Дрожжи других зарубежных винодельческих районов – Дрожжи и возбудители спиртового брожения

Основные роды и виды дрожжей в виноделии

В винодельческом произ­водстве встречаются в основном дрожжи рода Saccharomyces, плен­чатые и некоторые «дикие» дрожжи.

Род Saccharomyces имеет наи­большее значение и распростране­ние в производстве продуктов пе­реработки винограда. Размножают­ся дрожжи почкованием, с наступле­нием неблагоприятных условий об­разуют от 1 до 4 шаровидных глад­ких бесцветных спор. Активно сбра­живают сахара, способны разви­ваться в средах с низким рН (до 2,8), спиртоустойчивы.

Вид Saccharomyces vini по сравнению с другими родами и видами в природе встречается меньше. Во время бурного брожения и в стадии дображивания данный вид составляет примерно 80% всех дрожжей рода Sac­charomyces. Клетки имеют круглую, яйцевидную или овальную форму. Размеры (5—7) X (8—11) мкм.

Характерная особенность дрожжей S. vini — их значитель­ная спиртоустойчивость (до 16% об.). Бродильная способность S. vini выше бродильной способности других видов дрожжей. Из данного вида выделено много рас с полезными производ­ственными признаками: спиртообразующей способностью, сульфито- и холодоустойчивостью и др. Дрожжи S. vini могут иг­рать и отрицательную роль, вызывая забраживание виноград­ного сока, помутнение готовых вин.

Вид Saccharomyces oviformis в природе встреча­ется редко. Дрожжи этого вида часто обнаруживаются в бро­дящем виноградном соке, они накапливаются к концу брожения вследствие большей спиртоустойчивости, чем S. vini. По морфологическим признакам дрожжи S. oviformis не отличаются от других видов рода Saccharo­myces.

Характерной особенностью дрожжей является способность сбраживать высокосахаристое сусло (содержание сахаров свы­ше 30 г на 100 мл сусла) с получением вин повышенной спиртуозности (18—19% об.). Отмечается также большая способ­ность этих дрожжей к окислению спирта, чем глюкозы. Обладают высокой сульфитоустойчивостью (выдерживают концен­трацию свободной сернистой кислоты до 100 мг/л).

Вид S. oviformis играет положительную роль в виноделии при сбражива­нии высокосахаристого сусла для получения сухих вин. Дрожжи этого вида хорошо приспособились к условиям шампан­ского производства. Для процесса шампанизации отселекционированы расы дрожжей Ленинградская, Киевская. В то же время они могут вызывать вторичное забраживание готовых вин, особенно полусладких. Эти дрожжи вызывают также по­мутнение бутылочных вин.

Разновидностью дрожжей S. oviformis являются дрожжи S. oviformis cheresiensis, способные образовывать на поверх­ности вина по окончании брожения пленку, в результате жиз­недеятельности которой вино приобретает особые букет и вкус. Расы Херес 96-К и Херес 20-С быстро образуют пленку на вине с содержанием спирта 16—17% об. С помощью указанных рас дрожжей получают вино под названием Херес.

Вид Saccharomyces uvarum встречается в различ­ных плодовых соках и винах. Дрожжи этого вида развивают­ся медленно, обладают средней спиртообразующей способно­стью, холодостойки. Синтезируют практически те же продук­ты брожения, что и S. vini. Многие расы дрожжей этого вида при сбраживании виноградного сусла образуют плотный невзмучиваемый дрожжевой осадок, не дают пены, синтезируют повышенные количества глицерина. Рекомендуются для приготовления полусладких вин, например раса Новоцим­лянская 3.

Пленчатые дрожжи родов Pichia, Hansenula и Candida являются злейшими сорняками виноделия. Они получили свое название из-за способности образовывать на поверхности ви­на в аэробных условиях плен­ки. Клетки дрожжей родов Pic­hia, Hansenula и Candida име­ют эллиптическую, овальную форму.

Встречаются также клетки удлиненной, колбасовидной и булавовидной форм. Дрожжи родов Pichia и Hansenula образуют споры; дрожжи рода Candida спор не образуют, их вегета­тивные клетки размножаются почкованием. Дрожжи родов Candida и Pichia быстро сбраживают сахара, потребляя их пре­имущественно путем окисления. Дрожжи рода Hansenula при сбраживании углево­дов способны синтезировать до 5% об. этанола.

В сусле содер­жатся в небольшом количестве. При соблюдении технологических условий приготовления и хранения виноматериалов почти не встречаются в винах, однако при плохом забраживании вино­градного сусла быстро начинают развиваться на его поверхности, образуя на 2—3-й сутки сначала гладкую, позднее складчатую пленку серовато-белого цвета.

Одновременно с пленкой они об­разуют дрожжевой осадок, т. е. начинают одновременно окислять и сбраживать сахара. При этом образуются этиловый, амиловый, бутиловый спирты, уксусная, масляная, янтарная кислоты, а так­же эфиры этих кислот. Продукты обмена придают виноматериалу резкий неприятный запах. Часто эти дрожжи развиваются на мезге при ее брожении.

Пленчатые дрожжи сульфито- и спиртоустойчивы: могут выдерживать до 14% об. спирта и 400—500 мг/л S02. Поэтому пленчатые дрожжи при доступе кислорода воздуха хорошо себя чувствуют в столовых винах. Активно восстанавливают суль­фаты и сульфиты с образованием сероводорода, поэтому в виноматериалах, в которых развиваются пленчатые дрожжи, мо­жет появиться сероводородный тон.

Пленчатые дрожжи вызывают болезнь вина — цвель, а также помутнение вин. Являются опасными сорняками хересного и шампанского производств, так как продукты обмена пленчатых дрожжей тормозят разви­тие дрожжей хересных и шампанских.

Эффективным средством предупреждения развития пленча­тых дрожжей в винах является ограничение доступа к вину кислорода воздуха. Виноматериалы необходимо хранить при низких температурах в полных емкостях, своевременно проводя доливку.

Род Zygosaccharomyces также относится к вредной микрофлоре. Дрожжи этого рода отличает весьма высокая осмофильность: они развиваются в средах с содержа­нием сахара 60—80 г на 100 мл (вакуум-сусло, бекмес, мед, варенье, джем), вызывая их забраживание и снижая тем са­мым качество продукта. Бродильная способность дрожжей данного рода низкая, они бродят медленно и образуют не более 10% об. спирта.

Род Schizosaccharomyces также являет­ся вредителем виноделия. Основные представители рода: вид Schizosacch. pombe — вызывает только спиртовое броже­ние, встречается на винограде; вид Schizosacch. acidodevoratus вызывает яблочно-спиртовое брожение, а также порчу яблоч­ных соков и вин.

В практике виноградного виноделия род дрожжей Schizo­saccharomyces встречается редко. Клетки дрожжей данного рода имеют эллиптическую или цилиндрическую форму с за­кругленными концами. Размеры клеток (3—5) X X (6—16) мкм. Дрожжи размножаются только путем деления клетки. При неблагоприятных условиях происходит копуляция вегетативных клеток с образованием асков со спорами по 4 или 8 в каждом аске.

Споры эллипсоидальной формы с гладкими оболочками. Дрожжи рода Schizosaccharomyces усваивают са­хара в основном путем брожения, а не окисления. Бродильная способность примерно в 2 раза ниже, чем у дрожжей рода Saccharomyces. Обладают повышенной сульфитоустойчивостью, развиваясь при содержании в среде SO2 до 1000 мг/л. Опти­мальная температура развития 30 °С. Спиртоустойчивы: выдер­живают концентрацию спирта до 20% об. Расы Виерул, Май­копская, Краснодарская 40 и др. рекомендуются для проведе­ния биологического кислотопонижения при производстве виноградных вин из высококислотного сырья.

Род Saccharomycodes является вредителем виноделия. Клетки дрожжей крупные, лимоновидной формы, со смешанным типом вегетативного размножения — почкованием и делением. При неблагоприятных условиях клет­ки превращаются в аски с 4 шаровидными спорами.

Дрожжи Saccharomycodes сбраживают виноградное сусло с образовани­ем до 12% об. спирта, при этом в большой степени обогаща­ют виноматериалы уксусноэтиловым эфиром (до 200 мг/л), что приводит к ухудшению их качества, тормозят развитие в сусле винных дрожжей, а в шампанском производстве — шампанских дрожжей (вторичное брожение). Выдерживают высокие кон­центрации SO2 в сусле и вине (500—1000 мг/л) и могут вызывать забраживание сульфитированного сусла и вина. Известен вид дрожжей Saccharomycodes ludwigii.

Род Hanseniaspora в виноделии известен под названием апикулятус. Основные представители рода: спорогенные Hanseniaspora apiculata и аспорогенные Klocker apiculata.

Апикулятусы встречаются на всех видах плодов, особенно поврежденных, на ягодах, фруктах и в соках. В фазе созрева­ния винограда они составляют до 99% всех находящихся на ягоде дрожжей. Представляют собой довольно мелкие одно­клеточные организмы заостренной, яйцевидной или лимоновидной формы. Размеры клеток (2—4) X (4—10) мкм. Они размножаются биполярным почкованием, которое закан­чивается делением.

Дрожжи рода Hanseniaspora обладают бо­лее низкой по сравнению с винными дрожжами бродильной активностью. Образуют спирты (3—4% об.), летучие кислоты (до 1,5 г/л), уксусноэтиловый эфир (до 250 мг/л), муравьи­ную, янтарную, пропионовую и масляную кислоты. Чувстви­тельны к SO2: доза 75 мг/л задерживает их развитие. Отно­сительно устойчивы к спирту: прекращают свою жизнедеятель­ность при накоплении 4—7% об. спирта.

Дрожжи рода Hanseniaspora являются причиной недобродов, так как, будучи сорняками брожения, они первыми раз­виваются в сусле, опережая по скорости размножения дрож­жи S. vini в 2 раза. Выделяемые ими продукты метаболизма тормозят развитие винных дрожжей, а также отрицательно влияют на вкус вина, сообщая ему горечь, сильный эфирный тон, аромат простого яблочного вина.

По этой причине виноматериалы, сброженные с участием дрожжей апикулятус, не­пригодны для шампанизации и хересования. Кроме того, при шампанизации таких виноматериалов образуются липнущие осадки, трудносмываемые «маски», а хересование затрудняет­ся. В целях борьбы с дрожжами рода Hanseniaspora пользу­ются в настоящее время суль­фитацией сусла и его отстаи­ванием.

Род Torulopsis широко распространен на вино­граде, в забродивших суслах. Наиболее часто дрожжи этого рода выделяются из забродив­шего сусла, приготовленного из винограда, пораженного «бла­городной гнилью». Выделены два вида: Т. bacillaris и Т. Can­dida. Это — почкующиеся одноклеточные организмы, у которых спорообразования не обнаруже­но. Характерная особенность — одновременное образование не­скольких почек в различных частях материнской клетки.

Форма клеток в жидкой среде круглая, реже овальная, на твердых средах удлиненная. Размеры клеток (2,9—6,5) X (2,9—7,2) мкм. Дрожжи рода Torulopsis содержатся в основном в виноградном соке, редко в вине. Сбраживают виноградное сусло с образованием до 12,5% об. спирта.

В отличие от других вредителей Torulopsis не образуют больших количеств летучих кислот и эфиров, портящих вкус ви­на, однако могут образовывать в сусле и вине слизь, а также вызывать помутнения вин. Поэтому эти дрожжи относят к вред­ной микрофлоре виноградного сусла и вина. Они очень чувстви­тельны к низким температурам, высокие температуры сусла и вина способствуют их развитию. Дрожжи рода Torulopsis являются осмофилами, способны развиваться в присутствии вы­соких концентраций сахаров (до 60 г на 100 мл). Выдерживают повышенные дозы SO2.

Род Rhodotorula из-за характерной окраски называют «розовыми дрожжами». Клетки круглые, встречаются мелкие и крупные: от 2 до 6 мкм в диаметре. Сахара не сбра­живают, а окисляют, образуя на поверхности сусла розовую пленку. Могут вызывать окисление соков, помутнение десерт­ных и полусладких вин. Дрожжи способны питаться парами спирта в воздухе, поэтому их обнаруживают на стенах винных подвалов в виде слизистых розовых пятен.

Спиртовое брожение. Реакция спиртового брожения глюкозы

Процесс брожения считается неотъемлемой базой для производства различных пищевых продуктов – хлебобулочных изделий, кисломолочных товаров, квашеных овощей. Также данный процесс имеет большое значение в пивоварении, виноделии и выработке спирта. В начале ферментации простейшие углеводы преобразовываются в этанол, углекислый газ и другие элементы. В этом и заключается основа брожения.

Процесс метаболизма дрожжей

Для того чтобы получить спиртовое брожение, возбудители – микроорганизмы дрожжи – сбраживают моносахариды, в частности глюкозу. Она под их воздействием подвергается ферментации, и в результате этого на выходе получается этиловый спирт и двуокись углерода. В определенной среде брожение может проходить за счет бактерий и плесневелых грибов. Далее происходит реакция спиртового брожения глюкозы. После ее завершения конечный продукт отделяют от сусла перегонкой. Затем спирт очищают методом фракционной дистилляции. Для того чтобы усилить рост дрожжей, сусло аэрируют (насыщают его воздухом, азотом или другими газами). Потом создаются анаэробные условия для обеспечения брожения и накопления спирта. Благодаря этим условиям предупреждается окисление спирта в уксусную кислоту, воду и углекислый газ. Чтобы получить брожение, используется концентрация глюкозы от 10 до 15%, а температура должна быть не больше 30 °C. Плотность сахара менее 10% для ферментации неблагоприятна. А при концентрации 30—35% брожение перестает происходить. Может возникнуть самопроизвольное брожение при ненадлежащем хранении сахаросодержащих продуктов: варенья, сиропов, сока, меда, ягод. И это становится причиной их порчи.

Химический процесс брожения

Для дрожжей спиртовое брожение происходит в два этапа:

• Окислительная стадия заключается в превращении сахара до пировиноградной кислоты. При этом происходит образование двух молекул НАД (фермент, существующий в живых клетках), и это является промежуточным атомом водорода.
• Восстановительная стадия состоит в передаче молекулы водорода конечному атому. Конечный акцептор превращается в основной продукт брожения.

В дрожжах содержится специальный фермент, который при помощи химических реакций образует уксусный альдегид. Он вступает в связь с углекислым газом и при помощи дегидрогеназы превращается в этанол. Процесс брожения завершает реакция восстановления уксусного альдегида.

Основной продукт брожения

Простые углеводы (фруктоза и глюкоза) легче всего подвергаются процессу ферментации. Как уже было сказано ранее, спиртовое брожение вызывают дрожжи. По виду их распределяют на культурные и дикие продукты.

Культивированные дрожжи делятся на формы низового и верхового брожения. Эти группы различаются своей ферментацией и температурным режимом, при котором наступает процесс брожения. Низовые дрожжи характеризуются образованием осадка, и бродят они при температуре не выше 10 °C.

Верховая группа хорошо развивается при температуре в 30 °C и собирается в основном в пене продукта. За счет их активности реакция спиртового брожения происходит быстрее, и они перерабатывают больше сахара, что увеличивает процент крепости спиртового продукта.

Применение культурных дрожжей конечным продуктам придает приятный аромат и вкус.

Дикие дрожжи обладают довольно небольшой способностью к брожению. При их ферментации образуется менее 10% спирта. Они вырабатывают вещества, которые портят вкус и запах конечного продукта. При размножении данные дрожжи не позволяют вырабатываться полезным веществам в процессе брожения нужной микрофлоры.

Побочные продукты брожения

Во время протекания процесса брожения в первичном спиртосодержащем сырье в малых количествах начинает образовываться побочное сырье распада молекул: глицерин, кислота уксусная и альдегид, спиртовые продукты распада (бутиловый, амиловый, изобутиловый и другие высшие спирты). Их выработка происходит при разложении аминокислот. В производстве побочные продукты брожения называют «сивушными маслами».

Конечное сырье многих вторичных продуктов — это ацетальдегид. В большой дозе он прерывает брожение. Поэтому дрожжи с помощью химических процессов превращают его в этанол и вторичное сырье ферментации. Побочный продукт – неотъемлемая часть спиртового брожения. Вторичные вещества участвуют в клеточном обмене веществ дрожжей.

Брожение сахаров для получения сусла

Невозможно без процесса брожения получить начальное сусло для производства спирта и использовать его в производстве вина. Дрожжи — возбудители ферментации. Они перерабатывают глюкозу, которая содержится в плодах винограда. Для брожения используются дрожжи рода сахаромицет. Также могут применяться природные дрожжи, находящиеся на виноградной кожице.

Для получения качественного винного сусла процесс брожения должен протекать при определенном режиме температур. При температурной норме реакция брожения глюкозы будет осуществляться на правильном уровне. Оптимальная температура для производства красного вина – это 27—30 градусов C. Для выработки белого вина допускается не слишком высокая температура.

Изготовление сусла для красных вин осуществляется с помощью брожения и мацерации. Поскольку жидкость из красных сортов винограда бесцветна, сусло настаивают на его кожице. Она содержит окрашивающие вещества (антоцианы), которые необходимы для производства красных вин.

Спиртовое брожение и мацерация осуществляются одновременно. Но процесс ферментации длится не больше двух недель, а мацерация может продолжаться до месяца. В большей степени это зависит от сорта виноградных плодов. После окончания всех процессов винное сусло также проходит очистку и переливку. Сам метаморфизм спиртового брожения винного сусла будет окончен, когда переработается весь сахар.

Применение процесса спиртового брожения в промышленности

Одна из основных областей, где используется ферментация дрожжей – это пищевая промышленность. В частности, в производстве алкогольных напитков используется спиртовое брожение глюкозы как основная процедура для получения начального сусла. Также на таком брожении основано хлебопекарное производство.

В изготовлении спирта используют верховые дрожжи. Они очень быстро сбраживают сахар. При этом они обладают устойчивостью к спирту. Большую роль дрожжи играют в пивной промышленности. В виноделии до некоторого времени не использовались специальные культурные дрожжи. Для производства вина использовалось сырье, находящееся на виноградных плодах. С его помощью и происходило спиртовое брожение дрожжей для получения необходимой продукции.

Но с внедрением в виноделие культурных групп стало возможным получение быстрого сбраживания и в итоге создание более чистого вида продукта. Также спиртовая ферментация применяется и в производстве браги.

Еще один вид напитка

Брага — алкогольный напиток, который изготавливается за счет брожения дрожжей и сахара. По истечении времени спиртовое брожение глюкозы вырабатывает спиртосодержащую массу для последующей очистки (дистилляции). Весь этот процесс происходит при сбраживании дрожжами сахара.

Важный компонент браги

Во время сбраживания поддерживается определенная температура – от 22 до 30 градусов C. При более низком температурном режиме у этой группы дрожжей процесс ферментации будет осуществляться медленнее. Это не даст правильную выработку спиртосодержащего конечного напитка. А при температуре выше заданной нормы погибнут дрожжевые грибки, и процесс брожения происходить не будет.

Основным неотъемлемым компонентом в приготовлении спиртосодержащих напитков являются дрожжи. Для заготовки такого напитка, как брага из сахара, используются специальные спиртовые дрожжи верхней группы брожения.

Какая нужна вода для спиртового брожения?

Для производства спиртосодержащих напитков обязательно используют воду. К ней предъявляются высокие требования. Идеальная вода — бесцветна, прозрачна. Она не должна иметь запаха и привкуса. Чтобы сбраживание дрожжей получилось качественным, предпочтение отдают воде с небольшим содержанием солей кальция и магния. Считается, что лучше всего использовать жидкость из артезианских скважин.

Для изготовления спиртовых продуктов используется сырая вода. Она содержит необходимые молекулы воздуха, которые необходимы дрожжам. Очистка воды для брожения происходит с помощью фильтрации.

Длительность ферментации дрожжей

Время, за которое дрожжи сбродят весь сахар, зависит прежде всего от температуры. Также немаловажно качество дрожжей. Приемлемое время сбраживания – от 7 до 14 дней. Выработка конечного продукта спиртового брожения считается законченной, если нет шипения и пузырьков на поверхности. Также брага из сахара при законченном процессе брожения имеет кисловато-горький привкус.

Если же на вкус она осталась сладковатой, то дрожжи во время процесса погибли, не переработав сахар. Это происходит по причине несоблюдения температурного режима, качества воды и дрожжей.

Фильтрация конечного спиртового продукта

После окончания брожения дрожжей, простейшие углеводы, в частности глюкоза, вырабатывают этанол, газ, энергию. Получившийся спиртосодержащий напиток обязательно подвергают фильтрации. Для этого удаляются остатки дрожжей и побочные продукты сбраживания.

Очистка производится с помощью специальных аппаратов методом ректификации (разделение на различные компоненты жидких смесей). Такой фильтрации подвергается первый спирт (сырец). Спиртосодержащий продукт, очищенный этим методом, не имеет вредных примесей, эфиров и обладает мягкостью и высокой крепостью.

Дополнительные методы очистки

В производстве используют химическую очистку конечного продукта брожения дрожжей. Для ее применения используют щелочь, чтобы удалить вредные кислоты и эфиры. При воздействии щелочи эфиры омыляются, и одновременно с этим выделяется спирт.

Чтобы удалить вырабатываемые альдегиды и побочные соединения, используется слабый раствор перманганата калия. Он окисляет вредные примеси. К методам вспомогательной очистки относят фильтрацию активированным углем. Он является отличным поглотителем различных примесей, содержащихся в необработанном спирте.

Еще один способ очистки спирта в промышленности — его термообработка. При подогреве до определенных температур в конечном продукте совершается разложение опасных примесей. Максимальный температурный режим, при котором происходит термическая обработка – до 140 градусов C. Он длится 10-15 минут.

Заключение

Спиртовое брожение является самым изученным химическим процессом. Но ничего странного в этом нет. Помимо производства алкогольных напитков, благодаря этому процессу можно получить самые различные кислоты, глицерин и медицинский этанол.

Винные дрожжи

Общая характеристика винных дрожжей

В образовании вина главную роль играют винные дрожжи, благодаря которым происходит спиртовое брожение углеводов.

Они представляют собой одноклеточные микроорганизмы, относящиеся к классу аскомицетов (сумчатых грибов). Дрожжи размножаются почкованием.

Дрожжевые клетки бывают яйцеобразной, эллипсоидной, овальной, булавоподобной формы, их длина составляет 5. 12 мкм, ширина – 3. 8 мкм.

Дрожжевая клетка состоит из оболочки, цитоплазматической мембраны, прилегающей к ней, цитоплазмы, рибосом и ядра (рис.).

Разрез дрожжевой клетки

1- аппарат Гольджи; 2 – рубец отпочкованой клетки; 3 – эндоплазматическая сетка; 4 – гранулы валютина; 5 – вакуоль; 6 – рибосомы; 7 – жировые капли; 8 – цитоплазматическая мембрана; 9 – маленькое ядро; 10 – митохондрия; 11 – клеточная оболочка; 12 – цитоплазма; 13 – ядро.

Оболочка винных дрожжей состоит из полисахаридов, белков, липидов и фосфатов. Оболочка пронизана порами, сквозь которые проходят к клетке питательные вещества, а также выводятся продукты распада.

Цитоплазматическая мембрана отделяет оболочку от цитоплазмы. Цитоплазматическая мембрана определяет осмотическое давление в клетке и обеспечивает выборочное передвижение питательных веществ из среды в клетку и вывод метаболитов из клетки. Состоит она из липидов и белка.

Перемещение веществ через цитоплазматическую мембрану проходит вследствие молекулярной диффузии и в результате активного движения, в котором принимают участие специфические ферменты.

Цитоплазма винных дрожжей состоит из воды, содержащей в растворимом состоянии углеводы, аминокислоты, минеральные соли и ферменты. Она имеет гетерогенную структуру и вяжущую консистенцию благодаря наличию белковых веществ. Цитоплазма молодых клеток гомогенная, а с возрастом появляются вакуоли, эндоплазматическая сетка, сосредоточение рибосом, жировые капельки, митохондрии.

Митохондрии – это дыхательный аппарат клетки, где сконцентрированы окислительные ферменты системы. Митохондрии имеют форму зернышек, палочек или нитей. Их химический состав представлен, в основном, белками и небольшим процентом липидов, полифосфатами, РНК и ДНК.

Питательные вещества, проникающие в клетку, адсорбируются и аккумулируются митохондриями и вследствие действия соответствующих ферментов подлежат быстрым превращениям. В митохондриях полностью осуществляется цикл трикарбоновых кислот и окислительное фосфорилирование, реакция активирования аминокислот в процессе биосинтеза белка, липидов и других соединений.

Рибосомы – это внутриклеточные частички, состоящие из РНК и белков и принимающие участие в биосинтезе белка.

Ядро является носителем потомственных свойств организма. В его состав входят молекулы ДНК и РНК, способствующие передаче наследственной информации, сохранению свойств микроорганизмов. При размножении клетки ядро разделяется на две части.

Обязательным органоидом дрожжевой клетки являются Вакуоли. Они представляют собой пустоты, наполненные клеточным соком, в состав которого входят белки, жиры, углеводы, минеральные вещества, ферменты, соли. Вакуоли являются своеобразным пищевым запасом клетки, используемым при голодании.

По внешнему виду клеток можно определять физиологическое состояние дрожжей. В дрожжевой разводке одновременно могут присутствовать молодые, зрелые, старые, почкующиеся клетки и мертвые. Наибольшую бродильную энергию имеют созревшие клетки.

В производстве вина встречаются, в основном, дрожжи рода Saccharomyces, пленочные и некоторые «дикие» дрожжи. К ним предъявляют ряд требований, среди которых, спиртоустойчивость (до 16,0 % об.) и спиртообразующая способность, высокая бродильная энергия, сульфито – и холодоустойчивость.

В своем развитии винные дрожжи проходят четыре основные фазы.

Лаг-фаза начинается с момента внесения разводки чистой культуры винных дрожжей в сусло – питательная среда. В этой фазе происходит процесс приспособления клеток к субстрату и не происходит их размножение, при этом размер клеток увеличивается.

Следующая фаза винных дрожжей – Логарифмическая – характеризуется увеличением популяции клеток и приростом биомассы, максимальной скоростью размножения дрожжей. В этой фазе повышается стойкость клеток к отрицательным внешним условиям и начинается спиртовое брожение.

Следующая стадия – Стационарная, при которой прекращается рост клеток дрожжей, а процесс спиртового брожения проходит интенсивно.

И последняя фаза развития винных дрожжей – фаза Затухания роста. Биомасса дрожжей снижается за счет интенсивного автолиза и использования дрожжами резервных веществ.

Виды винных дрожжей

Дрожжи, как возбудители спиртового брожения в виноделии, являются одноклеточными микроорганизмами. Их метаболизм основан на преобразовании одних веществ (сахаров) в другие (спирты, диоксид углерода, высшие спирты, сложные эфиры, альдегиды, диацетил и др.). Диаметр клеток дрожжей достигает 1. 8 мкм, длина 2. 12 мкм. Культуры дрожжей, которые выделили из винограда, и которые успешно. Сбраживают виноградное сусло, называют „винными дрожжами”.

Наиболее распространенными родами и видами винных дрожжей, которые играют главную роль в виноделии, являются Saccharomyces vini. Они активно размножаются и имеют высокую бродильную активность, а также быстро приспосабливаются к среде и определяют на конечном этапе состав вина. Количество спирта, который образуется при сбраживании 20 % мас. сахаров, составляет 11,6-12 %.

Дрожжи вида Saccharomyces oviformis практически полностью сбраживают сахара, которые содержатся в сусле и могут накапливать почти 18 % спирта. Разновидностью этого вида являются все хересные дрожжи и некоторые дрожжи шампанского производства, они образуют на поверхности вина пленку.

Широко распространены в виноделии такие виды винных дрожжей как Brettanomyces. Оптимальная температура их культивирования варьирует в пределах 31. 32 оС. При сбраживании виноградного сусла они накапливают 11. 12 % об. этилового спирта. Кроме того, вино обогащается летучими и не летучими кислотами. Благоприятной средой для размножения Brettanomyces в шампанском производстве является тиражный виноматериал.

Потомство одной клетки определенной расы, которая была отобрана путем селекции с учетом требований изготовления разных типов вин, представляет собой чистую культуру дрожжей.

Все расы винных дрожжей различаются между собой по активности сбраживания, скорости размножения, термо – и холодоустойчивости, кислотоустойчивости, сульфитоустойчивости, по способности к пенообразованию, скорости осветления виноматериалов после брожения, по способности к спиртообразованию, накоплению вторичных и побочных продуктов брожения, которые принимают участие в формировании аромата молодых вин.

В соответствии с требованиями биотехнологии и условиями изготовления виноматериалов, надо использовать такие расы дрожжей, которые имеют определенную особенность для данного типа вина. Так, для изготовления белых столовых и шампанских виноматериалов рекомендуют местные чистые культуры дрожжей, которые выделены в данном районе виноделия.

Особенного внимания заслуживает раса Феодосия I-19, которая активно сбраживает виноградное сусло до 24 % по сахаристости, имеет широкий температурный диапазон жизнедеятельности клеток. Эта культура сульфитостойкая, то есть сбраживает сусло с содержанием диоксида серы 200-250 мг/дм3.

С целью интенсификации брожения сусла необходимо, чтобы количество клеток чистой культуры дрожжей, которые вносятся, превышало количество клеток диких дрожжей, которые присутствуют в сусле.

На практике виноградное сусло подается на брожение нестерильным, после удовлетворительного отстаивания. При этом в каждом миллилитре сусла содержатся десятки тысяч клеток дрожжей вида Saccharomyces vini.

Биотехнология чистой культуры дрожжей характеризируется тем, что при внесении ее в нестерильное виноградное сусло, она противодействует диким дрожжам, которые размножаются быстрее, приспосабливаются к среде и успешно выжывают чистую культуру, которая была внесена.

Таким образом, применение данной формы брожения сусла в условиях практического виноделия не дает соответствующего эффекта, поэтому в большинстве винодельческих стран мира чистые культуры дрожжей, как правило, в первичном виноделии не нашли применения, так как в винодельческих районах жизнеспособные расы винных дрожжей были выделены естественным путем.

Внесение специальной чистой культуры дрожжей в нестерильное сусло обязательно только в случаях поступления на производство сусла с высокой титрируемой кислотностью, сахаристостью или пересульфитированное.

При низкой или высокой температуре брожения следует использовать холодоустойчивые или термостойкие расы винных дрожжей, поэтому на каждом заводе первичного виноделия к началу сезона переработки должен быть набор рас дрожжей.

Биотехнологические процессы при производстве столовых виноматериалов успешно проходят на препаратах активных сухих дрожжей. Это значительно снижает стоимость приготовления разводки в больших количествах, дает более глубокое выбраживание сахаров и повышает качество виноматериалов.

Источники:

http://vinocenter.ru/osnovnye-rody-i-vidy-drozhzhej-v-vinodelii.html
http://www.syl.ru/article/168414/new_spirtovoe-brojenie-reaktsiya-spirtovogo-brojeniya-glyukozyi
http://vinograd-vino.ru/protsessy-proiskhodyashchie-pri-izgotovlenii-vina/172-vinnye-drozhzhi.html