Біотехнологія і бродильні виробництва
1. Загальні принципи виробництва алкогольних напоїв
Отримання напоїв шляхом спиртового бродіння - є одним з найдавніших бродильних виробництв. Першими з таких напоїв були, мабуть, вино і пиво. До появи робіт Пастера в кінці XIX ст. про суть протікають при бродінні процесів та їх механізми було відомо дуже мало. Пастер показав, що бродіння без доступу повітря здійснюється живими клітинами дріжджів, при цьому цукор перетворюється на спирт і вуглекислий газ. Тоді ж було показано, що бродіння здійснюється під дією якихось речовин, що знаходяться всередині дріжджових клітин. Одне з головних нововведень у галузі мікробіології бродіння було запропоновано Хансеном, що працював у дослідницькому центрі Карлсберг в Копенгагені з дріжджами дикого типу. При виробництві пива ці дріжджі доставляли масу незручностей. Хансен виділив чисті культури дріжджів і використовував їх у пивоварінні, тим самим він став піонером застосування таких культур при виробництві піва.Алкогольние напої отримують шляхом зброджування сахарсодержашего сировини, в результаті якого утворюються спирт і вуглекислий газ Зброджування здійснюється дріжджами роду SaccНawmyces. В одних випадках використовується природний цукор (наприклад, що міститься у винограді, з якого роблять вино), в інших цукру отримують із крохмалю (наприклад, при переробці зернових культур в пивоварінні). Наявність вільних Сахаров обов'язково для спиртового бродіння за участю SaccНawmyces, так як ці види дріжджів не можуть гідролізіровагь полісахариди. Освіта етилового спирту із глюкози відбувається за схемою Ембдена-Мейергофа-Парнаса, представленої на рис. 22
У виробництві спиртних напоїв застосовують штами дріжджів SaccНaromyces cerevisiae або SaccНaromyces carlsbergensis. Різниця між ними полягає в тому, що 5. carlsbergensis можуть повністю зброджувати раффинозу, a S. cerevisiae до цього не здатні.
2. Пиво
Класифікація сортів і типів пива
Будь-яке пиво можна віднести до лагерy або еля. Лагер є більш популярним напоєм, ніж ель і складає близько 90% всього споживаного пива. Лагер - м'якший, сухий і слабкий напій. Відмінності між лагером і елем обумовлюються дріжджами, використовуваними при бродінні і температурою бродіння. дріжджі верхового бродіння SaccНaromyces cerevisiae використовуються при виробництві елів; а низового бродіння - Saccaromyces carlsbergensis - табори. Елі зброджуються швидко і при відносно високих температурах, а лагер зброджується більш поволі і при низьких температурах.
"ALE - ЕЛЬ"
ALE готується настоюванням і верхньої ферментацією дріжджів при кімнатній температурі. До ALE відносяться велика кількість стилів пива таких як BITTER, РORTER, STOUT, BARLEY WINE, TRAРРIST, LAMBIC і ALT
"BITTER - ГІРКЕ" До цієї групи належать декілька сортів з кольором від світло-жовтого до світло-коричневого. Всі вони сухі, з помітною гірчинкою (післясмак) і популярні як пляшкові сорту. Для приготування використовується самий світлий і очищений ячмінь, що дає світлий солод, і відносно велика кількість хмелю, що надає напою специфічний хмільний смак. Світлий Ель (LigНt Ale) - м'який, сухий, абсолютно прозорий з щільною піною. Найбільш світлий з групи BITTER. Щільність близько 1030. Блідий Ель (Рale Ale) - Трохи більше "повне" і міцне пиво з щільністю між 1040 і 1045. Трохи більше хмільне і має більш глибокий жовтий колір - від солом'яного до бурштинового. Індійський Блідий Ель як різновид Блідого Еля готується в 19-му столітті для Британських військ в Індії. М'який Ель (Mild Ale) - в цілому менш міцний (3 - 3.5% алкоголю), ніж попередні, може бути майже темно-коричневого кольору. Щільність близько 1030.
"BARLEY WINE - ячмінне вино"
Зовсім незвичайний сорт пива з дуже високим содержініем алкоголю і високою щільністю - 1080. Має темний гранатовий колір і винний смак.
"РORTER - ПОРТЕР" У лондонських "будинках елю" (Ale-Нouse) на початку 18 століття було прийнято замовляти пінту "TНree tНreads", що означало суміш трьох сортів - Еля, пива та twoрenny (міцне пиво, що коштувало два пенси за кварту) . Приблизно в 1720 році у пивовара Харвуда (Нarwood) з'явилася ідея приготувати пиво, об'єднує смак всіх трьох сортів. Він назвав це пиво "Entire". На протязі декількох років пиво набуло назву Рorter (скорочене від Рorter's Ale - ель носильників), так як користувалося популярністю у лондонських носіїв (рorter). Портер представляє з себе темне міцне пиво з щільністю близько 1040 і сильним хмільним смаком.
"STOUT - МІЦНИЙ ПОРТЕР" Група самих темних сортів пива, готується з суміші звичайного й обсмаженого солоду і має сильний хмільний смак. Stout - переважно Англійська напій і в основному більше ні де не готується. З групи Stout найтемнішим сортом є Extra Stout, до якого, до речі, відноситься і Guinness.
"LAMBIC" Один з видів Еля, що готується в деяких областях Бельгії. Розчин солоду виставляється на відкрите повітря і процес бродіння відбувається за допомогою "диких" дріжджів, що знаходяться в повітрі. Для поліпшення смаку пиво зазвичай ароматизується фруктами.
"LAGER - Легкий" Хоч і вважається, що Lager просте легке пиво, воно корінним чином відрізняється від Елів і є продуктом зовсім іншої системи пивоваріння. На відміну від Елів LAGER готується виварювання та нижньої ферментацією з повільною вторинної ферментацією при низькій температурі протягом декількох місяців. Іншими словами це пиво використовує скоріше технологію виробництва вина, ніж пива. В основному LAGER - світло-жовте, хоча і зустрічається темні сорти. Пиво готується з невеликим додаванням хмелю і тому має м'який, легкий смак. До LAGER відносяться такі стилі як BOCKS, DOРРELBOCKS, а також велика кількість РILSNER. Деякі російські пивоварні фірми переводять lager як "табірне пиво". Такий переклад не вірний. "РILSNER - Плзеньський" Вперше пиво було приготовлено в місті Пльзень у Чехії і було першим прозорим пивом. Щільність практично всіх Рilsner - сортів становить 1040-1050. Більшість сортів пива, які виробляються в Америці ставляться до стилю Рilsner.
"BOCK - міцне темне пиво" Один із стилів LAGER. Традиційно готується в Німеччині наприкінці збирання врожаю, коли і ячмінь і хміль мають "повну силу". Пиво відстоюється протягом всієї зими і є основним напоєм на святі весни. BOCK буває як світлим (Нelles, щільність 1060-1070) і темним (dunkles, щільність 1070-1075). А найбільш міцне пиво називають "подвійним" (Doррelbock, щільність більше 1080).
Основна відмінність Ale і Lager - температура і час ферментації. Загалом ALE готується швидкої ферментацією при більш високій температурі і може вживається після закінчення ферментації. Як результат такої технології - Ель містить велику кількість продуктів життєдіяльності дріжджів, а додавання великої кількість хмелю дає сильний хмільний присмак. Найкраща температура при подачі Еля на стіл 10-15 градусів. Дріжджі, що застосовуються для приготування LAGER при тривалому витримуванні при низькій температурі (вторинна ферментація) повністю переробляють продукти первинної ферментації. У результаті LAGER - дуже чисте, іскристе пиво з м'яким смаком. До столу подають LAGER охолоджене до більш низької температури (5-10 градусів), ніж Ель. Не буває правил без винятків. Деяка кількість сортів пива не можна віднести ні до LAGER ні до ALE.
"CALIFORNIA COMMON - ЗВИЧАЙНЕ Каліфорнійський" Ці сорти готуються за допомогою LAGER дріжджів, але при високій температурі, що надає пиву смак, зазвичай асоціюється зі смаком Еля.
"ALT" Це Ель, але готується із застосуванням вторинної ферментації при низькій температурі, що дає тільки легкий присмак справжнього Еля.
"CREAM ALE" Загальна назва для пива, що готується з LAGER дріжджів за технологією Еля і наооборот. Так само називають пиво, що отримується змішуванням звичайного Еля і звичайного LAGER після закінчення ферментації.
"ICE - Крижані" Основа технології приготування - зниження температури до початку утворення кристалів льоду - по суті заморожування пива. Після чого лід фільтрується. У зв'язку з тим, що температура замерзання біля води, вище ніж у спирту, що вийшло пиво має велику фортецю і своєрідний смак (при заморожуванні і фільтрації повністю видаляються дріжджі і частина білка). Процес заморожування не новий у приготуванні пива. Вперше крижане пиво виходило в Німеччині при приготуванні BOCK - у разі холодної весни частина пива замерзала. Але не виливати ж! Таке пиво отримало назву EISBOCK. Основне джерело відмінності в смаку між сучасними "крижаними" сортами і справжнім EISBOCK - вихідні матеріали для заморожування.
"Фільтроване пиво" Після приготування виходить живе, нефільтроване пиво. Для прискорення процесу дозрівання й освітлення, пиво фільтрують, видаляючи частину продуктів бродіння. Звичайно, смаку пива цей процес не додає, хоча виглядає воно більш прозорим. Таке пиво продається в основному в розлив з герметичних металевих бочок. Для розливу в пляшки, пиво пастеризують, добиваючи залишки дріжджів і вітамінів, і, нарешті, для розливу в банки в пиво додаю різні консерванти та антиоксиданти, що ще більш не сприяє смаку і корисності пива.
"АМЕРИКАНСЬКЕ ПИВО" На багатьох сортах пива, що виробляються в США, можна знайти назви, що відповідають стилям пива: ALE, Barley Wine, Malt Liquer ... Ви можете подумати, що це відображає стиль пива і спосіб виготовлення. Аж ніяк ні - в основному це міцне LAGER пиво, а назви стилів відображають фортеця - по законах деяких штатів заборонено вказувати вміст алкоголю в пиві. А пиво, що відноситься до ALE в США в основному не проводиться.
"КВАС" Дивно, але споконвічно російський напій квас теж відноситься до пива. Але є маленька відмінність - квас вживають до закінчення бродіння. Якщо квас залишити бродити далі - виходить слабке кисле пиво з невираженим смаком - вся справа у сорті використовуваних дріжджів.
"Саке" Японська рисова горілка навіть за технологією приготування відноситься до пива, тільки після закінчення бродіння таке "пиво" переганяють.
Для здійснення спиртового бродіння перш за все необхідно, щоб в пивоварному сировину утворився цукор. Традиційним джерелом потрібних для цього полісахаридів завжди був ячмінь, але в якості додаткових використовуються і інші види углеводсодержащего сировини. Ячмінний солод та інші компоненти подрібнюють і змішують з водою при температурі до 67 ° С. У ході перемішування природні ферменти ячмінного солоду руйнують вуглеводи зерна. На заключній стадії розчин, званий суслом, відокремлюють від нерозчинних залишків. Додавши хміль, його кип'ятять в мідних казанах. Для виробництва пива з певним вмістом алкоголю сусло після кип'ятіння доводять до потрібної густини. Питома щільність сусла визначається змістом екстрагованих Сахаров, що підлягають сбраживанию. Після закінчення певного часу бродіння закінчується, дріжджі відокремлюють від пива і витримують його деякий час для дозрівання. Після фільтрації та інших необхідних процедур пиво готове. Схема виробничого процесу дана на рис. 23.
Розпочате за ініціативою Хансена використання індивідуальних штамів дріжджів у пивоварінні сьогодні стало нормою: це культури SaccНaromyces cerevisiae і SaccНaromyces carlsbergensis. Перші є дріжджі поверхневого та глибинного бродіння: вони застосовуються у виробництві елю. Другі - дріжджі глибинного бродіння, їх використовують у виробництві легкого пива.
Раніше основним способом отримання штамів, що дають продукт потрібної якості, був їх відбір з існуючих пивних дріжджів. Основним внеском біотехнології в пивоварну промисловість буде створення штамів дріжджів, здатних давати пиво з бажаними властивостями.
Солодоращении як технічний спосіб накопичення ферментів з техніко-економічної точки зору має ряд істотних недоліків: 12% сухої речовини зерна витрачається на його зростання; екстенсивність технології (10-11 днів на приготування солоду), громіздкість, трудомісткість, потреба у великих площах.
Основними ферментами, що утворюються в процесі пророщування солоду є амилолитические, протеолітичні, цитолитические.
Призначені для заміни ферментів солоду ферменти іншого характеру повинні за характером своєї дії відповідати ферментам солоду і значно перевершувати їх по активності.
СРСР належить пріоритет у вирішенні проблеми виробництва пива з неосоложенного сировини (заміна 85-100% солоду на неосоложенний ячмінь).
У нашій країні в якості ферментних препаратів використовуються амілорізін Пх і цітореземін Пх. Аналіз готового пива з 40-50% неосоложенного ячменю не виявив органолептичних і хіміко-фізичних відхилень в представлених зразках.
За кордоном відношення до виробництва пива з неосоложенного сировини неоднозначно. У США замінюють 30-40% солоду кукурудзою та рисом без ферментних препаратів, тому що американський солод має амилолитические активність в 2-3 рази вище, ніж європейський.
У Швейцарії, ФРН, Норвегії, Греції застосування неосоложенного сировини і ферментних препаратів у виробництві пива заборонено.
В інших країнах дозволяється застосовувати від 30 до 100% неосоложенних матеріалів.
3. Вино
У залежності від кольору винограду
Білі вина - їх колір від світло-солом'яного із зеленуватим відтінком (молоді сухі) до темно - янтарного (десертні і кріплені.). З плином часу білі вина, при тривалій витримці змінюють своє забарвлення: сухі темніють і набувають темно-золотисте забарвлення, десертні і кріплені стають темно-бурштиновими.
Рожеві вина - забарвлення від світло-рожевого, тілесного до темно-рожевого, світло-рубінового.
Червоні вина - їх колір від темно-рубінового з фіолетово-сизуватим відтінком (молоді) до темно-гранатового з коричнево-цегляним відтінком у тонкому верхньому шарі (вікові). При тривалій витримці інтенсивність забарвлення червоних вин знижується і вікові вина завжди світліше молодих.
Класифікація вин за змістом цукру.
Столові сухі вина. Головна їхня особливість повна відсутність цукру і невисокий вміст спирту (10-12%). Виноматеріал, отриманий після бродіння, ніколи не спиртують. При виготовленні білих вин зброджується попередньо Відпресований з винограду сік. По червоному ж способу вино роблять так: сік не відокремлюють від подрібнених ягід, а зброджують на мезге, тобто разом з ягодами. І тільки потім всю цю збродити масу віджимають під пресом.
Столові напівсухі, напівсолодкі вина. Такими вони стають від того, що процес бродіння штучно переривається різким охолодженням бродячого сусла. При цьому в ньому накопичується 11-13% спирту і залишається 3-8% цукру.
Кріплені (спеціальні) вина - У бродяче сусло додається спирт. При цьому бродіння припиняється, і в суслі залишається рівно стільки незбродженого цукру, скільки необхідно. Кріплені вина поділяють на міцні, десертні і ароматизовані.
Міцні вина. До міцних відносяться портвейн, мадера, херес, марсала.
Портвейн містить, як правило, 17-20% спирту і 7-14% цукру. Близько 10% спирту - природного набродах, решта - спирт внесений при спиртування. Вперше цей напій був отриманий в Португалії, недалеко від міста Порто. Характерна особливість вина - тону сухофруктів в ароматі. Цього досягають за рахунок тривалої витримки вина в бочках, у приміщеннях (термокамерах) з високою температурою (до 40 градусів), або на вулиці (на сонячних майданчиках) у спекотний літній період. Тривалість витримки 1-2 роки.
Класифікація вин за вмістом спирту.
Їдальні (натуральні) вина - отримують повним або частковим спиртовим бродінням виноградних грон, мезги або сусла і містять спирт етиловий отриманий в результаті природного бродіння. Вони містять 8,5-14% об. спирту.
Кріплені (спеціальні) вина - (міцні та десертні) виробляють шляхом неповного зброджування винограду, мезги або сусла з подальшим додаванням етилового спирту, а також з виноматеріалів із застосуванням спеціальних технологічних прийомів, що додають специфічні органолептичні властивості. Міцні вина містять більше спирту (17 - 20% об.) І менше цукру (до 14 г/100 мл), а десертні, навпаки, - менше спирту-12-17% об., І більше цукру-до 35 г/100 мл.
1. Загальні принципи виробництва алкогольних напоїв
Отримання напоїв шляхом спиртового бродіння - є одним з найдавніших бродильних виробництв. Першими з таких напоїв були, мабуть, вино і пиво. До появи робіт Пастера в кінці XIX ст. про суть протікають при бродінні процесів та їх механізми було відомо дуже мало. Пастер показав, що бродіння без доступу повітря здійснюється живими клітинами дріжджів, при цьому цукор перетворюється на спирт і вуглекислий газ. Тоді ж було показано, що бродіння здійснюється під дією якихось речовин, що знаходяться всередині дріжджових клітин. Одне з головних нововведень у галузі мікробіології бродіння було запропоновано Хансеном, що працював у дослідницькому центрі Карлсберг в Копенгагені з дріжджами дикого типу. При виробництві пива ці дріжджі доставляли масу незручностей. Хансен виділив чисті культури дріжджів і використовував їх у пивоварінні, тим самим він став піонером застосування таких культур при виробництві піва.Алкогольние напої отримують шляхом зброджування сахарсодержашего сировини, в результаті якого утворюються спирт і вуглекислий газ Зброджування здійснюється дріжджами роду SaccНawmyces. В одних випадках використовується природний цукор (наприклад, що міститься у винограді, з якого роблять вино), в інших цукру отримують із крохмалю (наприклад, при переробці зернових культур в пивоварінні). Наявність вільних Сахаров обов'язково для спиртового бродіння за участю SaccНawmyces, так як ці види дріжджів не можуть гідролізіровагь полісахариди. Освіта етилового спирту із глюкози відбувається за схемою Ембдена-Мейергофа-Парнаса, представленої на рис. 22
У виробництві спиртних напоїв застосовують штами дріжджів SaccНaromyces cerevisiae або SaccНaromyces carlsbergensis. Різниця між ними полягає в тому, що 5. carlsbergensis можуть повністю зброджувати раффинозу, a S. cerevisiae до цього не здатні.
2. Пиво
Класифікація сортів і типів пива
Будь-яке пиво можна віднести до лагерy або еля. Лагер є більш популярним напоєм, ніж ель і складає близько 90% всього споживаного пива. Лагер - м'якший, сухий і слабкий напій. Відмінності між лагером і елем обумовлюються дріжджами, використовуваними при бродінні і температурою бродіння. дріжджі верхового бродіння SaccНaromyces cerevisiae використовуються при виробництві елів; а низового бродіння - Saccaromyces carlsbergensis - табори. Елі зброджуються швидко і при відносно високих температурах, а лагер зброджується більш поволі і при низьких температурах.
"ALE - ЕЛЬ"
ALE готується настоюванням і верхньої ферментацією дріжджів при кімнатній температурі. До ALE відносяться велика кількість стилів пива таких як BITTER, РORTER, STOUT, BARLEY WINE, TRAРРIST, LAMBIC і ALT
"BITTER - ГІРКЕ" До цієї групи належать декілька сортів з кольором від світло-жовтого до світло-коричневого. Всі вони сухі, з помітною гірчинкою (післясмак) і популярні як пляшкові сорту. Для приготування використовується самий світлий і очищений ячмінь, що дає світлий солод, і відносно велика кількість хмелю, що надає напою специфічний хмільний смак. Світлий Ель (LigНt Ale) - м'який, сухий, абсолютно прозорий з щільною піною. Найбільш світлий з групи BITTER. Щільність близько 1030. Блідий Ель (Рale Ale) - Трохи більше "повне" і міцне пиво з щільністю між 1040 і 1045. Трохи більше хмільне і має більш глибокий жовтий колір - від солом'яного до бурштинового. Індійський Блідий Ель як різновид Блідого Еля готується в 19-му столітті для Британських військ в Індії. М'який Ель (Mild Ale) - в цілому менш міцний (3 - 3.5% алкоголю), ніж попередні, може бути майже темно-коричневого кольору. Щільність близько 1030.
"BARLEY WINE - ячмінне вино"
Зовсім незвичайний сорт пива з дуже високим содержініем алкоголю і високою щільністю - 1080. Має темний гранатовий колір і винний смак.
"РORTER - ПОРТЕР" У лондонських "будинках елю" (Ale-Нouse) на початку 18 століття було прийнято замовляти пінту "TНree tНreads", що означало суміш трьох сортів - Еля, пива та twoрenny (міцне пиво, що коштувало два пенси за кварту) . Приблизно в 1720 році у пивовара Харвуда (Нarwood) з'явилася ідея приготувати пиво, об'єднує смак всіх трьох сортів. Він назвав це пиво "Entire". На протязі декількох років пиво набуло назву Рorter (скорочене від Рorter's Ale - ель носильників), так як користувалося популярністю у лондонських носіїв (рorter). Портер представляє з себе темне міцне пиво з щільністю близько 1040 і сильним хмільним смаком.
"STOUT - МІЦНИЙ ПОРТЕР" Група самих темних сортів пива, готується з суміші звичайного й обсмаженого солоду і має сильний хмільний смак. Stout - переважно Англійська напій і в основному більше ні де не готується. З групи Stout найтемнішим сортом є Extra Stout, до якого, до речі, відноситься і Guinness.
"LAMBIC" Один з видів Еля, що готується в деяких областях Бельгії. Розчин солоду виставляється на відкрите повітря і процес бродіння відбувається за допомогою "диких" дріжджів, що знаходяться в повітрі. Для поліпшення смаку пиво зазвичай ароматизується фруктами.
"LAGER - Легкий" Хоч і вважається, що Lager просте легке пиво, воно корінним чином відрізняється від Елів і є продуктом зовсім іншої системи пивоваріння. На відміну від Елів LAGER готується виварювання та нижньої ферментацією з повільною вторинної ферментацією при низькій температурі протягом декількох місяців. Іншими словами це пиво використовує скоріше технологію виробництва вина, ніж пива. В основному LAGER - світло-жовте, хоча і зустрічається темні сорти. Пиво готується з невеликим додаванням хмелю і тому має м'який, легкий смак. До LAGER відносяться такі стилі як BOCKS, DOРРELBOCKS, а також велика кількість РILSNER. Деякі російські пивоварні фірми переводять lager як "табірне пиво". Такий переклад не вірний. "РILSNER - Плзеньський" Вперше пиво було приготовлено в місті Пльзень у Чехії і було першим прозорим пивом. Щільність практично всіх Рilsner - сортів становить 1040-1050. Більшість сортів пива, які виробляються в Америці ставляться до стилю Рilsner.
"BOCK - міцне темне пиво" Один із стилів LAGER. Традиційно готується в Німеччині наприкінці збирання врожаю, коли і ячмінь і хміль мають "повну силу". Пиво відстоюється протягом всієї зими і є основним напоєм на святі весни. BOCK буває як світлим (Нelles, щільність 1060-1070) і темним (dunkles, щільність 1070-1075). А найбільш міцне пиво називають "подвійним" (Doррelbock, щільність більше 1080).
Основна відмінність Ale і Lager - температура і час ферментації. Загалом ALE готується швидкої ферментацією при більш високій температурі і може вживається після закінчення ферментації. Як результат такої технології - Ель містить велику кількість продуктів життєдіяльності дріжджів, а додавання великої кількість хмелю дає сильний хмільний присмак. Найкраща температура при подачі Еля на стіл 10-15 градусів. Дріжджі, що застосовуються для приготування LAGER при тривалому витримуванні при низькій температурі (вторинна ферментація) повністю переробляють продукти первинної ферментації. У результаті LAGER - дуже чисте, іскристе пиво з м'яким смаком. До столу подають LAGER охолоджене до більш низької температури (5-10 градусів), ніж Ель. Не буває правил без винятків. Деяка кількість сортів пива не можна віднести ні до LAGER ні до ALE.
"CALIFORNIA COMMON - ЗВИЧАЙНЕ Каліфорнійський" Ці сорти готуються за допомогою LAGER дріжджів, але при високій температурі, що надає пиву смак, зазвичай асоціюється зі смаком Еля.
"ALT" Це Ель, але готується із застосуванням вторинної ферментації при низькій температурі, що дає тільки легкий присмак справжнього Еля.
"CREAM ALE" Загальна назва для пива, що готується з LAGER дріжджів за технологією Еля і наооборот. Так само називають пиво, що отримується змішуванням звичайного Еля і звичайного LAGER після закінчення ферментації.
"ICE - Крижані" Основа технології приготування - зниження температури до початку утворення кристалів льоду - по суті заморожування пива. Після чого лід фільтрується. У зв'язку з тим, що температура замерзання біля води, вище ніж у спирту, що вийшло пиво має велику фортецю і своєрідний смак (при заморожуванні і фільтрації повністю видаляються дріжджі і частина білка). Процес заморожування не новий у приготуванні пива. Вперше крижане пиво виходило в Німеччині при приготуванні BOCK - у разі холодної весни частина пива замерзала. Але не виливати ж! Таке пиво отримало назву EISBOCK. Основне джерело відмінності в смаку між сучасними "крижаними" сортами і справжнім EISBOCK - вихідні матеріали для заморожування.
"Фільтроване пиво" Після приготування виходить живе, нефільтроване пиво. Для прискорення процесу дозрівання й освітлення, пиво фільтрують, видаляючи частину продуктів бродіння. Звичайно, смаку пива цей процес не додає, хоча виглядає воно більш прозорим. Таке пиво продається в основному в розлив з герметичних металевих бочок. Для розливу в пляшки, пиво пастеризують, добиваючи залишки дріжджів і вітамінів, і, нарешті, для розливу в банки в пиво додаю різні консерванти та антиоксиданти, що ще більш не сприяє смаку і корисності пива.
"АМЕРИКАНСЬКЕ ПИВО" На багатьох сортах пива, що виробляються в США, можна знайти назви, що відповідають стилям пива: ALE, Barley Wine, Malt Liquer ... Ви можете подумати, що це відображає стиль пива і спосіб виготовлення. Аж ніяк ні - в основному це міцне LAGER пиво, а назви стилів відображають фортеця - по законах деяких штатів заборонено вказувати вміст алкоголю в пиві. А пиво, що відноситься до ALE в США в основному не проводиться.
"КВАС" Дивно, але споконвічно російський напій квас теж відноситься до пива. Але є маленька відмінність - квас вживають до закінчення бродіння. Якщо квас залишити бродити далі - виходить слабке кисле пиво з невираженим смаком - вся справа у сорті використовуваних дріжджів.
"Саке" Японська рисова горілка навіть за технологією приготування відноситься до пива, тільки після закінчення бродіння таке "пиво" переганяють.
Для здійснення спиртового бродіння перш за все необхідно, щоб в пивоварному сировину утворився цукор. Традиційним джерелом потрібних для цього полісахаридів завжди був ячмінь, але в якості додаткових використовуються і інші види углеводсодержащего сировини. Ячмінний солод та інші компоненти подрібнюють і змішують з водою при температурі до 67 ° С. У ході перемішування природні ферменти ячмінного солоду руйнують вуглеводи зерна. На заключній стадії розчин, званий суслом, відокремлюють від нерозчинних залишків. Додавши хміль, його кип'ятять в мідних казанах. Для виробництва пива з певним вмістом алкоголю сусло після кип'ятіння доводять до потрібної густини. Питома щільність сусла визначається змістом екстрагованих Сахаров, що підлягають сбраживанию. Після закінчення певного часу бродіння закінчується, дріжджі відокремлюють від пива і витримують його деякий час для дозрівання. Після фільтрації та інших необхідних процедур пиво готове. Схема виробничого процесу дана на рис. 23.
Розпочате за ініціативою Хансена використання індивідуальних штамів дріжджів у пивоварінні сьогодні стало нормою: це культури SaccНaromyces cerevisiae і SaccНaromyces carlsbergensis. Перші є дріжджі поверхневого та глибинного бродіння: вони застосовуються у виробництві елю. Другі - дріжджі глибинного бродіння, їх використовують у виробництві легкого пива.
Раніше основним способом отримання штамів, що дають продукт потрібної якості, був їх відбір з існуючих пивних дріжджів. Основним внеском біотехнології в пивоварну промисловість буде створення штамів дріжджів, здатних давати пиво з бажаними властивостями.
Солодоращении як технічний спосіб накопичення ферментів з техніко-економічної точки зору має ряд істотних недоліків: 12% сухої речовини зерна витрачається на його зростання; екстенсивність технології (10-11 днів на приготування солоду), громіздкість, трудомісткість, потреба у великих площах.
Основними ферментами, що утворюються в процесі пророщування солоду є амилолитические, протеолітичні, цитолитические.
Призначені для заміни ферментів солоду ферменти іншого характеру повинні за характером своєї дії відповідати ферментам солоду і значно перевершувати їх по активності.
СРСР належить пріоритет у вирішенні проблеми виробництва пива з неосоложенного сировини (заміна 85-100% солоду на неосоложенний ячмінь).
У нашій країні в якості ферментних препаратів використовуються амілорізін Пх і цітореземін Пх. Аналіз готового пива з 40-50% неосоложенного ячменю не виявив органолептичних і хіміко-фізичних відхилень в представлених зразках.
За кордоном відношення до виробництва пива з неосоложенного сировини неоднозначно. У США замінюють 30-40% солоду кукурудзою та рисом без ферментних препаратів, тому що американський солод має амилолитические активність в 2-3 рази вище, ніж європейський.
У Швейцарії, ФРН, Норвегії, Греції застосування неосоложенного сировини і ферментних препаратів у виробництві пива заборонено.
В інших країнах дозволяється застосовувати від 30 до 100% неосоложенних матеріалів.
3. Вино
У залежності від кольору винограду
Білі вина - їх колір від світло-солом'яного із зеленуватим відтінком (молоді сухі) до темно - янтарного (десертні і кріплені.). З плином часу білі вина, при тривалій витримці змінюють своє забарвлення: сухі темніють і набувають темно-золотисте забарвлення, десертні і кріплені стають темно-бурштиновими.
Рожеві вина - забарвлення від світло-рожевого, тілесного до темно-рожевого, світло-рубінового.
Червоні вина - їх колір від темно-рубінового з фіолетово-сизуватим відтінком (молоді) до темно-гранатового з коричнево-цегляним відтінком у тонкому верхньому шарі (вікові). При тривалій витримці інтенсивність забарвлення червоних вин знижується і вікові вина завжди світліше молодих.
Класифікація вин за змістом цукру.
Столові сухі вина. Головна їхня особливість повна відсутність цукру і невисокий вміст спирту (10-12%). Виноматеріал, отриманий після бродіння, ніколи не спиртують. При виготовленні білих вин зброджується попередньо Відпресований з винограду сік. По червоному ж способу вино роблять так: сік не відокремлюють від подрібнених ягід, а зброджують на мезге, тобто разом з ягодами. І тільки потім всю цю збродити масу віджимають під пресом.
Столові напівсухі, напівсолодкі вина. Такими вони стають від того, що процес бродіння штучно переривається різким охолодженням бродячого сусла. При цьому в ньому накопичується 11-13% спирту і залишається 3-8% цукру.
Кріплені (спеціальні) вина - У бродяче сусло додається спирт. При цьому бродіння припиняється, і в суслі залишається рівно стільки незбродженого цукру, скільки необхідно. Кріплені вина поділяють на міцні, десертні і ароматизовані.
Міцні вина. До міцних відносяться портвейн, мадера, херес, марсала.
Портвейн містить, як правило, 17-20% спирту і 7-14% цукру. Близько 10% спирту - природного набродах, решта - спирт внесений при спиртування. Вперше цей напій був отриманий в Португалії, недалеко від міста Порто. Характерна особливість вина - тону сухофруктів в ароматі. Цього досягають за рахунок тривалої витримки вина в бочках, у приміщеннях (термокамерах) з високою температурою (до 40 градусів), або на вулиці (на сонячних майданчиках) у спекотний літній період. Тривалість витримки 1-2 роки.
Класифікація вин за вмістом спирту.
Їдальні (натуральні) вина - отримують повним або частковим спиртовим бродінням виноградних грон, мезги або сусла і містять спирт етиловий отриманий в результаті природного бродіння. Вони містять 8,5-14% об. спирту.
Кріплені (спеціальні) вина - (міцні та десертні) виробляють шляхом неповного зброджування винограду, мезги або сусла з подальшим додаванням етилового спирту, а також з виноматеріалів із застосуванням спеціальних технологічних прийомів, що додають специфічні органолептичні властивості. Міцні вина містять більше спирту (17 - 20% об.) І менше цукру (до 14 г/100 мл), а десертні, навпаки, - менше спирту-12-17% об., І більше цукру-до 35 г/100 мл.
Класифікація вин в залежності від термінів витримки і використовуваних для цього ємностей високоякісні вина поділяються на 3 групи:
Витримані вина - вина покращеної якості з обов'язковою витримкою у великих стаціонарних ємностях, перед розливом у пляшки, не менше 6 місяців (рахуючи з 1 січня наступного за врожаєм року).
Марочні вина - вина високої якості, тривалість витримки яких у великих стаціонарних ємностях повинна бути не менше 1,5 року для марочних столових вин і не менше 2 років для марочних міцних і десертних вин (рахуючи з 1 січня наступного за врожаєм року).
Колекційні вина - це кращі марочні вина, які після закінчення строку витримки в дубовій тарі або металевих резервуарах додатково розливаються в пляшки і витримуються в спеціальних умовах енотеці не менше трьох років.
Деякі вина, що виробляються в певних виноробних регіонах, відрізняються незвичайним ароматом-смаковими властивостями. Внаслідок цього у виноробстві з'явилася необхідність виділити такі вина в окрему категорію вин «з контрольованим найменуванням за походженням». До вин з контрольованим найменуванням за походженням відносять вина високої якості, що відрізняються оригінальними органолептичними властивостями, одержувані за спеціальними або традиційними технологіями, з певних сортів винограду, які ростуть у суворо регламентованих місцевостях (мікрозонах), які характеризуються найбільш сприятливими грунтово-кліматичними умовами для зростання даних сортів винограду. У назві таких вин обов'язково вказують найменування місцевості, в якій збирається виноград, і виробляються ці вина. За законодавством подібні вина ніде більше не мають право проводитись. (Негру, Рошу де Пуркарь, Романешти.)
Виробнича класифікація вин - характеризує вина з тих чи інших фізико-хімічними та технологічними параметрами.
Класифікація вина в залежності від якості і термінів витримки.
Всі вина в залежності від якості і термінів витримки діляться на дві групи:
Ординарні вина (звичайні типові) - це вина, що виробляються з різних сортів винограду. Для таких вин виростання винограду регіонально не регламентується. Вина виготовляються за загальноприйнятою технологією. Такі вина довго не зберігаються і їх реалізація як правило здійснюється не пізніше, ніж через шість місяців після закладки його на зберігання (максимальна тривалість зберігання - до 1 липня наступного за збором врожаю року.).
Ординарні вина, в залежності від термінів реалізації діляться:
Молоді вина - натуральні столові вина, що реалізуються до 1 січня наступного за врожаєм винограду року.
Вина без витримки - отримують так само, як і молоді, але реалізують після 1 січня наступного за врожаєм винограду року.
Високоякісні вина - це поліпшені за якістю вина, які виробляються в найбільш сприятливі для дозрівання винограду роки. Вони виходять з певних високоякісних сортів винограду, причому виростання винограду регіонально регламентується, і він культивується в певних регіонах (мікрозонах), де природою створені оптимальні умови для зростання конкретних сортів винограду. При зборі винограду, для цих вин, обов'язково проводиться ретельний контроль і відбір сировини за якістю цукристості і сортовому складу, і воно переробляється у місці збору врожаю. Вина виробляються за традиційними або спеціальними технологіями. Особливістю технології подібних вин є їх тривала витримка у великих (металевих цистернах або дубових бочках) або дрібних (скляних пляшках) ємностях, в результаті чого істотно підвищуються їх органолептичні властивості. Ці вина характеризуються постійним, високою якістю, що зберігається з року в рік. Спіртуозность (фортеця) високоякісних вин повинна становити не менше 10% об.
Класифікація вина в залежності від вмісту вуглекислоти.
Один з головних ознак вин - вміст в них вуглекислоти. За цією ознакою виноградні вина поділяються на дві великі групи: тихі вина - не містять вуглекислоту або містять її в незначній кількості; ігристі або шипучі - мають СО2 в надлишку.
Вина, що містять надмірну кількість вуглекислоти діляться на: штучно насичені вуглекислотою - газовані, насичені вуглекислотою шляхом первинного бродіння - натуральні ігристі і насичені вуглекислотою шляхом вторинного бродіння - ігристі вироблені класичним методом (бродіння в пляшках) і ігристі вироблені традиційним методом (бродіння у великих герметично- закритих резервуарах).
Необхідна умова будь-якого спиртового бродильного процесу-наявність цукру в сировині. Так, у виробництві вина використовується цукор виноградного соку. Майже все вино в світі роблять з винограду одного виду - Vins vinifera. Сік цього винограду - прекрасна сировина для виробництва вина. Він багатий поживними речовинами, служить джерелом утворення приємних запаху і смаку, містить багато цукру, його природна кислотність пригнічує ріст небажаних мікроорганізмів
Виноробство на відміну від пивоваріння до самого останнього часу було засноване на використанні місцевих дріжджів дикого типу. Єдина обробка, якій піддавали виноград до віджимання,-обкурювання сірчистим газом, щоб сік не темнів. Крім того, сірчистий газ пригнічує діяльність не винних дріжджів; це дозволяє винним дріжджів, які менш чутливі до нього здійснювати бродіння без перешкод.
При виготовленні червоного вина гребені кісточки і шкірка до кінця бродіння знаходяться у виноградному суслі, а біле вино роблять з чистого соку. Зазвичай обкурювання сірчистим газом проводять до того, як розчавлюють ягоди, але іноді його застосовують і на більш пізніх стадіях.
У минулому саме з допомогою диких дріжджів і здійснювали спиртове бродіння. У тих районах, де виноробством почали займатися недавно, широко застосовуються дріжджові закваски. Пов'язано це з тим, що бажана мікрофлора може й не бути, а інокуляція стандартної культурою дріжджів дозволяє отримувати вина з потрібними властивостями. Крім того, кількість використовуваного сірчистого газу обмежене законом, і це спонукає застосовувати дріжджові культури-закваски. Винороби не дуже-то покладаються на дріжджі дикого типу, якщо немає впевненості, що конкуренція з боку не винних дріжджів не пригнічена. Використання заквасок дає ряд переваг: скорочується лаг-період розмноження дріжджів, утворюється продукт з відомими властивостями, зменшується ймовірність появи небажаного смаку, оскільки в бродінні не беруть участь дикі дріжджі. У майбутньому використання спеціально створених штамів буде все більше розширюватися: це гарантує необхідні смакові якості вин. Змішані закваски дозволяють отримувати продукцію з повним букетом, що неможливо при роботі з індивідуальними штамами.
Смакові відмінності між сортами винограду визначаються особливими речовинами. Так, у формуванні смаку мускатних сортів беруть участь похідні терпенів, ліналоол і гераніол.
Різні смакові відтінки з'являються при витримці вина; добре відомо, що свій внесок у формування смаку вина вносить його взаємодія з деревиною і повітрям при зберіганні в дерев'яних бочках. Після завершення спиртового бродіння молоде вино зберігають в особливих умовах, щоб воно не зіпсувалося. Якщо вино не передбачається піддавати яблучно-молочнокислому доброджування, його обробляють сірчистим газом, що пригнічує окислювальні процеси, що викликають його потемніння. До цього з вина видаляють дріжджі, щоб припинити бродіння.
Першосортні вина піддають витримці різних періодів у залежності від типу, а більш дешеві розливають, як правило, в той же рік, коли вони отримані. Труднощі при виробленні дешевих вин зазвичай пов'язані з їхньою схильністю до вторинного, яблучно-молочнокислому бродінню, яке розвивається через деякий час після розливу. Якщо вино схильне до такого бродінню, його штучно викликають до розливу, а якщо ні, то пригнічують. При виробництві першосортних червоних вин таке бродіння навіть бажано. Воно становить природну частину процесу і відбувається при зберіганні. Цей тип бродіння здійснюється молочнокислими бактеріями, зокрема Leuconostoc, Lactobacillus і Рedicoccus. Воно не відбувається при низьких значеннях рН, тому створивши такі умови, його можна придушити. У білих винах яблучно-молочнокисле бродіння відбувається рідше, так як рН там нижче. Серед нововведень у цій галузі слід згадати використання для ініціації бродіння іммобілізованих ферментів замість бактерій.
Деякі особливі сорти вин, наприклад сотерн, отримують за участю гриба Botrytis cinerea. Його розвиток на ягодах призводить до їх обезводнення і підвищенню вмісту цукру, що і визначає солодкий смак вина. Зараження повинно відбуватися тільки перед збиранням винограду. Представляє інтерес і ще один процес, званий вуглекислотної мацерацією. Червоні вина, які повинні дозріти до 15 листопада в рік збирання винограду, отримують особливим способом. Виноград не тиснуть, а поміщають цілком в бродильні чани, де тримають в атмосфері вуглекислого газу. Бродіння йде або прямо в ягодах, в анаеробних умовах, або в соку, що виділяється в результаті руйнування шкірки вуглекислим газом. Мікробіологія цього процесу поки не досліджена.
У кріплених винах частина спирту виходить при зброджуванні винограду дріжджами, а частина додається. До числа таких вин відносяться портвейн, херес і мадера.
Подальші успіхи виноробства будуть визначатися використанням більш ефективних штамів винних дріжджів і комерційних препаратів дріжджових заквасок. Це дозволить отримувати вина особливої якості.
Один з найбільш важливих аспектів використання ферментних препаратів - їх дія на полімери сусла та вина (білок, пектинові речовини, нейтральні полісахариди).
Підвищений вміст високомолекулярних речовин ускладнює процес переробки винограду і обробки молодого вина. Сусло і вина з високим вмістом полімерів погано освітлюються, важко піддаються стабілізації.
Ферментні препарати, як вітчизняного, так і зарубіжного виробництва, являють собою комплекси ферментів. Вони мають пектолітіческой, протеолітичної, амілолітичною, целлюлазной, геміцеллюлазной і рядом інших активностей. Ферментні препарати використовуються в дозах від 0,0005 до 0,03% до маси винограду, мезги або до обсягу сусла.
До пектінрасщепляющім належать 3 ферменту: пектінестераза, полігалактуроназу, пектатліаза. При первинній обробці винограду ферменти вступають у взаємодію зі складною середовищем, компоненти якої по-різному можуть впливати на активність ферментів.
У виноробстві застосування пектолітіческіх ферментів для збільшення виходу та освітлення сусла та вин було запропоновано в 1936 р. Застосування ферментних препаратів збільшує вихід сусла в середньому на 10%, а вихід вина - на 1%.
Ферментні препарати застосовуються на різних стадіях виготовлення вин. По-перше, доцільно їх використання для фільтрації й освітлення сусла. Свіже виноградне сусло фільтрується з великими труднощами з-за високого вмісту високомолекулярних речовин. Ферментні препарати частково гідролізують білки, полісахариди, що призводить до зниження в'язкості сусла, збільшення швидкості фільтрації, освітленню.
Обробка виноградної мезги ферментами сприяє підвищенню біологічної цінності соків і вин. Значною мірою підвищується екстракція фенольних і фарбувальних речовин, підвищується вміст флаваноїдів. Вина швидше дозрівають і вимагають більш раннього розливу.
4. Спирт
Для отримання напою, що містить 40% (за об'ємом) спирту, потрібна перегонка. Її здійснюють в перегінних апаратах, що представляють собою модифікації пристрою, запропонованого ще в 1830 р. Коффі і носить його ім'я. Відмінності в сортах спиртових продуктів залежать в основному від природи сировини, а також від того, чи піддавався кінцевий продукт витримці. У спиртовому виробництві використовуються придатні для цих цілей штами SaccНaromyces. Великі спиртові заводи завжди підтримують свою власну культуру дріжджів в спеціальних середовищах. Вибір штаму дріжджів при виробництві спирту визначається його продуктивністю в особливих умовах бродячого сусла. Бродіння має йти активно з утворенням спирту у кількості, близькому до теоретичної межі. Деякі сорти спирту зазвичай виробляють з цілком визначених типів сировини. Так, коньяк, одержуваний при перегонці вина, роблять з винограду, а шотландський віскі - з ячмінного солоду. Інші напої - американський віскі, джин і горілку, які зазвичай роблять із зерна (наприклад, кукурудзи), можна робити на основі іншого придатного сировини. Ром зазвичай отримують з меляси цукрової тростини або буряку. Коли сировиною служить зерно (наприклад, пшениці чи кукурудзи), до зброджування необхідно гідролізувати крохмаль до Сахаров. Так, віскі - це продукт перегонки пива без хмелю. Перші стадії процесу виробництва віскі такі ж, що і при приготуванні сусла в пивоварінні. Однак, якщо застосовують кукурудзу або інші зернові, то до приготування сусла безпосередньо в бродильних чанах проводять обробку крохмалю в зерні ферментами солоду.
Якщо для виробництва спирту використовують мелясу такі попередні операції не потрібні, оскільки вуглеводи в ній містяться у формі, придатній для зброджування. Тим не менш, сировину все ж доводиться готувати до процесу: освітлювати, підігрівати і розводити водою щоб отримати концентрацію цукру, оптимальну для бродіння. Після підготовки сировини додають культуру відповідних дріжджів і ведуть зброджування. У самому кінці, коли концентрація спирту досягне 9-11 /. (За об'ємом), дріжджі відокремлюють шляхом відстоювання. Залишки їх можна видалити центрифугуванням. Застосовуються два способи: кубовий і безперервної перегонки (патент Коффі). Після цього продукт відправляють або на дозрівання (наприклад, віскі), або проводять завершальні операції і розливають по пляшках (джин, горілка) Для продажу спіртопродукти зазвичай розводять до стандартної скінчено, рації в них спирту (40% за обсягом).
Зупинимося на деяких важливих особливостей провадження окремих різновидів спіртопродуктов. Дуже важливо використовувати правильний штам дріжджів. При виробленні рому для виробництва сортів з сильним запахом зазвичай застосовуються штами дріжджів Scнizosaccнaromyces, а з менш інтенсивним - швидкодіючі Saccнaromyces. Зазначимо, що процес утворення спирту прискорюється бактеріями Clostridium saccнarobutyricum. Найкращий ром отримують в тому випадку, коли співвідношення бактерій до дріжджів становить 1:5. Культуру бактерій вносять, коли концентрація спирту досягає 3,5-4,5%, а цукру - 6% (вага / об 'єм).
Штами дріжджів, що використовуються в спиртовій промисловості, повинні зберігати життєздатність аж до концентрації етанолу 12-15% (за об'ємом). Крім того, якщо в якості сировини використовується зерно, дріжджі повинні мати здатність гідролізувати низькі олігосахариди до глюкози. Це необхідно для повного перетворення крохмалю в етиловий спирт і вуглекислий газ.
Перегонка - дорогий етап процесу, так як він енергоємний. Використання дріжджів, що витримують підвищені концентрації спирту, зменшує енерговитрати на цьому етапі, оскільки для досягнення однієї і тієї ж концентрації спирту треба відганяти менше води. Очікується, що робота зі створення нових штамів дріжджів, стійких до ще більш високих концентрацій спирту, буде успішною.
Поки вуглеводи не переведені у форму, засвоювану дріжджами, бродіння не відбувається. Додавання гідролізують крохмаль ферментів прискорює цей процес. Для цього зазвичай застосовують амілазу з культуральної рідини штамів Bacillus subtilis і амілоглюкозідазу, що виділяється з культур грибів штамів Asрergillis niger і близьких форм
5. Сидр
Зброджений яблучний сік відомий під назвою сидр. У технології виробництва сидру і вина є багато подібного.
Коли роблять сидр, яблука насамперед подрібнюють в кашку і віджимають сік. Для цього застосовують як преси, так і інші пристрої. Способи підготовки соку перед бродінням вельми різноманітні; він може використовуватися як без обробки, так і після придушення в ньому природної мікрофлори та заміщення її дріжджами відповідних штамів Найчастіше сік обробляють сірчистим газом, ніж пригнічують розвиток Kloeckera aрiculata, несприятливо впливають на смак готового сидру. Слідом за цим можна починати бродіння. Воно відбувається або під впливом диких дріжджів, або після додавання дріжджової культури-закваски. Вимоги, що пред'являються до дріжджів при виробництві сидру, загалом, ті ж, що і в інших бродильних процесах: вони повинні забезпечувати повноту зброджування, високу його швидкість і легко випадати в осад. Так як SaccНaromyces ростуть повільно, тому при великомасштабному виробництві сидру нерідко до обробленого сірчистим газом соку додають ті чи інші чисті культури дріжджів. Різні штами дріжджів утворюють специфічні ароматичні речовини. Тому при виробництві сидру точно так само, як у пивоварінні, можна використовувати різні штами для додання напою специфічного смаку. Щоб отримати сидр певного сорту, що додаються дріжджі повинні переважати над дикими, швидше розмножуватися і визначати кінцеві властивості продукту. Запуск процесу домінуючим видом дріжджів - один з найбільш поширених способів, що застосовуються при великомасштабному виробництві сидру. Важливо, щоб дріжджі могли утворювати полігалактуронідазу, необхідну для гідролізу деетеріфіцірованних пектинів до галактуроновой кислоти. В іншому випадку в кінці бродіння сидр не прояснює. Для прояснення сидру нерідко додають ферменти, гідролізують пектин, включаючи полігалактуронідазу; їх отримують з грибів.
Для придушення розвитку всіх штамів дріжджів, крім необхідних для ферментації, при виробництві сидру застосовують сірчистий газ за тією ж схемою, що й у виноробстві. Якщо не дбати про чистоту апаратури і не застосовувати сірчистий газ, дикі дріжджі можуть розмножуватися і витісняти культурні. При виборі конкретного штаму дріжджів треба враховувати, які смакові якості вони передадуть утворюється продукту; можна отримати сидр як з невеликим, так і з помітним вмістом сивушних масел. Для додання сидру необхідних якостей потрібно використовувати певний штам дріжджів.
По завершенні бродіння сидр відокремлюють від дріжджів і освітлюють. Оскільки в сидр є яблучна кислота, то, як і в вині, в ньому може початися яблучно-молочнокисле бродіння. Таке бродіння не відбувається, якщо сидр дуже кислий або його містять на холоді. Як і у випадку пивоваріння, розвиток виробництва сидру буде визначатися селекцією нових штамів дріжджів, що дозволяють отримувати продукти з властивостями, що відповідають смакам різних споживачів.
6. Оцет
Хоча оцет і не належить до алкогольних напоїв, ми вирішили зупинитися на його виробництві в цьому розділі, оскільки одна з двох стадій його отримання включає спиртове бродіння.
Оцет - це продукт, що містить не менше 4% (вага / об 'єм) оцтової кислоти; його отримують за допомогою двостадійного процесу. Спочатку здійснюється спиртове бродіння, в ході якого цукор-сировина перетворюється на спирт за участю S. cerevisiae. Сировиною може бути будь-який продукт, який зброджується з утворенням спирту. Після завершення цього етапу дріжджів дають осісти і збирають надосадову рідину. Вміст спирту доводять до 10-13%. Якщо в ході бродіння для пригнічення росту бактерій додають сірчистий газ, то перед подальшими операціями його видаляють. На наступному етапі етиловий спирт перетворюється в оцтову кислоту (проміжним продуктом є ацетальдегід). Всі процеси отримання оцту відбуваються за участю змішаних культур Acetobacter, в деяких випадках застосовують закваски. На цій стадії основну роль грають бактерії A. orleanense, A. scНuetzenbacНii, A. curuim і близькі до них мікроорганізми. Бродіння відбувається в аеробних умовах з споживанням великої кількості кисню і виділенням тепла. Раніше цей процес протікав повільно, але його вдалося вдосконалити і збільшити перетворення етилового спирту в оцтову кислоту. Довгий час метод глибинної ферментації в цьому виробництві застосувати не вдавалося. Проблему вдалося вирішити лише після другої світової війни в результаті досліджень аерації культур у виробництві антибіотиків. Сьогодні ця технологія має широке застосування.
Витримані вина - вина покращеної якості з обов'язковою витримкою у великих стаціонарних ємностях, перед розливом у пляшки, не менше 6 місяців (рахуючи з 1 січня наступного за врожаєм року).
Марочні вина - вина високої якості, тривалість витримки яких у великих стаціонарних ємностях повинна бути не менше 1,5 року для марочних столових вин і не менше 2 років для марочних міцних і десертних вин (рахуючи з 1 січня наступного за врожаєм року).
Колекційні вина - це кращі марочні вина, які після закінчення строку витримки в дубовій тарі або металевих резервуарах додатково розливаються в пляшки і витримуються в спеціальних умовах енотеці не менше трьох років.
Деякі вина, що виробляються в певних виноробних регіонах, відрізняються незвичайним ароматом-смаковими властивостями. Внаслідок цього у виноробстві з'явилася необхідність виділити такі вина в окрему категорію вин «з контрольованим найменуванням за походженням». До вин з контрольованим найменуванням за походженням відносять вина високої якості, що відрізняються оригінальними органолептичними властивостями, одержувані за спеціальними або традиційними технологіями, з певних сортів винограду, які ростуть у суворо регламентованих місцевостях (мікрозонах), які характеризуються найбільш сприятливими грунтово-кліматичними умовами для зростання даних сортів винограду. У назві таких вин обов'язково вказують найменування місцевості, в якій збирається виноград, і виробляються ці вина. За законодавством подібні вина ніде більше не мають право проводитись. (Негру, Рошу де Пуркарь, Романешти.)
Виробнича класифікація вин - характеризує вина з тих чи інших фізико-хімічними та технологічними параметрами.
Класифікація вина в залежності від якості і термінів витримки.
Всі вина в залежності від якості і термінів витримки діляться на дві групи:
Ординарні вина (звичайні типові) - це вина, що виробляються з різних сортів винограду. Для таких вин виростання винограду регіонально не регламентується. Вина виготовляються за загальноприйнятою технологією. Такі вина довго не зберігаються і їх реалізація як правило здійснюється не пізніше, ніж через шість місяців після закладки його на зберігання (максимальна тривалість зберігання - до 1 липня наступного за збором врожаю року.).
Ординарні вина, в залежності від термінів реалізації діляться:
Молоді вина - натуральні столові вина, що реалізуються до 1 січня наступного за врожаєм винограду року.
Вина без витримки - отримують так само, як і молоді, але реалізують після 1 січня наступного за врожаєм винограду року.
Високоякісні вина - це поліпшені за якістю вина, які виробляються в найбільш сприятливі для дозрівання винограду роки. Вони виходять з певних високоякісних сортів винограду, причому виростання винограду регіонально регламентується, і він культивується в певних регіонах (мікрозонах), де природою створені оптимальні умови для зростання конкретних сортів винограду. При зборі винограду, для цих вин, обов'язково проводиться ретельний контроль і відбір сировини за якістю цукристості і сортовому складу, і воно переробляється у місці збору врожаю. Вина виробляються за традиційними або спеціальними технологіями. Особливістю технології подібних вин є їх тривала витримка у великих (металевих цистернах або дубових бочках) або дрібних (скляних пляшках) ємностях, в результаті чого істотно підвищуються їх органолептичні властивості. Ці вина характеризуються постійним, високою якістю, що зберігається з року в рік. Спіртуозность (фортеця) високоякісних вин повинна становити не менше 10% об.
Класифікація вина в залежності від вмісту вуглекислоти.
Один з головних ознак вин - вміст в них вуглекислоти. За цією ознакою виноградні вина поділяються на дві великі групи: тихі вина - не містять вуглекислоту або містять її в незначній кількості; ігристі або шипучі - мають СО2 в надлишку.
Вина, що містять надмірну кількість вуглекислоти діляться на: штучно насичені вуглекислотою - газовані, насичені вуглекислотою шляхом первинного бродіння - натуральні ігристі і насичені вуглекислотою шляхом вторинного бродіння - ігристі вироблені класичним методом (бродіння в пляшках) і ігристі вироблені традиційним методом (бродіння у великих герметично- закритих резервуарах).
Необхідна умова будь-якого спиртового бродильного процесу-наявність цукру в сировині. Так, у виробництві вина використовується цукор виноградного соку. Майже все вино в світі роблять з винограду одного виду - Vins vinifera. Сік цього винограду - прекрасна сировина для виробництва вина. Він багатий поживними речовинами, служить джерелом утворення приємних запаху і смаку, містить багато цукру, його природна кислотність пригнічує ріст небажаних мікроорганізмів
Виноробство на відміну від пивоваріння до самого останнього часу було засноване на використанні місцевих дріжджів дикого типу. Єдина обробка, якій піддавали виноград до віджимання,-обкурювання сірчистим газом, щоб сік не темнів. Крім того, сірчистий газ пригнічує діяльність не винних дріжджів; це дозволяє винним дріжджів, які менш чутливі до нього здійснювати бродіння без перешкод.
При виготовленні червоного вина гребені кісточки і шкірка до кінця бродіння знаходяться у виноградному суслі, а біле вино роблять з чистого соку. Зазвичай обкурювання сірчистим газом проводять до того, як розчавлюють ягоди, але іноді його застосовують і на більш пізніх стадіях.
У минулому саме з допомогою диких дріжджів і здійснювали спиртове бродіння. У тих районах, де виноробством почали займатися недавно, широко застосовуються дріжджові закваски. Пов'язано це з тим, що бажана мікрофлора може й не бути, а інокуляція стандартної культурою дріжджів дозволяє отримувати вина з потрібними властивостями. Крім того, кількість використовуваного сірчистого газу обмежене законом, і це спонукає застосовувати дріжджові культури-закваски. Винороби не дуже-то покладаються на дріжджі дикого типу, якщо немає впевненості, що конкуренція з боку не винних дріжджів не пригнічена. Використання заквасок дає ряд переваг: скорочується лаг-період розмноження дріжджів, утворюється продукт з відомими властивостями, зменшується ймовірність появи небажаного смаку, оскільки в бродінні не беруть участь дикі дріжджі. У майбутньому використання спеціально створених штамів буде все більше розширюватися: це гарантує необхідні смакові якості вин. Змішані закваски дозволяють отримувати продукцію з повним букетом, що неможливо при роботі з індивідуальними штамами.
Смакові відмінності між сортами винограду визначаються особливими речовинами. Так, у формуванні смаку мускатних сортів беруть участь похідні терпенів, ліналоол і гераніол.
Різні смакові відтінки з'являються при витримці вина; добре відомо, що свій внесок у формування смаку вина вносить його взаємодія з деревиною і повітрям при зберіганні в дерев'яних бочках. Після завершення спиртового бродіння молоде вино зберігають в особливих умовах, щоб воно не зіпсувалося. Якщо вино не передбачається піддавати яблучно-молочнокислому доброджування, його обробляють сірчистим газом, що пригнічує окислювальні процеси, що викликають його потемніння. До цього з вина видаляють дріжджі, щоб припинити бродіння.
Першосортні вина піддають витримці різних періодів у залежності від типу, а більш дешеві розливають, як правило, в той же рік, коли вони отримані. Труднощі при виробленні дешевих вин зазвичай пов'язані з їхньою схильністю до вторинного, яблучно-молочнокислому бродінню, яке розвивається через деякий час після розливу. Якщо вино схильне до такого бродінню, його штучно викликають до розливу, а якщо ні, то пригнічують. При виробництві першосортних червоних вин таке бродіння навіть бажано. Воно становить природну частину процесу і відбувається при зберіганні. Цей тип бродіння здійснюється молочнокислими бактеріями, зокрема Leuconostoc, Lactobacillus і Рedicoccus. Воно не відбувається при низьких значеннях рН, тому створивши такі умови, його можна придушити. У білих винах яблучно-молочнокисле бродіння відбувається рідше, так як рН там нижче. Серед нововведень у цій галузі слід згадати використання для ініціації бродіння іммобілізованих ферментів замість бактерій.
Деякі особливі сорти вин, наприклад сотерн, отримують за участю гриба Botrytis cinerea. Його розвиток на ягодах призводить до їх обезводнення і підвищенню вмісту цукру, що і визначає солодкий смак вина. Зараження повинно відбуватися тільки перед збиранням винограду. Представляє інтерес і ще один процес, званий вуглекислотної мацерацією. Червоні вина, які повинні дозріти до 15 листопада в рік збирання винограду, отримують особливим способом. Виноград не тиснуть, а поміщають цілком в бродильні чани, де тримають в атмосфері вуглекислого газу. Бродіння йде або прямо в ягодах, в анаеробних умовах, або в соку, що виділяється в результаті руйнування шкірки вуглекислим газом. Мікробіологія цього процесу поки не досліджена.
У кріплених винах частина спирту виходить при зброджуванні винограду дріжджами, а частина додається. До числа таких вин відносяться портвейн, херес і мадера.
Подальші успіхи виноробства будуть визначатися використанням більш ефективних штамів винних дріжджів і комерційних препаратів дріжджових заквасок. Це дозволить отримувати вина особливої якості.
Один з найбільш важливих аспектів використання ферментних препаратів - їх дія на полімери сусла та вина (білок, пектинові речовини, нейтральні полісахариди).
Підвищений вміст високомолекулярних речовин ускладнює процес переробки винограду і обробки молодого вина. Сусло і вина з високим вмістом полімерів погано освітлюються, важко піддаються стабілізації.
Ферментні препарати, як вітчизняного, так і зарубіжного виробництва, являють собою комплекси ферментів. Вони мають пектолітіческой, протеолітичної, амілолітичною, целлюлазной, геміцеллюлазной і рядом інших активностей. Ферментні препарати використовуються в дозах від 0,0005 до 0,03% до маси винограду, мезги або до обсягу сусла.
До пектінрасщепляющім належать 3 ферменту: пектінестераза, полігалактуроназу, пектатліаза. При первинній обробці винограду ферменти вступають у взаємодію зі складною середовищем, компоненти якої по-різному можуть впливати на активність ферментів.
У виноробстві застосування пектолітіческіх ферментів для збільшення виходу та освітлення сусла та вин було запропоновано в 1936 р. Застосування ферментних препаратів збільшує вихід сусла в середньому на 10%, а вихід вина - на 1%.
Ферментні препарати застосовуються на різних стадіях виготовлення вин. По-перше, доцільно їх використання для фільтрації й освітлення сусла. Свіже виноградне сусло фільтрується з великими труднощами з-за високого вмісту високомолекулярних речовин. Ферментні препарати частково гідролізують білки, полісахариди, що призводить до зниження в'язкості сусла, збільшення швидкості фільтрації, освітленню.
Обробка виноградної мезги ферментами сприяє підвищенню біологічної цінності соків і вин. Значною мірою підвищується екстракція фенольних і фарбувальних речовин, підвищується вміст флаваноїдів. Вина швидше дозрівають і вимагають більш раннього розливу.
4. Спирт
Для отримання напою, що містить 40% (за об'ємом) спирту, потрібна перегонка. Її здійснюють в перегінних апаратах, що представляють собою модифікації пристрою, запропонованого ще в 1830 р. Коффі і носить його ім'я. Відмінності в сортах спиртових продуктів залежать в основному від природи сировини, а також від того, чи піддавався кінцевий продукт витримці. У спиртовому виробництві використовуються придатні для цих цілей штами SaccНaromyces. Великі спиртові заводи завжди підтримують свою власну культуру дріжджів в спеціальних середовищах. Вибір штаму дріжджів при виробництві спирту визначається його продуктивністю в особливих умовах бродячого сусла. Бродіння має йти активно з утворенням спирту у кількості, близькому до теоретичної межі. Деякі сорти спирту зазвичай виробляють з цілком визначених типів сировини. Так, коньяк, одержуваний при перегонці вина, роблять з винограду, а шотландський віскі - з ячмінного солоду. Інші напої - американський віскі, джин і горілку, які зазвичай роблять із зерна (наприклад, кукурудзи), можна робити на основі іншого придатного сировини. Ром зазвичай отримують з меляси цукрової тростини або буряку. Коли сировиною служить зерно (наприклад, пшениці чи кукурудзи), до зброджування необхідно гідролізувати крохмаль до Сахаров. Так, віскі - це продукт перегонки пива без хмелю. Перші стадії процесу виробництва віскі такі ж, що і при приготуванні сусла в пивоварінні. Однак, якщо застосовують кукурудзу або інші зернові, то до приготування сусла безпосередньо в бродильних чанах проводять обробку крохмалю в зерні ферментами солоду.
Якщо для виробництва спирту використовують мелясу такі попередні операції не потрібні, оскільки вуглеводи в ній містяться у формі, придатній для зброджування. Тим не менш, сировину все ж доводиться готувати до процесу: освітлювати, підігрівати і розводити водою щоб отримати концентрацію цукру, оптимальну для бродіння. Після підготовки сировини додають культуру відповідних дріжджів і ведуть зброджування. У самому кінці, коли концентрація спирту досягне 9-11 /. (За об'ємом), дріжджі відокремлюють шляхом відстоювання. Залишки їх можна видалити центрифугуванням. Застосовуються два способи: кубовий і безперервної перегонки (патент Коффі). Після цього продукт відправляють або на дозрівання (наприклад, віскі), або проводять завершальні операції і розливають по пляшках (джин, горілка) Для продажу спіртопродукти зазвичай розводять до стандартної скінчено, рації в них спирту (40% за обсягом).
Зупинимося на деяких важливих особливостей провадження окремих різновидів спіртопродуктов. Дуже важливо використовувати правильний штам дріжджів. При виробленні рому для виробництва сортів з сильним запахом зазвичай застосовуються штами дріжджів Scнizosaccнaromyces, а з менш інтенсивним - швидкодіючі Saccнaromyces. Зазначимо, що процес утворення спирту прискорюється бактеріями Clostridium saccнarobutyricum. Найкращий ром отримують в тому випадку, коли співвідношення бактерій до дріжджів становить 1:5. Культуру бактерій вносять, коли концентрація спирту досягає 3,5-4,5%, а цукру - 6% (вага / об 'єм).
Штами дріжджів, що використовуються в спиртовій промисловості, повинні зберігати життєздатність аж до концентрації етанолу 12-15% (за об'ємом). Крім того, якщо в якості сировини використовується зерно, дріжджі повинні мати здатність гідролізувати низькі олігосахариди до глюкози. Це необхідно для повного перетворення крохмалю в етиловий спирт і вуглекислий газ.
Перегонка - дорогий етап процесу, так як він енергоємний. Використання дріжджів, що витримують підвищені концентрації спирту, зменшує енерговитрати на цьому етапі, оскільки для досягнення однієї і тієї ж концентрації спирту треба відганяти менше води. Очікується, що робота зі створення нових штамів дріжджів, стійких до ще більш високих концентрацій спирту, буде успішною.
Поки вуглеводи не переведені у форму, засвоювану дріжджами, бродіння не відбувається. Додавання гідролізують крохмаль ферментів прискорює цей процес. Для цього зазвичай застосовують амілазу з культуральної рідини штамів Bacillus subtilis і амілоглюкозідазу, що виділяється з культур грибів штамів Asрergillis niger і близьких форм
5. Сидр
Зброджений яблучний сік відомий під назвою сидр. У технології виробництва сидру і вина є багато подібного.
Коли роблять сидр, яблука насамперед подрібнюють в кашку і віджимають сік. Для цього застосовують як преси, так і інші пристрої. Способи підготовки соку перед бродінням вельми різноманітні; він може використовуватися як без обробки, так і після придушення в ньому природної мікрофлори та заміщення її дріжджами відповідних штамів Найчастіше сік обробляють сірчистим газом, ніж пригнічують розвиток Kloeckera aрiculata, несприятливо впливають на смак готового сидру. Слідом за цим можна починати бродіння. Воно відбувається або під впливом диких дріжджів, або після додавання дріжджової культури-закваски. Вимоги, що пред'являються до дріжджів при виробництві сидру, загалом, ті ж, що і в інших бродильних процесах: вони повинні забезпечувати повноту зброджування, високу його швидкість і легко випадати в осад. Так як SaccНaromyces ростуть повільно, тому при великомасштабному виробництві сидру нерідко до обробленого сірчистим газом соку додають ті чи інші чисті культури дріжджів. Різні штами дріжджів утворюють специфічні ароматичні речовини. Тому при виробництві сидру точно так само, як у пивоварінні, можна використовувати різні штами для додання напою специфічного смаку. Щоб отримати сидр певного сорту, що додаються дріжджі повинні переважати над дикими, швидше розмножуватися і визначати кінцеві властивості продукту. Запуск процесу домінуючим видом дріжджів - один з найбільш поширених способів, що застосовуються при великомасштабному виробництві сидру. Важливо, щоб дріжджі могли утворювати полігалактуронідазу, необхідну для гідролізу деетеріфіцірованних пектинів до галактуроновой кислоти. В іншому випадку в кінці бродіння сидр не прояснює. Для прояснення сидру нерідко додають ферменти, гідролізують пектин, включаючи полігалактуронідазу; їх отримують з грибів.
Для придушення розвитку всіх штамів дріжджів, крім необхідних для ферментації, при виробництві сидру застосовують сірчистий газ за тією ж схемою, що й у виноробстві. Якщо не дбати про чистоту апаратури і не застосовувати сірчистий газ, дикі дріжджі можуть розмножуватися і витісняти культурні. При виборі конкретного штаму дріжджів треба враховувати, які смакові якості вони передадуть утворюється продукту; можна отримати сидр як з невеликим, так і з помітним вмістом сивушних масел. Для додання сидру необхідних якостей потрібно використовувати певний штам дріжджів.
По завершенні бродіння сидр відокремлюють від дріжджів і освітлюють. Оскільки в сидр є яблучна кислота, то, як і в вині, в ньому може початися яблучно-молочнокисле бродіння. Таке бродіння не відбувається, якщо сидр дуже кислий або його містять на холоді. Як і у випадку пивоваріння, розвиток виробництва сидру буде визначатися селекцією нових штамів дріжджів, що дозволяють отримувати продукти з властивостями, що відповідають смакам різних споживачів.
6. Оцет
Хоча оцет і не належить до алкогольних напоїв, ми вирішили зупинитися на його виробництві в цьому розділі, оскільки одна з двох стадій його отримання включає спиртове бродіння.
Оцет - це продукт, що містить не менше 4% (вага / об 'єм) оцтової кислоти; його отримують за допомогою двостадійного процесу. Спочатку здійснюється спиртове бродіння, в ході якого цукор-сировина перетворюється на спирт за участю S. cerevisiae. Сировиною може бути будь-який продукт, який зброджується з утворенням спирту. Після завершення цього етапу дріжджів дають осісти і збирають надосадову рідину. Вміст спирту доводять до 10-13%. Якщо в ході бродіння для пригнічення росту бактерій додають сірчистий газ, то перед подальшими операціями його видаляють. На наступному етапі етиловий спирт перетворюється в оцтову кислоту (проміжним продуктом є ацетальдегід). Всі процеси отримання оцту відбуваються за участю змішаних культур Acetobacter, в деяких випадках застосовують закваски. На цій стадії основну роль грають бактерії A. orleanense, A. scНuetzenbacНii, A. curuim і близькі до них мікроорганізми. Бродіння відбувається в аеробних умовах з споживанням великої кількості кисню і виділенням тепла. Раніше цей процес протікав повільно, але його вдалося вдосконалити і збільшити перетворення етилового спирту в оцтову кислоту. Довгий час метод глибинної ферментації в цьому виробництві застосувати не вдавалося. Проблему вдалося вирішити лише після другої світової війни в результаті досліджень аерації культур у виробництві антибіотиків. Сьогодні ця технологія має широке застосування.