Стерильный розлив вин с остаточным сахаром с применением мембранной технологии

Доктор технических наук
Дьяур Галина,
Научный сотрудник,
Национальный Институт Винограда и Вина
Республики Молдова
Мындру Анатолий

Современные методы технологии вина включают: переработку винограда на усовершенствованном оборудовании, осветление сусла пектолитическими ферментами (пектиназы), абсорбантами (бентонит, двуокись кремния, и др.), осеменение сусла и проведение контролируемого брожения селекционными дрожжами ( сухие, в суспензии или обезвоженные в вакууме), обычную и стерилизующую (мембранную) фильтрацию, использование емкостей эмалированных или из нержавеющей пищевой стали, использование центрифуг-сепараторов осадков (для сусел) и дрожжей (для вин), детартрация-стабилизация вина путем обработки холодом (иногда с формированием центров кристаллизации), естественная или с использованием ферментов мацерация сусла в целях интенсификации сортового аромата вина и приведенного экстракта.

Особенностью производства полусухих и полусладких вин является частичное брожение сусла или мезги, а также купажирование сухих виноматериалов с концентрированным суслом без добавления спирта. Для остановки брожения могут быть использованы следующие методы:
- охлаждение до температуры, которая приостанавливает рост дрожжей (около C);
- подогрев до температуры 60-70 C (пастеризация),которая дезактивирует дрожжи;
- переливки в сочетании с сульфитациями и фильтрациями;
- центрифугирование, кизельгуровая фильтрация;
- стерилизующая фильтрация после предварительной, грубой фильтрации;
- добавление химических консервантов;
- биологическое уменьшение содержания азота повторением циклов брожжения и фильтрации;
- создание в вине избыточного давления углекислого газа во время брожжения или с его добавлением.

Cамыми эффективными физическими способами стабилизации являются стерильный розлив и термическая обработка вина, используемая при горячем розливе. Стерильный холодный розлив может гарантировать биологическую стабильность лишь при полном отсутствии микрофлоры в вине, в бутылках, на пробках, оборудовании и в воздухе цеха розлива. Другим важным моментом является микробиологический контроль ,как вин, так и в возможных точках инфицирования (оборудование, бутылки, пробки и др.). Определение числа микроорганизмов, которые находятся в определенном объеме, является таким же комплексным, как и их отделение из исходного вина. Благодаря низкому содержанию бактерий и дрожжей, находящихся в вине, готовому к розливу и их распределению по всему объему согласно критериям вероятности, подбирать методы контроля необходимо с целью достижения оптимальных результатов. Посредством применения мембран можно исследовать большие объемы вина, поскольку задерживается абсолютное количество микроорганизмов.

На винодельческих предприятиях "Dionysos-Mereni", "Vinagroprofit", "VinriaBardar" , "Grape Walley" в процессе исследования оборудования и условий розлива с целью их использования для "холодного" стерильного розлива вин, анализ проводился с использованием мембран "Sartorius", а часть из них сравнительно с мембранами ССМММ ( Исследователь-ский Центр Высокомолекулярных Материалов и Мембран, Бухарест, Румыния).

С этой целью были исследованы и усовершенствованы:
- степень подготовки вин к фильтрации через мембраны;
- подготовка технологической воды для мойки, стерилизации и регенерации микро-фильтрационной установки и технологического оборудования;
- режимы ополаскивания бутылок;
- гигиеническое состояние цеха розлива и оборудования.
Для микробиологического контроля процесса " холодного" стерильного розлива были использованы оборудование и методика контроля с применением мембран, через которые определялись:
- микробиологическое состояние вин;
- микробиологический контроль оборудования линии розлива, емкостей, коммуникаций и др;
- бутылок, пробок, воздуха, углекислого газа;
- микробиологического состояния цеха розлива.

После разработки мероприятий, обеспечивающих стерильность и для подготовки вин, выявленных в процессе тестирования ( определение состава ополаскивающего раствора для бутылок, установление ультрафиолетовых ламп в опасных зонах, режимы стерилизации пробок, оборудования, коммуникаций и т.д. ) на винодельческом предприятии "Dionysos-Mereni" были розлиты сухие вина ( Совиньон, Шардоне, Пино, Каберне, Мерло ) и с содержанием сахара ( Мускат п/сл., Миродия п/сл. белое, Миродия п/сл. красное).

Вина сохранили физико-химическую, биохимическую и микробиологическую стабильность в течение 12 месяцев исследования.

Ортимизация процесса микрофильтрации вин

Микрофильтрация широко используется в виноделии как альтернатива классическим технологиям и представляет один из основных процессов кондиционирования вина, так как подбором фильтрующих материалов и фильтров достигается отделение дрожжей и бактерий, кристалльная прозрачность и микробиологическая стабильность вин. Это может быть достигнуто разными способами, таких как: горячий розлив, применение антисептиков и консервантов, обработка инфракрасными и ультрафиолетовыми лучами способы которые часто изменяют не в лучшую сторону натуральные свойства вина.

В настоящее время производство современного оборудования для микрофильтрации напитков и, в частности, вин, осуществляется такими развитыми фирмами, как"Sartorius", "Millipor", "Seitz", "Begerov", "Filtrox" и др. Эти фирмы предоставляют широкую гамму услуг с абсолютной гарантией в реализации поставленных задач. Это оборудование, в большинстве случаев, комплектуется приборами для контроля целостности как фильтрующих элементов, так и фильтрующих модулей в сборе, микробиологического контроля с применением мембран, для осуществления теста забиваемости и т.д.

Важным моментом в проведении процесса микрофильтрации является предварительная обработка, являющейся одним из основных факторов для предотвращения забивания пор мембран. Такие проблемы при микрофильтрации провоцируются присутствием в вине множества полимеров, среди которых и глюкан.

Глюкан действует как "защитный коллоид" как на забиваемость поверхности мембраны, так и на осветление осаждением или обработками.

Одним из способов уменьшения забивания является ферментативный гидролиз коллоидных веществ как на уровне сусла, так и в вине. Например, для удаления глюкана, проба вина полученная из винограда, пораженного гнилью, была обработана бентонитом и процентрифугирована, то что не увеличила фильтруемость этого вина. Ферментативный гидролиз глюкана позволил получить прямую линию фильтрации, получая значительно больший обьем фильтрата по сравнении с контролем.

Сложности с фильтруемостью варьируют от одного вина к другому в зависимости от содержания глюканов или других коллоидов, от мутности и используемого способа фильтрации. Обработка ферментами позволяет уменьшить количество последовательных фильтраций до минимума, затрачивается меньше фильтрующих агентов ( оклеивающих веществ, фильтр-картон, мембраны ), уменьшаются потери вина, производственный цикл, энергетические затраты.

В процессах разделения при помощи мембран либо поддерживается оптимальная производительность, либо она может незначительно снизиться и сохраняться постоянной благодаря эффекту поляризации, в некоторых случаях падая до полной неэффективности.В последнем случае имеют место обратимые или необратимые процессы забивания мембран, задержка некоторых компонентов в порах или на их активной поверхности.

Для конкретной системы, забивание зависит от физико-химических параметров процесса, таких как: температура, рН, концентрация высокомолекулярных компонентов и микроорганизмов, состав полимера мембраны и т.д.

Серией экспериментов, проведенных в сезон виноделия 2002, были выявлены оптимальные технологические процессы, обработки сусла и производства вин, перспективных для стерильного розлива. Они включают: отделение сусла от осадка после обработки ферментами с легкой бентонизацией, фильтрация на вакуумном фильтре с перлитом, контролируемое брожжение с применением селекционированных дрожжей, серия фильтраций - кизельгуровая фильтрация ( после окончания брожжения, обработок и т.д.), обычная фильтрация, предварительная, до мембранной, фильтрация и, наконец, мембранная фильтрация после тестирования фильтруемости вина.

Эти приемы гарантируют долговесность эксплуатации мембранных фильтрующих эле-ментов и высокое качество вин. Согласно этой технологической схеме значение показателя забиваемости значительно уменьшается (от K* = 1,5 ч 1,2 согласно традиционным технологиям до K= 1,1ч1,01).
K* - показатель забиваемости или фильтруемости.

Обеспложивающая фильтрация вин на модульных фильтрах Зета Плюс и Зета Плюс Максимайзер - мониторинг промышленных испытаний

Мындру А.А., Дьяур Г.И.,
Национальный Институт винограда и вина Республика Молдова

Кудрявцев С.Г.,
фирма Cuno Filtration S.A.S.


Фильтрацию вина в процессе подготовки к розливу условно можно разделить на 3 стадии: грубая полировка, тонкая полировка, контрольная стерилизующая фильтрация. Каждая стадия фильтрации важна по-своему. Грубая полировка обеспечивает отделение частиц размером от 1 до 10 мкм после оклейки, обработки холодом. На этой стадии используется грубый фильтровальный картон, намывная фильтрация или более дорогостоящая альтернатива - тангенциальная фильтрация. Последние два вида фильтрации могут давать существенное повышение качества продукта перед тонкой полировкой и по-существу являются частью тонкой полировки, но не заменяют ее.

Тонкая полировка отделяет частицы в диапазоне размеров от 0,2-0,4 мкм и выше. Подробнее о тонкой полировке см. ниже.

Контрольная стерилизующая фильтрация снижает количество болезнетворных микроорганизмов в вине до ничтожной концентрации, позволяет получить гарантированно стерильное вино со сроком реализации от года, пригодное для коллекционной выдержки.

Стадия тонкой полировки играет очень важную роль во всей технологической цепочке производства вина. Тонкая полировка преследует следующие цели:
- отделяет самые мелкие микрочастицы, образовавшиеся после оклейки, обработки холодом,грубой полировки,
- обеспечивает предварительное обеспложивание вина, максимально снижая микробиальное содержание перед подачей вина на пастеризатор или на мембранную фильтрацию,
- защищает дорогостоящие мембранные фильтры от преждевременной забиваемости, удаляя тонкие коллоидные загрязнения и бактерии.

Для эффективного производства необходимо иметь оптимальные затраты на тонкую полировку вина и максимальное сохранение его природного состава.

На стадии тонкой полировочной фильтрации вина традиционно используется фильтр-пресс либо его альтернатива - модульные фильтры. Фирма CUNO выпускает модульные фильтры под названием Зета Плюс. Достоинства фильтр-пресса общеизвестны: относительно низкая стоимость фильтровальных пластин, простая конструкция. Недостатки: контакт вина с воздухом и его окисление в процессе фильтрации, подтекание вина, частая перезарядка фильтра как следствие быстрого микробиального зарастания пластин, т.к. их стерилизация и хранение неэкономичны.

Модульные фильтры Зета Плюс устраняют недостатки фильтр-пресса. Однако стоимость комплекта фильтров Зета Плюс выше, чем для аналогичного комплекта пластин фильтрокартона. Для сопоставления экономической эффективности применения фильтр-пресса и последнего поколения фильтров системы Зета Плюс Максимайзер на одном из предприятий Молдовы были проведены сравнительные производственные испытания. Для сопоставления качества фильтрации измерялась микробиальная чистота вина до и после фильтрации и коллоидный индекс (фильтруемость) по стандартной методике. Испытания проводились на одном из современно оснащенных предприятий Молдовы. Обобщенные результаты приведены в таблице.

Результаты сравнительных испытаний качества тонкой полировочной фильтрации вин на фильтр-прессе и на фильтре Зета Плюс Максимайзер.

* - количество микроорганизмов в 10-ти полях зрения при прямом микроскопировании.


В результате было получено, что на одном комплекте фильтров Зета Плюс Максимайзер в одну ступень отфильтровано более 40 тыс. дал вина. На это же количество вина было потрачено не менее 600 шт. пластин 400х400 мм. Себестоимость фильтрации снизилась более, чем на 25% при одинаковых показателях микробиальной чистоты вина и коллоидного индекса. К тому же фильтрация на модульном фильтре исключила окисление вина на стадии тонкой полировки.

Позднее аналогичные производственные испытания фильтров Зета Плюс Максимайзер были проведены на одном из предприятий Грузии. Результаты были получены еще более высокие. Это было связано с тем, что в последнем случае для грубой полировки использовалась намывная фильтрация.