Новая раса дрожжей для сбраживания плодово-ягодных вин

УДК.663.3. Абакарова А.А.

НОВАЯ РАСА ДРОЖЖЕЙ ДЛЯ СБРАЖИВАНИЯ ПЛОДОВО-ЯГОДНЫХ ВИН Abakarova A.A.

A NEW RACE OF YEAST FOR FERMENTATION OF FRUIT-AND-BERRY WINES

Основной целью работы было выделение штамма дрожжей для производства плодовых вин. Выявлены специфические условия культивирования (рН, температура), необходимые для развития полезных свойств дрожжей. Показано, что выделенная культура S. cerevisiae «Айвовый- Y-39 73» отличается от контрольного штамма дрожжей Saccharomycesvini «Дербентская яблочная Y-1905», используемого в приготовлении плодовых напитков с довольно высокой бродильной активностью.

Ключевые слова: дрожжи, селекционная работа, брожение, ликероводочное производство.

The main aim of the work was to allocate a strain of yeast for the production of fruit wines. The specific conditions of cultivation (pH, temperature, necessary for the development of useful properties of yeast.It is shown, that the selected culture of S. cerevisiae «Quince-D» differs from the reference strain of yeast Saccharomyces vini «Derbent malic Y-1905» (RF Patent № 2036230), used in the preparation of fruit drinks is quite high бродильной activity.

Key-words: yeast, selection work, fermentation, distillery production.

Приоритетным направлением современной науки о питании является укрепление контроля качества и безопасности производимой продукции. Перед предприятиями отраслей пищевой промышленности поставлена задача по реконструкции и техническому перевооружению предприятий на основе внедрения энерго- и ресурсосберегающих технологий, расширения ассортимента. Решение поставленной задачи связанно с интенсификацией технологических процессов; созданием и внедрением высокопроизводительного оборудования; совершенствованием существующих технологий; улучшением качества продукции на основе применения новых видов сырья; значительным снижением себестоимости и потерь готовой продукции.

Была отмечена также необходимость осуществления мероприятий, направленных на повышение качества напитков, обладающих лечебно-профилактическими свойствами:

- расширение ассортимента цветных ликероводочных изделий на основе натуральных соков, морсов и напитков растительного сырья;

- регулярное проведение заседаний заводских дегустационных комиссий и периодическое направление изделий на сравнительные дегустации в Центральную дегустационную комиссию отрасли;

- усовершенствование действующих и разработку новых методов осветления и повышения стойкости цветных ликероводочных изделий.

Ассортимент ликероводочных изделий насчитывает примерно 600 наименований, среди которых значительное место занимают алкогольные и безалкогольные напитки, приготовленные на сахаре, морсах, настоях, ароматных спиртах.

Высококислотные лесные плоды все больше используются в производстве плодово -ягодных вин. В этом плане нами разработаны и предлагаются новые способы приготовления экологически чистых напитков из плодового сырья с хорошими лечебными и пищевкусовыми свойствами.

Развитие в нашей стране рыночных отношений, предпринимательства, появление

фирм, занимающихся посреднической деятельностью, торговлей и производством, коснулись и сферы переработки дикорастущих съедобных растений, которыми особенно богаты леса Сибири и Дальнего Востока. Дикорастущие пищевые растения - это источник витаминов, минеральных и других биологически активных веществ. В то же время они представляют собой экологически более благоприятные продукты, на что теперь обращается внимание.

Результаты исследований растительных ресурсов свидетельствуют о наличии на территории Дагестана многих разновидностей плодово-ягодного сырья, в том числе дикорастущих, обладающих уникальным вкусом и ароматическими свойствами. Для бережного, рационального использования сбор и заготовка даров леса должна вестись на научной основе по специально составленным картам для всех районов страны. Однако в прошлом в Дагестане в связи с бессистемным ведением сельского хозяйства дикорастущие плодовые и орехоплодные развивались самосевом в разных открытых местах.

В условиях механизированного товаропроизводства сельского хозяйства база для произвольного развития диких плодовых и орехоплодных самосевом ограничено. Поэтому с учетом питательной и диетической ценности и научно-флористического значения имеется настоятельная необходимость определения места на земельных фондах для размещения и развития дикорастущих плодовых в составе естественной растительности.

Имеются данные, что в условиях изреженного леса, в подлесках или на лесных полянах они отлично развиваются и дают обильный и устойчивый урожай.

Возможный годовой объем сбора диких плодов в Республике Дагестан составляет более 14 тыс. тонн. Достаточно рациональное использование и сохранение растительных ресурсов можно наладить, лишь изучив пути и способы распространения наиболее ценных видов растений, их биологию, химические особенности и внутривидовое разнообразие, а так же разработав мероприятия по комплексному и рациональному их использованию.

Они могут значительно обогатить наш пищевой рацион так необходимыми человеческому организму витаминами и питательными веществами, способствовать лучшему протеканию биохимических процессов в организме.

Так, например, при совместном употреблении их с другими пищевыми продуктами улучшается переваривание пищи, усвоение белков, жиров, минеральных веществ, что объясняется исключительно богатым химическим составом дикорастущих плодов и ягод.

При этом надо иметь в виду, что химический состав плодов и ягод зависит от их вида, географических и климатических условий их произрастания, состава почв и т.д. Немалую роль в получении плодов и ягод с высокими питательными свойствами играют сроки сбора, степень зрелости, условия и продолжительность хранения, способы технологической обработки и многие другие факторы.

Плодово-ягодное сырье республики богато такими биологически активными веществами, как витамины, необходимыми макро - и микроэлементами, органическими и аминокислотами, пектиновыми и дубильными веществами, биофлавоноидами и антоцианами, эфирными маслами и фитонцидами, которые в той или иной степени принимают участие в формировании вкуса, аромата, стабильности продукта и его целебных свойств.

Плодово-ягодные вина являются приятными на вкус питательными напитками. Пищевая ценность их обусловлена содержанием в соке плодов и ягод различных соединений: ароматических, красящих и дубильных веществ, органических кислот и витаминов и др. При правильном приготовлении в плодово-ягодных винах сохраняются витамины, содержащиеся в соке.

Для производства плодово-ягодных вин в России и в других странах СНГ используется довольно ограниченный перечень рас дрожжей, мало отвечающих тем требованиям, которые предъявляют к ним современные технологии - скорость и полнота брожения, органолептические свойства и т.д.

Поэтому в настоящее время назрела необходимость поиска новых рас дрожжей для производства плодово-ягодных напитков.

Одним из средств увеличения активности дрожжей и улучшения качества виноматериалов является использование таких штаммов, которые обладают высокой генеративной и ферментативной активностью.

Основной целью нашей работы стало выделение штамма дрожжей для производства плодовых вин.

Предлагаемый штамм Saccharomycescerevisiae выделен из осадков после сбраживания айвового сусла, полученного из дикорастущей айвы, произрастающей в центральном Дагестане. Из отдельно выросших дрожжевых колоний методом Линднера на сусло-агаре в чашках Петри был выделен штамм.

В результате проведенных нами исследований по выделению штамма Saccharomycescerevisiae «Айвовый-Д» из природных условий и дальнейшей селекционной работы, изучения морфофизиологических, биохимических, культуральных, технологических свойств, получен новый штамм «Айвовый-Д». Выявлены специфические условия культивирования (рН, температура), необходимые для развития полезных свойств дрожжей.

Обнаружена выраженная пластичность приспособительных реакций, что приводит к изменению морфофизиологических, культуральных признаков, росту, развитию клеточной популяции.

Штамм дрожжей Saccharomycescerevisiae «Айвовый-Д» депонирован во Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов (ВКПМ), ФГУП ГосНИИгенетика под регистрационным номером Y-3973.

Предлагаемый штамм имеет следующую характеристику.

Морфологические признаки.

Клетки округло-овальной формы на сусло-агаре размером 4-5х6-8 мкм., в жидкой среде (айвовый сок)-4-6х7-9 мкм. Микроколонии темно-палевого цвета с розовинкой, округлой формы, блестящие, гладкие с ровным краем, размером 2-3 мм. Макроколония (20-ти суточная)- округлой формы, размером 2,5х2,2 см., поверхность радиально исчерчена, блестящая, палевого цвета с розовинкой, профиль слегка выпуклый, край волнистый, структура однородная, консистенция мажущая.

Спорообразование.

Штамм Saccharomycescerevisiae «Айвовый Y-3973 » размножается вегетативным путем, образует сумки со спорами. На 3-4 сутки образует 1-2 споры в клетке. Для определения спорообразования применялись следующие среды: среда Городковой, гипсовые блоки, голодный агар.

Культуральные и физиологические признаки.

После сбраживания айвового сусла образуется плотный осадок. Культура Saccharomycescerevisiae «Айвовый Y-3973» полностью сбраживает: глюкозу, фруктозу, сахарозу, галактозу, мальтозу, 1/3 рафинозы, не сбраживает и не усваивает лактозу и инулин.

Отношение к спиртам, органическим кислотам, азотистым веществам.

Из спиртов усваивает этиловый и глицерин.

Из органических кислот усваивает уксусную, молочную, винную, лимонную.

Из азотистых веществ усваивает пентон, сернокислый аммоний, мочевину, аспарагин, дифениламин.

Бродильные свойства.

Сбраживает айвовый сок с массовой концентрацией сахара 14,75 г/100 см , при t 20°С, образуя 8,85 об% спирта.

Улучшает качество плодово-ягодных вин за счет меньшего синтеза летучих кислот. Опытный штамм заканчивает брожение на 36-48 ч раньше контроля, осветление виноматериала наступает раньше. В результате образуется плотный крупнозернистый

осадок, что способствует большему проценту съема осветленного виноматериала и уменьшению опалесценции.

Пример использования штамма. Для проведения использовалось айвовое сусло с массовой концентрацией сахара 14,75 г/100 см , в которое добавлялось 2-3 % разводки чистой культуры дрожжей с содержанием 3-4 млн. клеток в 1 млн. штамма Saccharomycescerevisiae «Айвовый Y-3973». Брожение проводили в лаборатории при t 20° С.

Проведенные исследования и дальнейшая селекционная работа проводилась в сравнении с контрольным штаммом дрожжей Saccharomycesvini «Дербентская яблочная Y-1905» (Патент РФ № 2036230).

Отмечено, что опытный штамм при указанной температуре заканчивает брожение раньше и осветление виноматериала наступает раньше, чем у контрольного (прототипа). В результате образуется плотный крупнозернистый осадок. Образование такого осадка способствовало большему проценту съема осветленного виноматериала.

Виноматериал, полученный с использованием штамма SaccharomycescerevisiaeY-3973, содержал спирта на 0,79 % больше, чем виноматериал, полученный с использованием штамма Saccharomycesvini «Дербентская яблочная Y-1905».

Таким образом, данные, приведенные в таблице 1, показывает, что за одинаковый период брожения - 7 сут при t 20° С опытный штамм способен образовывать спирт с меньшим количеством остаточного сахара. Виноматериал, полученный от опытного штамма, отличался более тонким ароматом свежей дикой айвы, чем контрольный вариант, и получил оценку выше на 0,2 балла.

Таблица 1

Качественные показатели виноматериалов_

№ п/п Штамм дрожжей Спирт, об% Остаточн ый сахар, г/100 см3 Титруемая кислотность, г/дм3 (в пересчете на яблочную кислоту ) Летучие кислоты, г/дм3 Дегустационная оценка по 8-ми бальной системе

1 Saccharomy cescerevisia e «Айвовый-Y-3973» 8,79 0,22±0,03 1,125 0,29 Виноматериал соломенного цвета, легкое, свежее, гармоничное, с приятным ароматом свежей дикой айвы. Оценка- 8,0б.

2 Saccharomy cesvini «Дербентск ая яблочная Y-1905» 8,0 1,3±0,01 1,35 0,43 Виноматериал соломенного цвета, легкое, свежее, гармоничное, с тонким ароматом свежих яблок. Оценка- 7,8б.

Нами также был проведен хроматографический анализ отгона плодово-ягодных

виноматериалов методом абсолютной градуировки по 22 компонентам на хроматографе «Кристалл 2000М» с капиллярной колонкой HP-FFAP 50m0,32 mm 0,5 mkm. Условия проведения хроматографирования:

1. Температура детектора- 220°С;

2. Температура испарителя -170°С;

3. Начальная температура термостата- 76°С;

4. Задержка -8,5 мин.;

5. Конечная температура -210°С;

6. Задержка конечной температуры -15 мин.;

7. Скорость роста температуры -15°/мин.;

8. Газ-носитель - азот 99,995;

9. Скорость газ-носителя 1 мл/мин;

10. Скорость потока воздуха - 200 мл/мин.;

11. Скорость потока водорода - 20 мл/мин.

Принципиальным отличием хроматографических методов от других физико-химических методов анализа является возможность анализа сложной смеси компонентов без выделения отдельных веществ и возможность получения количественных и качественных характеристик индивидуальных веществ, содержащихся в микроколичествах.

Основные достоинства хроматографического анализа:

• экспрессность; высокая эффективность; возможность автоматизации и получение объективной информации;

• сочетание с другими физико-химическими методами;

• широкий интервал концентраций соединений;

• возможность изучения физико-химических свойств соединений;

• осуществление проведения качественного и количественного анализа;

• применение для контроля и автоматического регулирования технологических процессов.

Полученные данные на хроматографе расчета по компонентам приведены в таблице

2.

Таблица 2

Компонент Время, Виноматериал, полученный Виноматериал, полученный с

мин с использованием штамма Saccharomyces Cerevisiae «Айвовый Y-3973» использованием штамма Saccharomycesvini «Дербентская яблочная Y-1905»

Концентрация в мг/ 100 мл а.а. Концентрация в мг/ 100 мл а.а.

ацетальдегид 4.121 30.936 51.327

ацетон 4.555 0.482 0.499

этилацетат 5.013 16.594 129.442

метанол 5.085 0.001% об 0.001% об

1-пропанол 7.032 21.849 19.119

кротональдегид 7.564 0.094 0.094

изобутанол 8.080 75.381 68.159

1-бутанол 9.029 0.103 0.166

изоамилол 9.999 202.105 184.65

гексанол 12.302 0.349 0.358

бензальдегид 15.267 1.011 0.963

Расчет по компонентам Полученные данные на хроматографе расчета по группам приведены в таблице 3.

Таблица 3

_Расчет по группам_

Группа Концентрация в мг/100мл а.а.

Виноматериал, полученный с использованием штамма Saccharomycescerevisiae «Айвовый Y-3973» Виноматериал, полученный с использованием штамма Saccharomycesvini «Дербентская яблочная Y-1905»

альдегиды 31.030 51.420

аром.спирты 01.103 01.054

кетоны 0.482 0.499

метанол 0.001% об 0.001% об

сив.масла 301.769 274.011

эфиры 16.594 129.544

Полученные результаты представлены в виде хроматограмм, которые изображены на рисунках 1 и 2.

Рисунок 1. Хроматограмма, полученная при сбраживании виноматериала, полученного с использованием штамма Saccharomycescerevisiae «Айвовый Y-3973»

Рисунок 2. Хроматограмма, полученная при сбраживании виноматериала, полученного с использованием штамма Saccharomycesvini «Дербентская яблочная Y-1905»