Caracterizarea chimică a lemnului de stejar în scopul optimizării folosirii lui în vinificaţie / septembrie / 2004 / Teze / CNAA

CNAA / Teze / 2004 / septembrie /

Caracterizarea chimică a lemnului de stejar în scopul optimizării folosirii lui în vinificaţie

Autor:	Andrei Prida
Gradul:	doctor în tehnică
Specialitatea:	05.18.07 - Tehnologia băuturilor alcoolice şi nealcoolice
Anul:	2004
Conducător ştiinţific:	Boris Găina doctor habilitat, profesor cercetător
Instituţia:	Institutul Naţional pentru Viticultură şi Vinificaţie
CSS:

Statut

Teza a fost susţinută pe 10 septembrie 2004 în CSS
şi aprobată de CNAA pe 23 decembrie 2004

Autoreferat

– 0.47 Mb / în română

Cuvinte Cheie

stejar, specie, origine, cromatografie în fază gazoasă - mass-spectrometrie, cromatografie lichidă de înaltă performanţă, ellagitanine, substanţe volatile, ”limbă electronică”, uscare, tratare termică, talaş, maturare vinurilor, învechire băuturilor tari

Adnotare

Scopul acestei lucrări este evidenţierea unilor legitimităţi legate cu folosirea lemnului de stejar în vinificaţie: legături între componenţa chimică şi caracteristicile ale stejarului (specia botanică, originea, particularităţile anatomice), tratările tehnologice ale lemnului (uscarea, tratarea termică), precum şi influenţa folosirii lemnului de steajar asupra calităţilor chimice şi organoleptice ale vinurilor şi băuturilor tari.

A fost demonstrat că în limitele unui masiv forestier, influenţa factorului „specia botanică” la componenţa chimică a lemnului prevalează asupra condiţiile ecologice de vegetaţie, precum cei mai pertinenţi indici de diferenţierea speciilor sunt castalagină, vescalagină, eugenol, cis- şi trans-whisky-lacton. A fost stabilită corelaţia între concentraţia ellagitaninelor şi lărgimea inelelor anuale pentru stejar speciei Quercus robur. Au fost observate două grupe de stejar speciei Quercus petraea răspăndite natural: bogate în whisky-lacton şi cele sărace (concentraţia de whisky-lacton este asemănătoare cu concentraţia în mostre de lemn speciei Quercus robur). A fost demonstrat, că substanţele, identificate pentru prima dată în stejar: 3,4,5 –trimetoxibenzaldehidă şi 3,4,5 – trimetoxibenzilalcool sunt marcheri de lemn american. Cantitatea lor este de 5-10 ori superioară pentru stejar american comparativ cu lemnul de specii europene. Componenţa chimică a lemnului din Europa de Est este asemănătoare cu componenţa stejarului francez, cu toate că se diferă printr-un nivel superior de eugenol şi vanilină. Metodologia „limbii electronice” permite determinarea proprietăţilor organoleptice şi fizico-chimice ale extractelor de stejar, precum şi controlul uscării a lemnului. Tratarea termică în decurs de până la 48 d ore la temperaturi până la 1500C permite îmbogăţirea lemnului cu substanţe provenite din termodegradarea biopolimerilor, păstrând în mare parte substanţele extractive native ale stejarului. Acest proces este pus la baza de producere a talaşului, destinat folosirii în vinificaţie. Interacţiunea vin-lemn doagei de butoi are loc într-un strat subţire de primii 10 mm, precum cea mai activă penetrare a fost observată în primii 4 mm. A fost stabilit, că din punct de vedere organoleptic, taninele stejarului ocupă un loc intermediar în ansamblu taninelor oenologice. Taninele stejarului şi castanului pot fi diferenţiate, folosind raporturi de diferite forme izomerice a ellagitaninelor (vescalagină, castalagină, roburine А-С) şi concentraţia acidului ellagic.

Folosind talaş din lemn de stejar moldovenesc, au fost testate, elaborate şi implementate schemele de producere a vinurilor de consum curent şi de calitate superioară, extractelor de stejar, distilatelor de vin îmbogăţite cu substanţele de stejar şi băuturilor alcoolice tari „brandy”. Schemele date permit obţinerea produselor calitative şi se caracterizează prin flexibilitatea şi gestionarea simplă.

Cuprins

2. Actualitatea

3. Studiul bibliografic

3.1. Speciile şi arealul de răspândire a stejarului
3.1.1. Stejarul european
3.1.2. Stejarul american
3.1.3. Alte specii de stejar, ce poate fi folosit în vinificaţie
3.2. Structura lemnului de stejar
3.3. Compoziţia chimică a stejarului
3.3.1. Substanţele pereţilor vegetali ale celulelor stejarului 5 (macromolecule)
3.3.1.1. Celluloza
3.3.1.2. Hemiceluloze
3.3.1.3. Lignină
3.3.2. Substanţele extractive
3.3.2.1. Substanţele fenolice
3.3.2.1.1. Lignanele
3.3.2.1.2. Cumarine
3.3.2.1.3. Fenolii simpli
3.3.2.1.4. Taninele
3.3.2.1.5. Ellagitaninele
3.3.2.2. Substanţele alifatice
3.3.2.3. Lactonele
3.3.2.4. Norizopernoide şi carotenoide
3.4. Influenţa factorilor naturali asupra componenţii chimice a stejarului
3.4.1. Influenţa factorilor naturali asupra conţinutului ellagitaninelor
3.4.2. Influenţa factorilor naturali asupra conţinutul substanţelor volatile
3.4.3. Relaţiile între conţinutul deferitor clase de substanţe extractive
3.5. Procesele tehnologice de fabricare a vaselor de stejar
3.5.1. Uscarea
3.5.2. Tratarea termică
3.6. Interacţiunea dintre butoiul de stejar şi vin
3.6.1. Fenomenele legate de penetrarea oxigenului
3.6.2. Extracţia substanţelor de stejar
3.6.2.1. Schimbările directe
3.6.2.2. Schimbările inderecte
3.6.3. Particularităţile de maturare a băuturilor tari
3.6.4. Epuizarea lemnului vaselor de stejar folosite la maturare
3.7. Metodele de maturare a băuturilor, bazate pe folosirea materialelor 22 de stejar

4. Scopul şi sarcinile lucrării

5. Noutatea ştiinţifică a lucrării

6. Semnificaţia şi valoarea aplicativă a lucrării

7. Aprobarea lucrării

8. Suportul metodologic şi teoretico-ştiinţific

8.1. Mostrele analizate
8.1.1. Lemnul de stejar
8.1.1.1. Prelevarea mostrelor pentru analiză
8.1.2. Butucii de stejar, destinate fabricării doagelor
8.1.3. Lemnul tratat termic
8.1.4. Doagele de butoaie folosite la maturarea vinurilor
8.1.5. Alte materialele
8.1.6. Vinurile şi distilatele de vin
8.2. Analiza
8.2.1. Analiza prin cromatografia lichidă de înaltă performanţă (HPLC)
8.2.1.1. Metoda directă
8.2.1.1.1. Extracţia
8.2.1.1.2. Condiţiile cromatografice
8.2.1.1.3. Aprobarea metodei
8.2.1.2. Metoda indirectă
8.2.1.2.1. Aprobarea metodei
8.2.2. Analiza prin cromatografia gazoasă cuplată cu spectrometria de masă (GCMS)
8.2.2.1. Extracţia lichid - solid
8.2.2.2. Extracţia lichid – lichid
8.2.2.3. Cromatografia
8.2.2.4. Aprobarea metodei
8.2.3. Metodele de determinarea indiciilor globali
8.2.4. Limba electronică
8.2.4.1. Principiul metodei
8.2.4.2. Teoria semnalului de captor
8.2.4.3. Folosirea limbii electronice “α-ASTREE” 37 Liquid and Taste Analyzer
8.2.4.4. Aprobarea metodei
8.2.5. Degustaţiile
8.3. Tratarea statistică a rezultatelor
8.3.1. Metoda de regresie PLS (Partial Least Square)
8.3.2. Analiza de varianţa.
8.3.3. Distribuirea mostrelor
8.3.4. Analiza corelativă
8.3.5. Analiza de clasteri
8.3.6. Analiza componentului principal - PCA
(Principal Component Analysis)
8.3.7. Analiza discriminantă funcţională - DFA

9.Rezultate şi discuţii

9.1. Influenţa factorilor naturali
9.1.1. Speciile şi condiţiile ecologice în limitele unui masiv silvic
9.1.1.1. Ellagitaninele
9.1.1.1.1. Analiza de varianţă
9.1.1.1.2. Analiza corelativă
9.1.1.1.3. Analiza de clasteri
9.1.1.1.4. Tratarea datelor prin metoda PCA
9.1.1.1.5. Distribuirea mostrelor în funcţie de conţinutul de ellagitanine
9.1.1.2. Substanţele volatile
9.1.1.2.1. Analiza de varianţă
9.1.1.2.2. Analiza corelativă
9.1.1.2.3. Analiza de clasteri
9.1.1.2.4. Tratarea datelor prin metoda PCA
9.1.1.2.5. Distribuirea mostrelor în funcţie de conţinutul de whisky-lactonă şi eugenol
9.1.1.3. Interacţiunea între conţinutul de substanţe volatile şi ellagitanine
9.1.2. Studiul factorilor macroecologici
9.1.2.1. Analiza macrocomponentelor
9.1.2.1.1. Analiza de varianţă
9.1.2.1.2. Tratarea datelor prin metoda PCA
9.1.2.2. Analiza microcomponentelor
9.2. Studiul influenţei factorilor tehnologici
9.2.1. Uscarea naturală
9.2.1.2. Monitorizarea uscării stejarului cu ajutorul limbii electronice
9.2.1.2.1. Cuantificarea amărăciunii şi astringenţii în soluţiile modele, folosind limba electronică
9.2.1.2.2. Cuantificarea astringenţei şi conţinutului de ellagitanine în extractele de stejar
9.2.1.2.2.1. Astringenţa
9.2.1.2.2.2. Ellagitaninele
9.2.1.2.3. Tratarea rezultatelor analizei cu limba electronică a lemnului la diferite etape de uscare prin metoda DFA (Discrimination Function Analysis)
9.2.1.2.4. Tratarea rezultatelor analizei cu limba electronică prin metoda regresiei PLS (Partial Least Squares)
9.2.1.2.5. Interpretarea chimică
9.2.2. Tratarea termică
9.2.2.1. Influenţa temperaturii la tratarea termică
9.2.2.2. Influenţa duratei de tratare termică
9.3. Studiul taninelor de stejar. Proprietăţile organoleptice. Comparaţia cu alte tanine folosite în oenologie
9.3.1. Diferenţierea taninelor cu limba electronică prin metoda PCA
9.3.2. Corelaţia determinării organoleptice şi instrumentale de astringenţă şi amărăciune
9.3.3. Determinarea gusturilor
9.3.4. Comparaţia componenţei chimice a lemnului de stejar şi castan
9.4. Studiul penetrării vinului în doaga de stejar şi epuizării substanţelor extractive în decursul păstrării vinurilor în butoaiele de stejar
9.4.1. Impregnarea în stejar a unor substanţele prezente în vin
9.4.2. Epuizarea lemnului în substanţe native ale stejarului
9.4.3. Epuizarea lemnului în substanţe, provenite de la tratarea termică a doagelor
9.4.4. Interpretare
9.4.5. Interesul practic
9.5. Studiu de fabricarea vinurilor si băuturilor tari folosind talaş de stejar
9.5.1. Studiile comparative ale talaşului de stejar, provenit de import
9.5.2. Fabricarea talaşului din stejar moldovenesc
9.5.3. Folosirea talaşului de stejar moldovenesc
9.5.3.1. Administrarea în must (boştină)
9.5.3.2. Administrarea talaşului de stejar în vinuri
9.5.3.2.1. Fabricarea vinurilor cu caracter „boisé” prin metoda pregătirii preliminare a componentelor de cupaj extractive
9.5.3.3. Fabricarea băuturilor tari brandy, folosind talaş de stejar
9.5.3.3.1. Folosirea extractelor de stejar
9.5.3.3.2. Folosirea talaşului la îmbogăţirea distilatelor de vin, destinate fabricării brandy
9.6. Eficacitatea economică a folosirii talaşului de stejar la maturarea vinurilor
9.6.1. Cheltuielile de maturare a vinurilor în butoaie
9.6.2. Cheltuielile de maturare a vinurilor în vase ermetice cu folosirea talaşului de stejar

Referenţi Oficiali

Constantin Sîrghi
doctor habilitat în ştiinţe tehnice, profesor universitar, S.A. „Romaneşti”
René Keller
doctor, profesor, ENGREF (Nancy, Franţa)

Teze

Au fost elaborate 15 teze, inclusiv 1 de doctor habilitat. (la specialitatea dată)