Способ производства дистиллята из зернового сырья

Способ производства дистиллята из зернового сырья

Реферат

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

Известен способ получения коньячного спирта, обогащенного энантовыми эфирами, включающий сбор дрожжевых осадков в жидком виде, оставшихся после брожения виноматериала после 1-й переливки возрастом не более 60 суток, их десульфитирование и последующую перегонку на спирт-сырец с массовой концентрацией спирта 25-40%, после чего полученный спирт-сырец добавляют в количестве до 25% абсолютного алкоголя к перегоняемому виноматериалу [Способ получения коньячного спирта, обогащенного энантовыми эфирами. Пат. 2319738 Россия, МПК C21G 3/12 (2006.01). Мишиев П.Я., Гаджиев М.С. №2006126563/13; Заявл. 21.07.2006. Опубл. 20.03.2008]. Однако этот способ имеет ряд недостатков. Перегонка дрожжевых осадков на спирт-сырец с массовой концентрацией спирта 25-40% приводит к существенным потерям энантовых эфиров, так как энантовые эфиры полнее отгоняются при крепости спирта 72-74% об. в связи с высокой растворимостью их в спирте. Поэтому основная часть энантовых эфиров после перегонки остается в отработанных дрожжевых осадках.

Кроме этого, при добавлении спирта-сырца из дрожжевых осадков к перегоняемому виноматериалу последний обогащается нежелательными легколетучими примесями дрожжевых осадков (альдегидами, эфирами, изоамиловым и изобутиловым спиртами и т.д.). В связи с этим возникает необходимость увеличения отбора головной фракции при перегонке виноматериалов, что способствует потерям не только энантовых эфиров, но и очень ценных ароматических веществ виноматериалов.

Кроме того, 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, гемицеллюлазного 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, полученного при увеличенном гидромодуле без использования ферментных препаратов гемицеллюлазного и протеолитического действия, интенсификация процесса сбраживания и повышение крепости сброженного сусла путем дополнительного внесения спирта-ректификата.

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, при гидромодуле 1:4-1:4,5 внесение амилолитических ферментных препаратов разжижающего действия с мезофильной α-амилазой, 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 45-50 минут и температуре 75-80°C в течение 5-10 минут, 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, дополнительное внесение спирта-ректификата в сброженное сусло до повышения его крепости на 1,0-2,5% об., 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.Α., Колчева Р.А. Технология солода, пива и безалкогольных напитков - М.: Колос, 1992. - 446 с]. В заявленном способе получение осахаренного сусла из зернового сырья проводят с увеличенной длительностью белковой и мальтозной пауз. Такой способ позволяет при принятом гидромодуле 1:4-1:4,5 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 минут 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 на стадии замеса гидромодуля 1:4-1:4,5 вместо 1:2,5-1:3,5 дает возможность исключить использование ферментных препаратов гемицеллюлазного и протеолитического действия и обеспечить хорошие реологические характеристики осахаренного и сброженного сусла, т.е. низкую вязкость. Кроме того, снижение концентрации осахаренного сусла позволяет частично решить проблему пенообразования, 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 повышением крепости сброженного сусла на 1,0-2,5% об. за счет дополнительного внесения в него спирта-ректификата. Известно, что дистилляция - сложный физико-химический процесс, цель которого заключается в концентрировании этилового спирта с направленным регулированием состава летучих компонентов, формирующих качество коньячного 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 [Мартыненко Э.Я. Технология коньяка. - Симферополь, «Таврида», 2003. - 320 с.].

Дополнительное внесение в сброженное сусло спирта-ректификата приводит к изменению содержания летучих компонентов в зерновом дистилляте: снижается содержание ацетальдегида, ацетона, этилацетата, изоамилола, относящихся к нежелательным компонентам, которые в определенной концентрации могут ухудшить органолептические характеристики зерновых дистиллятов, повышается содержание диацетила, фенилэтилового спирта, фурфурола, изменяется соотношение высших спиртов (сумма 1-пропанола и изобутанола к изоамилолу для контрольного образца составляет 1:1,7; для опытных 1:1,5).

Повышение крепости сброженного сусла менее чем на 1,0% не позволяет достичь заявленного эффекта; более чем на 2,5% об. - характеризуется получением зернового дистиллята с пониженными органолептическими характеристиками: аромат - не чистый, с тонами плесени и дрожжевым тоном; вкус - жгучий, простой.

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 1:4,0, вносят ферментный препарат: препарат разжижающего действия Амилаза НТ 4000 N (основной фермент мезофильная α-амилаза) 0,5 л на тонну крахмала 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 мин (выдержка затора для осахаривания);

- пауза 5 - температура 75-80°C, выдержка в течение 5 мин. 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 мин. 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. В сброженное сусло далее дополнительно вносят спирт-ректификат из расчета повышения его крепости на 1,3% об. Затем проводят однократную дистилляцию в аппарате периодического действия с фракционированием на головную, среднюю (зерновой дистиллят) и хвостовую фракции. Выход зернового дистиллята составляет 84,7% от суммарного содержания спирта в исходном сброженном сусле и внесенным со спиртом-ректификатом. Улучшение качественных характеристик на 0,6 балла по 10-балльной оценке.

Пример 2. Процесс получения зернового дистиллята осуществляют аналогично примеру 1. В сброженное сусло дополнительно вносят спирт-ректификат из расчета повышения его крепости на 2,5% об. Выход зернового дистиллята составляет 85,1% от суммарного содержания спирта в сброженном сусле и внесенным со спиртом-ректификатом, улучшение качественных характеристик на 0,4 балла по 10-балльной 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, исключить использование дорогостоящих ферментных препаратов гемицеллюлазного и протеолитического действия, интенсифицировать процесс сбраживания, увеличить выход зернового дистиллята и повысить его органолептические характеристики.

Способ производства дистиллята из зернового сырья, включающий измельчение сырья, смешивание помола с водой при гидромодуле 1:4-1:4,5, внесение амилолитических ферментных препаратов разжижающего действия с мезофильной α-амилазой, 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 45-50 минут и температуре 75-80°C в течение 5-10 минут, 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, дополнительное внесение спирта-ректификата в сброженное сусло до повышения его крепости на 1,0-2,5% об., однократную дистилляцию с получением зернового дистиллята.