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 24.09.2009

  • Древесина – 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 24.08.2010

  • Понятие 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 25.12.2013

  • Продукты 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 28.12.2009

  • Основные 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 01.05.2015

  • Методика 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 05.12.2008

  • Пороки 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 15.05.2009

  • Характеристика 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 21.07.2014

  • Положительные 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 12.12.2011

  • Причины 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 15.12.2010

  • Основные 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 16.12.2011

  • Общая 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 19.06.2014

  • Сущность 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 09.01.2015

  • Определение 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 01.11.2022

  • Физико-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 07.02.2016

  • Клеевые 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 30.01.2013

  • Резание 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 18.09.2009

  • Основные 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 24.01.2014

  • Попытки 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 14.03.2012

  • Сущность, 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

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.