Спиртовое брожение

Отсутствие доступа воздуха.

Кислород играет важную роль в начальной стадии забраживания, способствует лучшему развитию дрожжей, но в присутствии кислорода дрожжи склонны к окислению этилового спирта. При доступе воздуха к бродящему вину также могут развиться и испортить вино дрожжи и бактерии других, вредных брожений, поэтому спиртовое брожение вина ведут без доступа воздуха. Для этого емкость для брожения герметично закрывают крышкой, а для выхода углекислого газа, образующегося при брожении, используют водяной затвор или надевают на тару медицинскую резиновую перчатку с проколотыми пальцами. При брожении перчатка раздувается, а после его окончания — опадает. Водяной затвор представляет собой обычную резиновую или стеклянную трубочку небольшого сечения, один конец которой герметично закреплен на крышке емкости для брожения, а другой опущен в емкость с водой. Тогда при брожении пузырьки углекислого газа легко смогут выходить через воду, которая, в свою очередь, не допустит проникновение воздуха в бродящую тару.

История открытия

Пиво , продукт спиртового брожения

Человек использовал алкогольное брожение, например, при производстве пива или вина, на протяжении тысячелетий, не зная точных биологических процессов.

В 1815 году французский химик Жозеф Луи Гей-Люссак впервые установил грубое уравнение химической реакции распада глюкозы до этанола. Затем возникли различные идеи о механизме брожения. В то время как в 1830-х годах Йенс Якоб Берцелиус и Юстус фон Либих в «механистической теории ферментации» приписывали каталитическое действие определенным веществам, Шарль Каньяр де Латур , Теодор Шванн и Фридрих Трауготт Кютцинг могли независимо друг от друга доказать, что другие: что живые существа , особенно дрожжи , несут ответственность. Луи Пастер также постулировал в 1857 году «виталистскую теорию ферментации», согласно которой алкогольное брожение возможно только в сочетании с живыми клетками.

В 1871 году Мари фон Манассеин удалось опубликовать статью о ее работе, выполненной в предыдущем году в лаборатории Юлиуса Визнера в Вене. Она первая пришла к выводу, что для спиртового брожения не обязательно иметь живые дрожжи.

В 11 января 1897 г., Эдуард Бюхнер опубликовал доказательство спиртового брожения с использованием бесклеточных экстрактов дрожжей. Он сделал материал зимазы, который теперь идентифицируется как смесь различных ферментов, ответственный за превращение сахара в этанол, и в 1907 году получил Нобелевскую премию по химии «за свои исследования в области биохимии и открытие ферментации в отсутствие клеток». Мария фон Манассеинн утверждала, что эти выводы были предшествующими, но Эдуард Бухнер отклонил работы как недействительные. Для него выводы Мари фон Манассейн основывались на субъективной предпосылке; он оспаривал доказательный характер своих экспериментов как из-за высокой температуры, применяемой для получения дрожжевых экстрактов, так и из-за слишком короткого времени стерилизации используемого раствора сахара, что приводило к риску заражения.

Дальнейшие исследования Артура Хардена и Уильяма Джона Янга  (in) привели к открытию промежуточного фосфорилированного сложного эфира Хардена-Янга, известного сегодня как 1,6-бисфосфат фруктозы . Харден и Ханс фон Эйлер-Челпин вместе получили Нобелевскую премию по химии в 1929 году «за свою работу по ферментации сахаров и участвующих в этом ферментов. После того, как были продемонстрированы частичные реакции и были набросаны схемы процесса ферментации, Отто Генрих Варбург определил кофермент никотинамид адениндинуклеотид (НАДН) как важный компонент процесса ферментации. Еще в 1937 году Эрвин Негелейн  (де) и Ганс Иоахим Вульф успешно кристаллизовали ферментный фермент алкогольдегидрогеназу .

Сегодня ферменты различных видов, участвующих в ферментации, изолированы и биохимически охарактеризованы (оптимальный pH , температура, скорость реакции, скорость превращения). Анализ кристаллической структуры дал первое представление об их молекулярной пространственной структуре. Мы знаем механизмы реакции. В общем, таким образом, мы можем проводить сравнения между видами. Эти декодированные гены , которые содержат структуру этих ферментов, дают выводы об их эволюционного происхождения и их возможной исходной функции [ исх.  желаемый] .

Естественный вид

При гниении фруктов натуральные дрожжи сбраживают сахар, содержащийся в фруктах, в спирт.

Микроорганизмы встречаются в природе повсюду . Фрукты также покрыты бактериями и дрожжами, которые нельзя полностью удалить простой промывкой. Если фрукты после сбора урожая долгое время лежат в теплой среде, эти микроорганизмы размножаются. Они разрушают клеточные структуры и проникают внутрь колонизированного плода. Это можно увидеть, например, как мягкое пятно или коричневое пятно на яблоке. Во время этого процесса разложения может возникнуть дефицит кислорода в некоторых местах, особенно внутри фруктов. Живущие там дрожжевые клетки переключают свой метаболизм на спиртовое брожение. Таким образом, испорченные фрукты могут содержать значительное количество алкоголя.

До середины XIX века было совершенно неизвестно, что дикие дрожжи, которые естественным образом оседают на плодах, размножаются и образуют спирт из сахара в жидкости. Некоторые виноделы до сих пор практикуют, что после того, как виноград был спрессован в затор, все штаммы дрожжей, которые оседают на кожуре, должны размножаться в жидкости. Это называется спонтанным брожением . Дрожжи не использовались в виноделии до 20 века. Без добавления культивированных дрожжей это займет немного больше времени, потому что концентрация естественных дрожжей вначале очень низкая. Результат во многом оставлен на волю случая; различные дикие дрожжи придают вину более индивидуальный оттенок. Эти штаммы дрожжей также могут различаться в зависимости от области выращивания винограда, поэтому вина, произведенные таким образом, могут быть отнесены к области выращивания с точки зрения вкуса. Обычными видами дрожжей являются Kloeckera apiculata и Saccharomyces exiguus . Если виноделы полагаются на натуральные дрожжи, они рискуют, что нежелательные дрожжи и бактерии, живущие на кожуре винограда, будут размножаться в процессе производства. Если они выйдут из-под контроля, затор испортится. По этой причине в течение длительного времени выращивались особенно подходящие штаммы дрожжей для получения желаемых винных ароматов. Эти чистые дрожжи состоят только из одного штамма дрожжей и часто специализируются на одном сорт винограда. Поскольку для сохранения дрожжей использовалась сублимационная сушка , такие чистые дрожжи можно легко купить в больших количествах, они могут храниться в течение многих месяцев и с ними легко обращаться. Если вы добавите их в достаточном количестве в начале брожения, уровень алкоголя быстро повысится, и нежелательные дикие дрожжи погибнут.

Какими устройствами можно поддержать оптимальную температуру браги

Каких-то специализированных решений пока что нет, поэтому будем пользоваться смекалкой и опытом других самогонщиков. Ниже будут описаны три самых известных способа, которые помогут вам сохранить содержимое бродильной ёмкости в определенных условиях.

Аквариумный водонагреватель с терморегулятором

Только не смейтесь, он действительно эффективно работает. Выставляем необходимые градусы, опускаем на дно бродильной ёмкости и отслеживаем температуру самой браги. Она будет немного выше за счёт активных химических реакций, поэтому лучше уменьшить мощность на 2–3 градуса.

Электрогрелка для пояса

Принцип действия следующий: обматываем грелку вокруг бродильной ёмкости, выставляем необходимые градусы и включаем. В холодном помещении, может быть, она и не решит всей проблемы, но эффект от неё будет 100%.

Подогреваемый коврик

В данном случае бродильная ёмкость просто ставится на подогреваемое местечко и тепло идёт от пола. Учитывая то, что холод опускается, а тепло поднимается, нагревать жидкость снизу является очень правильным решением.

Можно ли повлиять на скорость брожения

Брожение сахарной браги идет от 5 до 14 дней. Сократить время приготовления можно, используя несколько приемов:

1. При разведении дрожжей температура воды для браги должна быть около +30 °С. Это обеспечит бурное начало процесса.
2. Брага хорошо доходит при комнатной температуре (от +22 °С до +25 °С). Но процесс занимает меньше времени, если согреть продукт до +30 °С.
3. Помимо сахаров питание микроорганизмов должно включать витамины и минералы, поэтому введение азотной подкормки ускоряет брожение.
4. Дополнительное внесение дрожжей улучшает процесс переработки сахаров.

В некоторых случаях готовый продукт получают на второй день, чаще сроки созревания сокращаются до 3-4 дней.

Химизм спиртового (алкогольного) брожения

В раскрытие химизма спиртового брожения много творческого труда было вложено нашими отечественными учеными, особенно Л. А. Ивановым, С. П. Костычевым, А. Н. Лебедевым, А. Е. Фаворским, а также зарубежными учеными — Нейбергом, Мейергофом и другими, которые с достаточной полнотой и достоверностью установили следующие положения:

1. Брожение является целиком ферментативным процессом. Роль дрожжей при спиртовом брожении заключается в том, что они вырабатывают ферменты, осуществляющие глубокое расщепление такого сложного органического вещества, каким является сахар.

2. Алкогольное брожение не является ступенчатым процессом с последовательной сменой биохимических реакций. В естественных условиях в бродящей среде одновременно совершаются превращения огромного числа молекул сахара, а следовательно, в один и тот же момент можно наблюдать все фазы процесса — параллельное протекание всех реакций. Считают, что фосфорилирование одной молекулы гексозы идет с одновременным сбраживанием второй.

3. В спиртовом брожении обязательное участие принимает фосфорная кислота, перенос которой осуществляется аденозин-трифосфорной кислотой (АТФ). Последовательный ход превращений моносахаридов по современной схеме спиртового брожения представлен в табл. 3.

Реакция восстановления уксусного альдегида в этиловый алкоголь является как бы завершающим этапом брожения.

На основе современной схемы спиртового брожения объясняется механизм и многих других видов брожения — молочнокислого, маслянокислого, глицеринового.

Наиболее благоприятной концентрацией сахара в бродящей среде является концентрация 10-20%. По мере брожения в среде повышается содержание спирта, который угнетающе действует на дрожжи. При спиртуозности 18% об. (а для некоторых рас дрожжей при 22% об.) брожение останавливается. Такая концентрация спирта для дрожжей является предельной. Большое значение для брожения имеет и температура среды. Лучше всего брожение протекает при 15-25 °С. При 35 °С наблюдается затормаживание брожения, а при 50 °С оно прекращается совсем, так как происходит инактивирование бродильных ферментов. Минимальная температура, при которой наблюдается еще действие зимазы, 4-5°С. Падение бродильной способности дрожжей с повышением температуры связано с возрастанием ядовитого действия спирта на зимазу.

Применяемая раса дрожжей оказывает большое влияние на результаты спиртового брожения. Одни дрожжи способны накапливать больше спирта, другие больше продуцируют альдегидов, глицерина, обусловливают накопление ароматических веществ, слагающих букет напитка (вина). К настоящему времени выведено большое количество дрожжевых рас (чистых культур), с самыми разнообразными свойствами, необходимыми для соответствующего производства.

Спиртовое брожение нормально протекает в средах с довольно высокой кислотностью (pH 3,5-4,5) и в анаэробных условиях. Если в бродящую среду продувать воздух, то дрожжи переходят к нормальному (аэробному) дыханию, начинают усиленно почковаться, что в конечном итоге приводит к резкому увеличению их живой массы. Это широко используют при получении прессованных дрожжей.

Создание идеальных условия для правильной браги

Для получения качественного самогона необходимо подобрать идеальное соотношение исходных ингредиентов и условий, при которых бродит брага.

Для начала подготавливают компоненты будущего напитка. Вода должна быть максимально очищена от вредных примесей. Можно использовать покупную фильтрованную или водопроводную, но отстоявшуюся в течение 2 дней. Кипятить воду не рекомендуют, т.к. при этом удаляется растворенный кислород.

Сахар используют свекольный. Но многие рекомендуют использовать инвертированные сахара, это улучшает вкус будущего продукта, облегчает процесс брожения.

При выборе дрожжей обращают внимание на их вид и возраст: чем старше, тем хуже они перерабатывают сахар. Наиболее дешевые и чаще используемые в домашних условиях — хлебопекарные, но они выделяют много диоксида углерода и активны только до 12 %об

спирта. Для производства самогона оптимальны спиртовые дрожжи:

• меньше углекислого газа;
• активность — до 18-23 %об. алкоголя;
• меньше сроки сбраживания.

На следующем этапе выбирают гидромодуль, рекомендуют проводить брожение при соотношении сахара и воды от 1:3 до 1:5. В данном случае будет много зависеть от объема тары, наличия свободного пространства для хранения и других факторов.

Температура брожения для получения правильного алкоголя желательно должна быть постоянной. Дрожжи плохо переносят тепловые колебания, особенно быстрый нагрев. Зимой большинство домашних кулинаров используют аквариумный нагреватель. Его удобство в том, что температура нагрева ограничена по термостату, что уменьшает риск перегрева браги.

Для расчета берут от 1 до 4 ватт мощности на 1 л раствора в зависимости от температуры помещения. Преимущественно это нагреватели погружного типа, располагают прибор на дне тары

При покупке устройства нужно обратить внимание на отзывы об его качестве. Некоторые модели не держат нужную температуру, приводя к варке браги

Удобно, когда терморегулятор внешний. Розетка для включения располагают выше емкости и на расстоянии. Если установлен гидрозатвор (не всегда нужен для сахарной браги), то придется самостоятельно усовершенствовать устройство — необходимо провести провод через крышку тары. Включение и выключение из сети производится при погруженном в жидкость нагревателе. Необходимо соблюдать технику безопасности при работе с электроприборами.

Сейчас выпускают специальный нагреватель для браги, он также прекрасно регулирует температуру и оснащен надежными термостатами. При таком способе подогрева готовить брагу желательно только на сахаре, другие продукты (фрукты, изюм и прочее) быстро приводят к их неисправности.

Некоторые используют пленки «теплого пола», оборачивая ими тару или стенки и пол вокруг. Можно просто расположить кусок такой пленки под емкостью. Метод удобен обогревом извне, но стоит дороже аквариумного нагревателя. Для поддержания постоянной температуры подойдут теплоизоляционные материалы, которыми также оборачивают тару.

Летом чаще всего нет необходимости в дополнительном подогреве, при этом нужно учитывать самонагрев смеси из-за выделения тепла в процессе брожения. Для дрожжей отклонения температуры в меньшую или большую сторону могут быть критичными, приводя к остановке роста колонии. Контролировать температуру можно с помощью водного термометра.

Механизм

Как отмечалось выше, почти всегда спиртовое брожение осуществляют дрожжи. Они сбраживают моно- и дисахариды с образованием этанола и углекислого газа. Окислительный этап спиртового брожения идёт по пути гликолиза с образованием из одной молекулы глюкозы двух молекул пирувата, двух молекул АТФ и двух молекул NADH + H+. На восстановительном этапе фермент пируватдекарбоксилаза, коферментом которого служит тиаминпирофосфат. В отсутствие кислорода пируватдекарбоксилаза превращает пируват в ацетальдегид с высвобождением молекулы углекислого газа. Далее фермент алкогольдегидрогеназа, используя два NADH + H+, образовавшихся в окислительном этапе, восстанавливает ацетальдегид до этанола. Общее уравнение реакции спиртового брожения: глюкоза + 2 АДФ + Pi → 2 этанол + 2 CO2 + 2 АТФ.

Спиртовое брожение

Процесс превращения микроорганизмами содержащегося в субстрате сахара в спирт и углекислый газ получил название спиртового брожения. Человечество знало и использовало этот микробиологический процесс в своей жизни значительно раньше, чем был открыт мир микроорганизмов. Упоминания о приготовлении опьяняющих напитков из винограда, плодов, ягод, зерна и пр. встречаются в древнейших летописях многих стран и народов.

В настоящее время о спиртовом брожении утвердилось представление как о сложном биохимическом процессе: сбраживание сахара живыми дрожжевыми клетками рассматривается как важнейшая часть их обмена веществ.

Возбудители спиртового брожения

Наиболее энергичными возбудителями спиртового брожения являются дрожжи Saccharomyces cerevisiae (рис. 21). Они очень широко распространены в природе и встречаются в почве, в воздухе, на фруктах, винограде, ягодах, особенно в летнее время.

Кроме дрожжей, возбуждать спиртовое брожение способны и отдельные представители плесневых грибов, дрожжеподобные организмы и некоторые бактерии. Спиртовое брожение, возбуждаемое плесневыми грибами и бактериями, протекает с иными количественными соотношениями между основными и побочными продуктами, а также с образованием таких веществ, которые не возникают при брожении, возбуждаемом дрожжами.

При недостатке кислорода спиртовое брожение наблюдается в клетках высших растений. При неправильном хранении сырья на приемной площадке консервного завода (навалом, без достаточной вентиляции и при высокой температуре) в растительных клетках наблюдается переход от нормального аэробного дыхания к анаэробному дыханию, при котором расщепление сахара протекает с образованием спирта и CO2. Свойства плодов и овощей при этом резко ухудшаются. Растительные клетки становятся дряблыми, изменяется химический состав сока. От сохраняемой массы сырья начинает исходить «спиртовой» запах. В конечном итоге значительное накопление спирта приводит к отмиранию растительных тканей. Плоды и овощи утрачивают естественный иммунитет и легко подвергаются микробиальной порче.

Непрерывный процесс приготовления пивного сусла

В основу схемы непрерывного процесса приготовления пивного сусла положен настойный способ приготовления затора, центробежный метод отделения сусла от дробины, непрерывное выщелачивание экстрактивных веществ из дробины, сепарирование сусла для отделения хмелевой дробины и коагулированного белка. Схема, разработанная во ВНИИПБП, представлена на рисунке 1.

Затирание, осахаривание, фильтрация сусла, кипячение его с хмелем и другие стадии приготовления сусла проводятся в аппаратах непрерывного действия.

Солод из бункера поступает через дозатор в дробилку. Дробленный солод смешивается с водой в предсмесителе при 50°С. Смесь поступает в смеситель, где при помощи бил и двухвиткового шнека превращается в однородную массу. Из смесителя заторная масса передается в осахариватель, разделенный на 10 сообщающихся между собой камер, в которых установлен необходимый температурный режим. Пять из них оборудованы змеевиками для подогрева массы, а в остальных проводится выдержка массы по принятому режиму.

Под действием ферментов солода при благоприятных температурных условиях заторная масса осахаривается и поступает в вертикальную центрифугу для фильтрации сусла. Обезвоженная дробина выводится шнеком в экстрактор, где в противотоке выщелачивается горячей водой. Промывная вода присоединяется к суслу, и смесь поступает для осветления на сепаратор.

Расход воды на промывку дробины составляет около 120% от массы солода, а по периодическому способу – 180-200%. Промывные воды при непрерывном способе содержат около 6-7% экстракта.

Осветленное сусло подается в кипятильник непрерывного действия, сходный по конструкции с осахаривателем. Сусло движется снизу вверх и одновременно к нему добавляется хмель из дозатора. Кипятильник может работать при атмосферном или при повышенном давлении. Кипячение сусла по времени значительно сокращается по сравнению с периодической схемой.

Охмеленное сусло направляют на сепаратор для осветления и отделения белковых веществ и хмелевой дробины. Осветленное сусло охлаждают на пластинчатом холодильнике, после чего направляют на брожение.

Преимуществом непрерывного процесса приготовления сусла являются:

1. сокращение в два раза производственного цикла;
2. сокращается кубатура производственной площади в 2 и более раз;
3. уменьшается мощность котельной установки на 25-30%;
4. снижается потребление холода;
5. сокращаются затраты рабочей силы на 30-40% за счет механизации и автоматизации процессов.

1 – бункер для солода; 2 -б а к горячей воды; 3 -дозировочный аппарат тарельчатого типа; 4 -дробилка; 5 – предсмеситель; 6 – смеситель; 7 – шестеренчатый насос; 8 – осахариватель; 9 – экстрактор; 10 – центрифуга; 11 – сборник сусла и промывной воды; 12 – сепаратор; 13 – дозатор хмеля; 14 – кипятильник; 15 – холодильник. Рисунок 1 – Аппаратурно-технологическая схема непрерывного приготовления пивного сусла

Биохимические основы

Ферментативные реакции

Ход спиртового брожения

Первыми стадиями спиртового брожения являются гликолиз . В хлебопекарных дрожжах ( Saccharomyces cerevisiae ) идет путь Эмбдена-Мейерхоф-Парнаса, а у Zymomonas mobilis — бактерия Энтнера-Дудорова. Этот путь превращает одну молекулу D- глюкозы в две молекулы пирувата . S.cerevisiae , производит две молекулы аденозинтрифосфата (АТФ) из двух молекул АДФ (ADP) и две фосфатные группы (P _я ) путем . У Z. mobilis образуется единственная молекула АТФ. Кроме того, в обоих путях два иона NAD + восстанавливаются до 2 молекул NADH.

Для продолжения гликолиза необходимо регенерировать НАД + . Это происходит в анаэробных условиях в результате последующей реакции ферментации. Из каждой молекулы пирувата, молекула двуокиси углерода один отделяются самым пирувата декарбоксилазой ферментом . Для этой реакции нам понадобится в качестве кофермента пирофосфат тиамина , сосед витамина B ₁ (или тиамина) и два иона магния. Не путайте пируватдекарбоксилазу с пируватдегидрогеназным комплексом, который играет центральную роль в аэробном окислении пирувата.

Ацетальдегид производится на этом этапе очень токсичен для организма, и сразу же превращается в течение следующего шага. Каталитический фермент алкогольдегидрогеназа (EC 1.1.1.1) содержит ион цинка (Zn 2+ ), который поляризует карбонильную группу ацетальдегида. Это позволяет передавать два электрона и протон от НАДН к ацетальдегиду, который восстанавливает его до этанола, и НАД + регенерируется. В цитоплазме клетки происходят гликолиз и следующие две реакции .

Для хлебопекарных дрожжей общее уравнение реакции записывается:

Изменение кислотности теста

В процессе брожения происходит увеличение кислотности опары и теста, вызванное накоплением продуктов, имеющих кислую реакцию. Титруемая кислотность опары и теста возрастает, а pH сдвигается в сторону более кислой реакции среды. Численное значение pH пшеничного теста из сортовой муки за время брожения изменяется с 6 примерно до 5.

Увеличение кислотности опары и теста в процессе брожения происходит в основном в результате образования и накопления ряда кислот. В выброженном тесте присутствуют молочная, уксусная, янтарная, яблочная, муравьиная, винная, лимонная и некоторые другие органические кислоты. При приготовлении теста на прессованных дрожжах нарастание его кислотности в результате брожения примерно на две трети обусловлено накоплением в тесте молочной кислоты. Значительную роль играет и накопление уксусной кислоты. На долю всех остальных кислот падает обычно менее 10% кислотности теста.

Принято считать, что накопление в пшеничном тесте молочной и уксусной кислот является результатом брожения, вызываемого гетероферментативными молочнокислыми бактериями.

В накоплении молочной кислоты в тесте могут играть известную роль и гомоферментативные молочнокислые бактерии. При приготовлении пшеничного теста на прессованных дрожжах эти бактерии вносятся в тесто в основном с мукой. Следует отметить, что и товарные прессованные дрожжи содержат известное количество кислотообразующих бактерий.

Напомним, что в прессованных спиртовых дрожжах содержание молочнокислых бактерий почти в 3 раза ниже, чем в прессованных дрожжах, вырабатываемых на дрожжевых заводах.

Из кислотообразующих бактерий при обычной температуре опары и теста (28-30“С) основную роль в кислотонакоплении играют нетермофильпые бактерии, имеющие температурный оптимум около 35 ‘С.

Содержащиеся также в муке термофильные молочнокислые бактерии типа бактерий Дельбрюка, имеющие температурный оптимум 48-54 ‘С, при обычной температуре опары и теста существенной роли играть не могут.

В таблице приведены примерные значения титруемой кислотности опары и пшеничного теста из муки разных сортов, приготовляемого на прессованных дрожжах.

Как видно из данных таблице, чем больше выход муки, тем выше начальная и конечная кислотность опары и теста. Объясняется это тем, что с повышением выхода муки увеличивается ее кислотность и, очевидно, количество в ней кислотообразующих бактерий.

Чем выше температура опары или теста, тем быстрее идет нарастание в них кислотности.

Изменение кислотности пшеничного теста во время его брожения имеет большое значение. Процессы набухания и пептизации белковых веществ теста ускоряются при повышении его кислотности. Кислотность теста влияет и на действие в нем ферментов.

Вкус и аромат хлеба в значительной мере обусловлены накоплением в тесте кислот и продуктов их взаимодействия с некоторыми другими составными веществами теста, например спиртами.

Не случайно поэтому конечная кислотность опары или теста принимается за один из показателей их готовности или степени зрелости, а кислотность хлеба является одним из показателей его качества, включенных в стандарт на хлеб.

С точки зрения вкуса хлеба важны не только количество, по и состав кислот теста. Молочная кислота придает хлебу приятный вкус, свойственный пшеничному хлебу; уксусная же и другие летучие кислоты придают хлебу резко выраженный кислый вкус.

Молочно-кислое брожение

Данное брожение – превращение сахара молочнокислыми бактериями в молочную кислоту. наряду с этим основным продуктом брожения в большем или меньшем количестве образуются побочные продукты.

По характеру брожения различают две группы молочнокислых бактерий: гомоферментативные, гетероферментативные.

Гомоферментативные (однотипно-бродящие) бактерии образуют в основном (не менее 85-90 %) молочную кислоту и очень мало побочных продуктов. Этот тип молочно-кислого брожения можно представить следующим уравнением:

C6Н12О6 = 2СН3СНОНСООН

Гетероферментативные (разнотипно-бродящие) бактерии – менее активные кислотообразователи.

Количество обрузуемой молочной кислоты составляет 20-40 %Наряду с молочной кислотой они образуют значительное количество других веществ – этиловый спирт, углекислый газ, некоторые ещё уксусную кислоту, ацетоин (СН3СНОНСО СН3) и диацетил (СН3СОСОСН3), обладающий своеобразным приятным ароматом.

В зависимости от условий развития (рН, температуры, степени аэробности и др.) характер конечных продуктов брожения может меняться у одного и того же вида молочных бактерий.

Гомоферментативное мк брожение происходит по гликолитической схеме Эмбдена-Мейргофа.

Процесс превращения глюкозы у гомоферментативных молочнокислых бактерий протекает по гликолитическому пути. Далее в виду отсутствия у этих бактерий фермента пируватдекарбоксилазы, пвк не подергается расщеплению: в этом брожении она является конечным акцептором водорода.

Пвк при участии фермента лактикодегидрогеназы восстанавливается в молочную, а НАД·Н2 окисляется в НАД:

СН3СОСООН + НАД·Н2 = СН3СНОНСООН + НАД

Превращение глюкозы гетероферментативными бактериями происходит по-иному – петозофосфатным путём, что обусловливает своеобразие комплекса ферментов у этих бактерий.

Из-за отсутствия у них фермента альдолазы изменяется начальный путь превращения глюкозы. После фосфорилирования гексоза окисляется (отщепляется водород) и декарбоксилируется (отщепляется СО2) превращаясь в пентозофосфат. Последний расщепляется на фосфоглицериновый альдегид и ацетилфосфат. Фосфоглицериновый альдегид, как и у гомоферментативных молочнокислых бактерий, превращается в пвк, которая затем восстанавливается в молочную кислоту.

Ацетилфосфат дефосфорилируется и прверащается в уксусную кислоту или восстанавливается (через уксусный альдегид) в этиловый спирт. Таким образом, конечным акцептором водорода в этом типе брожения служат пвк и уксусный альдегид.

Из углеводов преимущественно сбраживаются мк бактериями гексозы и дисахариды. Гетероферментативные мк бактерии и некоторые виды Lactobacillus plan

Молочнокислое брожение

В зависимости от группы микроорганизмов, участвующих в этом процессе, брожение может пойти по двум путям. Гомоферментативные молочно-кислые бактерии преимущественно приводят к образованию молочной кислоты, ее содержание в продуктах составляет до 90 %. Это наиболее примитивный путь брожения, которому подвергаются моно- и дисахариды (глюкоза, лактоза). Для него справедливо уравнение реакции:

2С6Η12О6 ―> 2СΗ3СΗ(ОΗ)СООΗ + Q

Гетероферментативные молочно-кислые бактерии помимо молочной кислоты дают в качестве побочных продуктов этанол, уксусную кислоту, углекислый газ и другие вещества. Можно записать следующую уравнение брожения:

2С6Η12О6 ―> 2СΗ3СΗ(ОΗ)СООΗ + СООΗ(СΗ2)2СООΗ + С2Η5ОΗ + СΗ3СООΗ + Q

Наличие пищи для дрожжевых грибков.

Пищей дрожжевых грибков являются, главным образом, белковые (азотистые) и минеральные вещества, микроэлементы, и, лишь в самом ничтожном размере, сахаристые вещества. Из минеральных веществ наиболее необходимы фосфорная кислота и калий. Сахар для пищи дрожжей нужен в очень слабой степени, и, в случае недостатка его, дрожжи легко обходятся и без сахара. Все эти вещества обычно всегда имеются в плодовом и ягодном соке, но, если сок сильно разбавлен водой, то брожение будет проходить слабо, и будет длиться только первое время.

Если в сбраживаемой среде наблюдается недостаток питательных веществ, то брожение будет протекать вяло или совсем остановится. В этом случае брожение часто прекращается задолго до того, когда весь сахар может быть переработан дрожжами в спирт, поэтому вино получается с малым содержанием спирта и впоследствии легко сможет испортиться — прокиснуть. При брожении превращение сахаров происходит по мере размножения и роста дрожжевых клеток. Стимуляторами роста являются витамины, минеральные вещества, аминокислоты. Содержание в сусле сахаров до 20% не задерживает брожение, высокие концентрации сахаров останавливают брожение.

Магазин «Доктор Градус» предлагает большой ассортимент ингpидиентов для приготовления вин, в состав которых входят все необходимые элементы для проведения качественного брожения пpи пpиготовлении вина

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.