Fermentacja moszczu winogronowego

Fermentacja moszczu gronowego, biochemiczny proces przekształcania moszczu gronowego w produkt alkoholowy przez kompleks enzymów drożdży winiarskich, prowadzący do rozkładu węglowodanów na alkohol etylowy, dwutlenek węgla oraz powstawania produktów wtórnych i ubocznych. Proces fermentacji moszczu winogronowego jest znany i stosowany od czasów starożytnych. L. Pasteur po raz pierwszy stworzył biologiczną teorię fermentacji i ustalił rolę drożdży w fermentacji alkoholowej. Naukowcy tacy jak Francuzi J. Ribero-Gaillon, P. Ribero-Gaillon, E. Peignot, Włosi M. Joslin, Rosjanie V. Nilov, M. Gerasimov, G. Valuiko i inni wnieśli duży wkład w odkrycie cech biochemicznych i opracowanie optymalnych sposobów fermentacji moszczu gronowego. Fermentacja moszczu winogronowego może być przeprowadzana na różne sposoby w różnych temperaturach. Istniejące metody fermentacji moszczu winogronowego dzielą się na okresowe i ciągłe. Fermentację okresową moszczu winogronowego przeprowadza się w beczkach, kadziach, baniach, zbiornikach żelbetowych, metalowych i innych (zob. Fermentacja okresowa), pod ciśnieniem atmosferycznym lub nadciśnieniem (zob. Fermentacja ciśnieniowa). Fermentująca brzeczka może być fermentowana jednocześnie lub w sposób rozłożony w czasie. W tym ostatnim przypadku fermentacja moszczu winogronowego odbywa się przez zlewanie we wszystkich rodzajach zbiorników. Ciągła fermentacja moszczu winogronowego odbywa się w specjalnych instalacjach, które składają się z jednego lub kilku zbiorników połączonych rurociągami. Temperatura fermentacji moszczu winogronowego dobierana jest w zależności od rodzaju produktu końcowego oraz specyfiki procesu technologicznego w różnych krajach. W krajach WNP optymalna temperatura fermentacji dla wysokiej jakości białych stołowych i szampańskich materiałów winiarskich wynosi 14°-18°С. Zwykłe wytrawne materiały winiarskie są przygotowane Fermentacja moszczu gronowego w temperaturze 24°-26°С. Fermentacja moszczu w beczkach. Po sklarowaniu moszcz jest przepompowywany do beczek w celu fermentacji. W tym samym czasie do moszczu pompuje się rozcieńczone czyste kultury drożdży. Beczki napełnia się brzeczką w ok. 65-75%, aby uniknąć przelania brzeczki na korku. Górny otwór beczki zamykany jest hydraulicznym otworem fermentacyjnym. Fermentacja moszczu winogronowego w beczkach o pojemności 35-50 lt przebiega zwykle w temperaturze 15-24°C, czyli w temperaturze optymalnej dla białych win wytrawnych, dzięki naturalnej wymianie ciepła brzeczki z otaczającym ją medium. Fermentacja moszczu gronowego przebiega normalnie w temperaturze 14°-16°C w pomieszczeniach fermentacyjnych. Materiały winiarskie przygotowane przez fermentację moszczu gronowego w beczkach mają wysokie walory organoleptyczne. Ta metoda fermentacji jest jednak pracochłonna, wymaga dużych nakładów kapitałowych i dlatego ma ograniczoną dystrybucję.

Fermentacja w dużych zbiornikach.

W zbiorniku o pojemności 1-2 tys. dali i więcej podaje się rozcieńczone czyste kultury drożdży w ilości 2,5-3% objętości. Następnie podawana jest sklarowana brzeczka w ilości 75% pojemności zbiornika. Temperaturę fermentacji reguluje się za pomocą zdalnych chłodnic rurowych różnego typu, chłodnic umieszczonych w zbiornikach fermentacyjnych, zraszania zbiorników wodą, a także wody lub innych środków chłodzących, które krążą w płaszczach chłodzących zbiorników. Fermentacja odbywa się w temperaturze 14° - 26° C przez 5 - 6 dni w zależności od rodzaju wina. System automatycznej regulacji temperatury fermentacji w zbiornikach o pojemności 15-50 tys. dekalitrów składa się z chłodnic, pomp odśrodkowych i termoregulatorów. Fermentację win stołowych przeprowadza się w temperaturze 12°-16°C przez 20 dni i dłużej. Brzeczka fermentacyjna i może być fermentowana w temperaturze do 26 ° C, ale zbiorniki powinny być wyposażone w urządzenia odpieniające. Fermentacja w dużych zbiornikach o pojemności 15-50 tys. dali z automatyczną regulacją temperatury stosowana jest w Mołdawii i Azerbejdżanie w wytwórniach win podstawowych o wydajności 40 tys. ton winogron w sezonie. Za granicą fermentacja w dużych zbiornikach o pojemności 10-25 tys. dali jest powszechnie praktykowana w winiarniach w USA, Francji i Hiszpanii.

Metody fermentacji ułamkowej (frakcyjnej, etapowej).

Fermentacja moszczu gronowego metodą polewania jest stosowana do przygotowania wytrawnych materiałów winiarskich w metalowych i żelbetowych zbiornikach o pojemności 1-2 tys. dali. Najpierw do żelbetowych zbiorników dodaje się rozcieńczoną czystą kulturę drożdży, a następnie zbiornik wypełnia się 30% sklarowanym moszczem. Po 2 dniach, gdy rozpocznie się faza szybkiej fermentacji i temperatura fermentującej brzeczki wzrośnie do ok. 26°C, należy dodać jeszcze 30% brzeczki sklarowanej o temperaturze 16°-20°C. Po drugim dodaniu temperatura moszczu zostaje obniżona do 22°-24°C. Gdy temperatura fermentującej brzeczki wzrośnie do ok. 26°C (po 2-3 dniach) dodaje się kolejne 20% brzeczki. Fermentację moszczu w metalowych, emaliowanych zbiornikach przeprowadza się w następujący sposób. Najpierw zbiornik wypełnia się do 50% sklarowanym moszczem, a następnie rozcieńcza się czystą kulturą drożdży. Po 2 dniach dodaje się sklarowaną brzeczkę w ilości 25% pojemności zbiornika, po 4 dniach jeszcze 12-13% i czwartą porcję dodaje się prawie do samej góry zbiornika. Fermentacja moszczu winogronowego metodą polewania staje się bardziej skomplikowana w dużych zbiornikach metalowych o pojemności 15-50 tys. dekalitrów, gdy powierzchnia właściwa zmniejsza się do 0,7-1,0 m2/m3. Liczba porcji uzupełniających sklarowanego moszczu jest zwiększona do 5 - 12. Objętość uzupełnianego moszczu i jego temperatura zależą od wielu czynników, dlatego też zaproponowano nomogramy do ich wyznaczania w określonych warunkach (rys. 1 i 2).

Fermentacja moszczu winogronowego przebiega w następujący sposób. Najpierw dodaje się sklarowany moszcz o temperaturze 10°-12°C w ilości 15-20% całkowitej objętości zbiornika oraz rozcieńczoną czystą kulturę drożdży w ilości 2-4% objętości moszczu. Po przefermentowaniu brzeczki fermentacyjnej prowadzi się fermentację do zawartości cukru resztkowego 1-2 g/100 cm3 sklarowanej brzeczki dziennie w ilości 12-28% objętości fermentującej brzeczki, w zależności od średniej dobowej temperatury i zawartości cukru w brzeczce. Fermentacja trwa od 6 do 12 dni w temperaturze 24-26°C. Fermentację moszczu winogronowego metodą wlewania do termoizolowanych dużych zbiorników proponuje się prowadzić w sposób ciągły z szybkością rozcieńczania podczas realizacji procesu w fazie bliskiej stacjonarnej wzrostu drożdży w warunkach wysokiego stężenia alkoholu etylowego w podłożu. Fermentacja moszczu winogronowego w przepływie ciągłym ma wiele zalet w porównaniu z fermentacją okresową. Fermentacja w ciągłym przepływie eliminuje okres fermentacji, ponieważ świeży moszcz jest podawany w małych ilościach do energicznie fermentującej brzeczki o wysokiej koncentracji komórek drożdży. Okres rafinacji cukru resztkowego jest również wyeliminowany, ponieważ fermentatory ciągłe dają wino z 2-3 g/100 cm3 cukru. Wyeliminowanie okresów fermentacji i wstępnego warzenia piwa prowadzi do zwiększenia wydajności zakładu pracującego w trybie ciągłym w porównaniu z fermentacją moszczu winogronowego w procesie fermentacji okresowej w zbiornikach o tej samej pojemności. Fermentacja moszczu w ciągłym przepływie umożliwia pełną mechanizację i automatyzację. W procesie ciągłej fermentacji moszczu gronowego moszcz jest fermentowany przy zawartości alkoholu powyżej 4% objętości, co pozwala na przeprowadzenie procesu wyłącznie z użyciem drożdży winiarskich Saccharomyces vini i uzyskanie odpowiednio wyższej jakości win (patrz fermentacja "powyżej czterech"). Ciągła fermentacja moszczu gronowego umożliwia regulację w szerszym zakresie składu chemicznego materiałów winiarskich przez substancje azotowe, alkohol etylowy, cukier, alkohole wysokoprocentowe, aldehydy, glicerol i produkcję win o wysokiej jakości. Opracowano instalacje do ciągłej fermentacji moszczu w przepływie: BA-1 (do przygotowania białych stołowych wytrawnych materiałów winiarskich), VBU-4H (do przygotowania białych wytrawnych, półwytrawnych, półsłodkich, mocnych i deserowych materiałów winiarskich), "ukraińskie", "mołdawskie" i inne.