Алкогольное брожение, как основной технологический процесс винодельческого производства. Продукты, образующиеся при брожении. Брожение сусла и брожение на мезге. Используемое оборудование.

Из биологических процессов протекающих в сусле и винах при участии микроорганизмов главным является спиртовое брожение.

Спиртовое брожение — сложный биохимический процесс раз­ложения глюкозы и фруктозы, который проходит при катали­тическом действии ферментов дрожжевых клеток. Этот процесс сопровождается выделением теплоты и характеризуется сле­дующим количественным соотношением основных продуктов:

С₆Н₁₂О₆=2С₂Н₅OН+2СO₂+586,6Дж
1 г 0,6 мл 247 см³

(0,51 г) (0,49 г)

 

Практический выход спирта 0,59 мл из-за образования побочных продуктов.

Продукты брожения

· Глицерин.

Не обладает запахом, имеет сладкий вкус. Пороговая концентрация глицерина по вкусу = 4г/дм3. глицерин влияет на вкус вина, придавая ему ощущение сладости и мягкости.

· 2,3бутиленгликоль.

Содержание в винограде невелико, больше найдено в ягодах, пораженных Ботритис цинереа. Придает сладость вкусу.

· Янтарная кислота.

В винограде содержится в небольших количествах. Растворы янтярной кислоты имеют горько-солоноватый привкус. с наличием янтарной кислоты, а также её солей связано появление во вкусе хересов солоноватости с горчинкой.

· Лимонная кислота.

Лимонная кислота, будучи малоустойчивой в вине, может быть источником летучих кислот, которые являются показателем наличия пороков у вина.

· Изоамиловый спирт.

Этот спирт имеет неприятный сивушный оттенок во вкусе, остающийся при любом его разведении.

· Изопропиловый спирт.

Имеет при большом разведении приятный маслянисто-цветочный запах.

· Эфиры.

Уксусно-этиловый эфир неблагоприятно действуют на органолептические показатели.

Этилацетат в больших количествах нежелателен, так как появляется тон «прокисшего вина».

Компоненты энантового эфира способны придавать специфические оттенки аромату и вкусу шампанского, коньяка.

Брожение сусла периодическим методом. Оно осуществляется в бочках и крупных емкостях. Для сбраживания сусла их заполняют осветленным суслом на ²/₃ или ³/₄ вместимости, вносят разводку ЧКД и закрывают шпунтовые отверстия бродильными шпунтами. Бродильные шпунты обеспечивают свободный выход СО₂ и препятствуют поступлению кислорода воздуха в бочку.

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

По окончании брожения бродильные шпунты снимают, бочки доливают под шпунт. Обычно для дображивания сусло из бочек перекачивают в крупные емкости. Брожение в бочках проходит при оптимальной температуре, и качество приготовляемых виноматериалов получается высоким. Виноматериалы характеризуются ярко выраженным ароматом сорта винограда, высоким содержанием ароматических продуктов брожения (сложных эфиров, высших одноатомных и ароматических спиртов) и повышенным экстрактом. К недостаткам брожения сусла в бочках относятся высокие трудоемкость и стоимость.

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

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

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

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

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

При применении сверхкрупных резервуаров вместимостью 15-50 тыс. дал для брожения сусла охлаждение через охладительные рубашки неэффективно, поэтому используют выносные теплообменники.

Осветленное сусло перекачивают в бродильный резервуар с коэффициентом заполнения 0,75 и добавляют разводку ЧКД в количестве 2-4 % к объему сусла. Температуру бродящего сусла поддерживают на заданном уровне циркуляцией бродящего сусла через теплообменник

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

Брожение на мезге проводят в производстве красных вин, а также некоторых белых креплёных вин, отличающихся большой экстрактивностью. При брожении на мезге преследуется цель не только сбраживания сахара, но и экстрагирования фенольных, азотистых и других веществ из кожицы и семян. Брожение на мезге проводят при t= 28-30°C. Для гибридов американских и европейских сортов – 35-38°С для уменьшения содержания ароматических веществ.

Брожение в резервуарах проводят по стационарному способу. Для этой цели применяют дубовые чаны, крупные ж/б или металлические резервуары, которые заполняют на 80% свежей мезгой, подаваемой мезгонасосом непосредственно с дробилки-гребнеотделителя. Перед введением – 80-180 мг/л SO2. Затем вносят разводку чистой культуры дрожжей (2-4% от V мезги).

 

Для брожения на мезге применяют открытые или закрытые резервуары и проводят в них брожение с плавающей или погруженной шапкой. Под шапкой понимают более или менее уплотненную массу твердых частиц мезги, всплывающую на поверхность бродящего сусла. Открытые резервуары не имеют крышки, поэтому частицы, всплывающие на поверхность, соприкасаются с воздухом и диоксид углерода свободно выделяется в атмосферу.

1. При брожении в открытых резервуарах с плавающей шапкой её перемешивают не менее 3-4 раз в сутки и всплывающие на поверхность частицы погружают в бродящее сусло. В небольших чанах шапку перемешивают ручными мешалками, в крупных – механическими или перекачиванием бродящего сусла насосом из нижней части резервуара в верхнюю – на шапку. «-»: болшая трудоёмкость многократно проводимых погружений шапки, а также невозможность использования открытых резервуаров после брожения для хранения вина. Однако оно обеспечивает высокое качество столовых красных вин: хорошо развитый букет и гармоничный вкус. Применяют при производстве некоторых марочных красных столовых вин.

2. При брожении в открытых резервуарах с погруженной шапкой твердые частицы мезги не всплывают на поверхность, а удерживаются в сусле решетчатой или перфорированной перегородкой, располагаемой на ¼ от верха резервуара. Преимущество – уменьшение опасности уксусного скисания и снижение затрат труда и энергии на её погружение и перемешивание. Недостатки: меньшее, чем в сл.1 извлечение красящих веществ и сильное уплотнение твердых частиц мезги под перегородкой, в связи с чем возникает необходимость перекачки сусла насосом 1-2 раза в сутки.

Закрытые бродильные резервуары имеют крышки, снабженные бродильными затворами (для выхода CО2). Особенность – отсутствие доступа кислорода воздуха. Плавающая шапка в закрытом резервуаре находится всё время в атмосфере СО2, поэтому отпадает необходимость в погружении и перемешивании. Для брожения с погруженной шапкой применяют также решетчатые или перфорированные перегородки, как в открытых резервуарах. Загрузку мезгой проводят через люки при разобранной перегородке, затем перегородку устанавливают в рабочее положение, закрывают бродильный затвор.

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

При массовом производстве красных вин проводят брожение в специальных аппаратах периодического или непрерывного действия. Аппараты периодического действия (УКС-3М) обеспечивают автоматическое перемешивание мезги образующимся при брожении диоксидом углерода, удобство принудительного охлаждения сусла во время брожения, хорошее экстрагирование красящих и дубильных веществ из твердых частей мезги, исключение уксусного скисания, возможность применения больших емкостей без риска чрезмерного повышения температуры.