Оптимальная температура для развития винных дрожжей лежит в пределах 24—28° При снижении температуры развитие дрожжей замедляется. Так, в сусле с 20% сахара при температуре 3—10° размножение длится 6—9 суток, а брожение — 2 месяца. При более высокой сахаристости сусла при этой же температуре брожение длится ещё дольше. При повышении температуры более 30° наблюдается ускорение процессов как размножения (в течение нескольких часов), так и брожения (2—4 дня). Однако в этом случае дрожжи быстро отмирают, и в вине остаётся несброженный сахар.
Максимальная температура брожения равна 39°, минимальная 4—6° Если брожение началось при благоприятной температуре, то дальнейшее понижение её до 11—12° не сказывается так резко, как в начале брожения. Советскими учёными выведены холодоустойчивые расы, применяемые в северных и высокогорных районах виноделия, а также при низкой температуре поступающего на брожение сусла (Пино 14, Магарач 7, Массандра 3, Кахури 3, шампанские 7 и 21, а также Прикумская 89). Брожение при низких температурах даёт определённые преимущества — меньше потерь спирта, больше выпадает тартратов, происходит более быстрое осветление вина. При температуре 40° развитие дрожжей совершенно прекращается.
Превращение дрожжами одной граммолекулы сахара в спирт и углекислый газ сопровождается выделением 27 ккал. Этим и объясняется самопроизвольное нагревание бродящей среды во время брожения. Нагревание это тем больше, чем больше объём бродящей среды, так как в малом объёме тепло сразу же теряется, переходя в окружающую среду. По опытам Мюллер-Тургау, при температуре подвала в 13° были обнаружены повышения температуры в следующих пределах:
в бочках на 60 дал | на | 6— 9°, | |
в бочках на 120 | дал | на | 7—12°, |
в бутах на 480 | дал | на | 17°, |
в бутах на 720 | дал | на | 20°. |
Большая потеря тепла из малой ёмкости явилась одной из причин того, что в течение длительного времени спиртовое брожение проводилось только в мелкой таре.
С повышением температуры бактерицидные свойства образовавшегося спирта увеличиваются, дрожжи при этом попадают в неблагоприятные условия, угнетаются, а нередко и совсем гибнут. Вино получается с недобродом. Чтобы избежать перегрева при брожении сусла в крупной таре, применяют искусственное охлаждение или дробное брожение, когда наливают сначала немного сусла, а в ходе брожения ею всё время добавляют.
Оптимальное для винных дрожжей содержание сахара в сусле—18—20%. Чем выше концентрация сахара, тем медленнее идёт брожение. Шандерль указывает, что наибольшее количество спирта получается при 25% сахара. При более высоких концентрациях сахара выход спирта из единицы сахара меньше, а содержание летучих кислот в сброженной жидкости — больше. При высокой концентрации сахара в сусле (30—40%) размножение и брожение дрожжей значительно ослабевает. Это объясняется менее благоприятными осмотическими условиями для жизнедеятельности дрожжей. Сильно концентрированный сахарный раствор отбирает воду из дрожжевых клеток, вследствие чего последние гибнут.
Спирт в количестве 1,5 об. % уже слегка тормозит размножение дрожжей. При 5 об. % спирта размножение значительно замедляется. При накоплении 7—8 об. % замедляется бурное брожение и начинается стадия дображивания. Не все дрожжи одинаково переносят увеличение спирта в бродящем сусле. Дрожжи рода Сахаромицес переносят это увеличение легче, чем другие.
Так, для многих дрожжей Сахаромицес вини (при оптимальной температуре) пределом концентрации спирта является 16 об. %, для Сахаромицес овиформис 18—19 об.%. Дикие дрожжи угнетаются при 4—5 об.%.
Влияние кислорода. Аэрация сусла способствует более сильному размножению дрожжей. Так, например, на второй день брожения в одном и том же объёме сусла без доступа кислорода развилось 375 клеток, а с доступом— 1274 клетки. Б стадии размножения кислород дрожжам необходим, а в стадии брожения он вреден, так как разложение сахара будет идти до конца, т. е. до образования углекислоты и воды.
Роль кислотности среды. Оптимум pH для развития большинства дрожжей выше 3,5. Ниже этой величины прекращается развитие некоторых групп бактерий. Дрожжи могут развиваться и в нейтральной среде, но брожение лучше проходит в кислой. В малокислотном сусле микроорганизмы болезней вина получают полное развитие, угнетая дрожжи и вызывая в дальнейшем порчу вина.
Из органических кислот, встречающихся в виноградном сусле, дрожжи лучше всего переносят молочную, яблочную и винную кислоты в концентрации до 20 г/л. Помимо прямого действия на дрожжи, указанные кислоты полезны ещё и в том отношении, что они угнетают развитие в сусле посторонних микроорганизмов и этим способствуют получению здоровых и стабильных вин. При pH ниже 2,6 развитие дрожжей угнетается. Некоторые дрожжи (кислотовыносливые) лучше других переносят повышенную кислотность сусла. По данным советского исследователя Е. Одинцовой, такая выносливость к кислотам проявляется как в процессе размножения, так и брожения. Остальные культуры дрожжей (не кислотовыносливые) в процессе размножения более чувствительны к кислой среде, чем в процессе брожения.
Влияние сернистого ангидрида.
Дрожжи по сравнению с другими микроорганизмами устойчивы к сернистому ангидриду; в то же время плесени и бактерии весьма чувствительны к нему. На этом и основано широкое применение сернистого ангидрида как антисептика в виноделии. Дозы сернистого ангидрида, задерживающие спиртовое брожение, по данным Н. К. Могилянского, таковы: 30 мг/л—10—12 часов; 30—18—24 часа; 75—48—76 часов; 100 мг/л — 5—6 суток.
Установлено, что винные дрожжи могут переносить концентрацию сернистого ангидрида до 400 мг/л.
Отмечая высокую сульфитоустойчивость дрожжей, надо учитывать, что антисептическими свойствами обладает только свободная сернистая кислота, тогда как обычно в сульфитированном сусле большая часть (70, 80, а иногда и 90%) сернистой кислоты находится в связанном состоянии в соединении с сахарами, альдегидами, красящими веществами и т. д. Поэтому, например, дрожжи, помещенные в сульфитированную воду, погибают уже при 20—40 мг/л сернистого ангидрида, так как в воде он весь находится в свободном состоянии.
При повышенных дозах сульфитации сусла брожение его необходимо проводить на сульфитоустойчивых дрожжах, приученных к сернистому ангидриду путём культивирования и многочисленных пересевов в сусло с постепенным увеличением концентрации сернистого ангидрида.
Полученное свойство высокой сульфитоустойчивости дрожжей передаётся от материнской клетки к дочерней в ряде поколений, а затем оно ослабевает и, наконец, совсем утрачивается дрожжами.
Использование сернистого ангидрида при брожении виноградного сусла крайне необходимо, так как оно предохраняет сусла и вина от посторонних микроорганизмов, а также от окисления. Это обеспечивает устойчивость полученных вин от различных заболеваний, а также чистоту букета и вкуса этих вин.
Влияние серы.
Сера в небольших количествах нередко попадает в сусло, если сульфитация последнего производилась путём окуривания серными фитилями. При этом часть несгоревшей серы может в виде капель попадать на дно бочки. На основании этих опытов было установлено, что сера в количестве от 0,01 до 0,1% оказывает положительное влияние на дрожжи. Возрастает размножение дрожжей, повышается их бродильная способность. Сусло быстрее и полнее выбраживает, увеличивается выход спирта (до 0,5 об. %). Уменьшается количество образующихся летучих кислот. Повышается экстрактивность вина.
Однако присутствие при брожении элементарной серы может сказаться и отрицательно на качестве вина, так как дрожжи в присутствии серы могут образовать сероводород, придающий вину запах тухлых яиц. Количество сероводорода возрастает по мере увеличения поверхности соприкосновения серы с дрожжами.
УСЛОВИЯ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ ПРИМЕНЕНИЕ ЧИСТЫХ КУЛЬТУР ДРОЖЖЕЙ В ВИНОДЕЛИИ
Для обеспечения чистоты брожения в виноделии пользуются следующими приёмами: 1) отстой сусла; 2) сульфитация; 3) внесение чистых культур дрожжей. Полученный виноградный сок подвергается отстою, но, чтобы он при этом не забродил, в него вносят сернистый ангидрид.
Отстой сусла из белых сортов винограда позволяет освободить его от взвешенных механических частиц — обрывков кожицы, гребней, мякоти, частиц земли и пыли, ядохимикатов, применяемых для борьбы с вредителями и болезнями винограда.
Особенно важно отметить, что сусло при отстое в значительной степени освобождается и от микроорганизмов, оседающих на дно посуды вместе с механическими частицами. Сульфитация тормозит развитие посторонней микрофлоры сусла. Внесение чистой культуры дрожжей обеспечивает чистоту брожения. При этом дополнительным полезным приёмом будет применение шпунтов, предохраняющих сусло от доступа атмосферного воздуха (бродильные шпунты). Это позволяет дрожжам успешнее вести борьбу с аэробными микроорганизмами (плёнчатые дрожжи, уксусные бактерии и т. д.).
При виноделии красных вин полезным приёмом является погружение плавающей шапки, в которой особенно энергично могут развиваться уксусные бактерии и другие вредные микроорганизмы. Метод сбраживания сусла на чистых культурах дрожжей с предварительным отстоем и сульфитацией является одним из самых рациональных методов брожения и крупнейшим достижением виноделия за последние три десятилетия. Важно отметить, что этот метод даёт свои результаты лишь при условии точного выполнения следующих требований.
- Сусло, поступающее на отстой, а также снятое с отстоя, или мезга в чане, не должны проявлять признаков брожения.
- Доза сернистого ангидрида, вводимого при отстаивании сусла, должна быть достаточной для подавления природной микрофлоры. В зависимости от кислотности среды и состояния винограда она колеблется в пределах от 50 до 150 мг/л.
- Разводка селекционированных дрожжей должна быть в состоянии бурного брожения и приучена к сернистой кислоте.
- Должны соблюдаться санитарно-гигиенические условия с тем, чтобы вместе с дрожжевой разводкой в сусло не могла попасть посторонняя микрофлора.
- Температура брожения 12—15° обеспечивает наилучшее качество вин. При сильном охлаждении сусла следует применять его подогрев, а при излишнем нагревании — охлаждение.
