гулируют с помощью средств автоматики ход вторичного броже­ния. Определяют содержание сахара в бродящей смеси и физи­ологическое состояние дрожжей н«| реже одного раза в 30 сут, а на выходе из бродильного аппарата и в биогенераторе — еже-

Рис. 63. Схема установки батарей­ного типа для шампанизации вина в непрерывном потоке: 1 — ротаметр на входе бродильной смеси в аппарат; 2 — бродильные резервуары без насадки; 3 — бродильные резерву­ары с насадкой; 4 — теплообменник для охлаждения вина; 5 — ротаметр на вы­ходе вина из аппарата

Рис. 64. Схема одноемкостного мно­гокамерного бродильного аппарата для шампанизации вина в потоке: / — корпус; 2 — верхнее днище; 3 — ру­башка; 4 — цилиндрическая перегородка; 5 — нижнее днище; А —- вход бродильной смеси; В — выход шампанизированного вина; С — вход хладоносителя; C_t — вы­ход хладоносителя

недельно. Расходы бродильной смеси и дрожжевой разводки, а также давление контролируют ежечасно.

Вторичное брожение в потоке ведут практически до полного сбраживания сахара, т. е. в режиме, при котором из бродиль­ного аппарата выходит вино марки брют. При сбраживании на брют улучшаются условия для автолиза дрожжей и накопле­ния в вине полезных его продуктов.

Для шампанизации вина в потоке используют установки различного типа: " батарейные, одноемкостные многокамерные, с насадкой.

Установка батарейного типа (рис. 63) состоит из 6—8 бродильных ре­зервуаров, рассчитанных на работу при внутреннем давлении 500 кПа. Резервуары соединены винопроводами и вспомогательными коммуникациями в линии непрерывной шампанизации. Недостаток установок батарейного типа состоит в том, что они не обеспечивают оптимальный режим потока для наиболее эффективного протекания процесса шампанизации.

Одноемкостный многокамерный бродильный аппарат (рис. 64) представ­ляет собой вертикальный цилиндрический резервуар со сферическими дни-

Я рожкебая разводка

Рис. 65. Схема бродильного аппарата с насадкой для шампанизации вина в потоке в условиях сверхвысокой концентрации дрожжей:

1 — дозирующий насос для бродильной смеси: 2 — ротаметр для бродильной смеси; 3— бродильные резервуары с насадкой; 4 — ротаметр для дрожжевой разводки; 5 — дозирующий насос для дрожжевой разводки

щами и рубашкой. Внутри резервуара установлены цилиндрические пере­городки. Одни из них закреплены по всему периметру к днищу резервуара и имеют кольцевые зазоры между торцами и днищем, а другие образуют такие же зазоры с противоположным днищем резервуара. Площади попе­речного сечения центральной и кольцевых камер одинаковы и равны про­изведению высоты кольцевых перегородок на длину окружности соответ­ствующих цилиндрических перегородок. Равенство этих площадей позволяет вести процесс вторичного брожения при стабильной средней линейной ско­рости потока. В таком аппарате поток бродильной смеси проходит через центральную и кольцевые камеры, а также через кольцевые переточные за­зоры, последовательно, изменяя свое направление. Нижнее дниже имеет в центральной части отверстие для ввода бродильной смеси. Под верхним днищем на корпусе расположены отверстия для вывода из аппарата шам­панизированного вина.

Температуру в аппарате регулируют путем охлаждения вина на конеч­ном участке потока с последующим рекуперативным послойным охлажде­нием к центру аппарата. Применение рекуперативной системы охлаждения обеспечивает плавное саморегулирование температуры шампанизируемого вина при минимальных перепадах между секциями, а также ее стабильность в заданном режиме.

Одноемкостный многокамерный бродильный аппарат для шампанизации вина в потоке имеет вместимость 3500 дал и по своей производительности соответствует батарейной бродильной установке, состоящей из семи резер­вуаров вместимостью по 500 дал каждый. Благодаря исключению переточ­ных и соединительных винопроводов он обеспечивает более равномерную линейную скорость потока шампанизируемого вина, что благоприятствует распределению дрожжевых клеток в среде. При применении одноемкостиых аппаратов повышается съем продукции с единицы основной производствен­ной площади.

Аппарат с насадкой (рис. 65) состоит из двух вертикальных цилиндри­ческих резервуаров большой вместимости (5000 дал и более). Нижняя часть

пепвого резервуара заполнена слоем насадки высотой 0, 5—0, 7 м, а второй резервуар—на ²/з его высоты. Существуют также другие варианты запол­нения резервуаров насадкой и их взаимной компоновки.

Температуру вина в процессе вторичного брожения регулируют подачей хладоносителя в рубашку или с помощью выносного теплообменника. Бро­дильную смесь и дрожжевую разводку подают в поток дозирующими на­сосами при постоянном контроле их расхода.

Аппараты с насадкой предназначены для проведения вторичного бро­жения в условиях сверхвысокой концентрации дрожжей. Сверхвысокая кон­центрация дрожжевых клеток обеспечивается накоплением и фиксацией их на поверхности насадки. В процессе концентрирования дрожжей осуществ­ляют адаптацию их к условиям шампанизации с одновременным охлажде­нием.

Вино, прошедшее вторичное брожение, подвергают дальней­шей обработке, при которой протекают биохимические про­цессы, способствующие накоплению веществ, улучшающих вкус, букет и типичные свойства шампанского.

После вторичного брожения вино пропускают в потоке че­рез биогенераторы, в которых оно обогащается биологически активными веществами дрожжевых клеток. Биогенератор пред­ставляет собой вертикальный цилиндрический резервуар, за­полненный насадкой, на поверхности которой концентрируются в большом количестве дрожжевые клетки. В биогенераторе вино контактирует с дрожжами не менее 36 ч при удельной площади поверхности насадки не менее 65 м² на 1 дал шам­панизированного вина, поступающего в биогенератор в течение 1 ч. Рабочая вместимость биогенератора V& составляет Vq = = Vot/K, где Vo — количество шампанизированного вина, посту­пающее в аппарат, дал/ч; t — время нахождения шампанизиро­ванного вина в аппарате, ч (^> 36 ч); К — коэффициент, учиты­вающий уменьшение вместимости аппарата за счет наполните­лей (определяется экспериментально).

После прохождения через биогенераторы вино объединяют в общий поток и направляют в теплообменник-охладитель, в котором оно охлаждается до температуры минус 3—4 " С. Охлаждение проводят быстро, в течение нескольких минут, чтобы исключалось выпадение винного камня в готовом шам-* панском. Для охлаждения шампанизированного вина приме­няют рассольные теплообменники кожухотрубного или змееви-кового типа, в которых поток вина поддерживают в режиме, близком к ламинарному.

Охлажденное шампанское направляют в термос-резервуары для выдержки в условиях низкой температуры. Термос-резерву­ары имеют насадку и термоизоляцию, обеспечивающую поддер­жание постоянной температуры вина. В процессе выдержки вино обрабатывают холодом, оно становится более стабиль­ным, освобождается от значительного количества дрожжей и веществ, выпадающих в осадок при воздействии холода. Ох­лажденное шампанское выдерживают в потоке не менее 24 ч при условии, что удельная площадь поверхности насадки в тер-

мос-резервуарах составляет не менее 40 м² на 1 дал вина, по­ступающего в течение 1 ч. Общую вместимость термос-резер­вуаров определяют так же, как биогенератора, принимая

f> 24 ч.

После выдержки в термос-резервуарах в вино дозируют экспедиционный ликер в количестве, необходимом для обеспечения требуемых кондиций по содержанию сахара в вы­пускаемой марке шампанского. Экспедиционный ликер готовят так же, как при бутылочном способе производства шампан­ского. Точное дозирование экспедиционного ликера и равно­мерное распределение его в массе шампанского достигаются с помощью специальных устройств.

После внесения экспедиционного ликера шампанское фильт­руют или осветляют другими способами до полной товарной прозрачности. Фильтрацию проводят на специальных фильтрах в условиях повышенного давления и низкой температуры. В процессе фильтрации температура шампанского должна быть не выше — 3 °С, а давление — не ниже 350 кПа.

Осветленное шампанское поступает в приемные резервуары, в которых его выдерживают не менее 6 ч при постоянной низ­кой температуре и затем подают на розлив в бутылки. Чтобы исключить выделение из шампанского диоксида углерода, в приемных резервуарах поддерживают постоянное давление путем подачи в них С0₂ из баллонов.

Бутылки перед розливом желательно охлаждать до темпе­ратуры минус 1—2 °С во избежание вспенивания вина и по­терь диоксида углерода. Непосредственно перед заполнением бутылок из них удаляют воздух путем вакуумирования или другим способом. Розлив проводят по уровню в мягком дина­мическом режиме, приближающемся к ламинарному. При та­ком режиме розлива исключается дешампанизация вина, в шампанское попадает минимальное количество воздуха, уменьшаются потери вина и диоксида углерода. В процессе розлива температура вина в бачке разливочной машины дол­жна быть не выше —1 °С, а давление — не ниже 200 кПа.

После розлива шампанского и укупорки бутылок они по партиям поступают на контрольную выдержку. Контрольную выдержку проводят при температуре 17—25 °С не менее 5 сут. В процессе выдержки каждую партию шампанского под­вергают химико-микробиологическому анализу и органолепти-ческой оценке.

После выдержки делают бракераж на качество укупорки, отсутствие помутнений и посторонних включений.

Контрольная выдержка — трудоемкая операция, требующая больших площадей для укладки бутылок. Она мо­жет быть заменена термической обработкой бутылок с шампан­ским в специальных камерах. При шампанизации вина в усло­виях сверхвысокой концентрации дрожжей, когда гарантиру-

ется достаточно высокая стабильность шампанского, контроль­ную выдержку не проводят.

На рис. 66 приведена полная технологическая схема произ­водства шампанского непрерывным способом.

В настоящее время многие заводы шампанских вин приме­няют способ шампанизации вина в условиях сверхвысокой кон­центрации дрожжей, разработанный Н. Г. Саришвили и со­трудниками. По этому способу технологический процесс ведут следующим образом (рис. 67). Обработанный купаж, содержа­щий резервуарный ликер, охлаждают в теплообменнике до тем­пературы 6—7 °С и через фильтр подают насосом-дозатором на шампанизацию в аппараты с насадкой. В первый аппарат бро­дильная смесь поступает сверху, а выводится снизу, во вто­рой— наоборот. Такая схема потока создает наиболее благо­приятные условия для распределения дрожжевых клеток на поверхности насадки и в массе вина.

В первом аппарате проходит преимущественно процесс вто­ричного брожения, во втором вино обогащается биологически-и поверхностно-активными веществами дрожжевых клеток. Вторичное брожение ведут при температуре 10—12 °С, обес­печивая содержание сахара в вине на выходе из первого бро­дильного резервуара не более 0, 6 и из второго — 0, 3 г на 100 мл. Шампанизируемое вино из второго аппарата поступает на выдержку в батарею резервуаров. Затем его охлаждают до температуры минус 3—4 °С в теплообменнике и выдерживают при этой температуре в течение 24 ч в аппаратах, заполненных насадкой. После выдержки в вино добавляют экспедиционный ликер для доведения содержания сахара в шампанском до тре­буемых кондиций. Полученное шампанское направляют в при­емные термос-резервуары и затем на розлив в бутылки. Для улучшения качества и повышения стабильности готового шам­панского оно может быть обработано теплом при температуре 45—50 °С в течение 1, 5—2 ч.

При шампанизации вина в непрерывном потоке в условиях сверхвысокой концентрации иммобилизованных клеток дрож­жей, по данным Н. Г. Саришвили и Е. Н. Сторчевого, интенси­фицируются биохимические превращения и восстановительные реакции благодаря контакту вина с большим количеством дрожжей, находящихся в различном физиологическом состоя­нии. Насадка в аппаратах непрерывной шампанизации обеспе­чивает равномерность потока и способствует дифференциро­ванному распределению дрожжевых клеток в соответствии с их физиологической активностью. В результате этого условия проведения процесса шампанизации приближаются к условиям основных периодов бутылочной технологии при значительном сокращении их продолжительности.

Для повышения качества шампанского, получаемого непре­рывным способом, вино, прошедшее шампанизацию на марку

^ t; га я; г, -.= Р- и

a i Sc а.3 К*³ I ч в J и в

о " oiS ь га

О I.-в "

О 'Яд ^ _.

С «^O.-MgfltK р. В

л е.;

H'»Ul.^ ' CO

rt 4 2o„^k4.„uoj3 5Е2в«оая₀

811.> lil

& >.o) ft в - в ш в ям g в 5.-«5 в

«CO | J,»"!! " '-»

issi

Ю < y «J £ >.£ ^{(_, са}

о ■ -о.о.й ^н * в о g«s Й

Ч £ 2.3 I»™ч" > а£ О в %а*п в в«t< о _

в а«2 S. о Р* в &

ОИ5Я2^^ЛЙ|й

§^& ййвй& §& 1|

8 " e.8 BS^SS«Sg

В ft«.. „ _ В «I «

ч к

И U £ ™ Г

к & Я" 5, а в»:

Рис. 67- Технологическая схема производства шампанского в условиях сверх­высокой концентрации дрожжей:

/ — насос; 2 — ферментатор; 3, 23 — резервуары для обработки холодом; 4, 12, 20 — теплообменники-охладители; 5, 19 — резервуары для обработки вина теплом; 6, 18 — теплообменники-подогреватели; 7, 13 — фильтры; 8 — воздуходувка; 9 —воздушный фильтр; 10 — аппарат для приготовления дрожжевой разводки; // — активатор; И — насос-дозатор; /5 — ротаметр; 16 — аппараты для вторичного брожения и биогенера­ции; /7 — резервуары для выдержки шампанизированного вина; 21, 22 — резервуары для ликеров (соответственно резервуарного и экспедиционного); 24 — приемный резер­вуар для готового шампанского

брют, дополнительно выдерживают в системе резервуаров в потоке или в аппаратах периодического действия при темпе­ратуре не выше 25 °С в условиях, исключающих проникнове­ние воздуха и потери вином диоксида углерода. Во время такой выдержки продолжаются биохимические процессы, которые обеспечивают созревание шампанского, дальнейшее развитие его букета и вкуса. После обработки холодом и введения экс­педиционного ликера выдержанное шампанское разливают в бутылки. По такой технологии при выдержке в течение б мес готовят шампанское «Золотое».

Резервуарный периодический способ производства шампан­ского предусматривает проведение вторичного брожения в ста­тических условиях в крупных герметизированных металличе­ских резервуарах •—акратофорах — с последующим охлажде­нием шампанизированного вина до температуры минус 4—5 °С, фильтрацией в условиях повышенного давления и розливом ос­ветленного шампанского в бутылки под давлением на специ­альных машинах. Периодический способ шампанизации вина в акратофорах в настоящее время утратил свое значение и в производстве шампанского имеет ограниченное применение. Он используется главным образом в производстве игристых вин других типов.

Существует несколько технологических схем резервуарной периодической шампанизации. В СССР с 1937 г. применяется технология, разработанная А. М. Фроловым-Багреевым. По этой технологии в акратофорную бродильную смесь вводят

*

с резервуарным ликером все коли- ⁵ чество сахара, необходимое как

⁶ для вторичного брожения, так и
для обеспечения в готовом шам­
панском содержания сахара, соот-

7 ветствующего выпускаемой 'его
марке (в г/л): брют 22, сухое 52,
полусухое 72, полусладкое 102,

⁸ сладкое 122. Допускаются откло­
нения от указанного количества са­
хара в акратофорной смеси не бо­
лее ±2 г/л.

³ Для выравнивания кондиций в бродильную смесь разрешается вносить лимонную кислоту, чтобы повысить титруемую кислотность смеси не более чем на 1 г/л, а так- 10 же диоксид серы до 20 мг/л. Для приготовления акратофорной смеси используют прошедшие полный цикл технологической обработки розливостойкие шампанские вино-материалы (купажи). Помимо ре-зервуарного ликера в смесь вводят разводку ЧКД с доведением кон­центрации дрожжевых клеток до 2—3 млн./мл.

Вторичное брожение ведут пе­риодическим способом в акратофо-рах (рис. 68), представляющих со­бой вертикальные цилиндрические резервуары из коррозиестойкой стали цельносварной конструкции, рассчитанные на внутреннее рабо­чее давление не менее 500 кПа. Акратофоры снабжены систе­мой регулирования температуры брожения в виде рубашек и змеевиков, термогильзами для термометров, манометрами для регистрации внутреннего давления во время брожения, люками и винопроводами с вентилями.

Вторичное брожение в акратофорах проводят при темпера­туре не выше 15 °С. Ход брожения регулируют изменением температуры с таким расчетом, чтобы суточный прирост дав­ления после достижения 80 кПа не превышал 30 кПа. Вторич­ное брожение должно проходить не менее 20 сут при общей продолжительности процесса шампанизации в акратофоре 25 сут. В результате шампанизации сбраживается не менее 18 г/л сахара и достигается конечное рабочее давление в акра­тофоре 400 кПа при температуре 10 °С.

После окончания вторичного брожения и установления кон­диций, соответствующих выпускаемой марке, шампанское в акратофоре охлаждают до температуры минус 3—5 °С (в за­висимости от марки) в течение не более 18 ч и затем выдер­живают при температуре охлаждения не менее 48 ч. Состав шампанского, обработанного холодом, проверяют на соответ­ствие кондициям, после чего вино фильтруют и направляют на розлив. Фильтрацию проводят при температуре не выше минус 2—3 °С и давлении не менее 350 кПа, чтобы избежать дешам-панизации и сохранить типичные качества шампанского, сло­жившиеся при вторичном брожении.

Периодическим способом получают шампанское более низ­кого качества, чем непрерывным и бутылочным. В нем не раз­виваются в полной мере характерные для выдержанного шам­панского особенности вкуса и букета, оно имеет обычно более или менее выраженные тона окисленности и худшие игристые и пенистые свойства. Это объясняется тем, что резервуарная смесь, поступающая в акратофоры, содержит кислород, а вино в процессе периодической шампанизации не обогащается в до­статочной мере ферментами и продуктами автолиза дрожжей. Для частичного улучшения качества шампанского, получа­емого периодическим резервуарным способом, рекомендуется обескислороживать купажи и обрабатывать их теплом при тем­пературе 55—60 °С в течение 12—24 ч. В этом случае резерву-арный ликер вводят в процессе тепловой обработки, затем смесь охлаждают до температуры 15—18 °С, вносят дрожже­вую разводку и после тщательного перемешивания направляют на вторичное брожение.

При получении шампанского любой марки в акратофорную смесь вносят сахар в количестве 22 г/л и сбраживают весь са­хар, а затем дозируют экспедиционный ликер до кондиций по содержанию сахара, соответствующих каждой марке выпуска­емого шампанского.

Для лучшего сохранения типичных качеств и уменьшения потерь на розливе проводят предварительную фильтрацию шампанского с последующим переводом из акратофора в дру­гой охлажденный приемный резервуар, в котором дополни­тельно выдерживают осветленное шампанское не менее 6 ч при указанных выше условиях температуры и давления. После такой выдержки шампанское разливают в бутылки без фильт­рации при соблюдении тех же условий, что и при розливе шам­панского, получаемого непрерывным способом.

ИГРИСТЫЕ ВИНА РАЗЛИЧНОГО ТИПА

Наряду с Советским шампанским в нашей стране произво­дят игристые вина других типов, отличающиеся от шампан­ского по цвету, вкусу и аромату. По сравнению с шампанским

эти вина составляют относительно небольшую долю в общем производстве виноградных вин, пересыщенных диоксидом угле­рода.

В настоящее время выпускают игристые вина двух основ­ных качественных категорий: общесоюзных марок и специаль­ных марок (табл. 12).

Таблица 12

Игристые вина общесоюзных марок получают из различных рекомендованных для них сортов винограда на многих пред­приятиях по единым технологическим инструкциям.