Биотехнология и бродильные производства

Крепкие вина. К крепким относятся портвейн, мадера, херес, марсала.

Портвейн содержит, как правило, 17-20% спирта и 7-14% сахара. Около 10% спирта - естественного наброда, остальное - спирт внесенный при спиртовании. Впервые этот напиток был получен в Португалии, недалеко от города Порто. Характерная особенность вина - тона сухофруктов в аромате. Этого достигают за счет длительной выдержки вина в бочках, в помещениях (термокамерах) с высокой температурой (до 40 градусов), либо на улице (на солнечных площадках) в жаркий летний период. Длительность выдержки 1-2 года.

Классификация вин по содержанию спирта.

Столовые (натуральные) вина - получают полным или частичным спиртовым сбраживанием виноградных гроздей, мезги или сусла и содержат спирт этиловый полученный в результате естественного брожения. Они содержат 8,5-14% об. спирта.

Крепленые (специальные) вина - (крепкие и десертные) вырабатывают путем неполного сбраживания винограда, мезги или сусла с дальнейшим добавлением этилового спирта, а также из виноматериалов с применением специальных технологических приемов, придающих специфические органолептические свойства. Крепкие вина содержат больше спирта (17- 20% об.) и меньше сахара (до 14 г/100 мл), а десертные, наоборот,- меньше спирта-12-17% об., и больше сахара-до 35 г/100 мл.

Классификация вин в зависимости от сроков выдержки и используемых для этого емкостей высококачественные вина подразделяются на 3 группы:

Выдержанные вина - вина улучшенного качества с обязательной выдержкой в крупных стационарных емкостях, перед розливом в бутылки, не менее 6 месяцев (считая с 1 января следующего за урожаем года).

Марочные вина - вина высокого качества, продолжительность выдержки которых в крупных стационарных емкостях должна быть не менее 1,5 года для марочных столовых вин и не менее 2 лет для марочных крепких и десертных вин (считая с 1 января следующего за урожаем года).

Коллекционные вина - это лучшие марочные вина, которые после окончания срока выдержки в дубовой таре или металлических резервуарах дополнительно разливаются в бутылки и выдерживаются в специальных условиях энотек не менее трех лет.

Некоторые вина, получаемые в определенных винодельческих регионах, отличаются необыкновенными аромато-вкусовыми свойствами. Вследствие этого в виноделии появилась необходимость выделить такие вина в отдельную категорию вин «с контролируемым наименованием по происхождению». К винам с контролируемым наименованием по происхождению относят вина высокого качества, отличающиеся оригинальными органолептическими свойствами, получаемые по специальным или традиционным технологиям, из определенных сортов винограда, произрастающих в строго регламентируемых местностях (микрозонах), которые характеризуются наиболее благоприятными почвенно-климатическими условиями для произрастания данных сортов винограда. В названии таких вин обязательно указывают наименование местности, в которой собирается виноград, и производятся эти вина. По законодательству подобные вина нигде более не имеют право производиться. (Негру, Рошу де Пуркарь, Романешты.)

Производственная классификация вин - характеризует вина по тем или иным физико-химическим и технологическим параметрам.

Классификация вина в зависимости от качества и сроков выдержки.

Все вина в зависимости от качества и сроков выдержки делятся на две группы:

Ординарные вина (обыкновенные типичные) - это вина, вырабатываемые из разных сортов винограда. Для таких вин произрастание винограда регионально не регламентируется. Вина производятся по общепринятой технологии. Такие вина долго не хранятся и их реализация как правило осуществляется не позднее, чем через шесть месяцев после закладки его на хранение (максимальная продолжительность хранения - до 1 июля следующего за сбором урожая года.).

Ординарные вина, в зависимости от сроков реализации делятся:

Молодые вина - натуральные столовые вина, реализуемые до 1 января следующего за урожаем винограда года.

Вина без выдержки - получают так же, как и молодые, но реализуют после 1 января следующего за урожаем винограда года.

Высококачественные вина - это улучшенные по качеству вина, которые производятся в наиболее благоприятные для созревания винограда года. Они получаются из определенных высококачественных сортов винограда, причем произрастание винограда регионально регламентируется, и он культивируется в определенных регионах (микрозонах), где природой созданы оптимальные условия для произрастания конкретных сортов винограда. При сборе винограда, для этих вин, обязательно производится тщательный контроль и отбор сырья по качеству сахаристости и сортовому составу, и оно перерабатывается в месте сбора урожая. Вина производятся по традиционным или специальным технологиям. Особенностью технологии подобных вин является их длительная выдержка в крупных (металлических цистернах или дубовых бочках) или мелких (стеклянных бутылках) ёмкостях, в результате чего существенно повышаются их органолептические свойства. Эти вина характеризуются постоянным, высоким качеством, сохраняющимся из года в год. Спиртуозность (крепость) высококачественных вин должна составлять не менее 10 % об.

Классификация вина в зависимости от содержания углекислоты.

Один из главных признаков вин - содержание в них углекислоты. По этому признаку виноградные вина делятся на две большие группы: тихие вина - не содержащие углекислоту или содержащие ее в незначительном количестве; игристые или шипучие - имеющие СО2 в избытке.

Вина, содержащие избыточное количество углекислоты делятся на: искусственно насыщенные углекислотой - газированные, насыщенные углекислотой путем первичного брожения - натуральные игристые и насыщенные углекислотой путем вторичного брожения - игристые произведенные классическим методом (брожение в бутылках) и игристые произведенные традиционным методом (брожение в крупных герметически-закрытых резервуарах).

Необходимое условие любого спиртового бродильного процесса -наличие сахара в сырье. Так, в производстве вина используется сахар виноградного сока. Почти все вино в мире делают из винограда одного вида - Vins vinifera. Сок этого винограда - прекрасное сырье для производства вина. Он богат питательными веществами, служит источником образования приятных запаха и вкуса, содержит много сахара; его природная кислотность подавляет рост нежелательных микроорганизмов

Виноделие в отличие от пивоварения до самого последнего времени было основано на использовании местных дрожжей дикого типа. Единственная обработка, которой подвергали виноград до отжима, -окуривание сернистым газом, чтобы сок не темнел. Кроме того, сернистый газ подавляет деятельность не винных дрожжей; это позволяет винным дрожжам, которые менее чувствительны к нему осуществлять брожение без помех.

При изготовлении красного вина гребни косточки и кожица до конца брожения находятся в виноградном сусле, а белое вино делают из чистого сока. Обычно окуривание сернистым газом проводят до того, как раздавливают ягоды, но иногда его применяют и на более поздних стадиях.

В прошлом именно с помощью диких дрожжей и осуществляли спиртовое брожение. В тех районах, где виноделием начали заниматься недавно, широко применяются дрожжевые закваски. Связано это с тем, что желаемая микрофлора может и отсутствовать, а инокуляция стандартной культурой дрожжей позволяет получать вина с нужными свойствами. Кроме того, количество используемого сернистого газа ограничено законом, и это побуждает применять дрожжевые культуры-закваски. Виноделы не очень-то полагаются на дрожжи дикого типа, если нет уверенности, что конкуренция со стороны не винных дрожжей не подавлена. Использование заквасок дает ряд преимуществ: сокращается лаг-период размножения дрожжей, образуется продукт с известными свойствами, уменьшается вероятность появления нежелательного вкуса, поскольку в брожении не участвуют дикие дрожжи. В будущем использование специально созданных штаммов будет все более расширяться: это гарантирует необходимые вкусовые качества вин. Смешанные закваски позволяют получать продукцию с полным букетом, что невозможно при работе с индивидуальными штаммами.

Вкусовые различия между сортами винограда определяются особыми веществами. Так, в формировании вкуса мускатных сортов участвуют производные терпенов, линалоол и гераниол.

Различные вкусовые оттенки появляются при выдержке вина; хорошо известно, что свой вклад в формирование вкуса вина вносит его взаимодействие с древесиной и воздухом при хранении в деревянных бочках. После завершения спиртового брожения молодое вино хранят в особых условиях, чтобы оно не испортилось. Если вино не предполагается подвергать яблочно-молочнокислому дображиванию, его обрабатывают сернистым газом, что подавляет окислительные процессы, вызывающие его потемнение. До этого из вина удаляют дрожжи, чтобы прекратить брожение.

Первосортные вина подвергают выдержке различных периодов в зависимости от типа, а более дешевые разливают, как правило, в тот же год, когда они получены. Трудности при выработке дешевых вин обычно связаны с их склонностью к вторичному, яблочно-молочнокислому брожению, которое развивается через некоторое время после разлива. Если вино склонно к такому брожению, его искусственно вызывают до разлива, а если нет, то подавляют. При производстве первосортных красных вин такое брожение даже желательно. Оно составляет естественную часть процесса и происходит при хранении. Этот тип брожения осуществляется молочнокислыми бактериями, в частности Leuconostoc, Lactobacillus и Рedicoccus. Оно не происходит при низких значениях рН; поэтому создав такие условия, его можно подавить. В белых винах яблочно-молочнокислое брожение происходит реже, так как рН там ниже. Среди новшеств в этой области следует упомянуть использование для инициации брожения иммобилизованных ферментов вместо бактерий.

Некоторые особые сорта вин, например сотерны, получают при участии гриба Botrytis cinerea. Его развитие на ягодах приводит к их обезвоживанию и повышению содержания сахара, что и определяет сладкий вкус вина. Заражение должно происходить только перед сбором винограда. Представляет интерес и еще один процесс, называемый углекислотной мацерацией. Красные вина, которые должны созреть к 15 ноября в год сбора винограда, получают особым способом. Виноград не давят, а помещают целиком в бродильные чаны, где держат в атмосфере углекислого газа. Брожение идет либо прямо в ягодах, в анаэробных условиях, либо в соке, выделяющемся в результате разрушения кожицы углекислым газом. Микробиология этого процесса пока не исследована.

В крепленых винах часть спирта получается при сбраживании винограда дрожжами, а часть добавляется. К числу таких вин относятся портвейн, херес и мадера.

Дальнейшие успехи виноделия будут определяться использованием более эффективных штаммов винных дрожжей и коммерческих препаратов дрожжевых заквасок. Это позволит получать вина особого качества.

Один из наиболее важных аспектов использования ферментных препаратов - их действие на полимеры сусла и вина (белок, пектиновые вещества, нейтральные полисахариды).

Повышенное содержание высокомолекулярных веществ затрудняет процесс переработки винограда и обработки молодого вина. Сусло и вина с высоким содержанием полимеров плохо осветляются, с трудом поддаются стабилизации.

Ферментные препараты, как отечественного, так и зарубежного производства, представляют собой комплексы ферментов. Они обладают пектолитической, протеолитической, амилолитической, целлюлазной, гемицеллюлазной и рядом других активностей. Ферментные препараты используются в дозах от 0,0005 до 0,03% к массе винограда, мезги или к объему сусла.

К пектинрасщепляющим относятся 3 фермента: пектинэстераза, полигалактуроназа, пектатлиаза. При первичной обработке винограда ферменты вступают во взаимодействие со сложной средой, компоненты которой по-разному могут влиять на активность ферментов.

В виноделии применение пектолитических ферментов для увеличения выхода и осветления сусла и вин было предложено в 1936 г. Применение ферментных препаратов увеличивает выход сусла в среднем на 10%, а выход вина - на 1%.

Ферментные препараты применяются на различных стадиях изготовления вин. Во-первых, целесообразно их использование для фильтрации и осветления сусла. Свежее виноградное сусло фильтруется с большим трудом из-за высокого содержания высокомолекулярных веществ. Ферментные препараты частично гидролизуют белки, полисахариды, что приводит к снижению вязкости сусла, увеличению скорости фильтрации, осветлению.

Обработка виноградной мезги ферментами способствует повышению биологической ценности соков и вин. В значительной степени повышается экстракция фенольных и красящих веществ, повышается содержание флаваноидов. Вина быстрее созревают и требуют более раннего розлива.

4. Спирт

Для получения напитка, содержащего 40% (по объему) спирта, нужна перегонка. Ее осуществляют в перегонных аппаратах, представляющих собой модификации устройства, предложенного еще в 1830 г. Коффи и носящего его имя. Различия в сортах спиртовых продуктов зависят в основном от природы сырья, а также от того, подвергался ли конечный продукт выдержке. В спиртовом производстве используются пригодные для этих целей штаммы SaccНaromyces. Крупные спиртовые заводы всегда поддерживают свою собственную культуру дрожжей в специальных средах. Выбор штамма дрожжей при производстве спирта определяется его продуктивностью в особых условиях бродящего сусла. Брожение должно идти активно с образованием спирта в количестве, близком к теоретическому пределу. Некоторые сорта спирта обычно производят из вполне определенных типов сырья. Так, коньяк, получаемый при перегонке вина, делают из винограда, а шотландский виски - из ячменного солода. Другие напитки - американский виски, джин и водку, которые обычно делают из зерна (например, кукурузы), можно производить и на основе другого подходящего сырья. Ром обычно получают из мелассы сахарного тростника или свеклы. Когда сырьем служит зерно (например, пшеницы или кукурузы), до сбраживания необходимо гидролизировать крахмал до Сахаров. Так, виски - это продукт перегонки пива без хмеля. Первые стадии процесса производства виски такие же, что и при приготовлении сусла в пивоварении. Однако, если применяют кукурузу или другие зерновые, то до приготовления сусла непосредственно в бродильных чанах проводят обработку крахмала в зерне ферментами солода.