Химический состав дистиллята из пшеницы в процессе выдержки в контакте с древесиной дуба

Приготовление выдержанных зерновых дистиллятов по классической технологии предполагает длительную выдержку в дубовых бочках. Особую актуальность приобретают исследования, направленные на интенсификацию данного процесса. Несмотря на значительный объем научных публикаций, проблема остается недостаточно изученной. Цель данного  исследования – расширить и уточнить данные о химическом составе зерновых дистиллятов, находившихся в контакте с древесиной дуба.

Объектами исследования послужили образцы невыдержанного зернового дистиллята крепостью 60 % из пшеницы урожая 2023 г. и модельные растворы, приготовленные из невыдержанного зернового дистиллята  и промышленной дубовой щепы размером 1,0×0,5 см (Экочипс, Франция) слабой, средней и сильной степени термической обработки, выдержанные в течение 7, 14, 21, 28 суток в защищенном от света месте. В работе реализован подход, обеспечивающий повышение информативности исследования химического состава зерновых дистиллятов, основанный на сочетании методов газовой хроматографии, хромато-масс-спектрометрии, капиллярного электрофореза. В качестве варьируемых факторов были выбраны степень термической обработки дубовой щепы и продолжительность экстракции. С применением комплекса разработанных авторами экспрессных методик был установлен состав летучих органических примесей и ионный состав зерновых дистиллятов.  В наибольших концентрациях обнаружены высшие спирты изоамилол, изобутанол и 1-пропанол – до 80 % к сумме зарегистрированных летучих органических примесей. Определены диапазоны варьирования: для изоамилола – 1354,3–1489,3 мг/дм3, для изобутанола – 235,0–261,9 мг/дм3, для 1-пропанола – 119,6–134,9 мг/дм3. Подтвердилось, что тематическая спектральная библиотека Whiskey22 обеспечивает точность иден тификации не менее 90 %. В процессе выдержки дистиллята в контакте с древесиной дуба различной степени обжига изменялись не только массовые концентрации, но и перечень идентифицированных ионов. В максимальных концен трациях ацетаты (67,3 мг/дм3), калий (4,2 мг/дм3), фосфаты (2,9 мг/дм3), лактаты (2,4 мг/дм3), хлориды (2,3 мг/дм3) обнаружены в модельном растворе, приготовленном с использованием дубовой щепы сильной степени обжига. Най дены соотношения и обозначены их характерные диапазоны – изоамилол:изобутанол (5,7–5,9), изобутанол:1-пропанол (1,9–2,0), этилкапринат:этиллаурат (2,1–2,3), этилкапринат:этилкаприлат (2,9–3,2).

Проведенное исследование выявило перспективность разработанных инструментальных методик определения химического состава зерновых дистиллятов, которые могут быть использованы при разработке новых технологических приемов производства спиртных напитков.

1. Скурихин И. М. О химических процессах, происходящих при выдержке коньячных спиртов в дубовых бочках. Виноделие и виноградарство СССР. 1960. № 1. С. 8–15.

2. Okolo CA, Kilcawley KN, O’Connor C. Recent advances in whiskey analysis for authentication, discrimination, and quality control. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2023;22(6):4957–4992. https://doi.org/10.1111/1541-4337.13249

3. Оганесянц Л. А., Крикунова Л. Н., Дубинина Е. В., Швец С. Д. Оценка перспектив применения активаторов брожения в технологии дистиллятов из плодов кизила. Ползуновский вестник. 2020. № 3. С. 24–30. https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2020.03.004

4. Крикунова Л. Н., Дубинина Е. В., Песчанская В. А., Ободеева О. Н. Влияние активной кислотности на ка чественные характеристики дистиллятов. Техника и технология пищевых производств. 2022. Т. 52. № 4. С. 694–705. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2022-4-2399

5. Лутков И. П., Ермолин Д. В. Сравнение типичных свойств напитков с различным содержанием этанола. Техника и технология пищевых производств. 2023. Т. 53. № 2. С. 404–414. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2023-2-2444

6. Carpena M, Pereira AG, Prieto MA, Simal-Gandara J. Wine aging technology: Fundamental role of wood barrels. Foods. 2020;9(9):1160. https://doi.org/10.3390/foods9091160

7. Tarko T, Krankowski F, Duda-Chodak A. The impact of compounds extracted from wood on the quality of alcoholic beverages. Molecules. 2023;28(2):620. https://doi.org/10.3390/molecules28020620

8. Flamini R, Panighel A, De Marchi F. Mass spectrometry in the study of wood compounds released in the barrel-aged wine and spirits. Mass Spectrometry Reviews. 2023;42(4):1174–1220. https://doi.org/10.1002/mas.21754

9. Крикунова Л. Н., Дубинина Е. В., Свиридов Д. А., Томгорова С. М. Методология оптимизации режимов дистилляции на основе критериев оценки качества продукта. Техника и технология пищевых производств. 2023. Т. 53. № 2. С. 326–334. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2023-2-2437

10. Rimareva LV, Serba EM, Overchenko МB, Shelekhova NV, Ignatova NI, et al. Enzyme complexes for activating yeast generation and ethanol fermentation. Foods and Raw Materials. 2022;10(1):127–136. https://doi.org/10.21603/2308-4057-20

11. Verges VL, Gollihue JW, Joyce GE, DeBolt S. Lab-scale methodology for new-make bourbon whiskey production. Foods. 2023;12(3):457. https://doi.org/10.3390/foods12030457

12. Aylott R, MacKenzie WM. Analytical strategies to confirm the generic authenticity of scotch whisky. Journal of Institute of Brewery. 2010;116:215–229. https://doi.org/10.1002/j.2050-0416.2010.tb00424.x

13. Cody RB, Fukudome T, Ubukata M. Integrated data analysis making use of the total information from gas chromato graphy and high-resolution time-of-flight mass spectrometry to identify qualitative differences between two whisky samples. Rapid Communications in Mass Spectrometry. 2022;36(3):9225. https://doi.org/10.1002/rcm.9225

14. Гниломедова Н. В., Аникина Н. С., Колеснов А. Ю. Методические подходы к определению географического происхождения вин. Обзор. Техника и технология пищевых производств. 2023. Т. 53. № 2. С. 231–246. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2023-2-2429

15. Cook GT, Dunbar E, Tripney BG, Fabel D. Using carbon isotopes to fight the rise in fraudulent whisky. Radiocarbon. 2020;62(1):51–62. https://doi.org/10.1017/RDC.2019.153

16. Лутков И. П., Макаров А. С., Шмигельская Н. А. Исследование качества молодых игристых вин из крымских автохтонных сортов винограда. Техника и технология пищевых производств. 2024. Т. 54. № 1. С. 1–17. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2024-1-2483

17. Шелудько О. Н., Прах О. В., Чемисова Л. Э., Бехметов Р. Н. Влияние винных и виноградных спиртов на качество напитков из виноградного сырья. Техника и технология пищевых производств. 2024. Т. 54. № 1. С. 18–26. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2024-1-2484

18. Li J, Zhang Q, Sun B. Chinese baijiu and whisky: Research reservoirs for flavor and functional food. Foods. 2023; 12(15):2841. https://doi.org/10.3390/foods12152841

19. Ashmore PL, DuBois A, Tomasino E, Harbertson JF, Collins TS. Impact of dilution on whisky aroma: A sensory and volatile composition analysis. Foods. 2023;12(6):1276. https://doi.org/10.3390/foods12061276

20. Guerrero-Chanivet M, Valcárcel-Muñoz MJ, García-Moreno MV, Guillén-Sánchez DA. Characterization of the aromatic and phenolic profile of five different wood chips used for ageing spirits and wines. Foods. 2020;9(11):1613. https://doi.org/10.3390/foods9111613

21. Шелехова Н. В. Экспресс метод определения анионов в алкогольных напитках на основе сочетания КЭ-КД. Сорбционные и хроматографические процессы. 2023. Т. 23. № 2. С. 199–215. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2023.23/11144

22. Шелехова Н. В. Экспресс-метод определения летучих органических примесей в спиртных дистиллированных напитках на основе сочетания ГХ/ПИД и ГХ/МСД. Сорбционные и хроматографические процессы. 2022. Т. 22. № 1. С.58–68. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2022.22/9021

23. Писарницкий А. Ф. Ароматобразующие вещества вин и коньяков: дис. ... д-ра биол. наук: 03.00.04. М., 1980. 364 с.

24. Карякин А. В., Петросян Ц. Л., Джанполадян Л. М. Минеральный состав древесины коньячных бочек. Вино делие и виноградарство СССР. 1972. № 4. С. 23–24.