Применение чистых культур дрожжей

Дрожжи - возбудители спиртового брожения - очень широко распространены в природе, особенно в местах переработки винограда. Дрожжевые клетки легко обнаружить в почве виноградников, на листьях и побегах виноградного куста, а больше всего на спелых ягодах, особенно когда ягоды лопаются вследствие перезревания или поражения плесенью. На поверхности ягоды развиваются не только полезные дрожжи Saccharomyces vini, но и дрожжи-сорняки, а также бактерии и плесени. При переработке винограда все эти микроорганизмы попадают в сусло.

Подавить развитие в соке вредных и нежелательных микроорганизмов можно применением при отстаивании сернистого ангидрида, который в дозах 100-150 мг/л надежно задерживает размножение бактерий, плесеней и диких дрожжей, не адаптированных к SO₂. Введя затем чистую культуру дрожжей, адаптированных к SO₂, можно проводить брожение, получая вина более высокого качества.

Для приготовления белых столовых и шампанских виноматериалов рекомендуются различные чистые культуры дрожжей, в большинстве случаев местные, выделенные в определенном районе виноделия.

Так, в Молдавии [12] была выделена в результате отбора дрожжей из производства и рекомендована для приготовления белых столовых и шампанских виноматериалов местная раса Кишиневская 341.

Н. И. Бурьян [15] выделены в Крыму и рекомендованы для производства новые расы дрожжей вида Saccharomyces vini Феодосия I-19 и Судак П-9, которые уже широко используются в самых различных районах страны для приготовления столовых и шампанских виноматериалов. Вследствие своей кислотовыносливости они имеют исключительное преимущество при брожении виноградного сусла, отличающегося высокой кислотностью.

Раса Феодосия I-19 спиртовыносливая, полностью сбраживает виноградное сусло с содержанием 24-26% сахара, имея широкий температурный предел жизнедеятельности клеток, раса способна активно выбраживать как при 10, так и при 35°С. Культура эта относится к числу сульфовыносливых - сбраживает сусло с содержанием 200-250 мг/л сернистого ангидрида. Правда, следует отметить, что признак сульфовыносливости не закрепляется в последующих поколениях дрожжей. Поэтому, если культуру долгое время содержать без SO₂, то она теряет этот признак. И, наоборот, многократными пересевами в среды со все возрастающей концентрацией сернистого ангидрида можно довольно быстро восстановить этот признак.

Г. И. Мосиашвили [111] рекомендует для белых вин кахетинского типа применять дрожжи вида Saccharomyces vini (2%) или Saccharomyces oviformis (3%), а для европейского - соответственно 3 и 4%.

Ранкин [259] установил, что при сбраживании сусла смесью культур винных дрожжей раса, составляющая 90% в смеси, доминирует в брожении. При смешении рас дрожжей в равных соотношениях часто доминирует раса, дающая больше спирта.

Чтобы брожение сусла проходило на внесенной чистой культуре дрожжей, а не на дрожжах, имеющихся в сусле, количество внесенных клеток чистой культуры дрожжей должно превышать количество их, содержащееся в сусле. Добавлять чистую культуру дрожжей после того, как сусло начало спонтанно забраживать, бесполезно. Фланзи была высказана мысль, что работа нескольких рас при брожении предпочтительнее, чем работа одной расы. Поэтому разводка дрожжей, взятая из спонтанно бродящего сусла, должна дать лучшие результаты, чем чистая культура дрожжей [53].

Г. Г. Агабальянц, П. Ф. Ивлев и И. М. Рябченко [5] установили факт вытеснения из среды одного вида дрожжей другим, которое зависит от состава питательной среды. Как правило, вытесняются дрожжи с меньшей скоростью размножения. Антагонизм существует и между дрожжами, принадлежащими к одному и тому же виду.

Однако виноградное сусло поступает на брожение нестерильным и даже при хорошем отстаивании с сульфитацией содержит в каждом миллилитре десятки тысяч клеток дрожжей вида Saccharomyces vini, а в большинстве случаев и больше.

Чистая культура дрожжей при внесении в нестерильное сусло противодействует диким дрожжам, среди которых наверняка есть раса с большей скоростью размножения. Дрожжи этой расы овладеют средой и вытеснят внесенную чистую культуру дрожжей. Поэтому применение последней в условиях практического виноделия часто не дает никакого эффекта. В свое время введение чистой культуры дрожжей в виноделии СССР сыграло большую роль. В настоящее время во всех винодельческих районах страны естественным путем выделились жизнеспособные расы винных дрожжей. Такая естественная селекция продолжается в природе непрерывно. В большинстве винодельческих стран мира - Франции, Италии, Испании и других - чистые культуры дрожжей, как правило, не применяются в первичном виноделии.

В связи с тем, что виноградное сусло поступает на брожение нестерильным и содержит дрожжевые клетки в большом количестве, до сих пор не найден метод, с помощью которого можно было установить, проходит ли брожение на чистой культуре дрожжей или на природных дрожжах сусла. Применение чистых культур дрожжей в виноделии основано на предположении, что дрожжи, вносимые с разводкой чистой культуры, овладевают средой и проводят брожение. Фактически проверить эту гипотезу нельзя, так как нет такого способа, с помощью которого можно было отличить после брожения примененную расу дрожжей от природных дрожжей сусла.

При спонтанном сбраживании сусла после отстаивания с внесением сернистого ангидрида, который подавляет размножение диких дрожжей и дает возможность вести брожение на природных дрожжах рода Saccharomyces, возможно получение виноматериалов, по качеству не уступающих образцам, приготовленным с применением чистых культур дрожжей.

Поэтому внесение последних обязательно только в тех случаях, когда имеется сусло с высокой титруемой кислотностью, высокосахаристое или пересульфитированное. Тогда необходимо применять специальные кислотовыносливые, спиртоустойчивые или сульфостойкие расы дрожжей.

В случае высокой или низкой температуры брожения также следует использовать термоустойчивые или холодоустойчивые расы. Набор всех этих рас дрожжей должен быть к началу сезона виноделия на каждом заводе первичного виноделия.

Л. В. Тюриной [169] выделены в Закарпатье сильные пылевидные культуры дрожжей вида Saccharomyces oviformis (расы Берегово 1, Середне 191, Севлюш 100, Ужгород 67), которые обладают высокой спиртообразующей способностью и кислотовыносливостью, а также сульфостойкие расы Севлюш 72 и Берегово 2, способные сбраживать пересульфитированное сусло.

Холодоустойчивыми расами дрожжей являются: Ленинградская, Кахури 7, Феодосия 8-15 и I-19, Серсиаль 14, Магарач 125, Донские зернистые, Холодостойкая 21, Бордо 20, Штейнберг 1892, Ново-Цимлянская 3, Среднеазиатская 288, Судак VI-5. Ленинградская раса оказалась наиболее холодоустойчивой. Медленно образующийся при температуре брожения 8-10°С спирт менее тормозит размножение дрожжей, поэтому количество дрожжевых клеток в бродящем сусле достигает 150-205 млн. на 1 мл. Благодаря этому при низких температурах наблюдается глубокое сбраживание сока с остаточным сахаром лишь 0,08-0,21%.

Наиболее термовыносливыми, т. е. оставляющими меньше несброженного сахара при температуре брожения 35-37°С, являются расы: Ашхабадская 3, Туркестанская 36-5, Ркацители 6 (термостойкий вариант), Феодосия I-19, Рара-Нягра, Романешты 47, Саперави 46, Магарач 125, Шабли 60 [157].

При высоких температурах (35-37°С) процессы размножения и брожения ускоряются в 2-3 раза. Однако вследствие быстрого накопления спирта и высокой температуры размножение тормозится и концентрация дрожжевых клеток составляет всего 55-98 млн. на 1 мл. Причем происходит быстрое отмирание дрожжей - количество мертвых клеток достигает 50-98%. Брожение, как правило, заканчивается при большом остаточном сахаре.

Несмотря на то что проведенные в 1952 г. в США [205] и в СССР во ВНИИВиВ "Магарач" опыты по использованию в виноделии вместо жидкой дрожжевой разводки прессованных винных дрожжей дали положительные результаты, широкого производственного применения эти дрожжи не нашли, так как оказались нестойкими.

Приготовление разводки чистой культуры дрожжей. Если брожение будет вестись с охлаждением, то необходимо выбрать специальные холодоустойчивые расы дрожжей (например, Ленинградская), которые приспособлены к брожению при низких температурах. Такие расы сокращают срок брожения и обеспечивают полноту выбраживания.

За 9-10 суток до начала виноделия из первых порций выборочно собираемого винограда необходимо получить сусло для приготовления дрожжевой разводки.

В стеклянный баллон емкостью 16-20 л, который заранее стерилизован (для этих целей можно баллон ополоснуть спиртом или сульфитированной водой с содержанием SO₂ 1000 мг/л), наливается 1 л сусла, стерилизованного кипячением в течение 30 мин в колбе под ватным тампоном и охлажденного. После этого дрожжи из 5-6 пробирок с чистой культурой стерильно переносятся в баллон, перемешиваются и оставляются на сутки при температуре помещения не ниже 20°С.

Через 24 ч подготовляется еще 1 л стерильного сусла, в которое после охлаждения добавляется сульфитированное сусло из расчета, чтобы общее содержание SO₂ в баллоне было равно 50 мг/л. Сусло добавляется в баллон и оставляется в покое на сутки при указанной выше температуре.

На третьи сутки таким же способом подготовляется еще 2 л стерильного и сульфитированного сусла, которое добавляется в баллон с таким расчетом, чтобы общее содержание SO₂ в нем было 75 мг/л.

Так, путем четырех-, пятикратного добавления стерильного и сульфитированного сусла объем жидкости в баллоне доводится до 16 л с таким расчетом, чтобы содержание SO₂ было 100-125 мг/л.

Тем временем в бочку на 20 дал вливают 14 дал отстоявшегося сусла, которое прогревается глухим паром до температуры 90°С в течение 30 мин, затем охлаждается под ватной пробкой до температуры примерно 25°С, сульфитируется до 125 мг/л, после чего из баллона дрожжевая разводка задается в бочку и перемешивается.

Хорошо осветленное сусло закачивается в заранее подготовленный маточный (дрожжевой) резервуар. Перед этим туда перекачивается подготовленная дрожжевая разводка из бочки. Маточные резервуары должны иметь хорошее покрытие внутренних поверхностей и перед наполнением быть обработаны сульфитированной водой.

Через 1,5-2 суток, когда дрожжи хорошо разбродятся, разводка готова к употреблению. Удельный вес такой разводки около 1,020.

По мере расходования дрожжевой разводки маточный резервуар дополняется ежедневно свежим суслом, хорошо отстоявшимся, сульфитированным до 100-150 мг/л. Ежедневно производится микроскопический контроль за состоянием и чистотой дрожжей в маточном резервуаре. В случае обнаружения микробиологических загрязнений в маточном резервуаре дрожжевую разводку готовят заново в чистом резервуаре.