АЛКОХОЛНА ФЕРМЕНТАЦИЯ

         Статията е взета от книгата на Димитър Цаков

       ” Производство на домашни вина и ракии”


      

     1

        Алкохолната ферментация при производството на вино протича на два етапа – бурна ферментация и тиха ферментация.

        Бурната ферментация продължава средно около 5-6 дни и се характеризира с бурно отделяне на въглероден двуокис, което създава илюзия,че мъстта /кашата/ ври. През този етап се отделя голямо количество въглероден двуокис,който като по-тежък от въздуха заема ниските части в помещенията, наслоява се и представлява сериозна опасност  за хората. За избягване на нещастни случаи през време  на бурната ферментация помещенията трябва да се проветряват и влизането в тях да става със запалена свещ. Ако свещта угасне, това показва, че помещението е наситено с въглероден двуокис и не бива да се влиза. Първо се проветрява и след това може да се влиза.

        Тихата ферментация продължава около 2-3 седмици. През този период се доразгражда останалото малко количество захар.

        При долепване на ухото до съда се чува леко шумене, дължащо се на бавно отделящия се въглероден двуокис. Във виното протичат редица физико-химични  процеси, в резултат на които след приключване на тихата ферментация то се избистря и придобива характерните вкусови качества на младо вино.

                                                ВИНЕНИ  ДРОЖДИ

        Независимо че химичните промени,които стават по време на алкохолната ферментация,са известни, причината, която ги предизвиква, дълго време е била предмет на продължителни спорове. Пръв великият френски учен Луи Пастьор по безспорен начин е доказал, че алкохолната ферментация  се причинява от малки невидими с просто око живи организми,наречени дрожди.

        Това са едноклетъчни организми от групата на низшите гъби, които се срещат по

повърхността  на гроздето и др. плодове. Дрождите разграждат захарта и я превръщат в алкохол благодарение на образуваните в тях ензими. Голямото  разнообразие на винените дрожди в природата се разделят на две основни групи – диви и културни. Това разделение е чисто условно и се базира главно на ползата или вредата, която допринасят при ферментацията. Към дивите дрожди обикновено се причисляват всички онези, които използват повече захар за образуване на 1 процент алкохол, не понасят високи концентрации алкохол и серен двуокис и произвеждат продукти, влошаващи качеството на вината. Обратно – културните дрожди използват по-икономично захарта,произвеждат повече алкохол и понасят по-високи дози серен двуокис и по-високи концентрации на захар и алкохол. Произвеждат качествени вина. От тях са селекционирани много щамове,които се използват в промишленото винопроизводство.

        Върху развитието и дейността на дрождите влияние оказват редица фактори, по-важни от които са температурата, кислородът, алкохолът, захарта,серният двуокис,въглеродният двуокис и др. най-подходяща температура за развитието на дрождите е от 20 до 28 градуса. Повишаването на температурата до 35 градуса потиска силно дейността им, а при 40 градуса престават да действат. При  температура под 10-12 градуса ферментацията протича бавно. Има раси дрожди , наречени криофилни, които могат да се размножават  и да причиняват лека ферментация дори при 2  градуса. Качествени бели вина се получават, когато ферментацията протича при температура около 18-20 градуса. Оптималната температура за ферментация при производството на висококачествени червени вина е 25-28 градуса. Кислородът е необходим преди всичко  за размножаване на дрождите. Това налага в началото на ферментацията да се направят едно-две протакания. След това не бива да се правят протакания, защото е установено, че  когато ферментацията протича при силно проветряване на ферментиращата маса, се образува по-малко алкохол.

        Максималната доза алкохол,поносима от различните раси дрожди, варира в доста широки граници. Дивите дрожди не могат да се развиват в среда с алкохолно съдържание над 5-6  об.%.Някои културни раси издържат до 18 об.% алкохол.

        Влияние върху дрождите оказва и концентрацията на захарта. Мъст със захарно съдържание над 30 процента затруднява ферментацията и дрождите не могат да я разградят докрай, защото образувалият се алкохол също ги потиска. При захарност от 18-19 процента до 22-23 процента , каквато обикновено е захарността на гроздето у нас, ферментацията  протича нормално до разлагането на цялото количество  захар.

        Серният двуокис влияе различно върху отделните раси дрожди. Дози от 60-70 мг на литър потискат развитието на дивите дрожди. Културните дрожди се развиват нормално и при 200 мг/л. Това обстоятелство осигурява приложението на серен двуокис във винопроизводството, изразяващо се в използването на квас от културни раси дрожди, осигуряващи високо качество  на виното.

        Алкохолната ферментация при производството на домашни вина протича спонтанно от намиращите се по гроздето дрожди. Те са представени от различни видове и поносимостта им към серен двуокис е различна. В този случай серният двуокис играе  селективна роля ,като потиска развитието на дивите дрожди, които дават по-малко  алкохол и вина с посредствени качества. По този начин ферментацията  протича с дрожди, осигуряващи високо качество на вината. Но тъй като в домашното винопроизводство не се използва квас от селекционираните дрожди, с дозите серен двуокис не бива да се прекалява. Както вече се отбелязва , в домашни условия при добре узряло и здраво грозде и нормална температура подходящи дози са от 5 до 8 г на 100 кг грозде, респективно за 100 л мъст, при положение че гроздовата каша преди отделяне на мъстта не е сулфитирана.

                                             ПРИГОТВЯНЕ  НА  КВАС /МАЯ/

        Умерените дози серен двуокис потискат или убиват всички плесени,бактерии и диви дрожди. Това дава възможност алкохолната ферментация да протича с културни раси дрожди чрез използване на предварително приготвен квас.Приготвянето на квас от селекционирани културни раси дрожди в домашни условия не се практикуват. Вместо с тях може бързо и удобно да се приготви квас от намиращите се по гроздето дрожди. Приготвянето става по следния начин.Няколко /3-4/ дни  преди гроздобера се набира добре узряло здраво грозде, в количество в зависимост от очаквания добив. За 100кг грозде са необходими 3 литра квас, който може да се получи от 6-7 кг грозде.Ако очакваният добив е 800 кг грозде , за него ще е необходим около 24л квас. Това количество квас ще се получи от около 60 кг грозде. Набраното грозде се смачква и мъстта се отделя. Сулфитира се с 10г серен двуокис за 100л. В случай ще са необходими 2,4г които се съдържат в 50 мл серниста киселина. Мъстта  се налива в по-голяма  тенджера или пластмасов бидон, покрива се с чист тензух и се оставя в помещение с температура около 22-23 градуса. След 24-48 часа започва бавна  ферментация , която постепенно се усилва. Когато започне бурна ферментация,квасът /маята8 е готов и може да се използва.при положение че няма възможност да се приготви квас, засяване може да стане, като се ползва бурно ферментиращ материал от друг съд или от съсед , който е извършил по-рано гроздобера. Количеството на кваса е 3 процента  от общия обем на гроздовата каша /мъстта/.

        Обикновено в домашни условия ферментацията протича без използване на квас. При нормални условия след смачкване на гроздето е необходимо само сулфитиране с 5-6 г серен двуокис за 100 кг гроздова каша или 100л мъст. В зависимост от температурата ферментацията започва след няколко часа. Ферментацията  на мъстта започва по0късно, тъй като в нея има по-малко дрожди. Когато времето е студено ,но гроздето е здраво, използването на серен двуокис може да се внесе направо във виното  след приключване  на тихата ферментация. През време на ферментацията не бива да се внася серен двуокис,защото затормозява дрождите. За да функционират, те са принудени да образуват в голямо количество алдехиди, които придават изветрял вкус на виното.

                                               КОНТРОЛ  НА  ФЕРМЕНТАЦИЯТА

        Вкусовите качества и стабилност на вината до голяма степен зависят от правилно протеклата алкохолна ферментация. При нарушена ферментация се получават вина с дефекти, някои от които трудно се отстраняват. Това налага ферментационният процес да се контролира. Контролът се изразява в системно проследяване на изменението в относителната плътност се измерва  с ареометъра на Дюжарден,в който е вграден и термометър. За целта един път в денонощието, примерно сутрин, се взема средна проба, на която се определя относителната плътност и температурата. Пробата се взема след изтакане на една –две кофи мъст, пълни се цилиндър, в който внимателно се пуска ареомерът.Отчетените данни се нанасят на ферментационен картон, прикрепен  на съда, в който протича ферментацията .в домашното  винопроизводство не е възможно осъществяването на такъв контрол. Това обаче не освобождава винопроизводителите от грижата да наблюдават всеки ден хода на ферментацията, и при смущение своевременно да се предприемат съответни мерки.

        Нормалната ферментация се характеризира с видимо кипене при бурната ферментация и шум от леко пукане при тихата, намаляване на относителната плътност и повишаване на температурата. Ако се забележи смущение  или отклонение от посочените показатели, това е указание, че ферментационният процес е затормозен. На практика най-честа причина за смущение е ниската температура.Поради малкия обем на съдовете високата  рядко може да бъде причина за спиране на ферментацията. Когато  причината е в ниската температура, се налага затопляне на помещението или на ферментиращия материал. За целта се оттака  определено количество мъст, която се загрява в емайлиран или меден съд до температура 60 градуса. Загрятата мъст се връща в общото количество. Тази операция се повтаря, докато температурата в съда се повиши  до 17-18 градуса. При загряване на мъстта температурата не бива да превишава 70 градуса, защото виното ще придобие вкус на варено.

        Другият начин за повишаване на температурата е затопляне на помещението. В такива случаи вратите и прозорците се затварят и се запалва печка.

        Забавяне и смущение на ферментацията може да се получи и при пресулфитиране, внасяне на високи дози серен двуокис. Изходът в такива случаи е внасяне на свежа /несулфитирана/ гроздова каша или мъст, претакане и внасяне на активна мая. Маята се внася на повърхността без размесване. Когато започне усилено кипене, може да се направи едно претакане, за да се възбуди ферментация в цялото количество.

Алкохолната ферментация е сложен микробиологичен и биохимичен процес, катализиран от сложен комплекс ензими, при който захарта се превръща в алкохол и въглероден двуокис. Освен тях в минимални количества се образуват още глицерин, янтарна киселина, оцетна киселина и други продукти. Луи Пастьор е установил, че при ферментацията на 100 части гроздова захар се образуват 48.4 части алкохол и 46.5 части въглероден двуокис, 3.3 части глицерин,0.6 части янтарна киселина и 1.2 части други вещества. Образуването  на тези продукти показва, че процесът не е еднопосочен и не протича съгласно уравнението :

        С12Н22О11 + Н2О = 4СО2 + 4С2Н5ОН

        При ферментацията се получават междинни продукти, въз основа на които редица учени обясняват химизма като процес, преминаващ през 7, а според по-нови проучвания през 12 отделни фази.

        Поради биохимичната същност на алкохолната ферментация наред с основните продукти се отделя и значително количество топлина.Същността на алкохолната ферментация, която е била позната  още в дълбока древност,е изяснена едва през втората половина на 19 век. В общи линии алкохолната ферментация протича съгласно уравнението

        С6Н12О6  – 2С2Н5ОН + 2СО2 + 117.87 Ксаl топлина

        Това уравнение не обхваща всички продукти, получавани при ферментацията. Върху процеса на ферментацията влияние оказват много външни фактори като кислород, въглероден двуокис, концентрацията на захарта ,количеството на серния двуокис и температурата.

        Въз основа на прецизни изследвания е установено, че при ферментацията на 1 г захар се получава около 0.59 куб.см алкохол, което се равнява на 0.59 об.% алкохол. Въз основа  на тези данни може предварително да се изчисли алкохолният градус на виното,което ще се  получи от  мъст с определено захарно съдържание. Например, ако мъстта е съдържала 20 процента захар,след приключване на ферментацията  виното ще има 20 х 0.59 = 11.80 об.%алкохол.За още по-лесно изчисление на практика се приема, че от 1г захар се получава 0.6 об.%алкохол.