Результат интеллектуальной деятельности: Способ производства дистиллята из инулинсодержащего сырья

Изобретение относится к спиртовой промышленности, а именно к способу получения дистиллятов для спиртных напитков из инулинсодержащего сырья.

Известен способ производства дистиллята из топинамбура, при этом используют клубни топинамбура, полученные сразу после сбора урожая, которые подвергают интенсивной мойке, на первом этапе в воду добавляют моющие средства, отмытые клубни измельчают, для получения мезги требуемой консистенции, добавляют ферментные препараты, содержащие пектиназу и теплую воду, далее в мезгу вносят дрожжи в количестве 30-40 г/100 кг сырья, аммонийфосфат в количестве 30 г/100 кг сырья и пеногаситель - 5 мл/100 кг сырья. Полученное сусло сбраживают в течение 4-8 суток при температуре 24°С, в процессе сбраживания под действием собственных ферментов сырья инулин превращается во фруктозу, сброженное сусло далее используют для получения дистиллята. [Peter , Werner Albrecht, Manfred , Klaus Hagmann, Daniel Pulver, Ger Scholten. Technologie der Obstbrennerei. 2010, Eugen Ulmer K G, 326 s.]

Недостатками данного способа являются длительность процесса сбраживания, пониженный выход дистиллята и его невысокие органолептические характеристики, кроме того, использование свежих клубней топинамбура связано с сезонностью переработки данного вида сырья.

Известен способ производства дистиллята из инулинсодержащего сырья, включающий смешивание сырья с водой при гидромодуле 1:4-1:4,5, внесение экзоинулиназы в количестве 2,5-3,0 ед.ИН/г инулина сырья, эндопротеиназы в количестве 0,01-0,02 ед.ПС/г белка сырья, осахаривание в течении 2,5-3 часов при температуре 50-55°С, сбраживание осахаренного сусла с использованием сухих спиртовых дрожжей, вносимых в сусло в количестве 100-120 мг/100 см³ сусла, при этом в качестве сырья используют топинамбур сушеный [Способ производства дистиллята из инулинсодержащего сырья. Патент РФ 2608502 С1, опубл. 18.01.2017].

Недостатками данного способа являются многостадийность процесса, пониженный выход дистиллята и его невысокие органолептические характеристики.

Наиболее близким аналогом изобретения настоящего является способ производства дистиллята из инулинсодержащего сырья, включающий смешивание сырья с водой при гидромодуле 1:4-1:4,5, подкисление сусла раствором H₂SO₄ до рН 4,5-5,0, внесение экзоинулиназы в количестве 3,5-4,0 ед.ИН/г инулина сырья и активатора брожения Витамон комби в количестве 0,025-0,030% от массы сусла, сбраживание сусла с использованием сухих спиртовых дрожжей, вносимых в сусло в количестве 100-120 мг/100 см³ сусла, однократную дистилляцию с получением дистиллята из инулинсодержащего сырья, при этом в качестве сырья используют топинамбур сушеный. [Способ производства дистиллята из инулинсодержащего сырья. Патент РФ 2608503 С1, опубл. 18.01.2017].

Недостатками данного способа являются длительность процесса сбраживания, пониженный выход дистиллята и его невысокие органолептические характеристики.

Техническим результатом изобретения является сокращение длительности процесса брожения, увеличение выхода дистиллята из единицы сырья и улучшение его органолептических характеристик.

Технический результат достигается тем, что способ производства дистиллята из инулинсодержащего сырья включает смешивание топинамбура сушеного с водой, подкисление сусла, внесение экзоинулиназы и активатора брожения и сбраживание сусла, отличающийся тем, что сбраживание проводят с использованием сухих спиртовых дрожжей, вносимых в количестве 150-200 мг/100 см³, далее осуществляют разделение сброженного сусла на две части в соотношении объемов 3:1, однократную дистилляцию части меньшего объема с получением возвратного дистиллята, который далее вносят в часть сброженного сусла большего объема до повышения крепости на 2,0-2,5% об., однократную дистилляцию последнего с получением дистиллята из инулинсодержащего сырья.

Использование на стадии сбраживания сухих спиртовых дрожжей, вносимых в сусло в количестве 150-200 мг/100 см³ сусла, позволяет интенсифицировать процесс сбраживания, завершив его за 60-66 часов, вместо 72 часов, соответствующих наиболее близкому аналогу.

Также было обнаружено улучшение органолептических характеристик и одновременное повышение выхода конечного продукта. Скорее всего, данный факт связан с повышением крепости сброженного сусла на 2,0-2,5% об. за счет внесения в него возвратного дистиллята. Возвратный дистиллят является продуктом, получаемым в результате разделения сброженного сусла на две части и однократной дистилляции части меньшего объема. Возвратный дистиллят по составу и содержанию летучих компонентов соответствует дистилляту из инулинсодержащего сырья, полученному по ближайшему аналогу.

Известно, что дистилляция - сложный физико-химический процесс, цель которого заключается в концентрировании этилового спирта с направленным регулированием состава летучих компонентов, формирующих качество продукта. Условия перехода летучих компонентов в дистиллят зависят от многих факторов: от их растворимости в этиловом спирте и водно-спиртовых растворах различной концентрации, от взаимной растворимости, от значений коэффициентов испарения и ректификации. Последние зависят как от состава летучих компонентов, так и от их содержания в перегоняемой среде по отношению к концентрации этилового спирта. Различия в поведении летучих компонентов накладывают отпечаток на органолептические характеристики отдельных фракций, отбираемых в процессе дистилляции, и на их выход [Мартыненоко Э.Я. Технология коньяка. - Симферополь, «Таврида», 2003. - 320 с.].

Установлено, что повышение крепости сброженного сусла из сушеного топинамбура на 2,0-2,5% об. (конечная крепость сусла составляла 8,5-10,0% об.) за счет дополнительного внесения возвратного дистиллята увеличивало выход дистиллята на 2,0-2,8% и характеризовалось повышением суммарного содержания летучих компонентов в образцах дистиллята. Кроме того, показано, что такой технологический прием приводит к позитивным изменениям в составе дистиллятов.

Заявленный способ осуществляется следующим образом.

Пример 1. В качестве инулинсодержащего сырья используют топинамбур сушеный (порошок) с массовой долей инулина 72,3% и массовой долей влаги - 4,2%. Сырье смешивают с водой, подкисляют раствором 2М H₂SO₄ до рН 4,5 (общий гидромодуль с учетом раствора H₂SO₄ составляет 1:4,5), вносят ферментный препарат, содержащий микробную экзоинулиназу (КЖ рекомбинантных штамма P.canescens А12 гетерологичным геном экзоинулиназы Inul A.awamori [Волков П.В. Выделение и свойства рекомбинантных инулиназ Aspergillus sp./ Волков В.П., Синицина О.А., Федорова Е.А. и др. // Биохимия. - 2012. - том 77. - вып. 5. - С. 611-621]) в количестве 4 ед.ИН/г инулина сырья и активатор брожения Витамон комби в количестве 0,030% от массы сусла. Далее в сусло вносят сухие спиртовые дрожжи Fermiol в количестве 150 мг/100 см³, проводят процесс сбраживания, совмещая его с ферментативным гидролизом фруктозосодержащих полимеров при температуре 28-30°С в течение 66 часов. Полученное сброженное сусло разделяют на две части в соотношении объемов 3:1, часть меньшего объема подвергают дистилляции в аппарате периодического действия с фракционированием на головную, среднюю (возвратный дистиллят) и хвостовую фракции.

В часть сусла большего объема вносят возвратный дистиллят. При этом его крепость повышается на 2,5% об. Затем проводят однократную дистилляцию с фракционированием на головную, среднюю (дистиллят из инулинсодержащего сырья) и хвостовую фракцию.

Пример 2. Процесс получения дистиллята из инулинсодержащего сырья осуществляют аналогично примеру 1. При этом в сусло вносят сухие спиртовые дрожжи Fermiol в количестве 200 мг/100 см³, длительность сбраживания составляет 60 часов. Получают сброженное сусло, которое разделяют на две части в соотношении объемов 3:1, часть меньшего объема подвергают дистилляции, получают возвратный дистиллят, который вносят в часть сусла большего объема, крепость повышается на 2,0% об.

В таблице 1 приведены данные по содержанию летучих компонентов в дистиллятах из инулинсодержащего сырья, полученных в соответствии с режимными параметрами ближайшего аналога (контроль) и предлагаемым способом (опыт).

Показано, что повышение крепости сброженного сусла на 2,0-2,5% об. путем внесения в него возвратного дистиллята повышает общее содержание летучих компонентов на 300-400 мг/дм безводного спирта. В опытных образцах снижается содержание метанола - компонента, характеризующего безопасность конечного продукта, повышается суммарное содержание трех основных высших спиртов (на 15-20%), при этом идут изменения в соотношении высших спиртов со снижением изоамилола в них, возрастает на 30-35%содержание энантового эфира (сумма этикапроата, этилкаприлата и этилкапрата).

В таблице 2 приведены данные о выходе дистиллятов и их органолептической оценке.

Установлено, что предложенное новое техническое решение, основанное на повышение крепости сброженного сусла из сушеного топинамбура на 2,0-2,5% об. за счет дополнительного внесения возвратного дистиллята, позволяет увеличить выход дистиллята на 1,5-2,0% и повысить его органолептические характеристики.