К вопросу об активации дубовой древесины в коньячном производстве
Сравнительная оценка физического, химического способов обработки дубовой древесины и биологической активации, основанной на применении ферментного препарата. Их влияние на состав легколетучих, экстрактивных компонентов и уровень рН коньячных дистиллятов.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 26.11.2018 |
Размер файла | 211,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
К вопросу об активации дубовой древесины в коньячном производстве
Резниченко К.В., Оселедцева И.В., Гугучкина Т.И.
Аннотация
К ВОПРОСУ ОБ АКТИВАЦИИ ДУБОВОЙ ДРЕВЕСИНЫ В КОНЬЯЧНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
Резниченко К.В., аспирант, Оселедцева И.В., к.т.н., Гугучкина Т.И., д.с.-х.н.,
ГНУ Северо-Кавказский зональный научно-исследовательский институт садоводства и виноградарства Россельхозакадемии rezkris@mail.ru.
Проведена сравнительная оценка традиционных способов обработки дубовой древесины (физического, химического) и способа биологической активации, основанного на использовании комплексного ферментного препарата. Представлены данные по влиянию способов обработки дубовой древесины на состав легколетучих и экстрактивных компонентов, а также на уровень рН коньячных дистиллятов.
Ключевые слова: дубовая древесина, коньячные дистилляты, биохимическая обработка.
Введение
Созревание коньячных дистиллятов является самым ответственным этапом производства, а древесина дуба является основополагающим сырьем, участвующим в сложении качественных характеристик коньячного дистиллята при выдержке. Предварительная обработка дубовой древесины перед заливом в нее молодого коньячного дистиллята приводит к изменениям ее химического состава [1], что несомненно сказывается на динамике накопления различных групп летучих и нелетучих компонентов коньячных дистиллятов. При этом разработка и применение новых способов обработки древесины дуба, соответствующих современному уровню развития пищевой технологии, является важной задачей.
До недавнего времени считалось, что созревание коньячных дистиллятов протекает благодаря исключительно физико-химическим процессам, протекающим при выдержке в бочке. Протекание биохимических процессов исключалось из-за повышенной спиртуозности среды [1]. Исследованиями французских ученых показано, что биохимические превращения на стадии созревания коньячного спирта не только имеют место быть, но и играют важную роль. Ферментативные процессы, затрагивающие компоненты дубовой древесины, протекают в дубовой клепке в период ее сушки и непосредственно при выдержке коньячного дистиллята. К настоящему времени отсутствуют теоретические и практические данные по вопросам биологической активации дубовой древесины. Имеются лишь разобщенные данные по вопросам возможного использования биологической активации при производстве коньяков.
В связи с этим исследование биохимических процессов, протекающих в дубовой древесине в период ее созревания и выдержки коньячных дистиллятов, а также выработка технологических решений и рекомендаций по вопросам применения биологической активации дубовой древесины в коньячном производстве являются особо актуальными.
С целью изучения влияния способа обработки дубовой древесины на состав легколетучих и экстрактивных компонентов коньячных дистиллятов нами была проведена сравнительная оценка традиционных способов обработки дубовой древесины (физического, химического) и способа биологической активации, основанного на использовании комплексного ферментного препарата.
Материалы и методы исследования. Дубовая клепка из древесины кавказского и французского дуба. Термическую обработку древесины проводили путем нагревания дубовых кусочков при температуре 140°С в течение 45 часов [2]. Химическую обработку проводили 0,3 %-ми растворами соляной кислоты (HCl) и гидроокиси натрия (NaOH) [3]. Биохимический способ заключался в обработке древесины суспензией ферментного препарата, обладающего целлюлолитической активностью. При выборе дозировок руководствовались рекомендациями по обработке мезги в винодельческом производстве [4].
Обработанные дубовые кусочки заливали молодым коньячным дистиллятом из расчета удельной поверхности 150 см 2/л и выдерживали в герметично закрытой таре в течение 1 месяца [1].
В качестве контроля был принят трехлетний коньячный дистиллят, выработанный в производственных условиях по классической технологии.
Определение легколетучих компонентов проводили газохроматографическим методом [5], содержание ароматических альдегидов и кислот - методом капиллярного электрофореза [6].
Результаты и обсуждение
При исследовании группы легколетучих компонентов были выявлены следующие особенности. Основным представителем группы альдегидов являлся ацетальдегид, обладающий острым запахом с фруктовым оттенком. Содержание ацетальдегида в исследуемых образцах варьировалось в достаточно широком диапазоне - 49,0-190,3 мг/дм3. Каприновый альдегид, обладающий плодовым ароматом, в самых высоких концентрациях был идентифицирован в дистиллятах, которые были выдержаны на древесине, прошедшей биохимическую обработку. Из альдегидов фуранового ряда в исследуемых образцах были идентифицированы фурфурол и 5-метилфурфурол, обладающие схожим ароматом "ржаной корочки". В дистиллятах с термической и биохимической обработкой древесины фурфурол был обнаружен в более высоких концентрациях. Коричный альдегид, обладающий приятным ванильным ароматом, был идентифицирован только в дистиллятах, выдержанных в контакте с биохимически обработанной древесиной.
Исследование состава средних эфиров в исследуемых образцах показало, что основными представителями данной группы являются этилацетат и метилацетат. В небольших концентрациях этилацетат обладает фруктовым ароматом, а в высоких концентрациях может негативно сказаться на аромате напитка. При этом при сравнении данных по обработке древесины этилацетат в большей мере накапливался в дистиллятах с термической и щелочной обработкой. Этилбутират и этилвалериат в более высоких концентрациях среди всех способов обработки были идентифицированы при термической обработке французской и кавказской древесины дуба. Самое высокое содержание этилформиата было отмечено в дистиллятах, которые были выдержаны на клепке, обработанной биохимическим способом. Наиболее ценными с точки зрения влияния на органолептические показатели дистиллятов являются компоненты "энантового эфира" - этиловые эфиры жирных кислот с числом углеродных атомов 8, 10, 12. Наиболее интенсивным ароматом из этих эфиров обладает этилкаприлат. При сравнении данных по различным обработкам древесины в самых высоких концентрациях этилкаприлат был обнаружен в дистиллятах с биохимической обработкой древесины. Его содержание составило 3,3 мг/дм 3 и 1,6 мг/дм 3 соответственно для древесины кавказского и французского дуба.
Уровень массовой концентрации высших спиртов, которые могут оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на аромат и вкус коньячных дистиллятов, также различен. Изоамиловый и изобутиловый спирты имеют наибольшие концентрации среди идентифицированных компонентов этой группы. Среди основных представителей высших спиртов во всех исследуемых образцах также были идентифицированы 1-пропанол, 2-пропанол, 1-бутанол, 2-бутанол. Концентрация данных спиртов во всех исследуемых образцах была на более низком уровне, чем в контрольном образце. 1-Амилол и 1-гексанол, обладающие приятным фруктовым ароматом, были также обнаружены во всех исследуемых образцах, однако концентрации данных спиртов были ниже пороговой и на более низком уровне, чем в контрольном варианте.
Алифатические кислоты также, как и другие группы летучих соединений могут оказывать существенное влияние на органолептические свойства коньячных дистиллятов. Общее содержание летучих кислот в опытных образцах было ниже, чем в контрольном образце коньячного спирта. Уксусная кислота, обадающая резким запахом при любом разбавлении, в наибольших концентрациях была идентифицирована в дистиллятах с термической обработкой древесины. Масляная и изовалериановая кислоты, обладающие характерным маслянисто-цветочным ароматом, в самых высоких концентрациях были обнаружены в дистиллятах, выдержанных на биохимически обработанной древесине. Сводные данные по содержанию легколетучих компонентов в исследуемых образцах представлены в таблице 1. дубовая древесина биологическая активация
Таблица 1 - Легколетучие компоненты коньячных дистиллятов
Наименование компонента |
Дуб кавказский, щелочная обработка |
Дуб французский, щелочная обработка |
Дуб кавказский, кислотная обработка |
Дуб французский, кислотная обработка |
Дуб кавказский, термообработка |
Дуб французский, термообработка |
Дуб кавказский, биохимическая обработка |
Дуб французский, биохимическая обработка |
Дистиллят коньячный трехлетний (контроль) |
|
ацетальдегид |
93,5 |
62,0 |
85,8 |
49,0 |
117,8 |
72,5 |
190,3 |
101,5 |
121,0 |
|
коричный альдегид |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
3,1 |
3,5 |
0,0 |
|
каприновый альдегид |
6,8 |
6,7 |
5,3 |
0,0 |
5,1 |
4,3 |
20,0 |
57,6 |
26,1 |
|
ацетоин |
4,9 |
0,0 |
2,9 |
1,1 |
3,1 |
2,4 |
0,6 |
7,9 |
3,9 |
|
5-метилфурфурол |
0,9 |
0,0 |
0,8 |
0,0 |
0,7 |
2,4 |
2,0 |
1,1 |
0,0 |
|
фурфурол |
7,3 |
2,9 |
6,8 |
1,5 |
12,3 |
15,5 |
17,3 |
11,0 |
7,5 |
|
2,3-бутиленгликоль |
9,6 |
1,1 |
17,4 |
1,3 |
6,9 |
1,3 |
2,0 |
1,6 |
6,5 |
|
метилацетат |
9,5 |
2,4 |
14,7 |
8,9 |
57,7 |
42,1 |
20,8 |
19,2 |
32,9 |
|
этилацетат |
315,9 |
227,6 |
304,4 |
110,7 |
351,3 |
186,1 |
272,0 |
186,6 |
695,0 |
|
этилформиат |
0,8 |
1,4 |
1,2 |
0,5 |
1,6 |
0,9 |
6,2 |
4,1 |
1,1 |
|
этилбутират |
5,3 |
0,0 |
5,4 |
0,0 |
5,9 |
3,1 |
3,7 |
4,3 |
29,9 |
|
этилвалериат |
0,8 |
0,2 |
0,7 |
0,5 |
0,8 |
0,7 |
0,4 |
0,2 |
0,8 |
|
изоамилацетат |
0,2 |
0,0 |
0,2 |
0,0 |
0,2 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,7 |
|
метилкаприлат |
0,3 |
0,0 |
0,3 |
0,0 |
0,2 |
0,0 |
0,1 |
0,0 |
1,2 |
|
этилкаприлат |
0,8 |
0,6 |
1,2 |
0,0 |
2,7 |
0,9 |
3,3 |
1,6 |
6,1 |
|
этилацеталь |
39,6 |
28,2 |
46,5 |
5,9 |
32,3 |
10,6 |
15,3 |
10,8 |
31,3 |
|
метанол |
163,2 |
139,3 |
156,3 |
101,5 |
189,3 |
101,1 |
143,1 |
130,8 |
509,1 |
|
2-пропанол |
3,5 |
2,6 |
3,5 |
1,0 |
4,0 |
3,2 |
2,1 |
2,6 |
7,1 |
|
2-бутанол |
18,3 |
13,7 |
17,6 |
7,7 |
20,3 |
11,1 |
0,0 |
0,0 |
83,5 |
|
1-пропанол |
107,8 |
90,1 |
104,5 |
51,4 |
119,0 |
64,8 |
103,6 |
111,2 |
284,3 |
|
изобутанол |
115,3 |
84,5 |
111,4 |
49,1 |
127,1 |
69,2 |
163,7 |
179,3 |
404,2 |
|
1-бутанол |
12,9 |
16,7 |
13,1 |
5,5 |
14,3 |
7,8 |
4,0 |
4,7 |
14,8 |
|
изоамиловый |
520,3 |
373,7 |
502,4 |
218,7 |
572,7 |
312,2 |
1036,2 |
1189,5 |
1455,6 |
|
1-амилол |
1,1 |
0,7 |
1,1 |
0,0 |
1,2 |
0,8 |
1,6 |
1,2 |
1,7 |
|
1-гексанол |
26,9 |
18,5 |
23,9 |
10,2 |
28,7 |
16,9 |
16,9 |
18,0 |
68,2 |
|
фенилэтанол |
6,9 |
4,1 |
9,3 |
0,2 |
6,7 |
4,9 |
8,0 |
9,2 |
6,3 |
|
уксусная кислота |
60,5 |
52,2 |
59,7 |
32,4 |
80,2 |
63,7 |
64,6 |
60,5 |
100,8 |
|
пропионовая кислота |
0,0 |
3,6 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,3 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
|
изомасляная кислота |
0,7 |
0,3 |
0,4 |
0,0 |
2,6 |
2,8 |
0,4 |
0,0 |
0,9 |
|
масляная кислота |
0,5 |
1,8 |
0,3 |
0,7 |
0,4 |
2,6 |
1,5 |
5,0 |
2,9 |
|
изовалериановая кислота |
1,5 |
0,3 |
1,1 |
0,0 |
0,8 |
1,0 |
2,5 |
1,8 |
0,5 |
|
капроновая кислота |
0,0 |
0,7 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
3,3 |
0,0 |
0,0 |
Ароматические альдегиды и кислоты в процессе анализа были идентифицированы во всех исследуемых образцах. Следует отметить, что в опытных образцах суммарная концентрация ароматических компонентов была значительно выше, чем в контрольном образце коньячного дистиллята 3-летней выдержки.
Наименьшее суммарное количество ароматических компонентов в коньячных дистиллятах накапливается при щелочной обработке древесины. Следует также отметить, что при щелочной обработке древесины французского дуба в дистиллятах накапливается значительно меньше ароматических компонентов, чем при обработке древесины кавказского дуба. В дистилляте, выдержанном на клепке из кавказского дуба, суммарно накопилось в 2 раза больше ароматических альдегидов и кислот. Отличие наблюдалось и в количественном соотношении компонентов.
Кислотная обработка дубовой клепки также привела к невысокому накоплению ароматических компонентов, при этом в дистиллятах, выдержанных на древесине кавказского дуба, было отмечено более высокое содержание ароматических альдегидов и кислот по сравнению с французской древесиной. В дистилляте, выдержанном на клепке из кавказского дуба, количественное соотношение ароматических компонентов было аналогично соотношению при щелочной обработке, однако уровень концентраций был выше.
Термическая обработка дубовой клепки привела к более высокому накоплению ароматических компонентов в коньячных дистиллятах по сравнению с химическими способами обработки древесины. При этом при термической обработке древесины кавказского и французского дуба наблюдалось примерно одинаковое суммарное накопление ароматических альдегидов и кислот, отличие заключалось в количественном соотношении отдельных компонентов.
В результате биохимической обработки древесины кавказского и французского дуба в коньячных дистиллятах были определены самые высокие концентрации ароматических компонентов. Следует отметить, что суммарная концентрация ароматических альдегидов и кислот в дистилляте, выдержанном на клепке из кавказского дуба, была значительно выше, чем в дистилляте, выдержанном в контакте с французской древесиной дуба. Биохимическая обработка древесины привела к более высокому накоплению ароматических альдегидов в сравнении с содержанием фенолкарбоновых кислот в образцах. В коньячном дистилляте, выдержанном в контакте с древесиной кавказского дуба, было отмечено высокое содержание синапового и сиреневого альдегидов. Соотношение компонентов сиреневый альдегид/ванилин в данном дистилляте составляет 1,56. Из кислот в наибольших концентрациях были идентифицированы сиреневая кислота в количестве 11,9 мг/дмі и ванилиновая кислота в концентрации 9,0 мг/дмі. Содержание галловой кислоты составило 5,0 мг/дмі, феруловой - 1,6 мг/дмі. В образце коньячного дистиллята, выдержанного в контакте с древесиной французского дуба, среди альдегидов в наибольших концентрациях были идентифицированы синаповый и сиреневый альдегиды. Соотношение концентраций сиреневого альдегида и ванилина составило 1,38. Ароматические кислоты были представлены в данном образце в основном галловой кислотой - 7,3 мг/дмі. Графически данные представлены на рисунке 1.
Рисунок 1 - Уровень массовой концентрации ароматических альдегидов и кислот в исследуемых коньячных дистиллятах (К-кавказский дуб, Ф - французский дуб, NaOH - щелочная обработка, HCl - кислотная, t° - термообработка, био - биохимическая обработка)
При исследовании органолептических свойств опытных образцов было установлено, что дистилляты, выдержанные в течение 1 месяца в контакте с клепкой, предварительно обработанной ферментным препаратом, обладали ярко выраженными коньячными тонами в аромате и вкусе. При этом экспертами-дегустаторами отмечена зрелость и полнота вкуса, а также типичные для выдержанных в течение длительного времени коньячных дистиллятов древесно-ванильные и пряные оттенки.
Выводы
В результате биохимической обработки древесины в коньячных дистиллятах образуются ценные летучие компоненты, способные облагораживать аромат и вкус продукции. Такая обработка дубовой клепки способствует также значительному накоплению ароматических альдегидов и кислот. Это свидетельствует об эффективности воздействия ферментного препарата на структурные элементы дубовой древесины, что позволяет создать оптимальные условия экстрагирования и последующих превращений ценных компонентов танидно-лигнинного комплекса дубовой древесины. При этом биохимический способ обработки дубовой клепки приводит к умеренному накоплению экстрактивных веществ, что может быть обусловлено щадящим режимом обработки дубовой клепки, не приводящим к экстремальным изменениям структуры древесины.
Список литературы
1. Скурихин И.М.// Химия коньяка и бренди. - М: ДеЛи принт,2005. - 296 с.
2. Джанполадян Л.М., Мнджоян Е.Л.// Труды ВНИИВиВ "Магарач" Т.V, 1957. - С. 90.
3. Скурихин И.М.// Сб. Вопросы биохимии виноделия. - М.: Пищепромиздат, 1961. - С. 179.
4. Технологические правила виноделия. В 2 тт./Под ред. Г.Г. Валуйко и В.А. Загоруйко - Симферополь: Таврида, 2006. Т 1: Общие положения. Тихие вина. - С. 217.
5. СТО 00668034-032-2011 "Коньячные дистилляты. Методика определения качественного и количественного состава легколетучей фракции ароматических компонентов газохроматографическим методом".
6. СТО 00668034-030-2011 "Коньячные дистилляты. Методика измерений содержания ароматических альдегидов и кислот методом капиллярного электрофореза".
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Совмещенный термогравиметрический и дифференциальный термический анализ древесины и волокнистых полуфабрикатов. Энергия активации деструкции материала по данным термогравиметрии. Сущность и подходы к обработке результатов термомеханического анализа.
реферат [84,8 K], добавлен 24.09.2009Древесина – традиционный строительный материал, экологически чистый, с многовековым опытом использования. Подразделение клеевых соединений древесины на торцовые и боковые. Основные свойства клеев, используемых в производстве изделий из древесины.
реферат [937,9 K], добавлен 24.08.2010Понятие физической и химической адсорбции, их роль в гетерогенном катализе. Предварительная подготовка напыляемой поверхности при любом методе нанесения покрытий. Теория активации химического взаимодействия. Связь скорости реакции с энергией активации.
контрольная работа [305,0 K], добавлен 25.12.2013Продукты переработки древесины. Особенности ее промышленного использования. Достоинства и недостатки древесины как материала. Направления использования низкокачественной древесины и отходов. Основные лесозаготовительные районы Российской Федерации.
реферат [17,6 K], добавлен 28.12.2009Основные свойства древесины, ее строение, пороки. Устройство и принцип действия цепнодолбежного станка. Техника выполнения контурной резьбы. Технология склеивания древесины. Резьба по бересте. Причины травматизма на деревообрабатывающих предприятиях.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 01.05.2015Методика обучения школьников технологиям обработки древесины. Разработка методического пособия для изучения технологии обработки древесины на вертикально-фрезерном станке. Обучение школьников на вертикально-фрезерном станке. Планы проведения уроков.
курсовая работа [36,6 K], добавлен 05.12.2008Пороки древесины, и их классификация. Механические повреждения при обработке древесины. Проект создания стола из ДСП и фанеры, чертежи, подбор материалов с минимальными вредными веществами. Техника безопасности на станке и при ручной обработке древесины.
реферат [350,5 K], добавлен 15.05.2009Характеристика органических веществ древесины. Анизотропия и величина разбухания в различных направлениях. Электропроводность и прочность древесины. Диэлектрические и пьезоэлектрические свойства. Реологическая модель и закономерности ее деформирования.
контрольная работа [182,4 K], добавлен 21.07.2014Положительные свойства древесины как конструкционного материала. Химический состав и структура древесины. Классификация древесных пород на ядровые и заболонные. Механические свойства текстильных материалов, их использование в производстве швейных изделий.
контрольная работа [35,2 K], добавлен 12.12.2011Причины деформаций древесины и методы их предупреждения. Особенности укладки пиломатериалов в штабель для конденсационной и вакуумной сушки. Специфика деформаций, возникающих при распилке древесины, размерные и качественные требования к пиленой продукции.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 15.12.2010Основные свойства древесины как конструкционного материала. Структура древесины и ее химический состав. Органические вещества: целлюлоза, лигнин и гемицеллюлозы. Показатели механических свойств текстильных материалов: растяжение, изгиб, драпируемость.
контрольная работа [25,2 K], добавлен 16.12.2011Общая характеристика древесины. Особенности строения дерева. Механические, химические и физические свойства древесины. Материалы, получаемые из древесины. Круглые и пиленые лесоматериалы. Строганные, лущеные, колотые лесоматериалы, измельченная древесина.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 19.06.2014Сущность гидротермической обработки древесины. Техническая характеристика камеры ГОД УЛ-2, её недостатки и направления модернизации. Технологический, аэродинамический и тепловой расчеты устройства, календарный план на месяц сушки пиломатериалов.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 09.01.2015Определение временного, нормативного и расчетного сопротивления древесины на изгиб. Определение расчетного сопротивления древесины сжатию вдоль волокон. Расчет сопротивления древесины при длительном действии нагрузки и нормально–влажностных условиях.
отчет по практике [7,6 M], добавлен 01.11.2022Физико-химические показатели огнезащитной пропитки Flameх. Необходимые условия для обработки ими древесины. Расчет производительности автоклава, технологический цикл, приготовление пропиточного раствора. Контроль состава. Расход импрегнанта Flamex.
контрольная работа [241,5 K], добавлен 07.02.2016Клеевые соединения как наиболее прогрессивный вид соединений элементов деревянных конструкций заводского изготовления. Анализ факторов, влияющих на склеивание древесины. Рассмотрение особенностей механической обработки пиломатериалов перед склеиванием.
контрольная работа [740,1 K], добавлен 30.01.2013Резание как механическая обработка древесины, технология его реализации. Отличительные черты резания древесины от других материалов, обоснование его сложности. Разновидности резания и схемы данных процессов. Примеры выполнения главных видов резания.
лабораторная работа [184,5 K], добавлен 18.09.2009Основные требования безопасности при производстве и в аварийных ситуациях. Различные способы сушки древесины. Раскрой пиломатериалов на отрезки определенных размеров. Шиповое соединение деталей. Устранение дефектов. Пороки древесины. Чертежи табурета.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 24.01.2014Попытки определить качество древесины, научные исследования Франка Ринна. Инспекция качества древесины с помощью резистографа. Принцип работы прибора, практические задачи, которые он выполняет. Импульсный томограф "Arbotom" и его основные преимущества.
презентация [3,5 M], добавлен 14.03.2012Сущность, понятие и этапы становления технологического образования школьников в России. Методы и формы изучения раздела "Обработка древесины", стимулирование процесса обучения. Методика обучения станочным операциям на деревообрабатывающем оборудовании.
реферат [49,1 K], добавлен 17.12.2009