Спиртовое брожение, которое лежит в основе процесса виноделия — основной технологический этап. В основе химизма спиртового брожения лежит реакция расщепления глюкозы в анаэробных условиях (схема). Спиртовое брожение лучше идет в анаэробных условиях, но размножение дрожжей происходит при широком доступе кислорода. В ходе спиртового брожения кроме углекислого газа образуется так же янтарная кислота и сивушные масла, — это амиловый и изопропиловый спирт в различных соотношениях.
Вещества, образующиеся в результате спиртового брожения, придают продукту характерные особенности, присущие вкусу и букету вина. В производстве крепких белых вин сахар сбраживается частично, в производстве сухих вин — полностью. Чтобы избежать нежелательных микробиологических процессов брожения проводят, как правило, на чистых культурах винных дрожжей (ЧКД). На заводах дрожжевые разводки готовят путем постепенного наращивания биомассы активных клеток чистой культуры в количестве, достаточном для сбраживания всего сусла или мезги, поступивших на брожение. Однако известно, что при нормальном состоянии сусла и благоприятных температурных условиях брожения может быть успешно проведено без использования чистых культур винных дрожжей. Это объясняется тем, что в природе постоянно происходит отрицательный отбор наиболее жизнеспособных дрожжей, которые быстро размножаются и обеспечивают эффективное сбраживания сахара. (В большинстве винодельческих стран — Франции, Италии, Испании и других — чистые культуры дрожжей, как правило, не применяются в первичном виноделии).
Оптимальная температура брожения сусла в производстве белых крепких вин 15-20°С. От температуры брожения сусла зависят состав получаемого вина и продолжительность брожения. В виноградном сусле учитывается так же концентрация сахара, которая не должна быть выше 28%, более высокие концентрации сахара тормозят брожения.
Исходное виноградное сусло обязательно подлежит микробиологическому анализу на соответствие исходным параметрам.
При наличии виноматериала высокого качества, на начальной стадии процесса необходимо четкое соблюдение всего двух технологических параметров: кислотности среды и температуры. Контроль спиртового брожения состоит в ежесуточном измерении температуры, определении содержания сахара или спирта в бродящей среде, и в наблюдении за состоянием дрожжей и микрофлоры в целом. Результаты определения сахаристости и температуры наносят на график.
Схема – Механизм спиртового брожения
Спиртовое брожение лежит в основе различных биотехнологических производств: промышленное получение этанола микробиологическим способом, пивоварение, виноделие, хлебопечение. Указанные производства в качестве продуцентов используют различные виды и расы дрожжей, относящихся к роду Saccharomyces. Так в пивоварении используют Saccharomyces cerevisiae и Saccharomyces сarlsbergensis, в виноделии — Saccharomyces vini и др. Культура дрожжей Saccharomyces cerevisiae лучше развивается при рН = 3-4 и температуре 30ºС (Елинов, 1995).
На способности микроорганизмов возбуждать различные виды брожения базируются бродильные производства (пивоварение, виноделие, получения спирта, дрожжей, уксуса), а также производство хлеба, ряда молочных продуктов, консервирование овощей, ягод, фруктов.
В большинстве отраслей пищевой промышленности используются истинные дрожжи семейства Saccharomycetaceae. Среди многочисленных видов этого семейства наибольшее практическое применение приобрели различные расы видов: Saccharomyces cerevisiaе, Saccharomyces vini, Saccharomyces carlsbergensis.
Для изучения спиртового брожения (превращения углеводов в анаэробных условиях) работу проводят с дрожжами рода Saccharomyces видов cerevisiaе.
Активность дрожжей зависит от ряда факторов, главными среди них являются качественный и количественный состав питательной среды. От полноценности среды зависит скорость роста культуры, а концентрация источников питания в среде влияет на выход биомассы.
В состав питательной среды должны входить вещества в усваиваемом виде. Среди них углеводы, которые являются энергетическим и пластическим материалом; азотистые соединения, необходимые для построения белковых и других веществ клетки; фосфорные соединения, участвующие в процессах синтеза белковых веществ и в дыхании; витамины и другие биологически активные вещества, а также минеральные соединения, участвующих в обменных процессах.
Как питательная среда для выращивания дрожжей используют неохмеленное пивное сусло (натуральное среда), которую получают из пивзавода. Также может использоваться синтетическая среда Сабуро.
Автор фото (спиртовое брожение в лабораторных условиях) в статье: Ляпустина Е.В.