Разбиране на алкохолната ферментация.

Малък ферментиран свят

Виното е жива напитка.

Снимка от Линси Рендел.

Има нещо за виното. Изглежда ни привлича, пленява ни, обвързва ни с хората, с които се радваме.

Не съм сигурен какво точно е; дали това са ароматите и ароматите, самият алкохол или историите зад него - но изглежда опиянява не само сетивата, но и ума.

Виното се произвежда от поне 8 000 години - може би и по-дълго - и ние изглежда сме в своя възход от първите дни.

Той е изиграл важна роля в много религиозни фестивали, от зората на цивилизацията (както я познаваме) до днешния ден. Това е социален лубрикатор и спомагателно средство; в Грузия (смята се, че е родното място на виното) без супа или празник не е пълно. Това е форма на земеделие, която (в най-добрия случай) лесно обхваща повече от производство само за потребление; това е форма на изкуство, която много от нас могат да оценят.

И, разбира се, виното върви добре със сиренето.

Но въпреки това, че много хора пият вино редовно, изглежда има много недоразумения за това как се отглежда гроздето, как се правят вина и как най-добре да им се наслаждавате.

Дори след като работех като професионалист на винарската индустрия в продължение на осем години, изглежда, че всеки ден научавам нещо ново за виното.

Въпреки че имах научна степен, работех като сомелиер и, разбира се, притежавах копие на „Изкуството на ферментацията“, чак когато не започнах да правя вино, аз наистина получих глава около един от най-фундаменталните и завладяващи процеси - и микроорганизмите зад него - това създава вината, които познаваме и обичаме. Ето кратка снимка на това, което трябва да знаете, докато консумирате живата си напитка.

Анаеробно дишане

Преди да можем да разберем истински ферментацията, първо трябва да разберем какво прави и защо е необходимо.

Сигурен съм, че всички са чували за дишане. Това е една от най-основните и основни функции, които нашите клетки изпълняват. Това е това, което ни поддържа живи, което ни позволява да се движим и да растеме. Когато спрем да се вдъхновяваме, умираме.

Дишането се осъществява в нашите митохондрии, мънички органели, открити във всяка от нашите клетки. Основната му функция е да създава енергия за всички наши други клетъчни функции, използвайки храна и кислород като вход. Тя може да бъде представена със следното уравнение;

Този много прост и основен процес е причината, поради която трябва да ядем и да дишаме. Анаеробната (без кислород) версия на дишането е известна като ферментация. Тя може да бъде представена чрез формулата по-долу;

Не всички организми могат да извършват ферментация при липса на кислород, но много могат.

Някои микроорганизми респирират само анаеробно, докато други, като хора, могат да направят и двете.

Ферментацията не винаги произвежда алкохол - например ферментацията се провежда от един и същ вид дрожди, за да се получи както вино, така и квасен хляб. В хляба маята произвежда органични киселини вместо алкохол, оттам и киселият вкус, който много от нас се радват в кисела тесто. Подобно е и с храни като кисело зеле, ферментирали меса, някои сирена и безалкохолни напитки.

При хората страничният продукт на анаеробното дишане е млечна киселина и това е причината, поради която мускулите ви болят след особено интензивна тренировка.

Дишането е предпочитаният метод за производство на енергия в много организми, тъй като е далеч по-ефективен от ферментацията.

38 пред АТФ в уравнението на дишане означава, че 38 молекули АТФ се произвеждат от една глюкоза и шест кислородни молекули.

В уравнението за ферментация само 2 молекули АТФ се получават от същото количество глюкоза. Като се има предвид, че глюкозата в исторически план е била оскъдна, докато кислородът е бил сравнително изобилен, организмите, които имат средства за предпочитане да използват дишането, за да получат енергия; ферментацията се третира като резервен план.

Ферментация във виното

Снимка на Zbynek Burival на Unsplash.

Saccharomyces cerevisiae е щамът за дрожди, който обикновено се използва за ферментация във виното, въпреки че има много други, които играят роля и се намират на гроздето, когато наближават зрялост в лозето. Ето защо вината могат да ферментират спонтанно.

Различните видове мая и дори различните щамове на S. cerevisiae произвеждат много различни вкусови профили. Hanseniaspora е дрождите, които се намират в най-високите концентрации върху гроздето, когато се берат и могат да играят доминираща роля при ферментацията на някои сортове грозде, особено в началните етапи на ферментацията, като произвеждат различен набор от органолептични характеристики за S. cerevisiae.

За да се осъществи ферментацията, обаче, дрождите се нуждаят от анаеробна среда, в противен случай тя няма да бъде толкова успешна, колкото някакъв друг вид организъм, като плесени, които процъфтяват в аеробна среда. Вината, особено тези с кожи и стебла, които се оставят вътре, се нуждаят от постоянно управление, докато захарите напълно не ферментират поради тази причина, често с ограничено излагане на кислород.

Скоростта на ферментация може да се контролира от температурата. По-топлите температури позволяват по-бързи химични реакции; по-ниските температури забавят нещата (подобно на нас).

Топлината на ферментацията също контролира биологичната наличност на дрождите и по този начин какви аромати произвеждат. По-хладните ферменти са склонни да произвеждат вина с повече ароматични вещества и по-малко фенолни съединения. По-топлите ферменти са склонни да извличат повече феноли, но губят някои аромати.

В белите вина често мога да си взема гореща ферментация и от естери, подобни на банан.

Има диапазон, в който тези принципи работят - по-малко от 5 или 6 градуса по Целзий и нещата ще спрат, по-високи от около 35 градуса по Целзий, а дрождите ще претърпят топлинен стрес.

Vin Jaune старее в дисплейна варел. С любезното съдействие на Арно 25 чрез Wikimedia.

Във виното има и други видове микроорганизми, различни от дрожди. Например, някои вина преминават през това, което наричаме вторична или малолактична ферментация. Това е превръщането на ябълчната киселина в млечна киселина, извършено от вид бактерии, наречени Oenococcus oeni.

Различните щамове на S. cerevisiae могат да изпълняват различни функции. Освен че просто превръща захарта в енергия, алкохол и въглероден диоксид, има щамове от дрожди, които образуват защитно бяло покритие, известно като цветя, воал или цвете, върху вина в бъчва, които не са напълно допълнени и държат малко кислород. Дрождите с цветя предпазват виното от разваляне на кислорода, като в същото време метаболизират етанола в ацеталдехид, аромата и аромата, които характеризират шери и бели вина, произведени в Джура, най-вече Вин Яун (любимото ми!).

Други видове микроби, включително лактобацилус, отговорен за състояния като „мусност“ и летлива киселинност (VA), Brettanomyces или „брет“, които някои хора обичат, а други мразят (мога да го понасям в малки количества) и Botrytis cinerea, иначе известно като благородно гниене, което дехидратира гроздето и концентрира захарите, създавайки някои от най-известните сладки вина в света.

Наличието или отсъствието на всичко това може да се контролира чрез манипулиране на чистотата, излагането на въздух, температурите, добавките на сяра и други техники за обработка, като филтриране и финиране (макар да се намират в естествената лозаро-винарска промишленост, вземам подхода за чистота x излагане на въздух).

Обикновено виното се съхранява и в контейнери, които ограничават излагането на кислород, за да го предпазят от по-нататъшна ферментация от алкохол в оцет. Ако обаче сте искали да направите оцет, тогава би било съвсем просто - излагайте виното си на кислород достатъчно дълго и то може да се замърси от Ацетобактер, който превръща етанола в оцетна киселина (оцет) чрез дишане.

Мехурчета във вино

Замисляли ли сте се как мехурчета влизат в пенливи вина? Има три често използвани метода, които разчитат на ферментацията, които обикновено летят под знамената на прародината, традиционните и резервоарните.

Наистина е много просто - при метода на предците виното се бутилира, преди да е завършило изцяло основната част от ферментацията си, т.е. превръщането на захарта в алкохол. Той продължава да ферментира в бутилката, но там, където CO2 обикновено изтича от ферментационния съд в околния въздух, той вместо това е хванат в бутилката и не се освобождава, докато не я отворим.

Традиционният метод работи на същия принцип, с изключение на това, че виното е завършило цялата си основна ферментация, когато е бутилирано. Но добавянето на мая и захар (известна като дозировката) при бутилирането ще започне отново ферментация и ще доведе до същия резултат. И в двата случая има малко действие за балансиране, за да сте сигурни, че получавате мехурчетата, но не прекалено много, което всъщност означава бутилиране в точното време или контрол на дозата. Ако бутилирате с прекалено много захар или имате прекалено висока част от захарта в дозировката, виното ще има прекалено голямо налягане при отваряне и ще избухне от бутилката при отваряне. Не е достатъчно и мехурчетата едва ли ще бъдат открити.

Някои вина получават мехурчетата си от трети метод, изкуствена карбонизация, известна като метод на резервоара (същата като тази, която се използва за масово произвежданите бири), но аз съм склонна да се отклонявам от тези вина. Освен факта, че балонът обикновено е по-груб и по-малко деликатен, методът се използва предимно за производство на евтино, насипно пенливо вино (тук говоря за вашите бутилки от 10 щатски долара) - което определено не е живо.

И така, има го - бързо въведение в процеса на ферментация, тъй като се отнася до виното. Невероятно и увлекателно е да мислите за всички микроорганизми, които са играли някаква роля в създаването на това, което е в чашата ви - малко ферментирал свят.