Нанотехнологии и вино

Нанотехнологии и вино

Одними из основных факторов в обеспечении высокого качества вин и виноматериалов являются их стерильность и стабильность к помутнениям. При этом важно не только получить стерильный и стабильный продукт, но и максимально сохранить содержащиеся в нем исходные компоненты, влияющие на его вкусовые качества. Традиционный метод тепловой обработки при относительно высокой температуре и в течение продолжительного времени и обработка вин холодом обеспечивают стерильность и профилактику помутнений продукта, но вместе с тем приводят к разрушению экстрактивных, ароматических соединений и витаминов, что в значительной степени влияет на качество. К тому же обработка холодом не всегда гарантирует розливостойкость продукта.

Из научной литературы известны технологии обработки вина и виноматериалов инфракрасным (ИК) облучением, дающие более эффективные результаты. Смысл данных технологий заключается в том, что каждая составляющая продукта имеет свой, присущий только ей спектр поглощения. Следовательно, с учетом разрушающего действия ИК-излучения можно проводить целенаправленную обработку продукта, селективно воздействуя на определенные составляющие. Однако использование данных технологий сдерживалось сложностью изготовления ИК-излучателей с заданнойдлиной волны излучения. Развитие нанотехнологий и применение новейших материалов позволили изготавливать ИК-излучатели с заданными шириной спектра и мощностью излучения.

Предприятием «ЭКОМАШ» разработаны и успешно внедрены в производство автоматизированные проточ ные пастеризаторы с ИК-нагревом. Отличительной особенностью этих пастеризаторов (см. рисунок) является то, что блоком пастеризации в установках А1-ОПЭ является секция ИК-нагрева, состоящая из кварцевых труб с инфракрасными нагревательными элементами, выполненными из войлочнографитового шнура, который позволяет из готавливать нагреватели с узким спектром ИК-излучения, ориентированным на
конкретные задачи. Например, оптимальная длина волны при пастеризации составляет от 2500 до 3500 нм, а при профилактике от помутнений – 5300 и 10 600 нм. Модельный ряд установок включает в себя пастеризаторы производительностью от 1000 до 3000 л/ч. Все элементы электрических нагревателей защищены термоизоляционными материалами и выделены в отдельный блок, защищенный от механических повреждений. При пастеризации более сильное бактерицидное действие ИК-излучения по сравнению с традиционной тепловой обработкой объясняется тем, что при использовании ИК-нагрева тепло к микроорганизмам подводится не только извне, но и за счет поглощения генерируется внутри самих микроорганизмов, вызывая, кроме того, поляризацию их структуры.

Под воздействием этих двух факторов (развитие «внутреннего тепла» и поляризации) микроорганизмы погибают гораздо быстрее. Процесс пастеризации в секции ИК-нагрева проходит в течение 2 – 5 с при заданной температуре. При этом экстрактивные ароматические соединения и витамины разрушаются гораздо в меньшей степени. Еще одним преимуществом ИК-нагрева является то, что воздействие на продукт происходит равномерно, так как излучение проникает вглубь одновременно по всему объему.

Благодаря мгновенному воздействию излучения с высокой плотностью потока энергии создаются необходимые условия для ликвидации токсичной и балластной микрофлоры, что обеспечивает повышенную по сравнению с другими методами сохранность продукта. При этом предохраняются от разрушения полезные биологические структуры. Основной причиной помутнения является образование кристаллических осадков виннокислых солей калия (К?) и кальция (Са2?). При обработке виноматериалов ИК-излучением определенной длины волны происходит интенсивное поглощение излучения ионами К? и Са 2 ?. Обладая высоким химическим потенциалом, они вступают в реакцию с анионами кислот, образуя кристаллические соединения. Селективное воз-
действие на ионы К? и Са 2 ? увеличивает (по сравнению с обработкой холодом) осаждение не только винных солей этих металлов, но и солей магния и железа. При этом значительно (по сравнению с обработкой холодом) сокращается время кристаллизации.

Процесс роста кристаллов до критической массы продолжается и после обработки ИК-излучением. Продолжительность роста обусловлена типом химического соединения и условиями хранения виноматериалов. Виноматериал после обработки необходимо
охладить, поскольку при температуре около +20 °С возможно растворение образовавшихся солей.

Обработку виноматериалов ИК-излучением лучше всего проводить перед обработкой сорбентами, что позволяет сократить расход материалов (желатина в 3 раза, бентонита в 2 раза) в сравнении с традиционной технологией. При этом улучшается структура
гущевых осадков, повышаются ско- рость и качество фильтрации. Виноматериалы и вина после обработки ИК-излучением в большей степени обогащены почти всеми витаминами группы В. ИК-излучение влияет и на кислотный состав: количество винной и фумаровой кислот становится меньше, а количество янтарной кислоты больше, чем при обычных методах обработки, что придает продукту более
темную и глубокую окраску. Кроме того, снижается содержание высших спиртов и эфиров. Все это благотворно влияет на органолептические свойства виноматериалов и вина. Процесс обработки в пастеризаторах с ИК-нагревом полностью автоматизирован. Оператор только задает режимы, а пульт управления с помощью современных систем перераспределяет поток продукта, контролирует параметры и архивирует получаемые значения. Работоспособность и надежность систем управления гарантируются применением современных датчиков, измерительных приборов и устройств электро-автоматики. Кроме того, наряду со значительным сокращением времени обработки, с очень короткими периодами нагревания и охлаждения установки с ИК-нагревом имеют и такие преимущества, как высокий КПД преобразования электрической энергии в тепловую, снижение трудовых затрат и расхода электроэнергии в среднем на 20 – 40 %, улучшение санитарно-гигиенических условий труда.