Брожение виноградного сусла, биохимический процесс превращения виноградного сусла в алкогольный продукт под действием ферментного комплекса винных дрожжей, приводящий к распаду углеводов в этиловый спирт, диоксид углерода и к образованию вторичных и побочных продуктов. Процесс брожения виноградного сусла известен и применялся с древних времен. Л. Пастер впервые создал биологическую теорию брожения и установил роль дрожжей в брожении спиртовом. В раскрытие биохимических особенностей и разработку оптимальных режимов брожения виноградного сусла большой вклад внесли ученые: французские Ж. Риберо-Гайон, П. Риберо-Гайон, Э. Пейно, итальянский М.А. Джослин, российские В. И. Нилов, М. А. Герасимов, Г. Г. Валуйко и др. Брожение виноградного сусла может быть осуществлено различными способами при разных температуpax. Существующие методы проведения брожения виноградного сусла подразделяются на периодические и непрерывные. Периодическое брожение виноградного сусла осуществляется в бочках, чанах, бутах, железобетонных, металлических и др. резервуарах (см. Брожение периодическим способом), при атмосферном или избыточном давлении (см. Брожение под давлением). Сусло на брожение периодическим способом можно подавать одновременно или ступенчато. В последнем случае брожение виноградного сусла осуществляется доливным способом во всех типах резервуаров. Непрерывное Брожение виноградного сусла проводится на спец. установках, состоящих из одного или нескольких резервуаров, соединенных между собой трубопроводами. Температуpa Брожение виноградного сусла выбирается в зависимости от типа конечного продукта и особенностей технологического процесса в различных странах. В странах СНГ оптимальной температурой брожения для высококачественных белых столовых и шампанских виноматериалов является 14°—18°С. Ординарные сухие виноматериалы готовят Брожение виноградного сусла при температуре 24°—26°С. Брожение виноградного сусла в бочках. После осветления сусло насосом подается в бочки на брожение. Одновременно с суслом поступает разводка чистых культур дрожжей. Бочки наполняются суслом на 65—75% с целью предупреждения переливания сусла через шпунт. Верхнее шпунтовое отверстие бочки закрывают гидравлическим бродильным шпунтом. Брожение виноградного сусла в бочках вместимостью 35—50 дал, как правило, протекает при температуре 15°—24°С, т.е. на оптимальном уровне для белых сухих виноматериалов, благодаря естественному теплообмену сусла с окружающей средой. Брожение виноградного сусла проходит нормально при температуре в бродильных цехах 14°—16°С. Виноматериалы, приготовленные Брожение виноградного сусла в бочках, обладают высокими органолептическими достоинствами. Однако этот способ брожения трудоемок, требует больших капитальных затрат, поэтому имеет ограниченное распространение.
Брожение в крупных резервуарах.
В резервуар вместимостью 1—2 тыс. дал и более подается разводка чистых культур дрожжей в количестве 2,5—3% его объема. Затем поступает осветленное сусло в количестве 75% вместимости резервуара. Температуpa брожения регулируется с помощью выносных трубчатых охладителей различных типов, охладителей, находящихся в бродильных резервуарах, орошением резервуаров водой, а также с помощью воды или др. хладоагентов, циркулирующих через охладительные рубашки резервуаров. Брожение проводится при температуре 14°— 26°С в течение 5—6 суток в зависимости от типа виноматериалов. Система автоматического регулирования температуры брожения в резервуарах вместимостью 15— 50 тыс. дал состоит из охладителей, центробежных насосов и терморегуляторов. При выработке столовых виноматериалов брожение проводится при температуре 12°—16°С в течение 20 и более суток. Можно сбраживать сусло и при температуpax до 26°С, однако резервуары должны быть оборудованы пеногасительными устройствами. Брожение в крупных резервуарах вместимостью 15—50 тыс. дал с автоматическим регулированием температуры применяется в Молдовы и Азербайджане на заводах первичного виноделия мощностью переработки 40 тыс. т винограда в сезон. За рубежом брожение в крупных резервуарах вместимостью 10— 25 тыс. дал широко практикуется на винодельческой предприятиях США, Франции, Испании.
Доливные (дробные, ступенчатые) способы брожения.
Брожение виноградного сусла доливным способом применяется для приготовления сухих виноматериалов в металлических и железобетонных резервуарах вместимостью 1—2 тыс. дал. В железобетонные резервуары вначале вносится разводка чистой культуры дрожжей, и резервуар на 30% наполняется осветленным суслом. Через 2 суток, при наступлении стадии бурного брожения и повышении температуры бродящего сусла до ~26°С, добавляют еще 30% осветленного сусла с температурой 16°—20°С. После долива второй порции температуpa бродящего сусла снижается до 22°—24°С. Когда температуpa бродящего сусла поднимается до ~26°С (через 2—3 суток), добавляют еще 20% сусла. В металлических эмалированных резервуарах Брожение виноградного сусла доливным способом проводится следующим образом. Сначала резервуар на 50% наполняется осветленным суслом, добавляется разводка чистой культуры дрожжей. Через 2 суток подается осветленное сусло в количестве 25% вместимости резервуара, через 4 суток — еще 12—13% и четвертой порцией резервуар доливается почти доверху. В крупных металлических резервуарах вместимостью 15—50 тыс. дал Брожение виноградного сусла доливным способом усложняется в связи с уменьшением удельной поверхности до 0,7—1,0м2/м3. Количество доливаемых порций осветленного сусла увеличивается до 5—12. Объем порций доливаемого сусла и их температура зависят от многих факторов, поэтому в конкретных условиях для их определения предложены номограммы (рис. 1 и 2).
Процесс брожения виноградного сусла проводится следующим образом. В резервуар первоначально подается осветленное сусло с температурой 10°—12°С в количестве 15—20% общего объема резервуара и разводка чистой культуры дрожжей в количестве 2—4% объема сусла. После сбраживания бродильной смеси до содержания остаточного сахара 1—2 г/100 см3 на брожение ежесуточно подается осветленное сусло в количестве 12—28% объема бродящего сусла в зависимости от среднесуточной температуры и сахаристости сусла. Брожение продолжается в течение 6—12 суток при температуре 24°—26°С. Для термоизолированных крупных резервуаров Брожение виноградного сусла доливным способом предлагается проводить непрерывно со скоростью разбавления при осуществлении процесса на близкой к стационарной фазе роста дрожжей в условиях высокой концентрации этилового спирта в среде. Брожение виноградного сусла в непрерывном потоке имеет ряд преимуществ перед периодическим. При непрерывном брожении исключается период разбраживания в связи с тем, что свежее сусло подается небольшими объемами в бурно бродящее сусло с большой концентрацией дрожжевых клеток. Исключается также период дображивания остаточного сахара, т.к. из установок непрерывного сбраживания получается виноматериал, содержащий 2—3 г/100 см3 сахара. Исключение периодов разбраживания и дображивания приводит к увеличению производительности непрерывной установки по сравнению с брожением виноградного сусла периодическим способом в резервуарах той же вместимости. Брожение виноградного сусла в непрерывном потоке позволяет полностью механизировать и автоматизировать процесс. В непрерывном потоке сусло сбраживается при спиртуозности св. 4% об., что позволяет проводить процесс только на винных дрожжах вида Saccharomyces vini и получать соответственно виноматериалы более высокого качества (см. Брожение „свыше четырех»). Брожение виноградного сусла непрерывным способом позволяет регулировать в более широких пределах химический состав виноматериалов по азотистым веществам, этиловому спирту, сахару, высшим спиртам, альдегидам, глицерину, получать вина высокого качества. Разработаны установки для непрерывного сбраживания сусла в потоке: БА-1 (для приготовления белых столовых сухих вино материалов), ВБУ-4Н (для приготовления белых сухих, полусухих, полусладких, крепких и десертных виноматериалов), „Украинская», „Молдавская» и др.
