Брожение виноградного сока. Остановка не по требованию, или Почему вино перестало бродить, не забродило или бродит плохо

Спиртовое брожение Сахаров сусла под действием ферментов дрож­жей - это основной процесс при производстве пива. При брожении происходит изменение химического состава сусла и превращение его в ароматный вкусный напиток - пиво.

В зависимости от вида применяемой чистой культуры дрожжей и температуры в сусле проходит верховое или низовое брожение. Вер­ховое брожение сусла проводят при 12- 15°С, низовое при 5-ТС. Наиболее распространено низовое брожение. Различают две стадии брожения: главное брожение и дображиьание. При главном броже­нии, когда сбраживается основная масса Сахаров пивного сусла, получают молодое пиво, которое представляет собой мутную жид­кость со своеобразными ароматом и вкусом. При дображивании мо­лодого пива с пониженной температурой (О-2"С) происходит мед­ленное сбраживание оставшегося в нем экстракта, осветление, со­зревание пива и насыщение его диоксидом углерода. Главное брожение проводят при атмосферном давлении в течение 7-10 су­ток, а дображивание - под избыточным давлением 0,04-0,07 МПа в течение 18-90 суток.

Помещение, где находятся бродильные аппараты, называют це­хом брожения, а закрытые аппараты для дображивания располагают­ся в цехе дображивания.

Разделение процесса брожения пивного сусла на две стадии, ха­рактеризуемые разной температурой, обусловлено, главным обра­зом, низким уровнем развития холодильной техники в этой области и затруднениями поддержания указанных температур.

В настоящее время применяется технология брожения и добра­живания сусла в одном аппарате цилиндроконической формы. Со­вершенная система охлаждения к хорошая тепловая изоляция ап­паратов дают возможность легко поддерживать заданную темпера­туру во время всего процесса.

При брожении большое значение имеют первоначальный со­став сусла (содержание в нем сбраживаемых Сахаров, несбражива­емых углеводов, азотистых веществ, фосфатов, неорганических солей и др.) и дрожжи.

Для брожения применяют специальные расы чистых культур пивных дрожжей, которые должны обладать высокой бродильной активностью (бродильная активность - способность дрожжей воз­буждать спиртовое брожение), способностью к оседанию (при этом происходит осветление пива, вызываемое оседанием дрожжей на дно бродильного аппарата), приданию пиву характерного аромата и мягкого вкуса.

Пивные дрожжи

Строение дрожжевой клетки. Дрожжи - одноклеточные организ­мы, относящиеся к классу сумчатых грибов. Форма дрожжевых кле­ток бывает овальной, эллиптической, округлой.

Дрожжевая клетка (рис. 65) имеет клеточную стенку 1, под которой располагается цитоплазматическая мембрана. Цитоплазма-тическая мембрана обладает избирательной проницаемостью, ока­зывая влияние на обмен веществ между клеткой и окружающей средой. Например, молекулы аминокислот и глюкозы проникают через мембрану быстрее, чем ионы металлов, которые меньше по размеру. Внутри дрожжевой клетки содержится круглое или оваль­ное ядро 2, окруженное двойной мембраной. Ядро необходимо для реализации процессов обмена веществ, обеспечивающих рост и размножение дрожжей.

Основой клетки является цитоплазма 3, представляющая собой вязкую жидкость, где осуществляется спиртовое брожение. Здесь же находятся структурные элементы клетки: вакуоль 4, митохонд­рии 5, рибосомы 6. Митохондрии - это очень мелкие частицы кап­леобразной формы, в которых происходят процессы, связанные с окислительным обменом веществ. Рибосома представляет собой мем­бранную структуру, где происходит синтез белка. Вакуоли - поло­сти, наполненные клеточным соком и отделенные от цитоплазмы мембраной. В них находится метахроматин - запасное питательное вещество.

Величина дрожжевых клеток зависит от их физиологического состояния, возраста, а также состава сусла. Большинство клеток пивоваренных дрожжей имеют длину 9-11 и ширину 5-7 мкм.

Химический состав дрожжей зависит от расы, физиологического состояния дрожжей и состава питательной среды. Прессованные дрож­жи содержат около 30% сухих веществ и 70% воды. В сухих веществах дрожжей со­держится 90-95% органических веществ и 5-10% неорганических веществ. Среди органических веществ имеются белки и азотсодержащие вещества - 54-56%, уг­леводы (24-40%), жиры (2-3% к массе сухих веществ). Основная часть углево­дов дрожжей представлена гликогеном (запасное вещество), сходным по хими­ческому строению с амилопектином крах­мала. Среди неорганических веществ при­мерно половина солей фосфорной кис­лоты и 1/3 калия.

Рис. 65. Строение В золе дрожжей содержится (%): Р 2 0 5 -

дрожжевой клетки 47-53; К/) - 28-40; СаО - 0,4-11,3;

MgO - 3,0-7,4; SiO 2 ~ 0,28-0,73; SO 3 - 0,09-0,74; Cl - 0,10-0,65. Кроме того, в небольшом количестве имеются соединения S, Zn, Mn, Cu, Fe.

Фосфорные соединения имеют большое значение в обмене ве­ществ дрожжевых клеток, так как входят в состав промежуточных продуктов спиртового брожения, а калий активно участвует в пост­роении молекул белков и углеводов. Дрожжи богаты витаминами группы В, содержат эргостерин (провитамин D) и др. В дрожжах содержатся различные ферментные системы, участвующие в процес­сах гидролиза и синтеза, а также в процессах брожения и дыхания.

Стадии роста дрожжей. Ростом дрожжей называют увеличение числа их клеток, т. е. размножение. Дрожжевые клетки при нормальных условиях размножаются почкованием. Материнская клетка образует почку, которая вырастает в дочернюю клетку. При недостатке пита­тельных веществ или при других неблагоприятных условиях внутри клетки появляются перегородки, и клетка распадается по этим пере­городкам, образуя споры. В среде с хорошими условиями питания споры прорастают и образуют новые дрожжевые клетки. Пивное сус­ло содержит все необходимые вещества для размножения клеток, поэтому при сбраживании сусла дрожжи размножаются только поч­кованием, не образуя спор.

После введения дрожжей в сусло наблюдаются их количествен­ные и качественные изменения. Количество дрожжей увеличивается в несколько раз, однако, их концентрация в диспергированном со­стоянии вначале увеличивается, достигая максимальной величины, а затем снижается.

Размножение дрожжей при сбраживании пивного сусла прохо­дит в несколько этапов. На кривой роста (рис. 66) можно выделить 4 фазы.

Время Рис. 66. Стадии развития дрожжей

В начальной фазе, называ­емой латентной или лаг-фа­зой (задержка роста), дрож­жи приспосабливаются к но­вой среде и подготавливаются к размножению. Згу фазу ус­ловно можно разделить на две части: фазу действительного покоя, когда клетки приспо­сабливаются к среде, и фазу постепенного начала размно­жения. Продолжительность латентной фазы для пивных дрожжей 1-1,5 суток. В ней клетки увеличиваются в объе­ме и удлиняются, растет доля почкующихся клеток.

При следующей фазе, называемой логарифмической, скорость раз­множения дрожжей максимальная, все клетки активны и находятся в бродящей среде во взвешенном состоянии.

После логарифмической фазы наступает стационарная фаза, ког­да размножение дрожжей замедляется, при этом скорость размноже­ния и скорость отмирания уравновешиваются, в результате чего чис­ло клеток остается без изменения.

Последняя фаза, называемая фазой затухания, характеризуется снижением активности клеток, что обусловлено уменьшением мас­сы питательных веществ и увеличением количества продуктов об­мена. Размножение прекращается, клетки отмирают и оседают на дно бродильного аппарата.

В живой дрожжевой клетке жизнедеятельность поддерживается различными биохимическими процессами, а при ее отмирании со­гласованность этих процессов нарушается и начинается автолиз, т. е, распад составных частей клетки под действием собственных фер­ментов. При этом структура клеток нарушается, активность одних ферментов повышается, других ослабевает. Например, гидролити­ческие ферменты активизируются, а действие ферментов дыхания и брожения прекращается. При автолизе дрожжей происходит рас­пад белковых веществ, углеводов, жиров, органических фосфор­ных соединений; образуются низкомолекулярные продукты распа­да, которые диффундируют через стенки клеток в пиво и изменя­ют его вкус. При незначительном автолизе появляется слабый дрожжевой привкус, а при сильном автолизе - горький посторон­ний вкус. Выделяемые при автолизе азотистые вещества могут быть причиной коллоидного помутнения пива.

Расы пивных дрожжей. В пивоваренном производстве используют только культурные дрожжи, которые относятся к семейству Saccharomycetaceae и роду Saccharomyces. Различают дрожжи низо­вого брожения и дрожжи верхового брожения. Дрожжи верхового брожения относят к виду Saccharomyces cerevisiae, дрожжи низово­го брожения первоначально были отнесены к виду Sacch. carlsbergensis, затем Sacch. uvarum или к Sacch. cerevisiae. Но в насто­ящее время пивовары-практики продолжают считать низовые дрожжи относящимися к виду Sacch. carlsbergensis.

Первоначально были известны дрожжи верхового брожения, так как брожение проходило только при обычной температуре (в вино­делии, хлебопечении). Желая получить напитки, насыщенные диок­сидом углерода, стали проводить брожение при низких температурах. Под влиянием изменившихся внешних условий и были получены дрожжи низового брожения с определенными свойствами.

В пивоваренном производстве применяют разновидности дрож­жей, отличающихся друг от друга одной или несколькими осо­бенностями. Их получают из одной клетки. Такие культуры назы­вают расами (штаммами).

Дрожжи верхового брожения в процессе интенсивного брожения всплывают на поверхность сбраживаемой жидкости, накапливаются в виде слоя пены и остаются в таком виде до конца брожения. Затем они оседают, образуя весьма рыхлый слой на дне бродильного аппа­рата. По своей структуре эти дрожжи относится к пылевидным дрож­жам, не слипающимися между собой, в отличие от хлопьевидных низовых дрожжей, оболочки которых клейкие, что приводит к сли­панию (агглютинации) и быстрому осаждению клеток.

Дрожжи низового брожения не переходят в поверхностный слой пива - пену, а по окончании брожения быстро оседают и образуют плотный слой на дне бродильного аппарата-

Флокуляция - это объединение дрожжей в рыхлые хлопьевидные агрегаты. В пивоварении под флокуляцией понимают обратимую аг­регацию дрожжевых клеток, которая зависит как от свойств расы дрожжей, так и от состава, концентрации, температуры сусла.

После образования дрожжами хлопьев начинается физический процесс седиментации - оседание под действием сил тяжести.

Способность дрожжей к хлопьеобразованию (флокуляции) имеет большое значение для технологии сбраживания пивного сусла, так как способствует ускорению осветления пида и облегчает съем дрож­жей из бродильного аппарата после брожения с последующим по­вторным использованием их в качестве семенных дрожжей. Низкая температура при брожении, кислотность среды (рН 4-4,4) содей­ствуют хлопьеобразованию.

Реакция среды сильно влияет на свойства дрожжей. Например, в кислой среде при рН менее 3 и в щелочной среде при рН более 8 хлопьевидные дрожжи становятся пылевидными. Хлопьевидные дрожжи по сравнению с пылевидными имеют более крупные клет­ки, меньше подвержены автолизу, дают больший прирост биомас­сы, обладают меньшей бродильной активностью, образуют меньше диацетила и высших спиртов в пиве, что положительно сказывает­ся на его качестве.

Дрожжи низового брожения отличаются от дрожжей верхового брожения тем, что они полностью сбраживают рафинозу, имеют оптимальную температуру для роста 25-27°С и минимальную 2-3°С, а при 60~65°С - отмирают. Максимальное размножение низовых дрож­жей происходит при рН 4,8-5,3. Кислород, растворенный в сусле, способствует размножению дрожжей, в то время как продукты бро­жения (этиловый спирт, диоксид углерода, высшие спирты, аце-тальдегид, кислоты), а также повышенная концентрация сахара уг­нетают развитие дрожжей.

Пивные дрожжи должны отвечать следующим требованиям: бы­стро сбраживать сусло, придавать пиву чистый вкус и приятный аромат, активно образовывать хлопья, осветляя таким образом пиво входе брожения.

Бродильную активность дрожжей определяют по степени сбражи­вания сусла. Степень сбраживания { V) - это показатель, выражен­ный в процентах, характеризующий отношение массы сброженного экстракта (Е-е) к массе сухих веществ в начальном сусле (Е):

V = flOO(E-e)]/E, где е - содержание экстрактивных веществ в пиве, % к массе пива.

По степени сбраживания дрожжи делятся на сильно- или высоко­сбраживающие (степень сбраживания 90-100%), среднесбраживаю-щие (80-90%), слабо- или низкосбраживающие (менее 80%).

К сильносбраживающим относятся дрожжи рас: 11, f-чешская, 34, 308, 129, Ф-2, 8аМ, 70. Дрожжи расы 11 сразу начинают сбра­живать мальтозу (в отличие от других дрожжей, которые сначала сбраживают глюкозу), не требовательны к качеству сырья, хорошо оседают, пиво характеризуется полным вкусом. Дрожжи расы f-чешская хорошо осветляют пиво, придают ему приятный аромат, устойчивы к инфекции и автолизу. Дрожжи штамма 8аМ имеют высокую бродильную активность, повышенный коэффициент раз­множения, хорошо оседают, а дрожжи штамма Ф-2 способны сбра­живать мальтотетрозу и низкомолекулярные декстрины, поэтому глубоко выбраживают сусло. Использование дрожжей этих двух рас дает возможность сократить длительность главного брожения с 7 до 5 сут и получить пиво с хорошим вкусом. Дрожжи расы 34 быстросбраживающие, но прихотливы к качеству сырья. Также по­вышенные требования к сырью у дрожжей расы 308. Пиво, сбро­женное дрожжами рас 8аМ, 11, f-чешская, более устойчиво к хо­лодному помутнению.

К среднесбраживающим относятся дрожжи рас 776,41,44, S-львов-ская, Р (получена из Чехии), А (выделена на рижском пивоваренном заводе «Алдарис»), гибрид 131-К. Дрожжи расы 776 неприхотливы к сырью, их можно использовать для приготовления пива с примене­нием несоложеных материалов. Готовое пиво имеет удовлетворитель­ный вкус, резкую хмелевую горечь. Дрожжи рас 41, 44, S и Р обладают хорошей способностью оседания, вкус пива получается чистым, мягким. Дрожжи расы 44 дают возможность получать хоро­шее пиво при применении воды повышенной жесткости. Дрожжи расы А хорошо осветляют пиво, устойчивы к инфекции.

Дрожжи расы 131-К не сбраживают сахарозу, лактозу и рафи-нозу и используются только для приготовления темных сортов пива со сладким вкусом.

Для темных и специальных сортов, вырабатываемых на некото­рых минипивоваренных заводах, и для домашнего приготовления рекомендуется применять дрожжи верхового брожения.

Для сортов пива с повышенной массовой долей сухих веществ в начальном сусле следует использовать расы 8аМ, 11,41 и S-Львове -кая для сортов с концентрацией СВ в сусле 18% и дрожжи расы 11 для 22%-ного.

Хранят дрожжи чистой культуры в стерильных пробирках на ско­шенном охмеленном сусло-агаре при температуре 4°С и пересевают раз в полгода.

Следует учитывать, что дрожжи могут быть кислородзависимы-ми и кислороднезависимыми, то есть их жизнедеятельность зависит или не зависит от количества растворенного в сусле кислорода. На­пример, дрожжи 11-й расы кислороднезависимые, 776-й - средне-кислородзависимые, а для дрожжей штамма 8аМ требуется допол­нительная аэрация сусла.

Активность дрожжей зависит от состава сусла, содержания солей в воде, поэтому на разных заводах пиво, полученное с применением одних и тех же дрожжей, имеет разный вкус.

Требования, предъявляемые к качеству дрожжей, не всегда удов­летворяются одной расой, поэтому иногда в производстве применя­ют смесь рас или редут брожение сусла отдельно на разных расах, а затем смешивают молодое пиво.

Разведение дрожжей чистой культуры. Под разведением понимают увеличение массы дрожжей в количестве от массы в одной пробир­ке до массы маточных дрожжей, необходимой для внесения в бро­дильный аппарат.

Весь процесс разведения состоит из двух стадий: лабораторной (разведение дрожжей в микробиологической лаборатории) и цехо­вой (разведение в отделении чистой культуры).

Лабораторная стадия состоит из нескольких последовательных пересевов. Вначале чистую культуру из пробирки пересевают на сте­рильное охмеленное сусло с массовой долей СВ 11-13% через каж­дые 34-36 ч, затем проводят пересев дрожжей со стерильным сбро­женным суслом на новое стерильное сусло, объем которого от пере­сева к пересеву увеличивается в несколько раз: 20 см э -»100 см 3 -» -»500 см 3 -»2,5 дм 3 . На первой стадии температура 20-23°С, затем 8- 10°С. Лабораторная стадия заканчивается сбраживанием 6-10 дм 3 сус­ла в медной колбе Карлсберга в течение 5-6 суток при 7-8°С,

Цеховая стадия - это разведение дрожжей на стерильном охме­ленном пивном сусле в специальных аппаратах.

На рис. 67 приведена установка для разведения чистой культуры дрожжей в цехе.

Установка состоит из стерилизатора 4, двух бродильных цилинд­ров 3, число которых изменяется в зависимости от количества ис­пользуемых дрожжей, резервуара для предварительного брожения 1 и сосуда 2 для посевных дрожжей.

Стерилизатор и резервуар предварительного брожения оборудова­ны змеевиками для нагревания и охлаждения сусла, воздушными фильтрами и контрольно-измерительными приборами.

Бродильные цилиндры имеют сосуды для посевных дрожжей вме­стимостью 10дм 3 .

Стерилизатор 4 предназначен для кипячения сусла (стерилиза­ции) и последующего его охлаждения, бродильный цилиндр 3 - для

Рис. 67. Установка для разведения чистой культуры дрожжей

первой стации размножения дрожжей, резервуар предварительного брожения 1 - для стерилизации и охлаждения сусла, а также прове­дения второй стадии размножения чистой культуры. Температура воз­духа в отделении чистой культуры поддерживается 8-9"С.

Разведение чистой культуры происходит следующим образом. В стерилизатор 4 из сусловарочного аппарата набирают горячее охме­ленное сусло, кипятят его в течение 1 ч и охлаждают до 8°С. Затем с помощью сжатого стерильного воздуха охлажденное сусло пода­ют в бродильный цилиндр 3, куда через специальный кран из мед­ной колбы Карлсберга вводят чистую культуру и сбраживают сусло в течение 3 сут. При этом дрожжи размножаются, масса их увеличи­вается. К концу третьих суток резервуар предварительного броже­ния 1 заполняют суслом, которое тоже нагревают до кипения, а затем охлаждают. Часть чистой культуры из бродильного цилиндра 3 отбирают на хранение в сосуд 2 для посевных дрожжей, где оно хранится до следующей разводки, а основную часть перекачивают в резервуар 1, где осуществляют предварительное брожение при 8°С в течение 3 суток.

В следующих циклах разведения дрожжи для посева в стерильное сусло, находящееся в бродильном цилиндре 3, берут из сосуда 2. Процесс разведения чистой культуры в установке повторяют много­кратно до обнаружения в дрожжах посторонней микрофлоры.

Сбраживаемую массу из резервуара 1 перекачивают в специаль­ный аппарат для предварительного брожения, в котором процесс накопления биомассы дрожжей осуществляют с доливом. Для этого после активного разбраживания, когда дрожжи находятся во взве­шенном состоянии, к бродящему суслу добавляют свежее сусло, уве­личивая общий объем вдвое.

При отсутствии на предприятии аппарата для разведения чистой культуры используют оборудование бродильного цеха.

Дрожжерастильные аппараты перед началом работы стерилизуют паром в течение 30 мин под давлением 0,15-0,17 МПа. Воздух, по­ступающий в стерилизатор и цилиндры для брожения, должен про­ходить через воздушные стерильные фильтры.

Главное брожение

Условия главного брожения. В бродильном цехе высота потолков 4,8 или 6 м; полы, потолки, стены для снижения потерь холода покрыты теплоизоляционным материалом. Если бродильные аппараты устанав­ливают в несколько ярусов, то высота помещения увеличивается. Тем­пература воздуха в цехе должна быть около 6"С, влажность - не более 75%, количество диоксида углерода - не более 0,1 %.

Охлаждение воздуха в бродильном цехе осуществляют с помо­щью воздухоохладителей, установленных в цехе или в отдельном помещении. Воздухоохладитель представляет собой батарею, в кото­рой циркулирует холодный рассол. Воздух из цеха брожения отбира­ется вентилятором, подается на воздухоохладители и охлажденным снова возвращается в цех. Этот способ обеспечивает постоянную тем­пературу в цехе и хорошую вентиляцию.

По другому способу воздух охлаждают посредством ребристых или глажотрубных холодильников, подвешенных в цехе к потолку. Б этом случае в помещении устраивается приточно-вытяжная вентиляция, необходимая для удаления влаги и выделяемого при брожении диок­сида углерода.

Главное брожение проводят в открытых и закрытых бродильных аппаратах. Бродильные аппараты изготовляют прямоугольной или цилиндрической формы.

При применении прямоугольных аппаратов площадь цеха исполь­зуется наиболее полно. В боковой стенке прямоугольного аппарата на высоте 10-15 см от дна имеется патрубок для слива молодого пива, а в днище - патрубок для удаления осевших дрожжей, внутри уста­новлен охлаждающий змеевик для отвода теплоты, выделяющейся при брожении.

В производстве наиболее широко распространены горизонтальные цилиндрические аппараты главного брожения (танки) (рис. 68).

Такой аппарат представляет собой герметичный цилиндричес­кий резервуар вместимостью до 50 м 3 , снабженный охлаждающим

Рис. 68. Горизонтальный бродильный аппарат

змеевиком. На нем имеется штуцер для присоединения пивных шлангов, кран 1 для наполнения и спуска пива, люк 2 для осмот­ра и мойки внутренней поверхности, кран 3 для отбора проб, штуцеры 4 и 6 для установки шпунт-аппарата и штуцер 7 для установки манометра, а также предохранительный клапан 5. Для обеспечения достаточного осветления молодого и готового пива аппараты для главного брожения изготовляют диаметром не более 2,4 м, а для дображивания - 3,6 м.

Вместимость одного аппарата подбирают с учетом объема сусла, получаемого от одного, двух и более заторов. Число аппаратов в цехе определяют в зависимости от числа варок затора в сутки и продол­жительности процессов главного брожения.

Процессы, протекающие при главном брожении. Большая часть эк­стракта сусла состоит из углеводов, из них около 75% сбраживается (сбраживаемые сахара). Часть экстракта - несбраживаемые веще­ства, к ним относятся декстрины, белки, минеральные вещества и др. При спиртовом брожении в сусле протекают биологические, био­химические и физико-химические процессы. Питательные вещества, поступающие в дрожжевые клетки из сусла, под действием фер­ментов превращаются в различные промежуточные продукты, рас­ходуемые на спиртовое брожение и рост дрожжей. Наиболее интен­сивное размножение дрожжей (биологический процесс) происхо­дит в начальной стадии сбраживания пивного сусла и заканчивается задолго до конца брожения.

Основным биохимическим процессом брожения является пре­вращение сбраживаемых Сахаров в результате культивирования дрожжей в этиловый спирт и диоксид углерода, описываемое урав­нением Гей-Люссака:

СН„О = 2С 3 Н,ОН + 2ССХ + 234,5 кДжДг/ммоль).
180,1 92,1 88

Из 180,1 г глюкозы можно получить 92,1 г этилового спирта и 88 г диоксида углерода. Но наряду с этими первичными продукта­ми часть сахара расходуется на образование побочных вторичных продуктов, в результате из сахара получается не 92,1 г, а пример­но 87 г этилового спирта.

Сахара сбраживаются в определенной последовательности, что обусловлено скоростью их проникновения в дрожжевую клетку. В первую очередь сбраживаются свободные фруктоза и глюкоза. Са­хароза предварительно гидролизуется ферментом fJ-фруктофурано-зидазой дрожжей до глюкозы и фруктозы. После фруктозы и глюко­зы дрожжи расходуют мальтозу, которая также под действием фер­мента сс-глюкозидазы превращается в легкосбраживаемую глюкозу. Мальтотриоза расходуется дрожжами медленно и не полностью. В сусле, богатом мальтозой, мальтотриоза почти не сбраживается. Около 2% Сахаров используется на построение дрожжевых клеток.

Этиловый спирт и диоксид углерода являются основными продук­тами спиртового брожения. Кроме того, в сусле накапливаются вто­ричные продукты брожения, образующиеся ю Сахаров: биомасса дрож­жей, глицерин, уксусный альдегид, уксусная, янтарная, лимонная и молочная кислоты, ацетоин; 2,3-бутиленкгликоль, диацетил. В каче­стве побочных продуктов брожения из аминокислот образуются выс­шие спирты, оказывающие влияние на аромат и вкус пива.

Вредное влияние на качество пива оказывают продукты броже­ния диацетил и ацетоин, которых много в молодом пиве. Диацетил придает пиву медовые запах и привкус, а ацетоин - затхлый при­вкус. При дображивании концентрация этих веществ резко снижает­ся их влияние на вкус и запах становится незначительным.

На букет пива влияют диацетил, высшие спирты, сложные эфи-ры, альдегиды, серосодержащие соединения.

В результате сбраживания Сахаров, преимущественно в аэроб­ных условиях, пивное сусло превращается в молодое пиво. Все образовавшиеся в нем продукты спиртового брожения участвуют в формировании специфического вкуса и аромата пива (букет пива). При дображивании, когда температура молодого пива снижается, в бродильном аппарате создается избыточное давление и условия брожения становятся близкими к анаэробным. Размножение дрож­жевых клеток в это время резко ограничено и сбраживаемые саха­ра расходуются преимущественно на образование спирта и диок­сида углерода.

Сбраживание сусла сопровождается изменением рН сусла: в моло­дом пиве рН 4,2-4,6, что обусловлено образованием из Сахаров ди­оксида углерода и органических кислот, преимущественно янтарной и молочной. Наибольшее снижение рН происходит на третий день брожения. Увеличивается титруемая кислотность пива.

Физико-химические процессы характеризуются изменением окис­лительно-восстановительного потенциала (гН г) rH^-lgfH^l, где Н 2 - молекула водорода, образовавшегося при диссоциации воды.

Быстрое снижение гН 2 объясняется тем, что при брожении в сусле происходит уменьшение концентрации продуктов окисления и на­копление продуктов восстановления. В охлажденном сусле гН 2 больше

20, а в период интенсивного брожения, когда дрожжи потребляют весь растворенный кислород, на обменные процессы внутри клетки, значение гН 2 снижается до минимума, достигая 10. Кроме того, вы­деляющийся при брожении диоксид углерода вытесняет из сусла кис­лород, что также снижает интенсивность окисления.

В закрытых бродильных аппаратах гН 3 пива ниже, чем в откры­тых, где кислород, хотя и слабо, но проникает через тонкий слой пены. Чем ниже величина гН 2 в процессе брожения, тем выше качество получаемого пива. При высоких значениях гН 2 сусло и молодое пиво темнеют, вкус готового пива ухудшается, оно быс­тро мутнеет.

Для своего развития, роста и размножения дрожжи потребляют азотсодержащие соединения сусла (аммонийные соединения, амино­кислоты, несколько хуже дипептиды и в очень незначительном ко­личестве трипептиды). При этом 40-45% азота они поглощают, а 1/3 от потребленного азота выделяют в окружающую среду. В результате меняется состав азотистых веществ сбраживаемого сусла.

При сбраживания сусла растворенные белковые вещества частич­но денатурируют, а затем флокулируют (слипаются) и осаждаются. Во время главного брожения, в результате осаждения белка и усвое­ния дрожжами азотистых веществ, содержание их в сбраживаемом сусле уменьшается примерно на 1/3,

При брожении осаждаются также полифенольные вещества. Обра­зование этилового спирта, эфиров, снижение рН способствуют коа­гуляции высокомолекулярных соединений сусла.

Диоксид углерода, который образуется при брожении, сначала ра­створяется в сбраживаемом сусле, а потом (после насыщения им сус­ла) начинает выделяться в виде пузырьков, на поверхности которых адсорбируются поверхностно-активные вещества (белки, пектин, хме­левые смолы). Пузырьки газа, покрытые слоем этих веществ, слипа­ются и образуют на поверхности сусла слой пены. В определенный период брожения внешний вид пены приобретает форму завитков, которая характеризует определенную стадию брожения.

При брожении цветность сусла для светлых сортов пива заметно уменьшается, а для темных сортов - изменяется меньше. Снижение цветности объясняется тем, что часть красящих веществ выводится с пеной, часть окисленных полифенольных веществ восстанавливает­ся, а уменьшение рН при брожении снижает интенсивность цветно­сти пива (проявляются индикаторные свойства красящих веществ).

В процессе брожения уменьшается содержание изогумулонов из-за их адсорбции дрожжами, а также вследствие того, что они частично выводятся пузырьками диоксида углерода в пену.

При брожении примерно на 1/3 уменьшается содержание полифе­нольных веществ.

Ведение главного брожения. Это операции, связанные с регулиро­ванием условий процесса (температура, продолжительность броже-

ния, степень сбраживания, введение чистой культуры дрожжей). Ос­новное влияние на брожение оказывают применяемые расы дрож­жей, температура сбраживаемого сусла и бактериальная чистота.

Для брожения тгавното сусла принят метод низового брожения, связанный с применением рас дрожжей низового брожения. Эти дрож­жи хорошо сбраживают практически все сахара, кроме лактозы и декстринов и частично мальтотриозы. Температура сусла, при кото­рой вводят семенные дрожжи, называется установочной (начальной) температурой брожения и колеблется от 5 до 7°С.

Ведение главного брожения включает три основные технологи­ческие операции: наполнение бродильного аппарата охлажденным суслом, введение в сусло дрожжей и сбраживание его до получе­ния молодого пива. Дополнительными операциями являются сня­тие деки (тонкий слой опавшей коричневой пены), перекачива­ние молодого пива на дображивание, отбор и подготовка семен­ных дрожжей, мойка, дезинфекция и подготовка аппарата для следующего цикла.

Наполнение бродильного аппарата суслом и введение в сусло дрож­жей. Перед внесением в бродильный аппарат семенные дрожжи сме­шивают в отдельном сосуде с холодным пивным суслом из расчета 2-6 дм 3 сусла на 1 дм 3 дрожжей, перемешивают стерильным сжатым воздухом или мешалкой и оставляют на 1-3 ч для разбраживания при температуре около 6°С.

Перед заполнением аппарата суслом на входной патрубок аппа­рата надевают полый стакан для предотвращения попадания дрож­жей позже в аппараты дображивания. Холодное сусло (температура 5-7°С) принимают в подготовленный бродильный аппарат в таком количестве, чтобы оно покрыло его дно. После этого вводят бродя­щие дрожжи, перемешивают и заполняют аппарат суслом до пол­ной вместимости.

При наличии в бродильном цехе аппарата для предварительного брожения дрожжи подготовляют в нем в течение 18-24 ч на всю вместимость бродильного аппарата и вводят их во время спуска сусла первой варки из расчета 0,4-0,5 дм 3 (дрожжи расы Ф-2 в количестве 0,8-1 дм 3) на 10 дал всего сусла, затем доливают суслом следующих варок. При отсутствии аппарата предварительного брожения количе­ство вносимых дрожжей увеличивают до 0,5-0,6 дм 3 на 10 дал сусла. Заполнение бродильного аппарата считают законченным, когда в нем останется незаполненным около 10% его вместимости.

Сбраживание сусла. Главное брожение протекает в несколько ста­дий, которые различаются по внешнему виду поверхности сбражи­ваемого сусла, а также по изменению экстрактивности и степени осветления молодого пива.

В первой стадии брожения, называемой забелом, на поверхности бродящего сусла по периферии появляется полоса нежно-белой пены. Эта стадия продолжается 1-1,5 суток и характеризуется интенсив-

ным почкованием и размножением дрожжей. При этом экстрактив-ность сусла снижается от 0,2 до 0,5% в сутки; рН - на 0,15-0,2, температура поднимается на 0,2-0,3°С в сутки.

Вторая стадия брожения - период низких завитков характеризу­ется более интенсивным выделением диоксида углерода, образова­нием густой, компактной, поднимающейся пены, которая по внеш­нему виду представляет собой завитки красивой формы. Пена, вна­чале белая, постепенно темнеет из-за окисления хмелевых смол и частичного обезвоживания. Экстрактивность сусла в этой стадии сни­жается на 0,5-1% в сутки; рН в конце стадии становится 4,9-4,7 (при начальном 5,6); температура растет на 0,5-0,8°С в сутки. Про­должительность стадии 2-3 сут.

Третья стадия брожения - стадия высоких завитков характери­зуется наибольшей интенсивностью брожения, максимальной тем­пературой процесса. Убыль экстракта достигает 1-1,5% в сутки. Пена становится рыхлой, объемной, завитки достигают наибольшей ве­личины, верхние участки завитков имеют коричневый цвет, ниж­ние - белый, рН снижается до 4,6-4,4. Размножение дрожжей при­останавливается в связи с недостатком кислорода и уменьшением питательных веществ. Стадия длится 3-4 сут. В начале этой стадии сусло необходимо охлаждать.

В четвертой стадии, называемой стадией опадания завитков или формирования деки, пена опадает, исчезают завитки, в результа­те чего поверхность сусла покрывается тонким слоем деки. Опада­ние завитков продолжается 2 суток. Зкстрактивность сбраживае­мого сусла понижается на 0,5-0,2% в сутки. Прекращается раз­множение дрожжей и брожение.

Каждой стадии брожения соответствуют изменения химического состава сусла и определенная концентрация дрожжевых клеток. На­пример, при сбраживании сусла для пива с концентрацией началь­ного сусла 11% (Жигулевского) содержание дрожжевых клеток во взвешенном состоянии будет следующим

Стадия брожения Содержание дрожжевых клеток, млн/см 3

Исходное сусло 20-25

Забел 60-50

Низкие завитки 60-50

Высокие завитки 30-25

Формирование деки 16-5

Осветление 3,5-1,5

Для сусла с более высокой массовой долей сухих веществ число дрожжевых клеток в исходном сусле увеличивают до 30-40 млн./см 3 . По мере сбраживания и снижения рН сусла дрожжевые клетки покрываются слизистой пленкой из веществ, обладающих клеящими свойствами. Слипаясь между собой, они оседают на дно аппарата.

В хлопьеобразовании и оседании дрожжевых клеток важную роль играет их электрический потенциал. Во время размножения дрожжевые

клетки заряжены отрицательно, а к концу брожения, когда рН сусла снижается до 4,4-4,2, клетки приобретают положительный заряд. Бел­ковые частицы в сусле заряжены отрицательно, поэтому в конце глав­ного брожения они соединяются с дрожжевыми клетками, образуя агрегаты (крупные хлопья), что влечет за собой интенсивное выпаде­ние осадка. После оседания дрожжей брожение прекращается, и пиво становится более прозрачным. На этом процесс главного брожения счи­тают законченным. Полученный продукт называют молодым пивом.

При спиртовом брожении 1 кг сброженного сахара выделяет 560,8 кДж теплоты, что приводит к повышению температуры сусла. Для поддержания в сусле определенного температурного режима через змеевики, установленные внутри бродильных аппаратов, пропуска­ют охлажденную воду температурой 0,5-ГС. Вместо змеевиков иногда используют также холодильные пояса, приваренные снаружи к бо­ковым стенкам бродильного аппарата. Такая система охлаждения бо­лее удобна и экономична.

Наибольшая температура сусла достигается примерно на 3-й день брожения, и ее поддерживают на этом уровне 1-2 дня по возможно­сти без колебаний. Затем молодое пиво постепенно охлаждают со скоростью 1 °С в сут, так как дрожжи весьма чувствительны к резко­му понижению температуры.

Известно, что растворимость СО 2 увеличивается с понижением тем­пературы, поэтому, чтобы сохранить в молодом пиве максимально возможную концентрацию растворенного газа, температуру перед пе­редачей пива на дображивание снижают до 5-4°С. Содержание диок­сида углерода в молодом пиве обычно составляет охоло 0,2%.

При главном брожении большая часть экстрактивных веществ превращается в продукты брожения. Ход этого процесса контролиру­ют по степени сбраживания. Различают видимую и действительную степени сбраживания. Если содержание экстракта определяют в пиве в присутствии спирта и СО 3 , то это видимый экстракт. Используя его значение, вычисляют видимую степень сбраживания. Действи­тельную степень сбраживания находят по величине истинного содер­жания экстракта, которое определяют после удаления спирта и ди­оксида углерода пикнометрическим методом (по относительной плот­ности сусла или пива). Значение действительной степени сбраживания ниже, чем видимой и примерно равно У л = 0,81 У вид.

В целях регулирования процесса брожения по стадиям введено понятие «конечная степень сбраживания» (КСС), т.е. максимально возможная степень сбраживания. В процессе брожения конечная степень сбраживания не достигается, ее определяют в лаборатории завода. У светлых сортов пива видимая конечная степень сбражи­вания составляет 77-82%.

Молодое пиво, перекачиваемое в цех дображивания, должно со­держать около 1% сбраживаемого экстракта, чтобы при дображива-нии получить необходимое насыщение пива диоксидом углерода.

В готовом пиве нельзя оставлять много сбраживаемого экстракта. Чем меньше разница между степенью сбраживания готового пива и конечной степенью сбраживания, тем больше его биологическая стой­кость. Если между этими величинами имеется значительная разница, то микроорганизмы готового пива будут размножаться на сбражива­емых веществах готового пива и образовывать муть, снижая его био­логическую стойкость и вкусовые качества.

Процесс главного брожения длится около 7 суток с момента введения дрожжей для сортов пива с начальным содержанием экст­ракта в сусле II-13% и 8-10 сутдля сортов с большим содержани­ем экстракта. При сбраживании сусла с высоким содержанием экст­ракта повышается начальная и максимальная температура броже­ния, тогда увеличивают количество семенных дрожжей до 1 дм 3 на 10 дал сусла, используя дрожжи, начиная с третьей генерации. На­пример, сусло для пива концентрацией начального сусла 11 % (Жи­гулевское) сбраживают 7 суток, а для пива плотностью 20% (Ле­нинградское) - 11 суток.

Примерный температурный режим по суткам брожения следую­щий; для пива концентрацией начального сусла 11 %: первые сут 5°С; вторые 5,5; третьи 6,3; четвертые-пятые 7,5; шестые 6,5; седьмые сут­ки 4,5°С; для пива концентрацией 20%: первые сутки 7°С; вторые 8,5; третьи-восьмые 9; девятые 8,5; десятые 7; одиннадцатые сутки 5,5°С.

О ходе главного брожения в производстве судят по изменению (убыли) содержания экстрактивных веществ в сбраживаемом сусле. Количество их определяют один раз в сутки сахаромером.

На рис. 69 показано изменение видимого экстракта и приведены примерные температурные режимы главного брожения сусла: 11%-ного для Жигулевского, 13%-ного для Московского и 20%-ного для Ленинградского пива. Если начальная температура для Жигулевского

суг

Рис. 69. Изменение показателей в процессе

главного брожения -

температуры (кривые 1,2,3}

И видимого экстракта

(кривые 4,5,6) пива:

Ного

(Жигулевского);

Кого

(Московского);

Ного

(Ленинградского)

и Московского одинаковая (5°С), то в период интенсивного брожения температура сусла для Московского пива (кривая 2) выше и длитель­ность процесса на 1 сут больше, чем для Жигулевского пива.

В высококонцентрированном сусле для Ленинградского пива глав­ное брожение начинается при температуре 7°С, достигает максимума при 9°С, бродящее сусло выдерживают при этой температуре б сут, затем температуру снижают до 5,5°С. Продолжительность главного брожения этого пива 11 сутки (кривая 3).

В табл. 23 приведено содержание экстракта и спирта по суткам бро­жения в сусле для пива с концентрацией сусла 11% (Жигулевского).

Таблица 23

Время броже­ния, сут	Видимый экстракт по сахаро-меру, %	Действи­тельный экстракт, *	Спирт, %	Степень сбраживания, %	рН
видимая	действительная
До брожения	11,2	-	-	-	-	5,4
Первые		11,07	0,11	2,2	0,7	5,2
Вторые	10,1	10,45	0,47	10,2	7,1
Третьи	8,8	9,41	0,99	21,8	16,4	4,75
Четвертые	7,1	7,85	1,67	34,9	30,2	4,62
Пятые	5,6	6,65	2,27	50,2	40,9	4,63
Шестые	4,9	6,08	2,56	58,4	45,9	4,48
Седьмые	4,6	5,83	2,68	59,1	48,2	4,45
Восьмые	4,5	5,75	2,72		48,9	4,45

При производстве различных сортов пива главное брожение за­канчивают при определенном для каждого наименования видимом содержании экстракта в сбраживаемом сусле (по сахаромеру). Напри­мер, для Жигулевского пива 4,5-4, что соответствует видимой сте­пени сбраживания 59,1~63,б%; для Рижского пива соответственно 4,2-3,9 и 65-67,5%; для Московского пива 4,9-4,7 и 63,8-66,9%; для Российского пива 3,3-3,7 и 63-67%, для Юбилейного пива 5,5 и 67,6%. Видимая степень сбраживания для светлых сортов пива 59- 68%, для темных сортов - не выше 60%.

Перед передачей молодого пива на дображивание с поверхности пива, бродившего в открытых аппаратах, снимают деку, а в закры­тых аппаратах деку не снимают, так как из-за почти полного отсут­ствия процессов окисления пены образуется значительно меньше, чем в открытых аппаратах, и она не темнеет.

По окончании главного брожения молодое пиво температурой не более 5°С перекачивают в закрытые бродильные аппараты на добра­живание и созревание, а осевшие дрожжи отбирают в приемный сборник для промывания и подготовки к использованию в следую­щем цикле главного брожения.

Отбор и подготовка семенных дрожжей. Прирост массы дрожжей при брожении зависит от их количества, внесенного в сусло в начале брожения, от концентрации экстракта, температуры сбра­живания, содержания растворенного кислорода. С увеличением ко­личества вносимых дрожжей повышается скорость брожения, но снижается рост накопления их биомассы, которая в процессе бро­жения возрастает в 3-4 раза.

После перекачивания молодого пива на дображивание на дне ап­парата остается плотный осадок (осадочные дрожжи), который мож­но разделить на три слоя. Верхний слой коричневого цвета, состоит из легких дрожжевых клеток, осевших в конце брожения. Он содер­жит много мертвых клеток, посторонних микроорганизмов, а также осадок белковых веществ, хмелевых смол и др. Средний, более свет­лый слой, состоит из дрожжей, обладающих высокой бродильной активностью. Нижний слой темного цвета, в нем содержатся отмер­шие дрожжевые клетки и отстой.

Примерно половина осадочных дрожжей используется в последу­ющих циклах брожения в качестве семенных, а остальные дрожжи являются избыточными (товарными). В семенных дрожжах должно быть не более 5% мертвых клеток.

Дрожжи чистой культуры, осевшие на дно бродильного аппарата после первого цикла главного брожения, называют семенными дрож­жами первой генерации. Дрожжи, полученные после второго цикла глав­ного брожения, - семенными дрожжами второй генерации и т. д.

Семенные дрожжи собирают в приемный сборник, затем про­пускают через вибрационное сито для механического процежива­ния и отделения крупных хлопьев белковых веществ и хмелевых смол. Очищенные дрожжи направляют в сборник - монжю, для отстаивания в течение 4-5 ч, затем их непрерывно промывают водой температурой 1-2°С, перемешивая диоксидом углерода. После этого семенные дрожжи готовы к повторному использованию. Монжю представляет собой горизонтальную или вертикальную ем­кость, снабженную охлаждающей" рубашкой и устройствами для подвода воды и СО 2 .

Если семенные дрожжи хранят в дрожжевых ванночках, то после процеживания через вибрационное сито их заливают двух- или трех­кратным количеством охлажденной до 1-ТС воды и оставляют для отстаивания. Отстоявшуюся промывную воду, содержащую взвесь бел­ков и хмелевых смол, сливают. Осадок дрожжей вновь заливают во­дой, размешивают и отстаивают. Эту операцию повторяют 2-3 раза в сутки. Жидкие семенные дрожжи хранят не более 2 сут под слоем воды или пива, охлажденных до 1-2°С. Более длительное хранение приводит к снижению бродильной активности дрожжей.

Существует технология, по которой введение семенных дрожжей осуществляют (после проверки их микробиологической чистоты) в сусло без промывания водой.

Семенные дрожжи после отделения примесей, промывания водой и отстаивания представляют собой густую тестообразную массу, со­держащую до 12,5% сухих веществ. В 1 см 3 семенных дрожжей содер­жится около 400 млн дрожжевых клеток.

Годными для производства пива считают те дрожжи, в массе ко­торых под микроскопом в 50 полях зрения имеется не более двух посторонних микроорганизмов, а число клеток, окрашивающихся метиленовой синью (мертвые клетки), не превышает 10%.

При наличии большего количества посторонних микроорганиз­мов семенные дрожжи обработывают серной, фосфорной кислотой или персульфатом аммония. При обработке серной кислотой дрожжи разводят в три раза водой и добавляют 10%-ную серную кислоту до концентрации 0,2%. При этом хлопьевидные низовые дрожжи пере­ходят в пылевидное состояние. Для отделения примесей дрожжи про­пускают через мелкое сито. Подкисленные и процеженные дрожжи оставляют в покое на 30-60 мин. При этом в верхний слой мутной жидкости переходят нежизнеспособные клетки дрожжей, их удаля­ют декантацией, а осадок заливают водой 2-3 раза. Каждый раз после перемешивания и отстаивания, надосадочную жидкость слива­ют. При введении этих дрожжей в сусло норму задачи увеличивают до 0,7-1 дм 3 на 10 дал.

Температура воздуха в дрожжевом отделении должна быть 2-4"С. Стены отделения облицовывают плиткой, а потолок покрывают во­достойкой краской.

При соблюдении микробиологической чистоты и применении хо­рошо сбраживаемого сусла одни и те же семенные дрожжи можно использовать в производстве Ш-12 раз, надо только увеличить их дозу в сусло до 0,7-1 дм 3 на 10 дал.

Приемный сборник и дрожжевые ванночки перед наполнением моют и дезинфицируют 0,2%-ным раствором хлорной извести или другими дезинфицирующими средствами, после чего тщательно опо­ласкивают чистой водой.

Возможные нарушения процесса главного брожения. Иногда в ходе главного брожения наблюдаются такие явления, как пузырчатое бро­жение, кипящее брожение и затухание брожения.

Пузырчатое брожение возникает в основном в конце главного брожения и обусловлено бурным выделением диоксида углерода и наличием в деке слизистых веществ. Происходит оно вследствие вве­дения большой концентрации дрожжей, повышенной температуры брожения или повышенного содержания белково-дубильных соеди­нений в сусле.

Кипящее брожение проявляется в интенсивном «кипении» бродя­щего сусла, которое наблюдается в стадии высоких завитков, после­дние при этом исчезают. Обусловлено оно наличием большого коли­чества белкового отстоя в бродящем сусле или использованием соло­да короткого ращения. На качество пива кипящее брожение не влияет.

Больше других на качество пива влияет затухание брожения, ко­торое характеризуется слабыми завитками и недостаточным сбражи­ванием эхстракта. Причинами замедленного брожения являются рез­кое охлаждение сусла в стадии высоких завитков, преждевременное хлопьеобразование, слабая бродильная активность семенных дрож­жей или развитие в них посторонних микроорганизмов. В этом случае для повышения интенсивности брожения сусло перекачивают из од­ного бродильного аппарата в другой, продувают через него воздух и повышают температуру брожения на 1-2"С.

При слабой бродильной активности семенных дрожжей увеличивают длительность стадий забела и низких завитков. При сильной бактериаль­ной инфекции заменяют семенные дрожжи и тщательно дезинфициру­ют помещение бродильного цеха и продуктовые коммуникации.

Похожая информация.

В основе виноделия и других производств пищевой про­мышленности (пивоварения, винокурения) лежит сложный био­химический процесс превращения глюкозы в этиловый спирт - алкогольное или спиртовое брожение.

Несмотря на то, что человечеству с давних времен было известно удивительное превращение виноградного сусла в ви­но, долгое время не удавалось познать сущность этого процес­са. Наблюдавшему впервые в 1680 г. при помощи микроскопа осадок дрожжей в пиве и вине, его изобретателю А. Левенгуку не удалось установить причинной связи между дрожжами и алкогольным брожением.

Выяснить, кто является возбудителем этого процесса, смог лишь Луи Пастер в 1857 г., он экспериментально доказал, что сбраживание сахара осуществляется дрожжами и алкогольное брожение - биологический процесс, который им охарактери­зован как «жизнь дрожжей в отсутствие кислорода».

Позднее, в 1897 г. Бухнер окончательно вскрыл фермента­тивный характер алкогольного брожения, показав, что и экс­тракты, полученные им механическим путем из живых пив­ных дрожжей, в состоянии разлагать глюкозу в этиловый спирт и углекислый газ.

А. Н. Лебедевым, С. П. Костычевым, Нейбергом и другими выяснена сущность ферментативных реакций спиртового бро­жения. Ими показано, что это - процесс многостадийный, состоящий из отдельных промежуточных биохимических реак­ций, которые протекают в дрожжевых клетках и в питатель­ной среде, окружающей их. Катализаторами реакций являют­ся ферменты, или энзимы.

В начале брожения происходит переход молекулы глюкозы в оксиформу, способную к дальнейшему превращению. Из глю­козы под действием фермента гексокиназы образуется глюкопиранозо-6-фосфат, который превращается в фруктофуранозо-6-фосфат, из которого затем образуется фруктофуранозо-1,6-дифосфат. Последние реакции катализируются изомеразой и фосфофруктокиназой.

Под действием фермента альдолаза фруктофуранозо-1,6-дифосфат распадается на 3-фосфоглицериновый альдегид и фосфодноксиацетон. Последний превращается в 3-фосфоглицери­новый альдегид, который в результате ряда реакций окисляет­ся в 2-фосфоглицериновую кислоту. Из нее образуется фосфоэнолпировиноградная кислота (под действием фермента энолазы), а затем энолпировиноградная кислота (фермент фос- фотрансфераза). Последняя может превращаться в более ста­бильную кетоформу - пировиноградную кислоту.

Под действием фермента карбоксилаза пировиноградная кислота декарбоксилируется в уксусный альдегид. Восстановлением уксусного альдегида в этиловый спирт под действием алкогольдегидрогеназы - фермента, осуществ­ляющего перенос водорода с восстановленного НАД. Н2 на ук­сусный альдегид, завершается сложный процесс алкогольного брожения.

Если добавить в среду соль сернистой кислоты, например бисульфит натрия, то произойдет связывание уксусного альде­гида этой солью и восстановление его в спирт станет невоз­можным. В этом случае брожение осуществляется по схеме Нейберга, характеризующейся повышенным накоплением гли­церина.

Кроме этилового спирта и углекислого газа, при брожении образуются так называемые вторичные продукты брожения (из углеводов) и побочные продукты (из белков). Эти вещест­ва, наряду с компонентами виноградного сусла, обусловлива­ют вкус и букет вина.

Из вторичных продуктов брожения в создании вкусовых качеств вина участвуют: глицерин, янтарная, уксусная, ли­монная и молочная кислоты, уксусный альдегид, 2,3-бутилен-гликоль, диацетил, ацетоин, ацетон, эфиры, высшие спирты и др. Концентрация этих веществ во многом зависит от расы дрожжей, осуществляющих брожение, и условий, в которых оно проходит.

Дрожжевые клетки - возбудители спиртового брожения - широко распространены в природе: на ягодах, листьях, побе­гах виноградного растения, а также в почве виноградников. Вместе с дикими дрожжами и бактериями они попадают в сус­ло. Для подавления их развития применяется сернистый ан­гидрид, который вводится в сусло при отстаивании. В освет­ленное сусло задается чистая культура дрожжей, адаптиро­ванных к сернистому ангидриду.

Применение чистой культуры дрожжей спиртоустойчивых, кислотовыносливых, сульфитостойких рас особенно необходи­мо в годы, когда виноград накапливает много сахара или он недозрел, а также если сусло содержит большое количество SO2. Когда температура брожения неблагоприятна для этого процесса (низкая или высокая), положительный эффект дости­гается при использовании термоустойчивых рас дрожжей.

В нормальных условиях брожения природные дрожжи, ут­вердившие свою жизнеспособность в результате естественной селекции, могут успешно заменить чистую культуру дрожжей.

В Молдавии для производства белых столовых вин реко­мендована местная раса дрожжей - Кишиневская 341. Ши­роко применяется также Ленинградская раса.

Температурные условия оказывают значительное влияние на ход брожения. Так, в бочках температура бродящего сусла значительно ниже, чем в крупных резервуарах, где температу­ра сусла в результате брожения большого объема значительно повышается. Ведь одна грамм-молекула сахара (180 г) выде­ляет во время брожения 23,5 ккал тепла.

Сохранению высокой температуры бродящего сусла способ­ствует слабое излучение тепла в крупных резервуарах, особен­но железобетонных, обладающих низкой теплопроводностью. Это особенно заметно в годы, когда брожение сусла происхо­дит в теплую осень.

Высокая температура брожения оказывает отрицательное влияние на химический состав вина. При температуре броже­ния выше 25°С содержание летучих кислот повышается. Наи­меньшее количество летучих кислот образуется при темпера­туре брожения 15-25°С.

Следует также отметить, что при 20°С брожение проходит в оптимальные сроки - примерно в течение 2 недель. При температуре ниже 15°С оно чрезмерно затягивается, в то время как при 30°С проходит очень бурно. В последнем случае интенсив­но выделяются пузырьки углекислого газа, увлекающие с со­бой в атмосферу ряд ценных ароматических веществ вина.

Высокая температура брожения (выше 25°С) способствует интенсивному размножению дрожжей, а следовательно, и уси­ленному потреблению ими азота сусла. В конце процесса бро­жения, когда дрожжевые клетки отмирают, происходит выде­ление в среду азотистых веществ. В результате этого увеличи­вается склонность вин к белковым помутнениям.

Температура брожения оказывает также влияние на содер­жание титруемой кислотности в вине. При низкой температуре брожения вина получаются менее кислотными. С повышением температуры брожения содержание альдегидов, придающих столовым винам неприятную горечь во вкусе, возрастает, и, наоборот, концентрация спирта уменьшается.

Для производства марочных белых столовых и шампан­ских виноматериалов рекомендуется температурный режим брожения в пределах 15-18°С. Осуществлять регулирование температурного режима брожения, если оно проходит в от­дельных крупных резервуарах, довольно сложно. В случае сильного повышения температуры бродящего сусла применя­ют охлаждение его в трубчатом теплообменнике холодной во­дой.

Наиболее эффективен метод охлаждения бродящего сусла при помощи искусственного холода.

Благоприятные условия для надежной системы охлажде­ния создает непрерывное брожение сусла в потоке.

Бродильный аппарат непрерывного действия. Он предназначен для производства белых сухих виноматериа­лов в непрерывном потоке. Установка состоит из 6 вертикаль­ных бродильных резервуаров емкостью по 2 тыс. дал и 5 пере­точных горизонтальных баков емкостью 190 дал каждый.

Бродильные резервуары соединены между собой трубопро­водами: верхним - для перетока бродящего сусла и углекис­лого газа из резервуара в резервуар, нижним - для их запол­нения суслом.

Переточные баки установлены сверху на двух соединитель­ных патрубках бродильных резервуаров и используются как накопители сусла, выдавливаемого углекислым газом из бро­дильных резервуаров. Первый патрубок является продолжени­ем трубы для подъема сусла, он подает сусло из нижней части бродильных резервуаров в переточные баки, а второй - про­должением трубы гидрозатвора, предназначенного для герметизации установки при нарастании в ней избыточного давле­ния в процессе брожения.

На первом бродильном резервуаре установлено поплавко­вое реле, обеспечивающее автоматическую работу установки. В зависимости от уровня бродящего сусла в первом резервуа­ре реле включает или выключает питающий насос.

На втором и пятом переточных баках имеются два клапа­на выпуска углекислого газа, предназначенных для гермети­зации бродильного аппарата в момент перетока бродящего сус­ла из резервуаров в переточные баки и выпуска углекислого газа в момент слива его в последующие резервуары.

Под действием углекислого газа в установке обеспечивает­ся отъемно-доливной способ брожения в потоке. Движение бродящей жидкости осуществляется циклично, в два периода.

В первый период (а) в результате накопления углекислого газа и образования избыточного давления происходит выдав­ливание бродящего сусла из всех бродильных резервуаров в переточные баки, а во второй период (б) - свободный слив из них в соседние бродильные резервуары и поступление свежего сусла в первый резервуар.

Взаимодействие поплавкового реле с насосом и клапаном выпуска углекислого газа осуществляется следую­щим образом. Когда бродящее сусло под действием избыточно­го давления вытесняется из бродильных резервуаров и уровень жидкости в них понижается, поплавок опускается до тех пор, пока диск не нажмет кнопку «Пуск», которая подает электрический ток к питающему насосу и к электромагнит­ному клапану, последний открывает клапан и СО2 выходит в атмосферу. Падение давления в бродильных резервуарах до атмосферного вызывает свободный слив бродящего сусла из пере­точных баков в последующие бродильные резервуары, а све­жее сусло подкачивается в первый из них до тех пор, пока уровень его не достигнет верхнего предела и поплавковое реле через систему кнопок прекратит подачу электроэнергии к на­сосу и электромагниту. Таким образом установка герметизи­руется, прекращается подача свежего сусла и повторяется ре­жим первого периода.

Среднесуточная производительность установки при сахари­стости сусла 17 г/100 мл и остаточном сахаре в виноматериале 2,5 г/100 мл - 7000 дал.

Основное преимущество установки - значительное сокращение длительности брожения сусла. Это происходит по­тому, что свежее сусло, поступающее в бродящую массу с большим количеством жизнедеятельных дрожжевых клеток, сразу вступает в стадию активного брожения, минуя стадию разбраживания. Благодаря наличию надежной теплообменной системы обеспечивается проведение брожения в оптимальном температурном режиме. Кроме того, автоматическое питание установки свежим суслом обусловливает высокую производи­тельность.

К недостаткам установки следует отнести некоторое обога­щение сусла железом (в среднем на 5 мг/л).

В Молдавии установка БА-1 действует на многих винодель­ческих предприятиях (рис. 20).

Суточная производительность каждой секции - 3000 дал, общая производительность установки - 12 000 дал/сутки.

Основным фактором, влияющим на ход брожения, является температура. При повышении ее до 27-30 о С скорость брожения увели­чивается, при температуре выше 30"С происходит массовое отми­рание дрожжевых клеток, при 37-4СГС брожение прекращается и получаются недоброды, содержащие остаточный сахар, который соз­дает благоприятные условия для развития болезнетворных микроорга­низмов. Высокие температуры брожения нежелательны, кроме того, потому, что повышают интенсивность выделения пузырьков СО 2 , кото­рые выносят из сусла летучие вещества, в том числе и ценные эфир­ные масла. С понижением температуры до 10-12"С, если при этом не применяются специально выделенные холодостойкие расы дрожжей, брожение идет очень медленно и сахар, как правило, полностью не дображивает.

Оптимальная технологическая температура брожения сусла в производстве белых столовых марочных вин и шампанских виноматериалов лежит в пределах 14-18"С. Для большинства вин, при получении которых не ставится дополнительные технологические условия, температура брожения сусла не должна превышать 20-22"С.

От температуры брожения сусла зависит состав получаемого вина. При повышенной температуре вследствие активации автолитических процессов виноматериалы в большей степени обогащаются летучими кислотами, альдегидами и азотистыми веществами, в них уменьшается количество высших спиртов и общих эфиров. Такие вина склонны к помутнениям, болезням, легче подвергаются переокисле­нию. С понижением температуры брожения уменьшается титруемая кислотность виноматериала вследствие большого выпадения плохо растворимых солей винной кислоты (винного камня).

Температура влияет также на общую продолжительность бро­жения. Например, время, необходимое для выбраживания сахара при получении сухих вин, в среднем при температуре брожения 20-22°С 5-6 сут, при14-18°С 9-10 при 10 "С 20 суток и более.

Температура брожения зависит от количества выделяющейся при брожении теплоты, а также потерь теплоты за счет теплоотдачи через стенки бродильных емкостей. Величина теплоотдачи в свою очередь зависит от удельной площади поверхности бродильных ре­зервуаров (площади поверхности, приходящейся на единицу их объе­ма), коэффициента теплопроводности материала резервуара, темпе­ратуры окружающего воздуха, скорости его движения и других факто­ров. Температурный режим брожения зависит также от способа веде­ния процесса и его аппаратурного оформления.

В винодельческой промышленности в настоящее время при­меняют три основных способа брожения виноградного сусла: ста­ционарный, доливной и непрерывный.

Стационарный способ брожения состоит в том, что определенный объем сусла сбраживается с начала и до конца в одной бродильной емкости: бочке, буте, железобетонном или металлическом резервуаре.

Динамика стационарного брожения характеризуется наличием трех резко ограниченных периодов: начала забраживания, бурного брожения и затухания брожения. Эти периоды тесно связаны с концен­трацией активных дрожжевых клеток в бродящем сусле и скоростью их роста (размножения).

Начальный период брожения соответствует фазе приспо­собления дрожжей к условиям среды, так называемой лаг-фазе, когда культура находится в начальной стадии развития. В этой стадии после внесения в сусло разводки дрожжей чистой культуры начинается разбраживание: благодаря большому содержанию в свежем сусле растворенного кислорода, питательных веществ, а также отсутствию спирта дрожжи быстро размножаются. Концентрация биомассы дрож­жей при их влажности 75% доходит до 0,9% объема сусла.

Период бурного брожения характеризуется наибольшей ско­ростью процесса, сопровождается выделением большого количества СО 2 и теплоты и образованием обильной пены на поверхности сусла. Этому периоду соответствует фаза экспоненциального роста дрож­жей, характеризующаяся наибольшей скоростью увеличения коли­чества их клеток в среде.

Период затухания брожения соответствует фазе замедлен­ного роста дрожжей с отрицательным ускорением, когда концентра­ция активных дрожжевых клеток в среде уменьшается вследствие их отмирания.

Брожение стационарным способом целесообразно проводить только в небольших емкостях, например в бочках, имеющих значи­тельную удельную площадь поверхности (80-100 см7л), благодаря чему обеспечивается достаточная теплоотдача и температура бродя­щего сусла не превышает технологически допустимый уровень (рис. 4.1).

Стационарное брожение имеет следующие недостатки:

o значи­тельную продолжительность непроизводственных периодов - начала забраживания и затухания брожения;

o неполное использование объе­ма бочек или бродильных резервуаров, которые в период бурного бро­жения заполняются только на 2 / 3 - 3 / 4 их общего объема, чтобы избе­жать уноса сусла с образующейся пеной;

o потребность в большом коли­честве бродильных емкостей, что затрудняет и делает малопроизводи­тельной работу с ними, требует больших производственных площадей, затрудняет контроль за ходом брожения.

Доливной способ брожения обеспечивает возможность про­ведения брожения в крупных резервуарах без принудительного охлаж­дения. Брожение доливным способом ведут в железобетонных, металлических и других крупных емкостях. Лучшие результаты по обеспечению оптимальной температуры брожения дает применение металлических резервуаров, стенки которых имеют большую тепло­проводность. При доливном способе брожения существенное значе­ние имеет также достаточно низкая начальная температура исходного сусла, которую можно обеспечить, проводя сбор винограда в наиболее прохладные периоды суток.

Доливной способ брожения состоит в том, что процесс ведут в одной емкости от начала до конца, но в отличие от стационарного способа брожение идет не в постоянном объеме исходного сусла, а при периодических доливках новых его порций. В таких случаях бродя­щая среда периодически пополняется питательными веществами, кон­центрация продуктов брожения уменьшается и температура бродя­щего сусла понижается.

В первую порцию свежего исходного сусла, поступающего в бродильный резервуар, вводят разводку чистой культуры дрожжей. Затем, когда брожение достаточно разовьется и станет бурным, начи­нают последовательно добавлять через определенные промежутки времени новые порции исходного сусла, но уже без дрожжевой развод­ки. Частота доливок и количество доливаемого каждый раз сусла зави­сят от конкретных условий.

Чем выше температура исходного сусла и окружающего возду­ха, больше вместимость резервуара и хуже теплопроводность его сте­нок, тем меньшими порциями исходного сусла, но более часто прово­дят доливку бродильного резервуара.

Наиболее распространенными являются следующие схемы ведения брожения доливным способом.

1. В резервуар вносят дрожжевую разводку и сусло в коли­честве 30% общей вместимости резервуара. Через 2 сут, когда сусло бурно забродит, доливают вторую порцию свежего сусла в количестве 30%. Еще через 2 сут добавляют сусло до 80% вместимости резер­вуара.

2. После внесения дрожжевой разводки резервуар заполняют суслом до 50% его вместимости, затем через 2 сут - до 75%, еще через 4 суток до 87-88 % и, наконец, доливают полностью до рабочей вместимости.

3. Вначале резервуар заполняют суслом до 40% общей вмес­тимости с внесением дрожжевой разводки, через 2 суток добавляют 20% сусла и через 4 сут - еще 20%. При любой схеме брожения доливным способом после окончания процесса резервуары пол­ностью заполняют виноматериалом того же сорта и оставляют в покое для осветления.

Доливной способ брожения имеет следующие преимущества перед стационарным:

Уменьшается продолжительность непроизво­дительных периодов - начала забраживания и затухания бродильного процесса;

Понижается минимальный уровень температуры брожения вследствие периодических доливок бродящей среды свежим суслом, имеющим более низкую температуру, и уменьшения скорости броже­ния в результате снижения концентрации дрожжевых клеток в среде, разбавляемой свежим суслом;

Отпадает необходимость искус­ственного охлаждения при брожении в крупных резервуарах;

Уменьшается расход разводки дрожжей чистой культуры.

Способ непрерывного брожения основан на ведении процесса в условиях регламентиро­ванного потока бродя­щего сусла. В таких условиях среда постоян­но обновляется, при этом улучшаются условия питания дрожжевых кле­ток и они в течение более продолжительного времени находятся в актив­ном состоянии. Расход сахара на рост и размно­жение дрожжей умень­шается, а выход спирта увеличивается.

При непрерывном брожении исключаются непроизводительные пе­риоды разбраживания и дображивания.

Для брожения виноградного сусла непрерывным способом применяют сильные расы дрожжей чистой культуры, которые приспо­соблены к этим условиям. Брожение в потоке обеспечивает благо­приятные условия для развития дрожжей чистой культуры вследствие подавления диких дрожжей, так как свежее сусло вводится в уже бродящее, содержащее свыше 4 % об. спирта.

При непрерывном способе брожение проходит в обедненной кислородом и обогащенной спиртом среде. Дрожжи в такой среде размножаются медленнее, и концентрация их в среде бывает более низкой, чем в условиях периодических способов брожения. Несмотря на это, обеспечивается достаточно большая скорость непрерывного брожения благодаря движению и обновлению среды, которые способ­ствуют лучшему обмену веществ дрожжевых клеток, повышается бродильная активность дрожжей и увеличивается продолжительность их использования в процессе брожения.

В бродильных аппаратах непрерывного действия отмирающие дрожжевые клетки подвергаются плазмолизу и в дальнейшем автолизу. Чем выше температура, те активнее проходят автолитические процессы и виноматериал обогащается большим количеством азотистых веществ. Регулируя температуру брожения, можно в довольно широких пределах изменять содержание азотистых веществ в зависимости от дальнейшего назначения виноматериалов.

Страница 4 из 6

Отмечают, что некоторые вина с остаточным сахаром легко и самопроизвольно становятся средой, в которой развивается вторичное брожение. В других случаях, наоборот, завершение преобразования сахара происходит медленно и трудно даже после массированного засева дрожжами, аэрации и добавления аммиачных солей.
В этой связи уместно сообщить об одном лабораторном опыте, который хорошо показывает значение анаэробиоза в отношении трудностей повторного брожения. Высокосахаристое виноградное сусло (285 г/л) сбраживали на воздухе (в флаконах, закрытых ватными тампонами) и без доступа воздуха (в флаконах, закрытых заостренными трубками) при трех различных температурах. В табл. 3.12 показан ход брожения, которое во всех случаях прекращается раньше времени, оставляя большее или меньшее количество несброженного сахара.
Но целью этого эксперимента было исследовать сбраживаемость среды, полученной после первого брожения, для того чтобы уточнить роль анаэробиоза и температуры в этих разновременных остановках брожения. Вина, полученные в различных флаконах, были разбавлены водой и доведены до одинаковой концентрации (8° Боме и 8% об. спирта). Таким образом, эти различные среды сделали сравнимыми. В среды добавляли фосфат аммония, фильтровали и стерилизовали при 80°С, затем засевали дрожжевой разводкой, приготовленной из той же расы, что и в первом опыте, закрывали остроконечной трубкой и ставили в термостат при температуре 23°С. После этого сравнивали скорость сбраживания сахара и роста дрожжей в этих различных средах, а также в среде, приготовленной из того же сусла, имеющей такую же сахаристость и спиртуозность, но не подвергавшейся брожению (контроль).

Таблица 3.12
Результаты брожения сусла в зависимости от условий анаэробиоза и температуры

№ партии	Условия аэрации	Температура, °С	Дни остановки брожения	Число дрожжевых клеток в момент остановки брожения (1000 клеток иа 1 мм3)	Сброженный сахар в момент остановки брожения, г/л
	На воздухе
	Без доступа воздуха
					205

В табл. 3.13 представлены результаты дображивания. Из этой таблицы видно, что рассматриваемые среды можно разделить на две категории: а) те, которые бродят со скоростью того же порядка, как и контроль (I, II, III, VI), т. е. для которых первое брожение проводилось на воздухе или без доступа воздуха, но при повышенной температуре; б) те, которые бродят намного медленнее, чем контроль (IV, V), т. е. те, которые подверглись первому брожению без доступа воздуха и при невысокой температуре. В первом случае основным фактором, ограничивающим брожение и вызывающим его остановку, была температура, во втором случае - анаэробиоз.

Таблица 3.13
Результаты дображивания сред, уже подвергавшихся первому брожению

№ варианта	Число дрожжевых клеток (1000 клеток на 1 мм3)		Сброженный сахар, г/л
Контроль

В заключение можно сказать, что рост дрожжей в среде с остаточным сахаром и развитие нового брожения протекают намного медленнее, когда первое брожение происходит в условиях полного анаэробиоза; в то же время они не зависят от температуры (от 17 до 25°С), реализованной во время первого брожения. Высокая температура в анаэробных или аэробных условиях, при которой быстро и резко прекращается брожение с большим количеством остаточного сахара, создает нормально дображиваемую среду.
С точки зрения теории различие в поведении дрожжей при дображивании среды, которая подвергалась первому брожению в различных условиях, является признаком изменения среды вследствие исчезновения ростовых веществ или образования антибиотиков. Эта гипотеза, сформулированная много лет тому назад, требует экспериментального подтверждения.

Содержание сахара и прекращение брожения

Было проведено исследование влияния содержания сахара и спирта на процесс брожения трех типов сред, приготовленных из того же сусла, как и в предыдущих экспериментах. Брожение проводили при одной и той же температуре (25°С) в условиях полного анаэробиоза. Сравнительные результаты приведены в табл. 3.14.
Влияние содержания сахара и спирта на брожение сусла
Таблица 3.14

Исходная спиртуоз- ность, % об.	Исходный сахар, г/л	Конечное число дрожжей (1000 клеток на 1 им3)			Сброженный сахар, г/л			Конечная спиртуозность, % об.
	226 (конт- роль)

Во всех трех средах брожение прекратилось примерно на 16-й день. Из табл. 3.14 видно глубокое воздействие спирта и сахара на размножение дрожжей с самого начала, так что в среде, куда добавляли сахар, количество его, которое дрожжи могут сбродить, меньше того, которое сброжено в контрольной среде. Здесь, сахар выступает как лимитирующий фактор, не менее важный, чем спирт.
Кроме того, в опыте по вторичному брожению или в сравнительном опыте по сбраживаемости, проводившемся, как и предыдущий эксперимент, в суслах с добавлением сахара и спирта, вторичное брожение протекало труднее, чем в контрольном образце. Примерно такое же влияние сахара и спирта наблюдалось и в других экспериментах.
К этому следует добавить, что остановке брожения могут способствовать и другие причины. Отмечали в некоторых случаях остановки брожения при очень высокой концентрации красящих веществ. По наблюдениям авторов, при добавлении активированного угля (от 10 до 20 г/гл) зачастую также активируется дображивание белых вин с остановленным брожением.

Дрожжи состоят из продолговатых клеточек величиной в поперечном сечении примерно 0,006 мм. В виде микроскопических клеток дрожжевые грибки распространены в воздухе повсюду. Их присутствие составляет необходимое условие для брожения сусла. Если сусло пропустить через фильтровальную бумагу и тем самым выделить из него дрожжевые грибки, то брожение остановится и не возобновится до тех пор, пока тем или иным путем дрожжевые грибки не попадут в сусло.

Чем больше сусло соприкасается с воздухом, в процессе перемешивания или переливки, тем больше грибков оно в себя вбирает и тем сильне идет процесс брожения и развития дрожжей.

Дрожжевые грибки не боятся ни света, ни влияния солнечных лучей, лишь бы температура не превышала 48 °C. Дрожжи имеют следующий химический состав: азотистые вещества – 62,73; клетчатка – 29,47; жировые вещества – 2,10; минеральные вещества – 5,80.

При различной температуре дрожжи имеют различную степень размножения.

Низшая температура, при которой дрожжевые грибки сохраняют свою жизнедеятельность, еще точно не определена. Но есть исследователи, считающие, что дрожжевые грибки могут сохранять способность возбуждать брожение даже при температуре ниже О °С.

Наивысшая температура, при которой дрожжи сохраняют способность возбуждать брожение сусла, различными исследователями определяется по разному. Некоторые из них считают, что только при нагревании сусла до 70 °C можно достичь уничтожения совершенно всех зародышей брожения. Вино требует для этого меньшей температуры.

В процессе брожения ведро сусла выделяет около 300 г сырых дрожжей, которые дают приблизительно 46 % сухого вещества.

Дрожжевые грибки, как и всякие другие растения, нуждаются в пище. Ею являются азотистая кислота и вещества, входящие в состав золы. В особенности это калий и фосфорная кислота. Во всяком растительном соке и, следовательно, в соке винограда все питательные вещества находятся в большем или меньшем количестве. Поэтому сусло начинает бродить в том случае, когда в него попадут дрожжевые грибки. Развитие грибков может продолжаться лишь до тех пор, пока не истощатся питающие грибки вещества или не образуются такие соединения, которые тормозят, а затем и вовсе прекращают развитие грибков.

Под влиянием дрожжевых грибков в сусле происходят различные изменения: поверхность сусла принимает более или менее бурый цвет, появляются пузырьки от развивающейся угольной кислоты, шелуха поднимается вверх, образуя шляпу. Сладость постепенно исчезает, и все более развивается винный вкус. В сусле появляются новые вещества, такие как глицерин, янтарная кислота и др. Весь этот процесс называется брожением сусла. Одно из главных изменений, происходящих в сусле при брожении, состоит в превращении сахара в спирт и угольную кислоту, при этом образуются глицерин и некоторые другие вещества, но в сравнительно меньшем количестве. Определенное количество дрожжей может разложить лишь определенное количество сахара. Если дрожжей меньше, чем необходимо для разложения всего количества сахара, находящегося в сусле, или недостает питательных веществ для дальнейшего их развития, то брожение идет сначала медленно, а затем и вовсе прекращается, не разложив всего количества сахара. Вследствие этого сохраняется сладкий вкус. Так бывает с суслом, содержащим слишком большое количество сахара. Самое лучшее и выгодное соотношение сахара к воде 1:4 (1 часть – сахар). В натуральном соке редко бывает недостаток дрожжей или питающих веществ. Но в соке, разбавленном водой с добавлением сахара, эта часть увеличивается.

Вместе с дрожжевыми грибками в сусле развиваются и другие грибки, порождающие слизь, плесень, уксусную и молочную кислоты, а также болезни разного рода. Чтобы отдать приоритет дрожжевым грибкам и как можно больше затормозить развитие вредных микроорганизмов, рекомендуем проделать следующее. Во время общего сбора винограда лучшие здоровые и самые созревшие грозди нужно собирать в отдельную емкость. Затем из них выдавить сок и дать ему забродить. В дальнейшем это забродившее сусло поместить в сделанное позже. От добавления бродящего сусла немедленно возбуждается правильное спиртовое брожение.

Влияние температуры на ход брожения сусла

При температуре 4 °C брожение почти прекращается, но по мере повышения усиливается. При достижении 30 °C брожение начинает замедляться, а при 40 °C вовсе не происходит.

Брожение при температуре 25–30 °C подвергает вино опасным болезням, так как эта температура благоприятна для развития молочной, масляной и других кислот.

Кроме того, выяснилось, что до температуры 27 єС брожение постоянно ускоряется, а затем постепенно замедляется.

Что же касается развития букета, то температура 15–20 °C наиболее благоприятна.

Влияние воздуха на брожение

Дрожжевые грибки для своего развития и размножения требуют воздействия на них воздуха. Поэтому при слабом доступе воздуха сусло бродит несравненно медленнее, чем при свободном или усиленном потоке.

Влияние фильтрации на брожение

Фильтрация намного замедляет процесс брожения. На этом основании учащенной фильтрацией можно прекратить процесс брожения, достичь того, что вино останется сладким.

Влияние спирта на процесс брожения

При брожении часть сахара превращается в спирт. Но нужно иметь в виду, что спирт убивает дрожжевые грибки. Таким образом, в самом брожении кроется причина его прекращения. Если брожением или другим способом, например, простым добавлением спирта, его образуется по объему до 18 %, то брожение совершенно прекратится. Чем ниже температура, тем меньше процент спирта останавливает брожение.

Влияние посуды на брожение

Сусло бродит в большой посуде намного быстрее, чем в малой.

Созревание сусла для возбуждения в нем брожения

Холодное сусло бродит очень медленно. Поэтому, если температура сусла ниже 15 °C, следует прибегнуть к искусственному нагреванию. При нагревании сусла надо иметь в виду, что от брожения его температура значительно повышается. Если потребуется, чтобы сусло бродило (20–24 °C), то следует нагреть его до температуры 16–18 °C. Дальнейшее повышение температуры будет достигнуто в самом процессе брожения.
Нагреть сусло можно различными способами.

Первый способ . Можно повысить температуру в помещении, где поставлено сусло. Это наилучший способ, но он имеет отрицательные стороны. Если у нас сусла немного, то из за него не стоит нагревать помещение. Бывает и так, что нет определенного помещения, где бы можно было довести температуру до нужного уровня. Поэтому предлагаем другой способ нагрева сусла.

Второй способ . Достаточно нагреть отдельную часть сусла до такой температуры, чтобы при смешивании ее с остальной частью вся масса была доведена до желаемой температуры. Нагреть сусло можно непосредственно в эмалированной или другой посуде. Этот способ представляет некоторое неудобство, так как появляется вкус вареного сусла, который затем переходит в вино. Вследствие этого нагревают не само сусло, а воду и держат в ней сосуд с суслом до тех пор, пока оно не достигнет желаемой температуры.

Как замедлить брожение

Известно, что брожение при низкой температуре замедляется, но по мере ее повышения усиливается. Поэтому для замедления брожения прибегают к охлаждению сусла. Это проделывается так же, как и согревание сусла, но лишь с той разницей, что вместо горячей воды пропускают холодную.

Как прекратить брожение

Брожение сусла можно приостановить введением в него сернистой кислоты. Для этого пустую бочку подкуривают обычным способом, затем вливают в нее около трех ведер вина, полощут им всю бочку и после этого вновь подкуривают серой. Затем опять заливают 3–4 ведра и так до тех пор, пока не заполнится вся бочка.

Брожение сусла прекращается в том случае, если:
1) сусло нагревается до температуры 40 °C и выше;
2) содержание спирта в сусле доводят до 18 % и выше;
3) фильтрацией удаляют все дрожжевые грибки.

Угарный газ (угольная кислота)

При брожении вина, в особенности при бурном брожении, выделяется угольная кислота, известная как угарный газ. Этот газ крайне вреден. Человек, вдыхая его, падает в обморок, а затем, если вовремя не оказать медицинскую помощь, может наступить смерть.

Для предупреждения подобных несчастных случаев необходимо принять следующие меры предосторожности при посещении погреба, в котором происходит брожение молодого вина:

1. Посещать помещение желательно вдвоем.
2. Идя в помещение, нужно захватить с собой свечу. Если она горит нормально, то можно заходить. Если же гаснет – это сигнал к тому, что входить в помещение опасно, так как там большое скопление угольной кислоты.

Угольная кислота в 1,5 раза тяжелее воздуха, следовательно, она скапливается и держится преимущественно внизу и поднимается вверх лишь по мере накопления. Поэтому свечу нужно держать низко, но не наклоняться.

Для удаления накопившейся угольной кислоты необходимо открыть все двери, отверстия, какие только есть в помещении. Одновременно внутрь ставят сосуд, в который бросают куски негашеной извести.

Если все же отравление угарным газом произошло, то потерпевшего необходимо вынести на свежий воздух и облить холодной водой.

Сахар

В готовом вине остаются лишь самые незначительные следы сахара, только в ликерных винах или приготовленных из высушенного винограда, или к которым при брожении был добавлен спирт, или иным образом было задержано брожение сусла содержится большое количество сахара. Если в обыкновенных слабых винах содержание сахара дойдет до 0,1–0,2 %, то уже чувствуется сладость. Некоторые вина сохраняют незначительное количество сахара довольно долго, поэтому присутствие сахара в вине еще не доказывает искусственного добавления.

Алкоголь

Алкоголь составляет одну из главных частей вина. От его содержания существенно зависят характер и прозрачность. 100 весовых частей сахара в сусле дают 48,4 части алкоголя в вине. Практики знают, что каждый процент сахара в сусле дает 0,5 % алкоголя в вине. Высшее содержание алкоголя, которое может развиться путем брожения винного сока, – 18 %. Более высокое содержание – это искусственная примесь. Содержание спирта в вине с годами уменьшается: вино теряет 0,25 0,5 % спирта в год.

Красящее вещество цветного винограда

Красящее вещество цветного винограда в воде мало растворимо. Немного больше растворяется в воде с кислотой, а лучше всего – в смеси разбавленного спирта с небольшим количеством кислоты. Окраска вина усиливается при переливке, освобождении:

а) от шелухи переспелых ягод;
б) от слишком высокой температуры;
в) от всякого мелкого истолченного порошка, в особенности содержащего белковые вещества;
г) от продолжительного воздействия воздуха и света.

Количество красящего вещества зависит исключительно от сорта винограда.

Экстрактивные вещества составляют осадок, полученный после выпаривания вина. Они, если можно так сказать, – тело вина, которое обусловливает вкус и густоту напитка. Содержание экстрактивного вещества составляет 1,4–3,0 %. В сладких винах его несравненно больше.
Минеральный состав вина мало влияет на его вкус.

Дубильное вещество принимается вином во время брожения сусла и немного при прессовании из шелухи, зерен и гребешков. В чистом же винограде его нет.

Вконтакте