Мержаниан А. А. 'Ц, К38 Технология вина
жүктеу/скачать 4.05 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- - 5 ! ! I I I
- Доливной способ брожения
- Способ непрерывного броже ния
БРОЖЕНИЕ ВИНОГРАДНОГО СУСЛА При брожении виноградного сусла — жидкости с невысокой вязкостью — обеспечиваются благоприятные гидродинамические условия для распределения активных дрожжевых клеток в бродящей среде, а также для массо- и теплообмена. Скорость и ход брожения существенно влияют на качество вина. Более высокое качество вин формируется в условиях медленного брожения, при котором меньшее количество ценных ароматических и вкусовых летучих веществ выделяется из сусла в атмосферу, лучше сохраняется сортовой аромат, уменьшаются потери спирта. Основным фактором, влияющим на ход брожения, является температура. С повышением ее до 27—30 °С скорость брожения увеличивается, при температуре выше 30 °С происходит массовое отмирание дрожжевых клеток, при 37—40 °С брожение прекращается и получаются так называемые недоброды, содержащие остаточный сахар, который создает благоприятные условия для развития болезнетворных микроорганизмов. Высокие температуры брожения нежелательны, кроме того, потому, что повышают интенсивность выделения пузырьков С02, которые выносят из сусла летучие вещества, в том числе ценные эфирные масла. С понижением температуры до 10—12 °С, если при этом не применяются специально выведенные холодостойкие расы дрожжей, брожение идет очень медленно и сахар, как правило, полностью не выбраживается. Оптимальная технологическая температура брожения сусла в производстве белых столовых марочных вин и шампанских виноматериалов лежит в пределах 14—18 °С. Для большинства вин, при получении которых не ставятся дополнительные технологические условия, температура брожения сусла не должна превышать 20—22 °С. От температуры брожения сусла зависит состав получаемого вина. При повышенной температуре вследствие активации ав-толитических процессов виноматериалы в большей степени обо- 115 гащаются летучими кислотами, альдегидами и азотистыми веществами, в них уменьшается количество высших спиртов и общих эфиров. Такие вина склонны к помутнениям, болезням, легче подвергаются переокислению. С понижением температуры брожения уменьшается титруемая кислотность виномате-риала вследствие большего выпадения плохорастворимых солей винной кислоты (винного камня). Температура влияет также на общую продолжительность брожения. Например, время, необходимое для выбраживания сахара при получении сухих вин, в среднем составляет при температуре брожения 20—22 °С 5—6 сут, при 14—18 °С 9— 10 при 10 °С 20 сут и более. Температура брожения зависит от количества выделяющейся при брожении теплоты, а также от потерь теплоты за счет теплоотдачи через стенки бродильных емкостей. Величина теплоотдачи в свою очередь зависит от удельной площади поверхности бродильных резервуаров (площади поверхности, приходящейся на единицу их объема), коэффициента теплопроводности материала резервуара, температуры окружающего воздуха, скорости его движения и других факторов. Температурный режим брожения зависит также от способа ведения процесса и его аппаратурного оформления. В винодельческой промышленности в настоящее время применяют три основных способа брожения виноградного сусла: стационарный, доливной и непрерывный. Стационарный способ брожения состоит в том, что определенный объем сусла сбраживается с начала и до конца в одной бродильной емкости: бочке, буте, железобетонном или металлическом резервуаре. Динамика стационарного брожения характеризуется наличием трех резко разграниченных периодов: начала забражива-ния, бурного брожения и затухания брожения. Эти периоды тесно связаны с концентрацией активных дрожжевых клеток в бродящем сусле и скоростью их роста (размножения). Начальный период брожения соответствует фазе приспособления дрожжей к условиям среды, так называемой л а г - ф а з е, когда культура находится в начальной стадии развития. В этой стадии после внесения в сусло разводки дрожжей чистой культуры начинается разбраживание: благодаря большому содержанию в свежем сусле растворенного кислорода, питательных веществ, а также отсутствию спирта дрожжи быстро размножаются. Концентрация биомассы дрожжей при их влажности 75 % доходит до 0,9 % объема сусла. Период бурного брожения характеризуется наибольшей скоростью процесса, сопровождается выделением большого количества ССЬ и теплоты и образованием обильной пены на поверхности сусла. Этому периоду соответствует фаза экспоненциального роста дрожжей, характеризую- щаяся наибольшей скоростью увеличения количества их клеток в среде. Экспоненциальная скорость роста дрожжей зависит от концентрации сахара в сусле и константы насыщения: v = = vmaxC/Kc + C, где у —скорость роста дрожжей; vmax-~максимальная скорость роста дрожжей, т. е. увеличения концентрации их клеток в данных условиях; С —концентрация сахара в сусле; Кс — константа насыщения, представляющая собой концентрацию сахара в бродящем сусле, соответствующую половине максимальной скорости роста дрожжей. При стационарном способе брожения сусло постепенно обедняется сахаром и другими веществами, усвояемыми дрожжами, и обогащается продуктами брожения, которые угнетают дрожжевые клетки. При этом функция размножения дрожжей подавляется быстрее, чем их бродильная способность. Поэтому скорость роста дрожжей зависит не только от концентрации сахара, но и от концентрации в среде продуктов брожения. Эта зависимость подчиняется уравнению неконкурентного торможения энзиматических реакций v = v0Kn/Kn + C„, где v0 — скорость роста культуры на данной среде при полном отсутствии в ней продуктов, тормозящих брожение; Сп — фактическая концентрация этих продуктов; Д"п — константа, численно равная концентрации продуктов брожения, при которой скорость роста дрожжей замедляется вдвое. Период затухания брожения соответствует фазе замедленного роста дрожжей с отрицательным ускорением, когда концентрация активных дрожжевых клеток в среде уменьшается вследствие их отмирания.
Брожение стационарным способом целесообразно проводить только в небольших емкостях, например в бочках, имеющих значительную удельную площадь поверхности (80—100 см2/л), благодаря чему обеспечивается достаточная тепло- 30-отдача и температура бродящего сусла не превышает технологически допустимый уровень (рис. 18). 10 30 27 28 29 Сентябрь 1 2 3 Октябрь Рис. 18. Динамика брожения виноградного сусла в бочках: 1 — изменение температуры; 2 — изменение концентрации сахара Стационарное брожение имеет следующие недостатки: значительную продолжительность непроизводительных периодов — начала забраживания и затухания брожения; неполное использование объема бочек или бродильных резервуаров, которые в период бурного брожения заполняются только на 2/з- 116 117
25 3А их общего объема, чтобы избежать уноса сусла с образующейся пеной; потребность 10 27 28 29 30 1.2 3 4 Сентябрь Октябрь 5 6 в большом количестве бродильных емкостей, что затрудняет и делает малопроизводительной работу с ними, требует больших производственных площадей, затрудняет контроль за ходом брожения. Рис. 19. Динамика брожения виноградного сусла в железобетонных резервуарах при 14—18°С в условиях искусственного охлаждения: / — изменение температуры; 2 — изменение концентрации сахара При брожении сусла стационарным способом в крупных резервуарах (железобетонных, метал лических), имеющих меньшую, чем бочки, удельную площадь поверхности, теплоотдача через стенки и унос теплоты с СОг и парами не обеспечивают нормальной тем пературы. Чем больше вместимость резервуара, тем при прочих равных условиях выше температура брожения. В связи со значительным повышением температуры при стационарном способе брожения в крупных емкостях необходимо охлаждать бродящее сусло или проводить брожение другими способами. Динамика брожения в железобетонных резервуарах вместимостью 1000 дал при температуре 14—18 °С в условиях искусственного охлаждения с помощью выносных теплообменников показана на рис. 19. Процесс брожения в этом случае протекает с небольшой скоростью и имеет достаточно равномерный ход. Доливной способ брожения обеспечивает возможность проведения процесса в крупных резервуарах без принудительного охлаждения. Брожение доливным способом ведут в железобетонных, металлических и других крупных емкостях. Лучшие результаты по обеспечению оптимальной температуры брожения дает применение металлических резервуаров, стенки которых имеют большую теплопроводность. При доливном способе брожения существенное значение имеет также достаточно низкая начальная температура исходного сусла, которую можно обеспечить, проводя сбор винограда в наиболее прохладные периоды суток. Доливной способ брожения состоит в том, что процесс ведут в одной емкости от начала до конца, но в отличие от стационарного способа брожение идет не в постоянном объеме исходного сусла, а при периодических доливках новых его порций. В таких условиях бродящая среда периодически пополня- 118 ется питательными веществами, концентрация продуктов брожения уменьшается и температура бродящего сусла понижается. В первую порцию свежего исходного сусла, поступающего в бродильный рез'ервуар, вводят разводку чистой культуры дрожжей. Затем, когда брожение достаточно разовьется и станет бурным, начинают последовательно добавлять через определенные промежутки времени новые порции исходного сусла, но уже без дрожжевой разводки. Частота доливок и количество доливаемого каждый раз сусла зависят от конкретных условий. Чем выше температура исходного сусла и окружающего воздуха, больше вместимость резервуара и хуже теплопроводность его стенок, тем меньшими порциями исходного сусла, но более часто проводят доливку бродильного резервуара. Наиболее распространенными являются следующие схемы ведения брожения доливным способом.
При любой схеме брожения доливным способом после окончания процесса резервуары полностью заполняют виноматериа-лом того же сорта и оставляют в покое для осветления. Доливной способ брожения имеет следующие преимущества перед стационарным: уменьшается продолжительность непроизводительных периодов — начала забраживания и затухания бродильного процесса; понижается максимальный уровень температуры брожения вследствие периодических доливок бродящей среды свежим суслом, имеющим более низкую температуру, и уменьшения скорости брожения в результате снижения концентрации дрожжевых клеток в среде, разбавляемой свежим суслом; отпадает необходимость в применении искусственного охлаждения при брожении в крупных резервуарах; уменьшается расход разводки дрожжей чистой культуры. На графике брожения сусла доливным способом в крупных резервуарах (рис. 20) ясно видны перепады температуры и резкие изменения скорости брожения, соответствующие моментам доливки свежего сусла. Процесс в целом имеет более равномерный ход, чем при брожении стационарным способом. 119
27 28 29 30 1 2 3 Сентябрь Октябрь Рис. 20. График брожения виноградного сусла в крупных резервуарах доливным способом: / — изменение температуры; 2 *— изменение концентрации сахара
Способ непрерывного брожения основан на ведении процесса в условиях регламентированного потока бродящего сусла. В таких условиях среда постоянно обновляется, при этом улучшаются условия питания дрожжевых клеток и они в течение более продолжительного времени находятся в активном состоянии. Расход сахара на рост и размножение дрожжей уменьшается, а выход спирта увеличивается. При непрерывном брожении исключаются непроизводительные периоды разбраживания и дображивания. В связи с этим удельная производительность бродильного аппарата увеличивается на 30—40 % по сравнению с периодическим брожением в бочках и резервуарах. Для брожения виноградного сусла непрерывным способом применяют сильные расы дрожжей чистой культуры, которые приспособлены к этим условиям. Брожение в потоке обеспечивает благоприятные условия для развития дрожжей чистой культуры вследствие подавления диких дрожжей, так как свежее сусло вводится в уже бродящее, содержащее свыше 4 % об, спирта. При непрерывном способе брожение проходит в обедненной кислородом и обогащенной спиртом среде. Дрожжи в такой среде размножаются медленнее, и концентрация их в среде бывает более низкой, чем в условиях периодических способов брожения. Несмотря на это, обеспечивается достаточно большая скорость непрерывного брожения благодаря движению и обновлению среды, которые способствуют лучшему обмену веществ дрожжевых клеток, повышается бродильная активность дрожжей и увеличивается продолжительность их использования в процессе брожения. В бродильных аппаратах непрерывного действия отмирающие дрожжевые клетки подвергаются плазмолизу и в дальнейшем автолизу. Чем выше температура, тем активнее проходят автолитические процессы и виноматериал обогащается большим количеством азотистых веществ. Регулируя температуру брожения, можно в довольно широких пределах изменять содержание азотистых веществ в зависимости от дальнейшего назначения виноматериалов. Вследствие непрерывного движения бродящего сусла часть 120 Дрожжевых клеток уносится из бродильного аппарата, но одновременно происходит их пополнение за счет размножения. Поэтому концентрация дрожжевых клеток в бродящей среде, зависящая от соотношения между скоростью размножения (роста) дрожжей и скоростью разбавления их непрерывно поступающим исходным суслом, остается практически постоянной. Для брожения виноградного сусла в потоке применяют бродильные установки, состоящие из нескольких последовательно соединенных резервуаров, например установку БА-1 (рис. 21). В резервуарах создаются определенные градации (ступени) в составе бродящей среды и в физиологическом состоянии дрожжевых клеток. В первом (головном) резервуаре идет в основном накопление биомассы дрожжей, во втором и третьем — главное брожение, в последующих — постепенное дображива-ние. По мере сбраживания сахара и повышения концентрации спирта уменьшается общее количество почкующихся и активных дрожжевых клеток, находящихся во взвешенном состоянии, а количество отмирающих клеток увеличивается. Перемещение жидкости из резервуара в резервуар осуществляется циклично в два периода. В первый период из каждого резервуара отбирается бродящее сусло в промежуточные бачки, а из последнего резервуара сливается готовый виноматериал. Во второй период в первый резервуар заливается порция свежего сусла, а в каждый из последующих — бродящее сусло из промежуточных (переточных) бачков. Перелив бродящего сусла из резервуаров в переточные бачки осуществляется через трубы под давлением диоксида углерода, выделяющегося при брожении сусла, а из переточных бачков в последующие бродильные резервуары — свободным сливом через гидростаканы. Одновременность заполнения всех переточных бачков в первый период достигается соединением бродильных резервуаров общим газовым коллектором. Одновременность слива из всех переточных бачков в последующие бродильные резервуары во второй период работы обеспечивается соединением газовой камеры установки с атмосферой путем размыкания магнитных клапанов. Время цикла и объем порций определяются кинетикой брожения сусла и контролируются уровнем жидкости в первом резервуаре. Включение питающего насоса и магнитных клапанов осуществляется поплавком, реле и системой кнопок. Кинетика непрерывного брожения виноградного сусла в установке, состоящей из шести резервуаров (БА-1), может быть представлена уравнением, связывающим содержание остаточного сахара в бродящем сусле С* (в массовых долях) с количеством бродильных резервуаров п: Сг = 0,18 ехр(—0,33п). В данном случае С* = 2. На основании кинетического закона реакций первого порядка можно рассчитать константу скорости брожения виног- 121
 
=P*J Рис. 22. Универсальная установка ВБУ-4н для брожения сусла в потоке: 
щ — Сусла Рис. 21. Схема установки БА-1 для брожения виноградного сусла в потоке: а — первый период; б —второй период; / — бродильный резервуар; 2 — поплавок; 3 — реле; 4 — кнопка управления; 5 — переточный бачок; в —сливная труба; 7 — магнит-••нй клапан; 8 — гндростакан; 9 — газовый коллектор / — бродильный резервуар; 2— трехходовой кран переливной трубки; 3 — газовый коллектор; 4 — регулировочный вентиль; 5 — поплавковое реле; 6 — отборно-компенсационный бачок; 7 — соединительный фланец; 8 — электромагнитный клапан для выпуска СОг; 9 — трубопровод газовых камер; 10 — сливная труба для отбора виноматериала; // — вентиль сливной трубы; 12 — теплообменный кожух; 13 — патрубок для слива отработанного хладоносителя; 14 — труба для подачи свежего сусла; 15 — труба для подачи хладоносителя; / — резервуар для подбраживания сусла с целью получения десертных виноматериалов; II и /// —резервуары для получения крепких виноматери-алов; IV—VII — резервуары для получения полусладких виноматериалов; VIII—XIV — резервуары для получения полусухих и сухих виноматериалов радного сусла в потоке Км при условии, что t=43 ч, С0=18: ^м= (1/0 In (Со/С) = (1/43) 1п(18/2) -0,051. Зная Км, можно определить время, необходимое для выбра-живания заданного количества сахара, t= (l/KM) In (C0/Ct), а также рабочую вместимость бродильной батареи при данном расходе сусла или величину расхода сусла при заданных объеме и производительности батареи, сохраняя при этом скорость процесса в соответствии с оптимальным значением Км- Универсальная автоматическая установка ВБУ-4н (рис. 22) обеспечивает возможность получения виноматериалов для вин всех типов. В первой секции установки, включающей только один резервуар (/), ведут подбраживание сусла для десертных виноматериалов. Во второй секции, состоящей из двух резервуаров (// и ///), получают виноматериалы для крепких вин, в третьей секции из четырех резервуаров (/V—VII) —полусладкие виноматериалы и в четвертой секции из семи резервуаров (VIII—XIV) —полусухие и сухие виноматериалы. 123
Установка состоит из 14 бродильных резервуаров вместимостью 1000 дал каждый, выполненных из нержавеющей стали и снабженных наружной спиралевидной рубашкой. Все резервуары связаны между собой трубами для перетока сусла, а также газовым коллектором с клапанами перепада давления, перед которыми установлены регулировочные вентили. Свежее сусло подается в установку насосами через трубы 14 с обратными клапанами. В зависимости от желаемой степени выбраживания сахара и типа получаемого виноматериала сусло подают в резервуары /, //, IV и VIII, которые снабжены поплавковыми реле. Поплавковые реле связаны с магнитными пускателями насосов, подающих сусло, и с соответствующими клапанами выпуска С02. Полученные виноматериалы отбирают по трубам слива 10, на концах которых имеются вентили //. Принцип работы установки ВБУ-4н такой же, как установки БА-1. Общая производительность установки 12000 дал/сут, производительность по каждому типу виноматериалов 3000 дал/сут. Отдельные резервуары установки в послесезон-ный период могут быть использованы для обработки виноматериалов теплом и холодом. Способ непрерывного брожения виноградного сусла имеет следующие преимущества перед периодическими: более высокую удельную производительность, отнесенную к единице полезного рабочего объема бродильного аппарата; меньшие расходы разводки дрожжей чистой культуры и сахара на размножение и рост дрожжей, большие выходы спирта из единицы сброженного сахара и с единицы полезной вместимости бродильного аппарата; возможность регулирования химического состава виноматериалов по ряду компонентов, важных для формирования качества вина (спирту, сахару, азотистым веществам, высшим спиртам, альдегидам и др.) путем изменения температуры и скорости потока; возможность поддержания температуры брожения на оптимальном уровне благодаря регулируемому потоку бродящей среды, имеющему в каждом отдельном случае устойчиво постоянный режим; возможность автоматизации контроля и регулирования процесса; гарантированное проведение брожения на дрожжах чистой культуры; обеспечение лучших санитарно-технических условий производства; сохранение сортового аромата и чистоты вкуса виноматериалов, а также ускорение осветления виноматериалов после окончания брожения. К недостаткам способа непрерывного брожения относятся: более сложное аппаратурное оформление и использование бродильных установок по прямому их назначению только на протяжении ограниченного периода—-в сезон виноделия; обеспечение эффективности непрерывного брожения сусла только при условии бесперебойного поступления на переработку однотипного сырья, для чего необходимо иметь большие площади ви- 124
ноградных насаждении, занятые одним сортом или сортами, перерабатываемыми совместно. Поточно-доливной способ брожения, разработанный ВНИИВиВ «Магарач», является усовершенствованной разновидностью доливного способа. Он обеспечивает проведение процесса в резервуарах очень большой вместимости при оптимальной температуре без применения искусственного охлаждения. Этот способ основан на регулировании температуры брожения путем подачи в бродильный резервуар исходного сусла, предварительно охлажденного до определенной температуры. Количество и температуру подаваемого сусла рассчитывают так, чтобы температура брожения находилась в заданном интервале с колебаниями 3—5 °С. Благодаря достаточно большой скорости брожения кратковременные нарушения условий ведения процесса не приводят к значительному повышению температуры и ухудшению качества продукта. При поточно-доливном способе осветленное сусло подают на брожение непосредственно в резервуар, в котором находится разводка чистой культуры дрожжей или бурно бродящий вино-материал. При определении регламента подачи сусла исходят из того, что количество теплоты, выделяющееся в единицу времени, прямо пропорционально величине скорости разбавления, т. е. количеству охлажденного сусла, вводимому в резервуар в единицу времени. Объем подаваемого на брожение сусла и степень его охлаждения устанавливают исходя из баланса са-харо-температурных показателей. Частоту очередных доливок назначают, руководствуясь показателями нижнего значения выбранной температуры брожения, т. е. доливку начинают после того, как температура брожения достигнет нижнего технологического значения или приблизится к нему. Брожение ведут при концентрации дрожжевых клеток в среде не менее 100 млн./мл и количестве мертвых клеток не более 25 %. Остаточное содержание сахара в бродящем материале поддерживают на уровне 1—2 г в 100 мл. Поточно-доливной способ брожения прост, не требует применения специальных установок или аппаратов, может осуществляться в любых технологических емкостях достаточно большой вместимости, в которых после окончания сезона виноделия хранят виноматериалы. Брожение в условиях повышенного давления диоксида углерода основано на подавлении размножения дрожжей и регулировании хода процесса брожения высокими концентрациями С02 в бродящей среде. Размножение винных дрожжей в виноградном сусле прекращается при концентрации С02 15 г/л. Такой концентрации соответствует равновесное давление С02 625 кПа при температуре 20 °С. Для полной остановки брожения необходимы концентрация С02 выше 20 г/л или равновесное давление при 20 °С, равное 800 кПа. 125 Брожение этим способом проводят в прочных металлических резервуарах, рассчитанных на повышенное давление. Скорость брожения регулируют за счет повышения или понижения давления, развивающегося внутри бродильных резервуаров в результате выделения С02 из бродящего сусла. Для этого периодически открывают или закрывают газовый кран или клапан. Изменяя таким способом скорость брожения, регулируют тем самым температуру бродящей жидкости. Брожение ведут с малой скоростью обычно при температуре 18 °С и давлении, близком к 500 кПа, на протяжении 20—30 сут с применением пылевидных рас дрожжей. С целью ускорения брожения давление в бродильном резервуаре периодически понижают, при этом осевшие дрожжи переходят во взвешенное состояние и перемешиваются со средой, что способствует активации процесса. Виноматериалы, получаемые из сусла, сброженного под давлением СОг, отличаются по химическому составу от вино-материалов, полученных в результате брожения при атмосферном давлении. В них почти в 2 раза меньше высших спиртов и больше редуктонов, поэтому они обладают лучшими восстановительными свойствами; при выдержке в них меньше повышается окислительно-восстановительный потенциал. Вина получаются малоокисленными, с хорошо выраженным сортовым ароматом. Брожение на наполнителях основано на активации процесса за счет сорбции дрожжевых клеток на поверхности инертных к суслу и вину твердых тел (насадок). На поверхности насадки концентрируются различные растворенные в сусле вещества и газы, а соприкосновение дрожжевых клеток с твердыми поверхностями ускоряет выделение диоксида углерода, что создает более благоприятные условия для жизнедеятельности дрожжей в процессе брожения и почти в 2 раза увеличивает его скорость. При этом резко снижается концентрация дрожжевых клеток в виноматериале или недоброде, выходящих из бродильных резервуаров, что облегчает их осветление и фильтрацию. Интенсификация брожения на наполнителях происходит за счет повышения концентрации питательных веществ, адсорбируемых на поверхности насадки, более равномерного распределения дрожжевых клеток в среде и ускорения выделения С02. При поточном брожении насадка препятствует выносу дрожжей со средой. В качестве насадок применяют различные материалы с достаточно развитой поверхностью, которые не влияют на качество вина и не оказывают ингибирующего действия на жизнедеятельность дрожжей. Хорошие результаты получены при использовании для этой цели буковой стружки (буковых роликов), прошедшей предварительную обработку, подобную обработке бочковой клепки. 126
БРОЖЕНИЕ НА МЕЗГЕ 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 фе-нольных, азотистых и других веществ из кожицы и семян. В отличие от сусла, которое представляет собой легкоподвижную жидкость, обладающую хорошей текучестью, мезга имеет значительно меньшую подвижность и представляет собой двухфазную систему с высокой пластической вязкостью. В связи с этим процесс брожения на мезге более сложен по аппаратурному оформлению, чем брожение сусла, и проводится в ином технологическом режиме. 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: маннит-ных, молочнокислых и других бактерий. В случае переработки гибридов европейских и американских сортов винограда температуру в период бурного брожения поддерживают на более высоком уровне — 35—38 °С. Такая температура способствует уменьшению содержания в вине специфичных для этих сортов ароматических веществ (метилантра-нилата и др.), придающих виноматериалам неприятный, так называемый лисий привкус. 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 или закрытых резервуарах, в специальных аппаратах периодического действия и в аппаратах непрерывного действия. Брожение в резервуарах проводят по стационарному способу. Для этой цели применяют дубовые чаны, крупные железобетонные и металлические резервуары, которые заполняют на 80 % их вместимости свежей мезгой, подаваемой мезго-насосом непосредственно с дробилки-гребнеотделителя. При 127
Рис. 23. Схема резервуаров для брожения на мезге: 1 — открытого с плавающей шапкой; 2 — открытого с погруженной шапкой; 3 — закрытого с плавающей шапкой; 4 — закрытого с погруженной шапкой загрузке бродильных емкостей в мезгу вводят отдельными порциями S02 в количестве от 80 до 180 мг/л в зависимости от температуры. При поступлении на переработку винограда, поврежденного грибными болезнями или вредителями, дозу S02 повышают. Диоксид серы вносят в мезгу перед брожением для подавления нежелательной микрофлоры, ингибирования окислительных ферментов, улучшения экстрагирования красящих веществ и предохранения их в дальнейшем от выпадения в осадок и выведения из вина. После заполнения емкости мезгой вносят разводку дрожжей чистой культуры, находящуюся в стадии бурного брожения, в количестве 2—4 % объема мезги. При брожении в резервуарах вместимостью до 1000 дал искусственное охлаждение не применяют, в резервуарах большей вместимости бродящую мезгу необходимо охлаждать. Для этого бродящее сусло перекачивают через выносной теплообменник или подают хладоноситель в змеевики, помещенные внутри бродильных резервуаров. Для брожения на мезге применяют открытые или закрытые резервуары и проводят в них брожение с плавающей или погруженной шапкой (рис. 23). Под шапкой понимают более или менее уплотненную массу твердых частиц мезги, всплывающую на поверхность бродящего сусла. Открытые бродильные резервуары не имеют крышки, поэтому частицы, всплывающие на поверхность, соприкасаются с воздухом и диоксид углерода свободно выделяется в атмосферу. При брожении в открытых резервуарах с плавающей шапкой 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 128 насосом из нижней части резервуара в верхнюю — на шапку. Хорошие результаты дает перемешивание шапки диоксидом углерода, образующимся при брожении. В открытых чанах брожение проходит при более низкой температуре, чем в закрытых. 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 твердые частицы мезги не всплывают на поверхность, а удерживаются в сусле решетчатой или перфорированной перегородкой, располагаемой на 1/i от верха резервуара. В этом случае шапка образуется под перегородкой и ее покрывает бродящее сусло, которое поднимается вверх за счет давления выделяющегося СОг. 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^ 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. Брожение в 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 5 Заказ № №7 ■;■,': ■ ■ 129
жүктеу/скачать 4.05 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|
