Виноградные выжимки – перспективный промышленный источник пектиновых веществ

Краснодарский край — ведущий регион промышленного виноградарства России. Экологические условия края обеспечивают производство винограда столовых и технических сортов разных сроков созревания при хорошем качестве.

В последние годы создано немало таких сортов, которые позволили стабилизировать урожайность, создать конвейерное поступление винограда для промышленной переработки.

Для улучшения экологической обстановки в Краснодарском крае внедрение новых перспективных сортов, имеющих повышенную устойчивость к низким температурам, вредителям и болезням винограда, имеет большое значение. Внедрение этих сортов в производство экономично, а их рациональное использование позволит расширить ассортимент и увеличит объем производства высококачественных вин [3].

Ежегодный объем переработки винограда составляет более 100 тыс. т.

В результате переработки образуется до 20% отходов, что приводит к увеличению себестоимости продукции [2].

Особенно много накапливается вторичного сырья — семян и выжимок винограда. Ежегодный выход виноградных выжимок в крае составляет более 20 тыс. т. Становится ясно, что виноградные выжимки — это потенциальное сырье для получения пектиновых экстрактов в производственных условиях [2].

Объектами исследований выбраны красные и белые технические сорта и клоны винограда, районированные и перспективные для размножения в Краснодарском крае: красные сорта — Гранатовый, Алешковский, Подлесный, Каберне АЗОС, 40 лет Победы, Левокумский, Олимпийский, Каберне-Совиньон (контроль); белые — Первенец Магарача, Виорика, Борнемисса Гергеле-14, Рислинг Алькадар 34, Цитронный Магарача, Алиготе (контроль).

Исследования проводились в СКЗНИИСиВ и НИИ «Биотехпереработка» КубГАУ.

Проведен количественный анализ выхода сусла и выжимки, определен сахаро-кислотный индекс, а также исследован фракционный состав пектиновых веществ в виноградной выжимке.

Известно, что выход сусла является одним из важнейших показателей, по которому характеризуется сорт и оценивается ожидаемый выход целевого продукта из 1 т винограда [6].

В группе красных сортов у всех опытных образцов выход сусла (рис. 1) выше, чем в контрольном варианте, кроме сорта Гранатовый. Максимальный выход достигался у образца Левокумский и составил почти 70%. Во всех остальных вариантах выход сока был почти на одном уровне: от 65,5% до 67%.

Рисунок 1 Выход сусла из красных сортов винограда В группе белых сортов (рис. 2) выход сока по сравнению с контрольным вариантом существенно не отличается, кроме сорта Виорика, у которого он наименьший. Максимальный выход сусла наблюдался у образца Цитронный Магарача.

Рисунок 2 Выход сусла из белых сортов винограда Еще одним важным показателем характеристики сорта являются массовые концентрации сахаров и титруемых кислот, по которым определяют также кондиции винограда [6]. Нужно отметить, что в период созревания и сбора урожая погодные условия благоприятствовали высокому накоплению сахаров в винограде. Поэтому все сорта отличались высоким содержанием сахаров и являлись кондиционными.

В группе красных сортов (рис. 3) максимальное содержание сахаров отмечено у сортов 40 лет Победы и Олимпийский. В контрольном варианте накопление сахаров наименьшее.

Рисунок 3 Содержание сахаров и титруемых кислот в красных сортах винограда Содержание титруемых кислот во всех сортах находилось в пределах нормы и не превышало 10,0, что благоприятно сказывалось на вкусе виноградного сока, он был гармоничным.

В группе белых сортов (рис. 4) массовая концентрация сахаров чуть ниже, чем в красных, но также выше нормы. Здесь наименьшее содержание сахаров установлено у клона Рислинг Алькадар 34 (18%), наибольшее — у сортов Виорика и Борнемисса Гергеле-14 (21% и 20,5% соответсвенно).

Содержание титруемых кислот, как и в красных сортах, находилось в пределах нормы, что обеспечивало приятный гармоничный вкус сока.

Состав и выход выжимок зависят от способа переработки винограда, его сортовых особенностей и степени отжатия сока. В выжимках содержится: кожицы — 37…39% (об общей массы); частичек мякоти 15…34%; остатков гребней 1,0…3,3%; семян 23…39%. Исходная влажность выжимок зависит от качества отжима и колеблется от 50% до 60% [4].

Рисунок 4 Содержание сахаров и титруемых кислот в белых сортах винограда Анализ данных показал, что выход выжимок из исследуемых сортов винограда колеблется от 27,4% до 38,4%. В группе красных сортов (рис. 5) наименьший выход выжимок наблюдался у сорта Левокумский, что объясняется большим выходом сока (70%). Максимальный выход выжимок — у варианта Гранатовый, при минимальном выходе сока (59%).

Рисунок 5 Влияние сортов винограда на выход выжимок В группе белых сортов наименьший выход выжимок достигнут у клона Рислинг Алькадар 34 и контрольного сорта Алиготе из-за высокого выхода сока (68%). При этом самый высокий выход выжимок — у сортов Виорика и Борнемисса Гергеле-14 (31% и 30,5% соответственно).

Физико-химические свойства пектина обусловили его широкое применение в различных областях: кондитерской, консервной, хлебопекарной, косметической промышленностях, при производстве молочных, мясных, рыбных изделий и безалкогольных напитков, а также в лечебно-профилактических целях [4]. В настоящее время, в основном, используют яблочный, цитрусовый и свекловичный пектины. Однако с учетом расширения пектинопрофилактики в стране возникает необходимость расширения сырьевой базы.

Пектиновые вещества винограда изучены мало. Одно из первых отечественных исследований пектиновых веществ винограда принадлежит О. Т. Хачидзе. Им изучено распределение пектиновых веществ в частях грозди и ягоды. Установлено, что наибольшее содержание пектиновых веществ наблюдается в кожице ягод [1]. По своему химическому составу вторичные продукты переработки винограда являются ценным сырьем для получения разнообразных новых продуктов, в том числе и пектина.

Известно, что пектиновые вещества в плодах и ягодах находятся в растворимой и нерастворимой (протопектин) форме и тесно связаны с другими полисахаридными компонентами растительной клетки. Фракционный состав пектиновых веществ обусловливает отличие в структуре и строении растительной ткани. Так, например, протопектин, локализуясь в клеточной стенке и межклетниках, выполняет структурные функции наряду с целлюлозой и гемицеллюлозой. Растворимый пектин находится, в основном, в вакуолях [4]. Менее сочные ягоды содержат больше пектина; при этом при прессовании значительная часть нерастворимого пектина остается в выжимках. Большое количество общего содержания пектина и протопектина отмечено у поздно созревающих сортов. При «мягких режимах» гидролиза он переходит в водорастворимую форму [5]. В онтогенезе растений происходят изменения содержания общего пектина и соотношения растворимого пектина и протопектина, характерного для каждого вида, возраста, условий роста и созревания растений. Так, у большинства плодов по мере созревания увеличивается количество растворимого пектина [4].

Для подтверждения промышленной значимости виноградных выжимок как пектиносодержащего сырья нами проведены исследования по определению содержания пектиновых веществ и их фракционного состава в выжимках винограда ряда технических сортов и клонов, районированных и перспективных для выращивания в Краснодарском крае.

Содержание пектиновых веществ в растительном сырье определяли кальций-пектатным методом.

По результатам проведенных исследований, представленных на рисунке 6, общее содержание пектиновых веществ в выжимках винограда высокое и колеблется от 5,40% до 6,39% в красных сортах и от 6,38% до 8,32% в белых сортах винограда к массе сухих веществ.

Рисунок 6 Фракционный состав пектиновых веществ красных сортов винограда В группе красных сортов содержание протопектина изменяется в пределах 3,5…4,8% у вариантов Каберне АЗОС и 40 лет Победы соответственно. Кроме того, протопектин количественно преобладает над водорастворимым пектином. Такое соотношение фракций наблюдается у всех изученных нами сортов. Содержание РП колеблется от 1,2% у сорта Гранатовый до 1,9% у сорта Каберне АЗОС. Соответственно, максимальное содержание общего пектина отмечено у сорта 40 лет Победы, наименьшее — у вариантов Гранатовый, Подлесный, Олимпийский и Каберне АЗОС.

По общему содержанию ПВ (рис. 7) из белых сортов можно выделить все, кроме Первенца Магарача, у которого этот показатель чуть меньше, чем во всех остальных вариантах. Количество водорастворимой фракции, как и у красных сортов, было меньше, по сравнению с ПП.

Рисунок 7 Фракционный состав ПВ белых сортов винограда Процентное содержание протопектина от общего количества пектиновых веществ (ПП/ПВ) составляет 65,5…80,2% (рис. 8). У сортов Каберне-Совиньон, Подлесный, Каберне АЗОС, Олимпийский соотношение ПП/ПВ немного ниже по сравнению с другими сортами и составляет 65…68%. Все остальные сорта отличались наиболее высоким соотношением ПП к общему содержанию ПВ.

Проводя анализ полученных результатов, можно отметить, что исследуемые технические сорта винограда накапливают неодинаковое количество пектиновых веществ и их отдельных фракций.

Рисунок 8 Влияние сортов винограда на соотношение ПП от общего количества ПВ Таким образом, для технологической оценки любого растительного сырья как промышленного источника пектина следует руководствоваться следующими критериями: относительно высокое содержание пектиновых веществ в сырье, стабильная сырьевая база, показатели качества выделенного пектина в соответствии с требованиями пищевой и медицинской промышленности.

С учетом этих критериев виноградные выжимки являются перспективным промышленным источником ПВ.

• 1. Арасимович, В. В. Биохимия винограда в онтогенезе / В. В. Арасимович, С. В. Балтага, Н. В. Пономарева. — Кишинев: Штиинца, 1975. — 158 с.
• 2. Влащик, Л. Г. Разработка технологии пектинопродуктов с высокими качественными показателями: автореф. дис… канд. техн. наук / Л. Г. Влащик; КубГТУ. — Краснодар, 2003. — 26 с.
• 3. Гугучкина, Т. И. Состояние контроля качества в первичном виноделии и возможные направления его развития / Т. И. Гугучкина. — Краснодар: Агропромполиграфист, 1999. — 68 с.
• 4. Донченко, Л. В. Технология пектина и пектинопродуктов / Л. В. Донченко. — М.: ДеЛи, 2000. — 255 с.
• 5. Косюра, В. Т. Основы виноделия / В. Т. Косюра, Л. В. Донченко, В. Д. Надыкта. М.: ДеЛи принт, 2004. — 440 с.
• 6. Пономарев, А. Ф. Технология переработки винограда / А. Ф. Пономарев, К. В. Смирнов. — М.: Изд-во МСХА, 1997. — 115 с.