4.2. Применение чистой культуры дрожжей

В спонтанном брожении принимают участие не только культурные, но и дикие дрожжи, которые отличаются не только морфологическими свойствами и формой клеток, но и биохимическими свойствами, то есть способностью вырабатывать те или иные продукты жизнедеятельности, которые влияют на качество виноматериалов.

Проблема ненадежности спонтанного брожения заключается в том, что не известно какие дрожжи и с какими свойствами преобладают в среде. В настоящее время для предотвращения спонтанного брожения используется ряд приемов:

1. Введение диоксида серы.

2. Брожение «сверх 4 – х». Смысл этого приема заключается в

следующем: свежее осветленное сусло смешивают с бродящим суслом из расчета получения смеси крепостью 4% об.

3. Применение для сбраживания сусла чистой культуры

дрожжей.

Прием брожения «сверх 4 – х» и предварительная сульфитация сусла

перед брожением не дают полной уверенности в том, что после завершения брожения полученное вино будет требуемого качества. Это объясняется тем, что нет уверенности в том, что данная партия сусла содержит доброкачественные дрожжи. Поэтому самым надежным приемом, позволяющим исключить неудачи при брожении, особенно при производстве сухих натуральных вин является применение для брожения чистой культуры дрожжей.

Понятие «чистая культура дрожжей» означает, что дрожжи

выведены из одной клетки с известными свойствами и специально подобраны путем селекции для определенных типов вин. Чистую культуру дрожжей (ЧКД) выделяют из осадков сброженого сусла при условии высокого качества полученных виноматериалов сахара .

В настоящее время путем селекции выделен ряд

высокоэффективных винных дрожжей, хорошо адаптированных к различным условиям среды.

4.3. Факторы, влияющие на ход брожения

Брожение – сложный биохимический процесс, в результате которого образуется вино как напиток и формируются его основные достоинства.

В настоящее время под спиртовым брожением понимают процесс разложения сахара дрожжами при помощи сложного комплекса ферментов на спирт и углекислый газ и вторичные продукты брожения с выделением тепла. Общая схема брожения процесса следующая:

С₆ Н₁₂ О₆ ® 2С₂ Н₅ОН + 2СО₂ + Q

Из 1 г сахара можно получить 0,63 см³ или 0,51 г спирта, 0,49 г или 247 см³ СО₂ . В результате выделения тепла температура бродящего сусла увеличится и при сбраживании в крупных резервуарах с плохой теплопередачей температура бродящего сусла может увеличиться на 10°С. Практически выход спирта меньше, так как около 5% сахара уходит на образование вторичных продуктов брожения (органические кислоты, глицерин, сложные эфиры, альдегиды и др.) и около 1% на питание и размножение дрожжей.

В настоящее время наука дает четкое представление о химизме спиртового брожения, в разработке которого принимали участие русские ученые Иванов, Лебедев, Паладин и др.

Решающее значение в процессе брожения играют ферменты дрожжевых клеток. Их активность проявляется внутри и вне клеток, то есть весь ферментный комплекс дрожжей можно подразделить на 2 группы.

1 группа - внеклеточные ферменты, которые выделяются в среду из клетки и действуют независимо от клетки. Это так называемые экзоферменты, главным из которых является фермент, расщепляющий сахарозу на глюкозу и фруктозу.

2. группа – внутриклеточные ферменты или

эндоферменты. Основной процесс расщепления сахара происходит внутри клетки под действием этих ферментов.

Сахара сусла под действием осмотического давления диффундируют в клетку через цитоплазмотическую оболочку дрожжевой клетки. Внутри клетки сахар расщепляется и образовавшиеся продукты диффундируют через оболочку в среду.

Скорость проникновения сахаров и их сбраживание зависит от проницаемости оболочки клетки, которая определяется рядом факторов и в первую очередь от температуры. В пределах от 15 – 27°С скорость брожения прямо пропорциональна температуре.

Наряду с температурой на ход брожения влияет состав среды, и в первую очередь, наличие спирта. Повышение концентрации спирта снижает скорость брожения за счет снижения активности ферментов дрожжевых клеток под денйствием спирта. По мере накопления спирта процесс замедляется и брожение останавливается. Предел концентрации спирта зависит от расы дрожжей. Некоторые из них могут накапливать спирта до 16-18% об.

Скорость диффузии сахаров в дрожжевую клетку, а также продуктов брожения из дрожжевой клетки в среду как веществ, хорошо растворимых в воде, в пределах концентрации сахаров от 0 до 18% практически пропорциональна градиенту концентрации. Градиент концентрации сахаров в среде и клетке постоянно поддерживается довольно высоким благодаря сорбции сахаров на поверхности дрожжевой клетки, примерно до содержания сахаров в сусле 2- 3%.

Углекислый газ влияет на ход брожения незначительно, он плохо растворяется в воде и практически сразу выделяется из среды в атмосферу. Но небольшое количество СО₂ может адсорбироваться на поверхности дрожжевой клетки, образуя газовый пузырек, который препятствует проникновению в клетку питательных веществ, за счет чего скорость брожения также снижается. В целом ход спиртового брожения определяется рядом факторов:

- физическими – температура, давление, динамический режим, содержание СО₂;

- химическими – состав среды;

- биологическими, которые определяются расой дрожжей, их свойствами, концентрацией и составом дрожжевых клеток.