Анаэробиоз и прекращение брожения - регулирование процесса брожения. Осветление и брожение сусла

Рекомендуемые расы дрожжей для сбраживания красной смородины. Сбраживание смородинового сока проводится на чистых культурах дрожжей Saccharomyces vini иSaccharomyces oviformis , приспособленных к обитанию в средах со значительной кислотностью и спиртуозностью. Оптимальная температура для жизнедеятельности винных дрожжей 22…28 °С. Если забраживание началось при благоприятной температуре (22…23 °С), то понижение ее в дальнейшем не оказывает отрицательного действия на процесс брожения.

Использование дрожжей чистой культуры позволяет обеспечить полноту выбраживания, повысить коэффициент выхода спирта, обеспечить чистоту брожения и высокое качество виноматериалов.

Брожение можно проводить как периодическим, так и непрерывным способом. В первом случае дрожжевая разводка задается в количестве 3 % объема сбраживаемого сока. При низкой температуре окружающей среды (12…14 °С), количество вносимой дрожжевой разводки увеличивают до 5 %.

Оптимальная температура брожения 20 °С.

1.2.3.1 Брожение сусла по белому способу

На винодельческих предприятиях применяют периодический и полунепрерывный методы брожения сусла.

А) Брожение сусла периодическим методом осуществляется в бочках и крупных емкостях. Для сбраживания сусла их заполняют осветленным суслом на 2/3 или 3/4 вместимости, вносят разводку ЧКД и закрывают шпунтовые отверстия бродильными шпунтами. Бродильные шпунты обеспечивают свободный выход СО 2 и препятствуют поступлению кислорода воздуха в бочку.

В период дображивания для предупреждения развития на поверхности сусла пленчатых дрожжей и бактерий уксусного скисания бочки доливают наиболее полно выбродившим суслом 2…3 раза в неделю.

По окончании брожения бродильные шпунты снимают, бочки доливают под шпунт. Обычно для дображивания сусло из бочек перекачивают в крупные емкости.

Брожение в бочках проходит при оптимальной температуре, и качество приготовляемых виноматериалов получается высоким. Виноматериалы характеризуются ярко выраженным ароматом, высоким содержанием ароматических продуктов брожения (сложных эфиров, высших одноатомных и ароматических спиртов) и повышенным экстрактом. К недостаткам брожения сусла в бочках относятся высокие трудоемкость и стоимость.

При брожении сусла в крупных емкостях поднимается температура сусла. Для ее снижения применяют доливной способ брожения или искусственное охлаждение. Доливной способ брожения сусла в стальных эмалированных резервуарах вместимостью 1500 дал разработан В. М. Лоза (1961 г.). Сусло заливается в емкости отдельными порциями: первая порция – 50 %, вторая – 25, третья – 15, четвертая – 10 %. После подачи сусла первой порции вносят разводку ЧКД в количестве 1…2 % полезной вместимости резервуара. Контроль ведут по количеству накопившегося спирта.

При накоплении спирта 8 % и больше в бродильный резервуар заливают следующую порцию сусла. При добавлении свежего более холодного сусла снижается температура бродящего, брожение идет более умеренно и при более низкой температуре.

Доливной способ брожения сусла проходит при температуре до 27…28 °С и заканчивается за 8…12 суток.

Для брожения сусла с искусственным охлаждением применяют вертикальные металлические бродильные резервуары вместимостью до 2000 дал, которые снабжены рубашками для регулирования температуры.

Резервуары заполняют осветленным суслом на 85 % вместимости и вносят разводку ЧКД в количестве 1…2 %. В период бурного брожения при повышении температуры сусла сверх установленной через рубашки бродильных резервуаров пропускают холодную воду или рассол. По окончании главного брожения сусло перекачивают в другие емкости для дображивания.

Контроль и управление за ходом брожения осуществляются автоматически. По окончании бурного брожения емкости доливают свежим суслом или сброженным, а полученные виноматериалы оставляют в этих же емкостях для формирования. Способ брожения в сверхкрупных резервуарах применяют на больших специализированных винодельческих предприятиях для приготовления белых столовых вин, шампанских и коньячных виноматериалов.

Б) Брожение сусла полунепрерывным методом осуществляется на бродильных установках БА-1 (Рисунок 1.2), предложенная А. М. Жуковым и П. Д. Баженовым (1965 г.). Установка состоит из шести вертикальных бродильных резервуаров вместимостью по 2000 дал и пяти верхних напорных бачков вместимостью по 190 дал.

Принцип работы установки отъемно-доливной. Непрерывные циклы перемещения бродящего сусла из резервуара в резервуар, состоящие из двух периодов: отъема и долива, осуществляются под давлением СО 2 брожения.

Бродильные резервуары и трубы подъема снабжены рубашками, что позволяет регулировать температуру бродящего сусла. Производительность установки при сахаристости сусла 17 г/100 см 3 и остаточном сахаре в виноматериалах 2,5 г/100 см 3 7000 дал/сут. Коэффициент заполнения бродильных резервуаров 0,85. Дображивают сусло периодическим методом.

Рисунок 1.2 – Бродильная установка БА-1

Установки БА-1 работают в заданном режиме и предназначены для приготовления марочных и ординарных белых столовых вин, шампанских и коньячных виноматериалов. Для приготовления сухих виноматериалов дображивание проводят периодическим методом.

1.2.3.2 Брожение сусла по красному способу

Брожение на мезге проводят в производстве красных вин, а также некоторых белых крепленых вин, отличающихся большой экстрактивностью. При брожении на мезге преследуется цель не только сбраживания сахара, но и экстрагирования фенольных, азотистых и других веществ из кожицы и семян.

Для обеспечения достаточного экстрагирования фенольных, ароматических и других веществ из кожицы и отчасти семян брожение на мезге проводят при температуре 28…30 °С, так как низкая температура не обеспечивает получения достаточно окрашенных и экстрактивных виноматериалов. Цвет вина при прочих равных условиях тем интенсивнее, чем выше температура брожения. Однако чрезмерно высокая температура недопустима: при температуре 36 °С активность дрожжей резко снижается, вина получаются сильно окрашенными, но с мало выраженным сортовым ароматом и вкусом. При температуре 39…40 °С дрожжи отмирают, спиртовое брожение прекращается, ускоряется развитие болезнетворных микроорганизмов: маннитных, молочнокислых и других бактерий.

Важным условием для полноты экстрагирования необходимых веществ в процессе брожения на мезге является хороший контакт кожицы и семян с бродящим суслом. Это условие обеспечивается различными технологическими приемами, зависящими от способов ведения процесса брожения.

В настоящее время применяют следующие основные способы брожения на мезге: брожение в открытых чанах с плавающей или погруженной шапкой и брожение в закрытых чанах с плавающей или погруженной шапкой.

А) При брожении в открытых резервуарах с плавающей шапкой (Рисунок 1.3, а) ее перемешивают не менее 3…4 раз в сутки и всплывшие на поверхность частицы погружают в бродящее сусло. Погружение и перемешивание шапки необходимо для лучшего экстрагирования красящих и дубильных веществ, выравнивания температуры всей бродящей массы и исключения развития в шапке уксуснокислых бактерий. В небольших чанах шапку перемешивают ручными мешалками, в крупных резервуарах – механическими или перекачиванием бродящего сусла насосом из нижней части резервуара в верхнюю – на шапку. Хорошие результаты дает перемешивание шапки диоксидом углерода, образующимся при брожении.

При этом непосредственно под шапкой температура выше на 4…5 °С, а концентрация сахара меньше на 3…5 %, чем на дне резервуара.

Недостатком открытого брожения с плавающей шапкой является большая трудоемкость многократно проводимых погружений шапки, а также невозможность использования открытых резервуаров после брожения для хранения вина. Однако бро­жение с плавающей шапкой обеспечивает высокое качество столовых красных вин: они получаются с хорошо развитым букетом и гармоничным вкусом. Поэтому способ брожения с плавающей шапкой применяют в производстве некоторых марочных красных столовых вин высокого качества.

При брожении в открытых резервуарах с погруженной шапкой (Рисунок 1.3, б) твердые частицы мезги не всплывают на поверхность, а удерживаются в сусле решетчатой или перфорированной перегородкой, располагаемой на 1/4 от верха ре­зервуара. В этом случае шапка образуется под перегородкой и ее покрывает бродящее сусло, которое поднимается вверх за счет давления выделяющегося СО 2 .

Основное преимущество брожения с погруженной шапкой – уменьшение опасности уксусного скисания и снижение затрат труда и энергии на ее погружение и перемешивание. К недостаткам этого способа относятся меньшее, чем при брожении с плавающей шапкой, извлечение красящих веществ и сильное уплотнение твердых частиц мезги под перегородкой, в связи с чем возникает необходимость в перекачивании сусла насосом 1…2 раза в сутки для лучшего экстрагирования.

Рисунок 1.3 – Схема брожения мезги с плавающей и погруженной «шапкой» в чанах

1 – открытого с плавающей шапкой; 2 – открытого с погруженной шапкой; 3 – закры­того с плавающей шапкой; 4 – закрытого с погруженной шапкой

Б) Брожение и закрытых резервуарах, как и в открытых, может проводиться с плавающей или погруженной шапкой. Плавающая шапка в закрытом резервуаре находится все время в атмосфере диоксида углерода, в связи, с чем отпадает необходимость в ее многократном погружении и перемешивании. Для брожения с погруженной шапкой применяют такие же решетчатые или перфорированные перегородки, как в открытых резервуарах. Загрузку закрытых резервуаров мезгой проводят через люки при разобранной перегородке, затем перегородку устанавливают в рабочее положение, закрывают люк и устанавливают бродильный затвор. В таком положении закрытый резервуар оставляют до окончания брожения.

Закрытые бродильные резервуары имеют крышки, снабженные бродильными затворами, которые устроены так, что образующийся при брожении диоксид углерода имеет свободный выход из резервуара, а проникновение воздуха в него исключается. Таким образом, особенностью брожения в закрытых резервуарах является отсутствие доступа кислорода воздуха к бродящей среде, благодаря чему предотвращается ее окисление.

Преимущества брожения в закрытых резервуарах состоят в меньшей трудоемкости обслуживания процесса, более равномерном распределении температуры во всем объеме бродящей массы, лучших санитарно-гигиенических условиях производства.

Страница 2 из 6

Прекращение брожения раньше, чем будет полностью сброжен весь сахар, могут вызвать различные взаимосвязанные факторы, которые описаны в этом разделе. Первостепенное значение высокой температуры, анаэробиоза и исходного содержания сахара детально рассмотрено ниже.

Высокая температура. Чем выше температура, тем быстрее протекает брожение и тем больше возможности для его прекращения, при этом часть сахара остается несброженной. Не существует какой-то общей критической температуры, выше которой брожение останавливается и ниже которой оно возможно. Для данной расы дрожжей температура, вызывающая остановку брожения, зависит от сахаристости сусла, анаэробиоза. Рекомендуется прежде всего не допускать, чтобы температура превышала 30°С и в любом случае не достигала 34-Зб°С, хотя иногда и можно наблюдать случаи законченного брожения при еще более высоких температурах. Низкие температуры брожения (от 15 до 20°С), используемые при производстве белых вин, оптимальны для сохранения аромата, а не для ведения брожения. В зависимости от климата дикие дрожжи в большей или меньшей степени переносят высокие температуры.
Низкая температура. Если температура при забраживании слишком низкая, рост дрожжей замедляется. Между тем важно обеспечить хорошее размножение клеток с момента начала брожения, когда среда, богатая сахаром и еще бедная спиртом, способствует их росту. В этом случае можно опасаться, что в момент, когда это размножение прекратится вследствие образовавшегося спирта, популяция дрожжей, необходимая для полного завершения брожения, окажется недостаточной и произойдет остановка брожения.
Строгий анаэробиоз. Для своего размножения дрожжи нуждаются в кислороде (см. раздел «Анаэробиоз и остановка брожения»); в бродильный резервуар большой вместимости воздух поступает в недостаточном количестве, поэтому аэрацию следует вести с помощью перекачки. При этом максимум эффективности приходится на второй день после начала брожения, в момент, когда клеточное размножение является наиболее значительным. Такая аэрация особенно возможна при производстве вина по красному способу, так как сусло защищено от окисления высоким содержанием танинов.
Высокое исходное содержание сахара. Чрезмерно высокая сахаристость сдерживает рост дрожжей и задерживает ход брожения. К тому же образующийся при этом спирт сначала тормозит, а затем полностью прекращает брожение. Но содержание спирта, лимитирующего брожение, изменяется в больших пределах для каждого вида или расы дрожжей. В зависимости от других условий оно, например, может изменяться от 10 до 16% об. Можно сказать, что на практике при содержании спирта до 11 % об. не возникает никаких трудностей для брожения; они начинаются с 12 и особенно с 13% об. Это, разумеется, не значит, что брожение не может дать более высокой спиртуозности, но тогда риск остановки брожения становится все больше и больше.
Уменьшение концентрации дрожжей и питательных веществ в сусле. Например, снижение концентрации происходит в результате развития Botrytis cinerea или тщательного осветления сусла отстаиванием.
Поздняя шаптализация. Неправильно проводимая шаптализация может быть также причиной остановки брожения.
Добавление сахара к винограду следует проводить с самого начала, еще до начала брожения, несмотря на очень трудное растворение сахара. Иногда с целью облегчения этого процесса добавляют сахар в теплое сусло, когда брожение достигло значительного развития, чтобы избежать чрезмерного нагревания сусла. В виноделии по красному способу шаптализацию иногда проводят после спуска чана при плотности сусла от 1020 до 1010 кг/м3 с целью не допустить потерь сахара на мезге. Этот способ возможен только для кратковременного брожения на мезге (бургундское, Божоле). В иных случаях следует избегать шаптализации, потому что дрожжи, уже угнетенные образовавшимся спиртом, испытывают трудности при разложении добавленного сахара именно в то время, когда брожение вступило в заключительную фазу.
Практики иногда приписывают кислотности сусла определенную роль в ходе брожения. По их мнению, несколько повышенная кислотность способствует брожению и позволяет дрожжам преобразовывать сахар в более благоприятных условиях. Эти взгляды нельзя признать точными. В то же время слабая кислотность, повышенный рН могут привести к намного более серьезным последствиям в случае остановки брожения, поскольку известно, что болезнетворные бактерии размножаются тем быстрее и легче, чем ниже кислотность среды.

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.

Вино – древний напиток, который пользуется неизменной популярностью. Готовят его из винограда, а также из . Но по-прежнему, и профессиональные виноделы, и виноделы-любители отдают предпочтение виноградному вину.

Приготовление вина в домашних условиях даёт возможность получать качественный натуральный продукт, поэтому многие с удовольствием пробуют свои силы в виноделии. Хорошее виноградное вино полезно для организма, но пить его надо умеренно.

Процесс же приготовления вина состоит из нескольких важных этапов и по времени занимает от 40 до 100 дней. Важнейший период создания хмельного напитка - брожение, которое можно разделить на три этапа: забраживание, бурное и тихое брожение.

В ходе брожения формируется вкус, аромат, цвет будущего вина, его качество, полезные свойства. Поэтому во время брожения необходимо уделять особое внимание винной заготовке и всем процессам, протекающим в будущем вине. Малейшая оплошность может привести к тому, что все усилия и надежды пойдут насмарку.

Особенности процесса

Для того чтобы в винной заготовке (мезге или соке) начался бродильный процесс, необходимы дрожжевые грибки. Пекарские дрожжи не подойдут. Для виноделия используют природные (дикие) дрожжи, живущие на поверхности ягод (их много на ягодах винограда), чистые дрожжевые культуры, которые используют при промышленном производстве вина, или готовят закваску.

Самая доступная в домашних условиях. Приготовить ее просто: 100 г изюма из тёмного винограда надо залить двумя стаканами кипячёной воды (+35 0), добавить 50 г сахара, размешать. Важно: мыть изюм нельзя! Поставить ёмкость с заготовкой в тепло. Забродившую закваску добавляют в мезгу. Хранят готовую изюмную закваску не более 5 суток.

Многие виноделы, особенно когда делают домашнее вино не из винограда, перестраховываются, добавляя в мезгу горсть качественного изюма, который является источником диких дрожжей.

Брожение – это результат расщепления сахара, находящегося в винной заготовке, на спирт и углекислый газ.

Для отвода газа на бродильную ёмкость устанавливают водяной затвор (гидрозатвор). Это может быть промышленное изделие, самодельное устройство или медицинская резиновая перчатка. Затвор не только отводит винный газ, но и защищает винную заготовку от контакта с воздухом.

Температурный режим

Важную роль в производстве вина играют температурные условия. Наиболее благоприятные температуры для брожения винного материала (мезги, сусла) – 18–20 о С. В помещении, где бродит сусло, не должно быть резких скачков температуры, так как такие тепловые изменения негативно влияют на жизнедеятельность дрожжевых грибков.

В помещении также не должно быть сквозняка, а на содержимое бродильной ёмкости не должен попадать солнечный свет. Если винный материал бродит в стеклянной таре, то её необходимо укрыть тёмной тканью.

Если производство домашнего вина приходится на осенний период, то ёмкости с суслом лучше располагать в помещении, которое можно отапливать. Это позволит поддерживать необходимый тепловой режим вне зависимости от погодных условий.

Брожение – это биохимическая реакция, во время которой выделяется тепло. В результате разложения сахара температура сусла может ощутимо повышаться. Стоит учитывать, что это может привести к негативным последствиям: когда температура сусла приблизится к 30 °С, может произойти стремительное испарение спирта, которое приведёт к появлению горьковатого привкуса.

Обычно это происходит в период бурного брожения. Поэтому важно постоянно контролировать температурный режим, чтобы не пропустить такую ситуацию.
Если температура сусла увеличивается, необходимо его принудительно охлаждать. Для этого, если есть возможность, временно снижают температуру в помещении. Можно бродильную ёмкость поместить в таз с водой или укрывать тканью, смоченной в холодной воде.

Этапы брожения

Период брожения можно разделить на несколько этапов. Брожение в правильно подготовленной винной заготовке начинается уже через 6–12 часов. С начало первого этапа, который называют бурным брожением. Оно сопровождается интенсивным бурлением, на поверхности появляется пена, слышно характерное шипение выходящего газа (вино играет).

Поэтому бродильную бутыль рекомендуют заполнять винным материалом не более, чем на 2/3, чтобы пена не могла перекрыть гидрозатвор. Углекислый газ, который не будут иметь выхода, может не только сорвать затвор, но и разорвать тару. Чтобы избежать такой неприятности, винную заготовку перемешивают несколько раз в сутки. Срок бурного брожения от 4 до 8 суток.

После этого начинается период тихого брожения. Сусло будет бродить, пока дрожжи не переработают весь имеющийся сахар. Срок тихого брожения зависит от многих факторов, но один из главных – содержание сахара в сусле. На бродильной ёмкости должен быть установлен качественный водяной затвор.
Сколько будет бродить винная заготовка при оптимальных условиях? В среднем тихое брожение длится 20 дней. За это время сусло светлеет, на дне ёмкости скапливается осадок. Определить завершение этого этапа можно по прекращению выделения газа (отсутствию пузырьков). Этот момент нельзя пропустить, чтобы вино не перестояло на осадке, так как это повлияет на его вкус.

Когда домашнее вино готово, его надо аккуратно снять с осадка (например, с помощью шлангочки от капельницы). При необходимости профильтровать. Пробовать на вкус. На этом этапе можно скорректировать вкусовые качества вина. Если молодое вино кисловатое, то можно добавить сахар по своему вкусу, чтобы его было приятно пить.

Хмельной напиток наливают в чистую тару, ставит гидрозатвор, чтобы обезопасить от скисания и переносят в прохладное место, где вино будет находиться от 30 до 45 дней. Этот этап называют дображиванием, он завершает созревание напитка.
Вино считают созревшим, когда в нём полностью прекратилось брожение и образование осадка (органические и минеральные).
Чтобы проверить готовность (созревание) напитка, наполняют пару бутылок из неокрашенного стекла, закрывают их витой, оставляют в тепле на 10 дней. Если напиток за это время не изменился, остался прозрачным, без осадка, то его разливают по бутылкам. Если произошли изменения, то вино должно ещё дображивать.

Остановка брожения

Брожение – процесс довольно капризный, для его успешного протекания необходимо строгое соблюдение всех технологических условий и норм.

Малейший сбой может привести к тому, начавшееся . Чтобы спасти винный материал и не утратить шанс получить качественное вино, в кратчайший срок процесс надо возобновить.

Что можно сделать, если брожение остановилось?

Как остановить брожение в готовом напитке

Молодое вино – особый продукт. В нём есть немало бактерий и микроорганизмов, способных неожиданно начать активную деятельность, в результате чего возобновится процесс брожения. Причиной внезапной активности могут стать температурные колебания или другие факторы. В результате готовое вино, находящееся на хранении, надо срочно спасать. Проблема в том, что визуально сложно определить, что напиток снова начал бродить.

Чтобы избежать такой неприятности, многие виноделы в домашних условиях стабилизируют молодой напиток при помощи:

• пастеризации;
• закрепления спиртом;
• криостабилизации.

Именно брожение определяет качество, вкус и аромат вина. Если вы строго придерживались технологии, то когда придет время пить готовое вино собственного производства, результат вас не разочарует.

Низовое брожение проходит в два этапа:
главное брожение осуществляется в открытых или закрытых бродильных чанах, горизонтальных или вертикальных бродильных танках при температуре от 5 до 10 °С и продолжается 6-10 сут (ускоренные способы при температуре от 12 до 20 °С при особых условиях позволяют сократить продолжительность брожения);
дображивание в танках (реже в бочках) продолжается при температурах от -2 до +3 °С в течение 2-16 нед. в зависимости от технологии и типа пива (на этой стадии также применяются ускоренные методы созревания).

Брожение протекает в бродильных цехах или отделениях. Расположение их рядом с установкой охлаждения сусла, с одной стороны, и у лагерного подвала с другой, определяется в настоящее время больше технологическими и производственными требованиями, чем биологическими. Если изначально бродильный цех располагали под установкой охлаждения сусла, то в настоящее время его иногда располагают даже в другом здании, так как установка охлаждения сусла часто находится вблизи варочного отделения. С учетом современного уровня мойки и дезинфекции такая компоновка вполне приемлема. В большинстве своем наземные цехи брожения изолированы с температурой в них на уровне 5-7 °C (подземные помещения для брожения также нуждаются в изоляции). Требования к оборудованию бродильного цеха зависят от типа бродильного чана.

Процесс брожения начинается с внесения дрожжей в сусло. Этот процесс называют «задачей дрожжей» или «задачей семенных дрожжей», а дрожжи, соответственно, - «задаточными» или «семенными». Момент внесения дрожжей определяется способом охлаждения сусла. При использовании холодильной тарелки, холодном сепарировании или холодном фильтровании, а также при флотации дрожжи вносят уже во время поступления сусла в чан для внесения дрожжей или бродильный чан. При седиментации взвесей охлажденного сусла для получения осадка взвесей требуется пауза в 8-16 ч. В этом случае для задержки распространение быстро размножающихся термобактерий на пути сусла по возможности не должно быть микроорганизмов. Дрожжам необходимо время, чтобы после хранения активироваться и начать размножение.

Количество дрожжей следует рассчитать так, чтобы при начальной температуре сусла 5-6 °С первые признаки брожения появлялись в течение 12-16 ч. Обычная норма внесения дрожжей составляет 0,5 л густых дрожжей на 1 гл 12 %-ного сусла (зачастую ее приводят на 100 кг засыпи, что составляет 2-3 л). При равномерном распределении дрожжей это соответствует примерно 15 x 106 дрожжевых клеток/мл сусла. Такая норма внесения дрожжей может быть снижена в биологически чистом сусле, в более теплых бродильных цехах, хорошо изолированных бродильных чанах или при более высоких температурах сусла при внесении дрожжей. Повышенная норма внесения дрожжей рекомендуется для сусла, сильно инфицированного термобактериями, для более холодных бродильных цехов и неизолированных резервуаров.

На норму внесения дрожжей оказывает влияние также их физиологическое состояние. Длительное хранение дрожжей вызывает необходимость увеличения дозировки. В сусло для темного и крепкого пива вносят также повышенную норму дрожжей. Первое, как правило, характеризуется пониженным содержанием аминокислот и неблагоприятным составом Сахаров, а у второго осмотические характеристики оказывают на дрожжи негативное действие. Если начальное сусло не удается в достаточной степени обеспечить кислородом, то необходимо увеличить количество дрожжей.

Норму внесения дрожжей зачастую повышают для ускорения процесса брожения. Если продолжительность брожения при внесении 0,5 л дрожжей/гл сусла составляет 9 сут, то при внесении 1 л/гл она сокращается до 7, а при 2 л/гл - до 4-5 сут. В случае повышенных норм внесения скорость размножения использованного количества дрожжей уменьшается. Если из 0,5 л дрожжей/гл удается собрать около 2 л/гл, то 1 л/гл дает около 2,5 л, а при четырехкратной норме (2,0 л/гл) выходит 3,0 л дрожжей/гл. Распределение дрожжей по возрасту, определяемое на основании подсчета почечных рубцов, не изменяется. На свой-тва пива при прочих равных условиях (температуре и аэрации, причем последнюю, возможно, следует уменьшить) существенного влияния не оказывается, однако вследствие низких темпов размножения при очень высокой норме внесения дрожжей приходится мириться с более продолжительным их разведением (для получения достаточного количества задаточных дрожжей), что возможно лишь в микробиологически безукоризненных условиях.

Указанные нормы внесения дрожжей относятся к густой консистенции дрожжей. Её получают после осаждения дрожжей в емкостях для их хранения. В случае дрожжевой суспензии или сильно загрязненных дрожжей (наличие белка и мертвых клеток) следует увеличить количество дрожжей. Целесообразным представляется определение концентрации дрожжей путем отфильтровывания. В зависимости от отобранного количества жидкости (от 16 до 84 %) можно подобрать норму внесения дрожжей и, таким образом, поддерживать примерно постоянное количество клеток. Простым и надежным методом является также определение твердой фазы с помощью лабораторной центрифуги. Так называемое «центрифугированное» значение твердой фазы колеблется от 40 до 55 %. Исходные данные для варьирования нормы внесения дрожжей легко определяются по таблицам. Применяется также метод измерения мутности взвеси клеток с помощью простого нефелометра или фотометра.

Способ внесения дрожжей. Только что собранные дрожжи довольно часто сразу же снова используют для внесения в следующие варки («из чана в чан»), причем желательно очистить дрожжи. Определение твердой фазы («центрифугированного значения») важно для правильного выбора количества дрожжевых клеток. Хранящиеся дрожжи отбирают из дрожжевой емкости, причем в этом случае следует позаботиться об однородности дозируемых дрожжей и определении ее консистенции.

Применявшийся ранее способ внесения дрожжей предусматривал тщательное перемешивание порции дрожжей в небольшом количестве сусла для растворения комков, что осуществлялось или путем переливания дрожжей из одного ведра в другое до тех пор пока масса сильно не вспенится, или в аппаратах для перемешивания и аэрирования, так называемых «грушах», в которых смесь из дрожжей и сусла перемешивалась стерильным сжатым воздухом, а затем нагнеталась в суслопровод или чан. В этом случае необходимо было также позаботиться о равномерном распределении дрожжей в сусле, для чего после заполнения чана производилось «перемешивание путем аэрации», то есть стерильный воздух вдувался в сусло через перфорированную трубу, обеспечивавшую достаточное снабжение сусла кислородом. Это повторяли в первые сутки брожения несколько раз (от позднего аэрирования сусла в последующие сутки можно отказаться, так как тем самым стимулируется рост дрожжей и образуется большое количество побочных продуктов брожения - в первую очередь диацетила или его предшественника 2-ацетолактата).

По данному принципу в настоящее время дрожжи в танке смешиваются с воздухом в течение 30-60 мин в целях гомогенизации. Иногда используют так называемое «предварительное пропагирование дрожжей» с суслом, когда к дрожжам добавляют примерно такое же количество сусла и проводят интенсивное аэрирование. Полученную смесь можно использовать непосредственно для внесения дрожжей или оставить на несколько часов (если, например, эта партия дрожжей должна последовательно вноситься в несколько варок).

Контроль количества дрожжей в сусле осуществляется при помощи счетной камеры Тома, счетчиков частиц или путем определения мутности, причем при автоматическом дозировании контроль проводят в зависимости от различий в мутности первоначального сусла и сусла после внесения дрожжей. Необходимость дозирования дрожжей в течение всего прохождения сусла становится актуальной особенно при непосредственном внесении дрожжей в танк для нескольких варок - например, после предшествующей седиментации взвесей охлажденного сусла, при холодном сепарировании или холодном фильтровании сусла, а также во флотационных танках для нескольких варок. Следует избегать ситуации, когда при длительных циклах аэрирования в танке образуются слои, выравниваемые лишь после интенсивной конвекции. В таком случае может произойти изменение профиля побочных продуктов брожения.

На активность дрожжей влияет температура брожения, причем при брожении выделяется тепло, вызывающее повышение температуры бродящего сусла. Благодаря этому происходит ускорение метаболизма под действием ферментов, и жизнедеятельность дрожжей должна меняться в строго определенных границах. Задачей проведения брожения на практике является оказание воздействия на интенсивность брожения путем регулирования температуры сусла, которая при низовом брожении варьирует обычно от 4 до 12 °С, а при интенсивных способах брожения может достигать существенно более высоких значений (вплоть до 20 °С). Применяемый способ брожения должен учитывать качественные показатели (состав солода или сусла, тип дрожжей, характер приготовляемого пива), однако зачастую доминируют количественные показатели, в частности, продолжительность брожения. При традиционном способе сбраживания различают холодное брожение (температура сусла при внесении дрожжей 5 °С, максимальная температура - 7-9 °С) и теплое брожение (температура сусла при внесении дрожжей 7-9 °С, максимальная температура - 10-12 °С).

Холодное брожение лучше сказывается на качестве пива, так как реакции метаболизма, снижение значения pH и процессы осаждения протекают медленнее и не так глубоко. Получаемое пиво отличается более тонким изысканным вкусом, выраженной гармоничностью и хорошей пеностойкостыо. Для компенсации пониженной степени размножения дрожжей и ускорения брожения рекомендуется интенсивное аэрирование дрожжей несмотря на низкие температуры.

Теплое брожение применялось ранее преимущественно для приготовления темного пива. В настоящее время при ограниченной производительности бродильного отделения приготовление светлых сортов пива также осуществляют по теплому способу брожения. Повышенные температуры в целом способствуют интенсификации хода брожения, благодаря усиленному выделению CO2 образуются более высокие завитки, значение pH снижается быстрее и значительнее, усиливается осаждение коллоидов белковых соединений и горьких веществ. Пиво, приготовленное по теплому способу, зачастую характеризуется менее гармоничным вкусом и худшими пенообразующими свойствами; дрожжи быстрее «вырабатываются», раньше теряют свою сбраживающую способность, чем при холодном брожении, и при известных условиях придают пиву дрожжевой привкус. При последующем дображивании, когда молодое пиво, имеющее высокую температуру, быстро охлаждают в конце процесса брожения, часто возникают проблемы.

Продолжительность брожения (время, необходимое для получения соответствующей степени сбраживания молодого пива) тесно связана со способом брожения. Для 12 %-ного пива она составляет 6-10 сут. Наиболее благоприятной является продолжительность брожения в течение 7 сут, которой можно добиться сегодня даже при холодном брожении в условиях оптимального аэрирования, небольшого увеличения нормы внесения дрожжей до 18-25 x 106 клеток и, конечно, нормального состава сусла. Для темного пива требуется меньшая продолжительность брожения, а для пива, изготовленного с использованием несоложеного сырья, и для крепкого пива - более длительная. В бродильных танках благодаря усиленной конвекции сусла происходит несущественное сокращение продолжительности брожения.

Ускоренные способы брожения протекают обычно в принципиально иных условиях - например, при повышенной норме внесения дрожжей, с использованием перемешивания или существенно более высоких температур, причем применяется также избыточное давление в 1-2 бар, позволяющее удержать CO2 для последующего процесса созревания.