Редакция SWN
Редакция SWN
Поделиться
Главная Статьи Вино Разное От косметики до шоколада: как виноградные отходы превращаются в ценный продукт

От косметики до шоколада: как виноградные отходы превращаются в ценный продукт

До 30% переработанного винограда может превратиться в выжимку, требующую безотлагательной утилизации или дальнейшего использования. Но вместо отходов винодельческая отрасль получает потенциально ценное сырье – для производства масла, косметики, напитков, продуктов питания и энергии. Что мешает масштабировать эти технологии и сколько пользы можно извлечь из виноградной «побочки»? Разобрались с экспертами. 

От косметики до шоколада: как виноградные отходы превращаются в ценный продукт

В России за прошлый год валовой сбор винограда составил 955 тыс. тонн. При переработке ягоды, по разным оценкам, образуется примерно от 20% до 30% отходов – виноградной выжимки, рассказывает заведующая лабораторией биотрансформационных технологий и пищевой химии Уральского федерального университета (УрФУ, Екатеринбург) Елена Ковалева.

ТОП100

Объем образующихся выжимок напрямую зависит от урожайности года и применяемых технологий прессования, уточняют в «Фанагории». В прошлом году компания переработала 47,2 тыс. тонн винограда, а средний выход твердых фракций составил около 20-25% от указанной массы. 

«Такое сырье  – ценный источник пищевых волокон, моно- и полифенольных соединений, биоактивных соединений ресвератрол и кверцетин, обладающих антиоксидантными и противовоспалительными свойствами. Выжимки содержат процианидины, оказывающие позитивное влияние на сосуды, предотвращают атеросклероз», – добавляет Елена Ковалева.

Из этого побочного продукта после прессования ягод делают пищевые и текстильные красители, винный уксус, алкогольные напитки. Выжимки добавляют в косметику, а в высушенном виде сырье можно использовать в качестве биологически активной добавки к пище.

Фото: © Родион Нарудинов / УрФУ

Фото: © Родион Нарудинов / УрФУ

Ценная «побочка»

Потенциал рынка позволяет перерабатывать практически весь объем такого сырья, однако, сетует Елена Ковалева, зачастую на производстве возникают проблемы с его хранением: побочный продукт на 50-60% состоит из воды, поэтому очень быстро портится из-за деятельности микроорганизмов и прокисает.

«В итоге хранение и транспортировка – сложные и дорогие процессы. Поэтому некоторые предложенные учеными передовые технологии обработки нередко остаются в лабораториях. Экономически эффективно перерабатывать отходы рядом с местом производства, что требует создания определенных мощностей», – поясняет эксперт.

Кроме технологических ограничений, в том числе из-за необходимости приобретения уникального оборудования, которым большинство виноделен не располагает (например, для производства масла из косточки), до недавнего времени существовали и регуляторные барьеры.

«В России сырье, оставшееся от ягод, ранее квалифицировали как отходы. Это затрудняло его реализацию в качестве сырья для последующей переработки», – отмечает исполняющий обязанности директора Северо-Кавказского федерального научного центра садоводства, виноградарства, виноделия (СКФНЦСВВ, Краснодар) Дмитрий Руссо.

«В 2019 году принят Федеральный закон № 468-ФЗ, позволяющий идентифицировать выжимки винограда как вторичные продукты виноделия. Согласно приказу Росстандарта № 834, для такого побочного продукта стала применяться широкая классификация “Сырье растительное, отходы и остатки растительные, продукты побочные”», – уточняет эксперт. 

От косметики до шоколада: как виноградные отходы превращаются в ценный продукт

Фото: © Архив SWN

Выжимки из научных работ

Ученые со всего мира проявляют интерес к технологиям переработки выжимок. В том числе они экспериментируют с технологиями хранения скоропортящегося сырья.

Российские исследователи из УрФУ разработали технологию сушки с незначительной потерей полезных фенольных соединений. Для удаления воды и равномерного прогрева выжимки использовали конвекционную печь, доступную на кухнях ресторанов. Температуру выставили в диапазоне от 45 до 60 °C. 

«Сейчас технология проверена в лабораторных условиях. Научный коллектив находится в поиске потенциальных индустриальных партнеров, готовых апробировать и внедрить разработку», – добавляет Елена Ковалева.

Исследовательская группа лаборатории биотрансформационных технологий и пищевой химии УрФУ более семи лет ведет разработку технологий для изготовления продуктов питания и БАД. Ранее ученые обогатили виноградными выжимками альтернативное овсяное молоко, улучшив питательные, фитохимические и сенсорные качества напитка. Часть технологий, по словам Елены Ковалевой, запатентована, а часть апробируется на производствах индустриальных партнеров.

Группа индийских ученых протестировала сушку красной выжимки горячим воздухом при 40-80 °C и построила математическую модель кинетики деградации антоцианов. Именно эти вещества оказались наиболее чувствительны к температуре: скорость их разрушения при нагреве растет быстрее всего. Результат исследования позволяет рассчитать оптимальные время и температуру сушки под конкретное оборудование, минимизируя разрушение антоцианов. 

В научной работе испанских и американских исследователей «Мультимасштабная методология оптимальной валоризации отходов винного производства» сравниваются восемь способов переработки виноградной выжимки и рассчитывается, какой из них экономически выгоднее в зависимости от размера завода.

Как небольшим, так и крупным предприятиям эффективнее всего делать продукты с высокой добавленной стоимостью: экстракты для БАДов, косметики и т. п. Если на заводе бюджет совсем ограничен и высокотехнологичные методы недоступны, возможны четыре варианта: сжигание, анаэробное сбраживание, пиролиз и экстракция танинов. 

От косметики до шоколада: как виноградные отходы превращаются в ценный продукт

Фото: © Родион Нарудинов / УрФУ

С выжимками и в шоколаде

Ученые также предлагают различные подходы к переработке виноградной выжимки в пищевые продукты. И пожалуй, самый неочевидный результат переработки сырья – это шоколад. Рецептуры сладких масс с введением в их состав порошка из семян винограда разработали исследователи из Кубанского государственного технологического университета (КубГТУ), получены патенты РФ.

Какао-продукты исследователи заменили обжаренными семечками винограда: их дробят, а затем тонко измельчают вместе с пленкой. Вязкость снижают соевым лецитином, а сладость обеспечивает смесь сахарного песка, стевиозида и инулина. Такой метод производства позволяет получить массу, близкую по консистенции и вкусу к стандартной технологии, но с меньшим содержанием сахара и большим количеством пищевых волокон.

«Полученные шоколадные массы отличаются высоким содержанием макро- и микронутриентов. В их составе есть биологически ценные компоненты: полиненасыщенные жирные кислоты, витамины Е, К, РР, С, витамины группы В, кальций, калий, магний и другие минеральные элементы», – уточняет врио декана факультета биотехнологии и пищевых производств КубГТУ, доктор технических наук, профессор Светлана Калманович.

Во Франции тоже применили виноградные косточки для создания шоколада без какао-бобов. Еще одним ключевым ингредиентом стали семена подсолнуха. Почти 80% аромата в этом продукте достигается в процессе ферментации сырья и обжарки. Чтобы структура продукта была гладкой, на производстве сырье смешали с сухим молоком, сахаром и растительными жирами.

Дожали до масла

В последнее время винодельни своими силами производят масло виноградной косточки. Так, «Фанагория» раньше выпускала масло на сторонних мощностях, а с 2023 года запустила собственный цех полного цикла. «Фанагория» делает этот продукт методом холодного отжима.

«При таком способе температура процесса не превышает 45 °C, что позволяет сохранить максимум полезных веществ. Из отходов производят биогумус – органическое удобрение из остатков семян после отжима», – добавляет Дмитрий Руссо.

«Спрос на масло виноградной косточки в России все еще находится на стадии формирования. Потребитель только начинает знакомиться с преимуществами товара, в котором, например, содержание витамина Е, отвечающего за здоровье кожи и волос, в девять раз больше, чем в оливковом», – отмечают в «Фанагории». Компания запланировала масштабирование выпуска продукта с перспективой экспорта. 

«Абрау-Дюрсо» с 2020 года тоже производит масло из собственного виноградного сырья. Технологии не уступают тем, что применяют в Европе, указывает Дмитрий Руссо.

Фото: © пресс-служба винодельни «Фанагория»

Фото: © пресс-служба винодельни «Фанагория»

Выжимка наводит красоту

Само масло может стать частью косметики. Из него делают эмолент – основу уходовых средств, которая не представляет опасности при нанесении на кожу, работает как увлажнитель и антиоксидант.

Для применения масла в качестве косметического компонента его необходимо рафинировать и дезодорировать. Мощностей по дезодорации в Крыму нет, поэтому все процессы проводят на предприятиях Краснодарского края, объясняет генеральный директор компании «Крымская Роза» Иван Гладун. 

«Косметика очень чувствительна к качеству сырья и его уровню очистки. Если использовать масло без обработки, то оно может прогоркнуть, изменить аромат средства красоты, давать другие неприятные последствия», – добавляет эксперт. 

В кожице ягод содержится ресвератрол и проантоцианидины – одни из самых известных активных веществ в «винной косметике». Например, крымские ученые научились получать ресвератрол также из побегов лозы, добавляет Иван Гладун. 

В экстракте из красного вина и выжимки содержится значительное количество полифенолов с выраженной антиоксидантной, ферментно-ингибирующей и противовоспалительной активностью. Молотую косточку, оставшуюся от производства масла, применяют как натуральный эксфолиант в скрабах.

Французский бренд Caudalie, созданный на базе семейного винодельческого поместья Château Smith Haut Lafitte, стал создателем направления «винная терапия» в индустрии красоты. В 1999 году компания на территории собственного замка открыла первый в мире спа Vinothérapie. Бренд использует сырье после прессования винограда и экстракты, разделяя их в лаборатории на изолированные высокотехнологичные молекулы; продукция защищена международными патентами.

От косметики до шоколада: как виноградные отходы превращаются в ценный продукт

Фото: © Caudalie

Винную косметику производят и в России. Так, «ФитСтайл Эко» (ТМ «Анапская косметика») получает сырье от разных винодельческих предприятий, но преимущественно работает с «Фанагорией». В свою очередь, фирма выпускает для «Фанагории» косметику под линейкой Touché Soleil.

«Спрос на “винную” косметику растет вместе со знанием потребителя о функциях активного ингредиента. Это раньше хватало пометки “натуральная косметика”, а теперь покупатель разбирается в антиоксидантах и полифенолах», – говорит гендиректор «ФитСтайл Эко» Анастасия Вдовина. В «Фанагории» добавляют, что планируют расширить линейку косметических средств.

Химик-технолог компании Kimax Кирилл Гаврилов указывает на экономическую выгоду производства уходовых средств из виноградного сырья: рентабельность направления обусловлена высокой добавленной стоимостью. «Сами выжимки крайне дешевые, а их объемы производства ежегодно стабильные и высокие», – объясняет эксперт.

В СКФНЦСВВ тоже предлагают на базе ягодного сырья создавать уходовые средства. Здесь разработали состав косметического пилинга, содержащий АНА-кислоты. «Продукт способствует стимуляции выработки коллагена, отбеливанию кожного покрова, отшелушиванию рогового слоя за счет входящих в его состав альфа-гидроксикислот: винной, яблочной, янтарной, молочной», – рассказывает Дмитрий Руссо.

Потенциал винограда в косметике не раскрыт, хотя и используется множество компонентов, даже стволовые клетки винограда. Однако применяются они в небольшом количестве, говорит Иван Гладун. 

«Чтобы увеличить потенциал, необходимы значительные вложения в организацию этого высокотехнологичного производства. Глубокая переработка полифенолов и других компонентов в России нужного масштаба еще не достигла. По этой причине косметическая промышленность в стране использует в основном импортные компоненты, преимущественно производства Италии и Испании», – объясняет эксперт.  

Фото: © пресс-служба компании «Крымская Роза»

Фото: © пресс-служба компании «Крымская Роза»

Второй отжим для напитков

Множество исследований и разработок связано с производством напитков или ингредиентов для них. Только в СКФНЦСВВ создали несколько технологий для превращения виноградных выжимок в компоненты для напитков.

Традиционно основной способ переработки сырья – это дистилляция, в результате которой получают спиртные напитки – разновидности виноградной выжимочной водки.

В Италии это граппа, во Франции – марк, в Испании – орухо (бывают варианты не только из винограда), в Португалии – багасейра, в Германии и Австрии – трестер, на Кипре – зивания (часто с добавлением трав или без выдержки), в Греции – ципуро (иногда с анисом) или цикудья (критский вариант без аниса), в Латинской Америке и Чили – агуардиенте (крепкий спирт разного происхождения, не только из выжимок). «В России производят виноградную водку чачу. Выпуск налажен на предприятиях “Фанагория”, “Коньячный завод “Темрюк”, “Винный дом Фотисаль”, “Кизлярский коньячный завод” и других», – добавляет Дмитрий Руссо.

От косметики до шоколада: как виноградные отходы превращаются в ценный продукт

Фото: © Андрей Ковалев

В СКФНЦСВВ разработали способ производства виноградных пищевых волокон для виноделия. «Применение виноградных пищевых волокон позволило сократить расход дрожжей, ускорить осаждение дрожжевых клеток, облегчить фильтрацию виноматериала и снизить дозу оклеивающих веществ. В итоге потери виноматериала снизились на 2,5-3,0 дал на каждые 1000 дал, что в условиях апробации дало экономический эффект 3216 рублей на 1000 дал», – объясняет Дмитрий Руссо.

Еще одна технология центра позволяет получить активированные угли путем глубокого пиролиза без карбонизации предварительно высушенных выжимок и/или дрожжевых осадков. Готовый продукт можно применять для обработки вин, чтобы снизить концентрации летучих кислот, ацетоина и ацетальдегида.

«Также получены экстракты красных выжимок винограда. С их помощью можно моделировать цвет и повышать биологическую ценность алкогольных напитков, улучшать их органолептические показатели. Исследования стали частью диссертационной работы и в настоящий момент продолжаются», – добавляет Дмитрий Руссо.

Сейчас научный центр «Виноделие» проводит исследования по производству экстрактов выжимок винограда в качестве сырья для виноградосодержащих и ликеро-водочных изделий. Раньше в отрасли выжимку не признавали ингредиентом. При успешном завершении научной работы предприятия смогут предсказуемо перерабатывать такое ягодное сырье и получать продукт со стабильными, заданными характеристиками (вкус, крепость, состав и т. д.), объясняет Дмитрий Руссо.

Ученые СКФНЦСВВ дополнительно предлагают на основе микробной биотрансформации экстрактов выжимок винограда производить функциональные безалкогольные напитки. Исследования легли в основу диссертационной работы и прошли производственную апробацию на базе «Райпищекомбината “Славянский”».

От косметики до шоколада: как виноградные отходы превращаются в ценный продукт

Фото: © Андрей Ковалев

Выжим с огоньком

Еще одно применение виноградных выжимок – производство биотоплива. В КубГТУ для этого предложена комплексная переработка сырья для получения цилиндрических гранул – пеллет.

«Пеллеты отличаются низкой зольностью и невысоким содержанием серы, а теплота сгорания сопоставима с некоторыми видами ископаемого топлива. Более того, зола, содержащая калий и фосфор, после сжигания может использоваться как удобрение. Внедрение технологии позволит решить экологические, энергетические и экономические проблемы одновременно», – объясняет Светлана Калманович.

В СКФНЦСВВ предлагают использовать выжимки как удобрение и без сжигания. Здесь разработали технологию, при которой готовится компост с продуктами переработки винограда. На нее получен патент, а этот способ внедрен на агрофирме «Южная» в 2020 году.

Подобные проекты ведут и зарубежные компании. Так, TotalEnergies создала биотопливо на основе этанола, осадка от вина (винного камня) и выжимки. Этим топливом заправляли болиды на гонке «24 часа Ле-Мана». Целью исследования было сокращение выбросов углекислого газа. Авторы технологии заявляли о снижении вредных выбросов на 65%, а в перспективе возможно их сокращение до 95% по сравнению с дизелем.

На заводе Distillerie Bonollo Umberto в Италии, производящем граппу, в 2023 году за 2 млн евро открыли предприятие по производству биометана. Сырьем служит виноградный жмых, оставшийся после производства выжимочной водки. Еще 500 тыс. евро потратили на прямое подключение к сетям Italgas, чтобы поставлять произведенное топливо. Компания планировала реализовывать в сеть до 2,5 млн кубометров газа в год.

От косметики до шоколада: как виноградные отходы превращаются в ценный продукт

Фото: © Distillerie Bonollo

Сельскохозяйственный кооператив Caviro, объединяющий 28 виноделен и 11 000 виноделов в Италии, через дочернюю компанию Caviro Extra и совместное предприятие с Hera Group ежегодно отправляет около 266 тыс. тонн сырья на анаэробное сбраживание для производства биогаза.

Caviro полностью самообеспечена энергией, а более 50% произведенной возобновляемой энергии продается в национальную сеть. Кроме того, в процессе изготовления топлива получают углекислый газ и продают его пищевой промышленности для газирования напитков.

Дополнительно фирма использует 46 тыс. тонн сырья для компостирования, а также получает около 50 тыс. тонн натурального удобрения ежегодно.

Похожего подхода придерживается и российская компания «Фанагория»: здесь полный цикл переработки виноградных отходов заложен в ESG-стратегию предприятия. Всю мезгу направляют не только на получение виноградных дистиллятов и масла: оставшийся после отжима жмых перерабатывают в биогумус. Затем это органическое удобрение возвращают на виноградники, замыкая производственный цикл.  

Фото на обложке: © Архив SWN.


Подпишитесь на нашу рассылку

Подпишитесь на рассылку

E-mail рассылка

Каждый понедельник мы присылаем лучшие материалы недели

Вы подписаны!
Спасибо за подписку!

Читайте также

SWN