PL244793B1 - Sposób zapobiegania rozwojowi mikroflory zanieczyszczającej podczas fermentacji moszczu z miazgą owocową - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób zapobiegania rozwojowi mikroflory zanieczyszczającej podczas fermentacji moszczu z miazgą owocową, który polega na tym, że przed właściwym procesem fermentacji moszcz z miazgą owocową miesza się z biomasą szczepu drożdży należącego do kladu Metschnikowia pulcherrima, w postaci zawiesiny, lub też do moszczu z miazgą owocową, przed właściwym procesem fermentacji, dodaje się szczep drożdży należący do kladu Metschnikowia pulcherrima, w postaci pasty. Proces fermentacji prowadzi się spontanicznie lub z udziałem kultur drożdży szlachetnych stosowanych w ilości 10⁶ – 10⁹ jtk/ml w temperaturze 15 - 30° w czasie 5-7 dni.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób zapobiegania rozwojowi mikroflory zanieczyszczającej podczas fermentacji moszczu z miazgą owocową.

Technologia produkcji winiarskiej jest odmienna dla win białych, czerwonych i różowych. Przy produkcji win białych fermentuje się oddzielony od miazgi moszcz z jasnych winogron, natomiast przy produkcji win czerwonych poddaje się fermentacji moszcz z miazgą owocową.

Fermentację moszczu z miazgą owocową stosuje się do owoców kolorowych, szczególnie do wiśni, porzeczek czarnych, śliwek węgierek, aronii, czeremchy czy tarniny. W czasie tego procesu dochodzi do ekstrakcji barwników i tanin, głównie ze skórek owoców. Taninę ze skórek owocowych jest stosunkowo łatwo uwolnić, gdyż już niewielka ilość alkoholu wyzwala ich ekstrakcję. Jednak w przypadku słabszych jakościowo owoców, uszkodzonych mechanicznie lub nadpsutych, lub też kiedy skórki zawierają mniej barwników i tanin, należy ten proces znacząco skrócić, aby do nastawu nie wprowadzić zbyt wiele tanin gorszej jakości, pochodzących na przykład z pestek owoców. Większość barwników i tanin przechodzi do wina w ciągu pierwszych kilku dni. Proces ekstrakcji jest wspierany przez temperaturę - im jest ona wyższa tym ekstrakcja następuje szybciej. Jednak wówczas szybciej przechodzą do nastawu również gorzkie taniny z pestek.

Zatem dobierając czas fermentacji moszczu z miazgą owocową należy wziąć pod uwagę temperaturę fermentacji, rodzaj i stopień dojrzałości owoców oraz szczep drożdży użyty do fermentacji.

Fermentacja moszczu z miazgą owocową przynosi wiele korzyści, m.in. łatwiejszą obróbkę owoców i więcej pozyskanego moszczu. Niestety, w czasie przechowywania i fermentacji trwającym nawet do 7 dni, moszcz z miazgą owocową jest szczególnie narażona na zainfekowanie drobnoustrojami, w tym bakteriami i grzybami pleśniowymi. Podatność moszczu z miazgą owocową zwłaszcza na wzrost mikroflory grzybowej, w tym pleśni toksynotwórczych z rodzajów Aspergillus, Penicillium, Fusarium lub Alternaria stanowi istotny problem technologiczny. Toksyny (mikotoksyny) wytwarzane przez niektóre szczepy pleśni jako wtórne metabolity wykazują różnorodne działania toksyczne (mutagenne, teratogenne i estrogenne). Szczególnie niebezpieczną mikotoksyną w tym środowisku jest patulina - metabolit niektórych gatunków pleśni z rodzaju Penicillum, Aspergillus oraz Byssochlamys, często występujących jako mikroflora zanieczyszczająca w przetwórniach owocowo-warzywnych. Z chemicznego punktu widzenia patulina jest dwupierścieniowym laktonem, związkiem o bardzo dużej toksyczności wynikającej z wysokiej reaktywności z białkami oraz kwasami nukleinowymi. Patulina wykrywana jest dość często w krajowych owocach, sokach owocowych i innych przetworach. Uszkodzenia mechaniczne skórki owoców i wilgotne środowisko stymulują wniknięcie grzybów do miąższu owoców oraz ich wzrost i tworzenie mikotoksyn. (czasopismo Mycotoxin Research 2008, 24, 135-139).

Obecność mikotoksyn w produktach winiarskich niesie ze sobą potencjalne zagrożenie dla zdrowia konsumentów (czasopismo Food Research International 2018, 103, 478-491). Należy więc bezwzględnie nie dopuszczać do rozwoju grzybów w przerabianym materiale roślinnym.

W celu zapobiegania rozwojowi pleśni w czasie fermentacji moszczu z miazgą owocową zaleca się stosowanie dobrych jakościowo owoców, maksymalne skrócenie procesu nawet do 3 dni, a w niezbędnych przypadkach stosowanie związków chemicznych jako sztucznych stabilizatorów.

Często w celu zapobiegania rozwojowi pleśni w środowisku o pH poniżej 6,5 stosowany jest sorbinian potasu (E202). Jest to łagodnie działający konserwant, zwykle stosowany w stężeniach 0,025-0,10%.

Inną metodę chemiczną może stanowić tzw. siarkowanie. Siarczyny (E221, E225) są często stosowane przez winiarzy, aby zahamować rozwój szkodliwej mikroflory oraz zminimalizować utlenianie związków barwnych. Większość populacji konsumenckiej może bezpiecznie spożywać siarczyny znajdujące się w winie przy minimalnym ryzyku wystąpienia niepożądanych skutków ubocznych. Jednak według amerykańskiej agencji Food and Drug Administration (FDA) szacunkowo 1% populacji jest wrażliwa na siarczyny, a około 5% z tych osób cierpi na astmę. W przypadku osób z astmą, które są wrażliwe na te związki, spożywanie ich może podrażniać drogi oddechowe (czasopismo Consumer 1987, 20, 10-13).

Nie zawsze wyżej wymienione sposoby konserwacji można zastosować w produkcji winiarskiej, na przykład w produkcji tak zwanych win organicznych. Są to wyroby produkowane z upraw owoców nie traktowanych herbicydami i pestycydami. Poza tym w tego typu winach istnieje ograniczenie regulujące użycie siarczynów o około 30%.

Znane są drożdże z kładu Metschnikowia sp. wykazujące wysoką aktywność anty- drobnoustrojową.

Niniejszy wynalazek rozwiązuje problem zahamowania rozwoju mikroflory zanieczyszczającej podczas fermentacji moszczu z miazgą owocową, bez konieczności stosowania związków chemicznych, mogących zaburzać procesy fermentacyjne oraz wpływać negatywnie na cechy organoleptyczne wina.

Sposób zapobiegania rozwojowi mikroflory zanieczyszczającej podczas fermentacji moszczu z miazgą owocową, według wynalazku polega tym, że przed właściwym procesem fermentacji moszcz z miazgą owocową miesza się z biomasą szczepu drożdży należącego do kładu Metschnikowia pulcherrima, w postaci zawiesiny o stężeniu komórek 105 - 10⁸ jtk/ml stosując biomasę drożdży w ilości 1-10% v/w, lub też do moszczu z miazgą owocową, przed właściwym procesem fermentacji, dodaje się szczep drożdży należący do kładu Metschnikowia pulcherrima, w postaci pasty o stężeniu komórek drożdży 10⁹ - 10¹⁰ jtk/g stosując pastę drożdży w ilości 1-10% w/w. Proces fermentacji prowadzi się spontanicznie lub z udziałem kultur drożdży szlachetnych stosowanych w ilości 106 - 10⁹ jtk/ml w temperaturze 15-30°C w czasie 5-7 dni.

Sposób według wynalazku znajduje zastosowanie w procesie fermentacji materiału roślinnego świeżego lub po rozmrożeniu. Sposób według wynalazku zapewnia skuteczne zahamowanie rozwoju grzybów strzępkowych i promieniowców w miazdze z jednoczesną stymulacją procesów fermentacyjnych. Produkt fermentowany uzyskany po zastosowaniu sposobu według wynalazku posiada korzystne cechy organoleptyczne, a obecność drożdży antagonistycznych w stosunku do grzybów strzępkowych i promieniowców działa stabilizująco podczas pierwszych kilku dni fermentacji.

Sposób według wynalazku ilustrują poniższe przykłady z powołaniem się na rysunek, na którym Fig. 1B i Fig. 2B przedstawiają wykresy ilustrujące wzrost drożdży winiarskich Saccharomyces cerevisiae rasy Tokay oraz mikroorganizmów zanieczyszczających moszcz z miazgą owocową, bez dodatku drożdży z kladu Metschnikowia pulcherrima, zaś Fig. 1A, Fig. 2A przedstawiają wykresy ilustrujące wzrost drożdży winiarskich Saccharomyces cerevisiae rasy Tokay oraz mikroorganizmów zanieczyszczających moszcz z miazgą owocową, z dodatkiem drożdży należących do kladu Metschnikowia pulcherrima w postaci zawiesiny (dawka 5% v/w ), zaś Fig. 3 przedstawia wykresy ilustrujące wzrost drożdży winiarskich Saccharomyces cerevisiae rasy Tokay oraz mikroorganizmów zanieczyszczających moszcz z miazgą owocową, z dodatkiem drożdży z kladu Metschnikowia pulcherrima w postaci pasty (dawka 1% w/w).

Przykład 1

Do kolby o pojemności 1 l wprowadzono 500 g moszczu z miazgą truskawkową. Mieszanina moszczu i miazgi zawierała mikroflorę niepożądaną, jak grzyby strzępkowe Botrytis cinerea w liczbie 102 jtk/g, oraz bakterie z rodzaju Streptomyces w liczbie 102 jtk/g. Do mieszaniny moszczu i miazgi dodano zawiesinę drożdży z kładu Metschnikowia pulcherrima, o stężeniu komórek 5 x 10⁶ jtk/ml, w ilości 5% (v/w). Następnie mieszaninę moszczu i miazgi owocowej oraz drożdży zaszczepiono czystą kulturą drożdży winiarskich Saccharomyces cerevisiae Tokay w postaci zawiesiny o stężeniu komórek 2 x 10⁸ jtk/ml, użytej w ilości 2% v/v. Następnie kolbę zamknięto czopem i prowadzono fermentację w temperaturze 25°C w czasie 5 dni.

Po 5 dniach fermentacji, w mieszaninie moszczu i miazgi nie stwierdzono komórek pleśni oraz promieniowców na poziomie większym niż 10 jtk/g. Mieszanina moszczu miazgi po 5 dniach charakteryzowała się korzystnymi cechami organoleptycznymi (orzeźwiający, przyjemny owocowy zapach). Jednocześnie odnotowano znaczący wzrost liczby komórek drożdży (2 x 10⁷ jtk/g) (Fig. 1A rysunku).

Równolegle do kolby o pojemności 1 l wprowadzono 500 g takiej samej mieszaniny moszczu i miazgi truskawkowej. Mieszanina zawierała mikroflorę niepożądaną jak grzyby strzępkowe Botrytis cinerea w liczbie 102 jtk/g, oraz bakterie z rodzaju Streptomyces w liczbie 102 jtk/g. Materiał owocowy zaszczepiono czystą kulturą drożdży winiarskich Saccharomyces cerevisiae rasy Tokay użytych w postaci zawiesiny o stężeniu komórek 2 x 10⁸ jtk/ml, w ilości 2% v/w. Kolbę zamknięto czopem i prowadzono fermentację w temperaturze 25°C w czasie 5 dni.

Po 5 dniach fermentacji, w moszczu z miazgą stwierdzono obecność grzybów strzępkowych Botrytis cinerea w liczbie 6 x 10³ jtk/g i bakterii z rodzaju Streptomyces w liczbie 6 x 104 jtk/g (Fig. 1B rysunku). Uzyskana po fermentacji mieszanina charakteryzowała się zdecydowanie mniej korzystnymi cechami organoleptycznymi (woń alkoholowa z domieszką stęchłego, piwnicznego zapachu).

Przykład 2

Do kolby o pojemności 1 l wprowadzono 500 g moszczu z miazgą owocową z jabłek i aronii (1:1). Mieszanina moszczu i miazgi zawierała mikroflorę niepożądaną, jak grzyby strzępkowe Penicillium expansum w liczbie 10² jtk/g, oraz bakterie z rodzaju Streptomyces w liczbie 10² jtk/g. Do mieszaniny moszczu z miazgą owocową dodano zawiesinę drożdży z kładu Metschnikowia pulcherrima o stężeniu komórek 2 x 107 jtk/ml, w ilości 5% (v/w). Mieszaninę moszczu z miazgą owocową oraz drożdży zaszczepiono czystą kulturą drożdży winiarskich Saccharomyces cerevisiae Tokay w postaci zawiesiny o stężeniu komórek 2 x 108 jtk/ml, użytej w ilości 2% v/w. Następnie kolbę zamknięto czopem i prowadzono fermentację w temperaturze 25°C w czasie 5 dni.

Po 5 dniach fermentacji nie odnotowano obecności grzybów strzępkowych Penicillium expansum i bakterii z rodzaju Streptomyces na poziomie większym niż 10 jtk/g. Mieszanina moszczu z miazgą owocową charakteryzowała się korzystnymi cechami organoleptycznymi (orzeźwiający, kwaśny zapach). Jednocześnie odnotowano znaczący wzrost liczby komórek drożdży (Fig. 2A rysunku).

Równolegle do kolby o pojemności 1 l wprowadzono 500 g takiej samej mieszaniny moszczu z miazgą jabłkowo-aroniową (1:1) z mikroflorą niepożądaną. Mieszaninę zaszczepiono czystą kulturą drożdży Saccharomyces cerevisiae rasy Tokay użytą w postaci zawiesiny o stężeniu komórek 2 x 108 jtk/ml, w ilości 2% v/w. Następnie prowadzono fermentację w temperaturze 25°C w czasie 5 dni.

Po 5 dniach fermentacji moszczu z miazgą owocową stwierdzono obecność grzybów strzępkowych Penicillium expansum w liczbie1 x 103 jtk/g i bakterii z rodzaju Streptomyces w ilości 3 x 104 jtk/g (Fig. 2B rysunku). Podobnie, jak w przykładzie 1, mieszanina po fermentacji wykazywała niekorzystne cechy organoleptyczne (kwaśno-stęchły zapach).

Przykład 3

Do kolby o pojemności 1 l wprowadzono 500 g moszczu z miazgą owocową z jabłek i aronii (1:1). Mieszanina moszczu i miazgi zawierał mikroflorę niepożądaną, jak grzyby strzępkowe Penicillium expansum w liczbie 10² jtk/g, oraz bakterie z rodzaju Streptomyces w liczbie 10² jtk/g. Do mieszaniny moszczu z miazgą owocową dodano drożdże z kladu Metschnikowia pulcherrima w postaci pasty o stężeniu komórek 5 x 109 jtk/g, w ilości 1% (w/w). Mieszaninę moszczu z miazgą owocową oraz drożdży zaszczepiono czystą kulturą drożdży winiarskich Saccharomyces cerevisiae Tokay w postaci zawiesiny o stężeniu komórek 5 x 10⁷ jtk/ml, użytej w ilości 2% v/w. Następnie kolbę zamknięto czopem i prowadzono fermentację w temperaturze 25°C w czasie 5 dni.

Po 5 dniach fermentacji nie odnotowano obecności grzybów strzępkowych Penicillium expansum i bakterii z rodzaju Streptomyces na poziomie większym niż 10 jtk/g. Mieszanina moszczu i miazgi owocowej po fermentacji charakteryzowała się korzystnymi cechami organoleptycznymi (orzeźwiający, kwaśny zapach). Jednocześnie odnotowano znaczący wzrost liczby komórek drożdży (Fig. 3 rysunku).

W trzech opisanych powyżej przykładach wykazano, że zastosowanie dawki 5% v/w drożdży z kladu Metschnikowia pulcherrima w postaci zawiesiny o stężeniu komórek 5 x 106 - 2 x 107 jtk/ml lub w postaci pasty w dawce 1% w/w o stężeniu komórek 5 x 109 jtk/g do fermentacji moszczu z miazgą powoduje zahamowanie rozwój grzybów strzępkowych i promieniowców z jednoczesnym zachowaniem korzystnych walorów sensorycznych miazgi poddanej fermentacji.

Claims (1)

1. Sposób zapobiegania rozwojowi mikroflory zanieczyszczającej podczas fermentacji moszczu z miazgą owocową, znamienny tym, że przed właściwym procesem fermentacji moszcz z miazgą owocową miesza się z biomasą szczepu drożdży należącego do kladu Metschnikowia pulcherrima, w postaci zawiesiny o stężeniu komórek 10⁵ - 108 jtk/ml, stosując biomasę drożdży w ilości 1-10% v/w, lub też do moszczu z miazgą owocową, przed właściwym procesem fermentacji, dodaje się szczep drożdży należący do kładu Metschnikowia pulcherrima, w postaci pasty o stężeniu komórek drożdży 109-10¹⁰ jtk/g, stosując pastę drożdży w ilości 1-10% w/w, przy czym proces fermentacji prowadzi się spontanicznie lub z udziałem kultur drożdży szlachetnych stosowanych w ilości 10⁶ - 10⁹ jtk/ml w temperaturze 15-30°C w czasie 5-7 dni.