Изобретение может быть использовано в пищевой промышленности, в частности при производстве крепких спиртных напитков, таких как водка и коньяк. На протекающий поток спиртовой жидкости воздействуют интерферограммой лазерного излучения, интерферограмма формируется за счет двух исходно равных пучков, полученных с помощью оптического делителя от одного источника, причем первый пучок после отражения от зеркала направляется в поток спиртовой жидкости, а второй пучок преобразуют в киральной среде в левополяризованное излучение, содержащее дислокационные оси, после чего также направляется в поток спиртовой жидкости, где интерферирует с первым пучком. Изобретение позволяет ускорить процесс старения спиртных напитков, а также повысить их качество. 3 ил.
Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству крепких спиртных напитков, и может быть использовано для ускорения старения и облагораживания таких напитков, как водка и коньяк. Известен способ старения крепких спиртных напитков, в котором с целью ускорения старения воздействуют на напитки низкочастотным поляризованным импульсным магнитным полем интенсивностью от 10 до 120 Гаусс, источник воздействия при этом располагается рядом с емкостью, содержащей напиток. Ускоренная ферментация напитков сводится к стимулированию образования ассоциатов за счет эффекта Зеемана: в магнитном поле происходит расщепление энергетических уровней и за счет спин-орбитального взаимодействия открывается релаксационный канал, который они используют для образования связанных комплексов. Недостатком этого способа является то, что изначально ставка делается на увеличение амплитуды поля, а не его частоты, к тому же заявленная поляризация поля мало используется на тех частотах, которые упоминаются в заявке: 50-400 Гц, так как времена релаксации в жидкости имеют порядок 10 -6 с и меньше, и за минимальный период пульсации, указанный в заявке, ~2510 -4 с любой молекулярный комплекс всегда успевает отследить ориентацию поля, так что при указанных частотах магнитное действие переменного магнитного поля почти не отличается от постоянного. Но в силу того, что спиртовая жидкость является слабым электролитом, в ней возможно появление индукционных вихревых токов, которые приводят в силу конечности электрического сопротивления спиртовой жидкости к выделению Джоулева тепла, т.е. к локальному разогреву жидкости и в силу этого к разрушению ассоциатных комплексов. К тому же предлагаемый способ требует довольно громоздкого оборудования. Известен также способ , в котором для ускорения процесса старения коньяка используют облучение СВЧ-полем в сантиметровом диапазоне (2175-2575 МГц) смеси коньячного спирта и дубовых опилок в течение 10-15 мин, при этом смесь равномерно по объему нагревается до ~45 градусов, т.е. работают в одном из диапазонов экстремума диэлектрических потерь воды. При этом, по-видимому, происходит некоторая стимуляция каталитических центров экстракции дубильных веществ. Потом смесь охлаждают до 10 градусов и повторяют процесс. Цикл составляет 6-10 суток. В дальнейшем происходит процесс фильтрации опилок. Недостатком способа является, во-первых, большая трудоемкость, связанная с необходимостью перемещения больших емкостей с жидкостью, во-вторых, необходимость в специальном помещении для обработки СВЧ-полем, т.к. существует опасность разогрева до тех же температур обслуживающего персонала. В-третьих, дороговизна, связанная с необходимостью организации поточной линии для реализации в промышленных масштабах. Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение качества спиртовых жидкостей при ускорении их старения. Известно , что при старении спиртовых напитков происходит "выедание" правых сахаров, что приводит к усилению левовращающих свойств жидкости по сравнению с исходной. Поэтому, если инициировать внешним излучением образование левых хромофорных ассоциатов, то обработанный продукт будет обладать свойствами старого напитка. Это достигается тем, что в предлагаемом способе ускоренного старения осуществляют воздействие на поток протекающей жидкости лазерным излучением малой мощности двумя широкими пучками от одного источника, первый пучок, отраженный от зеркала, направляется в поток протекающей жидкости, а второй пучок после преобразования в киральной среде в левополяризованное излучение с сингулярным волновым фронтом также направляют в поток спиртовой жидкости, где он интерферирует с первым, опорным, пучком. При движении спиртовой жидкости под воздействием интерферограммы пучков лазерного излучения происходит изменение ее оптической плотности и оптической активности. В предлагаемом способе искусственного старения лазерное излучение подвергается поляризационной фильтрации, так как при определенных частотных параметрах киральная среда является поляризационным фильтром , также необходимо, чтобы излучение обладало фазовыми сингулярностями, тогда при интерференции с опорным пучком результирующее поле будет обладать необходимыми для инициации старения свойствами. Процесс структурирования ассоциатов состоит в том, что при интерференции двух пучков, один из которых содержит дислокационные оси левополяризованной волны, в объеме жидкости образуется пространственная "решетка" поляризации, изменяющая оптическую плотность спиртовой жидкости, вызывая каскад изменений в конформации и структуре водных ассоциатов, которые приводят к органолептическим изменениям, проявляясь в облагораживании свойств исходного напитка. Предлагаемый способ поясняется чертежами. На фиг.1 представлена блок-схема реализации способа. На фиг. 2 - график зависимости оптической плотности от длины волны для коньяка до и после обработки. На фиг. 3 - график зависимости оптической плотности от длины волны для водки до и после обработки. Способ осуществляется следующим образом. На поток жидкости, протекающей по кварцевой трубке 5 диаметром 3 см, воздействуют лазерным излучением мощностью 1 Вт (длина волны излучения 500-800 нм). В оптическом делителе мощности, совмещенном с дифракционной решеткой 2, излучение разделяют на два широких одинаковых пучка. Первый пучок, отразившись от зеркала 3, направляется в поток жидкости. Второй пучок направляют на киральный объект 4, где преобразуют в левополяризованное излучение с сингулярным волновым фронтом. В качестве кирального объекта использована конструкция, состоящая из решетки диэлектрических двойных спиралей, аналогичных описанным в . Оба пучка направляют в поток протекающей жидкости, где они интерферируют. Результирующее поле интерферирующих пучков обладает спиральной структурой с преобладанием левых спиралей, которое воздействует на спиртовую жидкость, меняя ее оптическую плотность и оптическую активность, приводя тем самым к необходимым органолептическим изменениям. Измерения проводились на спектрофотометре, позволяющем плавно отслеживать динамику изменения оптической плотности. На фиг.2 и 3 представлены результаты измерения оптической плотности до и после обработки. Здесь D - отношение числа падающих фотонов к числу прошедших. Анализ спектра поглощения коньяка (фиг.2) подтверждает, что поглощение после обработки увеличивается b, причем существенно (на пике в 2 раза), что связано с образованием новых центров поглощения, а это может быть связано только с появлением новых связей в спиртовой жидкости, что только подтверждает образование новых ассоциатов и изменение конформационного состояния ассоциатов спиртовой жидкости. Анализ спектра поглощения некачественной водки (фиг.3) также подтверждает, что поглощение после обработки b увеличивается (на пике в 1.6 раза), причем характер изменений отличается от таковых в коньяке. Для оценки интенсивности воздействия примем, что энергия кванта равна 2 эВ, тогда за секунду к жидкости доставляется 10 19 фотонов, при скорости прокачки, равной 3 л/с, что соответствует примерно 100 грамм-молей раствора, в секунду прокачивается примерно 10 26 молекул, а это означает, что инициация изменений вызывается долей молекул, составляющих менее одной миллионной от общего числа. Таким образом, воздействуя на поток спиртовой жидкости интерферограммой двух монохроматических пучков, имеющих один источник, один из которых содержит дислокационные левосторонние оси, мы вызываем конформационные изменения в спиртовой жидкости, улучшающие ее качества, ускоряя процесс старения. Для подтверждения эффективности заявляемого способа были проведены эксперименты в лабораторных и производственных условиях, подтвердивших работоспособность способа. Пример 1. В качестве исходного продукта брался бренди "Белый Аист" с шестимесячным сроком выдержки, жидкость золотистого цвета с резким запахом и вкусом, хроматограмма (колонка FFAP50*0.32) показала концентрацию, мг/л: альдегиды 20.026; эфиры 80.09; метанол 0.0118; сивушные масла 469.97. После обработки по указанной выше методике (длина волны 690 нм) была прописана хроматограмма обработанного продукта, мг/л: альдегиды 15.382; эфиры 62.619; метанол 0.011016; сивушные масла 459.5, на хроматограмме появились дополнительные пики с большими временами возгонки, не идентифицируемые программой хроматографа. Исчез резкий запах, вкус стал ощутимо мягче, маслянистее. Пример 2. Обработанный продукт (пример 1) обрабатывался повторно излучением с длиной волны 614 нм. Результат, мг/л: альдегиды 14.869; эфиры 73.368; метанол 0.0109; сивушные масла 459.76 мг/л. По сравнению с предыдущей обработкой у продукта появился винный запах, появилось кисловатое послевкусие. В предлагаемом способе по сравнению с прототипом используется маломощный лазер. За счет большой энергии кванта и несложного преобразования излучения достигается необходимый результат: меняется оптическая плотность и оптическая активность спиртовой жидкости и, как следствие, ее органолептические свойства. Причем в силу когерентности источника при рассеянии и поглощении излучения происходит в некотором смысле "конвертация" монохроматичности в органолептическое облагораживание. Источники информации
1. Патент US 5860353, 19.01.1999, МПК С 12 Н 1/00. 2. А.с. СССР 630292, кл. С 12 Н 1/22, 1978 - прототип. 3. УФН, т. 167, 11, с. 1201-1212. Киральные электродинамические объекты. Б.З. Кацеленбаум, Е.Н. Коршунова, А.Н. Сивов, А.Д. Шатров. 4. В.А. Кизель. Физические причины диссимметрии живых систем. М.: Наука, 1985. 5. ЖТФ, т. 70, вып.9, 2000. Метод определения детонационных характеристик нефтепродуктов на основе регрессионного анализа спектров поглощения в ближнем инфракрасном диапазоне. В.Н. Королев, А.В. Маругин, В.Б. Цареградский, стр. 85.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ старения спиртовой жидкости, предусматривающий воздействие на нее электромагнитным полем, отличающийся тем, что в качестве источника электромагнитного поля используют лазерное излучение, а воздействие осуществляют на поток спиртовой жидкости интерференционным полем излучения, создаваемым путем разделения исходного лазерного излучения на два луча и последующим наложением в потоке одного луча, опорного, после отражения от зеркала и другого, преобразованного в киральной среде в левополяризованное излучение с сингулярностью волнового фронта.Кроме дополнительного удаления “голов” при нагреве происходит искусственное старение самогона, что благоприятно сказывается на вкусе. Подобным образом старят водку на заводах, правда, там более сложная и длительная технология - старение производят в закрытых емкостях и продолжительное время. Вообще выдержка самогона, даже при нормальной температуре, полезна с точки зрения вкусовых ощущений.
В случае появления мути в продукте необходимо профильтровать его через слой ваты, используя воронку 1 (страница оборудование для самогона).
В приведенной технологии много внимания уделяется именно качественной очистке самогона. Если собрать все методы очистки, получим следующее:
Включаем нагрев и контролируем температуру с помощью термометра.
Учитывая, что температура кипения спирта 78 градусов, нужно нагреть до температуры несколько меньшей, чтобы испарились легкие фракции, а спирт остался.
При 55 градусов появляется легкая дымка. Довожу температуру до 70 градусов и выключаю нагрев. Так как плита у меня конфорочная, тепловая инерция поднимает температуру до 73 градусов, некоторое время температура держится, затем начинает падать. На газовой или индукционной плите температуру надо доводить до 73 градусов, так как отсутствует тепловая инерция.
Кастрюлю с конфорки не убираю, она остывает на конфорке, испарение продолжается довольно долго. Таким образом, происходит окончательная качественная очистка самогона.
Первая перегонка браги - удаляем хвосты (отсекаем).
Очистка после первой перегонки - удаляем хвосты.
Вторая перегонка самогона - удаляем головы и хвосты (отсекаем).
Очистка после второй перегонки - удаляем головы.
В результате получаем именно качественно очищенный самогон, без признаков сивушных масел и легких фракций. Можно дополнительно удалять головы при первой перегонке, но, на мой взгляд, это лишнее - очень увеличится время первой перегонки. При желании можете попробовать
И еще по вкусу самогона.
Горький самогон
- такое словосочетание довольно часто появляется в Интернете. Как правило, причина в том, что используют как уплотнение и шланги обычную резину. Везде, где идет продукт можно использовать только силиконовую резину
.
У моего знакомого возникла такая же ситуация. Причем запах абсолютно нормальный, а на вкус - очень сильная горечь. Он проверил все уплотнения и шланги - везде силикон. Долго разбирался, искал причину. В конце концов нашел - вода для браги после фильтра. Использовал бытовой стационарный фильтр (трехсекционный), одна из секций вносила добавку, умягчающую воду. Этой добавки оказалось слишком много, в результате - горький самогон.
После того, как начал использовать обычную воду горечь в самогоне пропала.
Но в основном причина горечи в самогоне - использование обычной резины.
Нужно отметить, что несколько падает крепость самогона, но очень незначительно. Эта процедура вообще выполняется довольно индивидуально. Каждый сам определяет температуру и время. Можно вообще после нагрева снять кастрюлю с конфорки - тоже вариант. При этом время испарения снизится, потери спирта станут меньше.
Очистка после второй перегонки это окончательная операция. После нее продукт выдерживается 2...3 дня - и он готов.
Выдержку самогона после второй очистки желательно довести до 6..8 дней. Вкус в процессе такой выдержки меняется в лучшую сторону. Можно провести эксперимент, пробуя по 50 грамм.
Выдержку необходимо проводить в не совсем плотно закрытой посуде. То есть должен быть небольшой воздухообмен между самогоном и наружным воздухом, проверено, что это влияет на вкус. Можно сделать в крышке небольшое отверстие, или использовать временную пробку из медицинского бинта.
Самогон без запаха получен. Если кроме запаха спирта есть, хотя бы немного, запах сивухи, значит технология нарушена. Это проверялось многократными перегонками, изменениями и настройкой техпроцесса.
Таким образом, наша цель - качественное производство самогона достигнута.
Выполняется операция следующим образом.
Самогон выливаем в большую кастрюлю (эмалированную или нержавеющую), кастрюлю не закрываем, для контроля температуры устанавливаем термометр (страница оборудование для самогона). Кастрюлю ставим на плиту.
Я использую обычную электрическую плиту, на газовой или индукционной технология будет немного другая, но сообразить нетрудно.
Как правило, после второй перегонки, принято считать процесс оконченым и продукт готовым к употреблению.
Но качественная очистка самогона требует проведения очистки после второй перегонки. По сути, это окончательное удаление “голов”.
В коньячном спирте, выдерживаемом в дубовых бочках, под влиянием кислорода, проникающего через поры дубовой клепки (около шпунта над свободным от спирта пространством), непрерывно протекают окислительно-восстановительные процессы, обусловливающие постепенное созревание коньячных спиртов и развитие в них вкусовых и ароматических качеств. Процесс этот проходит с большей или меньшей интенсивностью, в зависимости от количества поступающего кислорода и температурных условий. Так, по данным Джанполадяна, коньячные спирты 1902, 1914 и 1917 гг. по своему составу оказались в 1950 г. созревшими и дальнейшая выдержка в бочках не улучшает их качества.
Сырой коньячный спирт приобретает ароматические и вкусовые качества только в процессе длительной выдержки в дубовых бочках. Процессы, происходящие при созреваний и старении коньяков, Опарин, Манская и Емельянова рассматривают, исходя из теории медленного окисления акад. А. Н. Баха. Рядом исследований показано, что коньячный спирт извлекает из дубовой клепки бочек полифенолы (кверцетин (Кверцитрин (С 21 Н 22 О 12) является гяюкозидом тетраоксифлавоиа (кверцетина - С 15 Н 10 О 7), при распадении кверцитрин дает кверцетин и изодульцит ), кверцитрин и другие), окисляющиеся с образованием перекисей кислородом, проникающим через поры клепок. Дальнейший окислительный процесс протекает с участием катализаторов - тяжелых металлов (меди) (Железо может находиться в коньячных спиртах лишь случайно ), являющихся передатчиками кислорода составным частям коньяка. При искусственном добавлении к коньякам пероксидазы (Пероксидаза в коньячных спиртах почти отсутствует ) Манская и Емельянова констатировали ускороние созревания коньяков и улучшение их качества.
Малая изученность окислительно-восстановительных процессов, происходящих при созревании коньячных спиртов, их влияния на созревание и развитие качеств коньячных спиртов не дает возможности сделать в этом направлении более определенные выводы.
В табл. 35 приводим сравнительный состав молодого и 25-летнего коньяка (по Равазу).
Определенных данных о влиянии отдельных химических показателей состава коньяков на их качество не имеется. Большие колебания, которые наблюдаются в количественном составе компонентов, являются одной из причин того, что вопрос этот до настоящего времени остается открытым.
Решение вопроса о влиянии состава коньяков на их качество является весьма важным, так как с этим тесно связано установление режима перегонки и выбор коньячных аппаратов той или иной системы, что со своей стороны определяет основные задания для проектирования и строительства коньячных заводов.
Приемы обработки коньячных спиртов, ускоряющие их созревание . Длительный срок, необходимый для получения качественных коньячных спиртов, и высокая их стоимость, вызываемая большими издержками производства и неизбежными потерями спирта при выдержке, с давних пор побуждали производителей коньяков изыскивать способы для сокращения времени выдержки и удешевления их производства.
Все предлагаемые методы обработки в соответствии с факторами, способствующими созреванию, можно разделить на следующие группы:
а) обработка теплом;
б) обработка кислородом и озоном;
в) обработка различными электротоками;
г) обработка с применением катализаторов.
| Составные части коньяка | В молодых коньячных спиртах крепостью 68% об. в г /л | В старых коньячных спиртах крепостью 50 и об. в г /л |
|---|---|---|
| Спирт | ||
| пропиловый | 356 | 40 |
| бутиловый | - | 218,6 |
| изоамиловый | 146 | 283,8 |
| гексиловый | - | 0,60 |
| гептиловыцй | - | 0,45 |
| Альдегид уксусный | 7,50 | 9,0 |
| Эфир | 4,50 | 35,0 |
| Кислота | ||
| уксусная | 10,0 | 51,0 |
| пропионовая | 21,0 | |
| масляная | 81,0 | |
| энантовая | 4,0 | |
Обработка теплом . Из методов, нашедших наибольшее применение в производстве для ускорения созревания коньяков, необходимо в первую очередь отметить тепловую обработку.
Обработка нагреванием коньячных спиртов и коньяков для ускорения созревания и улучшения качества ординарных марок коньяков, а также коньячных спиртов применялась в нашей стране еще в 90-х годах. Нагревание производилось до 60-70° в течение более или менее длительного срока (от нескольких часов до нескольких недель) в закрытых металлических сосудах, снабженных конденсаторами для предохранения от потерь спирта, или в бутылках. Для той же цели применялась также пастеризация, иногда повторяемая несколько раз с перерывами в 1-2 месяца.
По наблюдениям автора, обработка коньячных спиртов и коньяков нагреванием, хотя и не дает тех результатов, которых достигают многолетней выдержкой в бочках, но оказывает благоприятное действие на их вкусовые качества. В молодых коньячных спиртах нагревание смягчает вкус и способствует ассимиляции высших спиртов и альдегидов. Подвергнутые действию повышенной температуры, они меньше выделяются во вкусе и аромате. Эффект от нагревания получается тем заметнее, чем длительнее этот процесс. Очень заметное улучшение качества коньячных спиртов автор наблюдал после шестимесячной выдержки их в бутылках при 60°.
Короткевич и Бекиров в результате исследований, проведенных в производственных условиях, рекомендуют в целях ускорения созревания коньячных спиртов производить их выдержку в течение 2-3 месяцев в дубовых бочках емкостью около 20 дкл. Выдержка на солнечной площадке в течение 3 месяцев дает значительный эффект, равный примерно 2 годам обычного хранения.
Обработка кислородом или озоном . Для обработки кислородом или озоном вина, коньячного спирта и коньяка за последние 30 лет было выпущено много различных аппаратов, но ни один из них не получил широкого распространения в производстве. В настоящее время обработка вин и коньячных спиртов кислородом и озоном, как не оправдавшая себя, не применяется. Отрицательные результаты, полученные при обработке коньячных спиртов кислородом и озоном, можно объяснить, основываясь на изучении аналогичных окислительно-восстановительных процессов в вине. Хорошо известно, что только медленно протекающие окислительно-восстановительные процессы благоприятно сказываются на развитии вкуса и букета вин. Наоборот, резкое воздействие кислорода на вина сопровождается потерей аромата и понижением их вкусовых качеств. Медленное созревание коньячных спиртов, при выдержке сопровождающееся столь же медленным образованием букета и вкуса, протекает подобно аналогичному процессу, совершающемуся в винах. Резкое окисление коньячных спиртов кислородом и особенно озоном может лишь отрицательно отразиться на ароматических и вкусовых качествах коньячных спиртов, для восстановления которых потребуется продолжительная выдержка.
Другие методы обработки . В специальной литературе мы находим много данных о применении действия электромагнитных волн при обработке вин, коньячных спиртов и различных водок в целях ускорения их созревания.
Для этой цели применялись ультракороткие волны, инфракрасные и ультрафиолетовые лучи и т. п. Только ультракороткие волны дали известные положительные результаты, причем большинство авторов приписывает это не специфическому их действию, а производимому ими нагреванию. Недостатком применения ультракоротких волн является высокая их стоимость.
Ультразвук, по исследованиям Личева , стимулирует улучшение качества спирта.
Учитывая большое производственное значение исследований в области теории созревания коньячного спирта, разработки, методов ускоренной выдержки их с применением герметической тары, Научно-техническая конференция по коньячному производству в Ереване (1957 г.) постановила продолжить в более широких производственных масштабах работы в этом направлении, проводимые Краснодарским институтом пищевой промышленности, институтом «Магарач», Армянским, Грузинским и Молдавским институтами виноделия и садоводства.
Заслуживают внимания экспериментальные исследования, проводимые в Краснодарском институте пищевой промышленности (проф. Агабальянц) и в институте "Магарач" (проф. Нилов) по ускорению производства коньяков путем выдержки их не в дубовых бочках, а в металлических резервуарах в присутствии дубовой древесины.
Различные процессы, протекающие при выдержке коньячного спирта в дубовых бочках или контакте спирта с дубовой древесиной, при резервуарной выдержке в крупных эмалированных герметизированных цистернах достаточно хорошо изучены советскими учеными. Это - процессы экстракции компонентов дубовой древесины (танидов, лигнина, красящих веществ и др.), окисления их и взаимодействия с составными элементами коньячного спирта.
Вопрос возникновения перекисей оставался до недавнего времени неясным. Молекулярный кислород, поступающий в спирт, не в состоянии окислить полифенолы, продукты этанолиза лигнина и компоненты самого спирта (высшие спирты). Для окисления всех этих веществ необходимы перекиси, источник образования которых был неизвестен. Биохимическая природа возникновения перекисей не принималась во внимание, ввиду того что коньячный спирт - стерильная среда, в которой не могут развиваться продуценты ферментов, а сами ферменты в условиях повышенной концентрации алкоголя ипак- тивируются..
Однако, как показали исследования, проведенные в научном центре г. Коньяк, образование перекисей имеет биохимическую основу, в частности, был выявлен следующий механизм окислительных процессов при выдержке коньячных спиртов. На поверхности бочек развиваются плесневые грибки, которые выделяют различные ферменты, в том числе и окислительные. Как было указано, мелкопористая структура дубовой древесины препятствует глубокому проникновению молекул этилового спирта в клепки бочек, но позволяет проникать значительно меньшим по размерам молекулам воды. Поэтому в наружных (поверхностных) слоях клепок концентрация спирта не превышает 7-8% об., что делает возможным развитие грибков, выделяющих ферменты. Эти ферменты окисляют свободные полифенолы, образующиеся, как указано выше, при сушке клепок, в мощные перекиси типа орто-хинонов.
Путем осмоза и диализа орто-хиноны проникают во внутренние слои древесины, и на границе спирт-бочка происходят реакции окисления, экстрактируемых компонентов древесины и составных элементов спирта.
Орто-хиноны восстанавливаются в полифенолы, которые снова входят в никл различных химических превращений.
Таким образом, при выдержке коньячных спиртов в дубовых бочках происходит двусторонний поток - этиловый спирт и вода, а также легкоиспаряемые мелкомолекулярные этаналь (уксусный альдегид) и уксусноэти- ловый эфир, которые просачиваются из бочек к наружным слоям древесины, а в бочку поступают перекиси, деградированный лигнин и окисленные формы красящих веществ.
Следовательно, для нормального хода созревания коньячных спиртов необходимо создать в хранилищах, где осуществляется выдержка, соответствующие температурные и гигрометрические режимы, обеспечивающие развитие грибков на поверхности бочек, а также перепады температур для лучшего протекания термодиффузии и образования конвективных токов жидкости в бочках, способствующих ускорению процессов экстракции и вовлечению в реакции гидролиза и окисления всей массы спирта.
Формирование коньячного аромата является результатом взаимодействия компонентов молодого спирта с составными элементами древесины.
Спирт приобретает букет коньяка только после длительной выдержки в бочках под воздействием древесины, воздуха, влажности и плесневых грибков. При этом происходят физические, химические и биохимические изменения, экстракция веществ дубовой древесины, которые предварительно претерпевают превращения под действием ферментов в условиях определенной температуры и влажности, объединенных эмпирически в хранилищах для выдержки.
Процесс выдержки в хранилищах при соблюдении соответствующих климатических условий, использовании практического опыта и традиций коньячного производства создает исключительно благоприятные условия для созревания спиртов.
Созревание спиртов остается и в наши дни традиционно деликатной операцией, осуществляемой искусными коньячными мастерами. Основы этой технологии заложены в средние века и унаследованы длительной практикой.
В течение последних 80 лет было проведено много опытов по оптимизации процесса старения спиртов в деревянных емкостях. Советские исследователи первыми применили достижения современной химии для изучения коньяка и получили хорошие результаты, позволяющие раскрыть механизм превращений. Их исследования и гипотезы о составе сухого экстракта коньяка в сравнении с веществами, экстрагируемыми непосредственно из дубовой древесины, привели к разработке общей теории созревания спирта в бочках и дали ориентацию всем ученым мира.
Взаимодействие спирта и бочки. Способность древесины к впитыванию зависит от особенностей дуба, а также от гигрометрического состояния атмосферы и температуры хранилища. Вначале жидкость испытывает большие трудности проникновения в глубину древесины, в ее сухие слои.
Вода, образующая с клетчаткой мицеллы (коллоидные частицы), проникает быстрее спирта и раньше достигает внешнего края клепок. Она увлекает с собой небольшое количество спирта, насыщенного веществами (неспиртами), которых тем меньше, чем больше их молекулярный вес. Происходит как бы разделение компонентов из растворов в хроматографических колонках. Это обстоятельство позволяет ферментам, вырабатываемым плесневыми грибками, находиться в суспензии во внешних слоях клепок. Образующиеся при этом перекиси растворяются в этой жидкости и путем осмоза проникают все глубже к внутренней поверхности бочек, где они встречают коньячный спирт в клетках дуба, движущийся в противоположном направлении. В этих местах и происходят самые важные реакции - окисление- жирных кислот и растворимых компонентов лигнина.
Температура 30-40°С и повышенная влажность, способствуя росту спор грибков - продуцентов ферментов, ускоряют эти превращения, при этом происходит непрерывное разрушение наружных и внутренних стенок бочек.
Потери спирта за счет испарения более значительны в сухих хранилищах. Объем спирта уменьшается быстрее, чем концентрация алкоголя. И, наоборот, во влажных хранилищах объем жидкости уменьшается меньше, чем падение крепости.
Разница в составе испаряющихся компонентов приводит к тому, что в сухих и влажных хранилищах получаются спирты различного качества. В сухих помещениях спирт более слаженный, с тонким ароматом, а во влажных их вкус более терпкий и менее мягкий.
Исследованный под микроскопом тончайший срез новой древесины показывает однорядную структуру, состоящую из удлиненных волокон, соединенных между собой альвеолами (пузырьками), заполненными экстрагируемыми веществами. Такой же срез, по данным М. Марше и Э. Жозеф, взятый из бочки после 50-летнего хранения в ней коньячного спирта, обнаруживает те же волокна, но они отделены друг от друга пустыми альвеолами.
Эти микрографические наблюдения, а также химический анализ разных слоев древесины и изучение повышения в спирте сухого экстракта доказывают, что во время выдержки происходит постоянное разрушение клеточной структуры стенок бочки. В первую очередь истощаются слои древесины, которые находятся в непосредственном контакте с молодым спиртом. Вначале экстрагируются дубильные кислоты, таниды, кумарины, затем лигнин, что облегчает последующую экстракцию других компонентов.
Древесина дуба содержит множество сильно ионизированных кислот, таких как уксусная, яблочная, янтарная и в особенности молочная. Они в значительной мере способствуют снижению рН в первые годы выдержки.
Исследователи научного центра г. Коньяк обнаружили также значительное количество фталевой и хинной кислот в древесине клепок и сухом экстракте выдержанного спирта. Через 5-10 лет выдержки состав сухого экстракта коньячного спирта, по их данным, следующий: таниды - 25-30%, лигнин - 28-30, сахар - 18-24%- После 10 лет выдержки часть этанол-лигнина выпадает в осадок. Под воздействием непрерывного выщелачивания и после разрушения клеточных перегородок осуществляется экстракция глюцидов и Сахаров, которая облегчается снижением рН и концентрацией алкоголя. Тогда появляются сахара и уроновые кислоты, подслащивающие вкус коньяка, который теряет первоначальную жгучесть и становится более округлым и маслянистым.
Каждый период выдержки характеризуется переходом новых веществ из древесины в спирт.
После полного истощения экстрактивных веществ древесина сохраняет свойство воздействовать на созревание спирта, способствуя прохождению физических и биологических явлений. Спирты созревают тем быстрее, чем ниже их крепость. Предположение о том, что для сокращения сроков выдержки достаточно разбавить спирты перед закладкой, неверно. Если разбавление молодого спирта облегчает растворимость экстрактивных веществ и увеличивает поглощение кислорода, с помощью которого образуется множество соединений с приятными органолептическими характеристиками, вместе с тем оно лишает спирт главных элементов, необходимых для полного развития букета.
Извлечение веществ из древесины оптимально при крепости 45-55% об. Но эта крепость препятствует растворению лигнина, для которого минимальная крепость должна быть 65% об.
Кислотность влияет на экстрагирование компонентов древесины, но рН коньячного спирта никогда не снижается ниже 3,5. При этой величине рН растворимость остается медленной.
Главным фактором, воздействующим на извлечение спиртом растворимых компонентов древесины, является температура. Однако повышение температуры ведет к интенсивному испарению спирта и, кроме того, вызывает образование летучих веществ с острым запахом, вредным для качества коньяка.
Опыт показывает, что оптимальные температурные условия выдержки коньячных спиртов 25-30°С. При более высокой температуре спирт становится «сухим» и приобретает неприятный запах гнилых яблок (за счет образования уксусного альдегида из этилового спирта). При высокой температуре испаряются также вещества с приятным ароматом, как, например, диацетил.
