Исследование кинетики реакции спиртового брожения с применением насадки из скорлупы кедрового ореха

Наталья Петровна Супрун; Галина Семеновна Гусакова; Елена Геннадьевна  Филатова

doi:10.25712/ASTU.2072-8921.2023.04.001

Авторы

Наталья Петровна Супрун Иркутский национальный исследовательский технический университет https://orcid.org/0000-0001-6010-4221
Галина Семеновна Гусакова Иркутский национальный исследовательский технический университет https://orcid.org/0000-0002-9222-5295
Елена Геннадьевна Филатова Иркутский национальный исследовательский технический университет https://orcid.org/0000-0002-9363-7742

DOI:

https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2023.04.001

Ключевые слова:

кинетика реакции брожения, интегральные формы основного кинетического уравнения, свеже-выжатый яблочный сок, восстановленный концентрат сока

Аннотация

В работе исследована кинетика реакции спиртового брожения с применением насадки из скорлупы кедрового ореха. В качестве объектов исследования использовали образцы сусла, содержащие разное количество свежевыжатого и осветленного сока, а также восстановленный яблочный сок из концентрата. Исследование кинетики проводили, используя интегральные формы основного кинетического уравнения. Суть используемого метода заключалась в подборе осей, пригодных для описания исследуемого процесса. Полученные значения коэффициентов детерминации R² свидетельствует о том, что реакция спиртового брожения с применением насадки из скорлупы кедрового ореха для образцов, содержащих преимущественно свежевыжатый сок (образцы 1 и 2), соответствует реакции нулевого порядка. Для образцов, содержащих преимущественно восстановленный яблочный сок из концентрата (образцы 3, 4 и 5), соответствует реакции первого порядка. Использование в реакции брожения сусла, содержащего преимущественно свежевыжатый сок не менее чем 75 % от общего объема (образцы 1 и 2), позволило прогнозировать наиболее благоприятные условия для получения этилового спирта. Скорость образования этилового спирта достигает при этом 0,047–0,046 об. % в час. Время, в течение которого прореагировало половина исходного количества вещества составляет 85–86 часов.

Библиографические ссылки

Химия вина: учебник / Е.П. Шольц-Куликов, [и др.]. Ростов на Дону : Издатель-ский центр ДГТУ, 2016. 359 с.

Вечер А.С., Юрченко Л.А. Сидры и яблочные игристые вина. Москва: Пищевая промышленность, 1976. 135 с.

Мехузла Н. А., Панасюк A.Л. Плодово-ягодные вина. Москва: Легкая и пищевая промышленность, 1984. 240 с.

Басканьян И.А., Бирюков В.А., Крылов Ю.М. Математическое описание основных кинетических закономерностей процесса культивирования микроорганизмов // Микро-биология. Т. 5. М.: ВИНИТИ, 1976. С. 5–75.

Климовский Д.Н., Стабников В.Н. Тех-нология спирта: учебник для технол. специ-альностей пищевых вузов / под ред. А.Л. Малченко. 3-е изд. перераб. и доп. Москва: Пищепромиздат, 1960. 515 с.

Apple wine processing with diﬀerent ni-trogen contents / A. Alberti et al. // Brazilian Ar-chives of Biology and Technology. 2011. Vol.54. n. 3: P. 551–558. doi:10.1590/S1516-89132011000300017.

Impact on chemical proﬁle in apple juice and cider made from unripe, ripe and senescent dessert varieties / A. Alberti et al. // LWT Food Sci. Technol. 2016. Vol. 65. P. 436–443. doi: 10.1016/j.lwt.2015.08.045.

Kelkar S., Dolan, K. Modeling the ef-fects of initial nitrogen content and temperature on fermentation kinetics of hard cider // Journal of Food Engineering. 2012. Vol. 109. P. 588–596. doi: 10.1016/j.jfoodeng.2011.10.020.

Impact of apple cultivar, ripening stage, fermentation type and yeast strain on phenolic composition of apple ciders / O. Laaksonen et al. // Food Chemistry. 2017. Vol. 233. P. 29–37. doi: doi.org/10.1016/j.foodchem.2017.04.067.

Assessment of yeasts for apple juice fermentation and production of cider volatile compounds / M. Lorenzini et al. // LWT Food Sci. Technol. 2019. Vol. 99. P. 224–230. doi: 10.1016/j.lwt.2018.09.075.

The effects of apple variety, ripening stage, and yeast strain on the volatile composi-tion of apple cider / J. Rosend et al. // Heliyon. 2019. Vol. 5. Issue 6. P. e01953. doi: 10.1016/j. heliyon.2019.e01953.

Yeast performance characterisation in diﬀerent cider fermentation matrices / J. Rosend et al. // Agronomy Research. 2019. Vol. 17. Is-sue 2. P. 2040–2053. doi: 10.15159/ar.19.178.

Supplementation of amino acids in ap-ple must for the standardization of volatile com-pounds in ciders/ C.M.E. Santos et al. // Journal of the Institute of Brewing. 2016. Vol. 122. Issue 2. P. 334–341. (In Eng.). doi: 10.1002/jib.318.

Исследование биохимического со-става плодов яблони Южного Прибайкалья и продуктов виноделия, сброженных на дре-весной щепе / Г.С. Гусакова [и др.]. // Изве-стия вузов. Прикладная химия и биотехноло-гия. 2019. Т. 9. №4. С. 722–736. Doi: 10.21285/2227-2925-2019-9-4-722-736.

The effect of apple juice concentration on cider fermentation and properties of the final product / J. Rosend et al. // Foods. 2020. Vol. 9. P. 1401. doi:10.3390/foods9101401.

Способ производства белого яблоч-ного вина: пат. 2783427 Рос. Федерация. № 2021124193; заявл. 16.08.2021; опубл. 14.11.2022, Бюл. № 32. 9 с.

Гержикова В.Г. Методы технохимиче-ского контроля в виноделии : 2-е изд., пере-раб. и доп. Симферополь: Таврида, 2009. 304 с.

Тишин В.Б., Головинская О.В. Экспе-ри-

мент и поиск математических моделей кине-тики биологических процессов: Учеб. посо-бие. СПб.: Университет ИТМО; ИХиБТ, 2015. 111 с

Романовский Б.В. Основы химиче-ской кинетики: учебник. Москва: Издатель-ство «Экзамен», 2006. 415 с.

Тишин В.Б., Аль Асаад Кусай М., Кхалил М.М. Исследование влияния некото-рых факторов на кинетику роста дрожжей Saccharomyces cerevisiae при периодическом культивировании // Вестник международной академии холода. 2007. № 1. С. 44–47.