Производство пищевого спирта

Промышленность выпускает пищевой и технический этиловый спирт. Пищевой получают брожением при переработке зерна, картофеля, сахарной свеклы, мелассы; технический – брожением гидролизатов древесины (гидролизный спирт), сульфитных щелоков или путем синтеза из газов, содержащих этилен.

Спиртовые заводы вырабатывают: спирт этиловый сырец с содержанием спирта не менее 88 % об содержание примесей составляет 0,4 – 0,5 %; спирт этиловый ректифицрованный разной степени очистки.

Микроорганизмы, используемые в производстве. При производстве спирта биохимическим способом используют следующие микроорганизмы:

Дрожжи.Вспиртовом производстве используют хлебопекарные дрожжи Saccharomyces cerevisia (верхового брожения) или гибридные расы пивоваренных дрожжей Saccharomyces carlsbergensis и рас хлебопекарных дрожжей.

Дрожжи сбраживают глюкозу, сахарозу, мальтозу, галактозу, раффинозу, накапливают спирта до 13 % об. Оптимальная температура 30 – 33° С. Хорошо переносят повышенную кислотность среды при подкислении серной кислотой в процессе очистки дрожжей в производстве.

Оценка производственных свойств чистых культур дрожжей. К расам спиртовых дрожжей предъявляются следующие требования:

· высокая бродильная активность;

· способность быстро и полно сбраживать сахара среды, т. е. способность давать низкие отброды;

· стойкость к высоким концентрациям спирта;

· устойчивость к подкислению среды и к продуктам обмена посторонних микроорганизмов.

Зрелые производственные дрожжи, поступающие в бродильные аппараты, должны иметь следующие показатели:

· количество почкующихся клеток 10 – 15 %;

· количество отмерших клеток не более 2 – 4 % (увеличение количества отмерших клеток указывает на наличие в среде факторов, угнетающих жизнедеятельность дрожжей);

· количество клеток, содержащих гликоген, должно быть не менее 70 %, уменьшение количества таких клеток указывает на то, что дрожжи слабо упитаны и ослаблены;

· количество дрожжевых клеток в 1 мл среды должно быть не менее 120 – 140 млн.;

· при микроскопировании не должно обнаруживаться подвижных форм бактерий, а неподвижных – не более 4 – 6;

· расы дрожжей, применяемые для сбраживания мелассовых растворов, должны сбраживать сахарозу, глюкозу, раффинозу на 1/3 или полностью.

Основными факторами, влияющими на жизнедеятельность дрожжей в спиртовом производстве, являются температура, рН среды, концентрация сусла, содержание органических и неорганических кислот.

Температура. Оптимальная скорость роста спиртовых дрожжей 30 –32 °С, однако дрожжи, выращенные при температуре ниже оптимальной имеют более высокую бродильную активность, поэтому процесс брожения начинают при температуре 18 – 22 °С, а во время брожения ее поддерживают на уровне 29 – 30 °С. Более высокая температура вызывает снижение бродильной активности и способствует развитию молочнокислых бактерий и диких дрожжей.

РН среды. Водородные ионы изменяют электрический заряд коллоидов плазменной оболочки клетки и в зависимости от концентрации могут увеличивать или уменьшать проницаемость оболочки клеток для отдельных веществ и ионов. От величины рН зависит скорость поступления питательных веществ в клетку, активность ферментов, образование витаминов.

При изменении рН среды изменяется характер брожения: если рН смещается в щелочную зону, то увеличивается содержание глицерина и побочных веществ в бражке. Оптимальным рН для развития дрожжей является 4,8 – 5,0, однако в спиртовом производстве его стараются поддерживать на уровне 3,8 – 4,0, чтобы подавить развитие молочнокислых бактерий. Необходимый рН создают добавлением серной, соляной или молочной кислоты.

Содержание сахара в сусле. Очень высокие концентрации сахара повышают осмотическое давление в дрожжевых клетках, а низкие – экономически невыгодны, поэтому сбраживают сусло с содержанием сухих веществ, что соответствует содержанию в нем 13 – 15 % сахара. В зависимости от исходной концентрации сахара и производственных потерь содержание спирта в зрелой бражке составляет 8 – 9,5 об. %.

Содержание спирта. Спирт оказывает тормозящее влияние как на размножение, так и на бродильную способность дрожжей. Торможение брожения наблюдается при содержании спирта 12 – 16 %. Поэтому концентрация Сахаров в сусле должна быть такой, чтобы в зрелой бражке крепость спирта не превышала 10 об. %.

Молочнокислые бактерии.Иногда для подкисления сусла при производстве спирта из картофеля и зерна используютмолочнокислые бактерии вида Lactobacillus delbrueckii. Культивирование молочнокислых палочек ведут при температуре 50°С. В сусле, подкисленном молочнокислыми бактериями, увеличивается содержание растворимых азотистых веществ, что благоприятно сказывается на размножение дрожжей.

Плесневые грибы.Для получения осахаривающих препаратов более дешевых и активных, чем солод, используются специально отобранные активные штаммы Aspergilus batatae, Asp. niger, Asp. orizae и др. Такие грибы являются хорошими продуцентами амилолитических ферментов.

Основные стадии технологического процесса. Получение этилового спирта биохимическим путем основано на жизнедеятельности дрожжевых грибов Saccharomyces cerevisiae, превращающих сахара питательной среды в спирт, углекислый газ и небольшое количество побочных продуктов, некоторая часть сахаров используется на процессы синтеза при росте дрожжевых клеток.

Спирт, накопившийся в среде, выделяют перегонкой; углекислый газ улавливается особыми аппаратами и превращается в жидкую и твердую углекислоту. Побочные продукты брожения, так же как и дрожжи, отделяют и используют в технике и хлебопечении.

Подготовка сырья. Наиболее часто употребляемым сырьем являются:

· крахмалсодержащие материалы – картофель и отходы крахмало-паточных заводов, различные зерновые культуры – рожь, пшеница, кукуруза, ячмень, овес, просо и т. д. Допускается к переработке также и дефектное зерновое сырье;

· сахарсодержащее сырье – свекловичная меласса, сахарная свекла.

В зависимости от перерабатываемого сырья технологический процесс имеет свои особенности.

Крахмалсодержащее сырье.Крахмал – сложный полисахарид. Дрожжи не сбраживают его вследствие отсутствия у них амилазы. Следовательно, крахмалсодержащее сырье необходимо предварительно подвергнуть осахариванию. Однако крахмал, содержащийся в клетках зерна или картофеля, недоступен для амилазы. Чтобы разрушить или ослабить стенки клеток, сырье подвергают действию высокой температуры и давления, в результате происходит разваривание, клейстеризация и разжижение крахмала. Следующим этапом является осахаривание. Это – процесс превращения оклейстеризованного крахмала сырья в сахара под влиянием осахаривающих ферментов. Источниками осахаривающих ферментов являются солод или плесневые грибы.

Сахарсодержащее сырье. Мелассу перекачивают в специальные аппараты – рассиропники, разбавляют водой до заданного содержания сухих веществ, подкисляют серной кислотой. Для улучшения питания дрожжей добавляют фосфорнокислые соли, а в качестве источника азотистого питания вводят автолизат дрожжей или сернокислый аммоний.

Подготовка посевного материала. Дрожжи размножают в дрожжевом отделении завода с соблюдением всех необходимых условий для получения чистых и физиологически активных производственных дрожжей. Чистую культуру дрожжей накапливают постепенно, в несколько стадий. Для размножения дрожжей создают оптимальные условия питания и температуры.

При получении посевного материала дрожжей вначале получают лабораторную чистую культуру используя в качестве питательной среды стерильное солодовое сусло с содержанием сухих веществ 8 – 10 %.

Производственные стадии разведения чистой культуры осуществляют на питательной среде содержащей то сырье, которое перерабатывают на данном заводе: зерновое, картофельное или меласса. По окончании производственной стадии дрожжи передают в дрожжевой аппарат или дрожжегенератор. В 1 мл среды в дрожжегенераторе должно содержаться не менее 150 – 200 млн. клеток дрожжей чистой культуры, так как при таком их количестве дрожжи устойчивее к заражению их посторонними микроорганизмами.

Основная ферментация. Дрожжи из дрожжегенератора поступают в бродильное отделение завода, где происходит главный процесс брожения.

Существует несколько методов сбраживания сырья: периодический, полунепрерывный и непрерывный.

Методы проточных культур являются более производительными. При непрерывном методе сбраживания создаются более благоприятные условия для жизнедеятельности дрожжей – постоянное обновление среды, удаление вредных продуктов обмена и возможность сохранения всех благоприятных параметров на одном уровне. Кроме того, преимущество непрерывного процесса – это возможность его механизации и автоматизации.

Брожение идет в батарее бродильных аппаратов, последовательно соединенных коммуникациями, по которым бражка перетекает из одного аппарата в другой. Главное брожение протекает в первых аппаратах, в последующих по потоку происходит дображивание.

Отгонка спирта и его ректификация. Отбродившая зрелая бражка поступает в бражный резервуар, откуда насосом передается на брагоперегонные аппараты. В этих аппаратах из бражки выделяются этиловый спирт и все летучие примеси. Получаемый продукт называется спирт-сырец, а остаток – бардой. Спирт-сырец используют для технических целей или подвергают очистке от примесей – ректификации. Сивушные масла, альдегиды и эфиры, содержащиеся в спирте-сырце, при ректификации отбирают и получают спирт-ректификат разной степени очистки.

Посторонние микроорганизмы спиртового производства.

К микроорганизмам опасными для спиртового производства, снижающим выход спирта за счет угнетения жизнедеятельности дрожжей продуктами своего метаболизма можно отнести:

спорообразующие бактерии как аэробные, так и анаэробные, чаще всего это маслянокислые. При разваривании зерна споры не погибают и в дальнейшем могут размножаться в осахаренной массе и вызывать закисание ее. Кроме того, эти бактерии восстанавливают содержащиеся в мелассе нитраты в нитриты, угнетающие жизнедеятельность дрожжевых клеток;

дрожжи Saccharomyces exiguus, Saccharomyces intermedius, дрожжеподобные грибы родов Torulopsis и Candida;

гетероферментативные молочнокислые бактерии. Продукты обмена этих микроорганизмов – уксусная и муравьиная кислоты, эфиры и альдегиды – угнетающе действуют на бродильную способность дрожжей, вследствие чего выход спирта резко снижается.

Производство пива

Пиво является слабоалкогольным напитком, приготовляется в основном из ячменного солода и хмеля путем сбраживания сусла пивоваренными дрожжами.

Характеристика рас дрожжей, используемых в пивоварении.Дрожжи, используемые в пивоварении, относятся к видам Saccharomyces cerevisiae и Saccharomyces carlsbergensis.

Дрожжи Saccharomyces cerevisiae относятся к дрожжам верхового брожения и используются редко, в основном для темных и специальных сортов пива.

Дрожжи Saccharomyces carlsbergensis осуществляют низовое брожение пивного сусла – оседая на дно бродильных емкостей. Эти дрожжи хорошо бродят при температуре 5 – 10 °С и широко используются для приготовления стандартного и сортового пива.

Для получения высококачественного пива дрожжи должны обладать следующими свойствами:

· высокой бродильной активностью. Бродильную активность определяют по степени сбраживания сусла (показатель, характеризующий отношение массы сброженного экстракта к массе сухого вещества в начальном сусле).

· флокуляционной способностью– медленно и полно оседать на дно бродильных аппаратов в конце главного брожения. Различия в флокуляционных свойствах лежат в основе разделения дрожжей на хлопьевидные и пылевидные. Хлопьевидные дрожжи в конце главного брожения слипаются в комки – флокулы и при низовом брожении оседают, образуя плотный осадок, а при верховом – поднимаются на поверхность. Пылевидные дрожжи в течение всего процесса остаются во взвешенном состоянии.

· умеренной способностью к размножению. Очень активное размножение дрожжей нежелательно, т.к. при этом расходуются экстрактивные вещества сусла и образуется большое количество побочных продуктов (в среднем в процессе брожения биомасса дрожжей увеличивается в 3 – 4 раза);

· стабильностью морфологических и физиологических свойств; Морфологическое состояниедрожжей отражает их физиологический статус. Наличие большого количества морфологически измененных клеток,особенно в сочетании с пониженными бродильными свойствами, является признаком дегенерации культуры. Большое количество клеток с зернистой протоплазмой, крупными вакуолями и отсутствие почкующихся клеток характеризуют старую культуру. Высокое содержание мертвых клеток(более 10 %) свидетельствует о возможных нарушения технологического процесса: медленное главное брожение, развитие некоторых видов посторонних микроорганизмов. Упитанностьдрожжей определяют по содержанию в клетках гликогена, и его наличие дает представление о способности дрожжей к брожению. В нормально упитанных дрожжах 70 – 75 % клеток содержат гликоген. Меньшее количество клеток с гликогеном в производственных дрожжах свидетельствует о старости дрожжевых клеток или о недостаточном их питании.

Основные стадии технологического процесса.

Разведение чистых культур дрожжей в пивоваренном производстве.

Задачей разведения чистой культуры является увеличение биомассы дрожжей от объема пробирки до объема, вводимого в бродильный аппарат.

Разведение чистой культуры дрожжей ведут на стерильном охмеленном сусле с концентрацией сухих веществ 11 – 13 %, постепенно адаптируя дрожжи к суслу и низкой температуре. Процесс разведения состоит из двух стадий: лабораторной и цеховой.

Приготовление пивного сусла. Солод и другие необходимые по рецептуре зернопродукты измельчают для обеспечения и ускорения физических и биохимических процессов при затирании. Дробленый солод засыпают в заторный аппарат, в который предварительно наливают подогретую воду. Затор нагревают с необходимой скоростью с выдерживанием пауз при определенных температурах. Полнота осахаривания определяется по йодной пробе. Затем затор перекачивают на фильтрование в фильтрационный аппарат. Фильтрованное сусло и промывные воды перекачиваются в сусловарочный аппарат и подвергаются кипячению с хмелем.

Превращение веществ ячменя при солодоращении и веществ солода во время затирания и варки сусла происходит под действием ферментов солода без участия микроорганизмов. Под действием ферментов солода при затирании и варке в сусле повышается содержание сбраживаемых сахаров, белки сусла расщепляются сначала до пептидов, а затем до аминокислот. Биохимический состав сусла оказывает существенное влияние на жизнедеятельность дрожжей и качество готового продукта:

• углеводный состав определяется наличием в сусле сбраживаемых и несбраживаемых сахаров. Содержание сбраживаемых сахаров в сусле составляет 70 – 80 % сухих веществ. Это мальтоза (60 – 70 %), мальтотриоза (15 – 20 %), глюкоза (10 – 15 %). Быстрее всего сбраживаются моносахара, медленее мальтоза и хуже всего мальтотриоза.

• азотистый состав. Азотистые вещества необходимы клеткам для синтеза компонентов, обеспечивающих их рост и размножение. Наиболее ценными и важными источниками азота являются аминокислоты, пуриновые и пиримидиновые основания. От биосинтеза и распада аминокислот зависит образование ароматических веществ. Образуемые при биосинтезе дрожжей аминокислоты придают пиву бархатистую консистенцию. При неблагоприятных условиях культивирования они могут быть причиной дрожжевого привкуса и помутнения пива.

Сбраживание пивного сусла дрожжами. Осветленное и охлажденное сусло подают в бродильный танк.

Превращение веществ сусла во время брожения является биохимическим процессом, вызываемым микроорганизмами – пивоваренными дрожжами.

Микробиологические процессы в бродящем пивном сусле. Для брожения семенные дрожжи задают из расчета 0,5 л на 100 л сусла. Процесс размножения дрожжевых клеток происходит в пять стадий. В процессе брожения количество дрожжей возрастает в 3 – 4 раза.

Размножение дрожжей начинается раньше, чем вызываемый ими процесс спиртового брожения. Однако размножение происходит быстро и заканчивается в основном за 3 – 4 суток, в то время как брожение происходит в течение почти всей стадии главного брожения (7—10 суток) и продолжается в период дображивания.

Увеличение массы дрожжей при брожении зависит от количества заданных дрожжей, количества экстракта в сусле, содержания растворенного кислорода и температуры. При малом количестве задаточных дрожжей процесс брожения протекает медленнее, но прирост будет большим. Наоборот, большое количество заданных дрожжей обеспечивает большую скорость брожения и меньший прирост биомассы. Для производства наиболее выгоден второй путь, так как при этом сокращаются потери экстракта на образование дрожжей. Кроме того, уменьшения прироста дрожжей при брожении можно достигнуть удалением растворенного кислорода из сусла, так как при наличии его ускоряется размножение дрожжей. В аэробных условиях происходит потребление экстракта, однако спирт не образуется, а в среде накапливаются окисленные продукты, усложняющие и удлиняющие последний период созревания пива.

Скорость размножения дрожжей зависит температуры: При низкой температуре размножение дрожжей замедляется, но вырастают они более крупными с большим запасом резервных веществ и высокой бродильной активностью. При повышении температуры увеличивается потребность дрожжей в питательных веществах, размеры клеток уменьшаются, они не содержат запасных веществ и вырастают более слабыми.

Многие вещества ингибируют размножение дрожжей. Так, при содержании этилового спирта в среде более 1,5 % размножение их замедляется, а при концентрации более 3 % замедляется сбраживание дрожжами сахаров сусла.

Кислоты минеральные и органические также являются ингибиторами: 0,5 % серной кислоты в среде убивает дрожжи за 1 – 2 ч; так же действует уксусная кислота при содержании ее в среде в количестве 1 %. Однако содержание в среде 1 % молочной кислоты дрожжи переносят сравнительно легко.

Дрожжи, потребляя питательные вещества сусла, увеличивают свою биомассу. К концу главного брожения в связи с 3 – 4-х кратным увеличением биомассы клеточная удельная поверхность дрожжей возрастает, что приводит к их слипанию (флокуляции). При слипании клеток образуются хлопья (флокулы), отчего способность дрожжей осветлять пиво называется хлопьеобразованием или флокуляцией. При низовом брожении можно контролировать флокуляцию дрожжей, чтобы получить необходимую степень сбраживания и оставить достаточное количество диспергированных дрожжей для дображивания пива.

Таким образом, конец брожения определяется флокуляцией дрожжей. Главное брожение ведется 5-10 суток.

По окончании главного брожения на дне чана образуется плотный осадок, состоящий из трех слоев. Нижний слой дрожжей образуется старыми слабосбраживающими клетками дрожжей, оседающими быстрее других. Средний слой дрожжей состоит из наиболее активно бродящих дрожжей и крупных хлопьев белка, верхний слой образуют мелкие дрожжевые клетки с пониженной способностью к флокуляции, а также белковый осадок и хмелевые смолы. Для получения семенных дрожжей используют только средний слой.

После главного брожения дрожжи отделяют, промывают холодной водой и используют для производственных целей, считая их первой генерацией. Производственные дрожжи при условии хороших бродильных свойств и отсутствия в них вредных для пива микроорганизмов можно использовать до 10 генераций.

Биохимические процессы в бродящем пивном сусле. Сусло сбраживают до получения определенного количества спирта, соответствующего сорту пива. Большая часть сахаров сусла сбраживается с образованием спирта и углекислого газа. Это – экзотермический процесс, который сопровождается выделением тепла.

В результате брожения в сусле накапливаются продукты спиртового брожения (в % масс): углекислый газ 0,3 – 0,5 и этанол 3 – 6 в зависимости от сорта пива. Большая роль при брожении принадлежит азотистым соединениям.

Азотистый состав сусла при брожении значительно изменяется, так как на построение белков размножающихся дрожжей используется около 40 % аминного и 60 – 80 % аммонийного азота. После прекращения размножения дрожжей количество аминного азота в пиве может незначительно повыситься вследствие выделения из них около 15% ассимилированного азота, а также образования новых аминокислот из белков сусла под действием протеолитических ферментов дрожжей; общее количество белкового азота в пиве при этом уменьшается.

В процессе брожения в пиве образуются побочные продукты. Так, в пиве в начале брожения накапливаются альдегиды, далее под влиянием анаэробных условий они восстанавливаются и количество их уменьшается. Образуются высшие спирты и эфиры, обусловливающие аромат и вкус готового продукта, и органические кислоты, концентрация летучих веществ в пиве очень небольшая – около 0,5 %, но они участвуют в формировании букета – вкуса и аромата готового продукта.

Побочными продуктами брожения являются четырехуглеродные соединения, например диацетил, ацетоин и 2,3-бутиленгликоль. Четырехуглеродные соединения, особенно диацетил, обладают специфическим запахом (в отечественных сортах пива содержится диацетила 0,4 – 1,0 мг/л). При увеличении количества диацетила в пиве появляется медовый привкус, который раньше приписывали только бактериальной инфекции («сарцинное заболевание» пива).

В результате биохимических процессов, протекающих в сусле при брожении, титруемая кислотность увеличивается. Концентрация водородных ионов (рН) в среде также изменяется. Изменение рН и титруемой кислотности приводит к уменьшению растворимости белков и хмелевых веществ. При этом часть белков выпадает в осадок, образуя хлопья, а хмелевые вещества и более легкие частицы белков поднимаются на поверхность, образуя «покрышку», или деку. Изменение содержания в пиве азотистых веществ, фосфатов и органических кислот приводит к изменению буферности среды.

Дображивание и созревание пива. Молодое пиво перекачивается в аппараты дображивания расположенные в специально охлажденном помещении с температурой 2 – 3 ^оС, где происходит его созревание при заданной температуре и давлении. Длительность дображивания от 6 до 100 суток в зависимости от сорта пива. Процесс дображивания осуществляется пылевыми дрожжами.

Продукт, полученный в конце процесса готов к употреблению и розливу.

Микроорганизмы, инфицирующие сусло и пиво. Микроорганизмы, занесенные в сусло и пиво, вызывают различные «заболевания», выражающиеся в появлении запаха и вкуса, несвойственных пиву, и снижении его качества.

В сусле и пиве встречаются различные микроорганизмы. Часть их попадает из воздуха, с солодовой пылью или с зерном (эпифитная микрофлора). Микробы могут быть занесены и с водой, куда они попадают из почвы с фекалиями. При этом в сусло и пиво могут попадать и патогенные микроорганизмы, вызывающие заболевание человека.

Микроорганизмы, развивающиеся в сусле и пиве, принадлежат к различным группам – к бактериям, плесневым грибам и дрожжам. Они могут быть безвредными, «сопутствующими» или вредителями производства.

Бактерии. По количеству представителей, а также по причиняемому ими ущербу и порче продукции первое место принадлежит бактериям. Попав в производство, они постепенно адаптируются к условиям технологического процесса, видоизменяются и так приспособляются, что борьба с ними представляет известные трудности. Наносимый ими вред выражается не только в ухудшении качества (стойкости) пива, но и в порче его вкуса вплоть до полной непригодности.

Lactobacillus. Молочнокислые бактерии являются потенциальными вредителями, вызывающими помутнение и почти всегда быстрое прокисание пива. Группа объединяет микроорганизмы, которые при сбраживании углеводов образуют главным образом молочную кислоту (гомоферментативные бактерии). Lactobacillus устойчивы к повышенной кислотности и антисептическому действию хмеля.

Lactococcus. В охмеленном сусле и пиве образуют муть, осадок, молочную кислоту или диацетил, иногда ослизнение. Вызывают «сарцинное» заболевание пива, искажающее его вкус и запах. Пиво приобретает неприятный вкус и характерный медовый запах, который вызван диацетилом, образуемым педиококками.

Acetobacterium – кислотоустойчивы и развиваются в широком пределе рН – от 4,5 до 3,2. Так как в качестве источников углерода уксуснокислые бактерии используют спирт и сахара, то на пивоваренном заводе они находят идеальные условия для развития. Могут образовывать в пиве слизь даже при ограниченном количестве воздуха, например в бутылочном пиве. При росте их в пиве образуется полисахаридное желатинообразное вещество декстран. Интенсивное образование в пиве слизи зависит от содержания в нем декстринов. При этом сахара никакого влияния на процесс образования слизи не оказывают.

Flavobacteriumиспользуют глюкозу и фруктозу сусла. В инфицированном пиве появляется шелковистая муть, легкий запах сероводорода и яблок.

Escherihia coli. Кишечная палочка является показателем санитарного состояния предприятия.

Zymomonas. Бактерии устойчивы к веществам хмеля и низкой температуре. Они образуют этанол, ацетальдегид и СО₂. При развитии в пиве бактерии придают ему неприятный посторонний запах и вкус и вызывают помутнение.

Дрожжи. В пивоваренном производстве встречаются такие дрожжи, которые могут испортить вкус и ухудшить качество пива. При развитии диких дрожжей в сусле и пиве могут появиться посторонний запах, сильное помутнение, неприятные горечь и вкус, осадок. Дикие дрожжи оседают хуже, чем культурные пивоваренные дрожжи, поэтому затрудняют осветление пива и коагуляцию дрожжей. Посторонний запах и вкус пиву сообщают высшие спирты, эфиры летучих кислот и горькие вещества, которые образуются дикими дрожжами.

Saccharomyces pastorianus сбраживают углеводы, придают пиву горький привкус, неприятный запах, вызывают помутнение.

Saccharomysec ellipsoideus. Сбраживают углеводы, вызывают порчу вкуса и помутнение.

Pichia. В пиве образуют летучие кислоты и другие вещества, из-за которых пиво приобретает фруктово-эфирный и лекарственный привкус.

Candida. Развиваются на поверхности сусла и пива в виде белой или сероватой пленки. Придают пиву неприятный вкус и запах.

Candida mycoderma сахара не сбраживает. Обладают большой скоростью размножения и в случае инфицирования способны накапливаться в больших количествах.

Torulopsis. Могут вызывать помутнение пива и ухудшают его вкус. Главная опасность состоит в том, что мертвые клетки служат питательным материалом для других микроорганизмов.

В пивоварении встречаются представители нескольких видов плесневых грибов.

Aspergillus – встречается на поврежденном зерне, на хмеле, в сырых помещениях завода, в емкостях и таре, на остатках пива.

Penicillium является паразитом зеленого солода: врастая в ячменное зерно со стороны корешков, он умерщвляет зародыш. При этом солод темнеет, осахаривающая способность его снижается до минимума, что сильно затрудняет процесс варки сусла. Сусло, полученное из пораженного солода, имеет более высокую кислотность, чем сусло из здорового солода.

Oidium – молочная плесень, встречается на зеленом солоде, в дробине, на мокрых стенах емкостей, соприкасающихся с затором или суслом.

Rhizopus – черная плесень. Продукты, пораженные плесенью, затягиваются белым паутинообразным мицелием. Rhizopus является опаснейшим вредителем солодовенного цеха и наносит солоду такой же вред, как и Penicillium.

Производство вина

Вино представляет собой продукт спиртового брожения виноградного или плодово-ягодного сока.

Технологический процесс производства вин основывается на биохимических превращениях веществ виноградного или плодово-ягодного сока (сусла) под влиянием дрожжей, обмен веществ которых регулируется ферментным комплексом клетки.

Классификация виноградных вин. Классификацию вин производят с учетом сорта винограда, цвета, технологии производства, содержания спирта и сахара, срока выдержки.

По цвету вина могут быть белыми, розовыми и красными.: Белыевиноградные вина получают сбраживанием сусла из светлых сортов винограда. Красные вина получают из красных сортов винограда сбраживанием сусла вместе с кожицей и косточками. В период брожения красящие дубильные вещества из семян и кожицы переходят в сусло, поэтому эти вина имеют красный цвет, терпкий, вяжущий вкус. Розовые вина вырабатывают из белых и красных сортов винограда или получают купажированием (смешиванием) белых и красных вин.

В зависимости от вида сырья виноградные вина выпускают сортовые, получаемые из одного сорта винограда, и купажные, приготовленные из нескольких сортов винограда.

По качеству и сроку выдержки виноградные вина делят на ординарные, ординарные выдержанные, марочные и коллекционные. Ординарные вина выпускают в продажу без выдержки, не ранее чем через 3 месяца со дня переработки винограда. Ординарные выдержанныевина выдерживают более года. Марочные вина – высококачественные, полученные из определенных сортов винограда. Эти вина сохраняют свои свойства вне зависимости от продолжительности выдержки. Продолжительность выдержки – не менее 1,5 лет. Коллекционные вина – марочные вина очень высокого качества, выдержанные не менее 6 лет. После выдержки в бочках их дополнительно выдерживают 3 года в бутылках.

В зависимости от технологии производства, содержания спирта и сахара виноградные вина подразделяют на столовые, крепленые, ароматизированные и насыщенные углекислотой.

Столовые вина.Их получают в результате сбраживания виноградного сока без добавления спирта. Содержание спирта в них – от 9 до 14 %; по содержанию сахара они подразделяются на сухие столовые вина с остаточным содержанием сахара до 1%, столовые полусухие и полусладкие вина, херес. В сухих винах процесс брожения идет до конца, весь сахар сбраживается. Они содержат сахара до 0,3 % и имеют приятно освежающий кисловатый вкус. Столовые полусухие и полусладкие вина получают путем неполного сбраживания сахарного сусла. Процесс брожения приостанавливают охлаждением или оклейкой. После розлива полусухие и полусладкие вина пастеризуют. Полусухие вина содержат 9 – 14 об % спирта и 0,5 – 3 % сахара; полусладкие –9 – 13 об.% спирта, сахара от 3 до 8 %. Они имеют приятный кисло-сладкий вкус. Херес столовый получают выдержкой вина в неполных бочках под дрожжевой пленкой (солерой). Цвет вина золотистый, оно имеет особый вкус и букет с грибным тоном. Херес вырабатывают крепостью не выше 14 %, не сладкий.

Крепленые вина как правило, производят с добавлением спирта. По содержанию спирта и сахара они подразделяются на десертны и крепкие. Десертные вина получаются в результате неполного сбраживания виноградного сусла. Брожение останавливают добавлением спирта в бродящее сусло. Содержание спирта в десертных винах умеренное, 12 – 17 об.%. К группе десертных вин относятся кагор, малага, пино-гри, мускат, сладкое белое, красное, розовое и др., которые готовят из завяленного или заизюмленного и потому очень сладкого винограда. Вина, содержащие выше 20 % сахара, называются ликерными. Чем выше сахаристость вин, тем меньше требуется спирта для обеспечения их биологической устойчивости. Крепкие вина отличаются от десертных большим содержанием спирта – от 17 до 20 об.% и меньшим количеством сахара. Сахаристость крепких вин невысокая – до 14 %. К этой категории относятся сухие и полусладкие мадеры, портвейны, сухие, полусухие и полусладкие хересы.

Отдельной группой стоят ароматизированные вина, к которым принадле-жат вермуты. Вермут – виноградное вино, настоянное на различных пахучих материалах растительного происхождения. В состав их входит полынь, откуда и произошло название (нем. Vermuth – полынь), ваниль, корица, хинная корка, кардамон, золототысячник, чебрец, тысячелистник, мята, березовые почки, липовый цвет, зубровка и др.

Особая группа – вина, насыщенные углекислотой: игристые, или шампанские, а также шипучие вина. Во Франции название «шампанское», согласно законодательству, имеют право носить игристые вина, произведенные только в провинции Шампань из местного винограда и только бутылочным способом. Изначально шампанское вино «vino secco» было сладким вином, приготовленным из подсохших при созревании ягод.

Вина, содержащие углекислый газ, делятся на насыщенные естественным путем (брожением в герметических сосудах под высоким давлением) – это шампанское и натуральные полусладкие игристые вина – и насыщенны искусственным путем – это шипучие или газированные вина. Самая распространенная фальсификация шампанского – газирование простого сухого вина.

Шампанизация вина производится бутылочным и резервуарным способами. При первом способе бутылки выдерживают в течение 3 лет. При этом бутылки держат горлом вниз, в связи с чем осадок образуется на пробке, его удаляют вместе с пробкой после замораживания. Бутылочное шампанское имеет на этикетке обозначение «выдержанное».

При резервуарном способе шампанизация вина происходит в больших емкостях, после чего его разливают в бутылки, где брожение продолжается еще один-два года. Таким способом делают шампанское в Абрау-Дюрсо, на Ростовском, Московском и др. заводах.

Перегонкой виноградного вина получают коньяки. Родина коньяка – французский департамент Шаранта (центр – г. Коньяк), поэтому настоящим коньяком следует называть лишь тот, что изготовлен в Шаранте. Это крепкий спиртовой напиток из коньячного спирта, получаемый из белых сухих виноградных вин путем перегонки. Коньячный спирт крепостью 65 – 70 % выдерживают в дубовых бочках или цистернах, загруженных дубовой клепкой. В зависимости от выдержки выпускают коньяки ординарные (возраст 3 – 5 лет) и марочные. Годы выдержки ординарных коньяков обозначают звездочками.

Характеристика рас дрожжей, используемых в виноделии. Главная роль при брожении виноградного и плодово – ягодного сусла принадлежит дрожжам. Под влиянием дрожжей всегда имеющихся на поверхности спелых ягод и плодов (эпифитная микрофлора) брожение сока может возникнуть спонтанно (самопроизвольно).

Виноградный сок является прекрасной питательной средой. Попадание в сусло диких дрожжей и дрожжеподобных организмов может изменить вкус и вызвать порчу готового продукта. Для подавления нежелательной микрофлоры и с целью получения готового продукта в винопроизводстве используют в качестве основного возбудителя брожения культурные дрожжи.

Винные дрожжи принадлежат к семейству Saccharomycetaceae, видам Saccharomyces vini и Saccharomyces oviformis. Строение клетки винных дрожжей не отличается от строения клеток других сахаромицетов. Форма и размеры клеток у S. oviformis и . S. vini одинаковы.

Дрожжи Saccharomyces vini сбраживают глюкозу, фруктозу, маннозу, мальтозу, сахарозу, галактозу и третью часть раффинозы; не сбраживают лактозу, пентозы, декстрин и инулин.

Saccharomyces oviformis – также хорошо размножается в виноградном соке и дает около 18 % спирта. На поверхности сухого виноградного вина они образуют пленку. Применяются в виноделии для производства хереса. Дрожжи могут сбраживать глюкозу, фруктозу, маннозу, сахарозу, мальтозу и треть