Брожение сусла
Рекомендуемые расы дрожжей для сбраживания красной смородины. Сбраживание смородинового сока проводится на чистых культурах дрожжей Saccharomyces viniиSaccharomyces oviformis, приспособленных к обитанию в средах со значительной кислотностью и спиртуозностью. Оптимальная температура для жизнедеятельности винных дрожжей 22…28 °С. Если забраживание началось при благоприятной температуре (22…23 °С), то понижение ее в дальнейшем не оказывает отрицательного действия на процесс брожения.
Использование дрожжей чистой культуры позволяет обеспечить полноту выбраживания, повысить коэффициент выхода спирта, обеспечить чистоту брожения и высокое качество виноматериалов.
Брожение можно проводить как периодическим, так и непрерывным способом. В первом случае дрожжевая разводка задается в количестве 3 % объема сбраживаемого сока. При низкой температуре окружающей среды (12…14 °С), количество вносимой дрожжевой разводки увеличивают до 5 %.
Оптимальная температура брожения 20 °С.
1.2.3.1 Брожение сусла по белому способу
На винодельческих предприятиях применяют периодический и полунепрерывный методы брожения сусла.
А) Брожение сусла периодическим методом 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 СО2и 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, 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 г.). 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 суток.
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.
Контроль и управление за 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.
Б) Брожение сусла полунепрерывным методом осуществляется на бродильных установках БА-1 (Рисунок 1.2), предложенная А. М. Жуковым и П. Д. Баженовым (1965 г.). Установка состоит из шести вертикальных бродильных резервуаров вместимостью по 2000 дал и пяти верхних напорных бачков вместимостью по 190 дал.
Принцип работы установки отъемно-доливной. Непрерывные циклы перемещения бродящего сусла из резервуара в резервуар, состоящие из двух периодов: отъема и долива, осуществляются под давлением СО2брожения.
Бродильные резервуары и трубы подъема снабжены рубашками, что позволяет регулировать температуру бродящего сусла. Производительность установки при сахаристости сусла 17 г/100 см3и остаточном сахаре в виноматериалах 2,5 г/100 см37000 дал/сут. Коэффициент заполнения бродильных резервуаров 0,85. Дображивают сусло периодическим методом.
Рисунок 1.2 – Бродильная установка БА-1
Установки БА-1 работают в заданном режиме и предназначены для приготовления марочных и ординарных белых столовых вин, шампанских и коньячных виноматериалов. Для приготовления сухих виноматериалов дображивание проводят периодическим методом.
1.2.3.2 Брожение сусла по красному способу
Брожение на мезге проводят в производстве красных вин, а также некоторых белых крепленых 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.
Для обеспечения достаточного экстрагирования фенольных, ароматических и других веществ из кожицы и отчасти семян брожение на мезге проводят при температуре 28…30 °С, так как низкая температура не обеспечивает получения достаточно окрашенных и экстрактивных виноматериалов. Цвет вина при прочих равных условиях тем интенсивнее, чем выше температура брожения. Однако чрезмерно высокая температура недопустима: при температуре 36 °С активность дрожжей резко снижается, вина получаются сильно окрашенными, но с мало выраженным сортовым ароматом и вкусом. При температуре 39…40 °С дрожжи отмирают, спиртовое брожение прекращается, ускоряется развитие болезнетворных микроорганизмов: маннитных, молочнокислых и других бактерий.
Важным условием для полноты экстрагирования необходимых веществ в процессе брожения на мезге является хороший контакт кожицы и семян с бродящим суслом. Это условие обеспечивается различными технологическими приемами, зависящими от способов ведения процесса брожения.
В настоящее время применяют следующие основные способы брожения на мезге: брожение в открытых чанах с плавающей или погруженной шапкой и брожение в закрытых чанах с плавающей или погруженной шапкой.
А) При брожении в открытых резервуарах с плавающей шапкой (Рисунок 1.3, а) ее перемешивают не менее 3…4 раз в сутки и всплывшие на поверхность частицы погружают в бродящее сусло. Погружение и перемешивание шапки необходимо для лучшего экстрагирования красящих и дубильных веществ, выравнивания температуры всей бродящей массы и исключения развития в шапке уксуснокислых бактерий. В небольших чанах шапку перемешивают ручными мешалками, в крупных резервуарах – механическими или перекачиванием бродящего сусла насосом из нижней части резервуара в верхнюю – на шапку. Хорошие результаты дает перемешивание шапки диоксидом углерода, образующимся при брожении.
При этом непосредственно под шапкой температура выше на 4…5 °С, а концентрация сахара меньше на 3…5 %, чем на дне резервуара.
Недостатком открытого брожения с плавающей шапкой является большая трудоемкость многократно проводимых погружений шапки, а также невозможность использования открытых резервуаров после брожения для хранения вина. Однако брожение с плавающей шапкой обеспечивает высокое качество столовых красных вин: они получаются с хорошо развитым букетом и гармоничным вкусом. Поэтому способ брожения с плавающей шапкой применяют в производстве некоторых марочных красных столовых вин высокого качества.
При брожении в открытых резервуарах с погруженной шапкой (Рисунок 1.3, б) твердые частицы мезги не всплывают на поверхность, а удерживаются в сусле решетчатой или перфорированной перегородкой, располагаемой на 1/4 от верха резервуара. В этом случае шапка образуется под перегородкой и ее покрывает бродящее сусло, которое поднимается вверх за счет давления выделяющегося СО2.
Основное преимущество брожения с погруженной шапкой – уменьшение опасности уксусного скисания и снижение затрат труда и энергии на ее погружение и перемешивание. К недостаткам этого способа относятся меньшее, чем при брожении с плавающей шапкой, извлечение красящих веществ и сильное уплотнение твердых частиц мезги под перегородкой, в связи с чем возникает необходимость в перекачивании сусла насосом 1…2 раза в сутки для лучшего экстрагирования.
а б
Рисунок 1.3 – Схема брожения мезги с плавающей и погруженной «шапкой» в чанах
1 – открытого с плавающей шапкой; 2 – открытого с погруженной шапкой; 3 – закрытого с плавающей шапкой; 4 – закрытого с погруженной шапкой
Б) Брожение и закрытых резервуарах, как и в открытых, может проводиться с плавающей или погруженной шапкой. Плавающая шапка в закрытом резервуаре находится все время в атмосфере диоксида углерода, в связи, с чем отпадает необходимость в ее многократном погружении и перемешивании. Для брожения с погруженной шапкой применяют такие же решетчатые или перфорированные перегородки, как в открытых резервуарах. Загрузку закрытых резервуаров мезгой проводят через люки при разобранной перегородке, затем перегородку устанавливают в рабочее положение, закрывают люк и устанавливают бродильный затвор. В таком положении закрытый резервуар оставляют до окончания брожения.
Закрытые бродильные резервуары имеют крышки, снабженные бродильными затворами, которые устроены так, что образующийся при брожении диоксид углерода имеет свободный выход из резервуара, а проникновение воздуха в него исключается. Таким образом, особенностью брожения в закрытых резервуарах является отсутствие доступа кислорода воздуха к бродящей среде, благодаря чему предотвращается ее окисление.
Преимущества брожения в закрытых резервуарах состоят в меньшей трудоемкости обслуживания процесса, более равномерном распределении температуры во всем объеме бродящей массы, лучших санитарно-гигиенических условиях производства.