Экономия затрат и энергии на винодельне

Технология ACE для решения проблемы сокращения сроков между сборами урожая в связи с изменением климата

Сокращение сроков между сборами урожая из-за изменения климата может представлять проблему для виноделен. Д-р Ричард Смарт1 и д-р Анжела Спарроу2 рассматривают потенциальное решение, которое также может помочь виноделам улучшить экономику производства.

Рис. 1. Слева: Д-р Анжела Спарроу представляет DTMA от Della Toffola; Справа: Марк и Либби Ллойд с Анжелой Спарроу на презентации DTMA на выставке SITEVI VI

Введение

В этой статье мы ознакомим вас с винодельческой технологией, позволяющей решить проблему, связанную с сокращением сроков между сборами урожая в связи с изменением климата.  Хотя это лишь один из аспектов прогнозов по изменению климата, он существенен для экономики производства вина. В статье прослеживаются этапы разработки системы ACE (Accentuated Cut Edges[1]) для мацерации мезги, начиная от развития концепции в 2011 г. до коммерческой реальности в 2017 г.

Однако чтобы внедрить систему ACE, не стоит ждать изменения климата, поскольку этот простой способ по всей вероятности будет считаться наиболее экономичным и энергоэффективным из всех доступных способов мацерации.  Система ACE обеспечивает преимущества путем улучшения экономики винодельни, управления капиталом и трудоемкой ферментацией красного вина.

Технология ACE предусматривает использование машины для дробления кожицы без повреждения семян в промежутке между дробилкой/насосом для сусла и ферментером.  Ниже приведены существенные преимущества такой мацерации.

 

Выставка SITEVI, г. Монпелье (Франция), ноябрь 2017 г.

Эта главная в Европе торговая выставка была выбрана для показа машины для ACE-мацерации  производства компании Della Toffola – ведущего итальянского производителя винодельного оборудования. Машина обозначается аббревиатурой DTMA (Della Toffola Maceration Accelerator[2]). Д-ра Анжела и Ли Спарроу участвовали в выставке SITEVI, на которой была показана установка DTMA производительностью 12 т/ч.    На презентации также присутствовали Марк и Либби Ллойд из Coriole Vineyards,  Макларен Вейл.  Coriole – одна из шести австралийских виноделен, проводивших испытания опытного образца машины DTMA во время урожая в 2017 году в южном полушарии.

Концепция мацерации ACE

Концепция мацерации ACE проста и состоит в улучшении экстракции компонентов кожицы винограда.  Вообще говоря, управляемая экстракция этих компонентов составляет основу как красного, так и белого виноделия.

Рис.2 – схематическое изображение ягоды винограда. Внешняя поверхность кожицы покрыта воском и непроницаема, создавая барьер для диффузии содержимого клеток кожицы (что хорошо, иначе они могли бы раствориться под дождем!) Внутренняя поверхность ягоды покрыта прилипшей мякотью, иногда вместе с сохранившимися семенами (Рис 3).

Рис. 2. Схематическое изображение ягоды винограда, показывающее расположение кожуры, семян и мякоти.

Есть два основных пути перемещения компонентов кожицы в винную матрицу: 1. Диффузия из внутренней поверхности кожицы и 2. Просачивание из краев поврежденной кожицы.  ACE увеличивает интенсивность просачивания из краев поврежденной кожицы, дополнительно ее фрагментируя, тем самым повышая отношение площади краев к площади поверхности фрагментов кожицы. Этот эффект был смоделирован в первой научной статье, описывающей ACE (Спарроу и др. 2016 a) с помощью соотношения: площадь поверхности к периметру фрагментов кожицы при допущении, что сфера разделялась на квадратные фрагменты.

В последующих публикациях использовалось обратное отношение P/SA = 2/r(π/n)0,5, где P = периметр фрагмента, SA = площадь поверхности фрагмента, r — радиус сферы, а n – число фрагментов.

Интересно, что кривая выравнивается при увеличении числа фрагментов, что говорит о том, что высокий уровень фрагментации не нужен (Рис. 5).

 

Валидация мацерации ACE

В разработке концепции мацерации ACE принимал участие д-р Ричард Смарт в рамках докторской диссертации Анжелы Спарроу по виноградным и винным танинам Пино Нуар в 2011-2013 годах на винодельне Tamar Ridge Pilot. Предпосылки разработки этого устройства были описаны Смартом и Спарроу (2016). Там же были разработаны методы микровиноделия, которые использовались в исследованиях Спарроу (Смарт и Спарроу 2016, Спарроу и м 2015). В последующих коммерческих испытаниях с 2013 по 2016 год д-р Спарроу проводила оценку ACE на австралийских винодельнях в течение последнего года исследований по своей диссертации и проектам UT 1301 и VIN 1501, которые финансировались AGWA, см. (Спарроу и др. 2012; Спарроу и др.. 2013; Спарроу и др 2014; Спарроу 2015; Спарроу 2016;  Спарроу и др.,  2016a,  2016b,  Спарроу и Смарт 2017).  Дальнейшие испытания опытного образца DTMA д-р Спарроу провела в Австралии, Новой Зеландии и Леваде (Италия) в течение 2016 года, а в 2017 году прошла испытания первая торговая единица DTMA в шести австралийских винодельнях.

Рис. 3.  Дробленые ягоды винограда. Обратите внимание на неровные линии разрыва, а также на мякоть и семена, прилипшие к кожице винограда.

Испытания ACE  однозначно показали, что в начале ферментации из кожицы выделяется значительно больше фенольных соединений.  Это оказывает значительное влияние на стабильность и оттенок вина, поскольку способствует образованию устойчивых пигментов из танинов, полученных именно из кожицы, а не из семян. Это был важный вывод из исследований, изложенных в диссертации Анжелы Спарроу, и теперь он подтвержден коммерческими испытаниями.

На рис. 6 показан временной период экстракции фенола из винограда сорта Пино Нуар в процессе ферментации.  Поскольку мацерация ACE первоначально была испытана в микровиноделии, мы решили сравнить результаты для микрофермента объемом 10 л с промышленным ферментом объемом 18 000 л.

Очень незначительное образование отрицательных сернистых соединений и соединений в сочетании с SO2 подчеркивает выразительность нот черных плодов и снижает восприятие зеленых оттенков.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ФЕРМЕНТАЦИИ

•  Спиртоустойчивость: до 16 % об.

•  Широкий диапазон оптимальных температур: 20 — 35°C.

•  Низкие требования к азоту.

•  Умеренная летучая кислотность.

•  Постоянная динамика брожения.

•  Хорошая совместимость с малолактозной ферментацией.

ОРГАНОЛЕПТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

•  Очень незначительное образование отрицательных сернистых соединений (включая SO2 и H2S) и соединений, связывающих SO2.

•  Скрытое восприятие зеленых оттенков.

•  Свежесть аромата и выразительность оттенков запаха черных плодов.

•  Исключительная чистота вкуса.

Рис. 4. Образец сусла Пино Нуар через час после дробления. Слева: дробленые ягоды; Справа: ягоды, обработанные ACE.

Это интересное сравнение, показывающее, что результаты фрагментации в промышленных условиях могут быть предсказаны на основе лабораторных ферментаций.  О полезности мелкомасштабной ферментации, имитирующей ферментацию больших объемов, сообщали в своих работах Сампайо и др. (2007) и Спарроу и Смарт (2015).

Важнейшим моментом этих сравнений является признание того, что мацерация ACE  способствует раннему высвобождению компонентов кожицы; впервые это было показано в исследованиях, изложенных в диссертации Анжелы Спарроу, и с тех пор непременно подтверждалось.  В первых коммерческих испытаниях в Тасмании в течение 2013 года на трех винодельнях использовался Пино Нуар (Спарроу 2015, 2016). ACE-фрагментация способствовала улучшению интенсивности цвета вина и более насыщенной синей окраске. Всего через два дня после дробления концентрация танинов в винах, обработанных АСЕ, увеличилась в пять раз, и к концу ферментации в четыре раза превышала концентрацию обычного вина.  Кроме того, и это весьма существенно, при применении технологии ACE извлекается большее количество устойчивых пигментов в вине из химического соединения цветных пигментов с полученными из кожицы танинами, в отличие от танинов, полученных из семян; пигментированные танины, полученные из кожицы, более устойчивы, чем пигментированные танины, полученные из семян, и, следовательно, уменьшают степень побурения вина с возрастом (Спарроу 2015, 2016).  Фрагментация ACE также влияет на целостность шапки; меньше углекислого газа попадает под кожицу более мелких фрагментов, которые, как правило, тонут, оставляя на поверхности только менее поврежденную кожицу. Пробивка облегчается, и через несколько дней брожения вся шапка погрузится.

Прошедшие испытания в 2013 году вина Пино Нуар через шесть месяцев выдержки проходили оценку шестью виноделами-участниками испытания, которые оценивали вино по десяти признакам качества. Было отмечено, что вина ACE имеют улучшенный цвет, цветочный и фруктовый аромат, вкус более темных сортов, а также более полную текстуру и вкус.

Аналогичные результаты наблюдались в течение следующих четырех урожаев 2014–2017 годов, когда большинство испытаний проводилось на промышленных винодельнях, включая профессиональную органолептическую оценку.  ACE непременно приводила к улучшению винной фенольной композиции, особенно интенсивности цвета, оттенка и соотношения устойчивых пигментов. Было отмечено, что мацерация ACE более эффективно способствует активации этих признаков, чем добавление пектолитических ферментов в сусло.

 

От ACE к PEACE

Быстрое извлечение полученных из кожицы компонентов при ACE-мацерации позволило предположить, что бродящее вино может быть отжато из твердых частиц винограда всего лишь через несколько дней после инокуляции дрожжами. Это радикальное изменение в брожении красного вина было предложено Спарроу (Спарроу и др. (2014)), который предположил, что брожение может происходить в меньшем закрытом сосуде, когда аромат и вкус могут сохраниться при контроле температуры.  Важно отметить, что специальный ферментер для красного вина теперь доступен для второго фермента.

Эффективность этой технологии Pressed  Early  Accentuated  Cut  Edge[1] (PEACE) была впервые исследована для Пино Нуар в 2014 году во время испытаний мелкого масштаба, а в следующем году на промышленной винодельне. Вина сравнивалась после мацерации и раннего отжима ACE (PEACE) через четыре дня с контрольными винами в течение восьмидневного периода ферментации.  Благодаря технологии PEACE вина имели более высокую интенсивность цвета, более устойчивые пигменты, как красные, так и сине-фиолетовые, по сравнению с контрольными винами, изготовленными традиционными способами. На Международной конференции по холодному климату 2016 года в Брайтоне (Англия) 53 делегатам были представлены для слепой дегустации вина возрастом восемнадцать месяцев, полученные при использовании технологий ACE, PEACE, и контрольные вина. Предпочтения были отданы следующим винам: PEACE 43%, ACE 36% и контрольному вину 13%.

Результат побудил к дальнейшей оценке влияния мацерации PEACE на другие сорта красного вина в Австралии урожая 2016 года, см. Отчет AGWA по проекту VIN 1501 https://www.wineaustralia.com/getmedia/3cd2b9c3-cff0-4497-bc75-11a61cc5bf85/VIN-1501-Final-Report.

В ходе испытания сравнивались вина PEACE, которые через три дня обычно прессовались, с обычными ферментами для пяти сортов (Каберне Совиньон, Гренаш, Мерло, Шираз и Темпранильо) на шести винодельнях в

Австралии с размерами ферментера от 300 до 13 000 л.. Как и в случае с Пино Нуар, мацерация ACE приводила к значительному увеличению степени экстракции цвета и танина в первые два дня ферментации таким образом, что концентрация устойчивого пигмента в винах, обработанных PEACE, была на 30% выше, чем в контрольных винах.

Готовые вина дегустировались виноделами-участниками и подготовленной экспертной группой в Австралийском научно-исследовательском институте виноделия (AWRI). При дегустации ни одна из групп не обнаружила существенного различия между винами PEACE и традиционными ферментированными винами, хотя группа AWRI отметила более темный фруктовый вкус ягод и более мягкие или более тонкие танины в винах, обработанных PEACE, по сравнению с контрольными винами.  Эти результаты были наиболее обнадеживающими и продемонстрировали это для целого ряда виноделен

Рис. 5. Соотношение между периметром и площадью поверхности (P/SA) фрагментов винограда, когда виноград радиусом 8 мм разрезается на более мелкие фрагменты.

Рис. 6. Экстракция фенола Пино Нуар (a) в микроферментере 10 л или (b) промышленном резервуаре 18 000 л.

Рис. 6. Экстракция фенола Пино Нуар (a) в микроферментере 10 л или (b) промышленном резервуаре 18 000 л.

PEACE имеет значительные коммерческие возможности в условиях винодельческого климата Австралии.

 

От ACE к DTMA

Опытный образец установки DTMA прошел испытания во время сбора урожая 2017 года на шести винодельнях на юго-востоке Австралии с использованием шести красных сортов: Каберне Совиньон, Гренаш, Матаро, Темпранильо, Пино Нуар и Шираз; и трех белых сортов вина:  Марсан, Шенен Блан и Совиньон Блан.  По каждому сорту винодел предпочитал вино, обработанное по технологии АСЕ, а не традиционное вино, объясняя свой выбор большей интенсивностью фруктового вкуса и лучшей структурой.

Вот комментарии двух виноделов-участников:

Марк и Дункан Ллойд (Coriole  Vineyards, Макларен Вейл):

«Испытания ACE позволили нам экспериментировать и создавать различные характеристики танинов в отдельных партиях из одной группы Шираз. Первоначальные результаты показали, что мы можем достичь более полных и сбалансированных характеристик танинов с помощью метода ACE.  Система ACE также раскрыла свои перспективы как инструмент, который облегчает нам разработку винных стилей за счет получения желаемых характеристик танинов, что зависит от характера собранного урожая.  Важно отметить, что это привело к более глубокому пониманию общего фенольного профиля нашего винограда и вина, а также того, как это влияет на общее соотношение наших вин».

Честер Осборн (Д’Аренберг, Макларен Вейл):

«Можем ли мы это купить?

«3 метода обработки белого вина сильно отличались.

«Хуже всех был метод Контакта с Кожицей. (грубоватый, дубильный и обширный)

Контрольный почти не уступал по качеству – без контакта с кожицей, прямое прессование (хороший результат и соотношение).

«Лучшим было режущее Приспособление без контакта с кожицей (больше фруктового аромата и большая длина, нормальное соотношение танинов)».

Ускоритель мацерации Della Toffola модель DTMA 10-12 t/h

 

Преодоление проблемы сокращения сроков между сборами урожая с помощью PEACE

Современные винодельни, как правило, вкладывают значительные средства в специальные ферментеры для красного вина для облегчения управления шапкой.  Это могут быть ферментеры с открытым верхом или приспособления, которые позволяют пробивать, перекачивать или разрушать шапку нагнетанием воздуха. Поскольку более теплая погода приводит к сокращению периода сбора урожая (сокращение сроков между сборами урожая), проблема доступности специальных резервуаров становится все более острой, особенно если используются методы мацерации до и после ферментации. Сроки ферментации могут составлять от семи до десяти дней, в зависимости от температуры и стадии прессования.

Очевидно, что если ферментация на мезге может быть сокращена до трех дней, а ферментер используется повторно, то потребуется меньше ферментеров. Для процедур управления капиталом предусмотрена также экономия трудозатрат на винодельне.

 

Заключение

Описанная здесь история ACE — это история развития технологий в Австралии, затраченного времени и использованных методов.  Из скромных начинаний переоборудованный холодильный яблочный склад с экспериментальной винодельней в северной Тасмании превратился в крупную единицу винодельческого оборудования от ведущего европейского производителя. В 2017 году после использования устройства DTMA ACE один из французских виноделов предсказал, что «в будущем оно будет в каждой винодельне».       Конечно, ACE приносит большую пользу для процесса производства красного вина.  Качество и стабильность вина улучшаются.  Хотя первоначально оно было разработано для Пино Нуар, было доказано, что оно улучшает качество вина и других красных сортов.  Из всех применяемых в настоящее время методов мацерации ACE является менее трудоемким, более энергоэкономичным и рентабельным. А в сочетании с ранним отжимом, как и в случае с PEACE, оборот и использование ферментеров для красного вина почти удваиваются.            ACE — это новый, пока еще малоизвестный процесс. Предварительные данные указывают на то, что вкус и аромат белых вин также могут быть улучшены, и ACE еще предстоит испытать на розовых винах.

Нет сомнений в том, что наличие оборудования для реализации ACE заметно повлияет на заинтересованность и выбор покупателей.

«Пусть ACE и PEACE принесут управляющим виноделен больше душевного спокойствия».

social position

Задать вопрос

Задать вопрос