Одним из способов сохранения яблочных соков длительное время является их сбраживание. Сухие вещества яблок представлены в основном растворимыми в воде соединениями, из которых количественно преобладают сахара. При сбраживании сока сахара превращаются в спирт и другие продукты. В результате этого в соке содержатся основные элементы, имеющие вкусовое, пищевое и диетическое значение. Образуются также и новые вещества. Сброженный без добавок яблочный сок может служить эталоном для суждения о качестве яблочного сырья и использован как исходный виноматериал в виноделии. Кроме того, правильное приготовление сброженных натуральных яблочных соков (сухих сидров) гарантирует высокие дегустационные их качества и качество получаемого из соков продукта. Сброженные соки в известных условиях могут сохраняться без специального консервирования.
Все свежие плодовые соки содержат в больших количествах микроорганизмы, среди которых наряду с сильно сбраживающими винными дрожжами имеются, а иногда и преобладают вредные для брожения. Чтобы избежать развития таких вредных микроорганизмов, как уксуснокислые бактерии и пленочные грибы, прежде всего необходимо защитить соки и вина от доступа кислорода воздуха. Для этих целей применяют бродильные шпунты или бродильные воронки. С молочнокислым брожением можно бороться путем сульфитирования соков (сульфитное брожение), применения низких температур (холодное брожение) или путем использования одновременно обоих приемов. Вредные для брожения бактерии (заостренные дрожжи, дикие дрожжи и т. д.) угнетаются посредством сильного развития винных дрожжей, которые потребляют в винах кислород и образуют над бродящей жидкостью защитный слой углекислоты. Поскольку многие плодовые соки не содержат или содержат недостаточное количество сильно сбраживающих дрожжей, то необходимо обеспечить процесс брожения прибавкой чистых культур винных дрожжей. Для правильного развития последних необходимы особые условия: состав соков и температура брожения.
В плодово-ягодном виноделии чистые культуры винных дрожжей более важны, чем в виноградном, потому что ягоды и плоды всегда заражены спорами возбудителей брожения. Однако грибная флера этих плодов имеет неблагоприятный состав, т. е. вредные микробы преобладают над полезными. Особенно часто на плодах и ягодах встречаются слабосбраживающие заостренные дрожжи (Apiculata), несбраживающие почкующиеся грибки (Torulaceen), бактерии и плесени. Винные дрожжи обнаруживаются редко, иногда они совершенно отсутствуют.
В какой мере чистые культуры дрожжей влияют на вкус плодово-ягодных вин? Бесспорно, что характер вина в основном определяется употребленными дрожжами. Но путем сбраживания особыми культурами дрожжей вряд ли возможно перекрыть первоначальный характер плодового сока. Известно, что во время брожения дрожжи образуют так называемый букет. Вещества букета очень летучи. Больше всего их находится в молодых винах, при старении вина они исчезают. Вследствие этого в молодом вине влияние дрожжей заметнее и в дальнейшем оно зависит от обработки вина. Чем меньше вино проветривается, тем меньше, следовательно, оно теряет летучих веществ букета брожения. На этой основе в игристых винах, которые получаются путем брожения в закрытых бутылках или резервуарах, может в значительной степени выступать собственный букет брожения употребленной расы дрожжей.
При исследовании пригодности чистых культур дрожжей приходится принимать во внимание образование пахучих и вкусовых веществ. Выбор расы при этом зависит от многих причин. Очень часто нужны культуры, которые имеют высокую сбраживающую способность и позволяют приготовить сильноалкогольные вина. В других случаях приходится применять сульфитные дрожжи, обладающие большой устойчивостью против сернистой кислоты, или холодостойкие дрожжи, которые могут удовлетворительно бродить при низких температурах.
Для сбраживания яблочных соков употребляются главным образом винные дрожжи, выделенные из виноградных сусел. Используются и менее сильносбраживающие дрожжи, которые получены из хороших самопроизвольно сбродивших плодовых вин.
Особое значение для плодово-ягодного виноделия имеют так называемые холодостойкие культуры, дающие возможность сбраживать легкие вика при температуре 5—8°С. При сбраживании слабокислотных плодовых соков некоторую пользу могут принести дрожжи, образующие значительное количество нелетучих кислот, главным образом янтарной. Для приготовления крепких сладких яблочных вин употребляются сильносбраживающие винные дрожжи (100—120 г на 1 л алкоголя и больше).
Выбор чистой культуры дрожжей для производства вин лучше всего предоставить научному учреждению. Следует только точно указать, для какой цели нужны дрожжи. Чистые культуры сначала получают в небольших количествах, затем их размножают. Для плодовых и ягодных вин посылают культуры в жидком виде (жидкий дрожжевой осадок, который получается путем сбраживания чистых виноградных и плодовых соков). На далекие расстояния культуры посылают на твердой среде агарсусло.
Сколько дрожжей необходимо, чтобы вызвать брожение в промышленных условиях? Теоретически достаточно небольшого их количества, чтобы при правильном размножении покрыть всю годовую нужду в дрожжах у большого предприятия, потому что дрожжи при благоприятных условиях развиваются очень быстро. Но практика показывает, что в производстве чистую культуру дрожжей трудно сохранить больше чем несколько недель, потому что с течением времени в размноженной чистой культуре всегда находятся большие количества вредителей брожения, диких дрожжей и бактерий. Поэтому целесообразно на каждые 2—3 тыс. л сока иметь свежую культуру, которая содержит осадок дрожжей, полученный из 1/2 л сока. В такой дозе содержится приблизительно 50 млрд. живых дрожжевых клеток.
Так как чистые культуры дрожжей нельзя долго хранить, то научные учреждения обязаны посылать дрожжи 8—10-дневного возраста. В таких культурах после 4-недельного хранения в холодном помещении находится достаточное количество живых дрожжевых клеток, чтобы после перенесения в свежий сок вызвать в короткое время интенсивное брожение. Однако лучше всего присланные культуры пускать в производство не позже чем через 14 дней после высылки.
Чистую культуру дрожжей не следует сразу размещать в большом количестве жидкости. Для размножения чистых культур летом и осенью используют чистый плодовый сок. Предварительно его пастеризуют 5 мин при температуре до 90 °С. Дольше нагревать не следует, так как дрожжи тогда хуже растут. Перед закладкой дрожжей сок нужно охладить до 25°. За охлаждением следует следить очень внимательно, поскольку более высокая температура может убить дрожжи. Для кипячения сока и вина употребляют только эмалированную посуду. В редких случаях можно обойтись и без кипячения сока. Тогда берут свежеотжатый, хорошо осветленный или еще лучше фильтрованный сок, сульфитируют его (0,5 г сернистого газа на 10 л сока) и тотчас же добавляют дрожжи.
Сульфитировать сок, служащий для размножения дрожжей, следует недолго и только в тем случае, если он стерилизовался нагреванием. 50 мг сернистой кислоты на 1 л не вредят сбраживающим винным дрожжам и благоприятствуют их размножению.
Процесс разведения дрожжей заключается в следующем: 10 л свежего сока нагревают 5 мин при 90° в эмалированной кастрюле с крышкой, оставляют закрытой охлаждаться до следующего дня, затем кладут дрожжи, содержимое переливают в стеклянную бутыль емкостью 15 л, которую предварительно чисто вымывают 1%-ным раствором сернистой кислоты (дать хорошенько стечь). Бутыль закрывают чистым плотным куском ваты или небольшим бродильным шпунтом. В таких бутылях процесс брожения происходит правильно. Бутыли хранятся при 20—25 °С. Через 2—3 дня в бутыли начинается интенсивное брожение. Туда добавляют 0,5 г сернистой кислоты, растворенной в 250 мл сока, оставляют еще на день и, наконец, бурно бродящую разводку вместе с осадком (взболтать!) переносят в 150-литровую посуду, в которой находится 100 л свежего сока, содержащего 7,5 г сернистого газа. Шпунтовое отверстие боченка закрывают бродильным шпунтом. Поскольку бродящий сок сам по себе сильно нагревается, то разводку дрожжей не следует держать в помещении с высокой температурой (не выше 18—22 °С). Через 2—3 дня разводка готова для брожения 10—20 тыс. л сока.
Если пет свежего сока для приготовления разводки, то используют пастеризованный. Обеспложенные через СФ-фильтры соки, в которых дрожжи медленнее размножаются, также можно употреблять для разведения чистой культуры. При приготовлении ягодных вин применяют так называемые маточные соки, которые после прибавления воды и сахара можно использовать после легкого нагревания, если содержание алкоголя в них не выше 5%. Например, маточные соки смородины заготавливают летом. В дальнейшем их можно употреблять в любое время для размножения чистых дрожжей. Нельзя для этой цели использовать соки, которые сильно сульфитированы или законсервированы другими веществами.
Если ягодные маточные соки с незначительным содержанием алкоголя после прибавления сахара перерабатываются в вино, дрожжи употребляются в основном таким же образом. Количество разводки дрожжей при переработке ягодных маточных соков должно быть несколько больше, чем при сбраживании свежих соков (на каждые 100 л сока 1—2% разводки дрожжей).
Для сбраживания и дображивания вин с высоким содержанием алкоголя или сернистой кислоты чистая разводка дрожжей должна быть особенно тщательно приготовлена. Алкоголь и сернистая кислота влияют не только на размножение, но и на сбраживающие свойства винных дрожжей.
При высоком содержании сернистой кислоты в соке применяют чистые культуры, которые хорошо переносят большие количества сернистого газа. Такие культуры называют сульфитными дрожжами, а само брожение — сульфитным. При этом виде брожения винные дрожжи более устойчивы против сернистой кислоты по сравнению с различными вредителями брожения, особенно уксусно- и молочнокислыми бактериями.
Процесс сульфитироваиия сока или мезги зависит от качества соков и других условий. На 100 л сока, полученного из здоровых плодов, необходимо 5,0—7,5 г жидкой сернистой кислоты. Если количество плодов внушает опасение, то на 1 л берут 7,5—10 г сернистого газа.
Приготовление дрожжей для сбраживания сульфитированных соков не представляет трудностей. Для сбраживания соков, которые содержат не более 5—7,5 г сернистого газа на 1 л. используют любую чистую культуру. При сбраживании более сульфитированных соков прибегают к ступенчатому сульфитированию, доводя содержание сернистого газа в первый раз до 7,5 г, во второй — до 10 г и в третий — до 15 г.
При введении дрожжевой разводки в сок необходимо иметь в виду, что содержание ее в соке не должно превышать 15%. Поэтому яблочный сок лучше всего сбраживать в натуральном виде (содержание сахара 7—11%). Если желательно иметь сброженные яблочные соки более высокой спиртуозности, то по мере выбраживания сахара в соки добавляют концентрированный его раствор в воде.
Выделяющаяся при брожении углекислота закрывает доступ кислороду и тем самым предохраняет вина от порчи. Достигается это таким образом: отверстие бродящего сосуда закрывается особым затвором. Он представляет собой стеклянную трубку, согнутую в виде буквы Г. Длинный конец трубки вставлен в шпунт бочки или пробку бутылки, а свободный, более короткий, опущен в воду с сернистой кислотой. Главный недостаток этого затвора состоит в том, что по окончании брожения и при понижении температуры (часто на 10—15 °С) жидкость и воздух в бочке (или бутыли) сжимаются, происходит всасывание воды из склянки, в которую была опущена трубка, а затем и воздуха. Для предотвращения попадания воздуха, а с ним и микрофлоры целесообразно в газоотводной трубке иметь шарообразное расширение диаметром 3—5 см (для баллона 20—50 л) с последующим переходом его в узкую трубку, которую затем погружают в воду.
Прекращение выделения пузырьков углекислоты служит признаком окончания брожения. Муть вина (дрожжи и мелкие частицы плодов) в эго время осаждается на дно; сброженный сок (вино), поднимаясь вверх, становится постепенно прозрачным. Однако деятельность дрожжей может прекратиться не только от того, что перебродил весь сахар, но и вследствие слишком высокой или низкой температуры помещения, в котором бродил сок, или недостатка других питательных веществ, необходимых дрожжам.
Чтобы как-то контролировать процесс брожения, следует знать соотношение удельного веса сока, содержания в нем сахара и количество образуемого из сахара спирта. Удельный вес сока при температуре 15 °С можно измерить в цилиндре при помощи денситометра.
Добавление 240—250 г сахара к 100 л сока повышает удельный вес на 0,001. Объем 1 кг сахара в растворенном состоянии составляет 0,6 л. Очевидно, что меньший удельный вес сока означает и меньшую концентрацию в нем сахара.
Сахар при брожении плодовых соков дает по весу 45% алкоголя (с некоторым увеличением выхода при дображивании — 50—51%). Путем измерения удельного веса сока денситометром можно найти, сколько спирта получится при его полном выбраживании. Замечено, что сок после выбраживания содержит столько спирта, сколько единиц удельного веса этот сок имел до брожения за счет сахара. Например, при снижении удельного веса сока с 1,047 до 1,008 можно считать, что образовалось 39 г/л спирта (1,047—1,008 = 0,039). Весовые данные спирта по таблицам легко перевести в объемные. Более точные данные о содержании сахара можно получить при химическом анализе.