Все этапы брожения пива. Какая бродильная емкость используется? Осветление и брожение сусла

При проведении главного брожения могут возникнуть наруше­ния в виде таких явлений, как пузырчатое, кипящее и затухающее брожение.

Пузырчатое брожение наблюдается при заканчивании стадии высоких завитков. Оно характеризуется появлением на поверхности крупных пузырьков диоксида углерода и наличием в деке вязких сли­зистых веществ. Такое брожение может приводить к понижениям степени сбраживания и пеностойкости пива. Причинами этого броже­ния могут быть недостаточно высушенный солод, низкое содержание коллоидов, способных сохранять диоксид углерода в начальном сусле, шероховатая внутренняя поверхность бродильных аппаратов.

Кипящее брожение может обнаружиться на стадии высоких завитков. Когда главное брожение заканчивается, завитки опадают и поверхность сусла оголяется в результате сильного выделения диоксида углерода. Выделяющиеся пузырьки газа лопаются на поверхности сусла, и она приходит в волнообразное движение, ого­ленный участок сусла все более расширяется, а слой пены остается только у краев бродильного аппарата. Причины такого брожения:

Использование зернового сырья с малым содержанием клетчатки, наличие большого количества взвесей в бродящем сусле. Заметного изменения качества пива при кипящем брожении не установлено.

Затухающее брожение характеризуется слабыми завитками и недостаточным сбраживанием экстракта.

Затухающее брожение с вялым сбраживанием сусла на всех ста­диях главного брожения обусловлено слабой бродильной активно­стью семенных дрожжей или развитием в них посторонней микро­флоры. При слабой бродильной активности семенных дрожжей удлиняется стадия забела, растягивается стадия низких завитков, а высокие завитки почти не появляются. По окончании брожения в сусле остается большое количество несброженных сахаров, в моло­дом пиве содержится много дрожжей во взвешенном состоянии, дрожжи слабохлопьевидные. Смена дрожжей - единственное радикальное средство устранить такое брожение.

Затухающее брожение с вялым протеканием всех стадий вслед­ствие развития посторонних микроорганизмов можно обнаружить по нарастанию кислотности в сусле и появлению неспецифичных запахов бродящего сусла. Полная замена дрожжей, тщательная дезинфекция всего бродильного отделения, всех сусловых и пивных линий - меры для устранения затухающего брожения, вызванного инфекцией.

На стадии высоких завитков затухающее брожение обычно характеризуется приостановлением брожения и быстрым осветлением бродящего сусла. Причинами остановки брожения могут быть чрезмерно резкое охлаждение бродящего пива или слишком сильно выраженная хлопьевидность дрожжей. Если остановка брожения была связана с резким охлаждением сусла и вследствие этого с осе­данием дрожжей, то повышением температуры на 1…2 °С и переме­шиванием сусла и дрожжей можно устранить такой недостаток. Однако наиболее частой причиной затухающего брожения на ста­дии высоких завитков с недостаточным брожением пива является состав сусла, обусловленный ошибками при осахаривании затора и при солодоращении ячменя.

Устройство цеха брожения и бродильные аппараты

Цех брожения располагается в отдельном охлаждаемом помеще­нии, где поддерживают температуру б…8 °С. Пол цеха покрывают плиткой, плотным бетоном с закруглением у стен и в углах. Наклон пола - около 2% по направлению к канализационным трапам. Стены облицовывают плитками или красят эмалиевой краской. Для брожения сусла устанавливают бродильные аппараты разного раз­мера и формы. Брожение протекает в открытых или закрытых аппаратах. Если в цехе расположены открытые бродильные аппараты, предусматривается вентиляционная система для удаления диок­сида углерода.

Отечественные бродильные аппараты изготовляют из стали, алюминия, нержавеющей стали. Внутреннюю поверхность аппара­тов из стали покрывают защитным покрытием или эмалью. Бро­дильные аппараты выполняют в горизонтальном и вертикальном исполнении, они различаются лишь конструкцией поддерживающих опор и местом установки люка.

Стальные горизонтальные бродильные аппараты устанавливают на жестких опорах в один или два яруса. Опоры первого яруса чаще всего бетонные, второго - металлические. Иногда аппараты второго яруса подвешивают на поясах к потолку или колоннам.

Вертикальные бродильные аппараты по массе значительно легче горизонтальных, они занимают меньшую площадь за счет лучшего использования объема помещения, из них легче удалять дрожжи.

Обычно внутри бродильных аппаратов открытого или закры­того типа устроены трубчатые холодильники. Через них пропус­кают воду температурой 0,5…1 °С.

На отечественных заводах распространены горизонтальные цилиндрические бродильные аппараты. Они предназначены для проведения главного брожения пивного сусла под давлени­ем. Выпускают аппараты объемом от 7 до 45 м3.

Бродильные аппараты следует располагать так, чтобы к ним был свободный доступ. Расстояние между нижней частью аппарата и полом должно быть достаточным, чтобы разместить емкости для сбора дрожжей.

СПОСОБЫ БРОЖЕНИЯ СУСЛА

Периодический способ. На значительном числе отечественных и зарубежных пивоваренных заводов еще применяют (традиционный) периодический способ брожения, который предусматривает прове­дение главного брожения в одном аппарате при одновременном наполнении емкости суслом и введении дрожжей.

При низовом брожении по периодическому способу в первые и вторые сутки допускают самопроизвольный подъем температуры до 8…9 °С, поддерживают ее в течение 24…36 ч и затем постепенно охлаждают сусло с таким расчетом, чтобы к концу брожения темпе­ратура плавно снизилась до 4…5 °С. Температуру регулируют пода­чей воды в змеевик бродильного аппарата. Практически главное брожение считается законченным, когда за сутки сбраживается 0,15…2% экстракта.

Прежде чем рассматривать усовершенствованные способы бро­жения, остановимся на основных недостатках периодического спо­соба брожения.

Первый недостаток, пожалуй, наиболее часто встречающий­ся, - это трудность обеспечения глубокого сбраживания экстрак­тивных веществ. На некоторых пивоваренных заводах иногда слу­чается так, что дрожжи теряют бродильную активность и стано­вится сложно провести дображивание и насыщение пива диоксидом углерода. Такое положение обусловлено режимом традиционного способа брожения, в соответствии с которым необходимо посте­пенно понижать температуру, что приводит к уменьшению выделе­ния диоксида углерода, а значит, и к ослаблению механического перемешивания, тогда как именно в этот момент бродильная актив­ность дрожжей самая низкая, а степень флокуляции самая высокая, и остаточный экстракт очень трудно сбраживается.

Второй недостаток - это дегенерация дрожжей. Допускается, что при низовом брожении используются дрожжи 8 генераций, если они имеют высокую бродильную активность, нормальное физиоло­гическое состояние и микробиологическую чистоту. Такое правило вошло в практику, хотя при этом требуется применение дорогосто­ящей установки для разведения чистой культуры дрожжей. Кроме того, эта практика приводит к получению неоднородного по качеству пива, так как оно зависит от дрожжей, метаболическое состо­яние которых находится в постоянном развитии. Дрожжи после раз­ведения обладают высокой бродильной активностью, и в получае­мом пиве содержится больше сложных эфиров и высших спиртов и меньше остаточного экстракта, чем в пиве, изготовленном с исполь­зованием дрожжей восьмой генерации, бродильная активность которых самая низкая.

Третий недостаток- это то, что сусло после главного брожения имеет ярко выраженный привкус молодого пива, который исчезает после длительной выдержки. Как было сказано ранее, этот привкус обусловлен главным образом присутствием диацетила, пентандиона, ацетальдегида, сероводорода, меркаптана.

Четвертый недостаток - продолжительность протекания про­цесса брожения. Если его осуществлять в строгом соответствии с правилами периодического способа, то брожение проводят в тече­ние 7…8 сут, а иногда и 11 сут.

Ускоренные способы брожения сусла. На интенсификацию процесса брожения сусла влияют следу­ющие факторы:

Количество вводимых дрожжевых клеток и их физиологическое состояние;

Состав сбраживаемого сусла, а также степень насыщения его кислородом;

Температура, давление;

Использование сильносбраживающих штаммов дрожжей.

В современных способах ускорения брожения используются в разных вариантах один или несколько этих факторов.

При сбраживании сусла с большим числом клеток дрожжей (в 3…4 раза выше нормы) наблюдается ускорение процесса брожения до 40% без ухудшения качества готового продукта. По достижении определенного ускорения брожения дальнейшее увеличение нормы введения дрожжей не всегда приводит к интенсификации процесса.

Брожение, проводимое с повышенной нормой введения дрож­жей, часто сочетают с высокой температурой. Это приводит к уси­лению образования диацетила, а иногда и сероводорода, вследствие чего в дальнейшем требуется время на удаление этих компонентов.

Состав начального сусла имеет важное значение для ускоренного процесса брожения. Из-за наличия взвесей охлажденного сусла происходит преждевременное осаждение дрожжей и ухудшаются вкусовые качества пива. Содержание углеводов, аминокислот, вита­минов предопределяет протекание процесса брожения.

Повышение температуры - одно из средств ускорения процесса сбраживания экстрактивных веществ и размножения дрожжей. При высоких температурах брожения следует также повышать температуру начального сусла. Температуру сусла повышают до 8…9 °С, а температуру главного брожения - до 12… 14 °С. Дальнейшее увели­чение температуры сопровождается изменением состава и качества пива. Так, понижаются рН,’ содержание азотистых и горьких веществ, а также ухудшаются пеностойкость, аромат и вкус пива. Самое главное в этом случае - выбор штамма дрожжей, имеющих более высокий температурный оптимум. Помимо этого повышение давления во время брожения до 0,2 МПа оказывает тормозящее дей­ствие на образование некоторых нежелательных вторичных продук­тов брожения.

Повышенная температура и давление способствуют редуцированию ацетальдегида и диацетила и сокращению продолжительности дображивания в результате обработки пива диоксидом углерода при снятии давления.

Перемешивание - один из факторов, ускоряющих процесс бро­жения, поскольку предотвращает оседание дрожжей, усиливает их размножение, а также массо — и теплообмен. Однако интенсивное перемешивание сусла приводит к уменьшению содержания летучих кислот, азотистых веществ, пеностойкости пива и увеличению коли­чества высших спиртов, диацетила, сероводорода, меркаптанов.

Стремятся подбирать специальные штаммы дрожжей, наиболее пригодные для ускорения брожения в условиях данной технологии. В первую очередь предусматривается, чтобы дрожжи имели высо­кую бродильную активность и образовывали меньшее количество пива.

Норма введения дрожжей предусматривается в двух-, четырех-, а иногда в восьмикратном количестве.

Температура брожения находится в диапазоне 12… 14 °С, иногда 16…18 °С и редко между 18 и 22 °С.

Давление, при котором протекает брожение, может возрастать от 0,03 до 0,2 МПа.

Брожение виноградного сусла , биохимический процесс превращения виноградного сусла в алкогольный продукт под действием ферментного комплекса винных дрожжей, приводящий к распаду углеводов в этиловый спирт, диоксид углерода и к образованию вторичных и побочных продуктов. Процесс брожения виноградного сусла известен и применялся с древних времен. Л. Пастер впервые создал биологическую теорию брожения и установил роль дрожжей в брожении спиртовом. В раскрытие биохимических особенностей и разработку оптимальных режимов брожения виноградного сусла большой вклад внесли ученые: французские Ж. Риберо-Гайон, П. Риберо-Гайон, Э. Пейно, итальянский М.А. Джослин, российские В. И. Нилов, М. А. Герасимов, Г. Г. Валуйко и др. Брожение виноградного сусла может быть осуществлено различными способами при разных температуpax. Существующие методы проведения брожения виноградного сусла подразделяются на периодические и непрерывные. Периодическое брожение виноградного сусла осуществляется в бочках, чанах, бутах, железобетонных, металлических и др. резервуарах (см. ), при атмосферном или избыточном давлении (см. ). Сусло на брожение периодическим способом можно подавать одновременно или ступенчато. В последнем случае брожение виноградного сусла осуществляется доливным способом во всех типах резервуаров. Непрерывное Брожение виноградного сусла проводится на спец. установках, состоящих из одного или нескольких резервуаров, соединенных между собой трубопроводами. Температуpa Брожение виноградного сусла выбирается в зависимости от типа конечного продукта и особенностей технологического процесса в различных странах. В странах СНГ оптимальной температурой брожения для высококачественных белых столовых и шампанских виноматериалов является 14°-18°С. Ординарные сухие виноматериалы готовят Брожение виноградного сусла при температуре 24°-26°С. Брожение виноградного сусла в бочках. После осветления сусло насосом подается в бочки на брожение. Одновременно с суслом поступает разводка чистых культур дрожжей. Бочки наполняются суслом на 65-75% с целью предупреждения переливания сусла через шпунт. Верхнее шпунтовое отверстие бочки закрывают гидравлическим бродильным шпунтом. Брожение виноградного сусла в бочках вместимостью 35-50 дал, как правило, протекает при температуре 15°-24°С, т.е. на оптимальном уровне для белых сухих виноматериалов, благодаря естественному теплообмену сусла с окружающей средой. Брожение виноградного сусла проходит нормально при температуре в бродильных цехах 14°-16°С. Виноматериалы, приготовленные Брожение виноградного сусла в бочках, обладают высокими органолептическими достоинствами. Однако этот способ брожения трудоемок, требует больших капитальных затрат, поэтому имеет ограниченное распространение.

Брожение в крупных резервуарах.

В резервуар вместимостью 1-2 тыс. дал и более подается разводка чистых культур дрожжей в количестве 2,5-3% его объема. Затем поступает осветленное сусло в количестве 75% вместимости резервуара. Температуpa брожения регулируется с помощью выносных трубчатых охладителей различных типов, охладителей, находящихся в бродильных резервуарах, орошением резервуаров водой, а также с помощью воды или др. хладоагентов, циркулирующих через охладительные рубашки резервуаров. Брожение проводится при температуре 14°- 26°С в течение 5-6 суток в зависимости от типа виноматериалов. Система автоматического регулирования температуры брожения в резервуарах вместимостью 15- 50 тыс. дал состоит из охладителей, центробежных насосов и терморегуляторов. При выработке столовых виноматериалов брожение проводится при температуре 12°-16°С в течение 20 и более суток. Можно сбраживать сусло и при температуpax до 26°С, однако резервуары должны быть оборудованы пеногасительными устройствами. Брожение в крупных резервуарах вместимостью 15-50 тыс. дал с автоматическим регулированием температуры применяется в Молдовы и Азербайджане на заводах первичного виноделия мощностью переработки 40 тыс. т винограда в сезон. За рубежом брожение в крупных резервуарах вместимостью 10- 25 тыс. дал широко практикуется на винодельческой предприятиях США, Франции, Испании.

Доливные (дробные, ступенчатые) способы брожения.

Брожение виноградного сусла доливным способом применяется для приготовления сухих виноматериалов в металлических и железобетонных резервуарах вместимостью 1-2 тыс. дал. В железобетонные резервуары вначале вносится разводка чистой культуры дрожжей, и резервуар на 30% наполняется осветленным суслом. Через 2 суток, при наступлении стадии бурного брожения и повышении температуры бродящего сусла до ~26°С, добавляют еще 30% осветленного сусла с температурой 16°-20°С. После долива второй порции температуpa бродящего сусла снижается до 22°-24°С. Когда температуpa бродящего сусла поднимается до ~26°С (через 2-3 суток), добавляют еще 20% сусла. В металлических эмалированных резервуарах Брожение виноградного сусла доливным способом проводится следующим образом. Сначала резервуар на 50% наполняется осветленным суслом, добавляется разводка чистой культуры дрожжей. Через 2 суток подается осветленное сусло в количестве 25% вместимости резервуара, через 4 суток - еще 12-13% и четвертой порцией резервуар доливается почти доверху. В крупных металлических резервуарах вместимостью 15-50 тыс. дал Брожение виноградного сусла доливным способом усложняется в связи с уменьшением удельной поверхности до 0,7-1,0м 2 /м 3 . Количество доливаемых порций осветленного сусла увеличивается до 5-12. Объем порций доливаемого сусла и их температура зависят от многих факторов, поэтому в конкретных условиях для их определения предложены номограммы (рис. 1 и 2).

Процесс брожения виноградного сусла проводится следующим образом. В резервуар первоначально подается осветленное сусло с температурой 10°-12°С в количестве 15-20% общего объема резервуара и разводка чистой культуры дрожжей в количестве 2-4% объема сусла. После сбраживания бродильной смеси до содержания остаточного сахара 1-2 г/100 см 3 на брожение ежесуточно подается осветленное сусло в количестве 12-28% объема бродящего сусла в зависимости от среднесуточной температуры и сахаристости сусла. Брожение продолжается в течение 6-12 суток при температуре 24°-26°С. Для термоизолированных крупных резервуаров Брожение виноградного сусла доливным способом предлагается проводить непрерывно со скоростью разбавления при осуществлении процесса на близкой к стационарной фазе роста дрожжей в условиях высокой концентрации этилового спирта в среде. Брожение виноградного сусла в непрерывном потоке имеет ряд преимуществ перед периодическим. При непрерывном брожении исключается период разбраживания в связи с тем, что свежее сусло подается небольшими объемами в бурно бродящее сусло с большой концентрацией дрожжевых клеток. Исключается также период дображивания остаточного сахара, т.к. из установок непрерывного сбраживания получается виноматериал, содержащий 2-3 г/100 см 3 сахара. Исключение периодов разбраживания и дображивания приводит к увеличению производительности непрерывной установки по сравнению с брожением виноградного сусла периодическим способом в резервуарах той же вместимости. Брожение виноградного сусла в непрерывном потоке позволяет полностью механизировать и автоматизировать процесс. В непрерывном потоке сусло сбраживается при спиртуозности св. 4% об., что позволяет проводить процесс только на винных дрожжах вида Saccharomyces vini и получать соответственно виноматериалы более высокого качества (см. ). Брожение виноградного сусла непрерывным способом позволяет регулировать в более широких пределах химический состав виноматериалов по азотистым веществам, этиловому спирту, сахару, высшим спиртам, альдегидам, глицерину, получать вина высокого качества. Разработаны установки для непрерывного сбраживания сусла в потоке: БА-1 (для приготовления белых столовых сухих вино материалов), ВБУ-4Н (для приготовления белых сухих, полусухих, полусладких, крепких и десертных виноматериалов), „Украинская”, „Молдавская” и др.

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.

Осветление сусла проводят в целях удаления из него загрязняющих примесей, частиц виноградной грозди, а также дикой микрофлоры. Вместе с твердыми частицами отделяются сорбированные на них ферменты, что способствует уменьшению окисления сусла.

Осветление сусла положительно влияет на ход брожения и формирование букета. Вина, полученные из хорошо осветленного сусла, имеют более гармоничный вкус, развитый аромат, отличаются лучшей прозрачностью и стабильностью.

Хорошее осветление вина способствует:

1. медленному и качественному брожению;
2. более полному и качественному сохранению ароматических веществ.

Чем выше температура брожения, тем меньше взвесей должно содержать сусло.

В зависимости от назначения получаемого виноматериала и технологических условий применяют различные методы осветления сусла.

Отстаивание

Это основной и наиболее широко применяемый способ. Он обеспечивает многосторонний технологический эффект и приводит к формированию благоприятных свойств сусла.

Осветление сусла в процессе отстаивания основано на способности дисперсных систем разделяться на составные фазы в поле сил тяжести. При отстаивании оседают содержащиеся в сусле взвеси, а также дополнительно образующиеся осадки нерастворимых соединений.

Отстаивание виноградного сусла сопровождается физическими процессами, связанными с адгезией, флокуляцией, седиментацией, а также биохимическими превращениями. Происходят окислительные и другие химические реакции.

Таким образом, отстаивание имеет своей целью не только осветление, но и созревание сусла и удаление из него значительной части нежелательной микрофлоры.

Продолжительность процесса зависит от назначения и состава сусла, содержания в нем взвесей и микроорганизмов и колеблется от 8 до 14 ч, температура должна быть 8–10 ºС.

Для лучшего осветления отстаиванием в сусло вводится суспензия бентонита до получения концентрации 0,5–3,0 г/дм³.

Одно из основных условий нормального осветления сусла при отстаивании – исключение его забраживания. Для исключения этого эффекта применяют сульфитацию и охлаждение перед отстаиванием или комбинацию этих двух приемов.

Применение сульфитации основано на способности SO 2 (диоксида серы) угнетать жизнедеятельность микроорганизмов, в том числе дрожжей и бактерий.

В настоящее время применяют сжиженный диоксид серы, который вводят в сусло в определѐнном количестве. Дозировка SO 2 зависит от качества перерабатываемого винограда, назначения сусла, его состава и содержания в нем микроорганизмов.

При переработке кондиционного винограда, идущего на приготовление ординарных вин, дозировка не превышает 120 мг/л.

Сусло из высококачественных сортов винограда, предназначенное для получения марочных столовых вин и шампанских виноматериалов, не сульфитируют.

Отстаивание сусла в основном производят в отстойниках периодического действия: деревянных, железобетонных, металлических.

После окончания процесса отстаивания осветленное сусло снимают с осадка (декантируют) и перекачивают в емкости или специальные бродильные аппараты для последующего брожения.

Центрифугирование (сепарирование)

Применяют реже отстаивания, в основном в тех случаях, когда по технологическим условиям исключается возможность сульфитации, например в производстве коньячных и шампанских виноматериалов.

В отличие от отстаивания, при котором помимо осветления происходят ферментация и созревание сусла, центрифугирование обеспечивает только отделение взвесей.

Наилучшие результаты получают при применении центрифуг, работающих в атмосфере инертных газов.

Электросепарирование

Это способ осветления сусла в потоке, основанный на прохождении через слой сусла пузырьков водорода, образующихся в результате электролиза воды, содержащейся в сусле, при напряжении электрического тока 20–30В. Твердые частички, взвешенные в сусле, прилипают к пузырькам и всплывают вместе с ними на поверхность, образуя плотную шапку, которую удаляют.

Процесс осуществляют в потоке, пропуская сусло со взвесями через специальный аппарат – электросепаратор.

Электросепарирование обеспечивает достаточно полное осветление сусла и предохраняет его от окисления кислородом воздуха, но производительность процесса невелика.

Брожение сусла

Спиртовое брожение – основной технологический процесс виноделия.

При брожении виноградного сусла создаются благоприятные физико-химические условия для распределения активных дрожжевых клеток в бродящей среде, а также для массо- и теплообмена.

Скорость и ход брожения существенно влияют на качество вина. Более высокое качество вин формируется в условиях медленного брожения, при котором меньшее количество ценных ароматических и вкусовых летучих веществ выделяется из сусла в атмосферу, лучше сохраняется сортовой аромат, уменьшаются потери спирта.

Биохимические процессы, происходящие при брожении сусла

При производстве вин непрерывно совершаются сложные физико-химические и биохимические процессы. Принципиально важными являются глубина прохождения реакций, количество и природа образующихся продуктов, от которых будет зависеть приобретение вином тех или иных особенностей в аромате и вкусе.

Из биологических процессов, происходящих при сбраживании с участием микроорганизмов, целесообразно выделить основные.

Спиртовое брожение

Спиртовое брожение представляет собой простейшую форму биологического механизма, обеспечивающего получение энергии из питательных веществ. Оно осуществляется ферментативным путем с образованием этанола и углекислого газа.

Суммарное уравнение спиртового брожения может быть представлено в следующем виде:

ГЛЮКОЗА + 2 Н 3 РО 4 + 2 АДФ → 2 ЭТАНОЛ + 2СО 2 + 2 АТФ + 2Н 2 О

При сбраживании субстрата происходят глубокие изменения его химического состава. Наряду с главными продуктами метаболизма дрожжей – спиртом и диоксидом углерода, при спиртовом брожении из сахаров образуются также вторичные продукты, роль которых весьма значима в формировании аромата и вкуса вина. К числу вторичных продуктов относятся:

• пировиноградная кислота – основной промежуточный компонент для синтеза любых продуктов брожения. Не участвуя в образовании сенсорного профиля непосредственно, она является обязательным начальным элементом для образования всех дальнейших продуктов;
• глицерин – один из возможных метаболитов дрожжевой клетки. Образование глицерина связано с глицеропировиноградным брожением, которое происходит в начале спиртового брожения, обуславливая своего рода пусковой период его, период индукции. При глицеропировиноградном брожении из молекулы гексозы образуется одна молекула глицерина, что сопровождается появлением одной молекулы ацетальдегида или пировиноградной кислоты. Глицерин существенно влияет на качество напит ка, его аромат и стойкость, участвует в окислительно-восстановительных процессах. Будучи поверхностно-активным веществом, улучшает игристые свойства вина. Может являться источником коллоидных помутнений;
• ацетальдегид – промежуточный продукт спиртового брожения. При концентрации в напитке выше порога чувствительности придает аромат, напоминающий незрелые зелѐные яблоки. Высокие концентрации ацетальдегида в вине могут вызвать ощущение затхлого запаха;
• уксусная кислота – основной компонент летучих кислот. Она в относительно большом количестве содержится в соке фруктов (30–70 мг/л), но также образуется при окислении уксусного альдегида. Чрезмерное еѐ количество может говорить о возможности микробиологического загрязнения среды;
• ацетоин – образуется при синтезе диацетила или 2,3-бутандиола. Он вносит свой вклад в накопление продуктов кетонового ря да, чрезмерное суммарное накопление которых придаст напитку неприятные ацетоновые тона;
• янтарная кислота – синтезируется при глицеропировиноградном брожении. Может достаточно интенсивно накапливаться на ранних стадиях брожения. Янтарная кислота обладает специфическим привкусом и может влиять на сенсорный профиль продукта;
• лимонная кислота – обладает резким кислым вкусом. Она содержится в плодах, не дошедших до технической зрелости (в случае плодово-ягодного виноделия);
• изоамиловый спирт – продуцируется дрожжами как в процессе брожения, так и в аэробной фазе жизнедеятельности. Доля его среди высших спиртов может достигать 90 %;
• изопропиловый спирт – при большом разведении обладает приятным маслянисто-цветочным ароматом. Из всех высших спиртов у него самая большая пороговая концентрация по аромату – 500 мг/дм³;
• эфиры – в зависимости от структуры имеют фруктовый, сладковатый или цветочный аромат. В концентрациях ниже порога ощущения придают напитку приятный аромат, при повышенной концентрации отрицательно сказываются на органолептических свойствах, придавая дрожжевой, подобный растворителю запахи.

Образование вторичных продуктов брожения схематично изображено на рисунке 1. Факт спиртового брожения реализуется благодаря искусственно селекционированным дрожжам.

Дрожжи рода Saccharomyces различных штаммов размножаются с разной скоростью, имеют разную бродильную активность, спорообразующую способность, устойчивость к повышенной или низкой температуре.
Между отдельными микроорганизмами, в том числе между дрожжами одного и того же вида, может наблюдаться антагонизм.

Дрожжи, имеющие более высокую скорость размножения, вытесняют из среды дрожжи с меньшей скоростью размножения. При внесении дрожжей чистой культуры в нестерильное сусло они вытесняются дикими дрожжами, если последние имеют большую скорость размножения. В таких случаях применение дрожжевой чистой культуры не дает желаемых результатов.

Для успешного применения чистой культуры необходимо, чтобы количество дрожжевых клеток, вносимых с разводкой, намного превышало содержание в сусле диких дрожжей. Если это требование не выполняется, дрожжи чистой культуры не успевают размножиться и практически не принимают участия в брожении, так как средой овладевают дикие дрожжи. В связи с этим необходимо, по возможности, наибольшее удаление дикой микрофлоры из сусла перед внесение чистой культуры дрожжей, т. е. основательное осветление сусла.

Рисунок 1 — Образование побочных продуктов брожения

Яблочно-молочнокислое брожение

Яблочно-молочнокислое брожение приводит к превращению яблочной кислоты в молочную (выход около 60 %). Оно сопровождается также выделением диоксида углерода и образованием небольших количеств пировиноградной кислоты, диацетила, ацетоина и 2,3-бутиленгликоля.

Яблочно-молочнокислое брожение вызывается молочнокислыми бактериями Lactobacillus , Leuconostoc или Pediococcus .

Механизм яблочно-молочнокислого брожения приведен на рисунке 2.

Рисунок 2 — Механизм яблочно-молочнокислого брожения

В результате яблочно-молочнокислого брожения несколько повышается рН сбраживаемого субстрата, поскольку степень диссоциации молочной кислоты несколько ниже, чем у яблочной.

В современных условиях винодельческого производства наличие молочнокислых бактерий рассматривается как негативный факт, а при производстве сброженных яблочных соков (плодово-ягодное виноделие) – как вполне нормальный и иногда даже регламентируемый.

Таким образом, учитывая как положительные («сглаживание, умягчение» вкуса), так и отрицательные аспекты (неуправляемость и непредсказуемость) процесса яблочно-молочнокислой ферментации, необходимо подавлять жизнедеятельность молочнокислых бактерий путем стерилизации сусла и сока, поддержания соответствующих санитарных условий.

Уксусно-кислое брожение

Уксусно-кислый механизм брожения (рисунок 3) может реализовываться в случае микробиологического загрязнения сусла, что недопустимо.

Рисунок 3 — Механизм уксусно-кислого брожения

Данное брожение вызывается бактериями Acetobacter aceti , являющимися облигатными аэробами, способными окислять этанол и образовывать до 11 % уксусной кислоты.

При недостатке этанола уксусно-кислые бактерии окисляют уксусную кислоту до СО 2 и Н 2 О. Они могут окислять и другие многоатомные спирты (глицерин, маннит, сорбит). Сахара ими окисляются в соответствующие кислоты: глюкоза – в глюконовую, галактоза – в галактоновую. Некоторые виды уксусно-кислых бактерий способны превращать молочную кислоту в ацетоин. Винная, янтарная, яблочная и другие кислоты могут служить им источником питания.

Уксусно-кислое брожение используется при производстве уксуса. Наличие бактерий в вине в присутствии кислорода может привести к серьѐзному заболеванию напитка.

Технологические процессы, происходящие при брожении сусла

Влияние температуры на ход брожения Температура оказывает существенное влияние на ход брожения сусла.

При повышенной температуре:

• 27–32 0 С скорость брожения увеличивается;
• выше 33 0 С происходит массовое отмирание дрожжевых клеток;
• при 37–40 0 С брожение прекращается и получаются «недоброды». Содержат остаточный сахар, который создает благоприятные условия для развития посторонних микроорганизмов;
• повышается интенсивность выделения пузырьков СО 2 , которые выносят из сусла ценные ароматические вещества (эфирные масла);
• вследствие активации автолитических процессов виноматериалы в большей степени обогащаются летучими кислотами, альдегидами, азотистыми веществами; как следствие, такие вина склонны к помутнениям, болезням.

При заниженной температуре:

• 10–12 0 С брожение идет очень медленно и сахар, как правило, полностью не выбраживается (если не используются специальные хладоустойчивые штаммы), в результате наличие остаточного сахара может привести к заболеванию вина;
• уменьшается титруемая кислотность виноматериала вследствие большого выпадения плохо растворимых солей винной кислоты (винного камня).

Оптимальная температура при производстве марочных столовых вин составляет 14–18 С (таблица 1 ).

Таблица 1 — Влияние температуры на длительность брожения

Температура брожения зависит:

• от количества выделяющейся при брожении тепловой энергии;
• от потери теплоотдачи через стенки бродильных емкостей.

Величина теплоотдачи зависит:

• от площади поверхности, приходящейся на единицу объема бродящего сусла;
• от коэффициента теплопроводности материала резервуара;
• от температуры окружающего воздуха и скорости его движения;
• от способа ведения процесса;
• от аппаратурного оформления.

Способы брожения виноградного сусла

• Стационарный способ брожения . Определенный объем сусла сбраживается от начала и до конца в одной бродильной емкости: бочке; железобетонном, металлическом или пластиковом резервуаре. Динамика такого брожения характеризуется наличием трех резко разграниченных периодов брожения, что тесно связано с концентрацией активных дрожжевых клеток в бродящем сусле и скоростью их роста.

• Начальный период дробления. Лаг-фаза соответствует приспособлению дрожжей к условиям окружающей среды. Происходит разбраживание. Благодаря высокому содержанию кислорода, питательных веществ, отсутствию спирта дрожжи быстро размножаются.
• Период бурного брожения. Экспоненциальная фаза. Соответствует интенсивным метаболическим процессам, происходящим в клетке. Для этой фазы характерны:

1. наибольшая скорость процесса;
2. выделение большого количества СО 2 ;
3. выделение большого количества тепловой энергии;
4. образование обильной пены.

При данном способе сусло постепенно обедняется сбраживаемыми углеводами и другими веществами, усвояемыми дрожжами, и обогащается продуктами брожения.

Функция размножения дрожжей подавляется быстрее, чем их бродильная способность.

• Период затухания брожения Фаза замедления роста. Характеризуется тем, что концентрация активных дрожжевых клеток в среде уменьшается вследствие их отмирания. Такой способ целесообразно реализовывать в небольших емкостях, имеющих значительную удельную площадь поверхности (90–100 см²/дм³); например, в деревянных или пластиковых бочках. Благодаря чему обеспечивается хорошая теплоотдача и температура бродящего сусла чрезмерно не повышается.

Недостатки метода стационарного брожения в небольших емкостях:

1. значительная продолжительность периодов забраживания и затухания брожения;
2. неполное использование бродильных резервуаров (заполняют на 2/3);
3. потребность в большом количестве бродильных емкостей;
4. требует большого количества производственных площадей;
5. затрудняет контроль за процессом брожения.

• Доливной способ брожения . Обеспечивает ведение процесса в больших резервуарах без принудительного охлаждения.

Ферментацию ведут в железобетонных, металлических и других емкостях.

Способ состоит в том, что брожение реализуют в одной емкости, но брожение идет не в постоянном объеме исходного сусла, а при периодических доливках новых его порций.
В таких условиях:

1. бродящая среда периодически пополняется питательными веществами;
2. концентрация продуктов брожения уменьшается;
3. 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 добавлять через определенные промежутки времени новые порции исходного сусла.

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

Схемы ведения брожения доливным способом:

1. в резервуар – дрожжевая разводка + 30 % исходного сусла;
2. через двое суток – еще 30 % сусла;
3. через двое суток – остальная часть (40 %) до объема рабочей вместимости резервуара.

1. дрожжевая разводка + резервуар заполняется на 50 % его вместимости;
2. через двое суток – до 75 % его объема;
3. еще через четверо суток – до 87–88 % его объема;
4. позднее – до рабочего объема.

1. дрожжевая разводка + 40 % объема резервуара заполняется;
2. через двое суток – до 70 % объема;
3. через двое суток – до рабочего объема.

Преимущества стационарного способа:

1. уменьшение продолжительности периода забраживания;
2. уменьшение уровня максимально возможной температуры
3. вследствие доливок исходного сусла;
4. уменьшение скорости брожения за счет искусственного понижения концентрации клеток в среде, разбавляемой свежим суслом;
5. отпадает необходимость в искусственном охлаждении;
6. уменьшение расхода дрожжевой культуры.

• Способ непрерывного брожения. Процесс ведется в условиях контролируемого потока бродящего сусла. В таких условиях среда постоянно обновляется, улучшаются условия питания дрожжевых клеток, они долго остаются в активном состоянии.

Расход сахара на рост и размножение клеток уменьшается, а на спирт увеличивается.

Для брожения непрерывным способом используются спиртоустойчивые штаммы дрожжей чистой культуры.

Свежее сусло вводится в бродящее (накопившее уже ≈ 5 % спирта), что уменьшает возможность жизнедеятельности посторонних микроорганизмов. При непрерывном способе брожение ведется в обедненной кислородом и богатой спиртом среде.

Вследствие непрерывного движения бродящего сусла часть дрожжевых клеток уносится из бродильного аппарата, но одновременно происходит прирост биомассы. Поэтому концентрация клеток остается практически постоянной.

Для брожения сусла применяют аппараты, состоящие из нескольких последовательно соединѐнных между собой емкостей.

В резервуарах создается определенная градация (ступенчатость) со става бродящей среды и физиологического состояния дрожжевых клеток.

Преимущества способа:

1. высокая производительность;
2. меньший расход дрожжей;
3. меньший расход сахара на рост и размножение дрожжей;
4. возможность плавно регулировать химические и физические
5. параметры системы;
6. обеспечение хороших санитарно-технических условий процесса;
7. сохранение сортового аромата и полноты вкуса.

Недостатки способа:

1. сложное аппаратурное оформление;
2. использование установок только в период сезона виноделия;
3. возможность использования только однотипного сырья;
4. необходимость иметь большие площади виноградных насаждений одного сорта.

• Брожение в условиях повышенного содержания диоксида углерода . Способ основан на подавлении размножения дрожжей и регулировании хода процесса брожения высокими концентрациями СО 2 в бродящей среде.

Размножение винных дрожжей в сусле прекращается при концентрации СО 2 17 г/л, а для полной остановки брожения необходима

Концентрация СО 2 более 22 г/л. Брожение этим способом проводят в прочных металлических резервуарах, рассчитанных на повышенное давление. Скорость брожения регулируют за счет повышения или понижения давления, развивающегося внутри бродильных резервуаров в результате выделения углекислого газа из бродящего сусла.

Брожение ведут с малой скоростью, обычно при температуре +18 0 С и давлении, близком к 500 кПа, на протяжении 20–30 суток с применением пылевидных штаммов дрожжей. Для ускорения брожения давление в бродильном аппарате периодически сбрасывают, при этом осевшие дрожжи переходят во взвешенное состояние и перемешиваются со средой, что способствует активации процесса.

Виноматериалы, полученные по этой методике, отличаются (по сравнению с другими методами) следующим:

1. в них в два раза меньше высших спиртов;
2. больше редуктонов;
3. лучше восстановительные свойства;
4. при выдержке в них меньше повышается окислительновосстановительный потенциал;
5. вина получаются малоокисленными;
6. хорошо выражен сортовой аромат.

• Брожение на наполнителях . Способ основан на активации процесса за счѐт сорбции дрожжевых клеток на поверхности инертных к суслу и вину твердых тел (насадок).

Интенсификация брожения происходит за счет:

1. повышения концентрации питательных веществ, адсорбируемых на поверхности насадки;
2. равномерного распределения дрожжевых клеток в среде;
3. ускорения выделения СО 2 .

В качестве насадок применяют различные материалы:

1. с достаточно развитой поверхностью;
2. инертные к суслу и вину;
3. не ингибирующие жизнедеятельность дрожжей.

Примером может служить специально обработанная древесная стружка (бук, дуб).

• Брожение на мезге . Брожение на мезге применяют в производстве красных вин, а также некоторых белых креплѐных вин, отличающихся большой экстактивностью.

При брожении на мезге преследуются следующие цели:

1. сбраживание сахаров;
2. экстрагирование фенольных, азотистых и других веществ из кожицы и семян.

В отличие от сусла, мезга имеет значительно меньшую подвижность и представляет собой двухфазную систему. Поэтому процесс брожения на мезге более сложен по аппаратурному оформлению и проводится в ином технологическом режиме.

Для обеспечения достаточного экстрагирования фенольных ароматических и других веществ из кожицы и семян процесс проводят при температуре 28–30 0 С.

При пониженной температуре:

1. недостаточная окрашенность виноматериалов;
2. недостаточная экстрактивность виноматериалов.

При повышенной температуре:

1. при 36 0 С активность дрожжей сильно снижается;
2. вина получаются сильно окрашенными;
3. мало выражены сортовой вкус и аромат;
4. при 40 0 С дрожжи отмирают, спиртовое брожение прекращается, ускоряется развитие болезнетворных микроорганизмов.

При прочих равных условиях цвет вина тем интенсивнее, чем выше температура брожения.

Условие для хорошего экстрагирования – хороший контакт кожицы и семян с бродящим суслом.

Для реализации всех требований реализуют различные технологии.

• Брожение в резервуарах . Для реализации этой методики используют дубовые чаны, железобетонные и металлические резервуары, которые заполняют на 80 % от их вместимости свежей мезгой (рис. 12). Мезгу предварительно обрабатывают SO 2 в количестве 80–180 мг/л:

1. для подавления нежелательной микрофлоры;
2. ингибирования окислительных ферментов;
3. улучшения экстрагирования красящих веществ;
4. предохранения красящих веществ от выпадения в осадок.

Дрожжи чистой культуры вводятся в количестве 2–6 % от объема мезги.

При брожении в больших резервуарах (более 1000 дал) применяют искусственное охлаждение.

Для брожения на мезге используют открытые или закрытые резервуары и проводят в них брожение с плавающей или погруженной шапкой. Шапка – более или менее уплотненная масса твердых частиц мезги, всплывающая на поверхность бродящего сусла.

• Брожение в открытых резервуарах с плавающей шапкой. Бродящий субстрат перемешивают не менее 3–4 раз в сутки, погружая всплывающие частицы на дно аппарата. Погружение и перемешивание шапки необходимы:

1. для улучшения контакта с суслом;
2. для исключения развития в шапке уксусно-кислых бактерий.

В небольших чанах мезгу перемешивают ручными мешалками, в крупных – механическими или перекачиванием бродящего сусла насосом из нижней части в верхнюю – на шапку

В открытых чанах брожение происходит при более низкой температуре, чем в закрытых. При этом непосредственно под шапкой температура выше на 4–5 0 С, а концентрация сахара меньше на 3– 5 %, чем на дне резервуара.

Недостатки метода:

1. трудоемкость многократно проводимых погружений шапки;
2. невозможность использования емкостей для дальнейшего хранения вина.

Преимущества метода:

1. высокое качество вина;
2. хорошо развитый букет;
3. гармоничный вкус.

• Брожение в открытых резервуарах с погруженной шапкой. При этом способе твердые частички мезги не всплывают на поверхность, а удерживаются в сусле решетчатой или перфорированной перегородкой, расположенной на ¼ от верха резервуара. В этом случае шапка образуется под перегородкой и ее покрывает бродящее сусло, она поднимается вверх за счет давления поднимающегося наверх СО 2 .

Преимущества метода:

1. уменьшение опасности уксусно-кислого инфицирования;
2. снижение затрат на перемешивание мезги;
3. предотвращается окисление.

Недостатки метода:

1. меньшее извлечение красящих веществ;
2. сильное уплотнение твердых частиц под перегородкой (иногда для интенсификации процесса ферментируемый материал 1–2 раза в сутки перекачивают из одной емкости в другую).

Брожение в открытых и закрытых резервуаров с погруженной шапкой. Закрытые бродильные резервуары имеют крышки, снабженные гидравлическими затворами, которые устроены так, что образующийся в результате брожения диоксид углерода имеет свободный выход из резервуара, а проникновение в него воздуха исключается.

Брожение в открытых и закрытых резервуарах может проводиться с плавающей или погруженной шапкой.

Плавающая шапка все время находится в атмосфере диоксида углерода, в результате чего отпадает необходимость в многократном погружении и перемешивании шапки.

Преимущества брожения в закрытых резервуарах:

1. меньшая трудоемкость;
2. равномерное распределение температуры в объеме бродящей жидкости;
3. хорошие санитарно-гигиенические условия.

1 – открытый с плавающей шапкой; 2 – открытый с погруженной шапкой; 3 – закрытый с плавающей шапкой; 4 – закрытый с погруженной шапкой
Рисунок 4 — Схема резервуаров для брожения на мезге

Контроль спиртового брожения

Брожение контролируют для своевременного обнаружения отклонений от нормального его хода и принятия соответствующих мер для нормализации процесса.

Контроль состоит в регулярном (2–3 раза в день) измерении:

• температуры;
• содержания сахара;
• содержания спирта;
• титруемой и активной кислотности;
• микробиологического состояния виноматериалов.

Результаты измерения отражают на графиках, составляемых отдельно для каждого аппарата.

Причины отклонения от нормального хода брожения:

• слишком низкая температура;
• слишком высокая температура;
• слишком высокая сахаристость начального сусла;
• слишком большое содержание диоксида серы;
• слишком большая кислотность вследствие развития посторонней микрофлоры;
• малая активность дрожжей.

Признаки отклонения от нормального хода брожения:

• уменьшение или прекращение выделения СО 2 ;
• стабилизация концентрации сахара в бродящей среде;
• понижение температуры.

Меры, предпринимаемые для восстановления нормального брожения:

• улучшение температурных условий;
• внесение 1–5 % по объему разводки активных дрожжей (привычных к сернистому ангидриду);
• проветривание «недоброда» путем открытой переливки или аэрированием;
• проветривание при излишке сернистой кислоты;
• специальные меры лечения, если вино подверглось патогенному микробиологическому воздействию.

При производстве домашнего алкоголя нужно строго следовать рецепту, чтобы конечный результат вас порадовал. Домашнее вино очень прихотливый алкоголь: и его качество, и вкус зависят не только от сорта винограда, который вы используете. Все виноделы знают, что самый сложный и долгий процесс – брожение вина. Но что делать, если вино не бродит?

Давайте рассмотрим самые распространенные проблемы, с которыми вы можете столкнуться, и найдем их решение.

Недостаточно времени

Очень часто виноделы ждут мгновенного результата, забывая, что брожение зависит от многих факторов – температура в помещении, сорт винограда, разновидность дрожжей, количество сахара. Не нужно надеяться, что ваше сусло заиграет через 5-10 минут.

Грибки сначала начинают процесс размножения и только потом думают о еде. Обычно на это может уйти от 3-72 часов. Опираясь на вышеупомянутые факторы, делаем вывод, что нужно набраться терпения и просто подождать.

Мало кислорода или отсутствие герметизации

С данной проблемой сталкивается почти каждый начинающий винодел. Брожение проходит в два этапа. На первом этапе для хорошего размножения дрожжевых грибков важно наличие кислорода, из-за недостаточного его количества процесс размножения может остановиться. Следовательно, сначала накрываем сосуд марлей, а потом уже гидрозатвором.

Но и тут все не так просто. На этом этапе важна хорошая герметизация. Если в сосуд с суслом будет поступать кислород в большом количестве, то произойдет окисление продукта. Проще говоря, ваше вино прокиснет, и вы его уже не спасете. Если сосуд герметично закрыт гидрозатвором, он будет выделять пузыри воздуха.

Очень часто бутылку с суслом закрывают медицинской перчаткой, при правильном выходе углекислого газа перчатка надуется, а значит все идет по плану. Чтобы подстраховать себя и обезопасить сусло от прокисания, стыки между гидрозатвором можно замазать пластилином, тестом или скотчем.

Также стоит помнить о том, что открывать сосуд с вином можно только один раз в сутки не больше, чем на 10-15 минут, и герметично закрыть снова.

Перепады температуры

Чтобы процесс брожения правильно запустился, нужно соблюдать температурный режим. Стоит знать, что дрожжи начинают работать при плюсовой температуре от 10 до 30 градусов. Если в помещении, где хранится сусло, будет ниже 10 градусов, то активизация замедляется или ее совсем не будет. А вот при температуре больше 30 градусов дрожжи погибнут.

Что делать, если вино не бродит? Чтобы избежать этой ситуации, нужно измерить температуру помещения, где будет стоять сосуд с суслом. Оптимальная температура для активизации дрожжей – 15-25 градусов выше нуля. Далее желательно поддерживать исходную температуру, при которой вино заиграло, и не допускать перепадов.

Если дрожжи погибли от слишком высокой температуры, то нужно добавить винную закваску или порцию неспиртовых дрожжей, чтобы возобновить брожение.

Количество сахара

Сахар выполняет очень важную роль в процессе брожения сусла. Именно он является главной пищей для дрожжей и от его количества зависит и дальнейший результат. Стоит знать, что если в сусле не хватает сахара, то и дрожжам нечего перерабатывать, следовательно, брожение остановится. Но и его большое количество ни к чему хорошему не приведет, так как он уже выступит в роли консерванта и остановит брожение. Поэтому нужно найти золотую середину и запомнить, что правильный процент сахаристости сусла – 10-20%.

Количество сахара можно контролировать специальным прибором – ареометром. Но если у вас его нет, то можно положиться на свои вкусовые рецепторы и попробовать сусло.

Итак, что делать, если вино перестало бродить из-за недостатка сахара? Если вы измеряли процент сахара прибором или попробовали вино на вкус и почувствовали повышенную кислотность, то нужно добавить в него 50-100 г сахарного песка на один литр сока и тщательно размешать его.

Если же ваше сусло имеет слишком густую консистенцию и количество сахара делает его приторным, нужно разбавить водой или кислым соком, но не более 15% от исходного количества жидкости.

Некачественные дрожжи

К сожалению, диким штаммам дрожжей, которые находятся в шкурках винограда, присуща нестабильность, и в любой момент они могут прекратить свое действие, а вы даже не поймете, почему это произошло.

Как восстановить брожение домашнего вина? Чтобы возобновить брожение, можно использовать: винную закваску, самодельную закваску, немытые ягоды винограда или хороший изюм. Если вы хотите использовать свежие и немытые ягоды, то вам понадобится 6 ягод на 10 литров жидкости. Для восстановления брожения изюмом – используйте 20-30 г на 5 литров жидкости . Лучше всего подойдет изюм, приобретенный на рынке, так как он не обрабатывается химикатами, которые уничтожают дрожжевые грибки.

Также очень хорошим эффектом обладает самодельная закваска, но на ее приготовление уйдет несколько дней. Но чтобы себя подстраховать, ее можно сделать заранее. Возьмите 200 г хорошего изюма, 50 г сахарного песка и залейте двумя стаканами теплой воды. Сосуд нужно закрыть марлей и поставить в теплое место на 4 дня. Такую закваску можно хранить в холодильнике 10 дней.

Плесень

Коварная плесень – еще одна причина, из-за которой ваше сусло будет испорчено. Плесень – это тоже грибы, но довольно опасные для организма человека. Идеальная среда для размножения плесени – высокая влажность, высокая температура, низкая кислотность, нехватка спирта и гнилые ягоды. Поэтому очень важно следить за тем, чтобы ягоды были без признаков гнили. Все сосуды, которые будут использоваться для приготовления вина, нужно тщательно промыть и стерилизовать.

Если ваше сусло уже заражено плесневыми грибками, то лучше всего от него избавиться и не подвергать себя опасности. После этого нужно хорошенько вымыть и стерилизовать бутыли, чтобы не заразить следующий винный материал.

Некоторые пытаются спасти сусло на начальных стадиях болезни, но это не дает стопроцентной гарантии на успех. Для этого нужно полностью снять грибы с поверхности и процедить вино в чистую тару. Будьте очень внимательны и следите, чтобы плесень не попала в новый сосуд.

Напиток проваривают при температуре 75 градусов несколько минут и охлаждают при комнатной температуре. Затем добавляют сахар, свежий сок, чтобы его стабилизировать.

Процесс брожения завершился

Винные дрожжи прекращают свою работу и погибают, когда крепость сусла достигает 10-13 градусов. Чтобы повысить градус напитка, в него уже дополнительно добавляют спирт, так как добиться более высокой крепости естественным путем невозможно.

В идеальных условиях дикие дрожжи работают 20-30 дней, а чистые культуры могут переработать весь сахар за неделю.

Признаки завершения брожения:

• отсутствие пузырьков;
• жидкость не шипит;
• жидкость стала светлее;
• на дне появился осадок.

Вино не должно быть сладким, его вкус должен быть кисло-горьким и гармоничным. С помощью ареометра измерьте удельный вес вина, он должен составлять – 998-1010 г/дм3. Все эти признаки говорят о том, что можно приступать к фильтрации напитка, разливать в бутылки и отправлять дозревать в прохладное место.

После завершения процесса брожения напиток можно подсластить несколькими способами.

Можно просто добавить сахар из расчета:

• для сухого вида – 20 г на 1 литр;
• ликерного – от 130 г на 1 литр;
• полусладкого – 75 г на 1 литр;
• сладкого – 120 г на 1 литр.

Чтобы он хорошо растворился, налейте в емкость вино, добавьте необходимое количество сахарного песка и тщательно размешайте до полного растворения. Полученную сладкую массу перелейте в бутыль с напитком. После этого его нужно хранить в темном и прохладном месте при температуре 8-16 градусов.

• Если у вас объемная и многолитровая тара, то можно использовать холщевый мешочек. Наполните мешочек сахарным песком или липовым медом и подвесьте его на горлышке сосуда так, чтобы он касался жидкости и равномерно растворялся.
• Для подслащения очень кислых вин, можно использовать сироп. В кастрюлю налейте 2-3 стакана напитка, добавьте сахар по вкусу и нагрейте на медленном огне. После того как сахар полностью растворился, убавьте огонь до минимума и варите примерно час. Затем полностью охладите сироп и перелейте в основную массу напитка.

При добавлении сахарного песка будьте осторожны и не переусердствуйте, так как большое количество сахара может активировать дрожжи и ваш напиток превратится в уксус. Если вы столкнулись с такой проблемой, то вам необходимо узнать, —что делать, если вино зауксилось—.

Виноделие – это целая наука, которая требует особых знаний и терпения. Но придерживаясь всех правил и исправляя свои ошибки, вы сможете насладиться собственным творением, которое будет обладать превосходным и уникальным вкусом. А чтобы улучшить процесс дегустации, узнайте, —с чем пьют вино—. Всем начинающим виноделам предлагаю узнать, —как сделать вино из компота—.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Google+