СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ДИСТИЛЛЯТА ИЗ ЗЕРНОВОГО СЫРЬЯ

Изобретение относится к винодельческой промышленности, а именно к способу получения дистиллятов для крепких напитков из зернового сырья.

Известен способ получения дистиллятов для производства крепких напитков (коньяк, кальвадос, бренди, виски и другие), в котором проводят раздельную от дрожжевых осадков перегонку спирта из спиртосодержащей жидкости с фракционированием на головную, среднюю и хвостовую фракции. Перегонку дрожжевых осадков осуществляют острым паром без фракционирования, при поддержании продолжительности перегонки 15-25 минут и крепости перегоняемого спирта 72-74% об. Перед перегонкой дрожжевых осадков проводят снижение в них величины pH до 1,8-2,3, затем обрабатывают острым паром и гомогенизируют 1-2 часа. Полученный от перегонки дрожжевых осадков спирт смешивают с головной и хвостовой фракциями спиртосодержащей жидкости до получения крепости в смеси 23-28% об., при этом соотношение головной и хвостовой фракций в смеси составляет 1:10-20, после чего смесь обрабатывают теплом при температуре 65-80°C, выдерживают при этой температуре 18-24 часа и подвергают фракционированной перегонке с выделением головной, хвостовой и средней фракций спирта, последнюю из которых добавляют в количестве 10-20% к объему средней фракции спирта из спиртосодержащей жидкости. В качестве спиртосодержащей жидкости используют виноградные или яблочные виноматериалы или сброженный диффузионный сок виноградных выжимок или зерновую бражку. Снижение величины pH дрожжевых осадков осуществляют для виноградных выжимок путем добавления виноматериалов пасынкового винограда или гипсованием - добавлением серно-кислого кальция, для яблочных виноматериалов - путем добавления виноматериалов дикорастущих яблок, а для зерновой бражки - путем добавления уксусной кислоты [Способ производства дистиллята: Пат. 2421509 Россия, МПК C12G 3/12 (2006.01). Эффект-91, Аванесьянц Р.В., Агеева Н.М., Аванесьянц Р.А., Кокорина К.В., Шаззо А.Ю. №2010105627/10; Заявл. 16.02.2010; Опубл. 20.06.2011].

Недостатками данного способа являются многостадийность и сложность процесса, повышенные потери этилового спирта.

Известен способ получения дистиллята для производства крепких напитков, в котором смешивают головную и хвостовую фракции, к полученной смеси добавляют дрожжи в количестве 8-20%, после чего перемешивают 2-4 раза в сутки до получения однородной смеси и выдерживают до осветления. Осветленную часть смеси отделяют от дрожжевого осадка, разбавляют ее водой до крепости 5-7% об. и выдерживают 24-72 часа. После выдержки осветленную часть смеси смешивают с виноградным суслом или яблочным соком, или диффузионным соком виноградных выжимок, находящихся в начальной стадии брожения до достижения сахаристости в смеси 3-5%. Вносят в нее мочевину из расчета 100-200 мг на 1 литр смеси, сбраживают до полного выбраживания сахара. Сброженную смесь нагревают до 70-85°C, оставляют на самоостывание до нормальной температуры и осветление, отделяют от дрожжевого осадка и подвергают фракционированной перегонке [Способ производства дистиллята: Пат. 2421510 Россия, МПК C12G 3/12 (2006.01). Эффект-91, Аванесьянц Р.В., Агеева Н.М., Аванесьянц Р.А., Блягоз А.Р. №2010118308/10; Заявл. 05.05.2010; Опубл. 20.06.2011].

Данный способ относится только к перегонке виноматериалов или спирта-сырца и не учитывает особенностей процесса при получении дистиллята из зернового сырья.

Наиболее близким аналогом настоящего изобретения является способ получения дистиллята из зернового сырья, в качестве которого используют отдельные виды зерна, зерносмесь и смесь, состоящую из зерна и солода (солодов), включающий измельчение сырья, смешивание помола с водой при температуре не выше 55°C и гидромодуле 1:2,5 - 1:3,5, разваривание замеса при температуре 120-150°C в течение от 15 мин до 2 часов, охлаждение разваренной массы до температуры 52-63°C, осахаривание растворенного крахмала ферментами солода или микробиологическими ферментными препаратами амилолитического, геммицеллюлазного и протеолитического действия, сбраживание при температуре 28-30°C в течение 72-120 часов, двукратную дистилляцию сброженного сусла в аппарате периодического действия с получением на первой стадии спирта-сырца крепостью 21-25% об., на второй его фракционирование на головную, среднюю (зерновой дистиллят) и хвостовую фракции [Макаров С.Ю. Основы технологии виски. - М.: ПРОБЕЛ. - 2000, 2011. - 196 с.].

Под сброженным суслом в настоящем изобретении понимают продукт, полученный в результате сбраживания осахаренного сусла, полученного при переработке зернового сырья.

Под зерновым дистиллятом или дистиллятом из зернового сырья в настоящем изобретении понимают среднюю фракцию или «сердце» погона (по ближайшему аналогу), выделенную после отделения головной и хвостовой фракции при дистилляции сброженного сусла (спирта-сырца по ближайшему аналогу).

Недостатками данного способа являются большие энергозатраты, низкий выход дистиллята и его пониженные качественные характеристики.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности технологического процесса производства дистиллята из зернового сырья за счет снижения энергозатрат на стадиях водно-тепловой и ферментативной обработки замеса, интенсификация процесса сбраживания.

Техническим результатом изобретения является увеличение выхода дистиллята и повышение его качественных характеристик.

Технический результат достигается тем, что способ производства дистиллята из зернового сырья включает измельчение сырья, смешивание помола с водой, внесение ферментных препаратов: амилолитических разжижающего действия с мезофильной α-амилазой, гемицеллюлазного действия с целлюлазой, ксиланазой, β-глюконазой, протеолитического действия с эндопротеиназой, выдержку полученного замеса при температуре 40-45°C в течение 25-30 минут с дальнейшими выдержками при температуре 50-55°C в течение 1 часа, при температуре 60-65°C в течение 1 часа, при температуре 70-75°C в течение 40-50 минут и температуре 75-80°C в течение 5-10 мин, охлаждение, внесение ферментных препаратов осахаривающего действия, осахаривание, сбраживание осахаренного сусла с использованием сухих спиртовых дрожжей, вносимых в сусло в количестве 100-120 мг/100 см³ сусла, последующую выдержку сброженного сусла при температуре 2-4°C в течение 2-3 суток, однократную дистилляцию с получением зернового дистиллята.

Заявленный способ по сравнению с ближайшим аналогом позволяет снизить энергозатраты и одновременно сократить потери сбраживаемых углеводов сырья, возникающих при протекании реакции оксиметилфурфурольного разложения сахаров при высоких температурах, что, в свою очередь, повышает крепость сброженного сусла.

Известен низкотемпературный способ получения осахаренного сусла - «настойный способ», используемый в пивоваренной промышленности при переработке только солода [Калунянц К.А., Яровенко В.Л., Домарецкий В.А., Колчева Р.А. Технология солода, пива и безалкогольных напитков - М.: Колос, 1992. - 446 с.]. В заявленном способе получения осахаренного сусла из зернового сырья проводят с увеличенной длительностью белковой и мальтозной пауз и использованием ферментных препаратов: амилолитических разжижающего действия с мезофильной α-амилазой, гемицеллюлазного действия с целлюлазой, ксиланазой, β-глюканазой, протеолитического действия с эндопротеиназой [Оганесянц Л.А., Кобелев К.В., Песчанская В.А., Рябова С.М. Сравнительная характеристика способов получения сусла для производства зерновых дистиллятов // Пиво и напитки. - 2014. - №3. - С. 44-47]. Такой способ позволяет при принятом гидромодуле 1:2,5 - 1:3,5 проводить глубокую деструкцию отдельных компонентов зернового сырья, его отдельных видов, зерносмесей, либо смесей, состоящих из зерна и солода (до 30% от общего содержания). Увеличение длительности выдержки замеса при температурах 50-55°C и 60-65°C с 30 мин до 1 часа связано с тем, что в отличие от солода полимеры зернового сырья, не прошедшие стадию разваривания при температуре 120-150°C, труднее подвергаются ферментативному воздействию. Использование при получении осахаренного сусла комплексного ферментного препарата гемицеллюлазного действия и протеолитического с активной эндопротеиназой также дает возможность обеспечить хорошие реологические характеристики осахаренного и сброженного сусла, т.е. низкую вязкость, а, кроме того, решить проблему пенообразования, одной из причин которой является наличие в сусле высокомолекулярных фракций растворимых белков, что в свою очередь важно для стадии дистилляции (отсутствует пригорание технологической среды и создается возможность более эффективно использовать объем дистиллятора).

Использование на стадии сбраживания сухих спиртовых дрожжей, вносимых в сусло в количестве 100-120 мг/100 см³ сусла, позволяет интенсифицировать процесс сбраживания, завершив его за 60-66 часов, вместо 72-120 часов, соответствующих наиболее близкому аналогу.

Неожиданно было обнаружено улучшение органолептических характеристик и одновременное повышение выхода конечного продукта. Скорее всего, данный факт связан с дополнительной выдержкой сброженного сусла при температуре 2-4°C в течение 2-3 суток, которая приводит к изменению состава сброженного сусла: повышению массовой концентрации летучих кислот (с 0,06 г/дм³ до 0,07-0,10 г/дм³) и, как следствие, к дополнительному снижению пенообразования при дистилляции; снижению содержания в нем таких компонентов, как ацетальдегид, этилацетат, изоамилол, относящихся к нежелательным компонентам, которые в определенной концентрации могут ухудшить органолептические характеристики зерновых дистиллятов, к повышению фенилэтилового спирта; снижению содержания отдельных аминокислот - глютамина, аргинина, триптофана, лизина, лейцина. Последний, как известно, может служить источником образования изоамилового спирта [Меледина Т.В., Дедегкаев А.Т., Афонин Д.В. Качество пива: стабильность вкуса и аромата, коллоидная стойкость, дегустация. - Спб.: ИД «Профессия», 2011. - 220 с.].

Отмеченные изменения в составе сброженного сусла оказали влияние на содержание отдельных летучих компонентов в дистилляте. В образцах с выдержкой отмечено существенное снижение ацетальдегида, этилацетата, изоамилола и повышение диацетила, фенилэтилового спирта, изменение в соотношении высших спиртов. Соотношение суммы 1-пропанола и изобутанола к изоамилолу для образцов без выдержки составляет 1÷1,8-2,0, с выдержкой находится на уровне 1÷1,5.

Заявленный способ осуществляется следующим образом.

Пример 1. В качестве зернового сырья используют смесь, состоящую из ржи с массовой долей крахмала 60,8% и ячменного солода, взятых в соотношении 70:30%. Сырье измельчают (степень дробления соответствует 80-85% проходу через сито d=1 мм), смешивают с водой при гидромодуле 1:3,5, вносят ферментные препараты: препарат разжижающего действия Амилаза НТ 4000 N (основной фермент мезофильная α-амилаза) 0,5 л на тонну крахмала ржи; препарат гемицеллюлазного действия Вискозим L (основной фермент - целлюлаза, сопутствующие ферменты ксиланаза и β-глюканаза) 0,2 л на тонну ржи; препарат протеолитического действия Нейтраза 0,8 L (основной фермент - эндопротеиназа) 0,1 л на тонну ржи. Выдержку замеса осуществляют в соответствии со следующими паузами:

- пауза 1 - температура 40-45°C, длительность 30 минут (цитолитическая пауза);

- пауза 2 - температура 50-55°C, длительность 1 ч (белковая пауза);

- пауза 3 - температура 60-65°C, длительность 1 ч (мальтозная пауза);

- пауза 4 - температура 70-75°C, длительность 45 минут (выдержка затора для осахаривания);

- пауза 5 - температура 75-80°C, выдержка в течение 5 минут.

Затем проводят охлаждение среды до температуры 56-58°C, вносят ферментный препарат осахаривающего действия САНСупер 240 L (основной фермент - глюкоамилаза) 1,0 л на тонну крахмала ржи. Длительность процесса на данной стадии составляет 30 минут. Далее сусло охлаждают до температуры 20-25°C, вносят сухие спиртовые дрожжи Fermiol в количестве 100 мг/100 см³ сусла и проводят сбраживание в течение 66 часов при температуре 28-30°C. Сброженное сусло далее выдерживают при температуре 2-4°C в течение 3-х суток. Затем проводят однократную дистилляцию в аппарате периодического действия с фракционированием на головную, среднюю (зерновой дистиллят) и хвостовую фракции. Выход зернового дистиллята составляет 84,2% от исходного содержания спирта в сброженном сусле. Улучшение качественных характеристик на 0,5 балла по 10-бальной оценке.

Пример 2. Процесс получения зернового дистиллята осуществляют аналогично примеру 1. Количество вносимых на сбраживание дрожжей составляет 120 мг/100 см³ сусла, длительность сбраживания 60 часов. Выход зернового дистиллята составляет 84,6% от исходного содержания спирта в сброженном сусле, улучшение качественных характеристик на 0,4 балла по 10-бальной оценке.

Пример 3. Процесс получения зернового дистиллята осуществляют аналогично примеру 1. Сброженное сусло перед дистилляцией выдерживают при температуре 2-4°C в течение 2-х суток. Выход зернового дистиллята составляет 84,0% от исходного содержания спирта в сброженном сусле, улучшение качественных характеристик на 0,3 балла по 10-бальной оценке.

В таблице 1 приведены данные по выходу зернового дистиллята, его органолептической оценке, полученного по заявленному способу (опыт) и ближайшему аналогу (контроль).

Таким образом, предлагаемый способ позволяет снизить энергозатраты на стадии водно-тепловой обработки замеса и получения осахаренного сусла, интенсифицировать процесс сбраживания, увеличить выход зернового дистиллята и повысить его органолептические характеристики.