Wpływ udoskonalonych technologii wykorzystujących gazy obojętne na etapie przed fermentacyjnej obróbki moszczu na skład chemiczny, jakość sensoryczną oraz właściwości nutraceutyczne wina.

Składniki win białych i czerwonych mogą reagować ze znacznymi ilościami tlenu, zaś polifenole należą do najłatwiej utleniających się składników wina. Na takie praktyki szczególnie narażone jest wino białe, którego jakość przy kontakcie z tlenem ulega degradacji. W ciągu ostatnich dwudziestu lat innowacje w technologii przetwarzania były ukierunkowane na odzyskiwanie i ochronę naturalnych składników o wysokiej wartości odżywczej, takiej jak antyoksydanty (przeciwutleniacze).

Opracowano nowe procedury produkcji win białych o wyrafinowanym smaku, wzbogaconym aromacie, ograniczonym brązowieniu, wysokiej stabilności i właściwościach zdrowotnych. Obecnie winogrona białe są przetwarzane głównie przy użyciu membrany prasy umożliwiające delikatne wyciskanie soku (0-2 bar, 0-2·105 Pa) do produkcji wysokiej jakości win białych. Powolny wzrost ciśnienia roboczego zapobiega zmiażdżeniu łodyg i ogranicza dyfuzję związków fenolowych odpowiedzialnych za roślinne zielne aromaty, gorzki smak i zmętnienie. Związki fenolowe białego wina przyczyniają się do jego właściwości sensorycznych takich jak kolor, smak, goryczka, enzymatyczne i nieenzymatyczne brązowienie i tworzenie się zmętnienia w wyniku reakcji z białkami, metalami i polimeryzacji podczas starzenia. Na fenolowy profil białego wina ma wpływ odmiana winogron, klimat i gleba, warunki uprawy oraz, oczywiście techniki produkcji wina. 

Celem badania jest określenie wpływu zastosowania gazów obojętnych w trakcie procesu maceracji i tłoczenia moszczu w na pilotażowej prasie pneumatycznej na skład chemiczny, jakość sensoryczną oraz właściwości nutraceutyczne moszczy i win białych, oraz różowych.  

Działania podejmowane w ramach projektu

Przebieg realizacji został podzielony na kilka etapów ze względu na problematykę zadania. Planowane do przeprowadzenia badania naukowe będą zachodzić na siebie wyróżniono kilka etapów ze względu na metodologię prowadzonych badań, do których należy zaliczyć:

1. Opracowanie procesu technologicznego, zaprojektowanie i wykonanie prototypowej prasy pneumatycznej z zamknięty system tłoczenia o pojemność bębna 2700 L z samoczyszczącymi kanałami wewnętrznymi, w całości wykonana ze stali nierdzewnej.
2. Ocena i dostosowanie warunków środowiskowych do produkcji wina przez pracowników zaangażowanych w realizację projektu.
3. W winiarniach rolników zostaną wykonane nastawy moszczy oraz będzie miała miejsce produkcja win zgodnie z obowiązującymi technologiami.
4. Zostaną pobrane próbki gotowego wina przeznaczone do badań analitycznych, fizykochemicznych i sensorycznych.
5. Przeprowadzona zostanie analiza sensoryczna win powstałych z moszczy niezabezpieczonych przed kontaktem z tlenem oraz chronionych gazami szlachetnymi. 

Główne korzyści z realizacji projektu

Proponowane w projekcie rozwiązania technologiczne będą wspierać sektor rolniczy – głównie sektor winiarstwa.  

Dzięki stosowaniu nowej technologii, która określi wpływ zastosowania gazów obojętnych w trakcie procesu maceracji i tłoczenia moszczu w prasie pneumatycznej na skład chemiczny, jakość sensoryczną oraz właściwości nutraceutyczne moszczy i wytworzonych z nich win białych, oraz różowych. Będzie można rozwijać uprawy winorośli z przeznaczeniem na produkcje wina. Zakup maszyn i urządzeń do prowadzenia produkcji winiarskiej znacznie usprawni pracę rolnika, co jest bardzo istotne przy zmieniającej się w polskich warunkach klimatycznych.

Rolnictwo odpowiada za ok. 15 -20 % emisji gazów cieplarnianych. Zaproponowane rozwiązanie poprzez właściwe odniesienie się do problemu strat spowodowanych niewłaściwym procesem fermentacji wina wpisuje się w efektywne ograniczenia związane z racjonalizacją strat i marnotrawstwa żywności, oraz ograniczenia stosowania środków chemicznych, dlatego też wprowadzenie takich rozwiązań jest jak najbardziej wskazane, przyjazne dla klimatu i wpisuje się w obecnie w trendy związane z ochroną środowiska. Współpraca w grupie operacyjnej wpłynie na zwiększenie wiedzy z zakresu upraw winorośli i produkcji wina. Dzięki zastosowanym technologiom poprzez zmniejszenie strat spowodowanych niewłaściwą fermentacją zwiększy się dochodowość gospodarstw.                    

Streszczenie praktyki

Rezultatem operacji będzie opracowanie i wdrożenie innowacyjnej technologii produkcji win. Innowacyjny produkt, charakteryzować się będzie wysoką jakością sensoryczną i właściwościami nutraceutycznymi. Pilotażowa linia technologiczna, niewymagająca wysokich nakładów energetycznych będzie innowacją technologiczną. Pozwoli na produkcję żywności o potencjalnych właściwościach prozdrowotnych.

W efekcie pozyskane w procesie technologicznym wina wpisywać się będą w kategorię żywności naturalnej, lokalnej. Promocja innowacyjnych produktów odbywać się będzie poprzez zastosowanie metod marketingowych. Bardzo ważnym elementem marketingu będzie realizacja zaplanowanych prelekcji, wykładów i szkoleń. W projekcie chcemy opracować i wytworzyć technologię, i produkt jakim jest wysokojakościowe wino.    

Osiągnięte rezultaty

Celem realizowanego projektu badawczego było określenie wpływu zastosowania gazów obojętnych  (takich jak azot lub dwutlenek węgla) podczas kluczowych etapów przetwarzania winogron, tj. maceracji oraz tłoczenia moszczu, na skład chemiczny, jakość sensoryczną oraz właściwości nutraceutyczne moszczów i win białych oraz różowych.

Badania przeprowadzono z wykorzystaniem pilotażowej prasy pneumatycznej, co umożliwiło precyzyjną kontrolę warunków procesowych oraz symulację skali produkcyjnej w warunkach eksperymentalnych.

W ramach operacji zrealizowano szereg zadań badawczo-technologicznych.

• Przeprowadzono winifikację partii winogron w warunkach kontrolowanych – zarówno w atmosferze powietrza (warunki referencyjne), jak i w obecności gazów obojętnych – rejestrując zmiany w składzie chemicznym moszczów i win, ze szczególnym uwzględnieniem związków aromatycznych, fenoli, antyoksydantów oraz parametrów takich jak zawartość cukrów, kwasowość i poziom siarki.
• Równolegle wykonano ocenę sensoryczną próbek przez wyszkolony panel degustatorów oraz analizy właściwości prozdrowotnych, w tym zdolności przeciwutleniającej. Projekt wykazał, że zastosowanie nowej technologii może istotnie ograniczyć niekorzystne procesy utleniania w trakcie maceracji i tłoczenia, co przekłada się na lepsze zachowanie związków aromatycznych, wyższą świeżość i intensywność barwy, a także większy potencjał nutraceutyczny końcowego produktu.
• Dodatkowo, wykazano możliwość ograniczenia stosowania dwutlenku siarki w procesie produkcyjnym bez pogorszenia jakości sensorycznej win.  

Wdrożenie wyników projektu, koncentrującego się na zastosowaniu gazów obojętnych podczas maceracji i tłoczenia moszczu w prasie pneumatycznej, przynosi szereg istotnych korzyści technologicznych, środowiskowych oraz ekonomicznych, które wspierają rozwój sektora rolniczego, a w szczególności winiarskiego. Przede wszystkim, proponowana technologia pozwala na znaczną poprawę jakości wytwarzanych win białych i różowych dzięki ograniczeniu procesów utleniania już na etapie przetwarzania winogron. Efektem jest lepsze zachowanie naturalnych aromatów, świeżości oraz intensywności barwy, co podnosi wartość sensoryczną produktów końcowych. Dodatkowo, wina produkowane z zastosowaniem gazów obojętnych wykazują wyższy potencjał nutraceutyczny, m.in. poprzez zwiększoną zawartość antyoksydantów, co odpowiada na rosnące oczekiwania konsumentów wobec żywności o właściwościach prozdrowotnych. Jednym z kluczowych rezultatów operacji jest również możliwość ograniczenia stosowania siarczynów, co wpisuje się w trend produkcji żywności o mniejszym udziale dodatków chemicznych oraz w oczekiwania związane ze zrównoważoną i przyjazną środowisku produkcją. Redukcja strat związanych z utlenianiem oraz niewłaściwym przebiegiem fermentacji przyczynia się bezpośrednio do zmniejszenia marnotrawstwa surowca i zasobów, a tym samym do ograniczenia emisji gazów cieplarnianych – co jest szczególnie istotne w kontekście faktu, że rolnictwo odpowiada za około 15–20% globalnych emisji GHG. Technologia ta otwiera również nowe możliwości dla rozwoju krajowego winiarstwa – zachęcając do zakładania i rozbudowy winnic oraz inwestowania w nowoczesne wyposażenie technologiczne. Zakup maszyn i urządzeń winiarskich pozwoli rolnikom na automatyzację procesów, zwiększenie wydajności pracy i dostosowanie produkcji do zmieniających się warunków klimatycznych, co ma kluczowe znaczenie dla przyszłości polskiego rolnictwa. Kolejną wartością dodaną projektu jest rozwój współpracy w ramach grupy operacyjnej, który sprzyja wymianie wiedzy i doświadczeń w zakresie upraw winorośli i technologii produkcji wina. Taka kooperacja przyczynia się do podnoszenia kompetencji rolników i wdrażania innowacyjnych rozwiązań na poziomie gospodarstw, zwiększając ich konkurencyjność oraz dochodowość. Podsumowując, rezultaty projektu oferują realne wsparcie dla sektora rolniczego poprzez wprowadzenie efektywnych, prośrodowiskowych technologii produkcji wina, które przyczyniają się do poprawy jakości produktów, redukcji strat, ograniczenia stosowania chemii oraz budowy silniejszej, bardziej zrównoważonej i odporniejszej na zmiany klimatu branży winiarskiej w Polsce.

Dodatkowe informacje

Ważne jest, aby ocenić wpływ zabiegów winiarskich, takich jak: fermentacja, klarowanie, filtracja i starzenie, które obniżają bezwzględne stężenie przeciwutleniaczy. Wczesne zabiegi winiarskie, takie jak kontakt ze skórkami oraz gradient ciśnień zastosowany podczas etapu tłoczenia mogą wpływać na ekstrakcję związków fenolowych, które biorą udział w utlenianiu soku i stabilności wina. Podczas produkcji win następuje enzymatyczne i nieenzymatyczne utlenianie moszczu, powodujące degradację związków fenolowych. Jego skutkiem są niekorzystne zmiany barwy, smaku i aromatu win oraz pogorszenie właściwości nutraceutycznych win. Wina białe i różowe są szczególnie narażone na te zmiany, ze względu na mniejsze ilości związków fenolowych, w porównaniu do win czerwonych. Barwa młodego białego wina zmienia się z lekko żółtej na ciemnożółtą, a nawet na niedopuszczalną brązową. Związkami fenolowymi, występującymi w największych ilościach w białych winach są kwasy hydroksycynamonowe, flawanole.  Kwasy hydroksybenzoesowe i stilbeny są obecne w niskich stężeniach. Na zawartość związków fenolowych w winach ma wpływ odmiana winogron, warunki uprawy, technologia produkcji wina i wiek wina. Podczas miażdżenia winogron następuje uwalnianie oksydazy polifenolowej (PPO), która powoduje enzymatyczne utlenianie związków fenolowych do chinonów w obecności tlenu.