<<
>>

1.3. Использование иммобилизованных дрожжей в производстве игристых вин

Иммобилизованные ферменты и микроорганизмы в последние годы находят всё более широкое распространение. Однако, применение ферментов ограничено в связи с немногочисленностью химически синтезированных, а также высокой стоимостью имеющихся чистых препаратов.

Поэтому в настоящее время внимание исследователей привлекают иммобилизованные микроорганизмы. Клетки микроорганизмов являются источником ряда ферментов. В иммобилизованном состоянии они имеют более высокую ферментативную активность по сравнению со свободными. Полиферментные системы иммобилизованных клеток способны к длительному функционированию, что позволяет многократно использовать микроорганизмы [29, 70, 71].

Биокаталитическая активность иммобилизованных клеток используется в самых различных сферах: в промышленности — для синтеза аминокислот, антибиотиков, органических кислот, трансформации стероидов и т.д.; в медицине — для улучшения пищеварения, удаления метаболитов, предотвращения появления опухолей; в охране окружающей среды — для обработки и очистки

сточных вод [29, 71, 82].

Сведения об использовании иммобилизованных микроорганизмов в виноделии относятся к получению столовых [34, 35, 109, 110, 115] и игристых [160, 179, 184, 192, 216] вин, проведению спиртового брожения [143, 171] и биологического кислотопонижения [146, 213, 214] и не выходят за рамки лабораторных и полупромышленных исследований.

В качестве носителей иммобилизованных микроорганизмов могут быть использованы вещества, как природного происхождения: каррагинан, фиплофорин, агар-агар, желатин, альгинат натрия и т.д., так и синтетического: ПААТ, пористое стекло, ионообменные смолы, многоатомные спирты, Na-КМЦ и т.д.

Для живых клеток наиболее оптимальный способ иммобилизации - это включение в гели, поскольку обеспечиваются "мягкие" условия, позволяющие сохранить активность клеток. Кроме этого метод прост в исполнении, не требует значительных затрат и даёт возможность варьировать концентрацией микроорганизмов.

Как говорилось ранее в производстве игристых вин бутылочным способом ремюаж один из наиболее сложных и трудоёмких приёмов технологического процесса. В связи с этим исследования по использованию иммобилизованных дрожжей представляют особый интерес. Главное преимущество использования этого технологического приема для проведения вторичного брожения в бутылках состоит в том, что появляется возможность ликвидации дрожжевого осадка и

сокращение операции ремюажа с нескольких месяцев до нескольких секунд. Национальным институтом Агрономических исследований Франции в 1980 году был разработан и запатентован способ производства игристых вин бутылочным методом с использованием иммобилизованных дрожжей.

Наибольшее предпочтение для иммобилизации дрожжей с целью их использования для шампанизации отдаётся гелям альгината натрия [14, 165, 168, 171, 188,216].

Основным источником получения альгиновой кислоты и ее солей является

бурая водоросль рода Laminariae. В меньшей степени используются водоросли родов Macrocystis и Phaerophycacae. Главными производителями альгината в СНГ являются Архангельский, Приморский и Новороссийский водорослевые комбинаты (Россия)

Исследования Divie Ch. с сотр. [151], Бамбалова Г. [14], Togores J. [216], Fumi М. с сотр. [161, 163] показали, что при иммобилизации в гелях альгината кальция повышается активность клеток, при этом не нарушается их способность к размножению. Одним из преимуществ использования Са-альгинатных гранул является возможность разрушения их структуры для контроля физиологического состояния и концентрации клеток.

При использовании иммобилизованных дрожжей не наблюдается значительной разницы в скорости вторичного брожения, содержании СО2 и остаточных сахаров по сравнению со свободными дрожжами [147, 161, 179, 201]. В некоторых исследованиях [192] обнаружено более высокое значение конечного давления СОг при использовании иммобилизованных дрожжей. Однако, Bach Н. [133] отмечает задержку начала вторичного брожения.

на иммобилизованных дрожжах по сравнению со свободными, но это не сказывается на конечном давлении СО2.

В работах Divie Ch. с сотр. [151], Fumi М. с сотр. [160, 161, 163], Бамбалова Г. с сотр. [15], Crapisi А. с сотр. [147] при исследовании основных компонентов игристых вин - этанола, глицерина, общего азота, органических кислот - не было выявлено значительных различий в образцах, полученных на иммобилизованных и свободных дрожжах.

Исследования, проведенные Гориной В.А. с сотр. [39] также показали отсутствие различий в основных физико-химических показателях и органолептической оценке кюве, полученном на иммобилизованных и свободных дрожжах.

В работе Millies К. [192] отмечается, что игристые вина, полученные с иммобилизованными дрожжами, имели тонкую игру, высокую гармоничность

вкуса и яркую окраску.

Исследуя некоторые аспекты применения иммобилизованных дрожжей в производстве тихих и игристых вин, Fumi М. с сотр. [160, 161, 163] показали, что клетки дрожжей, включённые в гели альгината, накапливают больше резервных и структурных полисахаридов, больше ДНК и РНК, чем свободные клетки. При этом исследователи отмечают, что повышенное содержание полисахаридов в клетках не оказывает значительного влияния на содержание полисахаридов в игристом вине.

Электронно-микроскопические исследования иммобилизованных в геле клеток дрожжей, проведенные Саришвили Н.Г. с сотр. [109], свидетельствуют о том, что последние отличаются от свободных клеток большей поверхностью мембраны (за счёт чашевидных углублений и щелевидных инвагинаций), большим количеством митохондрий и плотностью цитоплазмы. Автор отмечает, что такая структурная перестройка повышает активность ферментных систем клеток. Это способствует более усиленному переходу биологически активных веществ в среду и изменению её физико-химического состава, вследствие чего ускоряются биохимические процессы, протекающие при формировании и созревании вина.

Вместе с тем основное преимущество использования иммобилизованных дрожжей - это сокращение операции ремюажа, что позволяет снизить занятость производственных площадей на 50% [179].

Несмотря на то, что использование иммобилизованных дрожжей является высокоэффективной, малозатратной и перспективной технологией, в ней есть и ряд нерешённых проблем.

Наиболее значительными из них являются следующие: предотвращение выхода дрожжей из матрицы, последующая коллоидная стабильность игристого вина и способ дозировки гранул без их механического разрушения [154].

Основными направлениями в решении проблемы выхода дрожжей из матрицы являются: отработка режимов и условий получения иммобилизованных дрожжей и гранул с дополнительным слоем носителя; различные предобработки дрожжей и гранул; использование рас дрожжей , которые в наименьшей степени

подвержены деимобилизации.

По мнению многих исследователей [139, 145, 155, 161, 177, 184, 201], покрытие гранул дополнительным слоем носителя наиболее эффективный способ решения этой проблемы.

Kuzmanova S. с сотр. [177] показали, что двухслойные гранулы имеют более прочную механическую структуру. При этом наружный слой альгината не оказывает влияния на скорость диффузионных процессов.

В работе Yicova Е. с сотр. [230] для получения двухслойных гранул рекомендуется использовать оборудование, соответствующее изобретению PV 5458-85. Ими же рекомендуется дополнительная обработка гранул 5 %-ым раствором СаСІ2 или 0.3 %-ым раствором винной кислоты.

Что касается различных дополнительных обработок, то в работе Trioli с сотр. [217] показано, что с помощью 3-5 промывок 10-ю объёмами воды снижается количество кальция, выделяемого матрицей. При этом повышается способность матрицы к удерживанию дрожжей в процессе брожения.

Есть данные по использованию коммерческих препаратов сухих иммобилизованных дрожжей, таких как "Immoferm", "Uvaferm РМ" и др. Такие гранулы отличаются повышенным содержанием кальция с целью обеспечения их стабильности [133, 183, 210].

С целью решения проблемы выхода клеток из матрицы Fumi М. с сотр. [161, 163] исследовали зависимость этого процесса от исходной концентрации дрожжей в носителе. Показано, что выход клеток зависит от соотношения дрожжи : гель: чем выше исходная концентрация дрожжей в геле, тем меньше выход и наоборот. Авторы объясняют это тем, что при большой концентрации у иммобилизованных дрожжей снижается способность к размножению.

Ещё одно направление в решении этой сложной проблемы - это использование, так называемых, "патронов", в которых заключены клетки [172, 207].

Quetsch К.-Н. [207] для получения абсолютно прозрачного игристого вина,

не требующего ремюажа и дегоржажа, предлагает использовать укупорку из натуральной пробки со встроенными во внутрь иммобилизованными дрожжами.

В работе Jallerat Е. с сотр. [172] приведены результаты исследований двух типов патронов "Millispark". Первый патрон состоял из двух микропористых мембран - гидрофильной и гидрофобной. При этом отмечено, однако, что процесс вторичного брожения длился около 6 месяцев, наблюдалось содержание остаточного сахара и значительная разница в дегустационной оценке между опытными и контрольными (на свободных дрожжах) образцами. Второй патрон "Millispark" состоял из микропористых гидрофильных волокон, расположенных в горлышке бутылки. При его использовании вторичное брожение полностью прошло менее чем за 3 месяца. Использование такого типа патрона наиболее приближает к условиям получения игристого вина по классической технологии.

При разработке режимов иммобилизации дрожжей на основе альгината из водоросли рода Laminariae (производства Архангельского водорослевого комбината) Палик З.П. [97] было установлено:

• продолжительность выдержки гранул в растворе осадителя не влияет на

выход клеток из матрицы;

• предварительная обработка дрожжей перед иммобилизацией и гранул с включенными клетками увеличивала процесс деиммобилизации;

• оптимальный возраст культуры для иммобилизации соответствует концу экспоненциальной фазы развития;

•концентрация дрожжей в геле — 45±5 млн/см3, в тиражной смеси — 0,9±0,1 млн/см3.

Автором были подобраны расы дрожжей, обеспечивающие минимальный выход из носителя — Sacch. bayanus Севастопольская-23 и Sacch. cerevisiae Шампанская-83.

Таким образом, из представленного литературного обзора видно, что использование иммобилизованных дрожжей в производстве игристых вин бутылочным способом имеет большие перспективы. Основное преимущество

использования этого технологического приема сводится к сокращению операции ремюажа. При сравнении образцов, полученных с использованием связанных и свободных клеток, не выявлено значимых различий в физико-химических и органолептических показателях. Тем не менее, вопросы, касающиеся влияния иммобилизованных дрожжей в поцессе вторичного брожения и послетиражной выдержки на компоненты, ответственные за возникновение коллоидных и кристалличеких помутнений, остались нерешенными. Между тем, решение этой проблемы столь же существенно, как и предотвращение выхода дрожжей из матрицы, ибо позволит сократить продолжительность ремюажа до нескольких секунд, т.е. практически исключить его из технологического цикла.

<< | >>
Источник: СОГОЯН КАРИНЭ РУДОЛЬФОВНА. БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИММОБИЛИЗОВАННЫХ ДРОЖЖЕЙ В ПРОИЗВОДСТВЕ ИГРИСТЫХ ВИН БУТЫЛОЧНЫМ СПОСОБОМ. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Ялта, 1998. 1998

Скачать оригинал источника

Еще по теме 1.3. Использование иммобилизованных дрожжей в производстве игристых вин:

  1. Использование микроорганизмов для получения БАД, обогащенных микроэлементами
  2. Использование ассоциации микроорганизмов для очистки сточных вод нефтеперерабатывающей промышленности
  3. СОГОЯН КАРИНЭ РУДОЛЬФОВНА. БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИММОБИЛИЗОВАННЫХ ДРОЖЖЕЙ В ПРОИЗВОДСТВЕ ИГРИСТЫХ ВИН БУТЫЛОЧНЫМ СПОСОБОМ. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Ялта, 1998, 1998
  4. ОГЛАВЛЕНИЕ
  5. ВВЕДЕНИЕ
  6. 1.1. Формирование коллоидной системы вин
  7. 1.2. Влияние основных технологических приёмов производства игристых вин бутылочным способом на содержание биополимеров.
  8. 1.3. Использование иммобилизованных дрожжей в производстве игристых вин
  9. 1.4. Влияние сроков выдержки на качество игристых вин
  10. 1.6. Заключение и обоснование направления исследований
  11. 3.1. Разработка режимов иммобилизации на основе альгината натрия из черноморской бурой водоросли рода Cistozeira.
  12. 3.2.1 Особенности вторичного брожения с использованием дрожжей, иммобилизованных в геле альгината натрия из водоросли рода Cistozeira.
  13. 3.2.2. Влияние иммобилизованных дрожжей на динамику физико-химических показателей кюве
  14. 3.2.3. Изменение содержания высокомолекулярных и фенольных соединений в зависимости от их исходного содержания в процессе послетиражной выдержки.
- Акушерство и гинекология - Анатомия - Андрология - Биология - Болезни уха, горла и носа - Валеология - Ветеринария - Внутренние болезни - Военно-полевая медицина - Восстановительная медицина - Гастроэнтерология и гепатология - Гематология - Геронтология, гериатрия - Гигиена и санэпидконтроль - Дерматология - Диетология - Здравоохранение - Иммунология и аллергология - Интенсивная терапия, анестезиология и реанимация - Инфекционные заболевания - Информационные технологии в медицине - История медицины - Кардиология - Клинические методы диагностики - Кожные и венерические болезни - Комплементарная медицина - Лучевая диагностика, лучевая терапия - Маммология - Медицина катастроф - Медицинская паразитология - Медицинская этика - Медицинские приборы - Медицинское право - Наследственные болезни - Неврология и нейрохирургия - Нефрология - Онкология - Организация системы здравоохранения - Оториноларингология - Офтальмология - Патофизиология - Педиатрия - Приборы медицинского назначения - Психиатрия - Психология - Пульмонология - Стоматология - Судебная медицина - Токсикология - Травматология - Фармакология и фармацевтика - Физиология - Фтизиатрия - Хирургия - Эмбриология и гистология - Эпидемиология -