Брожение виноградного сусла

Основным фактором, влияющим на ход брожения, является температура. При повышении ее до 27-30^оС 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 СО₂, 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 СО₂ 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.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: