Оценка дистиллятов при выдержке в бочках объемом до 40 литров

Созревание крепких алкогольных напитков в дубовой бочке — неотъемлемая часть производства изысканных и богатых вкусоароматикой напитков.

При выдержке напитков в дубовой бочке происходит постоянное контактирование дистиллята с древесиной дуба и экстракция компонентов дуба с последующими химическими изменениями. Так же полупроницаемость древесины   обеспечивает контакт с воздухом. В результате чего пары спирта частично улетучиваются во время выдержки и происходит падение спиртуозности, а так же насыщение продукта кислородом, необходимым для протекания химических реакций внутри бочки. 

Традиционно для выдержки спиртов используют бочки объемом 200-300 литров. Но в последнее время наблюдается активное использование бочек меньшего объема как в домашнем/крафтовом производстве, так и в промышленности. 

При использовании бочек меньшего объема из-за сильного изменения соотношения рабочей площади бочки относительно залитого объема дистиллята происходит более быстрое извлечение и превращение компонентов древесины. 

Научная работа Мичиганского университета

Исследователи из Мичиганского университета провели большую научную работу по определению скорости извлечения некоторых компонентов из древесины дуба и их превращению в процессе созревания при использовании новых дубовых бочек объемом до 40 литров. 

В исследовании использовались дубовые бочки следующего объема: 

Так же был проведен анализ экстракции из дубовой щепы. Бочки и щепа были изготовлены из Американского дуба.

Компоненты, формирующие вкусоароматику напитка

Соединения, отвечающие за аромат и вкус выдержанного дистиллята, можно разделить на несколько категорий в зависимости от их происхождения или химического состава. В данной научной работе компоненты рассматривали как конкретные категории по химическому составу. Это позволило косвенно судить и об их происхождении.

Основными источниками вкусоароматических компонентов в напитке будут служить:

По химической структуре компонентов, отвечающих за вкус и аромат, можно разделить на следующее группы: спирты, альдегиды, летучие и нелетучие кислоты, сложные эфиры, лактоны.

На данный монет известно более 2000 летучих компонентов, влияющих на вкус и аромат дистиллята.

Большая часть летучих компонентов образуется в результате жизнедеятельности дрожжей в результате переработки сахаров, аминокислот и прочих компонентов, содержащихся в бражке. Так же часть сложных компонентов образуется в процессе дистилляции под воздействием температуры и вновь высвободившихся компонентов при распаде дрожжей.

Образование кислот в процессе брожения при прочих равных условиях практически не зависит от сбраживаемого сырья и их концентрация относительно постоянны. Небольшой прирост кислот наблюдается при выдержке дистиллятов в процессе частичного расщепления компонентов древесины.

Сложные эфиры образуются в результате взаимодействия спиртов с карбоновыми кислотами и часто обладают приятными ароматами. Именно поэтому широко используются в парфюмерной промышленности.

Образуются на этапах: брожения, дистилляции и в результате старения из-за доступа кислорода (химическое окисление).

Лактоны получаются из древесины дуба в процессе выдержки спиртных напитков и оказывают существенное влияние на профиль готового дистиллята.

Ход эксперимента

В проделанной научной работе был поставлен упор на скорость экстракции: гваякола, эвгенола, 2-метокси-4-метилфенола, ванилина из дубовой бочки. Эти же компоненты определялись и при выдержке дистиллята на щепе в герметично закрытой колбе Эрлейнмера, с использованием  брусков толщиной 1.3-2.6 см на 3.7 литра дистиллята. Срок выдержки 200 дней. 

Дистиллят для тестов был на основе кукурузно-пшеничной бражки.

Сусло для дистиллята состояло на 79% из кукурузы и на 21% из пшеницы. Дистилляцию проводили на тарельчатой колонне, соблюдая требования Американского законодательства, предъявляемые к виски. Полученный дистиллят разбавили до крепости 62% и разлили по бочкам.

Перед заливкой бочки обработали горячей водой 70 градусов Цельсия. Для точности исследования было взято по 2 бочки каждого объема. Бочки хранились в закрытом складском помещении без контроля за влажностью и температурой в данном помещении. 

На протяжении 200 дней выдержки постоянно проводился отбор проб. Отбиралось по 2 мл из каждой бочки. Полученные образцы отдавали на газожидкостную хроматографию для определения химического состава.

Результаты анализа

Таблица 1 Процентное изменение количества компонентов относительно 0 дня к 202 дню. 

Из таблицы 1 видно, наибольший прирост среди компонентов показывает этилацетат. Это связано с достаточным наличием органических кислот для протекания реакции окисления. Так же видно, что в бочках меньшего объема этот процесс протекает интенсивнее чем в бочках большего объема.

За время выдержки дистиллята изменялось количество метилового спирта в отбираемых образцах.

Таблица 2. Содержание метилового спирта, грамм/литр

Количество метанола изменялось в процессе выдержки довольно существенно. Причем на 120-ый день выдержки дистиллята его значение увеличивалось в 3-4 раза, после чего концентрация возвращалась примерно к исходному значению на 200 день выдержки. Скорее всего это связано  этанолизом .  В результате чего повышается концентрация метилового спирта,  но в последующем образовавшийся метанол вступает в реакцию с другим компонентами и его концентрация к 200 дню созревания возвращается в норму.

Исключение составили образцы 18/2 и 37/2 – точную причину такого отклонения исследователи установить не смогли. Возможно это связано с погрешностью измерения или человеческим фактором при проведении анализа.

Экстракция красящих и ароматических веществ

Изменение цветности наблюдалось во всех образцах. Максимально сильное оно было отмечено в бочках меньшего объема. По насыщенности цвета дистиллят из бочки объемом 8 литров имели цвет в 2 раза интенсивнее, чем дистиллят из бочек объемом 37 литров.

Экстракция ароматических веществ протекала так же, как и красящих. Наибольшая концентрация компонентов в дистиллят перешла из бочек объемом 8 и 11 литров. Практически в 2 раза меньше концентрация компонентов была в бочках 18 и 37 литров. Данные концентраций компонентов на 202 день эксперимента приведены в таблице 3.

Таблица 3

Был так же отмечен слабый переход компонентов из древесины дуба и их химическое превращение на протяжении первых 40 дней, то есть изменение концентрации компонентов было минимальное. Начиная с 40 дня по 60 день выдержки было отмечено резкое увеличение концентрации всех компонентов и затем скорость экстракции снова падала. Так же стоит отметить, что образцы дистиллятов из бочек 8 и 11 литров можно назвать переэкстрагированными. В них наблюдался чрезмерный дубовый аромат, который становился превалирующим.

В бочках объемом 18 и 37 литров извлечение ароматических соединений протекало более плавно на протяжении всех дней эксперимента.

Такая разница может быть связана с толщиной клепки, используемой для бочек, так как бочки объемом 8 и 11 литров имеют более тонкую клепку и термическая обработка перед заливкой дистиллята может сильнее повлиять на экстрагирующую способность.

Экстракция из дубовой щепы

При проведении анализа спиртов, выдержанных в герметичных сосудах на дубовой щепе, полностью отсутствовало изменение концентрации летучих компонентов и не изменилась крепость дистиллята. Поэтому следуя традиционному пониманию выдержанных напитков, такой методикой невозможно получить состаренный (выдержанный дистиллят). То есть идут процессы экстракции компонентов и изменение цвета дистиллята, но из-за отсутствия кислорода не происходят реакции этерификации для образование летучих ароматических соединений, отвечающих за букет классического выдержанного напитка.

Для получения качественного продукта с использованием дубовой щепки необходимо проводить частичный барботаж содержимого кислородом воздуха. Он будет катализировать реакции и образование новых компонентов. Но важно понимать, что избыток кислорода может привести к чрезмерному образованию побочных продуктов или больших концентраций нежелательных окисления таких, как этилацетат.

В эксперименте использовалась щепа сильной, средней обжарки и легкая обжаренная. Результаты эксперимента концентрации компонента ( грамм на литр) по истечении 600 часов экстракции представлены в таблице 4.

Таблица 4

При сравнении показателей с выдержкой дистиллята в бочках видно, что только концентрация ванилина близка к показателям, полученным в дубовых бочках. Концентрация остальных компонентов значительно ниже. Связано это с отсутствием кислорода, как следствие, развитием химических реакций.

Сенсорный профиль напитков, полученных при использовании щепы, проигрывал по все показателям, так как сильный дубовый аромат выбивался из букета дистиллята. Это подчеркивает тот факт, что одной экстракции компонентов из дуба в напиток недостаточно для того, чтобы назвать напиток выдержанным и получить приемлемый сенсорный профиль.

Объемные потери дистиллята составили от 8% в бочках объемом 37 литров до 28% в бочках объемом 8 литров за 270 дней выдержки, что в пересчете в литрах 2.24 литра для бочки 37 литров и 2.9 литров для бочки 8 литров, то есть практически одинаковое количество. Что касается падения спиртуозности, то в бочках большего объема в пересчете на чистый спирт потери на 20% больше, чем в бочках меньшего объема.

Подведение итогов эксперимента

В рамках данного эксперимента подведем итоги.

1. В дубовых бочках малого объема интенсивнее идут процессы экстракции компонентов из древесины дуба, чем в бочках среднего объема. При этом зачастую аромат и вкус получаются несбалансированные и переполненные древесными нотами.

2. Малые бочки можно использовать для кратковременной первичной выдержки на протяжении 40-60 дней, когда наблюдается пик экстракции компонентов и затем уже переливать дистиллят в средние или большие бочки для созревания.

3. Важно обратить внимание на образование метилового спирта в процессе созревания дистиллята в бочке и его последующие превращения. Не стоит употреблять напитки с короткой выдержкой в дубовых бочках.

4. При выдержке и созревании дистиллятов на щепе для получения напитка максимально близкого к натуральной выдержке в бочках, необходимо проводить периодическую аэрацию дистиллята для протекания химических реакций и образование достаточного количество летучих компонентов, отвечающих за букет готового напитка.

Данными рекомендациями следует пользоваться каждому винокуру. Всем достойных напитков!

Доктор Губер Над материалом работали: Наталия Тархова Инженер-технолог Эмиль Самедов Инженер-технолог Самогоноварение
Дорогие читатели, если вы увидели ошибку или опечатку в статье «
Оценка дистиллятов при выдержке в бочках объемом до 40 литров », помогите нам ее исправить! Выделите ошибку и нажмите одновременно клавиши «Ctrl» и «Enter». Мы получим ваше сообщение и внесём исправления в ближайшее время.

Источник: www.doctorguber.ru