Дріжджі у біології та виноробстві

Дріжджі – це одноклітинні грибкові організми, завдяки яким людство дізналося, що таке алкоголь. Вино, пиво або будь-який дистильований спирт отриманий з різних ферментованих похідних, будь то виноград, зерно або навіть агава з цукровою тростиною, все виробляється за участю цих «одомашнених» мікроорганізмів.

Дріжджі обожнюють цукор. Вони переробляють його, щоб жити, чому і отримали свою латинську назву Saccharomyces або цукровий грибок. Вони перетворюють цукор в спирт, виділяючи в процесі тепло і вуглекислий газ. За рахунок цього хлібне тісто розбухає, солоджене зерно перетворюється на пиво, а виноградний сік з мезгою перетворюється на вино. Іноді навіть виготовляються спеціальні пивні дріжджі, як от наприклад турбо дріжджі Первак, більше про які можна дізнатись за посиланням в цьому речені.

У 1680 році голландський натураліст Антоні ван Левенгук вперше побачив дріжджі в оптичний мікроскоп, однак, через відсутність руху не розпізнав в них живі організми. У 1838 французький натураліст Шарль Каньяр де Ла-Тур експериментально довів, що дріжджі — не просто хімічні речовини, а живі організми, здатні рости і розмножуватися, причому вихідні речовини і продукти реакції є простими хімічними сполуками. Однак тоді його висновки були відкинуті видатними хіміками того часу. Остаточно правота висновків Каньяра де Ла-Тура була доведена в 1857 році французьким мікробіологом Луї Пастером в роботі «Mémoire sur la fermentation alcoholique». Пастер незаперечно довів, що спиртове бродіння — не просто хімічна реакція, як вважалося раніше, а біологічний процес, вироблений дріжджами.

Існують сотні видів дріжджів. Деякі, наприклад, Candida перетворюють цукор в газ і кислоти і живуть в наших організмах. І хоча більшість дріжджів корисні, деякі здатні погіршити аромат або смак їжі та напоїв.

Чи присутні ризики при ферментації вина?

Необхідно дотримання певних умов для того, щоб дріжджі працювали належним чином — теплі температури і солодке середовище, при цьому не дуже кислотне. Крім цукру дріжджам потрібні поживні речовини, такі як азот і вітаміни. Поки дотримуються ці умови, дріжджі будуть перетворювати виноградне сусло у смачне вино.

У цьому процесі відбувається якась магія, тому що в той час як дріжджі їдять цукор, всі ароматичні сполуки, пов’язані з цим цукром, вивільняються і проявляють себе. Ось чому вино так принципово відрізняється від виноградного соку, розвиваючи так багато дивовижних ароматів і смаків, які самостійно не виражаються в самих ягодах.

Однак, ферментація процес не зовсім безпечний. Якщо фермент перегріється, дріжджі ослабнуть і загинуть. Нестача поживних речовин здатна породити неприємні аромати або зупинити ферментацію. При занадто низьких температурах процес ферментації навіть не почнеться або зупиниться. Останнє винороби називають “застряглою ферментацією”, яка вважається схожою на катастрофу, тому що частково ферментоване солодке сусло вразливе до грибкових і бактеріальних заражень.

До появи температурного контролю виноробство вважалося складним заняттям. Коаксіювання ледь зрілого кислого винограду для бродіння в прохолодних північних льохах або спроба контролювати надмірне бродіння з бульбашковими резервуарами була чимось звичним у давні часи. Зараз же ми можемо контролювати кожен аспект ферментації. Вміст азоту у винограді можна виміряти, а його кислотність регулювати. Льохи або резервуари можна нагріти для запуску ферментації і потім охолодити, для її рівномірного протікання і контролю свіжості ароматів майбутнього вина. Також ферментацію можна зупинити, для створення натурально солодких вин.

Що таке природне або спонтанне бродіння?

Залишений наодинці з природними процесами, віджатий виноградний сік або подрібнений виноград почне бродити через природні дріжджі, що знаходяться на шкірці винограду і їх спори, що знаходяться в повітрі на виноробні. Таке бродіння носить назву природного, дикого або спонтанного.

При природному бродінні різні штами дріжджів беруть участь у процесі, але більшість з них загине з часом. Поступово толерантний до алкоголю штам Saccharomyces cerevisiae перехоплює ініціативу і завершує роботу. Однак спонтанна ферментація непередбачувана і може знадобитися час, щоб вона запустилася.

Як з’явилися культурні дріжджі?

Уявіть, що ви винороб, який доглядав за лозами від обрізки до збору врожаю, а в підсумку втратив річну працю через псування або застряглу ферментацію. Колись подібні ризики були реальністю. У 1970 вчені почали відбирати і розмножувати певні штами дріжджів. У виноградне сусло додають ці сухі заморожені дріжджі, які витісняють всі інші штами і проводять чисту алкогольну ферментацію протягом двох тижнів. За винятком випадків грубої недбалості, передчасне припинення ферментації можна виключити.

У вільному продажу доступні сотні культурних дріжджів, багато з яких були культивовані з особливих регіонів, щоб виражати свій регіональний характер. В нас в Україні якісні культурні дріжджі можна придбати зокрема на сайті компанії “Hot Rod Distiller” https://hot-rod.com.ua/spirtovi-drizhdzhi/turbo-drizhdzhi, переходьте за посиланням.

Чи краще за якістю вина отримані при спонтанній ферментації?

Зробити гарне чисте вино за допомогою природної ферментації можливо тільки маючи в наявності здоровий виноград вищої якості. Виноград, позбавлений поживних речовин, виснажений і такий, що несе на собі залишки протигрибкової обробки, або, навпаки, запліснявілий і гниючий, нездатний запустити процес ферментації самостійно. Якщо ж це якимось чином станеться, то кінцевий продукт буде несмачний. Спонтанне бродіння навіть з найкращим виноградом вимагає невпинного контролю. Більшість біодинамістів, наприклад, має невеликі виробництва, де подібний рівень контролю можна здійснити.

Існує популярна думка, що ферментовані спонтанно вина краще, тому що вони висловлюють справжнє походження, бо в процесі використовувалися тільки місцеві популяції дріжджів. Це одночасно переплітається з концепцією мінімального втручання в процес виноробства.

Однак проти цього виступають винороби, які використовують місцеві ізольовані, повністю нейтральні культурні дріжджі. Вони вважають, що тільки такі дріжджі здатні висловити чистоту винограду і місцевості на відміну від дріжджів, що знаходяться на виноробні і часто перехоплюють процес ферментації. У виробництві вибір між природними і культурними дріжджами це більше питання стилю і філософії, ніж якості.

У виноробстві більш широких масштабів дикі дріжджі несуть більше ризиків. Бренди, що виробляють великі обсяги вина намагаються відтворювати впізнавані і звичні споживачеві смак і аромат вина, тому передбачувані, чисті і швидкі ферментації культурних дріжджів домагаються цих результатів найкраще. Можна стверджувати, що культурні дріжджі створили сучасну винну поп-культуру через виробництво чистих доступних і зрозумілих вин.

Який вплив дріжджі мають на смак і аромат вина?

Роль дріжджів не обмежується однією ферментацією. Як тільки весь доступний цукор перетворюється на спирт, дріжджі гинуть і осідають на дні ферментаційної ємності. Цю кремоподібну, схожа на мастило субстанцію називається грубий осад (gross lees). Він складається з відмерлих дріжджових клітин і залишків винограду. Тільки вина, вироблені з кращого винограду, можна залишити на грубому осаді, так як ризик псування і неприємних ароматів значні.

Більшість вин позбавляють від грубого осаду в процесі відомим як зняття з осаду (racking). Вино переливають з однієї бочки в іншу. Залишки дріжджів, які присутні після першого зняття утворюють тонкий осад (fine lees) і в цілому корисні для вина, тому що захищають вино від окислення. Згодом після процесу розпаду відмерлих дріжджових клітин на амінокислоти, відомому як автоліз, осад додає вину вершковість текстури і більш округлий смак.

Не всі дріжджі однаково корисні

Солодкий виноградний сік, подрібнені грона і сусло схильні до різних грибкових захворювань та інших мікроорганізмів. Ось чому гігієна на виноробні та швидке бродіння настільки важливі. Отриманий алкоголь захищає вино від багатьох шкідливих організмів.

Однак деякі дріжджі несприйнятливі до алкоголю. Найпоширенішим винуватцем псування вин є Brettanomyces bruxellensis, який живе в старих використаних бочках, які погано відмили. У вині він створює неприємні летючі феноли, які сприяють ароматам обори, кінського поту і бинтів.

У дуже незначній кількості він може надати винам складність ароматів, що, безумовно, подобається деяким споживачам. Однак в цілому Brett прийнято вважати дефектом.

Яке майбутнє дріжджів?

Вчені працюють над поліпшенням комерційних дріжджів через постійно зростаючу потребу в диференційованості та комплексності вин. Вчені намагаються вивести дріжджі, які б імітували якості диких дріжджів.

Наука вивчає метаболічні процеси певних виноградних складових, того, як вони поводяться під час ферментації, внаслідок чого дріжджі в майбутньому можуть бути спроектовані для конкретних цілей. Можна буде перетворити деякі цукри на гліцерин, а не спирт, що може бути зручним у спекотних виноробних регіонах. Або будуть виведені дріжджі, які краще виражатимуть ті чи інші сортові характеристики.