Influence of the Nature of Sugar-Containing Products on the Secondary Fermentation Process

Introduction: The use of white sugar for the preparation of mass–produced and expedition liqueurs, the main components of sparkling wines, requires additional production costs, which leads to an increase in the cost of production. One of the ways to solve this problem is to search for alternative sugar-containing raw materials.

Purpose: To study the influence of a new type of sugar-containing raw materials on the process of secondary fermentation in the production of sparkling wines by the classic bottled method.

Materials and Methods: The objects of research were control samples of mass-produced mixtures containing mass-produced liquor prepared with the addition of white sugar, and experimental samples containing mass-produced liquor prepared with the addition of glucose-fructose syrup (HFSS). During the secondary fermentation, the pressure of carbon dioxide in bottles and the microbiological state of the circulation were monitored.

Results: The process of secondary fermentation in the samples proceeded with varying intensity and depended on the physico-chemical composition of the initial batch mixture and the nature of the sugar-containing raw materials used. During the secondary fermentation, a gradual increase in the pressure of carbon dioxide in the bottles was observed. Its growth was most intense in experimental samples containing a mass-produced liqueur prepared with the addition of HFSS. It was also found that the experimental batch mixtures fermented faster, the concentration of yeast cells in them was 10-15% higher on average, and the secondary fermentation process ended on the 30th day of the experiment. In the control samples, the cessation of fermentation was noted on the 40th day. 

Conclusion: The use of HFSS in the production of white sparkling wines by the classic bottled method leads to an intensification of the secondary fermentation process, which reduces its duration with improved product quality characteristics, and thereby reduces production costs and increases the competitiveness of sparkling wine.

1. Аксенов, В.В. (2007). Комплексная переработка растительного крахмалсодержащего сырья в России. Вестник КрасГАУ, (4), 213-218.

2. Аксенов, В.В. (2012). Внедрение инновационных технологий в переработку зернового сырья. Вестник КрасГАУ, (2), 208-212.

3. Андреев, Н.Р., Лукин Н.Д., & Папахин А.А. (2014). Глубокая переработка зерна озимой ржи. Аграрная наука Евро-Северо-Востока, 6(43), 9-12.

4. Андриевская, Д.В., Захаров, М.А., Ульянова, Е.В., & Ободеева, О.Н. (2021). Изучение влияния сахаросодержащего сырья на качественные характеристики коньяков. Ползуновский вестник, (1), 34-43. https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2021.01.005

5. Гольдштейн, В.Г., Куликов, Д.С., & Страхова, С.А. (2018). Перспективы глубокой переработки зерна пшеницы. Пищевая промышленность, (7), 14-19.

6. Ермолаева, Г.А., & Сапронова, Л.А. (2012). Сахар и сахаристые продукты в производстве напитков. Пиво и напитки, (3), 36-39.

7. Зайнуллин, Р.А., Кунакова, Р.В., & Кирсанова, В.Ю. (2013). Влияние глюкозно-фруктозного сиропа на особенности брожения дрожжей

8. Канарская, З.А., & Демина, Н.В. (2012). Тенденции в производстве сахарозаменителей. Вестник Казанского технологического университета, 15(9), 145-153.

9. Колобаева, А.А., Котик, О.А., Королькова, Н.В., & Бутова, С.В. (2017). Разработка технологии кваса диетического назначения. Вестник Воронежского государственного аграрного университета, 3(54), 151-157. https://doi.org/10.17238/issn2071-2243.2017.3.151

10. Кузьмина, Е.И., Егорова, О.С., Акбулатова, Д.Р., Свиридов, Д.А., Ганин, М.Ю., & Шилкин, А.А. (2022). Новые виды сахаросодержащего сырья для производства пищевой продукции. Пищевые системы, 5(2), 145-156. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2022-5-2-145-156

11. Лукин, Н.Д., Серегин, С.Н., Сидак, М.В., & Сысоев, Г.В. (2021). Глубокая переработка крахмалсодержащего сырья: современное состояние и перспективы устойчивого развития. Пищевая промышленность, (11), 30-41. https://doi.org/10.52653/PPI.2021.11.11.011

12. Лукин, Н.Д., Пучкова, Т.С., & Пихало, Д.М. (2017). Ионообменная очистка сиропов из кукурузного крахмала. Хранение и переработка сельхозсырья, (11), 21-25.

13. Мамедов, Э.Р., & Баракова, Н.В. (2020). Применение сахаристых крахмалопродуктов в рецептурах ликероводочных изделий. Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств», (2), 41-48. https://doi.org/10.17586/2310-1164-2020-10-2-41-48

14. Неровных, Л.П., Агеева, Н.М., & Даниелян, А.Ю. (2017). Влияние биологических средств на процесс вторичного брожения виноматериалов резервуарным способом. Виноделие и виноградарство, (6), 11-16.

15. Неровных, Л.П., Агеева, Н.М., & Даниелян, А.Ю. (2017). Влияние биологических средств на процесс вторичного брожения виноматериалов бутылочным способом. Виноделие и виноградарство, (3), 9-15.

16. Панасюк, А.Л., Кузьмина, Е.И., Егорова, О.С., & Акбулатова, Д.Р. (2022). Особенности биохимического состава грушевых сброженных материалов, полученных с использованием ГФС. Пиво и напитки, (1), 38-41. https://doi.org/10.52653/PIN.2022.01.01.008

17. Панасюк, А.Л., Кузьмина, Е.И., Розина, Л.И., Акбулатова, Д.Р., & Егорова, О.С. (2022). Перспективы использования сиропов из зернового сырья в производстве плодовой алкогольной продукции. Пищевая промышленность, (9), 8-11. https://doi.org/10.52653/PPI.2022.9.9.001

18. Песчанская, В.А., Андриевская, Д.В., & Ульянова, Е.В. (2020). Перспективы использования глюкозно-фруктозных сиропов при производстве спиртных напитков. Пиво и напитки, (3), 13-16. https://doi.org/10.24411/2072-9650-2020-10033

19. Саришвили, Н.Г., & Рейтблат, Б.Б. (2000). Микробиологические основы технологии шампанизации вина. Москва: Пищевая промышленность.

20. Томгорова, С.М., & Трофимченко, В.А. (2024). Исследование влияния природы сахаросодержащего сырья на качественные показатели тиражного и экспедиционного ликеров. Пищевая промышленность, (4), 23-26. https://doi.org/10.52653/PPI.2024.4.4.004

21. Трофимченко, В.А., Осипова, В.П., Махрова, И.В., & Ротару, И.А. (2019). Оптимизация физико-химического состава тиражной смеси при производстве игристых вин в бутылках. Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов, (6), 16-22.

22. Чусова, А.Е., Романюк, Т.И., Агафонов, Г.В., Алексеева, Н.И., & Баймашова, Н.С. (2014). Напиток для диабетиков. В Инновационные решения при производстве продуктов питания из растительного сырья: Материалы международной научно-практической конференции (с. 129-134). Воронеж: Воронежский государственный университет инженерных технологий.

23. Caliari, V., Pretto Panceri, C., Rosier, J. P., & Bordignon-Luiz, M. T. (2015). Effect of the traditional, charmat and Asti method production on the volatile composition of Moscato Giallo sparkling wines. LWT—Food Science and Technology, 61(2), 393–400. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2014.11.039

24. Cisilotto, B., Scariot, F. J., Schwarz, L. V., Rocha, R. K. M., Delamare, A. P. L., & Echeverrigaray, S. (2023). Are the characteristics of sparkling wines obtained by the traditional or charmat methods quite different from each other? OENO One, 57(1), 321–331. https://doi.org/10.20870/oeno-one.2023.57.1.7313

25. Cravero, M. C. (2023). Innovations in sparkling wine production: A review on the sensory aspects and the consumer’s point of view. Beverages, 9(3), 80. https://doi.org/10.3390/beverages9030080

26. Crumpton, M., Rice, C. J., Atkinson, A., Taylor, G., & Marangon, M. (2018). The effect of sucrose addition at dosage stage on the foam attributes of a bottle-fermented English sparkling wine. Journal of the Science of Food and Agriculture, 98, 1171–1178. https://doi.org/10.1002/jsfa.8570

27. Ferreira, V., Lopez, R., & Cacho, J. F. (2000). Quantitative determination of the odorants of young red wines from different grape varieties. Journal of the Science of Food and Agriculture, 80, 1659–1667. https://doi.org/10.1002/1097-0010(20000901)80:11%3C1659::AID-JSFA693%3E3.0.CO;2-6

28. Just-Borràs, A., Alday-Hernández, M., García-Roldán, A., Bustamante, M., Gombau, J., Cabanillas, P., Rozès, N., Canals, J. M., & Zamora, F. (2024). Assessment of physicochemical and sensory characteristics of commercial sparkling wines obtained through ancestral and traditional methods. Beverages, 10(4), 103. https://doi.org/10.3390/beverages10040103

29. Martínez-Rodriguez, A., Carrascosa, A., & Polo, M. (2001). Release of nitrogen compounds to the extracellular medium by three strains of Saccharomyces cerevisiae during induced autolysis in a model wine system. International Journal of Food Microbiology, 68, 155–160. https://doi.org/10.1016/S0168-1605(01)00486-X

30. McMahon, K. M., Diako, C., Aplin, J., Mattinson, D. S., Culver, C., & Ross, C. F. (2017). Trained and consumer panel evaluation of sparkling wines sweetened to brut or demi sec residual sugar levels with three different sugars. Food Research International, 99, 173–185. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2017.05.020

31. Paulino, B. N., Molina, G., Pastore, G. M., & Bicas, J. L. (2021). Current perspectives in the biotechnological production of sweetening syrups and polyols. Current Opinion in Food Science, 41, 36–43. https://doi.org/10.1016/j.cofs.2021.02.004

32. Ribéreau‐Gayon, P., Dubourdieu, D., Donèche, B., Lonvaud, A., Darriet, P., & Towey, J. (2021). Handbook of enology. Vol. 2; The chemistry of wine stabilization and treatments. John Wiley & Sons Ltd. https://doi.org/10.1002/9781119588320

33. Ubeda, C., Kania-Zelada, I., del Barrio-Galán, R., Medel-Marabolí, M., Gil, M., & Peña-Neira, Á. (2019). Study of the changes in volatile compounds, aroma, and sensory attributes during the production process of sparkling wine by traditional method. Food Research International, 119, 554–563. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2018.10.032

34. Wilson, A., Charnock, H., Xu, S., & Kemp, B. (2022). Influence of cane and beet sugar for second fermentation on “fruity” aromas in Auxerrois sparkling wines. OENO One, 56, 125–134. https://doi.org/10.20870/oeno-one.2022.56.2.4864