Факультет

Студентам

Посетителям

Причины порчи соков и необходимость их консервирования или переработки в другие стойкие при хранении продукты

Свежеотжатый яблочный сок быстро портится. Изменения, происходящие в нем, имеют биохимическую и микробиологическую природу. Биохимические процессы в соке, связанные с деятельностью ферментов самих плодов, активируются благодаря присутствию кислорода, действию света, тепла и других факторов, причем скорость этих реакций зависит от температуры сока. Под воздействием этих факторов изменяются и внешние признаки сока:

  • он теряет окраску;
  • ухудшается его вкус (появляются кислота, острота, горечь, снижающие качество сока);
  • исчезает натуральный аромат и появляются неприятные посторонние запахи.

Причиной микробиологической порчи яблочного сока служат микробы, которые, поселяясь на поверхности плодов и ягод, находят благоприятные условия и в соке. Рядом с почкующимися грибами (дрожжи и дрожжеподобные грибки) на плодах всегда есть бактерии плесени, среди которых много вредных видов. Это уксуснокислые и молочнокислые бактерии, обыкновенная зеленая плесень (Penicillium glaucum) со своими многочисленными спорами, некоторые другие грибки (Botrytis cinerea, Monilia fructigena, Mucorpirorormis, Rhizopus nigricans). Нередко винные дрожжи вытесняются заостренными дрожжами. Распространены также грибы из форм Dematuni pullulens de В., вызывающие сажистую болезнь плодов. Количество почкующихся грибов и бактерий увеличивается, когда обнажается плодовая мякоть или когда плоды перезрели и размягчились.

Исследованиями установлено, что на кожице 200 г плодов имеется от 400 тыс. до 12 млн. зародышей различных микробов. Среди них могут быть микроорганизмы, влияющие в дальнейшем на качество соков и вин, поэтому необходимо тщательно мыть плоды, идущие в переработку. Наиболее часто на плодах встречаются почкующиеся грибы: винные дрожжи (род Saccharomyces или Zygosaccharomyces); плодовые дрожжи и другие лимоноподобные формы (роды Kloeckera (Pseudosaccliaromyces) и Saccharomycodes); пленочные грибы (роды Mycoderma, Willia, Pichia — цвель вина или винная плесень); слизистые дрожжи (роды Torulopsis, Torula); плесневые, грибы (роды Penicillium, Aspergillus, Mucor, Dematium); бактерии (уксусные и молочнокислые).

Группа «почкующиеся дрожжи» охватывает микроскопически малые одноклеточные грибы круглой или продолговато-яйцевидной формы, которые размножаются почкованием. Полезными и необходимыми для брожения являются только винные дрожжи. Все другие формы грибов вредят брожению, и поэтому во время выработки сока их наличие нежелательно.

Винные дрожжи принадлежат к родам Saccharomyces (сахарные грибы) и Zygosaccharomyces. Оба рода обладают способностью образовывать споры, которые могут долго сохраняться. В жидкостях большей частью встречаются эллиптические, яйцеподобные или продолговатые клетки, достигающие 5—10 мкм длины и 4—8 мкм ширины, иногда 20—30 мкм длины.

Каждая нормальная дрожжевая клетка окружена плотной клеточной оболочкой (мембраной). Ее жизненное содержимое в основном состоит из цитоплазмы, ядра, заметного только при окрашивании. В молодых клетках плазма заключает в себе одну или несколько вакуолей. В клетках имеются также гранулы, состоящие в основном из жировых веществ.

Размножение дрожжей происходит почкованием, причем от материнской клетки отделяется почка, которая через некоторое время становится самостоятельной дочерней клеткой. При благоприятных условиях из одной дрожжевой клетки за 2 час возникают две дочерние клетки. Часто в клетках дрожжей происходит накопление гликогена — углевода, который по своей природе близок к крахмалу. Содержание гликогена указывает на здоровое состояние дрожжей. Однако есть расы дрожжей, которые накапливают мало или совсем не накапливают гликогена, но это не всегда указывает на плохое состояние питания дрожжей.

Различают несколько стадий развития дрожжей: почкование, брожение, покой, голодание, смерть, разложение, которые переходят друг в друга.

Почкующиеся дрожжи находятся в стадии размножения в свежих соках и суслах, у которых содержание спирта достигает приблизительно 20—30 г/л. Образовавшийся алкоголь в дальнейшем затрудняет почкование. Размножение дрожжей в этом случае постепенно ослабевает, но не прекращается. Соки содержат теперь бродящие дрожжи, у которых сбраживающая деятельность преобладает над почкованием. Установлено, что дрожжи от начала до окончания брожения находятся на высшей стадии своего развития. В это время они богаты резервными веществами и легче всего переносят неблагоприятные внешние условия. Чтобы добиться максимального эффекта при брожении, разводка дрожжей должна содержать наибольшее количество бродящих клеток. Дрожжи, которые по окончании брожения находятся в осадке молодого вина, называются покоящимися дрожжами. Они первоначально хорошо питаются, но в относительно короткое время используют значительную часть своих резервных веществ и переходят в состояние голодающих дрожжей. Если данные дрожжи перенести в свежий сок, то при хорошем уходе они через некоторое время снова начнут размножаться и проявят новую сбраживающую способность. Однако для разводок такие дрожжи употреблять не следует, поскольку они даже при благоприятных условиях медленно развиваются и притесняются вредителями брожения. Совсем нельзя употреблять мертвые дрожжи, их нужно как можно скорее удалить из вина, пока они не разложились. Разлагающиеся дрожжи являются хорошей питательной средой для молочнокислых бактерий, например, для возбудителей болезни «мышиного тона».

Бродящие и почкующиеся дрожжи отличаются однородностью своей плазмы. При большом накоплении гликогена они кажутся блестящими. Нередко, особенно в почкующемся состоянии, дрожжи имеют одну большую или несколько маленьких вакуолей. Дрожжи в стадии покоя обыкновенно не имеют вакуолей, они содержат несколько гранул, и их плазма кажется слегка зернистой. Голодающие дрожжи обладают сильно зернистой структурой; они также несколько меньше, чем бродящие клетки. Умершие дрожжевые клетки легко распознаются по зернистому строению своей плазмы, что происходит благодаря образованию большого количества круглых или неправильных шариков жироподобных веществ, имеющих своеобразный зеленоватый оттенок. Иногда мертвые дрожжи кажутся коричневыми. Кроме того, они обыкновенно сильно деформированы и сморщены. Начавшие разлагаться дрожжевые клетки содержат немного жировых включений и кажутся как бы пустыми.

Такая клетка вместе с клеточными стенками распадается на отдельные зернистые образования.

Все винные дрожжи способны расщеплять (с образованием спирта и углекислоты) виноградный и плодовый сахара, и, следовательно, сахарсодержащие жидкости могут сбраживаться ими. Пищевой сахар, соответствующий по химической природе дисахариду сахарозе, дрожжами не сбраживается, но благодаря ферментам инвертазе или сахаразе легко расщепляется на глюкозу и фруктозу, так что практически он также легко сбраживается дрожжами.

Известно, что алкогольное брожение протекает в результате ряда сложных химических превращений, при которых спирт и углекислый газ являются основными конечными продуктами. Вместе с ними получается небольшое количество глицерина и уксусной кислоты, а также отмечены следы ацетальдегида. Брожение вызывается находящимся в дрожжах сложным комплексом ферментов, который был назван Бухнером (1896) зимазой.

По теории из 100 частей сахара (по весу) должны получиться примерно 51 часть спирта и 49 частей углекислоты. Но так как при алкогольном брожении всегда образуется некоторое количество других веществ и часть сахара потребляется дрожжами на построение своего тела, то практически на 100 частей сахара приходится 46—48 частей спирта. Кроме того, если учесть, что часть спирта теряется с углекислотой или потребляется другими организмами, развившимися при брожении вина, то это отношение еще менее благоприятно. В лучшем случае дрожжи могут образовать 140—145 г, или 17,6—18,2 объемных процентов спирта.

Глицерина при брожении образуется неодинаково. Виноградные вина содержат его от 6 до 11 г/л. Следовательно, так называемое спиртоглицериновое отношение колеблется между 100:6 и 100:11. У легких плодоягодных вин в среднем его имеется 3—5 г/л, а у тяжелых вин — 5—7 г/л. Глицерин повышает так называемое «тело» вина и делает его «полнее» по вкусу.

Уксусная кислота возникает при брожении соков в незначительных количествах (0,2—0,6 г/л). Если сусло содержит больше сахара, то образуется больше и уксусной кислоты. В соках с 250—300 г сахара на 1 л получается до 1 г и больше уксусной кислоты. На этом основании при изготовлении крепких вин не следует сильно подсахаривать сок в начале брожения.

Немаловажную роль в брожении играет янтарная кислота. Она возникает из глютаминовой кислоты, аминокислоты, которая, вероятно, образуется в результате белкового обмена дрожжей в среднем до 1 г/л вина. Некоторые расы дрожжей могут образовать относительно много янтарной кислоты. Так как при этом повышается общее количество нелетучих кислот, то такие дрожжи пригодны для сбраживания слабокислых плодовых соков. Из аминокислот, которые также происходят из белков плодов или дрожжевых клеток, образуются так называемые сивушные масла, высшие спирты (главным из которых является изоамиловый спирт). Чистые доброкачественные вина содержат мало сивушных масел.

При брожении всегда возникают вещества букета. Наряду с ароматом, свойственным плодам, в процессе брожения из определенных продуктов белкового обмена дрожжей образуется букет брожения. Степень и вид превращения букетообразующих веществ во вторичный букет и участие в этом превращении дрожжей еще не выяснены, Букет брожения (запах дрожжей) включает, видимо, сумму тех летучих соединений, которые образуются из продуктов обмена белковых веществ и которые различны в зависимости от расы, внесенной для сбраживания сока.

Букет выдержки старых вин образуется при долгом хранении вина вследствие чисто химических превращений, при которых большую роль играют определенные окислительные процессы. Поэтому винам, у которых этот букет должен развиваться, иногда следует дать небольшой доступ воздуха. Эти продукты окисления являются, вероятно, альдегидами и кислотами, которые под действием спирта вина переходят в ацетат и эфиры.

В сбраживании плодовых и ягодных соков могут принимать участие различные виды дрожжей из рода Saccharomyces. В плодовых соках найдены, например, следующие виды: Saccharomyces ellipsoideus Hansen, S. pastorianus H., S. fabiformis Ostermalder, G. heterogenicus O., S. globosus O., S. microellipsoides O., S. mail Risleri Kauser, S. mali Duclaus K.

По форме клеток и другим морфологическим признакам отдельные расы различаются между собой незначительно. Важно знать лишь их физиологические признаки, которые включают в себя сбраживающую силу, устойчивость против спирта и сернистой кислоты, образование янтарной и уксусной кислот, отношение к высоким и низким температурам.

Чистые культуры дрожжей выведены из одной дрожжевой клетки путем вегетативного размножения. Это достигается при помощи особых методов, при которых отдельные дрожжевые клетки плодов, соков и вин изолируются и потом размножаются, Значение чистых культур в современном виноделии очень велико.

Плодовыми, или заостренными, дрожжами называется группа небольших слабосбраживающих почкующихся грибов, клетки которых в типичных условиях на обоих концах заострены. По этой лимоноподобной форме данные грибы легко распознаются, хотя они довольно часто, особенно в стадии интенсивного брожения, встречаются и в форме эллиптических клеток. Ботанически плодовые дрожжи принадлежат к виду Kloeckera apiculata и некоторым близко родственным видам. Эти дрожжи могут образовать только 40—50 г алкоголя в 1 л; некоторые расы прекращают свою сбраживающую деятельность уже при 20—30 г алкоголя на 1 л. Сахароза плодовыми дрожжами не сбраживается, так как они не имеют энзима инвертазы. Заостренные дрожжи при брожении образуют вещества, сильно понижающие качество вина. Кроме того, они выделяют некоторые вещества, которые задерживают развитие и сбраживающую силу винных дрожжей. Осаждаются плодовые дрожжи хуже, чем более крупные винные дрожжи, поэтому вино часто долго остается мутным, если при сбраживании сока сильно успели размножиться плодовые дрожжи.

Заостренные дрожжи на плодах и ягодах очень распространены. Задерживается их развитие лучше всего легкой сульфитацией сока и сбраживанием его чистыми культурами. Нередко достаточно употребить только сильно сбраживающую чистую культуру без сульфитации сока. Одно сульфитирование без чистой культуры не достигает «ели, так как не угнетает эти дрожжи при 75 мг SO2 на 1 л сока. Поскольку заостренные дрожжи прекращают свое развитие уже при 30—40 г/л алкоголя, очень важно быстро довести его содержание в соке до этих цифр. Натуральные легкие яблочные вина быстро поражаются заостренными дрожжами, поэтому при начале брожения они требуют большого внимания.

Лимоноподобную форму, кроме заостренных дрожжей из рода Kloecksra, имеют представители рода Saccharomycodes. Клетки этих дрожжей крупнее, чем заостренных, их сбраживающая способность значительно выше. Они нередко устойчивы против сернистой кислоты и могут развиваться в соках даже при 600 мг сернистой кислоты на 1 л. Поэтому представители рода Saccharomycodes часто встречаются в пересульфитированных соках, где обыкновенные винные дрожжи жить не могут. Возможно, что они могут иметь значение для сбраживания очень сульфитированных соков, но их действие в этом отношении не апробировано. Некоторые

формы Saccharomycodes устойчивы и против высокого содержания уксусной кислоты.

Пленочными грибами называются разнородные, преимущественно продолговатые, но чаще шаровидные или яйцевидные почкующиеся грибы, которые на поверхности соков и вин образуют грибную пленку беловатого, желтоватого и грязно-белого цвета (цвель вина). Пленочные грибы подразделяются на три рода: Mycoderma, Willia, Pichia, из которых первый с видом Mycoderma vini имеет огромное значение. Ботанически эти роды различаются тем, что представители рода Mycoderma не обладают способностью образовывать споры, в то время как Willia и Pichia этой способностью обладают, причем Pichia образует простые круглые или полушаровидные, a Willia — шляпковидные споры. Формы рода Mycoderma не вызывают алкогольного брожения, в то время как Willia и Pichia способны к медленному слабому сбраживанию. Для представителей рода Pichia характерно свойство образовывать интенсивно пахнущий уксусно-этиловый эфир.

Пленочные грибы могут находиться на плодах и ягодах, в соках и винах. Развиваются же они только там, где имеется достаточно кислорода. Эти грибы потребляют алкоголь, который через различные промежутки они разрушают до углекислоты и воды, из сахара образуют кислоты, но одновременно кислоты и потребляют. Не щадят они и экстрактивные вещества, в том числе и глицерин. Образуют также эфир, имеющий запах прогорклого масла. Вино под действием пленочных грибов всегда беднее алкоголем, разжижается и приобретает неприятный вкус.

Устойчивость отдельных рас пленочных грибов к алкоголю различна. При содержании алкоголя приблизительно 40—50 г на 1 л они развиваются хорошо, поэтому сброженные в натуральном состоянии соки особенно легко ими поражаются. В винах при содержании алкоголя 100 г на 1 л и больше пленочные грибы развиваться не могут. Сернистая кислота переносится пленочными грибами в относительно высоких концентрациях.

Имеются также формы почкующихся грибов, которые обладают слабой сбраживающей способностью или совсем ее не имеют. Это маленькие шаровидные или яйцевидные грибы, клетки которых часто образуют плотные скопления и у которых спорообразования еще не наблюдалось. Ботанически они принадлежат к роду Torulopsis Berlese (Torula Hansen) и называются также слизистыми дрожжами. В нормальных условиях брожения эти грибы вытесняются сильнобродящими винными дрожжами и развиваться не могут.

Розовые дрожжи характерны своей окраской, однако встречаются они в небольших количествах. Розовые дрожжи чувствительны к незначительным количествам алкоголя и могут развиваться только в свежих соках, которые еще не забродили. Они поселяются также на стенках бочек, на влажных стенах подвалов и т. д. Хотя эти грибы относительно безвредны, их все-таки следует удалять, чтобы благодаря им не возникли более опасные плесневые грибы.

Плесневыми называются такие грибы, которые на плодах, растительных остатках, животных отбросах и органических веществах образуют различного рода паутиновидные или нитевидные покрытия белого, серого, желтоватого, зеленого или какого-либо другого цвета. Тело плесневых грибов состоит из длинных нитеподобных гифов, грибных нитей, последние разделены поперечными перегородками и состоят из многих клеток или отдельной нерасчлененной длинной клетки. Совокупность гифов называется мицелием. Он возникает благодаря разрастанию и разветвлению отдельной нити.

Плесневые грибы обладают способностью образовывать в большом количестве споры диаметром 3—6 ммк. Они легко переносятся ветром и насекомыми. Это свойство, а также способность многих форм в присутствии следов органических веществ образовывать новые споры обусловливают широкое распространение плесневых грибов. Их споры отшнуровываются или образуют на концах спороносцев более или менее длинные цепочки в виде так называемых конидий (роды Penicillium и Aspergillus) или возникают внутри особых шаровидных спороносцев так называемых спорангиев (головчатая плесень рода Mucor).

Особенно распространена обыкновенная зеленая плесень (Penicillium glaucum). Реже, но также часто встречается Aspergillus glauces. На плодах нередко образуются мукоры (Mucor racemosus, М. puriformis, М. Mucedo и другие виды), которые можно назвать головчатыми плесенями вследствие шарообразного споровместилища. Некоторые виды мукоров развивают почкующийся мицелий — «мукоровые дрожжи», способные вызывать алкогольное брожение. На стенах подвалов, бутылочных пробках, бутылках и т. д. поселяется подвальная плесень (Rhecodium cellare), которая легко узнается по темно-зеленому сухому мицелию. На эту плесень похож гриб Dematium, имеющий длинные гифы и состоящий из дрожжеподобных клеток. Размножаются клетки, как и винные дрожжи, почкованием. Dematium появляется обыкновенно в форме беловатых, желтовато-белых и темно окрашенных масс. Соки, в которых развивается этот гриб, могут стать слизистыми. Dematium прекращает свое развитие с началом брожения соков, потому что очень нуждается в кислороде и чувствителен к алкоголю. Клетки Dematium остаются в винах жизнеспособными еще долгое время, однако на брожение не оказывают в дальнейшем никакого влияния.

Все плесневые грибы считаются вредными при производстве соков и вин и должны удаляться из подвалов. Если они поселяются на чанах, пробках, стенах подвалов и т. д., то воздух помещений приобретает неприятный запах, который в дальнейшем передается сокам и винам. Соки и вина с сильным привкусом плесени трудно исправить. Заплесневелые поверхности помещений, бочек и т. д. требуют тщательной очистки и обработки.

Бактерии — это мельчайшие живые существа растительного происхождения. Они имеют форму шаровидных, палочковидных клеток, длинных расчлененных цепочек или нерасчлененных нитей. Клетки многих видов при соответствующих условиях могут самостоятельно передвигаться с помощью так называемых жгутиков. Большинство видов образует устойчивые споры. У бактерий, которые встречаются в соках и винах, такие споры пока неизвестны. Многие бактерии, например гнилостные, очень чувствительны к кислоте, поэтому они не могут существовать в соках и винах. Здесь встречаются только две группы бактерий: уксуснокислые и молочнокислые. Указанные бактерии развиваются в плодоягодных соках и сами образуют органические кислоты. Однако они и в первую очередь молочнокислые бактерии не переносят высоких концентраций кислот. Винные бактерии требуют более высоких температур и менее устойчивы против сернистой кислоты, чем большинство почкующихся грибов. Эти свойства позволяют угнетать развитие бактерий при выработке соков и вин без существенного влияния на сбраживающую способность дрожжей.

Уксуснокислые бактерии обладают свойством в присутствии воздуха окислять алкоголь в уксусную кислоту. При этом из 1 г алкоголя получается приблизительно 1,3 г уксусной кислоты. Уксуснокислые бактерии развиваются только при доступе воздуха. Они образуют на поверхности вина грубую слизистую или же тонкую бумаговидную морщинистую оболочку. Известен ряд видов уксуснокислых бактерий, которые различаются по внешнему виду образуемой ими оболочки, силе кислотообразования, устойчивости против алкоголя и т. д. К самым известным видам принадлежат Bacterium Pasteurianum, В. Kutzingianum, В. ascendens, нежная оболочка которых иногда высоко поднимается по стенкам посуды, В. arleanense — культурная уксуснокислая бактерия и В. xylinum с грубой кожеподобной оболочкой. Легкие яблочные вина с содержанием алкоголя 40—50 г в 1 л особенно благоприятны для развития уксуснокислых бактерий. Крепкие ягодные вина с 120—130 г алкоголя в 1 л устойчивы против развития уксуснокислых бактерий даже при доступе воздуха.

Молочнокислые бактерии имеют способность разлагать яблочную кислоту с образованием молочной кислоты. Они обладают различными свойствами, значение которых для выработки вина неодинаково. Отметим лишь, что некоторые виды молочнокислых бактерий скорее полезны, чем вредны. Молочнокислые бактерии в соках и винах разлагают яблочную кислоту на молочную и углекислоту (так называемый биологический распад яблочной кислоты) и расщепляют сахар с образованием молочной, уксусной кислот, углекислого газа, маннита. В свою очередь это приводит к наличию у наших плодово-ягодных вин молочнокислого запаха и вкуса. Некоторые молочнокислые бактерии способны также разлагать лимонную кислоту, глицерин и могут быть причиной мышиного запаха и тягучести вина.

Среди молочнокислых бактерий известны шаровидные и палочковидные формы. К шаровидным бактериям относятся Micrococeus malolacticus Leifert (около 1 мкм в диаметре), Micrococeus acidovoras Mul. Т. (0,5—0,7 мкм), Micrococeus variocaceus М. Т. О. (0,7—1,5 мкм в диаметре). Они играют значительную роль как возбудители биологического кислотного расщепления. Как носители заболеваний шаровидные бактерии уступают палочковидным.

К известным Молочнокислым палочковидным бактериям относятся Bacterium gracile (0,5 мкм ширины и 0,75 мкм длины) — один из важнейших возбудителей расщепления яблочной кислоты, придающий вину молочнокислый привкус и тягучесть; B. intrmedium — несколько больше предыдущего вида, действует так же, но в отличие от первого расщепляет и лимонную кислоту. Его размеры 1,5 мкм толщины и 0,7—1,3 мкм длины. Образует в соке и вине маннит — молочнокислый привкус и мышиный запах.

Источник: А.С. Вечер, Л.А. Юрченко. Производство слабоалкогольных яблочных напитков и вин. Издательство «Наука и техника». Минск. 1974

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: