INNOVATIVE TECHNOLOGIES OF ALCOHOLIC BEVERAGES BASED ON FRUIT DISTILLATES

One of the promising raw materials types for alcoholic beverages production, which have a peculiar aroma and taste, is the ashberry (red), widespread throughout the Russian Federation. The aim of the research was to develop an innovative technology for alcoholic beverages from the red ashberry based on the study of the raw materials biochemical composition transformation during its processing, maceration, fermentation, distillation, as well as its effect on the volatile components composition of distillate and the processing conditions of the finished alcoholic beverage. Fermented pulp of red ashberry, distillates and alcoholic beverage blends from ashberry were used as objects of the study. To determine the organoleptic and physico-chemical indicators in the work, standardized analysis methods and certified methods were used. The effect of various yeast races and fermentation conditions on the change in biochemical composition of the red ashberry pulp was studied. For this raw material type fermentation, recommended Siha 3 yeast race. The positive effect of the Vitamon Combi fermentation activator on the fermentation efficiency and the formation of qualitative characteristics of the fermented pulp, including its amino acid composition, is shown. It was established that the optimal conditions for fermentation is the anaerobic regimen at a temperature of no higher than 22 ºС. The effect of fractional distillation operating parameters in a direct distillation unit on the volatile components’ composition and concentration in ashberry distillate is studied. It is recommended to obtain a high-quality distillate to carry out the selection of the head fraction in the amount of 2.5% of the distilled pulp volume, and the selection of the tail fraction to start when the strength in distillate reaches 45% vol. It is shown that within 30 days of exposure in the distillate, a certain chemical equilibrium is achieved and its taste and aromatic characteristics are harmonized. The blending conditions of the alcoholic beverage are determined and the technological processing modes are established to ensure its high consumer properties. The conducted studies have allowed to develop innovative technology for a new alcoholic beverage from red ashberry.One of the promising raw materials types for alcoholic beverages production, which have a peculiar aroma and taste, is the ashberry (red), widespread throughout the Russian Federation. The aim of the research was to develop an innovative technology for alcoholic beverages from the red ashberry based on the study of the raw materials biochemical composition transformation during its processing, maceration, fermentation, distillation, as well as its effect on the volatile components composition of distillate and the processing conditions of the finished alcoholic beverage. Fermented pulp of red ashberry, distillates and alcoholic beverage blends from ashberry were used as objects of the study. To determine the organoleptic and physico-chemical indicators in the work, standardized analysis methods and certified methods were used. The effect of various yeast races and fermentation conditions on the change in biochemical composition of the red ashberry pulp was studied. For this raw material type fermentation, recommended Siha 3 yeast race. The positive effect of the Vitamon Combi fermentation activator on the fermentation efficiency and the formation of qualitative characteristics of the fermented pulp, including its amino acid composition, is shown. It was established that the optimal conditions for fermentation is the anaerobic regimen at a temperature of no higher than 22 ºС. The effect of fractional distillation operating parameters in a direct distillation unit on the volatile components’ composition and concentration in ashberry distillate is studied. It is recommended to obtain a high-quality distillate to carry out the selection of the head fraction in the amount of 2.5% of the distilled pulp volume, and the selection of the tail fraction to start when the strength in distillate reaches 45% vol. It is shown that within 30 days of exposure in the distillate, a certain chemical equilibrium is achieved and its taste and aromatic characteristics are harmonized. The blending conditions of the alcoholic beverage are determined and the technological processing modes are established to ensure its high consumer properties. The conducted studies have allowed to develop innovative technology for a new alcoholic beverage from red ashberry

Методология разработки идентификационных критериев плодовых водок из косточкового сырья

The need to develop identification criteria for fruit brandy is connected with the prevention of the sale of counterfeit products on the Russian alcohol market. Due to the variety of factors affecting the final product, the solution to this problem requires the use of a methodology based on an integrated approach. The work is devoted to its first stage — the assessment of the influence of the biochemical composition of fruit stone raw materials, as well as various technological factors on the formation of essential (identification) characteristics of products. Fresh fruits of apricots, cherry plums, cherries, dogwood and plums, as well as samples of fermented raw materials were used as objects of research. The biochemical composition of fresh fruits was assessed by the content of sugars, free organic acids, amino acids and pectin substances. It has been found that the values of all main indicators of the biochemical composition varied widely in the samples of initial raw materials. At the same time, significant differences were noted between the types of fruit raw materials in the content of free amino acids (dogwood, cherry plum up to 0.08% and 0.12%, respectively; cherry, plum and apricot up to 0.19–0.30%) and pectin substances (cherry, apricot up to 0.6–0.8%; cherry plum, dogwood, plum up to 1.2–1.3%). The following factors were studied in the work as technological factors: a method of primary processing of raw materials (obtaining pulp or juice extraction); a maceration method — without enzyme preparations and with treatment with enzyme preparations; a fermentation method — without fermentation activators and using fermentation activators. It has been established that the method for primary processing of raw materials affects the concentration of methanol, esters and higher alcohols in fermented raw materials. The use of fermentation activators contributes to an increase in the concentration of higher alcohols and esters in them by almost 2 times, and the use of individual complex enzyme preparations — by 16% and 80%, respectively. It has been shown that the methodology for developing identification criteria for fruit vodkas at the first stage should include an assessment of the physico-chemical composition of initial raw materials and individual technological factors at the stage of preparing them for distillation.Необходимость разработки идентификационных критериев плодовых водок связана с  предотвращением реализации фальсифицированной продукции на российском алкогольном рынке. В  связи с  многообразием факторов, влияющих на конечный продукт, для решения данной задачи требуется применение методологии, основанной на комплексном подходе. Работа посвящена ее первому этапу — оценке влияния биохимического состава плодового косточкового сырья, а также различных технологических факторов на формирование существенных (идентификационных) признаков продукции. В качестве объектов исследования использовали свежие плоды абрикосов, алычи, вишни, кизила и сливы, а также образцы сброженного сырья. Оценка биохимического состава свежих плодов проводилась по содержанию сахаров, свободных органических кислот, аминокислот и пектиновых веществ. Установлено, что в образцах исходного сырья значения всех основных показателей биохимического состава варьировались в широких пределах. При этом были отмечены существенные различия между видами плодового сырья в содержании свободных аминокислот (кизил, алыча — до 0,08% и 0,12% соответственно; вишня, слива и абрикос — до 0,19–0,30%) и пектиновых веществ (вишня, абрикос — до 0,6–0,8%; алыча, кизил, слива — до 1,2–1,3%). В качестве технологических факторов в работе изучены: способ первичной переработки сырья (получение мезги или выделение сока); способ мацерации — без ферментных препаратов и с обработкой ферментными препаратами; способ сбраживания — без активаторов брожения и с использованием активаторов брожения. Установлено, что способ первичной переработки сырья влияет на концентрацию метанола, сложных эфиров и высших спиртов в сброженном сырье. Использование активаторов брожения способствует увеличению в нем концентрации высших спиртов и сложных эфиров почти в 2 раза, а применение отдельных комплексных ферментных препаратов — на 16% и 80% соответственно. Показано, что методология разработки идентификационных критериев плодовых водок на первом этапе должна включать оценку физико-химического состава исходного сырья и отдельных технологических факторов на стадии подготовки его к дистилляции

Разработка идентификационных критериев плодовых водок (Часть 1. Способы пробоподготовки)

The  development of reliable identification criteria for various  types of foods,  including fruit  vodkas,  is one  of the top-priority directions of scientific research in the field of quality control. The review examines different approaches to solution to a problem of searching identification criteria for fruit vodkas that will allow differentiating products by a type of fruit  raw materials, their grade  and region of origin.  To this  end, instrumental methods of analysis were used, including spectral, high performance liquid chromatography (HPLC) and gas chromatography coupled to mass  spectrometry (GC–MS) as the  main  method. When  detecting minor  aroma-forming substances using  the  latter method, it is necessary, first  of all, to  carry  out  the  special  sample preparation that includes extraction and  concentration of target substances. The  present review  examines three main  types of sample preparation (liquid  extraction, solid-phase extraction, supercritical fluid extraction) and  modifications of these methods. Their  comparative analysis was carried out  with  respect to  labor  intensity, extraction effectiveness, volatile aroma-forming compounds significantly different by polarity, reproducibility and  sustainability. It has been  shown  that a type of sample preparation affects  reproducibility and sensitivity of an instrumental analytic method, which is especially important for identification of some  minor  compounds, which concentration can be regarded as indicators for identification of fruit  raw materials. It has been  concluded that among  the  examined methods of sample preparation, the most  promising for the development of identification criteria for fruit vodkas is headspace solid-phase microextraction (HS-SPME) as this  method is highly  effective in terms of extraction of target components including minor.Разработка надежных идентификационных критериев для  различных видов  пищевых продуктов, в том числе  плодовых водок,  является одним из приоритетных направлений научных исследований в области контроля качества. В обзоре рассматриваются различные подходы к решению проблемы поиска идентификационных критериев для  плодовых водок,  позволяющих дифференцировать  продукцию по  виду фруктового сырья, его сорту и региону происхождения. С этой  целью  использовались инструментальные методы анализа, в том числе спектральные, высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ) и газовая хроматография в сочетании с масс-спектрометрией (ГХ–МС) в качестве основного метода. При использовании последнего, в первую  очередь для обнаружения минорных ароматобразующих соединений, необходимо проводить специальную подготовку пробы анализируемого образца, включающую выделение и концентрирование целевых веществ. В настоящем обзоре рассмотрены 3 основных вида пробоподготовки (жидкостная экстракция, твердофазная экстракция, сверхкритическая флюидная экстракция) и модификации данных методов. Проведен их сравнительный анализ с точки  зрения трудоемкости, эффективности  выделения, значительно различающихся по полярности летучих  ароматобразующих компонентов, воспроизводимости и экологичности. Показано, что вид  пробоподготовки влияет на воспроизводимость и чувствительность инструментального метода анализа, что особенно важно  при определении некоторых минорных соединений, концентрации которых можно рассматривать в качестве показателей для  идентификации вида  фруктового сырья. Сделано заключение о том,  что  среди  рассмотренных методов пробоподготовки наиболее перспективным при разработке идентификационных критериев плодовых водок является твердофазная экстракция из паровой фазы  (HS-SPME), так как этот метод обладает высокой эффективностью извлечения целевых компонентов, в том числе минорных

Научно-практические аспекты оценки биохимического состава сырья для производства фруктовых дистиллятов

Quality characteristics of spirit drinks based on fruit distillates are formed mainly due to the concentration and the ratio of aroma-forming volatile components, part of which is transferred to a product from the initial raw materials. Analysis of data on the biochemical composition of the individual types of stone raw materials makes it possible to substantiate scientifically the regime parameters of the individual production stages and allows revealing adulteration. The present review considers questions concerning the search of chemical markers for fruit vodkas made on the basis of distillates from plum, cherry plum, cherry, sweet cherry, apricot and peach. The data are presented on the content of reducing sugars, titratable acidity, free amino acids, pH and sugar-acid index of the fruit raw materials under consideration. Significant variations of these indices depending on a raw material type and region of cultivation are shown. The questions of evaluation of the pectin complex in the individual types of stone raw materials are considered. The scheme of hydrolysis of pectin substances of fruit raw materials occurring at the stage of its preparation for distillation is presented. An important role of this process in formation of quality characteristics of fruit distillates and spirit drinks on their basis (fruit vodkas) is shown. The data on the composition and concentration of aroma-forming volatile components of individual types of stone raw materials are given. The data on the main physico-chemical characteristics of aroma-forming volatile components found in the fresh fruit types under consideration and methods for their analysis are presented. The generalized estimation of technological peculiarities of preparation of individual types of fruit raw materials for fermentation and distillation depending on their biochemical composition is given. In general, analysis of the data presented in this review allowed making a conclusion about prospects of investigations aimed to the development of identification indices of fruit distillates and fruit vodkas using the primary aroma-forming volatile components of raw materials.Качественные характеристики спиртных напитков на основе фруктовых дистиллятов формируются в основном за счет концентрации и соотношения ароматобразующих летучих компонентов, часть из которых переходит в продукт из исходного сырья. Анализ данных по биохимическому составу отдельных видов косточкового сырья дает возможность научно обосновать режимные параметры отдельных стадий производства, а также позволяет выявлять случаи фальсификации. В данном обзоре рассматриваются вопросы, касающиеся поиска химических маркеров для плодовых водок, изготовленных на основе дистиллятов из сливы, алычи, вишни, черешни, абрикоса и персика. Приведены данные по содержанию редуцирующих сахаров, титруемой кислотности, свободных аминокислот, рН и по сахарокислотному индексу рассматриваемого фруктового сырья. Показаны значительные интервалы варьирования этих показателей в зависимости от вида сырья и региона культивирования. Рассмотрены вопросы оценки пектинового комплекса отдельных видов косточкового сырья. Представлена схема гидролиза пектиновых веществ фруктового сырья, проходящего на стадии его подготовки к дистилляции. Показана важная роль этого процесса в формировании качественных характеристик фруктовых дистиллятов и спиртных напитков на их основе (плодовых водок). Приведены данные по составу и концентрации ароматобразующих летучих компонентов отдельных видов косточкового сырья. Представлены данные по основным физико-химическим характеристикам ароматобразующих летучих компонентов, обнаруженных в рассматриваемых видах свежих фруктов, и способам их исследования. Дана обобщенная оценка технологических особенностей подготовки отдельных видов фруктового сырья к сбраживанию и дистилляции в зависимости от его биохимического состава. В целом анализ данных, представленных в настоящем обзоре, позволил сделать заключение о перспективности исследований, направленных на разработку идентификационных показателей фруктовых дистиллятов и плодовых водок с использованием первичных ароматобразующих летучих компонентов сырья