Західно-європейські сорти сторінка 2

1 2 3 4

Ім'я файлу: типа пример проверить процент плагиата.docx
Розширення: docx
Розмір: 3600кб.
Дата: 27.01.2023
скачати
Пов'язані файли:
467292(2).docx
технічне завдання.docx

Mycota)

Відділ: Аскоміцети (Ascomycota)

Клас: Сахароміцети (Saccharomycetes)

Родина: Сахарамоміцетові (Saccharomycetaceae)

Рід: Сахароміцес (Saccharomyces)

Вид: Saccharomyces cerevisiae [11]

Рисунок 2.1 – Клітини дріжджів Saccharomyces cerevisiae [29]

Природні штами дріжджів були знайдені на поверхні рослин, шлунково-кишковому тракті і поверхонь тіла комах і теплокровних тварин, грунтів з усіх регіонів світу, і навіть у водних середовищах. Найчастіше це зустрічається в районах, де можуть виникнути бродіння, таких як на поверхні фруктів, підвали для зберігання і на обладнанні, що використовується в процесі ферментації.

S.cerevisiae – важливий компонент в процесі ферментації, який перетворює цукор в спирт, інгредієнт поділився в пиві, вині і міцних напоїв. Через свою роль в бродінні, люди знали про дріжджі і використовували Saccharomyces сerevisiae протягом тривалого часу. Археологи знайшли докази ферментованого напою в каструлі в Китаї на початку 7000 тисячоліття до н.е., і молекулярно доказали використання дріжджів в процесі бродіння в винній банці, що було знайдено віком починаючи з 3150 року до н.е.

У нашій країні цьому питанню також приділяли увагу найвідоміші мікробіологи, наприклад Г.А. Надсон. Сахароміцети були знайдені на ягодах винограду, однак, як виявилося, переважають тут зовсім інші види дріжджів, які беруть у подальшому сбраживании виноградного соку. Ще рідше зустрічалися сахароміцети в оточуючих субстратах, зокрема, в грунті під виноградниками.

Вже в ранніх роботах висловлювалося припущення, що грунт не є середовищем, в якому можливо активний розвиток дріжджових грибів, а служить для останніх лише своєрідною «пасткою», де дріжджі можуть зберігатися певний час у життєздатному стані і служити джерелом спор для інфікування винограду нового врожаю.

Таким чином виникло поняття «круговороту дріжджів» в природі. Під «дріжджами» в той час малися на увазі одноклітинні аскоміцетовие гриби, родинні Сахароміцети і здатні до активного бродінню. Розширюються мікологічні дослідження і приводять до виявлення все нових видів дріжджових грибів, у тому числі і таких, які суттєво відрізнялися від типових сахароміцетів [12].
2.2 Морфологічні, цитологічні та біохімічні ознаки S. cerevisiae

Представники родини Saccharomycetaceae не утворюють типового міцелію, їх вегетативні поодинокі клітини брунькуються або діляться. Аскоспори утворюються у сумках, що являють собою одиночні клітини. За певних умов деякі дріжджі здатні утворювати псевдоміцелій чи міцелій (рис. 2.2).

Рисунок 2.2 – А) будова дріжджової клітини: 1 – ядро з ядерною порою (2) і мембраною (3); 4 – мітохондрії; 5 – вакуоля; 6 – комплекс Гольджі; 7 і 8 – гранулярний та агранулярний ЕПР; 9 – піноцитозні міхурці; 10 – сегрегаційні гранули; 11 – фагосоми; 12 – екзоцитозні міхурці; 13 – включення ліпідів; 14 – плазмалема; 15 – клітинна стінка; 16 – валик шраму брунькування. Б) ультраструктура клітини [30]
Існує зв’язок між морфологією і фізіологічними особливостями дріжджів. Тож, процеси дихання і бродіння взаємозалежні від стану клітинних структур. В культурі, доступ окремих клітин до кисню повітря неоднаковий, як наслідок, наявні клітини двох типів – ті, що здійснюють аеробне дихання, і ті, що здійснюють анаеробне бродіння [12].

Відповідно, в залежності від того, які клітини переважають, культура в цілому може розвиватись аеробно чи анаеробно.

Залежно від умов, клітини можуть приймати, зокрема, овальну, овальноокруглу чи округлу форми. В аеробних умовах (поживне середовище – солодове сусло) форма клітин однозначно овальна, тоді як в анаеробних – клітини неправильної, округлої форми (рис. 2.3). Крім того, клітини, яким притаманне бродіння мають менші розміри (6–7 на 7–9 або 9 на 9 мкм), ніж аеробні (8-10 на 11-13 мкм) [13].

Рисунок 2.3 – Електронні мікрофотографії клітин штаму S. cerevisiae Y-503, вирощених на мелясному поживному середовищі з геотермальною водою у аеробних (зліва) і анаеробних (справа) умовах. Позначення: КС – клітинна стінка, ЦМ – цитоплазматична мембрана, Я – ядро, Яр – ядерце, М – мітохондрії, ЕР – ендоплазматичний ретикулум, В – вакуоль, АГ – апарат Гольджі, П – пероксисоми, Г – включення глікогену [31]
Отже, в аеробних умовах клітинним структурам притаманні такі ознаки:

Клітинна стінка складається з двох шарів (на фото: зовнішній – світлий, внутрішній – має більшу густину).
Цитоплазматична мембрана виявлена по всьому периметру клітини і має чітку тришарову структуру; видно тонкі тяжі в цитоплазмі.
Наявні вакуолі – одномембранні органели.
Видно складові ендоплазматичного ретикулуму.
Апарат Гольджі являє собою ряд мембранних цистерн.
Розвинені мітохондрії займають центральну частину зрізу клітини; вони мають подвійну мембрану, вгини внутрішньої мембрани – кристи.

Анаеробні клітини мали цитоплазму більшої густини, що свідчить про підвищення поглинаючої здатності протопласту. Крім того, їм притаманні такі ознаки, як:

Багаточисельні інвагінації плазмалеми.
Відсутність апарату Гольджі, вакуолей.
Ядро неправильної форми (в ньому видно ядерце, наявність якого характерна клітинам з підвищеною біосинтетичною активністю).
Мітохондрії – слабко диференційовані або ж редуковані (енергетичний обмін – за рахунок гліколізу).
Враховуючи попередній пункт, не дивно, що в клітинах інтенсивно запасається глікоген (знаходиться зокрема у цитоплазмі).

Також, в клітинах наявні мікротільця – пероксисоми, що містять низку ферментів, які окиснюють різноманітні органічні речовини (наприклад, в пероксисомах відбуваються стадії катаболізму вищих жирних кислот). При вирощуванні дріжджів на солодовому сусло-агарі, в аеробних умовах, отримано клітини овальної форми, розміром 8–15×5–12 мкм.

Природньо, що найбільш суттєвими компонентами дріжджової клітини є вода, азотовмістні сполуки, вуглеводи, жири, вітаміни і мінеральні речовини. Масова частка води у дріжджовій клітині звичайно складає від 65 до 80%.

До азотовмістних компонентів дріжджової клітини відносять білки, вільні амінокислоти і нуклеїнові кислоти. Білки, що входять до складу дріжджів систематизують залежно природи їх розчинника: альбуміни – розчиняються у воді, глобуліни – розчиняються у розчинах солей, фракція білків, що розчинні в етанолі, фракція білків, розчинних у розчинах лугів [13].

У дріжджів, вирощених на етанолі, на відміну від тих, що на мелясі, загальний вміст білків вище (зокрема, за рахунок підвищення вмісту солерозчинної фракції). Варіації у кількісному вмісті різних амінокислот у білках – також є наслідком неоднаковості умов культивування.

Звичайно, клітини дріжджів містять нуклеїнові кислоти. Під час фази інтенсивного росту, що характеризується значною активністю біосинтетичних процесів, кількість РНК у клітинах – до 30%. Біля 10% азоту клітини складає азот пуринових (аденін, гуанін), 4% – піримідинових (цитозин, тимін, урацил) основ, що входять до складу нуклеотидів – мономерів нуклеїнових кислот. Склад ДНК в клітинах сталий, РНК – залежить від віку, фази росту культури.

Вуглеводи складають 30–50% від сухої маси дріжджів, представники:

Трегалоза – запасний вуглевод, знаходиться в цитоплазмі, складається з двох D-глікозидних залишків.
Глікоген – високомолекулярний полісахарид з D-глікозидних залишків; знаходиться у цитоплазмі у вигляді гранул.
Манан – полімер манози, входить до складу клітинної стінки дріжджів, де він ковалентно зв’язаний з білками; також мананопротеіни були знайдені у плазмалемі.
Глюкан – входить до складу клітинної стінки.
Хітин – у складі клітинних рубців; складається зокрема із залишків N-ацетилглюкозаміна; розчиняється лише у мінеральних кислотах.

Масова частка мінеральних речовин в дріжджах S. сerevisiae коливається від 2 до 8% сухої речовини клітини. Розглянемо елементний склад мінеральних речовин, характерних дріжджовим клітинам:

основні макроелементи: фосфор, калій, магній, кальцій, сірка;
основні мікроелементи: цинк, манган, залізо, мідь, кобальт

Особливе місце у клітинах дріжджів посідають вітаміни. Вони грають важливу роль у метаболічних процесах, адже є необхідними складовими (кофакторами чи простетичними групами) ферментів. Тож, дріжджі містять водорозчинні вітаміни групи В, ергостерол (попередник жиророзчинного вітаміну D₂ – утворюється внаслідок впливу УФ промінів) [14].

Вміст вітамінів залежить від генетичних особливостей дріжджів, складу поживного середовища, типу енергетичного обміну. Аеробні дріжджі містять більше вітаміну В₅ (РР) і В₃ (пантотенова кислота); анаеробні – В₁ (тіамін) і ергостеролу [14].
2.3 Біохімічні властивості S. cerevisiae
S. cerevisiae є факультативним анаеробом, який може однаково добре рости аеробно і анаеробно в присутності глюкози. В анаеробних умовах, коли дихання не може врахувати окислення NADH, повторне окислення NADH досягається шляхом відновлення дигідроксиацетонфосфату до гліцерину. Це специфічна адаптація: експресія GPD₂, яка кодує ізоформу гліцерол-3- фосфатдегідрогенази, стимулюється в анаеробних умовах, що призводить до підвищення здатності до виробництва гліцерину [15].

Гліколіз – це процес перетворення глюкози в піруват і утворення невеликої кількості АТФ (енергії) і НАДН (відновлювальної сили). Це центральний шлях, який виробляє важливі метаболіти-попередники: шестивуглецеві сполуки глюкози6P і фруктози-6P і тривуглецеві сполуки гліцерону-P, гліцеральдегід-3P, гліцерат3P, фосфоенолпіруват і піруват. Ацетил-КоА, інший важливий метаболітпопередник, утворюється шляхом окисного декарбоксилювання пірувату. Коли гени ферментів цього шляху досліджуються в повністю секвенованих геномах, стадії реакції трьохвуглецевих сполук від гліцерону-P до пірувату утворюють законсервований основний модуль, який зустрічається майже в усіх організмах і який іноді містить оперонні структури в бактеріальних геномах.

Глюконеогенез – це шлях синтезу глюкози з не вуглеводних попередників. По суті, це зворотний процес гліколізу з незначними змінами альтернативних шляхів. Дріжджі S. cerevisiae, які знаходяться в середовищі для бродіння, тобто в суслі яке містить такі моносахариди як глюкоза та фруктоза, можуть використовувати готові цукри сусла, для перетворення цих цукрів на інші. Наприклад, метаболізм S. cerevisiae дозволяє виробляти етанол та інші сполуки під час бродіння виноградного сусла у вино. Після того, як цукор розщеплюється на 34 моносахариди, дріжджі можуть використовувати їх у подальших реакціях. Сумарне рівняння спиртового бродіння (2.1):

С₆Н₁₂О₆ + 2АДФ + 2Фн = 2С₂Н₅ОН + 2СО₂ + 2АТФ + 2Н₂О (2.1)

Основний процес бродіння можна розглянути нижче (рис. 2.4).

Рисунок 2.4 – Основні етапи процесу ферментації [16]
Спиртове бродіння здійснюють дріжджі та деякими іншими грибами та бактеріями. Перший етап спиртового бродіння включає піруват, на наступному етапі піруват декарбоксилюється до ацетальдегіду в реакції, яка каталізується ферментом піруватдекарбоксилазою.

Окисно-відновний баланс спиртового бродіння досягається регенерацією NAD+ під час відновлення ацетальдегіду до етанолу, що каталізується спиртдейдрогеназою. Вихід АТФ від спиртового бродіння становить 1 або 2 моль АТФ на моль глюкози. За особливих умов бродіння ферментуючі дріжджі Saccharomyces cerevisiae можуть ферментувати цукор з утворенням гліцерину наприклад, ацетальдегід, оцтову кислоту, ацетоїн, 2,3-бутандіол і бурштинову кислоту, всі сполуки, які можна отримати з пірувату [16].

У присутності кисню (аеробіоз) та поживних речовин (цукрів) дріжджі споживають O₂та глюкозу, виробляючи CO₂, воду та тепло. Енергія, вироблена дріжджами споживається їхнього відтворення. Цю реакцію використовують виробники дріжджів.

За відсутності кисню (анаеробіоз) – дріжджі блукають. Дріжджі трансформують глюкозу в: CO₂, спирт, смако-ароматичні речовини, невелику кількість тепла. Зазвичай рівень pH тримають від 4,5 до 6. Для хлібопечення тримають рівень рН біля 5,6. Цей рівень впливає на дисоціацію кислот і основ, що в свою чергу впливає на перенесення поживних речовин всередину клітини, а також на ступінь токсичності інгібіторів росту. Також може впливати на конформацію молекул ферментів і змінювати як первинний, так і вторинний метаболізм дріжджів.

По відношенню до температури дріжджі є мезофілами – оптимальна температура їх розвитку 25–30°С. Температура впливає на синтез вторинних метаболітів, ріст та розмноження дріжджів. Наприклад якщо температура знаходиться біля 4°С, тоді бродіння повністю призупинено, від 10°С до 20°С відбувається сповільнене бродіння, біля 30°С та 40°С відбувається прискорене бродіння, при 45°С активність бродіння призупиняється та при подальшому підвищенню температури відбувається розпад дріжджів [17].
2.4 Основні промислові штами та культуральні ознаки S. cerevisiae
На поверхні яблук розвиваються не тільки корисні дріжджі Saccharomyces vini, а й дикі дріжджі, а також бактерії і цвілі. Для культур дріжджів, виділених з яблук і винограду, зброджених соків, сусел і сидрів, прийнято використовувати термін «винні дріжджі».Найбільш поширеними, що у спонтанному бродінні, є наступні роди і види винних дріжджів:

Saccharomyces vini – це типові виноробні дріжджі. Дріжджі цього виду мають високу бродильну активністю, активно розмножуються брунькуванням в суслі, домінують, швидко опановують середовищем, визначаючи склад вина. Гранична обємна частка утвореного спирту 14–16%.
Saccharomyces oviformis. Культури цього виду зброджують майже повністю утримуються в середовищі цукру, утворюючи близько 18% спирту. Дріжджі шампанського виробництва часто належать до цього виду. Всі хересні дріжджі, що утворюють на поверхні бражки плівку, є різновидом цього виду.

Дріжджі роду Saccharomyces активно зброджують цукри, нітрати не асимілюють, тому що не мають ферментів, здатних відновлювати їх до іонів амонію. На поверхні агару поживного вони зазвичай формують гладкі тьмяно блискучі білі з жовтим відтінком колонії.

Розглянемо культуральні ознаки штаму S. cerevisiaeY-503, а саме: форму, колір пігменту, профіль колонії, поверхню та край, розмір і структуру (рис. 2.5).

Дріжджі вирощувались на солодовому сусло-агарі. Отримано колонію округлої, схожої на квітку, форми. Колір дріжджів – світло-бежевий, тобто клітини містять світло-бежевий пігмент. Розмір колонії складав 3.00×3.00 см. Поверхня колонії матова, край фестончатий («перевернутий зонтик», ажурний) – складається з великих, злегка округлих, пласких зубців правильної форми. Профіль колонії – плаский. Окрім того, були наявні глибокі радіальні полоси.

Структура колонії м’яка, пастоподібна, її можна легко відділити з поверхні агару або розмазати. Зрозуміло, що залежно від умов навколишнього середовища культуральні ознаки, так само як і морфолого-цитологічні, можуть варіювати [18].

Рисунок 2.5 – Схема круглої колонії з фестончатим краєм (А), фото колонії S. cerevisiaeY-503 (Б) [32]

3 ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА КІНЦЕВОГО ПРОДУКТУ
3.1 Характеристика компонентного і хімічного складу вина
Асортимент виноградних вин дуже широкий і його класифікують за різними ознаками. За складом сировини вина поділяють на сортові, вироблені з одного сорту винограду (допускається до 15% винограду інших сортів) і купажні – із суміші сортів.

Залежно від технології приготування вина ділять на такі групи: столові, кріплені, ароматизовані, ігристі і шипучі. Столові вина за вмістом цукру (г/100 см³) мають підгрупи: сухі – до 0,3; напівсухі – 0,5–2,5; напівсолодкі – З–5. Кріплені вина за вмістом спирту і цукру бувають: міцні, десертні солодкі і десертні лікерні. В них міститься відповідно спирту, % об. і цукру, г/100 см³ . 14–20 і 0,2–11; 16–17 і 12–19; 12–17 і 20–30.

В залежності від місця виробництва, клімату, грунту, властивостей виноградної лози, типу вина хімічний склад виноградних вин відрізняється, але всі вина містять антисептичну і іонізаційну воду, вуглеводи (глюкозу, фруктозу, сахарозу та ін.), органічні кислоти (винну, яблучну, лимонну та ін.), спирти, альдегіди, складні ефіри та ацеталі, дубильні, барвні, азотисті, мінеральні речовини (майже всі елементи періодичної системи); вітаміни В₁, В₂, РР, С, фолієву кислоту, іонозит та інші біологічно-активні речовини (табл. 3.1). В вині міститься також комплекс поліфенольних речовин (рутин, кварцетин, антоціани). Усі ці складові роблять виноградне вино складним, споживним і біологічно цінним продуктом.

З погляду хімії, виноградне сусло – це, в основному, вода. 18–25% його маси становлять цукри, кількість яких змінюється залежно від сортів винограду та його зрілості. Від 0,3 до 1,5% маси сусла становлять органічні кислоти: дві найголовніші – винна та яблучна і в невеликих кількостях – лимонна, щавлева, глюкуронова, глюконова тощо. Крім того, у виноградному суслі виявлено 20 амінокислот (у вільному стані й у складі білків), пігменти, таніни, ароматичні речовини, вітаміни, ферменти та мінеральні солі [19].

Таблиця 3.2 – Вміст вітамінів групи В і біотину у виноградному суслі та вині

Вітаміни	Сусло	Біле вино	Червоне вино
В1 (тіамін), мк/дм³	240–550	0–50	1–100
В2 (рибофлавін), мкг/дм³	200–1000	100–1500	300–4000
В3 (пантотенова кислота), мк/дм³	140–495	180–340	300–400
В5 (нікотинамід), мг/дм³	6–18	5–9	12–18
В6 (піридоксин), мкг дм³	90–500	100–360	190–360
В8 (мезоінозит), мг/дм³	250–330	230–300	250–300
В9 (фолієва кислота), мкг/дм³	1–2	До 5	До 5
Н (біотин), мкг/дм³	5–9	До 4	До 6

Основним за кількісним вмістом компонентом вина є вода біологічного походження, яка потрапляє до виноградних ягід із ґрунту разом із мінеральними речовинами. У воді розчинені й містяться у колоїдному або суспендованому стані понад 500 різноманітних органічних та мінеральних сполук. Їх можна розділити на дві групи: леткі речовини та екстрактивні речовини.

До летких речовин вина належать ті сполуки, що виокремлюються під час кип’ятіння та звітрюються при кімнатній температурі. Це етиловий спирт і так звані ароматичні речовини вина. Аромат вину надає складний комплекс сполук, до якого входять ефірні олії винограду та речовини, що виникають у процесі бродіння сусла і витримування вина.

На сьогодні виділено понад 350 ароматичних компонентів, представлених спиртами, альдегідами, кетонами, леткими кислотами, вищими та терпеновими спиртами, фенолокислотами, складними ефірами. Баланс хімічного складу та співвідношення мінеральних і органічних речовин виноградного сусла та вина наведено у табл. 3.2.

Найбільшою кількістю органічних речовин – переважно етанолу та вуглеводів – характеризуються десертні (спеціальні) вина. У столових (натуральних) винах значно більше води, ароматичних речовин, органічних кислот та інших дієтично корисних сполук. Столові вина, особливо червоні, містять набір біологічно активних речовин.

Таблиця 3.2 – Співвідношення органічних і мінеральних компонентів сусла та вина, % від маси

Речовина	Сусло	Біле вино	Червоне вино	Десертне вино
Вода	80,3	89	88,4	70
Мірнеральні речовини	0,4	0,21	0,3	0,3
Органічні речовини	19,3	10,4	11,3	29,7
Етиловий спирт	Сліди	8,8	9,6	12,9

Екстрактивні речовини вина містять нелеткі компоненти органічного й мінерального походження, а саме: вуглеводи, кислоти, фенольні, азотисті, мінеральні речовини та багатоатомні нелеткі спирти (табл. 3.3) [20].

Таблиця 3.3 – Хімічний склад сусла та вина, г/дм³

Речовина	Сусло	Біле вино	Червоне вино	Десертне вино
Ароматичні речовини	0,15	1,00	1,2	0,6
Екстрактивні речовини	200	20,0	24,0	180
У тому числі:
Вуглеводи (до 20 найменувань)	189	2,5	4,5	167
Цукри	185	1,5	2,5	160
Полісахариди	3,0	1,0	2,0	1,5
Органічні кислоти (35 найменувань)	7,5	7,0	6,0	5,0
Фенольні речовини (до 60 найменувань)	0,9	0,3	1,5	0,6
Азотисті речовини (до 45 найменувань)	0,5	0,2	0,3	0,4
Мінеральні речовини (до 20 найменувань)	4,0	1,5	2,5	3,5
Гліцерол та інші багатоатомні спирти	Нема	8,0	9,5	3,5
Етиловий спирт (% об.)	Сліди	11,0	12,0	16,0

3.2 Методи обробки отриманого цільового продукту
Вина обробляють фізичними методами (відстоювання, фільтрація, центрифугування, обробка теплом і холодом), фізико-хімічними (обклеювання речовинами органічної і неорганічної природи), біохімічними (використання ферментних препаратів) і хімічними (внесення гексаціаноферрата (П) тригідрату калію, або жовтої кров’яної солі – ЖКС, аскорбінової, метавінной і сорбінової кислот, рідкого сірчистого ангідриду та інших допоміжних матеріалів, дозволених для застосування у виноробстві органами санітарно – епідеміологічного нагляду).

Практикується комплексна обробка вина із застосуванням бентоніту, деметалізації, обклеювання різними освітлюючими речовинами, тепла і холоду, фільтрації через фільтр-картон та діатоміт, гарячого, холодного розливу та пляшкової пастеризації з виконанням технологічних прийомів в безперервному або напівбеззупинним потоці вин.

Перераховані види обробки здійснюють за передбаченими технологічними схемами та відповідно до вимог державних і галузевих стандартів та чинної нормативно-технічної документації. Для вироблення, наприклад, вин виноградних і виноматеріалів беруть сік-напівфабрикат виноградний консервований з сірчистим ангідридом за ТУ 10.963.36, діоксид вуглецю газоподібний або рідкий по ГОСТ 8050-85, ангідрид сірчистий рідкий технічний за ГОСТ 2918-79, кислоту лимонну харчову за ГОСТ 908-79, бентоніти для виноробної промисловості за ОСТ 18-49-71, смакоароматичні харчові добавки (крім хімічних) і т. д. Виноматеріали і вина, що пройшли обробку, повинні бути прозорими, тривалий час проявляти стабільність і зберігати якості конкретного типу вин протягом гарантійного терміну зберігання і реалізації [21].

Стабільність – це здатність вина зберігати прозорість протягом гарантійного терміну зберігання із заощадженням як можна більшої кількості компонентів, що входять до його складу. Прозорість вина залежить від присутності в ньому стійких колоїдних частинок. Прозорість і стабільність готового вина протягом тривалого часу – неодмінні вимоги, які пред’являються до виноробної продукції, призначеної як для внутрішнього ринку, так і для експорту. Освітлення та стабілізація вин – важливі процеси у виноробстві.

Винний камінь (кислий виннокислий калій, або гідротартрат калію) традиційно видаляють шляхом охолодження вина при -4 ...- 8°С і експозиції до 10 діб у термоізольованих ємностях. При цьому витрачається значна кількість електроенергії, для витримки вина потрібні багато ємностей і великі приміщення.

Для попередження утворення кристалічних помутнінь, пов’язаних з випаданням в осад важкорозчинних солей – виннокислого калію і кальцію, застосовують технологію обробки вина в потоці. Система «Крісталстоп» за допомогою компактної автоматичної установки скорочує даний процес до 1,5 год. При цьому відбувається рекуперація (повторне використання) холоду при значно меншому витрачання електроенергії і без використання термоізольованих ємностей. Винний камінь віддаляється більш повно у порівнянні зі звичайним способом, що сприяє значному поліпшенню якості вина.

Серед нових технологій особливе місце займають мембранні, мета яких – поліпшити властивості і стабільність вин на основі фізичного розділення рідких і газових сумішей без використання хімічних добавок та інших компонентів. Для іммобілізації дріжджів у виробництві ігристих вин перспективно впровадження альгінату натрію харчового, каррагінана і філлофоріна харчового. Для стабілізації перлинних вин застосовують аллілгорчічное масло.

Серед помутнінь превалюють кристалічні, далі йдуть колоїдні, включаючи оборотну і необоротну форми, і біохімічні оксидазного каси. Помітно зросла кількість помутнінь, в яких дестабілізуючим фактором є сполуки, що містять фосфат-і сульфатіони, а також Сульфур [21].

Для попередження помутнінь застосовують прийоми, які залежно від характеру впливу на мікроорганізми можуть бути розділені на радикальні, профілактичні та необов’язкові. Радикальні заходи спрямовані на побиття мікроорганізмів і придушення ферментів вина підвищеними температурами (в межах 65–85°С), проведення знепліднювати обробки вина за допомогою фільтрації, ультрацентрифугування та пастеризації вина в потоці, гарячого фасування чи пляшкового пастеризації і актінаціі вина (пастеризація інфрачервоними і ультрафіолетовими випромінюваннями) з подальшим видаленням неживої біомаси.

Профілактичні заходи включають сортування і швидку переробку винограду, обробку мезги і сусла бентонітом в дозі 2–3 г/кг для інактивації ферментів, ранню сульфітації мезги або свіжовіджатого сусла до змісту сірчистого ангідриду 120–150 мг/кг, зменшення в суслі кількості суспензій і знепліднювання виноматеріалів на ранній стадії їх формування. Передбачається внесення до вино таких речовин, що перешкоджають розвитку мікроорганізмів, як діоксид сірки, сорбінова кислота, аллілгорчічное масло, що отримується з сарептської гірчиці, і інші консерванти.

До найбільш ефективних способів обробки вин проти оборотних і необоротних колоїдних помутнінь належить обробка виноматеріалів бентонітом в поєднанні з желатином (суміш білкових речовин тваринного походження). У вітчизняному виноробстві використовують звичайні бентоніти, спеціально активовані бентоніти, желатинові і комбіновані препарати з різних білків – альбуміну, желатину, казеїну і рибного клею, а також препарати на основі діоксиду кремнію. Їх висока ефективність і простота застосування підтверджені у виробничих умовах.

До числа найбільш перспективних методів профілактики помутнінь колоїдної природи слід віднести ферментативний каталіз за використанням препаратів нового покоління, в тому числі поліензимних композицій, що володіють високою активністю [21].

Запобіжні заходи не повинні приводити до зайвого утримання у вині білкового азоту, фенольних речовин, полісахаридів і важких металів.

Факультативні обробки призводять до часткового видалення білків, фенольних компонентів за допомогою бентоніту, діятимуть, поліамідних смол. Ефективні при цьому обклеювання вин желатином, казеїном і рибним клеєм, своєчасне проведення деметалізації вина. Утворенню захисних колоїдів, які попереджають виникнення маломасштабних колоїдних помутнінь, сприяє теплова обробка вина.

Деметалізацію натуральних білих і червоних виноматеріалів і вин, де залізо знаходиться в іонній формі, досягається обробкою модифікованими природними сорбентами на основі активованих бентонітів, а також жовтої кров’яної солі. Для спеціальних міцних вин найбільш ефективна обробка двуводного трінатріевой сіллю нітрілтріметілфосфоновой кислота (комплекси НТФ). Широко поширений спосіб деметалізації і контролю за змістом ціаністих сполук шляхом обробки жовтої кров'яної сіллю не дає повної гарантії відсутності в виноматеріалах і винах високотоксичних сполук синильної кислоти [20].
3.3 Державні стандарти України
В Україні існує ще національний стандарт – ДСТУ (Державний стандарт України). Але тільки деякі категорії товарів позначені як обов’язкові до сертифікації. Оскільки за 20 років технологія виготовлення продукції істотно змінилися, з’явилися нові параметри, показники безпеки, то і державний стандарт ДСТУ став включати ширші і з певного боку жорсткіші вимоги до виробу.

Окрім всього іншого він повинен регулювати рівень змісту радіонуклідів, вміст солей важких металів, пестицидів, мікотоксинів, мікробіологічних показників. На упаковці товару обов’язково має бути наявний напис про те, за якими нормативними документами він був зроблений. І ДСТУ (Державний стандарт України), і ГОСТ (Державний стандарт) потрібні для того, щоб регулювати обов’язкові вимоги до якості продукції (сухість, вологість кількість білків-жирів-вуглеводів і тощо.)

Основні нормативні документи для визначення якості вин:

ДСТУ 4806:2007 Вина. Загальні технічні умови;
ДСТУ 4396:2005 Виноматеріали для закладки на витримку. Загальні технічні умови;
ДСТУ 4805:2007 Виноматеріали оброблені. Загальні технічні умови;
ДСТУ 2163-93 Виноробство. Терміни та визначення;
ДСТУ 2164-93 Вина виноградні. Терміни та визначення;
ДСТУ 4112.3-2002 Вина і виноматеріали. Визначання вмісту спирту. Контрольний метод;
ДСТУ 4112.5-2002 Вина і виноматеріали. Визначання відновлюваних сахарів. Контрольний метод;
ДСТУ 4112.14-2002 Вина і виноматеріали. Визначання летких кислот. Контрольний метод;
ДСТУ 4112.25-2002 Вина і виноматеріали. Метод визначання діоксиду сірки;
ДСТУ 4112.30:2003 Вина і виноматеріали. Визначання заліза. Контрольний метод;
ДСТУ 4112.31:2003 Вина і виноматеріали. Метод визначання міді;
ДСТУ 4112.32:2003 Вина і виноматеріали. Метод визначання кадмію
ДСТУ 4112.34:2003 Вина і виноматеріали. Метод визначання цинку;
ДСТУ 4112.35:2003 Вина і виноматеріали. Метод визначання свинцю;
ДСТУ 4221:2003 Спирт етиловий ректифікований. Технічні умови.

Дослідження проводили використовуючи стандартні та інші лабораторні методи, що застосовуються для визначення якості напою в технологічній і науковій практиці. Дегустаційна оцінка виноградних вин проводиться за десятибальною системою за такими показниками: прозорості, кольору, букету, смаку, типовості [21].

4 БІОРЕАКТОР ТА ДОПОМІЖНЕ ОБЛАДНАННЯ БІОТЕХНОЛОГІЇ

4.1 Особливості апаратурного оформлення в зв’язку з використанням обраного продуцента
На перших етапах мікробіологічного дослідження культивування мікроорганізмів здійснювали в пробірках або колбах шляхом вирощування їх на поверхні щільних або рідких середовищ. Для більш об’ємного промислового культивування мікроорганізмів з метою отримання різних біопрепаратів стали переходити на використання скляного посуду великої ємності (матраци, бутлі). Причому у такому посуді вирощували мікроорганізми головним чином на щільних агарових середовищах. Хоча щодо поживних компонентів бульйони не відрізняються від агарових середовищ, але в рідких живильних середовищах вихід бакмаси був нижчим, ніж у агарових середовищах. Пов’язано це з тим , що у рідких середовищах аерація мікроорганізмів без примусової подачі кисню була значно гірша.

Новим етапом у культивуванні мікроорганізмів став застосований у 1933 році Клюйвером і Пергіним спосіб струшування колб з рідким середовищем на гойдалках з примусовою подачею стерильного повітря. На цій основі було розроблено так званий глибинний метод вирощування мікроорганізмів.

Даний метод був запропонований спочатку для культур аеробних грибів, надалі він став використовуватися для вирощування інших мікроорганізмів з метою виробництва антибіотиків, вітамінів, ферментів, вакцин, антигенів та інших біопрепаратів.

Все зростаюче значення отримання культур мікроорганізмів у великій кількості спонукало інтерес до створення промислових установок великої ємності з примусовою аерацією культури мікробів та автоматичним регулюванням всіх технологічних процесів [22].

Глибинний метод вирощування у промислових умовах патогенних мікроорганізмів уперше був застосований Н. Є. Лебедєвим у 1950 році.

Використання їх у промислове виробництво стало великим досягненням у мікробіології, що дав можливість отримати велику кількість бактеріальної маси за короткий час. Із застосуванням інтенсивної аерації швидкість розмноження мікроорганізмів буває ще вищим.

Так, на синтетичних середовищах накопичення мікроорганізмів бактерій кишкової групи за 14 годин культивування із застосуванням примусової аерації становить 25 млрд/см³, на м’ясних середовищах 50–60 млрд/см³, у той час як при культивуванні цих самих мікробів і на тих же середовищах без аерації , тобто у стаціонарних умовах, кількість мікробів не перевищує 1–2 млрд/см³.

Для вирощування мікроорганізмів у промислових умовах нині застосовують реактори з барбатерами та металевими або трубчастими мішалками для диспергування повітря (рис. 4.1) [22].

1 2 3 4

скачати