Пивні дріжджові раси. Атлас виробничих спиртових дріжджів Saccharomyces cerevisiae раси XII (для працівників спиртових заводів, що переробляють зерно)

Раси пивних дріжджів

У пивоварінні використовують дріжджі низового бродіння, пристосовані до порівняно низьких температур. Пивні дріжджі повинні бути мікробіологічно чисті, а також мати здатність до пластівництва, швидко осідати на дно бродильного апарату і давати прозорий напій з певними смаком і ароматом. До сильнозброджують і легко дають пластівці відносяться пивні дріжджі низового бродіння Фроберг (Saccharomyces cere-visiae Froberg), дріжджі рас V і 776.

На пивоварних заводах велике поширення набули дріжджі раси 776, яка була виведена на початку XX ст. Ці дріжджі вважаються придатними особливо для зброджування сусла, приготованого з додаванням нескладених матеріалів або з солоду, отриманого солодуванням ячменів з невисоким ступенем проростання. Дріжджі раси 776 – середньозброджуючі, за період головного бродіння на суслі концентрацією 11% утворюють приблизно 2,7% 2 . Клітини яйцеподібної форми, довжиною 8-10 мкм і шириною 5-6 мкм. Приріст дріжджової маси 1: 5,4. Здатність до освітлення задовільна.

З інших дріжджів на пивоварних заводах застосовуються раси 11, 41, 44, S-Львівська та ін, що розрізняються по бродильній енергії, здатності до осадження та енергії зростання.

Дріжджі раси 11 - сильнозброджують, з гарною здатністю до освітлення. Пиво, отримане із застосуванням дріжджової раси 11, має добрий смак. Ця раса отримала широке поширення на пивоварних заводах.

Дріжджі раси 41 - середньозброджують, з гарною здатністю до осадження. При зброджуванні сусла расою 41 виходить м'яке пиво з чистим смаком.

Дріжджі раси 44 – середньозброджуючі. Здатність до осадження хороша. Повідомляють пиву повноту смаку і дають хороші результати при застосуванні у виробництві води з підвищеною жорсткістю.

Дріжджі раси S – середньозброджуючі. Здатність до осадження хороша. Дають пиво з м'яким чистим смаком.

Дріжджі раси Р - середньозбройні, добре освітлюють пиво і зумовлюють приємний чистий смак.

Дріжджі раси F характеризуються гарною здатністю до освітлення та повідомляють пиву приємний аромат. Раса стійка до дії сторонніх мікроорганізмів.

Дріжджі раси А (виділені на ризькому пивоварному заводі «Алдаріс») зброджують сусло за 7-8 діб, добре освітлюють пиво і стійкі до інфекції.

Шляхом різних способів селекції у ВНДІ пивобезалко-гольной промисловості отримано ряд сильнозброджують штамів дріжджів (28, 48, 102), що володіють значно більшою бродильною енергією, ніж дріжджі вихідної раси 11.

Пивні дріжджі верхового бродіння знаходять широке застосування в Англії при приготуванні Портера. Вони застосовуються також для приготування Берлінського світлого пива і інших напоїв. Для приготування Оксамитового пива застосовують штам 191 К, що інтенсивно зброджує моносахариди і мальтозу, але не зброджує сахарозу, рафінозу і лактозу.

^ Раси винних дріжджів

У виноробстві цінуються дріжджі, що швидко розмножуються, що володіють властивістю придушувати інші види дріжджів і мікроорганізми і надавати провину відповідний букет. Дріжджі, що застосовуються у виноробстві, належать до своєрідного виду Saccharomyces ellipsoideus. Клітини їх мають довгасто-овальну форму. Дріжджі енергійно зброджують глюкозу, фруктозу, сахарозу і мальтозу. У різних місцевостях і з різних молодих вин виділено кілька різновидів, що відрізняються один від одного, або рас цього виду. У виноробстві майже всі виробничі культури дріжджів - свого, місцевого походження. До них належать раси Магарач 7, Масандра 3, Піно 14, Кахурі та багато інших. Поруч із цими расами застосовуються деякі іноземні, наприклад раса Штейнберг, виділена Німеччини 1892 і 1893 рр., і раса Шампань-Аи.

Більшість винних дріжджів належить до дріжджів низового бродіння.

Для приготування білих столових вин застосовують раси Піно 14, Феодосія 1/19, Аліготе, Ріслінг Анапський.

Раса Піно 14 має клітини яйцеподібної форми, добре зброджує виноградне сусло цукристістю 20% з утворенням 11,57% спирту; оптимальна температура розвитку та бродіння 18: -25°С. Ця раса є холодостійкою та кислотостійкою; оптимальна величина рН 29-39.

Раса Феодосія 1/19 – великоклітинна, пилоподібна, дуже енергійна, швидко зброджує виноградне сусло та добре доброджує його; має широкий температурний діапазон бродіння (від 9 до 35 ° С) і може застосовуватися як холодостійка і як термостійка.

Дріжджів Аліготі є кілька рас, і всі вони сильні, з високою енергією бродіння. До енергійно зброджують відносяться і дріжджі Рислінг Анапський.

Для приготування міцних вин застосовується раса Массандра 3 з яйцеподібною формою клітин, пилоподібна; оптимальна величина рН 37-405; оптимальна температура бродіння 18-20°С. Виноградне сусло із вмістом цукру 20% повністю зброджується; при зброджуванні концентрованого виноградного сусла (30% цукру) утворює 11,8% спирту і залишає незброженим 8,7% цукру.

Раса Магарач 125, названа на ознаменування 125-річного ювілею перших посадок винограду в інституті «Магарач», застосовується для отримання міцних та десертних вин. Ця раса добре зброджує висококонцентровані виноградні сусла з вмістом цукру 27-30%, холодостійка.

Раса Кахурі 2 широко застосовується для приготування шампанських виноматеріалів та вин. Виноградне сусло з вмістом цукру 20% вона зброджує з утворенням 11,4% спирту, залишається незброженим 0,28% цукру. Ця раса досить холодостійка (при температурі 14-15 ° С сусло закидає на 2-й день) і добре зброджує; оптимальна величина рН 34-36.

Раса Шампанська 7, застосовувана для шампанізації вина в пляшках, виділена з раси Кахурі 5 і характеризується утворенням осаду, що важко змучується; інтенсивно зброджує при температурі 4-9 ° С, хоча сусло і закидає тільки на 5-6-й день.

З винних дріжджів найбільш холодостійкою вважається раса Ленінградська, а найбільш термостійкою - Ашхабадська раса 3.

У виробництві хересу застосовуються спеціальні раси дріжджів, які є різновидом виду Saccharomyces oviformis. Хересні дріжджі утворюють на поверхні вина в неповних бочках плівку, завдяки розвитку якої вино набуває особливих букетів і смаків.

Шляхом ретельного відбору за найбільш важливими виробничими ознаками виділено кілька рас хересних дріжджів (13, 15 і 20) з високою плівкоутворювальною здатністю. Надалі з виробництва, що застосовував расу Херес 20, була відселекціонована більш ефективна раса Херес 20-С, яка знайшла широке застосування на багатьох заводах з виробництва хересу.

У плодово-ягідному виноробстві застосовуються селекціоновані раси дріжджів, виділені з різних плодово-ягідних соків. Плодово-ягідні соки багаті дріжджами, що володіють усіма необхідними для виробництва якостями і біологічно пристосованими до умов розвитку у вихідних плодово-ягідних соках. Тому штами дріжджів, виділених із суничних соків, застосовуються для зброджування суничних соків, а штами дріжджів, виділених з вишневих соків, застосовуються для зброджування вишневих соків і т.д.

У плодово-ягідному виноробстві набули поширення такі штами: яблучні 46, 58, журавлинний 17, смородиновий 16, брусничні 3, 7, 10, малинові 7/5, 25, 28, 28/10, вишневі 3, 6 4, 9.

Названі штами дріжджів забезпечують нормальний хід бродіння, повноту зброджування, швидку освітлюваність і хороші смакові якості вина; вони зброджують глюкозу, фруктозу, сахарозу, мальтозу, галактозу і не зброджують лактозу і маніт.

Успішно застосовуються в плодово-ягідному виноробстві раси дріжджів Москва 30, Яблучна 7, Вишнева 33, Чорномородинова 7, Малинова 10 і Сливова 21. Чиста культура дріжджів Москва 30 рекомендується для зброджування журавлинного сусла; Яблучна 7 та Вишнева 33 – для зброджування яблучного сус-ла; Чорносмородиновий 7 і Вишневий 33 - для зброджування чорносмородинового та вишневого сусла.

^ 4 Хімізм спиртового бродіння. Вторинні та побічні продукти спиртового бродіння
Спиртове бродіння є ланцюг ферментатив-них процесів, кінцевим результатом яких є розпад гексози з утворенням спирту і СО 2 і доставка дріжджової клітини тієї енергії, яка необхідна для утворення нових речовин, що використовуються для процесів життєдіяльності, в тому числі для зростання і розмноження. За хімічним характером спиртове бродіння - каталітичний процес, що відбувається під дією біологічних каталізаторів - ферментів.

Сучасна теорія спиртового бродіння є результатом робіт багатьох вчених різних країн світу.

Для з'ясування процесів бродіння велике значення мали роботи видатних вітчизняних учених Лебедєва, Костичева, Фаворського, Іванова, Енгельгардта.

За сучасними уявленнями, спиртове бродіння - це складний безперервний процес розпаду цукру, що каталізується різними ферментами з утворенням 12 проміжних продуктів.

1 Початковою стадією перетворення глюкози є реакція фосфорилювання її за участю ферменту глюкозинази. До молекули глюкози приєднується фосфатний залишок від молекули АТФ, яка знаходиться в клітинах дріжджів, і утворюється глюкозо-6-фосфат, а АТФ перетворюється на АДФ:

С 6 Н 12 О 6 + АТФ → СН 2 О(Н 2 РВ 3)(СНОН) 4 СНТ+АДФ

Глюкоза Глюкозо-6-фосфат

В результаті приєднання фосфатного залишку від молекули АТФ до глюкози реакційна здатність останньої зростає.
2 Глюкозо-6-фосфат шляхом ізомеризації під дією ферменту глюкозофосфатизомерази переходить у форму фруктози:

СН 2 О(Н 2 РВ 3)(СНОН) 4 СНТ → СН 2 О(Н 2 РВ 3)(СНОН) 3 СОСН 2 ВІН

Глюкозо-6-фосфат Фруктозо-6-фосфат
3 Далі під дією ферменту фосфофруктокінази з другої молекули АТФ переноситься ще один фосфорний залишок на фруктозо-6-фосфат і утворюється фруктозо-1,6-дифосфат і нова молекула АДФ:

СН 2 О(Н 2 РВ 3)(СНОН)3СОСН 2 ОН + АТФ →

Фруктозо-6-фосфат

→ СН 2 О(Н 2 РВ 3)(СНОН) 3 СОСН 2 О(Н 2 РВ) + АДФ

Фруктозо-1,6-дифосфат

Ефіри глюкозо-6-фосфат і фруктозо-6-фосфат утворюють рівноважну суміш, яка отримала назву ефіру Емдена і складається на 70-75% з ефіру Робісона (глюкози) і на 25% з ефіру Нейберга (фруктози).

Утворенням фруктозо-1,6-дифосфату закінчується підготовча стадія спиртового бродіння з перенесенням макроергічних фосфатних зв'язків і з перетворенням гексози в лабільну оксиформу, що легко піддається подальшим фер-ментативним перетворенням.

4 Наступним найважливішим етапом є десмоліз – розрив вуглецевого ланцюга фруктозодифосфату з утворенням двох
молекул фосфотріозу. Симетричне розташування залишків фосфорної кислоти по кінцях молекули фруктози полегшує розрив вуглецевого ланцюга саме в середині. Фруктозодифосфат розпадається при цьому на дві тріози: фосфогліцериновий альдегід та фосфодіоксіацетон. Реакція каталізується фер-ментом альдолазою і оборотна:

СН 2 О(Н 2 РВ 3)(СНОН) 3 СОСН 2 О(Н 2 РВ) → CH 2 О(Н 2 Р0 3)СОСН 2 ВІН +

Фруктозо-1,6-дифосфат Фосфодіоксіацетон

СН 2 0 (Н 2 РОЗ) СНОНСНО (4)

З-фосфогліцериновий альдегід

Головна роль у подальших перетвореннях при спиртовому бродінні належить 3-фосфогліцеринового альдегіду, але в рідині, що зброджується, він виявляється лише в незначній кількості. Це пояснюється взаємним переходом кетозного ізомеру в альдозний і назад під дією ферменту тріозофосфатізомерази (5.3.1.1)

СН 2 0 (Н 2 Р0 3) СОСН 2 ВІН; £ СН 2 0 (Н 2 Р0 3) СНОНСНО

Фосфодіоксіацетон З-фосфогліцериновий альдегід

У міру подальшого перетворення фосфогліцеринового аль-дегіду нові кількості його утворюються в процесі ізомеризації фосфодіоксиацетону.

5. Наступним етапом є окислення двох молекул З^фосфогліцеринового альдегіду. Ця реакція каталізується тріозофосфатдегідрогеназою (1.2.1.12), коферментом якої є НАД (нікотинамід-аденін-динуклеотид). В окисненні бере участь фосфорна кислота середовища. Реакція протікає за наступним рівнянням: 2СН 2 0 (Н 2 Р0 3) СНОНСНО + 2Н 3 Р0 4 + 2НАД Тріозофосфатдегідрогеназа ->

З-фосфогліцериновий альдегід

->- 2СН 2 0 (Н 2 Р0 3) СНОНСОО w (H 2 P0 3) + 2НАД Н 2 (5)

1,3-дифосфогліцеринова їслота

Молекула 3-фосфогліцеринового альдегіду приєднує фосфат, а водень переноситься на кофермент НАД, який відновлюється. Енергія, що звільняється в результаті окислення 3-фосфогліцеринового альдегіду, акумулюється в макроергічному зв'язку 1,3-дифосфогліцеринової, що утворюється.

Кислоти.

6. Далі фосфатний залишок 1,3-дифосфогліцеринової кисло-
ти, що містить макроергічний зв'язок, за участю ферменту
фосфогліцераткінази (2.7.2.3) переноситься на молекулу АДФ.
Утворюється 3-фосфогліцеринова кислота, а АДФ, набуваючи
додатковий макроергічний зв'язок, перетворюється на АТФ:
2СН 2 0 (Н 2 Р0 3) СНОНСОО з (Н 2 Р0 3) + 2АДФ->2СН 2 0 (Н 2 Р0 3) CHOHCOOH+

1,3-дифосфогліцеринова кислота 3-фосфогліцеринова кислота

7. Потім під дією ферменту фосфогліцеромутази
(2.7.5.3) залишок фосфорної кислоти переміщається від третього
вуглецю до другого, і в результаті 3-фосфогліцеринова кис-
лота перетворюється на 2-фосфогліцеринову кислоту:

2СН 2 (Н 2 Р0 3) CHOHCOOH ^t 2CH 2 0HCH0 (Н 2 Р0 3) СООН. (7)

3-фосфогліцеринова кислота 2-фосфогліцеринова кислота

8. Наступною стадією є дефосфорилювання 2-фос-
фогліцеринової кислоти. При цьому 2-фосфогліцеринова кис-
лота під дією ферменту енолази (4.2.1.11) шляхом дегідру-
вання (втрати води) перетворюється на фосфоенолпіровіно-
градну кислоту:

2СН 2 ОНСНО (Н 2 Р0 3) СООН qt 2СН 3: СО з (Н 2 Р0 3) СООН + 2Н 2 0. (8)

2-фосфогліцеринова кислота Сосфоенолпіровіноградна кислота

При цьому перетворенні відбувається перерозподіл внутрішньомолекулярної енергії і більша її частина акумулюється в макроергічному фосфатному зв'язку.

9. Дуже нестійка фосфоенолпіровіноградна кислота
легко дефосфорилюється, при цьому залишок фосфорної кислоти
під дією ферменту піруваткінази (2.7.1.40) передається
разом із макроергічним зв'язком молекули АДФ. В результаті
утворюється більш стійка кетоформа піровиноградної кислоти.
ти, а АДФ перетворюється на АТФ:

2СН 2: СО сю (Н 2 Р0 3) СООН + 2АДФ - * 2СН 3 ^ СОСООН + 2АТФ. (3)

Фосфоенолпіровіноградна Пировиноградна

Кислота кислота

10. Пировиноградна кислота під дією ферменту пі-
руватдекарбоксилази (4.1.1.1) декарбоксилюється з відщепле-
ням С0 2 та утворенням оцтового альдегіду:

2CH 3 ^ COCOOH -*2С0 2 + 2СН 3 СНТ. (10)

Піровоградна Оцтовий альдегід

11. Оцтовий альдегід за участю ферменту алкогольдегід-
рогенази (1.1.1.1) взаємодіє з НАД-Н 2 , що утворився
раніше при окисленні фосфогліцеринового альдегіду у фосфо-
гліцеринову кислоту [див. рівняння (5)]. В результаті оцет-
ний альдегід відновлюється в етиловий спирт, а кофермент
НАД-Н 2 знову регенерується (окислюється в НАД):

2СН 3 СНТ + 2НАД Н 2 Z 2СН 3 СН 2 ВІН + 2НАД. (11)

Отже, завершальним етапом бродіння є реакція відновлення оцтового альдегіду етиловий спирт.

З розглянутого циклу реакцій спиртового бродіння видно, що з кожної молекули глюкози утворюється 2 молекули спирту та 2 молекули С0 2 .

У процесі спиртового бродіння утворюється чотири молекули АТФ [див. рівняння (6) та (9)], але дві з них витрачаються на фосфорилювання гексоз [див. рівняння (1) та (3)]. Таким чином, запасається лише 2 г-моль АТФ.

Раніше зазначалося, що у освіту кожної грам-моле-кули АТФ з АДФ витрачається 41,9 кДж, а енергію двох молекул АТФ переходить відповідно 83,8 кДж. Отже, при зброджуванні 1 г-моль глюкози дріжджі отримують енергії близько 84 кДж. У цьому полягає біологічний сенс бродіння. При повному розщепленні глюкози на С0 2 і воду виділяється 2874 кДж, а при окисленні 1 г-моль глюкози до С0 2 і Н 2 0 в процесі аеробного дихання акумулюється 2508 кДж, так як етиловий спирт, що утворюється, ще зберігає в собі потен- енергію. Таким чином, з енергетичної точки зору бродіння - процес малоекономічний.

Зброджування окремих Сахарів відбувається у певній послідовності, обумовленої швидкістю їхньої дифузії в дріжджову клітину. Найшвидше зброджуються дріжджами глюкоза та фруктоза. Однак сахароза як така зникає в суслі (інвертується) ще на початку бродіння. Вона гідролізується р-фруктофуранозидазою (3.2.1.26) оболонки дріжджових клітин з утворенням гексоз (глюкози та фруктози), які легко використовуються клітиною. Коли в суслі майже не залишається фруктози та глюкози, дріжджі починають споживати мальтозу.

§ 5. ВТОРИННІ ТА ПОБОЧНІ ПРОДУКТИ СПИРТОВОГО БРОДЖЕННЯ

Всі речовини, що виходять в результаті зброджування цукру дріжджами, за винятком спирту і С02, відносяться до вторинних продуктів спиртового бродіння. Крім них, є побічні продукти спиртового бродіння, які утворюються не з цукру, а з інших речовин, що знаходяться в субстраті, що зброджується. До них відносяться аміловий, ізоаміловий, ізо-бутиловий та інші спирти, відомі під назвою сивушної олії.

З вторинних продуктів спиртового бродіння відомі гліцерин, оцтовий альдегід, піровиноградна, оцтова, янтарна, лимонна та молочна кислоти, ацетоїн (ацетилметил-карбінол), 2,3-бутиленгліколь та діацетил. В аеробних умовах піровиноградна кислота є також вихідною речовиною для циклу трикарбонових кислот (циклу Кребса), за якою з неї утворюються оцтова, лимонна, яблучна та янтарна кислоти. Вищі спирти також утворюються з піровиноградної кислоти шляхом амінування її до аланіну, який у свою чергу переамінується у відповідну кетокислоту. В умовах спиртового бродіння кетокислоти, відновлюючись, утворюють вищі спирти. Тому вторинні та побічні продукти спиртового бродіння строго розмежувати не можна.

Оцтовий альдегід може відчувати дисмутацію з утворенням оцтової кислоти та етилового спирту (реакція Кан-ніццаро):

СН 3 СОН + СН 3 СОН + Н 2 0 = СНзСООН + СН 3 СН 2 ВІН.

Одна з молекул альдегіду окислюється у кислоту, а інша відновлюється у спирт. У лужному середовищі одна молекула

Оцтового альдегіду вступає в окислювально-відновну реакцію з другою молекулою оцтового альдегіду; при цьому утворюються етиловий спирт, оцтова кислота і одночасно з ними гліцерин, що виражається таким сумарним рівнянням:

2C 6 Hi 2 0 6 + Н 2 0 = 2СН 2 ОНСНОНСН 2 ВІН + СН 3 СН 2 ВІН + СН 3 СООН + 2С0 2 .

Гліцерин утворюється в невеликій кількості при спиртовому бродінні. За зміни умов бродіння його виробництво можна здійснити у промисловому масштабі.

Гліцерин та оцтовий альдегід є проміжними продуктами спиртового бродіння. На останньому етапі нормально протікає процесу бродіння відбувається відновлення значної частини оцтового альдегіду в етанол. Але якщо оцтовий альдегід зв'язати сульфітом натрію, то напрямок спиртового бродіння зміниться у бік утворення великих кількостей гліцерину.

Видалення оцтового альдегіду з середовища, що зброджується, суль-фітом натрію представляється в наступному вигляді:

СН 3 СНТ + Na 2 S0 3 + H 2 OW CH 3 CHONaHS0 2 + NaOH.

Оцтовий альдегід, що утворився при декарбоксилуванні піровіноградної кислоти, в результаті зв'язування сульфітом не може служити акцептором водню. Місце оцтового альдегіду займає фосфодіоксіацетон, який отримує водень від відновленого НАД-Н 2 утворюючи а-глицерофос-фат. Ця реакція каталізується ферментом гліцерофосфатде-гідрогеназою. Під дією фосфатази «-гліцерофосфат де-фесфорилюється, перетворюючись на гліцерин. Таким чином, у присутності Na 2 S03 протікає гліцерино-альдегідне бродіння:

З 6 Н 12 0 6 = CH3CHO + СН 2 ОНСНОНСН 2 ОН + С0 2 .

Цукор Ацетальдегід Гліцерин

Зі збільшенням кількості сульфіту натрію, що вводиться в середовище, що зброджується, відповідно збільшується кількість зв'язаного альдегіду і послаблюється утворення етанолу і С0 2 .

Освіта кислот та ацетоїну. Бурштинова кислота утворюється дегідруванням і конденсацією двох молекул оцтової кислоти з однією молекулою оцтового альдегіду (гіпотеза В. 3. Гва-ладзе і Женавуа):

2СН 3 С00Н + СН 3 СНТ - * С00НСН 2 СН 2 С00Н + СН 3 СН 2 ВІН.

У процесі спиртового бродіння бурштинова кислота утворюється також дезамінуванням глютамінової кислоти. Акцептором водню в цій реакції є триозогліцериновий аль-Дегід, тому реакція дезамінування супроводжується одночасним накопиченням гліцерину:

C 6 Hi 2 0 6 + COOHCH2CH2CHNH2COOH + 2Н 2 0 = СО0НСН 2 СН 2 С0ОН -Ь

Глюкоза Глютамінова кислота Янтарна кислота

2СН 2 ОНСНОНСН 2 ОН 3 + NH 3 + С0 2 .

Гліцерин

Амми>ак споживається дріжджами на синтез білка, а гліцерин і бурштинова кислота при цьому виділяються в середу.

Утворення лимонної кислоти, за Лафоном, відбувається. дев'яти молекул оцтового альдегіду:

9СН 3 СОН + 4Н 2 0 = (СН 2 СООН) 2 С (ВІН) СООН + 6СН 3 СН 2 ОН.

Лимонна кислота

Утворення молочної кислоти пояснюють відновленням піровиноградної кислоти:

СНзСОСООН + Н 2 -> СН 3 СН(ОН) СООН.

Пировиноградна Молочна кислота

Однак вважають більш ймовірним її утворення в результаті гідролізу проміжного продукту спиртового бродіння - фосфогліцеринового альдегіду:

СНОСНОНСН 2 ОР0 3 Н 2 + Н 2 0 - * СН 3 СН (ВІН) СООН + Н 3 Р0 4 .

Фосфогліцериновш Молочна кислота

Альдегід

Конденсацією оцтової кислоти з ацетальдегідом пояснюють утворення ацетоїну:

1) СНзСООН + СН 3 СНТ->-СНзСОСОСНз + Н 2 0;

Діацетил

2) СН3СОСОСН3 + СНзСНО -4 СН3СОСНОНСН3 + СНзСООН.

Спочатку утворюється діацетил; потім шляхом дисмутації сполученого окислення-відновлення за рахунок води діацетилу з ацетальдегідом утворюється ацетоїн.

При відновленні ацетоїну утворюється 2,3-бутиленглі-кіль:

СН 3 СОСНОНСНз + НАД ■ Н 2 *± СН 3 СНОНСНОНСН 3+ НАД.

Механізм утворення деяких вторинних продуктів спиртового бродіння ще зовсім зрозумілий, проте підлягає сумніву, що оцтовий альдегід є основним вихідним речовиною для синтезу вторинних продуктів бродіння.

Серед вторинних продуктів переважають оцтова і янтарна кислоти, а також 2,3-бутиленгліколь і оцтовий альдегід-У дуже малих кількостях знаходяться ацетоїн і лимонна кислота.

^ Освіта вищих спиртів. Своєрідним побічним продуктом спиртового бродіння є вищі спирти. Дослідженнями І. Я- Веселова встановлено, що вищі спирти при бродінні виникають головним чином у період розмноження

Дріжджів. У цей час інтенсивність обміну речовин пов'язані з утворенням кетокислот із продуктів перетворення вуглеводів з переамінуванням їх. Переамінування полягає в обміні радикалами CH(NH) 2 та СО між амінокислотою іке-токислотою. Так, утворення аланіну з лейцину та піровино-градної кислоти представляється в такому вигляді:

(CH 3)2CHCH 2 CHNH 2 COOH -f CH3COCOOH -> СН 3 СНСН 3 СН 2 СОСООН +

Лейцин Пировиноград- Ізонронілвиноградна

Ная кислота кислота

CH 3 CHNH 2 COOH.

Ізопропілвиноградна кислота, піддаючись (аналогічно

піровиноградної кислоти в схемі спиртового бродіння)

Боксилювання, перетворюється на ізовалеріановий альдегід,

Який відновлюється до ізоамілового спирту:

СН 3 СНСН 3 СН 2 СОСООН -> (СН 3) 2 СНСН 2 СНО -*- СН 3 СНСН 3 СН 2 СОН.

Ізопропілвиноградна Ізовалериановий Ізоаміловий

Кислота альдегід спирт

Аналогічним шляхом з ізолейцину утворюється аміловий, із валіну ізобутиловий спирти.

Таким чином, синтез нових амінокислот відбувається з участю піровиноградної кислоти, яка грає роль головного мосту між вуглеводним та азотистим обміном у дріжджовій клітині.

На утворення вищих спиртів впливає низка чинників. У міру збільшення або зменшення нормальної температури бродіння кількість вищих спиртів скорочується. При застосуванні рН середовища, що зброджується, від 3 до 5 накопичення вищих спиртів збільшується, а при подальшому збільшенні рН - зменшується. Аерація середовища сприяє синтезу вищих спиртів: в середовищі, що аерується, вміст ізобутилового і ізо-амілового спиртів збільшується. Введення амінокислот в зброджуване середовище, що містить сахарозу, також стимулює накопичення вищих спиртів. Утворення сивушної олії в культуральному середовищі зростає із накопиченням біомаси дріжджів. Зміст вищих спиртів в середовищі, що зброджується, можна зменшити шляхом гальмування розмноження дріжджів.

^ Освіта ефірів. За участю естераз дріжджів протікають реакції етерифікації, в яких беруть участь спирт і кислоти. У загальному вигляді реакція етерифікації представляється так: RCH 2 OH + RiCOOH -> RCOOCH 2 R! + Н 2 0.

Так, при взаємодії етанолу з оцтовою кислотою утворюється оцтовоетиловий ефір (етилацетат):

З 2 Н 5 ОН + СН3СООН 5s CH 3 C0 2 C 2 H s + Н 2 0.

Утворення ефірів протікає легше, коли компонентами цієї реакції є альдегіди. Альдегіди легко піддаються окислювально-відновним перетворенням і дають початок утворенню кислот, спиртів, ефірів. При цьому всі перетворення альдегідів можуть здійснюватися як самостійні реакції без витрати енергії.

Так, утворення ефірів може відбуватися за рахунок альде-гідів:

RCHO + HOCRi ->- RCOOCHjRj.

Альдегіди можуть зазнавати альдольної конденсації: СН 3 СНО + С"НзСНО = СН 3 СНОНСН 2 СНО.

Речовина, що утворюється, містить одночасно альдегідну і гідроксильну (алкогольну) групи.

При взаємодії зі спиртом оцтовий альдегід перетворюється на діетилацеталь:

СН 3 СНТ + 2С 2 Н 5 ВІН - * СНзСН (ОС, Н 5) 2 + Н 2 0.

В результаті зброджування Сахаров і всіх супутніх процесів сусло в пивоварстві і виноробстві перетворюється на готовий продукт (пиво, вино). Всі речовини, що знаходяться в ньому, зумовлюють його аромат і смак. Так, вищі спирти (пропіловий, аміловий, ізоаміловий, тирозол, триптофол) мають характерний запах і дають складні ефіри, які вже мають приємніші, пом'якшені запахи. 2,3-Бутиленгліколь. і гліцерин мають солодкий смак.

У спиртовому виробництві зброжене середовище називають зрілою бражкою, з якої шляхом відгону на брагоректифікаційних апаратах отримують спирт. Утворені в ході бродіння етиловий спирт і СОг виходять з клітин назовні в середовище, що зброджується. Спирт добре розчиняється в суслі, що зброджується, в будь-яких співвідношеннях і рівномірно розподіляється в ньому. СОг! ж спочатку розчиняється в суслі, а в міру насичення його виділяється у вигляді газових бульбашок. На поверхні газових бульбашок з'являється адсорбційний шар з поверхнево-активних речовин (білки, пектин). При злипанні окремих пухирців виходять осередки піни. Поступово поверхня-зброджуваного сусла покривається піною.

Промисловість випускає харчовий та технічний етиловий спирт. Харчовий отримують бродінням при переробці зерна, картоплі, цукрових буряків, меляси; технічний – бродінням гідролізатів деревини (гідролізний спирт), сульфітних лугів або шляхом синтезу з газів, що містять етилен.

Спиртові заводи виробляють: спирт етиловий сирець із вмістом спирту щонайменше 88 % вміст домішок становить 0,4 – 0,5 %; спирт етиловий ректифікований різного ступеня очищення.

Мікроорганізми, що використовуються у виробництві.При виробництві спирту біохімічним способом використовують такі мікроорганізми:

Дріжджі.У спиртовому виробництві використовують хлібопекарські дріжджі Saccharomyces cerevisia (верхового бродіння) або гібридні раси пивоварних дріжджів Saccharomyces carlsbergensisта рас хлібопекарських дріжджів.

Дріжджі зброджують глюкозу, сахарозу, мальтозу, галактозу, рафінозу, накопичують спирту до 13% об. Оптимальна температура 30 - 33 ° С. Добре переносять підвищену кислотність середовища при підкисленні сірчаною кислотою в процесі очищення дріжджів у виробництві.

Оцінка виробничих властивостей чистих культур дріжджів.До рас спиртових дріжджів пред'являються такі вимоги:

· Висока бродильна активність;

· Здатність швидко і повно зброджувати цукру середовища, тобто здатність давати низькі відброди;

· Стійкість до високих концентрацій спирту;

· Стійкість до підкислення середовища проживання і до продуктів обміну сторонніх мікроорганізмів.

Зрілі виробничі дріжджі, які у бродильні апарати, повинні мати такі показники:

· Кількість клітин, що брунькуються 10 - 15%;

· кількість відмерлих клітин трохи більше 2 – 4 % (збільшення кількості відмерлих клітин свідчить про наявність серед чинників, пригнічують життєдіяльність дріжджів);

· Кількість клітин, що містять глікоген, має бути не менше 70%, зменшення кількості таких клітин вказує на те, що дріжджі слабо вгодовані та ослаблені;

· Кількість дріжджових клітин в 1 мл середовища має бути не менше 120 - 140 млн.;

· при мікроскопуванні не повинно виявлятися рухомих форм бактерій, а нерухомих – не більше 4 – 6;

· раси дріжджів, що застосовуються для зброджування меласових розчинів, повинні зброджувати сахарозу, глюкозу, рафіноз на 1/3 або повністю.

Основними факторами, що впливають на життєдіяльність дріжджів у спиртовому виробництві, є температура, середовище рН, концентрація сусла, вміст органічних і неорганічних кислот.

Температура.Оптимальна швидкість росту спиртових дріжджів 30 –32 °С, проте дріжджі, вирощені при температурі нижче оптимальної, мають більш високу бродильну активність, тому процес бродіння починають при температурі 18 – 22 °С, а під час бродіння її підтримують на рівні 29 – 30 °С. . Вища температура викликає зниження бродильної активності та сприяє розвитку молочнокислих бактерій та диких дріжджів.

РН середовища.Водневі іони змінюють електричний заряд колоїдів плазмової оболонки клітини та залежно від концентрації можуть збільшувати або зменшувати проникність оболонки клітин для окремих речовин та іонів. Від величини рН залежить швидкість надходження поживних речовин у клітину, активність ферментів, утворення вітамінів.

При зміні рН середовища змінюється характер бродіння: якщо рН зміщується в лужну зону, то збільшується вміст гліцерину та побічних речовин у бражці. Оптимальним рН у розвиток дріжджів є 4,8 – 5,0, проте у спиртовому виробництві його намагаються підтримувати лише на рівні 3,8 – 4,0, щоб придушити розвиток молочнокислих бактерій. Необхідний рН створюють додаванням сірчаної, соляної чи молочної кислоти.

Вміст цукру в суслі.Дуже високі концентрації цукру підвищують осмотичний тиск у дріжджових клітинах, а низькі – економічно невигідні, тому зброджують сусло із вмістом сухих речовин, що відповідає вмісту у ньому 13 – 15 % цукру. Залежно від вихідної концентрації цукру та виробничих втрат вміст спирту у зрілій компанії становить 8 – 9,5 об. %.

Молочнокислі бактерії.Іноді для підкислення сусла при виробництві спирту з картоплі та зерна використовують молочнокислі бактерії виду Lactobacillus delbrueckii. Культивування молочнокислих паличок ведуть за температури 50°С. У суслі, підкисленому молочнокислими бактеріями, збільшується вміст розчинних азотистих речовин, що сприятливо позначається на розмноженні дріжджів.

Цвілеві гриби.Для отримання цукрівних препаратів дешевших і активніших, ніж солод, використовуються спеціально відібрані активні штами Aspergilus batatae, Asp. niger, Asp. orizae та ін.Такі гриби є добрими продуцентами амілолітичних ферментів.

Отримання етилового спирту біохімічним шляхом ґрунтується на життєдіяльності дріжджових грибів Saccharomyces cerevisiae, що перетворюють цукру живильного середовища на спирт, вуглекислий газ і невелику кількість побічних продуктів, деяка частина цукрів використовується на процеси синтезу при зростанні дріжджових клітин.

Спирт, що накопичився в середовищі, виділяють перегонкою; вуглекислий газ уловлюється спеціальними апаратами і перетворюється на рідку та тверду вуглекислоту. Побічні продукти бродіння, як і дріжджі, відокремлюють і використовують у техніці і хлібопеченні.

Підготовка сировини . Найчастіше вживаною сировиною є:

Залежно від сировини, що переробляється, технологічний процес має свої особливості.

Крохмаль містить сировину.Крохмаль – складний полісахарид. Дріжджі не зброджують його через відсутність у них амілази. Отже, крохмаль містить сировину необхідно попередньо піддати оцукрювання.Однак крохмаль, який міститься в клітинах зерна або картоплі, недоступний для амілази. Щоб зруйнувати або послабити стінки клітин, сировину піддають дії високої температури та тиску, в результаті відбувається розварювання, клейстеризаціята розрідження крохмалю. Наступним етапом є оцукрювання. Це – процес перетворення оклейстеризованого крохмалю сировини в цукри під впливом оцукрюючих ферментів. Джерелами цукрівних ферментів є солод або плісняві гриби.

Підготовка до посівного матеріалу. Дріжджі розмножують у дріжджовому відділенні заводу з дотриманням усіх необхідних умов отримання чистих і фізіологічно активних виробничих дріжджів. Чисту культуру дріжджів накопичують поступово, кілька стадій. Для розмноження дріжджів створюють оптимальні умови живлення та температури.

При отриманні посівного матеріалу дріжджів спочатку отримують чисту лабораторну культуру використовуючи в якості живильного середовища стерильне солодове сусло з вмістом сухих речовин 8 - 10%.

Виробничі стадії розведення чистої культури здійснюють на живильному середовищі, що містить ту сировину, яку переробляють на даному заводі: зернову, картопляну або мелясу. Після закінчення виробничої стадії дріжджі передають дріжджовий апарат або дріжджегенератор. У 1 мл середовища в дріжджогенераторі повинно міститися не менше 150 – 200 млн. клітин дріжджів чистої культури, оскільки за такої їх кількості дріжджі стійкіші до зараження їх сторонніми мікроорганізмами.

Основна ферментація. Дріжджі з дріжджегенератора надходять у бродильне відділення заводу, де відбувається головний процес бродіння.

Існує кілька методів зброджування сировини: періодичний, напівбезперервний та безперервний.

Методи проточних культур є продуктивнішими. При безперервному методі зброджування створюються найсприятливіші умови для життєдіяльності дріжджів – постійне оновлення середовища, видалення шкідливих продуктів обміну та можливість збереження всіх сприятливих параметрів однією рівні. Крім того, перевага безперервного процесу – це можливість його механізації та автоматизації.

Бродіння йде в батареї бродильних апаратів, послідовно з'єднаних комунікаціями, якими компанія перетікає з одного апарата в інший. Головне бродіння протікає у перших апаратах, у наступних потоком відбувається дображивание.

Відгін спирту та його ректифікація. Зріла бражка, що відкинула, надходить у бражний резервуар, звідки насосом передається на брагоперегінні апарати. У цих апаратах з бражки виділяються етиловий спирт і всі летючі домішки. Одержуваний продукт називається спирт-сирець, а залишок – бардою. Спирт-сирець використовують для технічних цілей або очищення від домішок – ректифікації. Сивушні олії, альдегіди та ефіри, що містяться в спирті-сирці, при ректифікації відбирають та отримують спирт-ректифікат різного ступеня очищення.

Сторонні мікроорганізми спиртового виробництва.

До мікроорганізмів небезпечними для спиртового виробництва, що знижують вихід спирту за рахунок пригнічення життєдіяльності дріжджів продуктами свого метаболізму, можна віднести:

спороутворюючі бактеріїяк аеробні, так і анаеробні, найчастіше це олійнокислі. При розварюванні зерна суперечки не гинуть і надалі можуть розмножуватися в цукроні і викликати закисання її. Крім того, ці бактерії відновлюють нітрати, що містяться в мелясі в нітрити, пригнічують життєдіяльність дріжджових клітин;

дріжджі Saccharomyces exiguus, Saccharomyces intermedius,дріжджоподібні гриби пологів Torulopsisі Candida;

гетероферментативні молочнокислі бактерії. Продукти обміну цих мікроорганізмів – оцтова та мурашина кислоти, ефіри та альдегіди – пригнічують на бродильну здатність дріжджів, внаслідок чого вихід спирту різко знижується.

Виробництво пива

Пиво є слабоалкогольним напоєм, що готується в основному з ячмінного солоду та хмелю шляхом зброджування сусла пивоварними дріжджами.

Характеристика рас дріжджів, що використовуються у пивоварінні.Дріжджі, що використовуються в пивоварінні, належать до видів Saccharomyces cerevisiaeі Saccharomyces carlsbergensis.

Дріжджі Saccharomyces cerevisiaeставляться до дріжджів верхового бродіннята використовуються рідко, в основному для темних та спеціальних сортів пива.

Дріжджі Saccharomyces carlsbergensisздійснюють низове бродінняпивного сусла – осідаючи на дно бродильних ємностей. Ці дріжджі добре блукають при температурі 5 – 10 °С і широко використовуються для приготування стандартного та сортового пива.

Для отримання високоякісного пива дріжджі повинні мати такі властивості:

· високою бродильною активністю.Бродильну активність визначають за ступенем зброджування сусла (показник, що характеризує відношення маси збродженого екстракту до маси сухої речовини у початковому суслі).

· флокуляційною здатністю- Повільно і повно осідати на дно бродильних апаратів в кінці головного бродіння. Відмінності у флокуляційних властивостях лежать в основі поділу дріжджів на пластів'єподібніі пилоподібні.Дріжджі в кінці головного бродіння злипаються в грудки - флокули і при низовому бродінні осідають, утворюючи щільний осад, а при верховому - піднімаються на поверхню. Пилові дріжджі протягом усього процесу залишаються у зваженому стані.

· помірною здатністю до розмноження.Дуже активне розмноження дріжджів є небажаним, т.к. при цьому витрачаються екстрактивні речовини сусла та утворюється велика кількість побічних продуктів (у середньому в процесі бродіння біомаса дріжджів збільшується у 3 – 4 рази);

· стабільністю морфологічних та фізіологічних властивостей;Морфологічне стан дріжджів відбиває їх фізіологічний статус. Наявність великої кількості морфологічно змінених клітин , особливо у поєднанні з зниженими бродильними властивостями є ознакою дегенерації культури. Велика кількість клітин із зернистою протоплазмою, великими вакуолями і відсутність клітин, що брунькуються, характеризують стару культуру. Високий вміст мертвих клітин (більше 10%) свідчить про можливі порушення технологічного процесу: повільне головне бродіння, розвиток деяких видів сторонніх мікроорганізмів. Вгодованість дріжджів визначають за вмістом у клітинах глікогену, та його наявність дає уявлення про здатність дріжджів до бродіння. У нормально вгодованих дріжджах 70 - 75% клітин містять глікоген. Найменша кількість клітин з глікогеном у виробничих дріжджах свідчить про старості дріжджових клітин або недостатнє їх харчування.

Основні стадії технологічного процесу.

Розведення чистих культур дріжджів у пивоварному виробництві.

Завданням розведення чистої культури є збільшення біомаси дріжджів від обсягу пробірки до обсягу, що вводиться в бродильний апарат.

Розведення чистої культури дріжджів ведуть на стерильному суслі з концентрацією сухих речовин 11 - 13%, поступово адаптуючи дріжджі до суслу і низької температури. Процес розведення складається з двох стадій: лабораторної та цехової.

Приготування пивного сусла. Солод та інші необхідні за рецептурою зернопродукти подрібнюють для забезпечення та прискорення фізичних та біохімічних процесів при затиранні. Дроблений солод засипають у заторний апарат, який попередньо наливають підігріту воду. Заторнагрівають з необхідною швидкістю з витримуванням пауз за певних температур. Повнота оцукрювання визначається по йодній пробі. Потім затор перекачують на фільтрування фільтраційний апарат. Фільтроване суслоі промивні води перекачуються в сусловарковий апарат і піддаються кип'ятінню з хмелем.

Перетворення речовин ячменю при солодорощенні та речовин солоду під час затирання та варіння сусла відбувається під дією ферментів солоду без участі мікроорганізмів. Під дією ферментів солоду при затиранні і варінні в суслі підвищується вміст цукрів, що зброджуються, білки сусла розщеплюються спочатку до пептидів, а потім до амінокислот. Біохімічний склад сусла істотно впливає на життєдіяльність дріжджів та якість готового продукту:

вуглеводний складвизначається наявністю в суслі цукрів, що зброджуються і незброджуються. Вміст цукрів, що зброджуються в суслі, становить 70 – 80 % сухих речовин. Це мальтоза (60-70%), мальтотріозу (15-20%), глюкоза (10-15%). Найшвидше зброджуються моноцукори, повільніше мальтозу і найгірше мальтотріозу.

азотистий склад.Азотисті речовини необхідні клітинам для синтезу компонентів, що забезпечують їх зростання та розмноження. Найбільш цінними та важливими джерелами азоту є амінокислоти, пуринові та піримідинові основи. Від біосинтезу та розпаду амінокислот залежить утворення ароматичних речовин. Дріжджів амінокислоти, що утворюються при біосинтезі, надають пиву бархатисту консистенцію. За несприятливих умов культивування вони можуть бути причиною дріжджового присмаку та помутніння пива.

Зброджування пивного сусла дріжджами. Освітлене та охолоджене сусло подають у бродильний танк.

Перетворення речовин сусла під час бродіння є біохімічним процесом, що викликається мікроорганізмами – пивоварними дріжджами.

Мікробіологічні процеси в бродячому пивному суслі.Для бродіння насіннєві дріжджі задають із розрахунку 0,5 л на 100 л сусла. Процес розмноження дріжджових клітин відбувається у п'ять стадій. У процесі бродіння кількість дріжджів зростає у 3 – 4 рази.

Розмноження дріжджів починається раніше, ніж викликаний ними процес спиртового бродіння. Однак розмноження відбувається швидко і закінчується в основному за 3 - 4 доби, тоді як бродіння відбувається протягом майже всієї стадії головного бродіння (7-10 діб) і продовжується в період дображивания.

Збільшення маси дріжджів при бродінні залежить від кількості заданих дріжджів, кількості екстракту в суслі, вмісту розчиненого кисню та температури. При малій кількості задаткових дріжджів процес бродіння протікає повільніше, але приріст буде більшим. Навпаки, велика кількість заданих дріжджів забезпечує більшу швидкість бродіння та менший приріст біомаси. Для виробництва найвигідніший другий шлях, тому що при цьому скорочуються втрати екстракту на утворення дріжджів. Крім того, зменшення приросту дріжджів при бродінні можна досягти видаленням розчиненого кисню з сусла, оскільки за наявності його прискорюється розмноження дріжджів. В аеробних умовах відбувається споживання екстракту, проте спирт не утворюється, а в середовищі накопичуються окислені продукти, що ускладнюють і подовжують останній період дозрівання пива.

Швидкість розмноження дріжджів залежить від температури: При низькій температурі розмноження дріжджів уповільнюється, але виростають вони більшими з великим запасом резервних речовин і високою бродильною активністю. При підвищенні температури збільшується потреба дріжджів у поживних речовинах, розміри клітин зменшуються, вони містять запасних речовин і виростають слабшими.

Багато речовин інгібують розмноження дріжджів. Так, при вмісті етилового спирту в середовищі понад 1,5 % їх розмноження уповільнюється, а при концентрації більше 3 % уповільнюється зброджування дріжджами цукрів сусла.

Кислоти мінеральні та органічні також є інгібіторами: 0,5 % сірчаної кислоти серед вбиває дріжджі за 1 – 2 год; так само діє оцтова кислота при вмісті її в середовищі в кількості 1%. Однак вміст у середовищі 1% молочної кислоти дріжджі переносять порівняно легко.

Дріжджі, споживаючи поживні речовини сусла, підвищують свою біомасу. До кінця головного бродіння у зв'язку з 3 - 4-кратним збільшенням біомаси клітинна питома поверхня дріжджів зростає, що призводить до їх злипання (флокуляції). При злипанні клітин утворюються пластівці (флокули), через що здатність дріжджів освітлювати пиво називається пластівцем або флокуляцією. При низовому бродінні можна контролювати флокуляцію дріжджів, щоб отримати необхідний ступінь зброджування і залишити достатньо диспергованих дріжджів для дображивания пива.

Таким чином, кінець бродіння визначається флокуляцією дріжджів. Головне бродіння ведеться 5-10 діб.

Після закінчення головного бродіння на дні чана утворюється щільний осад, що складається з трьох шарів. Нижній шар дріжджів утворюється старими слабозброджуючими клітинами дріжджів, що осідають швидше за інших. Середній шар дріжджів складається з найбільш активно бродять дріжджів і великих пластівців білка, верхній шар утворюють дрібні дріжджові клітини зі зниженою здатністю до флокуляції, а також білковий осад і хмелеві смоли. Для отримання насіннєвих дріжджів використовують лише середній шар.

Після головного бродіння дріжджі відокремлюють, промивають холодною водою і використовують для виробничих цілей, вважаючи їх першою генерацією.Виробничі дріжджі за умови хороших бродильних властивостей та відсутності в них шкідливих для пива мікроорганізмів можна використовувати до 10 генерацій.

Біохімічні процеси в бродячому пивному суслі.Сусло зброджують до отримання певної кількості спирту, що відповідає сорту пива. Більшість цукрів сусла зброджується з утворенням спирту та вуглекислого газу. Це екзотермічний процес, який супроводжується виділенням тепла.

В результаті бродіння в суслі накопичуються продукти спиртового бродіння (% мас): вуглекислий газ 0,3 - 0,5 і етанол 3 - 6 в залежності від сорту пива. Велика роль при бродінні належить азотистих сполук.

Азотистий склад сусла при бродінні значно змінюється, так як на побудову білків дріжджів, що розмножуються, використовується близько 40% амінного і 60 - 80% амонійного азоту. Після припинення розмноження дріжджів кількість амінного азоту в пиві може трохи підвищитися внаслідок виділення з них близько 15% асимільованого азоту, а також утворення нових амінокислот з білків сусла під дією протеолітичних ферментів дріжджів; загальна кількість білкового азоту у пиві при цьому зменшується.

У процесі бродіння у пиві утворюються побічні продукти. Так, у пиві на початку бродіння накопичуються альдегіди, далі під впливом анаеробних умов вони відновлюються і кількість їх зменшується. Утворюються вищі спирти та ефіри, що зумовлюють аромат і смак готового продукту, та органічні кислоти, концентрація летких речовин у пиві дуже невелика – близько 0,5 %, але вони беруть участь у формуванні букету – смаку та аромату готового продукту.

Побічними продуктами бродіння є чотиривуглецеві сполуки, наприклад, діацетил, ацетоїн і 2,3-бутиленгліколь. Чотиривуглецеві сполуки, особливо діацетил, мають специфічний запах (у вітчизняних сортах пива міститься діацетилу 0,4 – 1,0 мг/л). При збільшенні кількості діацетилу у пиві з'являється медовий присмак, який раніше приписували лише бактеріальній інфекції (сарцинне захворювання пива).

В результаті біохімічних процесів, що протікають в суслі при бродінні, кислотність, що титрується, збільшується. Концентрація водневих іонів (рН) у середовищі також змінюється. Зміна рН та титрованої кислотності призводить до зменшення розчинності білків та хмелевих речовин. При цьому частина білків випадає в осад, утворюючи пластівці, а хмелеві речовини і легші частинки білків піднімаються на поверхню, утворюючи покришку, або деку. Зміна вмісту в пиві азотистих речовин, фосфатів та органічних кислот призводить до зміни буферності середовища.

Доброджування та дозрівання пива.Молоде пиво перекачується в апарати дображивания розташовані у спеціально охолодженому приміщенні з температурою 2 - 3 про З де відбувається його дозрівання при заданій температурі і тиску. Тривалість дображивания від 6 до 100 діб, залежно від сорту пива. Процес дображивания здійснюється пиловими дріжджами.

Продукт, отриманий наприкінці процесу готовий до вживання та розливу.

Мікроорганізми, що інфікують сусло та пиво.Мікроорганізми, занесені в сусло і пиво, викликають різні «захворювання», що виражаються в появі запаху та смаку, невластивих пиву, та зниженні його якості.

У суслі та пиві зустрічаються різні мікроорганізми. Частина їх потрапляє з повітря, із солодовим пилом або із зерном (епіфітна мікрофлора). Мікроби можуть бути занесені і з водою, куди вони потрапляють із ґрунту з фекаліями. При цьому в сусло та пиво можуть потрапляти і патогенні мікроорганізми, що викликають захворювання людини.

Мікроорганізми, що розвиваються в суслі та пиві, належать до різних груп – до бактерій, цвілевих грибів та дріжджів. Вони можуть бути нешкідливими, супутніми або шкідниками виробництва.

Бактерії. За кількістю представників, а також за завданими ними збитками та псуванням продукції перше місце належить бактеріям. Потрапивши у виробництво, вони поступово адаптуються до умов технологічного процесу, видозмінюються і так пристосовуються, що боротьба з ними становить певні труднощі. Шкода, що наноситься ними, виражається не тільки в погіршенні якості (стійкості) пива, але і в псуванні його смаку аж до повної непридатності.

Lactobacillus.Молочнокислі бактерії є потенційними шкідниками, що викликають помутніння та майже завжди швидке. прокисання пива.Група поєднує мікроорганізми, які при зброджуванні вуглеводів утворюють головним чином молочну кислоту (гомоферментативні бактерії). Lactobacillusстійкі до підвищеної кислотності та антисептичної дії хмелю.

Lactococcus.У хмеленому суслі та пиві утворюють каламут, осад, молочну кислоту або діацетил, іноді ослизнення. Викликають «Сарцинне» захворювання пива, спотворює його смак та запах. Пиво набуває неприємного смаку і характерного медового запаху, який викликаний діацетилом, утвореним педіококами.

Acetobacterium –кислотостійкі та розвиваються в широкій межі рН – від 4,5 до 3,2. Так як як джерела вуглецю оцтовокислі бактерії використовують спирт і цукру, то на пивоварному заводі вони знаходять ідеальні умови для розвитку. Можуть утворювати у пиві слизнавіть при обмеженій кількості повітря, наприклад, у пляшковому пиві. При зростанні їх у пиві утворюється полісахаридна желатиноподібна речовина декстран. Інтенсивне утворення у пиві слизу залежить від вмісту декстринів. У цьому цукру ніякого впливу процес утворення слизу не надають.

Flavobacteriumвикористовують глюкозу та фруктозу сусла. В інфікованому пиві з'являється шовковиста каламут, легкий запах сірководню та яблук.

Escherihia coli.Кишкова паличка є показником санітарного стану підприємства.

Zymomonas.Бактерії стійкі до речовин хмелю та низької температури. Вони утворюють етанол, ацетальдегід та СО 2 . При розвитку в пиві бактерії надають йому неприємного стороннього запаху і смаку і викликають. помутніння.

Дріжджі. У пивоварному виробництві зустрічаються такі дріжджі, які можуть зіпсувати смак та погіршити якість пива. При розвитку диких дріжджів у суслі та пиві можуть з'явитися сторонній запах, сильне помутніння, неприємні гіркоту та смак, осад. Дикі дріжджі осідають гірше, ніж культурні пивоварні дріжджі, тому ускладнюють освітлення пива та коагуляцію дріжджів. Сторонній запах та смак пива повідомляють вищі спирти, ефіри летких кислот та гіркі речовини, що утворюються дикими дріжджами.

Saccharomyces pastorianusзброджують вуглеводи, надають пиву гіркого присмаку, неприємного запаху, викликають помутніння.

Saccharomysec ellipsoideus. Збражують вуглеводи, викликають псування смаку і помутніння.

Pichia.У пиві утворюють леткі кислоти та інші речовини, через які пиво набуває фруктово-ефірного та лікарського присмаку.

Candida.Розвиваються на поверхні сусла та пива у вигляді білої або сірої плівки. Надають пиву неприємного смаку і запаху.

Candida mycodermaцукру не зброджує. Мають велику швидкість розмноження і в разі інфікування здатні накопичуватися у великих кількостях.

Torulopsis. Можуть викликати помутніння пива та погіршують його смак. Головна небезпека полягає в тому, що мертві клітини є поживним матеріалом для інших мікроорганізмів.

У пивоварінні зустрічаються представники кількох видів цвілевих грибів.

Aspergillus –зустрічається на пошкодженому зерні, на хмелі, у сирих приміщеннях заводу, в ємностях та тарі, на залишках пива.

Oidium –молочна пліснява, зустрічається на зеленому солоді, в дробині, на мокрих стінах ємностей, що стикаються із затором або суслом.

Rhizopus –чорна пліснява. Продукти, уражені пліснявою, затягуються білим павутиноподібним міцелієм. Rhizopusє небезпечним шкідником солодового цеху і завдає солоду такої ж шкоди, як і Penicillium.

Виробництво вина

Вино є продуктом спиртового бродіння виноградного або плодово-ягідного соку.

Технологічний процес виробництва вин ґрунтується на біохімічних перетвореннях речовин виноградного чи плодово-ягідного соку (сусла) під впливом дріжджів, обмін речовин яких регулюється ферментним комплексом клітини.

Класифікація виноградних вин.Класифікацію вин проводять з урахуванням сорту винограду, кольору, технології виробництва, вмісту спирту та цукру, терміну витримки.

За кольором вина можуть бути білими, рожевими та червоними. Білівиноградні вина одержують зброджуванням сусла зі світлих сортів винограду. Червонівина отримують з червоних сортів винограду зброджуванням сусла разом із шкіркою та кісточками. У період бродіння барвники дубильні речовини з насіння і шкірки переходять у сусло, тому ці вина мають червоний колір, терпкий, в'яжучий смак. Рожевівина виробляють з білих та червоних сортів винограду або отримують купажуванням (змішуванням) білих та червоних вин.

Залежно від виду сировини виноградні вина випускають сортові,одержувані з одного сорту винограду, та купажні,виготовлені з кількох сортів винограду.

За якістю та терміном витримки виноградні вина ділять на ординарні, ординарні витримані, марочні та колекційні. Ординарнівина випускають у продаж без витримки, не раніше як за 3 місяці з дня переробки винограду. Ординарні витриманівина витримують понад рік. Марочні вина- Високоякісні, отримані з певних сортів винограду. Ці вина зберігають свої властивості незалежно від тривалості витримки. Тривалість витримки – щонайменше 1,5 років. Колекційні вина– марочні вина дуже високої якості, витримані щонайменше 6 років. Після витримки у бочках їх додатково витримують 3 роки у пляшках.

Залежно від технології виробництва, вмісту спирту та цукру виноградні вина поділяють на столові, кріплені, ароматизовані та насичені вуглекислотою.

Вина їдальні.Їх одержують у результаті зброджування виноградного соку без додавання спирту. Вміст спирту у яких – від 9 до 14 %; за вмістом цукру вони поділяються на сухі їдальнівина з залишковим вмістом цукру до 1%, столові напівсухі та напівсолодкі вина, херес.У сухихвинах процес бродіння йде до кінця, весь цукор зброджується. Вони містять цукру до 0,3% і мають приємно освіжаючий кислуватий смак. Столові напівсухі та напівсолодкі винаодержують шляхом неповного зброджування цукрового сусла. Процес бродіння припиняють охолодженням або обклеюванням. Після розливу напівсухі та напівсолодкі вина пастеризують. Напівсухі вина містять 9 – 14 про % спирту та 0,5 – 3 % цукру; напівсолодкі -9 - 13 об.% спирту, цукру від 3 до 8%. Вони мають приємний кисло-солодкий смак. Херес столовийотримують витримкою вина у неповних бочках під дріжджовою плівкою (солерою). Колір золотого вина, воно має особливий смак і букет з грибним тоном. Херес виробляють міцністю не вище 14%, не солодкий.

Кріплені винаяк правило, виробляють з додаванням спирту . За вмістом спирту та цукру вони поділяються на десертні та міцні. Десертні винавиходять внаслідок неповного зброджування виноградного сусла. Бродіння зупиняють додаванням спирту в сусло, що бродить. Вміст спирту в десертних винах помірний, 12 - 17 об.%. До групи десертних вин відносяться кагор, малага, піно-гри, мускат, солодке біле, червоне, рожеве та ін., які готують із зав'яленого або родзинкового і тому дуже солодкого винограду. Вина, що містять понад 20 % цукру, називаються лікерними.Чим вище цукристість вин, тим менше потрібно спирту для забезпечення їхньої біологічної стійкості. Міцні вина відрізняютьсявід десертних великим вмістом спирту – від 17 до 20 об.% та меншою кількістю цукру. Цукровість міцних вин невисока - до 14%. До цієї категорії належать сухі та напівсолодкі мадери, портвейни, сухі, напівсухі та напівсолодкі хереси.

Окремою групою стоять ароматизовані вина, До яких належать вермути. Вермут- Вино виноградне, настояне на різних пахучих матеріалах рослинного походження. До складу їх входить полин, звідки і походить назва (нім. Vermuth- Полин), ваніль, кориця, хінна кірка, кардамон, золототисячник, чебрець, деревій, м'ята, березові бруньки, липовий колір, зубровка та ін.

Особлива група – вина, насичені вуглекислотою: ігристі, або шампанські,а також шипучі вина.У Франції назва «шампанське», згідно із законодавством, мають право носити ігристі вина, виготовлені лише у провінції Шампань із місцевого винограду та лише пляшковим способом. Спочатку шампанське вино "vino secco" було солодким вином, приготованим з підсохлих при дозріванні ягід.

Шампанізація вина проводиться пляшковим та резервуарним способами. При першому способі витримують пляшки протягом 3 років. При цьому пляшки тримають горлом вниз, у зв'язку з чим осад утворюється на пробці, його видаляють разом із пробкою після заморожування. Пляшкове шампанське має на етикетці позначення «витримане».

При резервуарному способі шампанізація вина відбувається у великих ємностях, після чого його розливають у пляшки, де бродіння триває ще один-два роки. У такий спосіб роблять шампанське в Абрау-Дюрсо, на Ростовському, Московському та ін заводах.

Перегонкою виноградного вина отримують коньяки.Батьківщина коньяку - французький департамент Шаранта (центр - м Коньяк), тому справжнім коньяком слід називати лише той, що виготовлений в Шаранті. Це міцний спиртовий напій із коньячного спирту, що отримується з білих сухих виноградних вин шляхом перегонки. Коньячний спирт міцністю 65 – 70 % витримують у дубових бочках чи цистернах, завантажених дубовою клепкою. Залежно від витримки випускають коньяки прості (вік 3 - 5 років) і марочні. Роки витримки простих коньяків позначають зірочками.

Характеристика рас дріжджів, що використовуються у виноробстві.Головна роль при бродінні виноградного та плодово-ягідного сусла належить дріжджам. Під впливом дріжджів завжди наявних на поверхні стиглих ягід і плодів (епіфітна мікрофлора) бродіння соку може виникнути спонтанно (самовільно).

Виноградний сік є прекрасним живильним середовищем. Попадання в сусло диких дріжджів та дріжджоподібних організмів може змінити смак і викликати псування готового продукту. Для придушення небажаної мікрофлори та з метою отримання готового продукту у виноводстві використовують як основний збудник бродіння культурні дріжджі.

Винні дріжджі належать до сімейства Saccharomycetaceae,видам Saccharomyces viniі Saccharomyces oviformis. Будова клітини винних дріжджів не відрізняється від будови клітин інших цукроміцетів. Форма та розміри клітин у S. oviformisв. S. viniоднакові.

Дріжджі Saccharomyces viniзброджують глюкозу, фруктозу, маннозу, мальтозу, сахарозу, галактозу та третину рафінозу; не зброджують лактозу, пентозу, декстрин та інулін.

Saccharomyces oviformis –також добре розмножується у виноградному соку та дає близько 18 % спирту. На поверхні сухого виноградного вина вони утворюють плівку. Застосовуються у виноробстві для виробництва хересу. Дріжджі можуть зброджувати глюкозу, фруктозу, маннозу, сахарозу, мальтозу та третину

Спиртове бродіння— фундамент і початок усіх напоїв, що містять алкоголь, чи то вино, віскі чи пиво. Основа цього самого фундаменту - сировина, вода та дріжджі. У цій статті ми розповімо про різні види винних дріжджів, що використовуються в домашньому та промисловому виноробстві. Розглянемо, які бувають дріжджі - дружні, що допомагають розвивати багатство і різноманітність вин, і ворожі для винороба, що пригнічують і псують не тільки саме вино, але і цілі виноробні, що заражають, разом з обладнанням.

Спиртове бродіння (воно ж "ферментація") - біохімічний процес, що здійснюється дріжджами, ідеальним результатом якого є перетворення сахаридів (в основному, сахарози, глюкози та фруктози) в етиловий спирт (основний продукт), вуглекислий газ та безліч хімічних мікроелементів (потрібних і не необхідних, шкідливих та корисних побічних продуктів).

Дріжджі- мікроскопічні одноклітинні грибки. Сучасна мікробіологія поділяє їх на понад півтори тисячі видів і ще тисячі підвидів, а вже вони в свою чергу можуть відтворювати безліч варіацій - залежно від результатів контрольованих і не контрольованих мутацій і перероджень (ви напевно з цим стикалися самі, якщо використовували одні і ті ж дріжджі кілька разів, розмножуючи їх самостійно).

Людина ще з давніх-давен взяв на озброєння спиртове бродіння, але харчова промисловість і наука досі відкривають все нові і нові можливості та особливості використання дріжджів для виробництва етилового спирту. Безліч зусиль сконцентровано саме у розвитку ринку виноробства та мікробіології пов'язаної з ним, це ціла галузь – енологія. Енологія займається вивченням і виведенням бактерій, розробкою ферментів, дослідженням і відтворенням дріжджів, що володіють потрібними для виноробів якостями, що дозволяють виробляти безліч вин і винних напоїв, відкриваючи нові грані і смаки, а також зберігаючи старі і рідкісні, що стали історичним надбанням людства.

Основні види дріжджів (сахароміцетів - саме вони друзі всіх алковарів - виноробів, пивоварів та самогонників), що використовуються у виробництві алкогольних напоїв (у тому числі в домашніх умовах).

Таблиця для наочності. Тут представлені деякі раси дріжджів, варіації яких (різні штами одного і того ж виду), популярні у промисловому (а деякі і домашньому) виноробстві. Зверніть увагу, що вибір конкретної раси обумовлений зокрема умовами бродіння. Деякі рекомендовані виноробства раси винних дріжджів наведені в таблиці (деякі їх іноземні аналоги доступні до покупки в нашому магазині).

«Saccharomyces cerevisiae»(Сахароміцес церевізія) - найбільш поширений, різноманітний і "приручений" вид дріжджів на даний момент у світі. Саме різні раси цього типу цукроміцету є лідерами у сфері хлібопекарських, винних, пивних та спиртових дріжджів. Вони настільки різноманітні, а сфери їх застосування широкі, що заслуговують на окрему статтю. На жаль, не завжди в дикому виноробстві трапляються саме вони, а враховуючи що серед цукроміцетів церевізія існують сотні підвидів, що негативно (в тій чи іншій мірі) впливають на вино, то ймовірність "вдалого зараження" стає ще нижчою, але не відсутня;

«Saccharomyces vini»(Сахароміцес вини) – переважно вони мешкають на стиглих (а особливо на пошкоджених) ягодах винограду та в соках (незакритих від зовнішнього впливу). Нерідко їх можна виявити і в ґрунті, у травній системі комах (особливо дрозофіл, ос та бджіл), а також усередині виноробного виробництва (у тому числі й домашніх виноделен) – на стінах, посуді та обладнанні. Однак, у домашньому виноробстві вони використовуються дуже обмежено, можуть давати багато небажаних ефектів – наприклад, помутніння вина та утворення суспензії;

"Saccharomyces oviformis"(Сахароміцес овіформіс) - найчастіше використання цієї раси у виноробстві може приносити користь. Їх використовують для зброджування сусла з високим вмістом цукру, вони добре підходять для сухих вин. Сучасні представники цієї раси дріжджів мають популярність у виробництві шампанських вин.

Є й вітчизняні раси: Ленінградська, Київська. До недоліків використання цих штамів можуть належати - відновлення бродіння в готовому вині (найчастіше напівсолодкого, але не тільки), а також помутніння та утворення пізнього осаду. Найбільш продуктивно використовувати дані штами для виробництва Хереса – кріпленого вина. Заточені для цього представники (різновид під назвою “ Oviformis Cheresiensis”) – “Херес 96-К” та “Херес-20-С” – проте, вони дуже стрімко генерують плівку на міцному вині (16-17% об.).

"Saccharomyces bayanus (uvarum)"(Сахароміцес баянус уварум) - найчастіше їх можна зустріти у плодових винах та соках. Це дуже неквапливі дріжджі - розвиваються повільно, мутацію складно контролювати через складно-відмінні для сучасного рівня контролю мікробіологічні процеси в домашньому виноробстві. Вони не є дріжджами з високим ступенем атенюації (спиртоутворення), проте мають рідкісну особливість – підвищену стійкість та опір холоду. Що стосується продуктів бродіння - вони майже ідентичні тому, що набирає вищезгаданий штам дріжджів S. Vini. Особливості - багато (але не всі) раси цього різновиду здатні утворювати найгустіший (не піддається змушування) дріжджовий осад, піна майже повністю відсутня, дають підвищений вміст гліцерину. З найпопулярніших рас - "Новоцимлянська 3", поки вона майже недоступна для домашнього виноробства, але добре себе зарекомендувала для напівсолодких вин.

Але далеко не всі дріжджі однаково корисні. Далі розглянемо кілька небезпечних і підлих ворогів виноробів - дріжджів, які мають зовсім недружні властивості.

"Pichia"/"Hansenula"/"Candida" та інші плівчасті - серйозні вороги, шкідники та винуватці невдалих вин (особливо при використанні диких дріжджів). Головна їх особливість - утворення плівки на поверхні вина, особливо за аеробних умов ( гідрозатвор (водяний затвор) в допомогу). Клітини цих шкідливих дріжджів мають нестабільну форму - зустрічаються еліптичні, овальні, ковбасо-і булавовидні форми та непропорційно подовжені. Деякі з них (Pichia та Hansenula) утворюють суперечки, інші ж – розмножуються брунькуванням. Ці раси здатні з високою швидкістю зброджувати винне сусло, окислюючи його. Деякі з них не можуть набирати достатньо для сучасного вина спирту, наприклад, Hansenula - дає всього до 5% етанолу.

У правильно підготовленому суслі вони зазвичай не становлять небезпеки, т.к. містяться у невеликій кількості. Якщо ви дотримуєтеся технологічних умов підготовки та зберігання виноматеріалів (герметичність, стерильність матеріалу та навколишньої атмосфери), з яких буде зроблено вино - побоюватися нічого. Але при поганій підготовці (початківці/незнаючі винороби люблять не мити виноград (не знаючи його мікрофлору), використовувати не підготовлену воду та тару) - штам швидко починає розмножуватися на поверхні. Це призводить до створення вже на 2-3 добу (іноді пізніше) глянсової, а потім і складчастої (пухирчастої) плівки, яка може бути в широкому колірному діапазоні – від білого та каламутно-прозорого до сірого кольорів.

Якщо вино раптом заразилося, то плівка це не найгірше.Утворення плівки означає новий етап зброджування – зброджування з окисленням цукру. У процесі обов'язково утворюються не тільки етилові, а амілові та бутилові спирти, а також оцтові, олійні, янтарні кислоти та різноманітні ефірні сполуки цих кислот. Внаслідок чого сусло отримує характерний дуже неприємний запах. Особливо велика ймовірність, якщо ви використовуєте мезгу - тоді для рас типу Pichia/Hansenula наступають найбільш сприятливі умови (тому ми рекомендуємо для виробництва чачі використовувати не винні, а сильніші фруктово-спиртові дріжджі, які здатні нівелювати цей процес).

Деякі плівчасті дріжджі (часто зустрічаються в дикому бродінні - можуть бути навпаки, дуже стійкими до спирту (а ще й сульфіто-стійкими), що спочатку подобається деяким невдалим виноробам. Вони можуть комфортно себе почувати навіть при вмісті спирту в 14% об. і 400-500 мг/л SO2 З цієї ж причини, у столових винах (до яких є доступ кисню) вони будуть почуватися дуже комфортно, поступово утворюючи різні домішки, які призводять до псування вина (особливо домашнього та недопитого вина без консерванту), вони дуже стрімко відновлюють. сульфати та сульфіти, генеруючи при цьому великий вміст сірководню та різних сірчаних сполук, це є причиною неприємного тухлого запаху.

Цвель - одна з найчастіших хвороб вина, що дають неприємний зовнішній вигляд (опади, завись, острівці, помутніння) і неприємний запах, що часто з'являється завдяки наявності в суслі активних дріжджів вищезгаданих рас і порід. До того ж, вони є найлютішими ворогами виробництва сухих вин, шампанського та хересу – будьте обережні!

Розвиток та розмноження злоякісних дріжджів у вині можна запобігти обмеживши доступ кисню до нього (знову ж таки, гідрозатвор) та встановивши правильні умови для зберігання виноматеріалу – низькі температури, а самі ємності мають бути заповнені повністю – не залишаючи великої кількості вільного простору. Іноді може знадобитися своєчасна частка - не варто цим нехтувати.

«Zygosaccharomyces»- ще один представник шкідливої ​​(для винороба) мікрофлори. Ця раса дріжджів дуже осмофільна - вони чудово почуваються черезчайно солодкому суслі, розвиваються навіть при вмісті цукру в 60 і навіть 80 г на 100 мл. (вакуумне бродіння сусла, різні домашні заготовки – мед, джеми, варення). Вони викликають процес ферментації в таких екстремальних умовах (уявіть, який це неймовірний гідромодуль) і тим самим кардинально псують продукт. Що парадоксально, цей штам не дуже й спиртостійкий - утворюють в середньому не більше 10-11% спирту, при цьому блукають дуже довго, але за цей час встигають повністю зіпсувати придатний матеріал/продукт. Однак, сучасна наука знайшла і ним застосування, щоправда обмежене - "Раси Вієрул, Майкопська, Краснодарська 40" - можуть використовуватися для зниження кислотності в дуже кислому суслі, т.к. переробляють матеріал переважно шляхом бродіння, а чи не окислення (як інші шкідливі).

«Saccharomycodes»- чергові шкідники стародавнього та сучасного виноробства. Це складні дріжджі, які мають велику форму і нестійкий тип розмноження - можуть і ділитися і брунькуватися. Вони мають спиртостійкість до 12% (а за деякими повідомленнями і до 14%), а саме сусло збагачують оцтово-етиловим ефіром, що згубно позначається на виживання чистих культур дріжджів і можуть викликати різні побічні явища (наприклад, раптове відновлення бродіння).

«Saccharomycodes ludwigii»можуть викликати відновлення бродіння навіть високосульфітованого сусла (не всі консерванти є панацеєю). Також витримують дуже високий вміст SO2 у готовому вині та суслі.

«Hanseniaspora»(апікулятус) - надзвичайно поширені дріжджі, які можуть бути представлені як у вигляді спорогенів (Hanseniaspora apiculata) та аспорогенних грибів (Klocker apiculata). Якщо плід пошкоджений - дуже ймовірно, що вони вже там, не гидують соками і великими фруктами (та й дрібними теж просто трохи рідше). Цікавий факт: коли виноград дозріває, вони можуть досягати до 99% всіх дріжджів, які там знаходяться (ще один привід на користь чистоти – мийте виноград та весь виноматеріал!). Зброджуюча здатність низька - всього близько 4-7% про. спирту, проте дуже багато набирають леткі сполуки, оцтово-етиловий ефір, олійні, пропіонові та інші кислоти. Нерідко є причиною того, що сусло чи вино (особливо домашнє) недородило. Вони мають вибухове зростання і дуже швидко розмножуються в суслі, у кілька разів випереджаючи зростання інших дріжджів – особливо шляхетних. Надають вину гіркоти, маси сторонніх і при цьому сильних запахів, а також оцтові відтінки. Робили домашнє шампанське або херес і потрапили залишки, що "липнули"? Це теж їх рук справа. Допомогти може сульфітація (іноді підвищена) і тривале відстоювання.

«Torulopsis»- поширена шкідлива для виноробства раса, якщо йдеться про виноград. Вони активно виділяються в виноградному соку, що вже забродив, яке почалося з диких дріжджів (т.зв. благородної гнилі). Їх можна розділити на два основні види (T. bacillaris та T. Candida). В останні роки зустрічалася інформація про те, що вони утворюють суперечки, але зараз прийнято вважати, що вони розмножуються брунькуванням. Вони не часто з'являються у вині, зате часто гість у виноградному соку. Чи здатні зброджувати сусло до 12.5% ​​оборотів етилового спирту. У плані біохімії вони не такі шкідливі і згубні як інші дріжджі, що проявляють себе при дикому бродінні, вони утворюють набагато менше шкідливих хімічних елементів, але утворюють слиз. Погодьтеся, мало кому буде приємно пити вино, в якому місцями трапляються острівці, що нагадують кисіль або щось ще слизове. Вони теж є осмофілами (їм добре навіть якщо вміст цукру 60-80 г на 100 мл) і люблять високу температуру, а підвищення SO2 для них і зовсім не помітно.

«Rhodotorula»- це так звані "рожеві дріжджі", їх так називають через характерне забарвлення. Вони не зброджують цукри, а окислюють їх, створюючи при цьому щільну рожеву плівку. Сприяють окисленню соків, утворенню каламуті та випаданню в осад десертних та напівсолодких (ну і солодких) вин. Цікава особливість - можуть харчуватися парами спирту в повітрі, тому часто виявляються "спійманими на місці злочину" на стінках виноробний і навіть підвалів у вигляді рожевого слизу.

Замість висновку:

У виробничих умовах спонтанне бродіння може викликати небажані наслідки. Щоб цього уникнути і отримати вино гарної якості, бродіння проводять на чистих культурах спеціально відселекціонованих рас дріжджів, вводячи їх у сусло для спрямованого перебігу процесу. У сучасному виноробстві все ж таки досить часто можна натрапити на нейтральні і придатні для виноробства дріжджі, вони можуть не бути істинними (ідеальними, як чисті культури дріжджів), але й не зіпсують вино. З цієї причини не можна однозначно вважати, що спонтанне бродіння обов'язково призведе до псування вина, проте ця можливість існує завжди і часом ця ймовірність може зростати категорично. Наприклад, якщо на одному кисті винограду виявляються шкідливі кілер-дріжджі, при бродінні вони здатні з величезною швидкістю знищувати чутливих (1 клітина кілера може занапастити в середньому 20 клітин шляхетних). До того ж, існує зловірно нейтральні (що не беруть участь у внутрішньовидовій боротьбі) раси, які можуть наситити вино зайвими хімічними сполуками, які зазвичай погано пахнуть.

Використання диких дріжджів часто загрожує недобродом - раптово сусло перестає "вирувати" або починається "інше бродіння" (плівчасте). Тому, якщо ви категорично використовуєте дикі дріжджі – додавайте Диоксид сірки , благородні штами зазвичай стійкі до сульфітації, а шкідливі дріжджі - зазвичай немає (але, на жаль, не все)

Смачних усім вин!

Згадані товари в нашому.

1. елеві, тобто верхового, теплого бродіння;

2. табірні, тобто низового, холодного бродіння.

Такі назви закріпилися за пивними дріжджами через те, що в процесі зброджування дріжджі поводяться по-різному і, відповідно, поділяються на пилоподібні та пластівці. Частинки пилоподібних дріжджів завжди ізольовані один від одного, у зв'язку з чим після закінчення процесу бродіння вони залишаються на поверхні бродильного судини. Частинки дріжджів другого типу мають пластівцевий вигляд. Оболонки їх клітин у процесі зброджування склеюються один з одним, осідаючи при цьому на дно судини, в якій відбувається бродіння.

Обидва види дріжджів складаються з одноклітинних мікроскопічних грибків. Перший містить грибки, названі вченими Saccharomycetaceae cerevisiae, і використовується при виготовленні берлінського світлого пива та багатьох сортів темного пива, зокрема портера. Оскільки темні сорти пива найбільш характерні для Великобританії, то дріжджі назвали елевими, використовуючи назву пива країни. Цей тип дріжджів у процесі бродіння при температурі близько 14-25 градусів спочатку утворює на поверхні білу ніжну піну, яка протягом деякого часу темніє, стає щільнішою і утворює завитки коричневого кольору. Потім піна жовтіє, а кучері розпадаються. Деяка кількість клітин дріжджів випадає в осад, а ті, що залишилися на поверхні, видаляються разом із піною. Другий тип дріжджів містить грибки під назвою Saccharomycetaceae carlsbergensis і найефективніше працює при температурі близько 6-10 градусів і нижче. Цей вид дріжджів зброджує повільніше елевих, але їх легко можна видалити, оскільки вони випадають у процесі бродіння в осад, чому й отримали назву низових або табірних за назвою пива, для виготовлення якого їх і використовують. Статистика продажів свідчить, що пиво, зварене за участю дріжджів низового бродіння, займає приблизно 90% світового ринку.

Бродильна активність дріжджів характеризується ступенем зброджування сусла, яка обчислюється за допомогою визначення цифрового значення відношення кількості екстракту збродженого до кількості сухих речовин, присутніх в початковому суслі. Професіонали класифікують дріжджі за рівнем зброджування наступним чином:

Високозброджуючі зі ступенем зброджування в межах від 90 до 100%;

Середньозброджуючі – від 80 до 90%;

Низькозброджуючі – менше 80%.

Отримані з однієї клітини різні типи дріжджів називають штамами чи расами. На практиці використовується безліч рас, кожній з яких присвоєно власну назву або позначення. Так, до високозброджуючих рас ставляться дріжджі наступних модифікацій:

Раса 11, дуже невибаглива до якості сировини, що використовується для приготування пива, що добре осідає і дозволяє пиву набути повного смаку. Це єдиний штам, який відразу ж приймається за розкладання мальтози, тоді як інші штами спочатку розкладають глюкозу;

Раси 34 і 308 відомі високою бродильною активністю, але надзвичайно вибагливі щодо сировини, що використовується для приготування пива;

Раса F (чеська) характеризується здатністю добре освітлювати пиво, надавати йому приємного смаку і має стійкість до інфекцій та автолізу;

Раса 8аМ відрізняється високою бродильною активністю, підвищеним коефіцієнтом розмноження і гарною осідністю;

Раса Ф-2 може зброджувати низькомолекулярні декстрини та мальтотетрозу, тим самим глибоко викидаючи сусло;

Також у цьому ряду слід назвати раси 4, 70, 129.

До середньозброджуючих рас відносять такі штами дріжджів:

Раса А (ризька) відмінно освітлює пиво та стійка до інфекцій;

Раси 41, Р (чеська) та S (львівська) добре осідають і надають пиву м'якого смаку;

Раса 44 найчастіше застосовується при використанні твердої води;

Раса 776 застосовується у разі використання нескладених матеріалів;

Раса 131-К не може зброджувати лактозу, сахарозу і рафіноз, у зв'язку з чим використовується тільки при отриманні темних сортів пива, що володіють солодким смаком.

Деякі сорти пива виготовляються із застосуванням суміші різних штамів дріжджів. Кожен окремий штам зберігається у стерильній пробірці з деякою кількістю охмеленого сусло-агару, тобто розчину, створеного з літра пивного сусла та 18-20 г агару, при температурі +4 градуси. Практикою встановлено, що зброджування 100 літрів сусла потрібно близько півлітра дріжджів низового бродіння. Зате при використанні дріжджів верхового бродіння їх потрібно вдвічі менше за ту ж кількість сусла.

Хімічний склад різних штамів також дуже різноманітний і характеризується вмістом калію (на 100 г сухої речовини близько 2400 мг), фосфору та кальцію (близько 200 мг), а також щодо невеликої кількості магнію, марганцю та цинку. Вміст рідини у складі дріжджів дорівнює приблизно 75% загальної ваги. Мікроорганізми, що входять до складу дріжджів, вчені відносять до анаеробів, тобто життєдіяльним при дуже малих кількостях кисню в їхньому середовищі. При розміщенні в кисневмісне середовище починається їх активне розмноження. Якщо їх поміщають у середу з низьким вмістом кисню, то мікроорганізми сприяють бродінню, у результаті виділяється спирт. Це властивість дріжджів і є основою процесу варіння пива. Таким чином, розуміючи роль дріжджів та враховуючи особливості використання різних штамів, можна варити пиво різного ґатунку, кольору та, найголовніше, смаку.

При виготовленні будь-якого сучасного вина обов'язково використовуються дріжджі винні. Вони у процесі свого розвитку проходять такі стадії:

1. Лаг-стадія. Вона починається з того моменту, коли дріжджові крупинки потрапляють у сусло – у живильне середовище. Клітини починають пристосовуватися до субстрату. Вони збільшуються у розмірах, але при цьому процесу розмноження ще немає;
2. Другу стадію називають логарифмічною. Під час неї збільшується населення клітин, і біомаса стає більше. Клітини стійко виносять усі негативні чинники довкілля. Починається бродіння спирту;
3. Третю стадію називають стаціонарною. Дріжджові клітини перестають рости, а спиртове бродіння відбувається з інтенсивною силою;
4. Четверта стадія полягає у згасанні зростання клітин дріжджової маси. Маса починає зменшуватися у розмірах завдяки інтенсивному автолізу та використанню дріжджами резервних речовин.

Пройшовши всі чотири стадії, дріжджова маса зробить будь-яке вино смачним та ароматним.

Все про винних дріжджів

У природі дріжджі утворюються на поверхні ягід, наприклад, винограду. Їх можна легко помітити, тому що вони мають світлий наліт на шкірці ягідок. Наліт утворюється через роботу дріжджового грибка.

Пекарські, спиртові, пивні та винні дріжджові крупинки відносять до виробничих дріжджів. Враховуючи місце походження, сорт винограду та місцезнаходження виноградних плантацій кожному виду дріжджів надається своє ім'я. Дріжджові раси можна розділити на групи. Внаслідок цього раси винних дріжджів бувають:

1. Високові бражають;
2. Термостійкими чи холодостійкими;
3. Спиртостійкими;
4. Хересними.

Спиртостійкі раси дріжджів застосовуються для виготовлення шампанського, а хересні для надання винам неповторного аромату та смаку.

Вино зазвичай роблять із соку винограду або інших видів плодів та ягід.

Якщо відбувається кустарне виноробство, сусло (віджатий сік) починає бродити без допомоги дріжджів, тому що починають інтенсивно розмножуватися дріжджові грибки, які є на поверхні самих ягід. Одночасно з ними набирають сили молочнокислі, оцтовокислі бактерії, дріжджоподібні гриби, які можуть призвести до псування продукту, ну або отримання винного оцту замість вина.

З цієї причини вчасно промислового виробництва вина, щоб уникнути псування виноматеріалів у виноградний сік, додається активована суміш винних дріжджів.

Тип вина залежить від цього, як відбувається бродіння. Завдяки винним дріжджам починає бродити цукор, що входить до складу винограду. Бродіння триває до того часу, поки весь цукор не перетворюється.

При нестачі кисню завдяки впливу дріжджів виходить спирт. Якщо кисень постійно надходить, повністю окислюється цукор і виходить вода з вуглекислим газом.

При первинних етапах розвитку дріжджів, бродіння відбувається інтенсивно, тому вуглекислий газ, який виділяється, не дає проникати атмосферному кисню до поверхні сусла. Коли бродіння закінчиться, бочку з вином важливо добре запечатати. Якщо цього не зробити, оцтовокислі бактерії перетворять спирт на оцтову кислоту. Замість вина ви станете володарем винного чи яблучного оцту.

У промисловому виробництві вин використовується виноградний сік із вмістом 25 відсотків цукру.

Щоб отримати білі вина, виноград очищається від шкірки та кісточок. Для червоних вин, шкірку та кісточки не видаляють. Дріжджі для вина разом із цукром при бродінні сік переробляють на спирт. Дріжджові речовини надають вину ароматності та приємного смаку. Після бродіння надання напою запаху велику роль грають молочнокислі бактерії.

Різні різновиди вин мають особливості виробництва. Наприклад, щоб отримати шампанське, вибро, що перебродило, потрібно збродити повторно. Бродіння напою повинне закінчитися в закритій ємності, оскільки має накопичитися всередині вуглекислота.

Щоб отримати міцне вино (херес), потрібно скористатися спеціальними дріжджами, які стійкі до високої концентрації спирту у виноматеріалі.

Різновиди вин

Вина бувають сухими, солодкими та кріпленими. Щоб отримати сухе вино, важливо бродіння зупинити відразу після закінчення запасу цукру у видавленому виноградному соку.

Солодкі вина одержують шляхом часткового збродження цукру, коли досягається токсичний рівень спирту для винних дріжджів.

Кріплені вина додатково заливаються спиртом.

З вищеописаного можна дійти невтішного висновку, що вид вина безпосередньо залежить від цього, яким способом його виробляють, і навіть який вид винних дріжджів використовується для бродіння соку.

Які бувають дріжджі

Існує багато різних видів винних дріжджів. Наприклад, дріжджі для вина Lalvin KV-1118, Lalvin EC-1118 та інші. Давайте докладніше розглянемо інструкцію із застосування кожного виду дріжджів.

Перший вигляд

Дріжджі винні Lalvin KV-1118 є чистим високоактивним дріжджовим концентратом, який застосовується для виготовлення легких білих вин, червоних вин і шампанського. Також за допомогою таких дріжджів можна відновити бродіння.

Дріжджову масу прийнято застосовувати при низькій концентрації, низьких температурах, низькому вмісту жирних кислот. Вони чудово справляються зі своєю місією у температурному режимі 10 – 35 градусів. Якщо виноматеріал додати підживлення при температурі нижче 16 градусів, почнуть виробляти складні ефіри, які додадуть напою насичений аромат. Завдяки вираженому кілер-ефекту дріжджові крупинки добре пригнічують «дику» мікрофлору.

Інструкція із застосування такого продукту каже наступне:

1. Застосовуються дріжджі зі штампом KV для вираження виноградного аромату в білих, рожевих та насичено червоних винах;
2. Враховуючи тип і чистоту сировини, умови та тривалість ферментації визначається необхідне дозування. Зазвичай він становить від 1 до 4 г/дал;
3. До їхнього складу не входять жодні добавки. Вони мають вологість 6 відсотків;
4. Винні дріжджі (5 г) розводять у воді (50 мл) 34 - 39 градусів. Щоб вони запрацювали потрібним чином, важливо, щоб вода була температури не більше 40 градусів. Потім суміш потрібно добре перемішати, щоб розбити грудочки і витримати трохи більше двадцяти хвилин. Згодом знову перемішайте, і повільним струмком введіть в сусло. Повільне введення допомагає дріжджам поступово акліматизуватись і не загинути при поєднанні з прохолодним суслом;
5. Зберігати дріжджі для вина можна у темному сухому місці до кількох років. Температура зберігання має бути від п'яти до п'ятнадцяти градусів. Якщо ви відкрили упаковку, термін придатності у неї не більше півроку.

Другий вигляд

Вінна дріжджова маса Lalvin EC надає червоним та білим винам освіжаючий смак та чистоту. Вони добре блукають навіть за найнижчих температур, утворюючи осад в одному місці. Завдяки такому виду сировини можна повторно запустити бродіння. Його рекомендується використовувати для , а також з калини, глоду та вишні. Продукт з позначкою EC має низьке піноутворення, добре освітлює вино і компактно збирає осад. Інструкція із застосування дріжджів зі штампом EC говорить наступне:

1. 300 грамів вмісту пакетика потрібно висипати в п'ять літрів сорокаградусної води. Ретельно розмішайте до однорідності;
2. Коли температура суміші стане 35 градусів, акуратно висипте 250 г дріжджів на поверхню. Дайте постояти 20 хвилин і добре перемішайте. Потім отриману масу вилийте в сусло, таким чином, щоб перепад температур був не вище десяти градусів;
3. Зберігати їх можна в закритій упаковці за температури не більше восьми градусів тепла.

Приготувати виноградне вино не дуже важко. Важливо лише придбати правильні дріжджі та уважно вивчити, що каже інструкція. На ній зазвичай все докладно написано.

Тепер ви знаєте, що є дріжджі для вина. Яких бувають видів. Як можна отримати різні види вин, використовуючи різні види приготування. Любителі винороби завжди пишаються своїми творіннями, особливо якщо вони подобаються оточуючим людям.