Содержание к диссертации
Введение
1. Литературный обзор 10
2. Объекты и методы исследований 40
2.1. Объекты исследований 40
2.2. Методы исследований 40
3. Экспериментальная часть 52
3.1. Изучение влияния дубового экстракта на образование летучих компонентов и ароматических альдегидов в растворах ректификованного спирта разной концентрации и молодого коньячного дистиллята 52
3.1.1. Влияние дубового экстракта на образование летучих компонентов ректификованного спирта 52
3.1.2. Влияние дубового экстракта на образование ароматических альдегидов в растворах ректификованного спирта 57
3.1.3. Влияние дубового экстракта на образование летучих компонентов молодого коньячного дистиллята 59
3.1.4. Влияние дубового экстракта на образование ароматических альдегидов молодого коньячного дистиллята 63
3.1.5. Влияние дубового экстракта на катионный состав молодого коньячного дистиллята и готовой продукции 65
3.2. Разработка и обоснование применения дубового экстракта в технологии коньячных дистиллятов 67
3.2.1. Влияние дубового экстракта на образование летучих и ароматических компонентов коньячных дистиллятов 3-летней выдержки 67
3.2.2. Влияние дубового экстракта на образование летучих и ароматических компонентов коньячных дистиллятов 4-летней выдержки 71
3.2.3. Влияние дубового экстракта на образование летучих и ароматических компонентов коньячных дистиллятов 5-летней выдержки 74
3.3. Применение дубового экстракта для обогащения истощенной древесины дуба, используемой в технологии коньячных дистиллятов и бренди 78
3.3.1. Обработка внутренней поверхности коньячных бочек растворами дубового экстракта 78
3.3.2. Обработка истощенной дубовой клепки, используемой для резервуарной выдержки коньячных дистиллятов 86
3.3.3. Влияние дубового экстракта на химический состав и органолептическую характеристику бренди, выработанного на основе ректификованного спирта 94
3.3.4. Технологическая схема 99
Выводы 102
Список литературы 103
Приложение 123
- Влияние дубового экстракта на образование летучих компонентов ректификованного спирта
- Влияние дубового экстракта на образование ароматических альдегидов молодого коньячного дистиллята
- Влияние дубового экстракта на образование летучих и ароматических компонентов коньячных дистиллятов 3-летней выдержки
- Применение дубового экстракта для обогащения истощенной древесины дуба, используемой в технологии коньячных дистиллятов и бренди
Введение к работе
В России и за рубежом под названием бренди подразумевают крепкие напитки, производимые из винных дистиллятов с выдержкой в контакте с древесиной дуба не менее шести месяцев. Не исключено, что и для российских бренди будут введены наименования по происхождению и расширен диапазон продукции по категориям качества со сроком выдержки от 0,5 до 10 лет и более. Производство бренди, выдержанного от 0,5 до 3 лет в дубовых бочках или бутах, возможно на основе молодого коньячного спирта с помощью экстракта дуба и виноградных семян.
Качество бренди коньячного типа слагается из множества факторов, среди которых важнейшее место занимают химический состав коньячных виноматериалов и качество древесины дуба. Отечественными учеными И.М. Скурихиным, А.К. Родопуло, Е.А. Егоровым, Р.В. Аванесьянцем, Т.С. Хиабаховым, М.С. Сачаво и др. созданы технологии, которые показали, что коньячные спирты и бренди коньячного типа, производимые в России, отличаются высоким качеством и не уступают выдержанным французским коньякам.
Коньячное производство по своей технологии и характеру выпускаемой продукции занимает особое положение в винодельческой промышленности. Качество коньяка слагается из множества факторов, среди которых важнейшее место занимают химический состав коньячных виноматериалов, качество древесины дуба, от состава и свойств которой зависит протекание процесса выдержки коньячных спиртов, приобретение ими характерных цвета, вкуса и букета, устойчивость готовой продукции к нарушениям товарного вида.
Работы отечественных и зарубежных ученых обеспечили создание и применение для решения указанных вопросов целого комплекса технологических приемов [43,74,97,150,154]. Это ферментативный катализ на стадии переработки винограда и производства коньячных виноматериалов, регулирование процессов новообразования при перегонке с помощью автолизатов винных дрожжей или дрожжевых осадков, подбор древесины дуба и новые методы ее предварительной обработки (лазерное и инфракрасное излучения, СВЧ-нагрев и т.п.). Большинство способов ускоренного созревания коньячных спиртов основаны на воздействии различными физическими и физико-химическими средствами на коньячный спирт и/или древесину дуба, а также внесением в коньячный спирт или коньяк в качестве ускорителей созревания - экстрактивных веществ, выделенных из обработанной или специально подготовленной древесины дуба [103-116]. Исследования показали, что физико-химические способы способствовали интенсификации окислительно-восстановительных процессов, ускорению потребления кислорода.
Радиоактивное облучение коньячных спиртов гамма-лучами способствовало улучшению качества ординарных коньяков, гармонизации состава их ароматических компонентов и уменьшению величины редокс-потенциала. Это говорит о том, что под действием излучения интенсифицировались окислительно-восстановительные реакции, кислород быстро расходовался на окисление компонентов, а после его исчезновения значение редокс-потенциала начинало уменьшаться.
К физическим способам обработки коньячного спирта относятся также нагревание, обработка холодам, ультрафиолетовое облучение, обработка ультразвуком, сверхвысокочастотной энергией. Однако широко применяется только тепловая обработка (нагревание, обработка холодом с последующей холодной фильтрацией). Недостатком физических методов считается тот факт, что из спиртов, при созревании которых применялись физико-химические воздействия, получаются коньяки, уступающие по качеству классическим технологиям. Это объясняется недостаточной изученностью физико-химических процессов, обеспечивающих формирование высокого качества коньяков. Поэтому все методы ускоренного созревания были рекомендованы и применялись только для производства ординарных коньяков.
Выдержка винных дистиллятов может продолжаться от 3 до 25 и более лет. За это время образуются потери (до 3-5% абсолютного спирта) винных дистиллятов от испарения. Одновременно в древесине дуба снижается содержание танидов, лигнина, гемицеллюлоз и других ценных веществ. Ресурс древесины дуба, пригодной для изготовления коньячных бочек, весьма ограничен, так как для изготовления бочек пригодны дубы старше 80лет; предъявляются определенные требования и к качеству самой древесины.
Снижения потерь спирта и восполнения ценных веществ древесины дуба можно добиться путем внедрения технологий, которые основаны на воздействии различными физическими и физико-химическими средствами на винный дистиллят и древесину дуба, а также внесением в дистиллят в качестве ускорителей созревания - экстрактивных веществ, выделенных из обработанной или специально подготовленной древесины дуба. Внесение дубовых экстрактов для корректировки качества винных дистиллятов разрешено законодательством Франции и государственными стандартами России. Использование натуральных дубовых экстрактов из отходов переработки дуба, позволяет продлить ресурс дубовой бочки и клепки и повысить качество выдержанных винных дистиллятов.
Имеющиеся эпизодические исследования дубовых экстрактов не учитывают изменения технологии дубового экстракта (применение мембранных технологий) и влияния щелочных металлов (калия, натрия, кальция) на розливостойкость продукции, что требует проведения новых исследований на современном уровне. В связи с этим исследования, направленные на обоснование применения дубовых экстрактов в технологии бренди, являются актуальными, имеющими важное практическое значение.
ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ И НОВИЗНА ИССЛЕДОВАНИЙ
Цель исследований - физико-химическое обоснование и разработка технологии бренди с использованием дубовых экстрактов.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- исследовать влияние дубового экстракта на образование летучих компонентов в ректификованных спиртах и молодом дистилляте;
- оценить воздействие дубового экстракта на появление ароматических альдегидов, состав летучих компонентов выдержанных коньячных дистиллятов (3-5 лет выдержки) и их органолептические показатели;
- определить концентрацию катионов щелочных и щелочноземельных металлов коньячных дистиллятов и установить их влияние на устойчивость к помутнениям;
- обосновать возможность применения дубового экстракта для продления ресурса использования дубовых бочек в технологии коньячных дистиллятов;
- обосновать целесообразность использования растворов дубового экстракта обогащения дубовой клепки, используемой для резервуарнои выдержки коньячных дистиллятов;
- разработать технологию бренди улучшенного качества и ординарных коньячных дистиллятов с помощью дубового экстракта и обогащенной экстрактом дубовой клепки.
Научная новизна Впервые исследована динамика летучих компонентов и ароматических альдегидов при внесении дубового экстракта в молодой и выдержанный коньячные дистилляты. Впервые предложен и теоретически обоснован способ обработки дубовых бочек коньячного производства без применения на них механических воздействий; исследована динамика ароматических компонентов дистиллятов в обработанных бочках. Впервые предложен и обоснован способ обработки дубовой клепки, используемой для резервуарнои выдержки коньячных дистиллятов, исследована динамика летучих и ароматических компонентов дистиллятов, полученных разработанным способом.
Связь работы с научными программами, планами, темами. Работа в виде отдельных проектов выполнялась в соответствии с планом 1997-2005гг. научно-исследовательских работ ГНУ СКЗНИИСиВ Россельхозакадемии по теме: «Разработать комплексные высокоэффективные технологии производства и стабилизации виноградных вин с использованием новых и перспективных сортов винограда и новейших способов физико-химических воздействий».
Основные положения, выносимые на защиту:
- влияние дубового экстракта на образование летучих компонентов в ректификованных спиртах и молодом коньячном дистилляте; -динамика ароматических альдегидов и изменение состава летучих ароматических компонентов под влиянием дубового экстракта в выдержанных коньячных дистиллятах (3-5 лет выдержки);
- научное обоснование катионного состава коньячных дистиллятов;
- обоснование способа продления ресурса использования дубовых бочек, в технологии коньячных дистиллятов;
- обоснование технологии обогащения дубовой клепки, используемой для резервуарной выдержки коньячных дистиллятов, растворами дубового экстракта;
- технология виноградных бренди и на основе ректификованного спирта с помощью дубового экстракта и регенерированной древесины дуба.
Влияние дубового экстракта на образование летучих компонентов ректификованного спирта
В производстве вин и коньяков древесина дуба находит широкое применение для достижения положительного воздействия на структуру аромата и вкуса напитков [57,58]. В технологии напитков используют клепку, дубовую стружку, мелкую дробленую древесину с различной степенью термообработки, экстракты. Основная цель применения дубовых экстрактов в виноделии это усиление окраски и улучшение вкусовых показателей продукции. В меньшей степени дубовые экстракты оказывают влияние на-содержание летучих компонентов напитков. Внесение дубовых экстрактов регламентировано во многих технологических процессах, и в то же время детального исследования о влиянии дубовых экстрактов, выработанных по современным технологиям, с повышенным содержанием танина, на содержание, новообразование и трансформацию летучих компонентов не- проводилось.
Различия в технологии экстрактов и дальнейший контакт с напитком может привести к появлению веществ, приводящих к снижению органолептических показателей или имеющих вредное влияние на здоровье человека: ацетон, метилэтилкетон, кротоновый альдегид, диацетил (в количестве свыше 20 мг/дм3 б.с), избыточное содержание уксусной кислоты и некоторые другие.
В связи с этим были подвергнуты исследованию растворы дубового экстракта «Танол» в ректификованном спирте, свободном от сложных эфиров и фурфурола, содержащем мг/дм3: ацетальдегида- 0,6, метанола- 50, уксусной кислоты - 5,6, 1-пропанола - 1,6 при отсутствии сложных эфиров и фурфурола.
Экстракт вносили в этиловый спирт-ректификат крепостью 96,3% и 60% из расчета 37г/дм3, в дальнейшем растворы выдерживали при комнатной температуре. Влияние внесенного «Танола» на качественный и количественный состав летучих компонентов спирта-ректификата различной крепости показано в таблицах 3.1 и 3.2 и на рисунках 3.1 и 3.2. Таблица 3.1 - Динамика основных летучих компонентов 60%-го спирта-ректификата при внесении дубового экстракта из расчета 37,5г/дм3
Наблюдения показали увеличение массовой концентрации большинства идентифицированных компонентов (число раз): ацетальдегида в 12,8, метилацетата - 3,5, этилацетата 1,05, в целом суммы эфиров в 1,02, этилацеталя - 7,6, гексанола - 1,6, суммы сивушного масла - 6,7, метанола -1,33, рисунок 3.1. Уменьшение наблюдали для фурфурола - 1,66, 2,3-бутиленгликоля - 1,63, уксусной кислоты - 1,5, суммы кислот - 1,4, а также для фенилэтанола, ионона. В конце наблюдений не обнаружен ацетоин, линалоол и отмечено появление диацетила (таблица 3.1).
Результаты таблицы 3.2 и рисунка 3.2 показали увеличение массовой концентрации следующих компонентов (число раз): ацетальдегида в 5,6, метилацетата - 37,6, этилацетата 4,7, в целом суммы эфиров в 2,4, этилацеталя - 3,4, гексанола - 0,8, суммы сивушного масла - 6,1, метанола -1,04, уксусной кислоты - 6,7, суммы кислот - 1,7, фурфурола - 1,8. Уменьшение наблюдали для 2,3-бутиленгликоля - 1,8. Содержание линалоола, фенилэтанола, ионона последовательно уменьшалось. В обоих вариантах экстракции не был обнаружен коричный альдегид, который довольно часто встречается в выдержанных коньяках и коньячных спиртах. Рисунок 3.2 - Динамика основных летучих компонентов в 96%-м спирте-ректификате с внесенным экстрактом В спиртовых растворах обнаружены ароматические составляющие: линалоол, фенилэтанол, ионон, оказывающие положительное влияние на органолептическую оценку винодельческой продукции. Более активное развитие ароматической составляющей наблюдали в случае использования 60%-го спирта, что может быть объяснено гидролизом. Полученные результаты показали, что при внесении дубового экстракта «Танола» в ректификованный спирт и наблюдении за ним в течение 180 суток, не было обнаружено веществ, представляющих потенциальную опасность здоровью человека. Установлены существенные изменения концентраций фурфурола, сложных эфиров и уксусной кислотой, что, однако не может привести к значительному искажению состава винодельческой продукции, в технологии которой будет применен «Танол». 3.1.2 Влияние дубового экстракта на образование ароматических альдегидов в растворах ректификованного спирта.
В меньшей степени дубовые экстракты оказывают влияние на содержание летучих и ароматических компонентов напитков. Внесение дубовых экстрактов регламентировано во многих технологических процессах, и в то же время детального исследования о влиянии дубовых экстрактов на содержание и динамику ароматических альдегидов не проводилось.
Древесина дуба служит источником разнообразных ароматических веществ, которые появляются за счет гидролиза и этанолиза. Для качества винодельческой и коньячной продукции большое значение имеют ароматические альдегиды: сиреневый, конифериловый, синаповый, ванилин.
В связи с этим были подвергнуты исследованию растворы дубового экстракта «Танол» в ректификованном спирте, свободном от сложных эфиров и фурфурола, содержащем мг/дм : ацетальдегида - 0,6, метанола - 50, уксусной кислоты - 5,6, 1-пропанола - 1,6.
Для более эффективной оценки влияния экстракта на процесс образования ароматических альдегидов его вносили в этиловый спирт-ректификат крепостью 96,3% и 60% в повышенных количествах - из расчета 37,5 г/дм3 и в дальнейшем растворы выдерживали при комнатной температуре и наличии над поверхностью жидкости воздушной камеры.
Влияние дубового экстракта на образование ароматических альдегидов молодого коньячного дистиллята
Полученные данные показали, что в молодом коньячном спирте с внесенным «Танолом», кроме изменений концентраций фурфурола, сложных эфиров, сивушного масла и уксусной кислотой, происходил постепенный рост концентраций ароматических составляющих: фенилэтанола, ионона, капринового и коричного альдегидов, оказывающих положительное влияние на органолептическую коньячной продукции. Также как и для растворов «Танола» в ректификованном спирте, для коньячного спирта, содержащего «Танол», не обнаружено появления веществ, приводящих к снижению органолептических показателей или имеющих вредное влияние на здоровье человека: ацетона, метилэтилкетона, кротонового альдегида, избыточного содержания уксусной, масляной кислот. В растворах «Танола» в коньячном спирте отмечено появление диацетила, но в количестве менее 10 мг/дм б.с, что не могло оказать негативное влияние на получаемый бренди. 3.1.4 Влияние дубового экстракта на образование ароматических альдегидов молодого коньячного дистиллята. Древесина дуба служит источником разнообразных ароматических веществ, которые появляются за счет гидролиза и этанолиза. Для качества коньячной продукции большое значение имеют ароматические альдегиды сиреневый, конифериловый, синаповый, ванилин. Однако детального исследования о влиянии дубовых экстрактов на содержание и динамику ароматических альдегидов в коньячных дистиллятах не проводилось. Исследованию были подвергнуты растворы дубового экстракта «Танол» в молодом коньячном дистилляте, крепостью 73% и содержащем мг/дм3: ацетальдегида - 1,2, метанола - 687, уксусной кислоты - 18,4, сложных эфиров - 33,8, сивушных масел - 1804 и фурфурола - 136,8. Экстракт вносили в молодой коньячный дистиллят из расчета 37,5 г/дм3, в дальнейшем раствор выдерживали при комнатной температуре. Влияние внесенного «Танола» на качественный и количественный состав ароматических альдегидов с течением времени показано в таблице 3.5.
Полученные данные показали, что коньячный дистиллят способствовал гораздо более быстрому появлению ароматических альдегидов, чем ректификованный спирт, (таблица 3.5). Уже через 7 суток контакта в коньячном спирте обнаружено суммарное содержание альдегидов равное 4,355 мг/дм3, в то время как для ректификата сумма ароматических альдегидов составила около 1 мг/дм на 60-е сутки наблюдения (синаповый альдегид не был обнаружен) - данные таблицы 3.5. На 90-е сутки наблюдения суммарное содержание ароматических альдегидов в растворе молодого коньячного спирта было примерно в 2 раза более высоким, чем для спирта-ректификата. По истечении 210 суток наблюдений в растворе коньячного дистиллята преобладал сиреневый альдегид - 58,6% от суммарного содержания альдегидов, а доля ванилина составила 14%. Максимальную концентрацию сиреневого альдегида в коньячном дистилляте наблюдали через 150 суток после начала эксперимента, в дальнейшем произошло его некоторое снижение, однако это не отразилось на суммарном содержании альдегидов. Полученные данные позволили установить, что на образование ароматических альдегидов в растворах с внесенным «Танолом» значительное влияние оказывают летучие компоненты, присущие коньячным спиртам. 3.1.5 Влияние дубового экстракта на катионный состав молодого коньячного дистиллята и готовой продукции. Коньячные дистилляты и готовые напитки достаточно устойчивы к кристаллическим помутнениям ввиду высокой спиртуозности и продолжительной выдержки, приводящей к относительной самостабилизации. Непосредственно в молодых коньячных дистиллятах содержание катионов минимально, вещества фенольной природы отсутствуют. В процессе выдержки коньячных спиртов в условиях примерно одинаковой температуры при периодическом дозировании кислорода (с целью интенсификации процесса экстракции) происходит постепенное окисление фенольных соединений, сопровождающееся выпадением осадков. Одновременно протекают процессы образования различных комплексных соединений между высокомолекулярными соединениями коньячных спиртов. В результате частично достигается устойчивость коньяков к различного рода помутнениям. Между тем, как показывают исследования [3,10] многие коньяки различных наименований и сроков выдержки спиртов, выпускаемые российскими предприятиями, склонны к образованию кристаллических помутнений. Обогащение коньячного спирта катионами щелочных и щелочноземельных металлов происходит постепенно в процессе выдержки дистиллятов за счет контакта с древесиной дуба. Наблюдается диффузия катионов калия, натрия, магния, кальция под воздействием летучих кислот коньячного дистиллята, в основном уксусной кислоты. Растворимость ацетатов указанных катионов в водных растворах весьма велика, однако высокая спиртуозность коньячных дистиллятов, да и готовой продукции существенно ограничивает растворимость указанных солей, что и служит причиной образования кристаллических осадков. Катионный состав коньячных спиртов и коньяков приведен в таблице 3.6.
Данные табл. 3.6 свидетельствуют о наличии значительных концентраций ионов калия, магния, кальция в некоторых исследованных образцах. Внесение дубового экстракта, как концентрированного сырья, значительно обогащенного катионами щелочных и щелочноземельных металлов, может оказать влияние на устойчивость коньячной продукции к кристаллическим помутнениям. Поэтому было проведено исследование содержания щелочных и щелочноземельных металлов в зависимости от внесения экстрактов в молодой и выдержанный коньячные спирты. Результаты исследования даны в таблице 3.7. Внесение экстракта незначительно изменило содержание щелочных и щелочноземельных металлов и таким образом не могло оказать существенного влияния на стабильность дистиллята к кристаллическим помутнениям, что и было подтверждено тестами. 3.2 Разработка и обоснование применения дубового экстракта в технологии коньячных дистиллятов. 3.2.1 Влияние дубового экстракта на образование летучих и ароматических компонентов коньячных спиртов 3-летней выдержки. В настоящее время вносить дубовые экстракты в коньяки запрещено, однако на стадии получения ординарного коньячного спирта допускается использование дубового экстракта в количестве 1 -2 г/дм коньячного спирта для улучшения органолептической характеристики продукции: цвета, вкуса и аромата. Довольно часто коньячные спирты 3-5-летней выдержки отстают в своем развитии от необходимых вкусовых характеристик за счет использования частично истощенной дубовой клепки или других факторов технологии. Внесение дубовых экстрактов регламентировано во многих технологических процессах, и в то же время детального исследования о влиянии дубовых экстрактов, выработанных по современным технологиям, с повышенным содержанием танина, на новообразование и трансформацию летучих и ароматических компонентов 3-5-летних коньячных спиртов не проводилось. Предварительные эксперименты показали, что оптимальные вкусовые характеристики коньячного спирта получают при внесении в него сухого экстракта из расчета 1г/дм3. Газохроматографическому исследованию были подвергнуты 3,4,5-летние коньячные спирты, в которые вносили дубовый экстракт. Экстракт вносили в молодой коньячный спирт из расчета 1 г/дм3, в дальнейшем выдерживали при комнатной температуре. Влияние внесенного «Танола» на качественный и количественный состав летучих и ароматических компонентов 3-летнего коньячного дистиллята показано в таблице 3.8 и на рисунке 3.4. Таблица 3.8 - Влияние «Танола» на массовую концентрацию (мг/дм3 б.с.)
Влияние дубового экстракта на образование летучих и ароматических компонентов коньячных дистиллятов 3-летней выдержки
В настоящее время вносить дубовые экстракты в коньяки запрещено, однако на стадии получения ординарного коньячного спирта допускается использование дубового экстракта в количестве 1 -2 г/дм коньячного спирта для улучшения органолептической характеристики продукции: цвета, вкуса и аромата. Довольно часто коньячные спирты 3-5-летней выдержки отстают в своем развитии от необходимых вкусовых характеристик за счет использования частично истощенной дубовой клепки или других факторов технологии. Внесение дубовых экстрактов регламентировано во многих технологических процессах, и в то же время детального исследования о влиянии дубовых экстрактов, выработанных по современным технологиям, с повышенным содержанием танина, на новообразование и трансформацию летучих и ароматических компонентов 3-5-летних коньячных спиртов не проводилось. Предварительные эксперименты показали, что оптимальные вкусовые характеристики коньячного спирта получают при внесении в него сухого экстракта из расчета 1г/дм3. Газохроматографическому исследованию были подвергнуты 3,4,5-летние коньячные спирты, в которые вносили дубовый экстракт. Экстракт вносили в молодой коньячный спирт из расчета 1 г/дм3, в дальнейшем выдерживали при комнатной температуре. Влияние внесенного «Танола» на качественный и количественный состав летучих и ароматических компонентов 3-летнего коньячного дистиллята показано в таблице 3.8 и на рисунке 3.4. Таблица 3.8 - Влияние «Танола» на массовую концентрацию (мг/дм3 б.с.) дистилляте, где 1-исходный дистиллят, 2-дистиллят без экстракта, через 90 суток, 3- дистиллят с экстрактом, через 90 суток, 4- дистиллят с экстрактом, через 180 суток Наблюдения показали увеличение массовой концентрации большинства идентифицированных компонентов в сравнении с исходным коньячным спиртом (%): ацетальдегида на 6,6, метилацетата - 66, этилацетата - 12,0, в целом суммы эфиров - 17,0, этилацеталя - 80,3, фурфурола - 13,5, суммы сивушного масла - 2,6, суммы кислот - 12,8, и некоторых других компонентов (таблица 3.8).
Изменения концентраций основных летучих компонентов исходного коньячного спирта без внесения экстракта в течение 90 суток выдержки практически не наблюдалось. Установлено, что в трехлетнем коньячном спирте с внесенным экстрактом, кроме изменений концентраций фурфурола, сложных эфиров, сивушного масла, кислот, наблюдали постепенный рост концентраций ароматических альдегидов: сиреневого на 15,4%, ванилина от 0,02 до 0,09 мг/дм3, появление синапового и кониферилового альдегидов, оказывающих положительное влияние на органолептическую оценку коньячной продукции, рисунок 3.4. Внесение экстракта положительно сказалось на дегустационной оценке: коньячный спирт с экстрактом обладал более развитым ароматом, и слаженным вкусом. 3.2.2 Влияние дубового экстракта на образование летучих и ароматических компонентов коньячных спиртов 4-летней выдержки. Далее был поставлен эксперимент по установлению влияние внесенного «Танола» на качественный и количественный состав летучих и ароматических компонентов 4-летнего коньячного спирта. Результаты показаны в таблице 3.9 и на рисунке 3.5.
Применение дубового экстракта для обогащения истощенной древесины дуба, используемой в технологии коньячных дистиллятов и бренди
Высококачественные коньячные спирты получают при выдержке в коньячных бочках. Дороговизна и определенный дефицит коньячных бочек приводит к тому, что разрабатываются технологии использования спиртовых экстрактов из отходов древесины дуба. Старые бочки регенерируют: разбирают, чинят, состругивают 2-3-миллиметровый слой древесины, снова собирают и далее используют в технологии коньячных спиртов [97].
Данному приему присущи трудоемкие механические операции по разборке бочки и последующей обработке внутренней поверхности. Обработанные по такой технологии бочки обладают меньшей толщиной стенок, что влияет на диффузионные процессы в ходе выдержки коньячных спиртов и, как правило, негативно отражается на их качестве. Кроме того, повторная операция обновления внутренней поверхности бочки может привести к потере механической прочности и разрушению.
В связи с этим были поставлены эксперименты по изучению возможности обработки дубовым экстрактом внутренней поверхности дубовой коньячной бочки, при полном исключении механического воздействия на нее, что дает возможность многократного проведения операции обработки. Одновременно была поставлена цель изучить состав молодых коньячных спиртов, выдержанных в таким образом регенерированных бочках. В качестве контроля использовали механическим образом восстановленную бочку.
Для экспериментов использовали отработанные коньячные бочки, использованные для двух заливок коньячным спиртом, и сухой дубовый экстракт «Танол» производства фирмы «Диалог», г. Горячий Ключ. Бочку заполняли 0,5-1,5%-м водным раствором дубового экстракта, нагретого до температуры 40-45С и выдерживали 14 суток при периодическом перемешивании. По истечении 14 суток раствор сливали, нагревали до 40-45С и повторно заливали в бочку на 14 суток. Подогрев раствора использовали для стерилизации и увеличения скорости массообмена между раствором экстракта и дубовой клепкой. Затем бочку ополаскивали умягченной водой и заливали молодым коньячным спиртом, выработанным по традиционной технологии, крепостью 65,8 %. Для экспериментов использовали молодой коньячный спирт со следующими массовыми концентрациями компонентов (мг/дм3 б.с): ацетальдегида - 311,0; суммы сложных эфиров - 540,0; ацеталей - 62,4; уксусной кислоты - 77,4. Молодой коньячный спирт не содержал фенольных веществ и ароматических альдегидов. Результаты измерений основных летучих компонентов и динамика ароматических альдегидов показаны в таблицах 3.11-3.12.
Затем были проведены эксперименты с растворами дубового экстракта в хвостовых фракциях коньячного спирта крепостью 15-20% объемных. Истощенную бочку заполняли 0,5-1,5%-м раствором, нагретого до температуры 40-45С и выдерживали 14 суток при периодическом перемешивании. По истечении 14 суток раствор сливали, нагревали до 40-45С и повторно заливали в бочку на 14 суток. Подогрев раствора использовали для стерилизации и увеличения скорости массообмена между раствором экстракта и дубовой клепкой.
Затем бочку ополаскивали умягченной водой и заливали молодым коньячным спиртом, выработанным по традиционной технологии, крепостью 65,8 %. Для экспериментов использовали молодой коньячный спирт, который использовали в опытах с водными растворами экстракта. Результаты измерений летучих компонентов и ароматических альдегидов показаны в таблицах 3.13-3.14, рисунок 3.7. применение водного или слабоспиртуозного раствора экстракта для обработки внутренней поверхности клепки бочки, привело к существенным изменениям состава коньячного спирта по всем контролируемым показателям. Полученные данные объяснены тем, что составляющие дубового экстракта в результате двукратной заливки в бочку подверглись поглощению внутренней поверхностью бочки. Внутренняя поверхность бочки проявила ярко выраженные сорбционные свойства с насыщением глубинных слоев; в результате обработки в сравнении с контролем на 5-7% увеличилась массовая концентрация ацетальдегида, на 11% - сложных эфиров, более чем в два раза ацеталя, и в несколько раз ароматических альдегидов, формирующих характерный коньячный аромат; особенно значительные изменения найдены для содержания ароматических альдегидов: по окончании первого года наблюдений в предлагаемых вариантах обработки присутствуют все альдегиды, а в прототипе только синаповый и сиреневый. После 3-х лет выдержки в сравнении с прототипом в опытных вариантах концентрация синапового альдегида была выше в 4-7 раз, кониферилового - в 1,5-2 раза, ванилина в 15-20 раз, концентрации сиреневого альдегида в испытуемых вариантах и прототипе были примерно одинаковыми; полученные данные объяснены тем, что под действием сорбированного внутренней поверхностью клепки бочки компонентов экстракта происходит полноценное воспроизведение основных химических, физико-химических и биохимических превращений, в сумме приводящих к улучшению качества выдерживаемого коньячного спирта. Повышение качества коньячного спирта достигается за счет оптимального состава сложных эфиров, высших спиртов, уксусной кислоты и особенно ароматических альдегидов. Составляющие дубового экстракта специфически сорбировались в межклеточном пространстве древесины при непосредственном участии капиллярных сил. При последующей выдержке происходил сложный массообмен с коньячным спиртом, полностью повторяющий процессы в кондиционных дубовых бочках. Таким образом, достигалось комплексное взаимодействие капиллярных сил межклеточного пространства, образовавшихся водородных связей в структуре и адсорбционных процессов.
В случае обработки дубовой бочки водным раствором экстракта в получаемых коньячных спиртах отмечено развитие слаженного аромата выдержанного спирта со смолисто-коричными тонами, отчетливым ванильным оттенком и органолептической характеристикой выше, чем у контроля.
В случае обработки дубовой бочки слабоспиртуозным раствором экстракта в получаемых коньячных спиртах отмечено развитие слегка тяжелого аромата, по отдельным составляющим даже пересыщенного, со смолистыми тонами и органолептической характеристикой выше, чем у контроля.
В контроле отмечено только лишь начальное появление ванильных тонов, сырые тона спирта и общее отсутствие слаженности аромата.
