Скачать 1 Mb.
|
Лабораторная работа № 6 Получение сухого, полусухого и полусладкого вина из плодово-ягодных культур Теоретическая часть В основе жизнедеятельности живой клетки микроорганизмов лежит сложная совокупность превращения веществ и энергии. Брожение — процесс обмена, складывающихся из двух противоположных процессов - процесса распада составных частей протоплазмы (диссимиляция), с другой -восстановление химического состава клетки за счет веществ, поступающих из внешней питательной среды (ассимиляция). Микроорганизмы обладают высокой биохимической активностью. В процессе обмена веществ они осуществляют самые разные химические реакции, в результате которых образуются ценные вещества: спирты, кислоты, эфиры, витамины и др. Спиртовое брожение. Спиртовым брожением называется процесс превращения микроорганизмами сахара в этиловый спирт и углекислый газ: C6H12O6 = 2CH3CH2OH + 2CO2 Возбудителями спиртового брожения являются дрожжи. Спиртовое брожение могут вызывать некоторые мицелиальные грибы, однако при этом образуется значительно меньше спирта. Первая стадия брожения – окислительная – включает превращение глюкозы до пировиноградной кислоты с образованием двух молекул восстановленного НАД*Н2 – промежуточного акцептора водорода: C6H12O6 = 2CH3СОСОOH + 2 НАД*Н2 На второй стадии – восстановленный НАД*Н2 передает водород конечному акцептору, который превращается в основной конечный продукт брожения. Дрожжи обладают ферментом пируватдекарбоксилазой, который катализирует реакцию декарбоксилирования пировиноградной кислоты мс отщеплением двух молекул углекислого газа и образованием уксусного альдегида: 2CH3СОСОOH = 2СН3СНО + 2СО2 Углекислый газ является одним из конечных продуктов спиртового брожения. Уксусный альдегид играет роль конечного акцептора водорода. Вступая во взаимодействие с НАД*Н2 он при участии фермента алкогольдегидрогеназы восстанавливается в этиловый спирт, а НАД*Н2 регенерируется в НАД: 2СН3О + НАД*Н2 = 2CH3CH2OH + 2НАД Реакция восстановления уксусного альдегида в этиловый спирт завершает спиртовое брожение. С энергетической точки зрения брожение – процесс малоэкономичный; недостаток выделяющейся при брожении энергии дрожжи возмещают за счет переработки большого количества сахара. На развитие дрожжей и ход брожения влияют многие факторы: химический состав среды, ее концентрация и кислотность, температура и др. Не все сахара сбраживаются дрожжами. Большинство дрожжей способны сбраживать моносахариды, а из дисахаридов – преимущественно сахарозу и мальтозу. Пентозы могут использовать лишь некоторые виды дрожжей. Крахмал дрожжи не сбраживают, так как они не имеют амилолитических ферментов. По характеру брожения дрожжи разделяют на верховые и низовые. Брожение, вызываемое верховыми дрожжами, протекает бурно и быстро при температуре 20-280С. На поверхности бродящей жидкости образуется много пены, и под действием выделяющегося углекислого газа дрожжи выносятся в верхние слои субстрата. По окончании брожения дрожжи оседают на дно бродильных сосудов рыхлым слоем. Брожение, вызываемое низовыми дрожжами, протекает спокойнее и медленнее, особенно если оно протекает при сравнительно низких температурах от 4 до 100С. Газ выделяется постепенно, пены образуется меньше, дрожжи выносятся на поверхность сбраживаемой среды и быстро оседают на дно бродильных емкостей. Этиловый спирт, накапливающийся в процессе брожения, неблагоприятно влияет на дрожжи. Его угнетающее действие проявляется при концентрации 2-5% в зависимости от вида и расы дрожжей. В большинстве случаев брожение прекращается при 12-14% (объемных) спирта. Некоторые расы дрожжей более спиртоустойчивы и образуют 16-18% спирта, некоторые до 20% спирта. Спиртовое брожение протекает нормально в анаэробных условиях, при этом дрожжи почти не размножаются. В среде, богатой кислородом, дрожжи ведут себя как аэробные организмы и активно размножаются. Процесс спиртового брожения лежит в основе виноделия, пивоварения, хлебопечения, производства этилового спирта и глицерина. Совместно с молочнокислым брожением оно используется при получения некоторых молочнокислых продуктов, при квашении овощей. Спонтанно возникающее спиртовое брожение в сахаросодержащих продуктах (фруктовых соках, сиропах, компотах и др.) вызывает их порчу. Многие дрожжи, широко применяемые в бродильном производстве, относятся к семейству Saccharomycetaceal, но особый интерес представляет род Saccharomycetes, представители которого широко используются в различных областях бродильного производства. Так, например, в качестве возбудителей спиртового брожения используют культурные дрожжи Sacch. cerevisiae различных рас, которые обладают высокой бродильной активностью, имеют и сохраняют анаэробный тип обмена, обладают стойкостью к продуктам обмена и посторонней микросфере, а также и к изменениям состава питательной среды. В практике винодельческой промышленности наиболее широко используются чистые культуры различных рас Sacch. vini, которые в процессе анаэробного брожения превращают моно- и дисахариды в этиловый спирт и диоксид углерода. Вино - продукт, образующийся в результате спиртового брожения виноградного или плодово-ягодного сока (сусла). Виноградное вино – напиток, получаемый в результате спиртового брожения виноградного сусла или мезги (раздробленные ягоды винограда). Согласно Постановлению ЕЭС № 822/87, виноградное вино – продукт, получаемый исключительно посредством полного или частичного сбраживания свежего винограда, включая дробленый, или виноградного сусла. В основе лежат биохимические процессы, происходящие в сбраживаемом соке под действием ферментов дрожжей. При брожении сусла часть сахара идет на построение биомассы дрожжей, большая же часть сахара сбраживается, образуя первичные продукты брожения - этиловый спирт и углекислый газ и вторичные продукты — глицерин, янтарную, уксусную и молочную кислоты, этиловый спирт и др. Образуется также небольшое количество метилового спирта. В основном при производстве вин используют виноградный сок. В среднем сок винограда содержит 10 - 30% сахаров (глюкозы, сахарозы, фруктоза); 0,5 - 1,7% органических кислот (винная, ягодная и др.); 0,1 -0,9% белковых веществ; 0,1 - 0,3% пектиновых веществ; 0,1 - 0,5% минеральных веществ, витамины ароматические вещества. Виноград, содержащий 17 - 20% сахаров, используют для получения столовых (сухих) вин, а для десертных вин виноград должен содержать не менее 26% сахаров. Изготовление вин отрабатывалось веками, поэтому в технологии каждого сорта существуют особые подходы, хотя принципиальные стадии укладываются в следующую схему: 1. Дробление винограда и отделение гребней. 2. Стекание и прессование мезги - получение двух видов сусла: сусло - самотек и сусло, полученное при прессовании мезги. 3. Осветление сусла выдерживанием в отстойных резервуарах в течение 20-24 часов. 4. Брожение. Осветленное сусло подается в бродильные емкости и в него вносят разводку винных дрожжей в количестве 1-2%. Температуру бродильного сусла поддерживают в пределах 15-20°С. К 8-10 суткам бурное брожение прекращается и начинается период дображивания, длительность которого составляет 2-3 недели, в течение которого дрожжи постепенно осаждаются и, наряду со спиртом и диоксидом углерода, образуются вторичные продукты брожения, играющие важную роль в создании вкуса и аромата вина (букет). 5. Снятие вина с осадка. По окончании брожения молодое вино «снимают» с дрожжевого осадка путем перелива в другую емкость. 6. Обработка и выдержка вина. Для всех типов вин предусматривается комплексная обработка, состоящая из следующих операций: купаж, деметаллизация, оклейка осветляющими веществами, обработка теплом и холодом, фильтрование и др. 6. Деметаллизация (удаление тяжелых металлов) осуществляется обработкой вин желтой кровяной солью, фитином, трилоном Б, которые соединяются с тяжелыми металлами вина образуют нерастворимые осадки. 7. Оклейка вина осуществляется внесением в вино органических (желатин, казеин, танин) или неорганических (диатомит, бентонитовые глины) сорбентов, взаимодействующих с коллоидами вина и образующих хлопьевидные осадки. 8. Охлаждение вина. Охлаждение ускоряет созревание и стабилизацию вина, так как при низких температурах снижается растворимость виннокислых солей, осаждаются дубильные вещества, белковые и пектиновые соединения, бактерии и споры грибов. 9. Тепловая обработка. Тепловая обработка 60-65°С повышает стойкость вина, ускоряют его дозревание. 10. Фильтрование. При фильтровании через различные материалы (диатомит, перлит и др.) вино освобождается от частиц мути. Существуют и другие технологические процессы в приготовлении вин в зависимости от требуемых качественных и количественных показателей их состава. В вине обнаружено около 350 химических веществ. В основном в состав вина входят вещества: - поступающие из сока виноградной ягоды в неизменном состоянии – органические кислоты, фенольные, азотистые и минеральные вещества; - поступающие из сока виноградной ягоды, но претерпевающие превращения в процессе брожения – моносахариды, фенольные вещества, полисахариды; - отсутствующие в соке виноградной ягоды и образующиеся в процессе брожения – этиловый, метиловый и высшие спирты, сложные эфиры, альдегиды, кетоны, молочная и уксусная кислоты, диоксид углерода. Согласно действующему ГОСТ «Вина виноградные и виноматериалы виноградные обработанные. Общие технические условия» принята следующая классификация вина:
- натуральные – сухие, сухие особые, полусухие и полусладкие; - специальные – сухие, крепкие, полудесертные, десертные, ликерные; 3. В зависимости от качества и сроков выдержки подразделяют на молодые, без выдержки, выдержанные, марочные, коллекционные; 4. По цвету вина подразделяют на белые, розовые и красные. Существуют и другие классификации вин, но в основном используют ту, которая представлена в таблице 4. Столовые вина - напитки, полученные в результате брожения свежего виноградного сока без добавления этилового спирта. В зависимости от сбраживаемого сахара их разделяют на сухие, полусухие, и полусладкие. Сухие - виноградный сок сбраживается полностью. Полусухие и полусладкие - брожение останавливают (охлаждением, оклейкой, пастеризацией) в момент, когда в бродящем сусле остается 0,5 -3% сахара (для полусухих) или 3 - 8% (для полусладких) Крепленые вина получают путем неполного сбраживания виноградного сока, прекращая брожение добавлением этилового спирта. Таблица 4 – Классификация виноградных вин
Наука о вине различает недостатки, пороки и болезни вин, как факторы, снижающие ценность вина. Недостатки вина условно подразделяются на два рода:
Пороки вина:
Также можно выделить воздушный привкус, привкус серной кислоты, привкус щелочи, лекарственный запах и др. Болезни вина:
Цель работы: получение вина в лабораторных условиях и оценка его качества. Практическая часть Поскольку работа выполняется в лабораторных условиях, то из технологического процесса исключаются деметаллизация, оклейка, охлаждение и тепловая обработка вина. Приборы и материалы: варенье или ягоды, протертые с сахаром; эмалированная или стеклянная емкость для приготовления сусла; плотная ткань или марля для отжатия сусла; воронки разных размеров; емкости для брожения (бутылки емкостью 0,75-1 дм3 темного цвета); напальчики и корковые пробки; кипяченая водопроводная вода. Приготовление разводки винных дрожжей В лабораторных условиях для получения суспензии дрожжей используют изюм, в одной ягоде которого содержится приблизительно около 23000 дрожжевых клеток. Ягоды не моют. За 7-10 дней до начала приготовления вина готовят разводку дрожжей из расчета 1-2% к объему сбраживаемого сусла. Для этого берут ягоды изюма, сахарный песок и кипяченую водопроводную воду в соотношении 1:2:10, то есть 50 г изюма, 100 г сахарозы и 500 см3 воды, и вносят в широкогорлую бутыль, смесь тщательно перемешивают встряхиванием и горловину бутыли закрывают ватной пробкой, через которую будет выходить СО2, образующийся при жизнедеятельности дрожжей. Бутыль помещают в темное место для проведения брожения (т.е. наращивания винных дрожжевых клеток). Этот процесс протекает при температуре 22- 25°С в течение 4-5 суток. По окончании брожения отделяют мезгу путем фильтрования через 2 слоя марли, а полученный фильтрат (разводка дрожжей) используют для засева сладкого сусла. Хранят разводку в холодильнике при температуре 4-6°С не более 10 дней. Приготовление сладкого сусла из варенья или ягод, протертых с сахарным песком (сырье) В таком сырье содержится около 70% сахаров, в основном сахарозы. При их экстрагировании потери составляют 5%. Таким образом, из 1 кг сырья извлекается приблизительно 650 г сбраживаемых сахаров. При приготовлении сусла необходимо учитывать содержание в нем сахара, так как от его количества зависит качество получаемого вина; в процессе брожения в сусле образуется этиловый спирт и СО2, и когда в нем накапливается 9-14% спирта, дрожжи погибают. Для извлечения сахарозы расчетное количество сырья смешивают с кипяченой водопроводной водой температурой 25-30сС, тщательно перемешивают, а затем отжимают через плотную ткань или несколько слоев марли, после отстаивания сусло повторно фильтруют или центрифугируют. В готовом сусле с помощью сахарометра измеряют количество сахаров, которое должно быть: при получении сухого вина - 18-21%, полусухого - 25-26%, полусладкого - 28-29%. Для приготовления сусла с содержанием сахара 18-21% на 1 л кипяченой воды вносят 320 г сырья или 1 кг сырья смешивают с 3 дм3 воды. Чтобы получить сусло с содержанием 25-26 % сахаров 1 кг сырья смешивают с 2,6 дм3 воды (1:2,6). Для получения сусла с содержанием сахара 28-29% соотношение должно быть 1:2,3, то есть 1 кг сырья смешивают (заливают) 2,3 дм3 кипяченой воды. Подготовка тары (посуды) Посуду моют сначала горячей водой с содой, после холодной, после чего ополаскивают холодной кипяченой водой. Постановка сусла на брожение Приготовленное сладкое сусло разливают в стеклянные бутылки на 4/5 их объема, вносят 2% разводки винных дрожжей (20 см3 на 1 дм3 сусла), на горлышко бутылки надевают напальчники, делая на них 2-3 прокола иголкой. Через эти отверстия будет выходить СО2, образующийся в сусле в процессе жизнедеятельности дрожжей. Затем ставят на брожение в помещение с температурой 18-20°С; более высокая температура может способствовать развитию в сусле уксуснокислых и молочных бактерий, спонтанно попавших в сусло при его приготовлении и заполнении емкостей. Активное брожение начинается через 4-5 дней и длится обычно 8-12 дней. Затем наступает период тихого брожения, продолжающийся 20-30 дней. А окончание брожения определяют визуально по осветлению вина и образованию осадка на дне сосуда. Отделение осветленного вина от осадка Вино нужно освободить от осадка, не замутив его. Для этого бутылку с вином ставят на стол, а пустую бутылку на табуретку или другую подставку с таким расчетом, чтобы она находилась ниже первой на ее высоту. В емкость с вином погружают резиновую или виниловую трубку так, чтобы она была на 2-3 см выше дрожжевого осадка. С другой стороны этой трубки втягивают при помощи груши, и когда оно начнет течь - опускают конец трубки в ниже стоящую емкость, то есть проводят декантацию вина, заполняя емкость до горлышка. Заполненную емкость с вином плотно закупоривают пробкой и ставят в холодное помещение для отстоя. Приблизительно через месяц вино вновь снимают с осадка декантированием в новую емкость (бутылку из-под вина), полностью заполняя ее и плотно закрывая пробкой, ставят в холодное помещение не менее чем на 2 месяца на дозревание. Контроль готового вина 1. Визуальное определение цвета, прозрачности, наличия или отсутствия осадка. 2. Определение содержания спирта в % абсолютного алкоголя (а.а.) с использованием стеклянного спиртомера. Для определения содержания спирта в вине в % а.а при помощи стеклянного спиртометра вино наливают в стеклянный цилиндр емкостью не менее 0,5 л. Размер цилиндра должен соответствовать размеру спиртометра. Наливать вино в цилиндр до краев не следует, так как при погружении вино может перелиться через край. Спиртометр должен находиться в центре цилиндра и ни в коем случае не касаться стенок или быть к ним очень близко, так как положение спиртометра в цилиндре отражается на точности показаний; недопустимо чтобы спиртометр касался дна цилиндра. Измерение проводят при температуре вина 20±4°С. Отсчет проводят по делениям шкалы спиртометра, выраженной в % абсолютного алкоголя (спирта). Деление, против которого остановился верхний мениск вина, характеризует содержание спирта в вине. Вино с содержанием спирта в пределах 9-12 % а.а будет использоваться в работе для получения фруктового уксуса. Данные по оценке качественных показателей готового вина, внесенные в таблицу 5. Таблица 5 - Оценка качественных показателей виноматериала
|
Учебно-методического комплекса дисциплины рабочая программа учебной... Учебно-методический комплекс дисциплины «Биотехнология комбинированных пищевых продуктов на основе молочного и микробиологического... | Учебно-методический комплекс дисциплины «Молекулярная генетика» ДС1 при подготовке дипломированных специалистов (инженер по специальности 240900 “Биотехнология”) и магистров по специальности химическая... | ||
В соответствии с федеральным законом №29 фз от 02. 01. 2000 г. «О... Фз от 02. 01. 2000 г. «О качестве и безопасности пищевых продуктов» безопасностью пищевых продуктов считается состояние обоснованной... | Рабочая программа дисциплины Основная цель освоения дисциплины сводится к формированию знаний в области проектирования продуктов и технологических процессов пищевых... | ||
Учебно-методический комплекс дисциплины «Производственная санитария» Изучение дисциплины базируется на знаниях, приобретенных в результате освоения следующих дисциплин ооп: «Биохимия», «Биологически... | I. рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры Целью освоения дисциплины «Вода пищевых продуктов» является приобретение теоретических знаний о физико-химических свойствах воды... | ||
Учебно-методический комплекс дисциплины «Теплотехника» Учебно-методический комплекс дисциплины «Теплотехника» разработан для студентов 3 курса по направлению 260501. 65 «Технология продуктов... | Учебно-методический комплекс рабочая программа для аспирантов специальности... Боме Н. А. Генная инженерия. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для аспирантов специальности 03. 01. 06 – Биотехнология... | ||
Учебно-методический комплекс дисциплины «Международный этикет» Учебно-методический комплекс дисциплины «Международный этикет» разработан для студентов 4 курса по направлению подготовки 260501.... | Учебно-методический комплекс дисциплины «Товароведение и экспертиза пищевых жиров» Материалы практических занятий | ||
Учебно-методический комплекс дисциплины «История русской кухни» Учебно-методический комплекс дисциплины «История русской кухни» разработан для студентов 1 курса по направлению подготовки 260501.... | Рабочая программа учебной дисциплины (рпуд) 10 I. Аннотация курса... Учебно-методический комплекс дисциплины «Продовольственный комплекс стран атр» разработан для студентов 2 курса по специальности... | ||
Учебно-методического комплекса дисциплины рабочая программа учебной... Учебно-методический комплекс дисциплины «Компьютерная графика» разработан для студентов 3 курса по специальности 240902. 65 «Пищевая... | Учебно-методического комплекса дисциплины рабочая программа учебной... Учебно-методический комплекс дисциплины «Физика» разработан для студентов 1,2 курса по специальности 240902. 65 «Пищевая биотехнология»... | ||
Контроль качества пищевых продуктов. Органолептическая оценка, как... Настоящие методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Введению в специальность» предназначены для студентов, обучающихся... | Рабочая программа учебной дисциплины (рпуд) 6 Учебно-методический комплекс дисциплины «Общая биология и микробиология» для студентов 3 курса по специальности 240902. 65 «Пищевая... |