Влияние меди в различных частях перегонных кубов для солодового виски (Страница 1 из 3)

В заголовке - название  исследования шотландского института виски. Формат отчета не совсем подходит для форумного чтения, но я старался вырезать минимум. Оригинал модно посмотреть ниже.  Жирным выделение мое, на мой взгляд, самое существенное для практического применения.

Барри Харрисон, Оливьер Фагнен, Франсес Джек и Джеймс Броснан 
Scotch Whisky Research Institute, Riccarton, Edinburgh, EH14 4AP, UK. * Corresponding author. E-mail: barry.harrison@swri.co.uk Publication no. G-2011-0218-1104 
© 2011 The Institute of Brewing & Distilling 

Использование меди при конструкции перегонных кубов для дистилляции считается имеющим важный эффект на аромат виски. В процессе дистилляции в медных перегонных кубах, медь действует, чтобы уменьшить серные ароматы в итоговом напитке посредоством уменьшения количества серных соединений, таких как диметил трисульфид (ДМТС).
 
Данная работа показала, что медь более эффективно выполняет эту роль в определенных частях перегонного куба. Эта информация может быть использована, чтобы помочь винокурам поддерживать или изменять ароматы новых изделий. Так же было замечено, что в добавок к ДМТС, другие, до сих пор неопределенные соединения значительно влияют на присутствие серных ароматов, поэтому последующие исследования могут сфокусироваться на определении таковых соединений. 
Общепризнанно, что на высоких уровнях эти соединения имеют неприятные, и, как следствие, нежелательные запахи овощей, протухших яиц и резины. Но в небольших концентрациях серные соединения могут оказать положительный эффект на сложности аромата напитка. 
Особый интерес в солодовом виски представляет серное соединение диметил трисульфид (ДМТС). Аромат ДМТС описывается как аромат протухших овощей. Анализ с помощью порогового теста, проведенный Институтом Исследования Шотладнского Виски, показал очень низкий порог обнаружения (33 п.п. на 20% этанола), поэтому хотя это соединение и находится в очень низкой концентрации в виски, оно все равно может влиять на аромат. В производстве виски, считается, что ДМТС формируется из метантиола и сероводорода, которые в свою очередь получаются из аминокислот метионина и цистеина соответственно. Прошлые исследования показывали, что медь как повышала, так и понижала содержание серных соединений.
 Использование лабораторных стеклянных перегонных кубов для симуляции процесса дистилляции солодового виски, где соли меди были добавлены для моделирования взаимодействия, показало, что медь способствует формированию ДМТС из метионина в процессе дистилляции. 
Другое лабораторное исследование показало, что добавление медной ваты в стеклянные перегонные кубы уменьшает уровни ДМТС в дистилляте, полученном из браги. Получается, роль меди во влиянии на уровни ДМТС неоднозначна. В зависимости от условий, медь может спровоцировать как увеличение так и уменьшение уровня этого соединения.

В различных частях перегонных кубов, медь взаимодействует с жидкостями и парами различных составов и температур. Если доказать, что медь лучше справляется с удалением серных соединений в определенных частях куба, то такая информация поможет винокурам в исправлении дефектов свежих напитков и позволит создавать новые ароматы за счет регулирования уровня контакта с медью. 

Если окажется, что медь особенно эффективна в определенных местах, то возможно будет применить знания о характеристиках жидкости или газа, с которым медь взаимодействует в этих местах, чтобы подробнее объяснить механизмы взаимодействия соединений меди и серы. Улучшенное понимание механизмов этого процесса позволит лучше контролировать качество производимого виски а так же позволит сохранять индивидуальный характер винокурен.
Исследования проводились на следующие серные соединения: диметил сульфид (ДМС), диметил дисульфид (ДМДС), диметил трисульфид (ДМТС), метил-2-метил-3-фурил дисульфид (ММФДС), бензотиофеном (все от компании Sigma-Aldrich Company Ltd.), тиофен, С-метил тиоацетат и диэтил дисульфид (ДЭДС).
Рисунок 1. А — медный перегонный куб для браги. В — медный перегонный куб для спирта. Номера 1-6 показывают секции для размещения меди.

Сначала сследования были проведены путем сравнения новых напитков, полученных двойной дистилляцией (сначала дистилляция браги, потом спирта) используя полностью медный и полностью стальной перегонные кубы. 
Затем, для определения наиболее важных секций взаимодействия меди в кубах в контексте влияния на аромат и состав нового напитка, медь помещалась в различные части стальных кубов
Оценки проводились на основании аромата свежего спирта; эксперты оценивали интенсивность каждого атрибута по линейной шкале от 0 до 3.
Сенсорная оценка полностью медной и полностью стальной систем использовала следующую терминологию: едкий, тонкий, зерновой, травяной, цветочный, фруктовый, ацетоновый, мыльный, сладкий, масляный, кислый, серный, мясной, застоявшийся и чистый. Этот словарь был выбран из атрибутов, которые можно найти на Колесе Вкусов Шотладнского Виски, основанном на прошлых знаниях о важных характеристиках свежего спирта. 
Дальнейшая сенсорная работа, в которой сравнивалось расположение меди в различных частях куба, фокусировалась на уровнях серного и мясного запаха в свежих спиртах. Средние оценки были вычислены для всей группы специалистов. 

Рис.2 Сенсорные профили для свежих спиртов, полученных из полностью медных (черная линия) и полностью стальных (серая линия) стиллов.

Этот анализ показал влияние использования стальных стиллов вместо медных. Сенсорные атрибуты, которые лучше всего характеризовали спирт из медных стиллов, были: зерновой, feinty, едкий и чистый.
Использование стального стилла привело к тому, что спирт был охарактеризован как значительно менее чистый. Причина этого, как и ожидалось, была в значительно увеличенных уровнях мясистого и серного запахов при использовании стали.

*Показывает атрибуты, уровни которых значительно различаются в двух образцах (значения p <= 0.5).
** Pungent — острый, cereal — зерновой, green/grassy — травяной, floral — цветочный, fresh fruit — фруктовый, solventy — растворитель, soapy — мыльный, sweet – сладкий, oily — маслянистый, sour — кислый, sulphury — серный, meaty — мясистый, stale — затхлый, clean — чистый)

Далее, свежие спирты, полученные из полностью стального и полностью медного стилла, сравнивались на предмет уровней серных соединений.
Среди них, только ДМТС показало статистически значительное отличие между стальным и медным стиллом. Это соединение присутствовало в значительно большем количестве в свежем спирте, полученном из полностью стального стилла.
Если учитывать крайний уровень влияния этого соединения на аромат (33 частей на тысячу в 20% растворе этанола), то видно, что ДМТС был обнаружен на уровнях, при которых вероятно, что он напрямую влиял на аромат. Это говорит о том, что ДМТС влиял на повышенные уровни сероного и мясистого запахов в свежем спирте из стальных стиллов.
Также в полученных свежих спиртах были обнаружены несколько неизвестных серных соединений.  Было обнаружено, что уровни трёх из четырех этих неизвестных соединений статистически значительно отличаются у свежего спирта их медных и стальных стиллов.
Один из неизвестных элементов  был обнаружен в большем количестве в спирте из медных стиллов, другие неизвестные элементы  были обнаружены в большем количестве в спирте из стальных стиллов.
Таким образом, неизвестные элементы более вероятно имеют влияние на серные и мясистые ароматы, которые характерны для свежего спирта из стальных стиллов
Размещение меди.
Медные части были поочередно вставлены в позиции 1-6 стальных стиллов. Уровни серного и мясистого запахов для каждого из свежих спиртов показаны на Рис. 4. Уровень серного запаха был особенно высоким, когда медная часть была помещена на место конденсатора стального стилла для спирта (S6). В самом деле, в этом случае уровень серного аромата был сопоставим со свежим спиртом, полученным из полностью стального стилла.
Когда медные части помещались в секции 1-5 стальных стиллов, было обнаружно, что во всех случая уровень серного аромата выше, чем в свежем спирте, полученном из полностью медного стилла, но не настолько высок, как в образцах S или S6.
Что касается мясистого запаха, то, при сравнении меди в секциях 1-6, уровень вариативности оказался несколько ниже, чем у серного запаха. Как и в случае серного запаха, свежий спирт образца S6 имел уровень мясистого запаха сопоставимый со свежим спиртом, полученным из полностью стального стилла.
Так же, как и в случае серного запаха, помещение меди в любую из секций 1-5 уменьшало уровень мясистого запаха, но не могло добиться того же уровня, что и стилл полностью из меди. 
Но стоит отметить, что это уменьшение было незначительным в секции 1.

Серные соединения.

Затем образцы свежего спирта, полученные из стальных стиллов, где одна часть (1-6) была заменена на медную, были проанализированы на предмет серных соединений. Это должно было показать, какие, если какие-то вообще, медные детали стилла имеют наибольшее влияние на уровни серных соединений в свежем спирте. 
Здесь учитывались только те соединения, уровень которых в свежем спирте из полностью стальных стиллов был значительно выше, чем в в свежем спирте из полностью медных стиллов, так как именно эти соединения скорее всего влияли на появление серного и мясистого запахов.
Присутствие меди в любой части стиллов понизило уровень ДМТС в свежем спирте . Однако, было обнаружено, что положение меди в стиллах имеет большое влияние на способность меди уменьшать уровни ДМТС в свежем спирте и ни одна
отдельная секция не смогла повторить результаты полностью медных стиллов.
Были обнаружены противоположенные тренды для стиллов для браги и спирта. В случае стилла для браги, котел (S1) оказался самым неэффективным в уменьшении уровня ДМТС, в то время как конденсатор оказался самым эффективным.
В стилле для спирта, котел (S4) оказался самым эффективным, а конденсатор (S6) - самым неэффективным. 
Таким образом, самые эффективные части для уменьшения уровня ДМТС оказались конденсатор стилла для браги и котел стилла для спирта (S3 и S4).
Для неизвестного элемента 15.04 был обнаружен такой же характер поведения, что и у ДМТС (Рис. 5b). 
Опять самыми эффективными частями в уменьшении уровня этого элемента оказались конденсатор стилла для браги и котел стилла для спирта (S3 и S4). 
Причина того, что уровни ДМТС и неизвестного элемента  эффективнее всего уменьшаются именно этими секциями, может быть как-то связана с тем фактом, что именно в этих частях выше всего коррозия меди в индустриальных стиллах. 
Таким образом, кажется что либо реакции серных соединений и меди особенно часты в этих местах, вызывая ускорение коррозии, либо медь, коррозированная иными механизмами, более активна в удалении серных соединений. 
Ранее было показано, что окисление серных соединений было важным фактором при удалении серных соединений медью в процессе дистилляции. Поэтому вероятно, что условия в этих частях стилла делают их особенно восприимчивыми с коррозии кислотой, что в свою очередь улучшает их способность по удалению серных соединений.
При первом использовании лабораторных медных стиллов был получен свежий спирт с достаточно серным и мясистым запахом. Потребовались несколько повторных дистилляций до начала эксперимента для уменьшения уровня этого аромата, что предполагает необходимость некоторой коррозии меди для её активации.
Тем не менее, реальный механизм избавления от серных соединений еще только предстоит выяснить. 
Неизвестный элемент не проявил такой же характер поведения, как два других соединения . Здесь разница между уровнями соединения после полностью стальных и полностью медных стиллов была достаточно мала.
Наличие меди в какой-либо секции не уменьшило уровень этого соединения по сравнению со стальными стиллами и, не считая слегка повысившегося уровня в случае S3, уровень этого соединения был примерно одинаков для любого положения меди. Это говорит о том, что на уменьшение уровня этого элемента повлияла общая площадь меди, а не конкретное её положение.
Конденсатор стилла для спирта.
Было обнаружено, что ДМТС и один из неизвестных элементов  в целом показывают хорошую корреляцию с серным и мясистым запахами. Высокие уровни этих соединений и высокие уровни этих ароматов в свежем спирте из стальных стиллов с медным конденсатором стилла для спирта (S6) могло говоритьо том, что медь в этой секции была сравнительно неважна для контроля серных соединений и, как следствие, серного и мясистого ароматов.
Однако замена меди в конденсаторе стилла для спирта на сталь в медных стиллах вызвала увеличение уровней серного и мясистого ароматов по сравнению как с полностью медными стиллами (C), так и со всеми остальными секциями, по одной замененными на сталь (C1-C5) . Это произошло несмотря на то, что уровень ДМТС или неизвестного элемента не был значительно выше в свежем спирте из C6 . 
Похоже, что медь в конденсаторе стилла для спирта контролирует серные и мясистые ароматы каким-то дополнительным способом, помимо прямого уменьшения количества серных соединений и этот дополнительный способ эффективен только тогда, когда медь в предыдущих частях стиллов уже уменьшила уровни серных соединений.
Тот факт, что замена меди на сталь в каждой из секций 1-6 имело незначительное влияние на уровни серных соединений и, не считая случая C6, на уровни серных и мясистых ароматов, говорит о том, что одна их секций может быть заменена в индустриальных стиллах с незначительным влиянием на аромат свежего спирта.
4. Выводы.
    • Было подтверждено, что присутствие меди в стиллах действительно важно для контроля серных и мясистых ароматов в свежих спиртах, а ДМТС показало хорошую корреляцию с этими ароматами.
    • В лабораторных условиях, медь лучше всего уменьшала уровни этого соединения в конденсаторе стилла для браги и котле стилла для спирта. Для улучшения качества контроля этого соединения, требуется уточнить причины, по которым именно эти части лучше всего уменьшают его уровень.
    • Медь в конденсаторе стилла для спирта так же играла роль в уровнях серного и мясистого ароматов, но механизм этого эффекта пока неясен.
Эти результаты говорят о том, что замена меди в этих секциях индустриальных стиллов наиболее вероятно будет иметь большое влияние на аромат свежего спирта.
Помимо прочего, было отмечено, что хотя уровень ДМТС и является важным фактором в уровнях серного и мясистого запахов, существуют другие, пока неизвестные соединения, которые так же значительно влияют на них и дальнейшим исследованиям стоит сконцентрироваться на определении таковых соединений.

Если оригинал файла не открылся, кликните два раза на поле ниже.