Стационарный способ брожения сусла
Брожение виноградного сока — микробиологическое превращение сахаров (глюкозы и фруктозы) в этиловый спирт, осуществляемое винными дрожжами. Это основной процесс в виноделии. Все остальные вспомогательные. Как пройдёт брожение, такое вино мы и получим.
При производстве сухих вин — сахар должен выбродить полностью.
При производстве полусладких и полусухих — частично.
Немного ситуация усложняется при производстве креплёных (с добавлением спирта) и десертных (особая технология) вин. Тут естественным брожением добиться высокого спирта (14-17%) невозможно. При 17 % спирта сусло самоконсервируется и дрожжи погибают. Да ещё при этом в вине должно присутствовать 14-17 % сахара. Поэтому брожение проводят до тех пор, пока в сусле не останется нужный сахар, а потом прибавляют спирт, доводя его содержание в виноматериале до требуемого уровня. То есть, брожение прерывают спиртованием. По правильной технологии креплёных вин естественного спирта должно быть не менее 3 % из 14 %.
Есть ещё один вид брожения случающийся в виноделии. Это бактериальное яблочно-молочное брожение . Производят его молочно-кислые бактерии, те же самые которые вызывают прокисание молока. Они разлагают яблочную кислоту на молочную и углекислый газ, заодно «прихватывая» другие органические соединения. Если такой процесс происходит спонтанно и не запланирован виноделом, то он может привести к порче виноматериала. Есть препараты из культурных штаммов молочнокислых бактерий. Их используют для улучшения вкуса высококислотных вин. Но для начала такого биологического кислотопонижения, прежде надо провести частичное раскисление сусла мелом, потом внести этот препарат, поднять t до +20 С и вовремя остановить процесс сульфитацией. В домашних условиях это всё слабо приемлемо и неактуально.
Для переработки высококислотного сусла лучше подойдут специальные дрожжи-кислотопонижатели по имени acidodevoratus, что в переводе с латыни означает «поглотители кислот». В процессе обычного спиртового брожения, они побочно превращают яблочную кислоту в спирт и углекислый газ. Поэтому этот вид брожения называется яблочно-этанольным . Используют его для приготовления сухих вин из сырья с избыточной кислотностью.
Некоторые важные сведения о спиртовом брожении.
При температуре ниже +10 С, брожение останавливается.
При температуре от +10 С до +27 С скорость брожения увеличивается прямо пропорционально, то есть, чем теплее — тем быстрее.
Из 1 грамма сахара при брожении образуется:
— спирт этиловый 0,6 мл. или 0,51 гр
— углекислый газ 247 см.кубических или 0,49 гр.
— тепло рассеиваемое в атмосферу 0,14 ккал
Сахара усваиваются дрожжами активно, при содержании сахара в сусле в пределах от 3 % до 20 %.
Как только концентрация спирта в сусле достигает 18 %, то погибают все винные дрожжи. Существуют некоторые виды культурных дрожжей, которые погибают уже при доле спирта от 14 %. Такие используются для производства вин с остаточным сахаром.
Углекислый газ, выделяемый дрожжевыми клетками в сусле, замедляет их работу. Пузырёк газа, пока он небольшого размера, «прилипает» к стенке дрожжевой клетки и препятствует поступлению к ней питательных веществ. Такая ситуация продолжается до тех пор, пока клетка не «надует» этот самый пузырёк до определённого размера. Затем пузырёк всплывает и уволакивает дрожжевую клетку с собой вверх, до поверхности бродящей жидкости. Там он лопается, а клетка опускается на дно бродильной ёмкости. Этот процесс условно называется «кипением», и считается напрасной тратой времени в процессе.
Брожение может осуществляться на диких дрожжах , которые обитают в естественных условиях на виноградном кусте, или на культурных дрожжах , выведенных и отобранных человеком в лабораторных условиях.
Выбор дрожжей зависит от воли винодела.
Дикие дрожжи и спонтанное их брожение — обитают на ягодах винограда и виноградном кусте. При переработке винограда на вино, вместе сними в сусло попадает и другая микрофлора. В свежеотжатом соке винограда в среднем содержатся плесневые грибки в доле от 75 до 90 %, и разные виды винных дрожжей 10-20 %. Часть микроорганизмов уже на первом этапе гибнут в сусле из-за высокой кислотности сока и сахаристости. Некоторые пробуют конкурировать винными дрожжами и начинают размножаться, но вскоре гибнут и они, так запасы растворённого кислорода в сусле заканчиваются. Винные дрожжи к этому времени достигают высокой концентрации (около 2 миллионов клеток на кубический см. сусла), переходят на анаэробный, без участия кислорода, тип переработки сахаров. И, таким образом, получают в своё распоряжение весь объём сусла целиком.
Далее разные виды спиртовых винных дрожжей начинают конкуренцию между собой. Главный лимитирующий показатель, это сколько спирта в сусле.
Пока его мало, наибольшую численность развивают в красном соке Hanseniaspora apiculata (апикулятусы или остроконечные), в соке из белого винограда — Torulopsis bacillaris.
После накопления около 4% спирта оба вида отмирают. Из «тушек» отмерших дрожжей в сусло начинают поступать азотистые вещества. После чего становится возможным активное размножение Дрожжей рода Сахаромицеты (Saccharomyces), преимущественно вида ellipsoideus, по русски — дрожжей эллипсоидных. Они проводят как основное брожение, так и повторное — дображивание. Последнее, что интересно, происходит, опять-таки после появления в сусле азотистых веществ из отмерших клеток собратий по виду.
При накоплении 16 % спирта, эллипсодные дрожжи погибают. Финал брожения проводят спиртоустойчивые дрожжи oviformis (яйцеобразные). Но и они выпадают при спирте 18 %. Теперь виноматериал практически стерилен. Испортить его может только кислород воздуха.
Брожение на диких дрожжах может давать высококачественные вина с огромной гаммой вкусовых оттенков и аромата. Ведь в создании их принимают участие несколько видов дрожжей, сменяющих друг-друга. Но есть существенный риск получить недоброд или низкоспиртуозное вино, если на каком-то этапе эстафета дрожжевых грибков прервётся.
Культурные дрожжи и брожение на чистых культурах — культурные дрожжи получают как потомство одной дрожжевой клетки-прародительницы в условиях микробиологической промышленности. Поэтому сусло заселяется только одним видом дрожжевых грибков с абсолютно одинаковыми свойствами. Никаких других микроорганизмов в нем быть не должно. При этом можно подобрать именно те дрожжи, которые дадут нам продукт нужного свойства, например хересные дрожжи, шампанские дрожжи, дрожжи для красных вин, сульфитостойкие расы, расы с высоким выходом спирта, термостойкие, холодоустойчивые, кислотовыносливые и прочее. Конкуренция между микрофлорой будет исключена, а продукт скорее всего получится именно тот, на который расчитывал винодел.
Сусло, перед началом брожения на чистых культурах, надо освободить от дикой микрофлоры. Прежде всего можно помыть ягоды в тёплой воде температурой от +35 С или подержать ягоды над горячим паром. Этот режим погубит массу микроорганизмов на кожице ягод. После стекания воды, охладить сырьё до +10 С, раздавить и получить сусло обычным порядком, далее провести осветление . Уже забродившее сусло заселять культурными дрожжами бесполезно. Дикие дрожжи обитают в естественной природе, постоянно закаляются в борьбе за существование, и расправиться с культурными неженками им не составит никакого труда. По этой же причине, чтобы дать культурным дрожжам фору в борьбе за освоение сусла, лучше их вносить в виде дрожжевой разводки. Делают её так: отбирают около 0,5 л виноградного сока сразу после отжима. Прогревают до температуры 80 С, переливают в стерилизованную стеклянную литровую банку, охлаждают под стерильной крышкой до + 25 С, и вносят сухие дрожжи. Размешивают чистой ложкой, снова прикрывают крышкой (без укупоривания). Далее в разводочной ёмкости (так теперь называется наша банка) должно произойти бурное брожение. Оптимальная температура для него +23 С. Как только оно пойдёт на спад, считается что численность дрожжевых клеток достигла максимального пика и пора их поместить в подготовленное для этого сусло.
Надо отметить, что после многочисленных экспериментов, современная винодельческая промышленность пришла к выводу, что применять чистые культуры дрожжей можно ограниченно, в случае если исходное сырьё имеет какие-то недостатки или нет возможности соблюдать правильный температурный режим при процессе брожения.
Лучшее брожение — это медленное брожение. При высокой температуре дрожжи так активно перерабатывают сахара виноградного сусла, что бурлящие пузырьки образующегося углекислого газа, увлекают за собой в атмосферу ароматические, вкусовые вещества и даже пары спирта. Вино получается плоским, с невыраженными вкусовыми достоинствами, и теряет градус.
Оптимальная температура бродящего сусла:
— белые деликатные и особые, шампанские — 14-18 С;
— красные, розовые, простые белые — 18-22 С;
Также, в этом диапазоне лучше происходит отделение из сусла винного камня, что улучшает вкус вина и пользу от напитка.
Например, белое сухое бродит:
при t +10 С — 20 суток,
при t +15 С — 10 суток,
при t +20 С — 5 суток
При температуре от +25 до +30 происходит чрезмерно бурное брожение. Дрожжи быстро размножаются и быстро отмирают, в виноматериал постоянно поступают азотистые вещества, которые образуются при разложении погибших клеток, а это усиливает риск помутнений, болезней, переокисленности.
При t выше +30 С дрожжи гибнут, а в сусле остаётся сахар (недоброд). В такой питательной среде тут же начинают размножаться посторонние бактерии и происходит порча продукта.
Весь период брожения условно делят на три фазы:
забраживание, бурное брожение, тихое брожение.
Забраживание — начальный период, когда дрожжи приспосабливаются к условиям в бродильной ёмкости и начинают размножение;
Бурное брожение — период, когда дрожжи размножились, заняли весь объём сусла и перешли на анаэробный способ питания с выделением спирта и других веществ в окружающую жидкость, численность их растёт;
Тихое брожение — основной сахар переработан в спирт, численность дрожжевых клеток снижается.
Эта схема отображает стационарный способ брожения. Здесь важно, чтобы ёмкость была заполнена бродящим суслом не более чем на 2/3 объёма. Иначе, с пеной в средней фазе, содержимое будет выбрасываться наружу. Это приводит к нерациональному использованию бродильных ёмкостей и нестабильности процессов внутри неё.
Более стабильно брожение протекает при доливном способе брожения. Правда использовать эту технологию можно только для изготовления сухих вин. Проводится так:
1. сначала ёмкость наполняется на 30 % от общего объёма суслом и в него вносится дрожжевая разводка в полном объёме; Через 2 суток брожение перейдёт в стадию бурного, а сусло разогреется.
2. на третий день приливается ещё 30 % подготовленного свежего сусла;
3. ещё через 4 дня приливается в ёмкость ещё 30 % свежего сусла.
Бродильная ёмкость, таким образом, заполняется практически до верху, а сам процесс брожения происходит без резких пиков и рывков в численности дрожжей и продуктов их жизнедеятельности. А это хорошо для качества будущего вина.
Предложен французским виноделом Семишоном.
Главная особенность — в сусло или мезгу, до начала брожения, вносят спирт в количестве 5 объёмных процентов. Этого количества спирта достаточно для того чтобы вся нежелательная микрофлора в сусле погибла. Нужные для брожения дрожжи-сахаромицеты при этом ни сколько не страдают, а продолжают свою работу на «расчищенном поле». Но добавление спирта в сусло запрещено законодательством большинства винодельческих стран. Виноделы идут «в обход» и модифицируют метод сюперкарт: сначала получают методом сюперкарт сухой виноматериал с содержанием спирта около 10 %, потом добавляют его в основную массу сусла в нужной для этого метода пропорции.
Используется при производстве красных вин и некоторых креплёных белых высокоэкстрактивных (насыщенных) вин. Здесь при брожении стоит задача получить не только спирт, но и вывести из кожицы и семян красящие, ароматические дубильные и прочие вещества.
Брожение мезги всегда затруднено. Ведь она представляет собой неоднородную, твёрдую и вязкую массу. Кроме того, чтобы из кожицы и семян высвободить нужные вещества, необходима температура не ниже +28 , а лучше +30 С. Но при +36 С дрожжи теряют активность, при +39 С погибают.
То есть для брожения на мезге остаётся узкий диапазон температур
от +28 до +32 С.
Брожение на мезге с плавающей шапкой. Проводится в чанах или открытых ёмкостях. Сусло сульфитируют из расчёта 100 мг/1 кг. Наполняют им тару на 4/5 от объёма, вносят дрожжевую разводку. Размешивают.
Через некоторое время начинается бурное брожение. Выделяющийся углекислый газ, увлекает за собой к поверхности все частицы (хлопья мякоти, кожицу, кусочки гребней и плодоножек) и удерживает их там на плаву. Мезга расслаивается на жидкость и «шапку» из твёрдой фракции, плавающую на поверхности, и чаще всего, выступающую над ней. Верхняя сторона «шапки» в течение нескольких часов заселяется уксусными бактериями, мушками-дрозофилами и окисляется воздухом. То есть происходит начальная стадия порчи вина — уксусно-кислого прокисания. Чтобы предотвратить это явление и улучшить экстракцию красящих веществ, необходимо в течение 5 дней перемешивать содержимое ёмкости 5-8 раз в сутки.
Как только сусло приобретёт насыщенный цвет, его сливают, мезгу прессуют и объёдиняют обе жидкости и выдерживают до окончания брожения. Этим способом получают самые красиво окрашенные и насыщенные по вкусу вина.
Брожение на мезге с погружённой шапкой — чтобы уменьшить количество размешиваний при способе с «плавающей шапкой», придумали упрощённый способ «с погружённой шапкой». «Шапку» притапливают на глубину около 30 см. с помощью решётки. Количество размешиваний при погружённой шапке может быть меньше, но и окраска вина соответственно будет хуже.
Оба вида брожения на мезге можно проводить и в закрытых ёмкостях. При этом над шапкой образуется слой углекислого газа, который в некоторой мере противостоит уксусо-кислому прокисанию и упрощает процесс.
Источник
Брожение виноградного сусла
Содержание материала
Глава II
БРОЖЕНИЕ ВИНОГРАДНОГО СУСЛА
1. Способы брожения
Классическим способом приготовления белых сухих виноматериалов является периодическое брожение в дубовых бочках вместимостью 35—60 дал. В бочках температура брожения не превышает 18—20°С и получаются высококачественные вина. Однако этот способ из-за высокой стоимости и трудоемкости имеет ограниченное применение.
Г. Г. Валуйко (1969) разработал метод доливного брожения в железобетонных резервуарах вместимостью 1500 дал. Сусло подается на брожение в три приема: первоначально заливается 50% сусла от общего объема резервуара, через три дня доливается 25% и еще через три дня 25%. Учитывая, что тепловые потери в железобетонных резервуарах значительно меньше, чем в металлических, автор предлагает вторую и третью порции сусла доливать с температурой 15—17°С.
М. А. Герасимов (1964) считает доливной способ брожения временным, и при оснащении винодельческих предприятий страны холодильными установками отпадает необходимость в нем. Однако в настоящее время многие заводы первичного виноделия не оснащены холодильными установками, поэтому доливные способы брожения широко применяются на предприятиях Советского Союза наряду с другими способами.
Способ дробного сбраживания виноградного сусла применяется при отсутствии искусственного холода и установок непрерывного сбраживания. Но с увеличением вместимости бродильных резервуаров до 50 тыс. дал и более доливной способ брожения становится целесообразным для предприятий малой и средней мощности, на которых ежедневное производство сусла данного сорта винограда значительно меньше объема бродильного резервуара.
В последнее время разработаны новые способы сбраживания сусла доливным способом. А. А. Мартаков (1970) предложил метод сбраживания виноградного сусла, предусматривающий ведение процесса при спиртуозности среды 8—10% об. Сбраживание сусла производится в установке, состоящей из бродильных резервуаров, соединенных между собой параллельно, путем ступенчатого или непрерывного поступления сусла к одной и той же биомассе дрожжей. При этом получаются малоокисленные вина высокого качества.
Метод сбраживания виноградного сусла, занимающий промежуточное положение между непрерывными и доливными способами, разработала С. X. Абдуразакова с сотрудниками (1973). Способ предусматривает сбраживание сусла на двух фазах развития дрожжевых клеток: кратковременно в потоке на логарифмической фазе развития дрожжевых клеток, длительно — беспроточно на стационарной фазе. Установлено, что вина, полученные данным способом, характеризуются повышенным количеством ароматических компонентов и аминокислот и поверхностно-активных соединений.
В. С. Разуваев (1977) предлагает сбраживать сусло непрерывно-доливным способом в термоизолированных резервуарах вместимостью 15 тыс. дал со скоростью разбавления 0,01 ч-1.
В виноделии для сбраживания сусла и мезги получили распространение металлические резервуары большой вместимости. В литературе подробно освещена технология приготовления красных столовых вин в металлических резервуарах вместимостью 40 тыс. дал и более но Франции, Аргентине (Баррийон и др., 1970; Валуйко, 1978).
В США, по данным Η. М. Симоновой, для сбраживания красной мезги периодическим способом применяются металлические резервуары вместимостью до 75 тыс дал. Согласно данным Л. М. Кука и К. У. Берга (1969), для сбраживания сусла используются резервуары из нержавеющей стали вместимостью 1900—18000 дал. На предприятиях средней мощности для сбраживания белых сухих вин используются металлические резервуары вместимостью 10 тыс. дал, на крупных предприятиях резервуары вместимостью 25 тыс. дал (Шаптуро, Мехузла, 1976).
В СССР был предложен ряд способов и установок непрерывного сбраживания виноградного сусла. Π. Н. Унгурян (1956) теоретически обосновал полунепрерывный метод сбраживания сусла, который позволяет сконцентрировать брожение в одном месте, механизировать и автоматизировать процесс, эффективно использовать чистые культуры дрожжей, ускорить брожение за счет устранения инкубационного периода размножения дрожжей.
Непрерывные способы брожения сусла позволяют исключить период разбраживания и дображивания, проводить процесс только на винных дрожжах вида Saccharomyces vini, эффективно регулировать качественный и количественный состав азотистых веществ, высших спиртов, сложных эфиров, альдегидов, полностью механизировать и автоматизировать процесс.
Л. А. Кошев, С. И. Циммерман и А. П. Опря (1957) создали установку для брожения сусла в непрерывном под подушкой углекислого газа, которая широко применяется на предприятиях Молдавской ССР. Д. С. Гиашвили (1958) предложил установку для выбраживания виноградного сусла в потоке, которая выполнена в виде батареи из 10—15 чанов, соединенных между собой трубопроводами.
В. И. Нилов, А. А. Преображенский, Д. М. Белогуров и Г. Г. Валуйко (1960) разработали установку для непрерывного брожения виноградного сусла, состоящую из 4 горизонтальных металлических резервуаров разной вместимости. Установка широко применяется на предприятиях Украинской ССР.
А. М. Жуков и П. Д. Баженов (1965) создали непрерывнодействующую автоматическую установку для сбраживания сусла БА-1. Аппарат состоит из шести вертикально расположенных металлических резервуаров вместимостью 2 тыс. дал каждый и пяти верхних переточных баков вместимостью 190 дал каждый. Производительность аппарата —7 тыс. дал виноматериалов в сутки. Установка широко применяется на предприятиях «Росглаввино» и «Молдвинпрома». благодаря высокой производительности, эффективности работы системы охлаждения и полной автоматизации и механизации процесса.
Во ВНИИВиВ «Магарач» и в конструкторском бюро «Росглаввино» разработана автоматическая установка ВБУ-4н, состоящая из 14 резервуаров вместимостью 1000 дал каждый. Резервуары бродильной установки связаны между собой переливными трубами через трехходовые краны. Бродильный аппарат состоит из четырех секций, связанных между собой. Первая секция включает один резервуар и предназначена для подбраживания сусла с целью приготовления десертных виноматериалов. Вторая секция состоит из двух резервуаров и предназначена для получения крепких виноматериалов; третья секция — из четырех резервуаров для приготовления полусладких материалов; четвертая секция— из семи резервуаров для сбраживания сусла на полусухие и сухие виноматериалы.
Для регулирования температуры брожения сусла резервуары снабжены наружной спиралевидной рубашкой. Установка снабжена четырьмя отборно-компенсационными бачками, соединенными с газовым коллектором. Отборно-компенсационные бачки и бродильные резервуары снабжены электромагнитными клапанами и обратными клапанами. Установка полностью автоматизирована. Применяется на винодельческих предприятиях Крыма.
Таблица 10
Температура брожения сусла, рекомендуемая для приготовления различных типов виноматериалов 
Источник
