Рецепты Алкофана. Теория и практика приготовления спиртных напитков дома

Спиртовое брожение лежит в основе приготовления любого алкогольного напитка. Это самый простой и доступный способ получить этиловый спирт. Второй метод – гидратация этилена – является синтетическим, применяется редко и только в производстве водки. Мы рассмотрим особенности и условия брожения, чтобы лучше понять, как сахар превращается в спирт. С практической точки зрения эти знания помогут создать оптимальную среду для дрожжей, правильно подготовив сусло – смесь сырья с водой перед брожением.

Спиртовое брожение – это процесс превращения дрожжами глюкозы в этиловый спирт и углекислый газ в анаэробной (бескислородной) среде. Уравнение следующее:

C6H12O6 → 2C2H5OH +2CO2.

В результате одна молекула глюкозы превращается в две молекулы этилового спирта и две молекулы углекислого газа. При этом происходит выделение энергии, что приводит к незначительному повышению температуры среды. Также в процессе брожения образуются сивушные масла: бутиловый, амиловый, изоамиловый, изобутиловый и другие спирты, которые являются побочными продуктами обмена аминокислот. Во многом сивушные масла формируют аромат и вкус напитка, но большинство из них вредны для человеческого организма, поэтому производители стараются очистить спиртное от вредных сивушных масел, но оставить полезные.

Дрожжи – это одноклеточные грибы шарообразной формы (около 1500 видов), активно развивающиеся в жидкой или полужидкой среде, богатой сахарами: на поверхности плодов и листьев, в нектаре цветов, мертвой фитомассе и даже почве.

Это одни из самых первых организмов, «прирученных» человеком, в основном дрожжи используются для выпечки хлеба и приготовления спиртных напитков. Археологами установлено, что древние египтяне за 6000 лет до н. э. научились делать пиво, а к 1200 году до н. э. освоили выпечку дрожжевого хлеба.

Научное исследование природы брожения началось в XIX веке, первыми химическую формулу предложили Ж. Гей-Люссак и А. Лавуазье, но осталась неясной сущность процесса, возникло две теории. Немецкий ученый Юстус фон Либих предполагал, что брожение имеет механическую природу – колебания молекул живых организмов передаются сахару, который расщепляется на спирт и углекислый газ. В свою очередь Луи Пастер считал, что в основе процесса брожения биологическая природа – при достижении определенных условий дрожжи начинают перерабатывать сахар в спирт. Пастеру опытным путем удалось доказать свою гипотезу, позже биологическую природу брожения подтвердили другие ученые.

Русское слово «дрожжи» происходит от старославянского глагола drozgati, что значит «давить» или «месить», прослеживается явная связь с выпечкой хлеба. В свою очередь английское название дрожжей yeast происходит от староанглийских слов gist и gyst, которые значат «пена», «выделять газ» и «кипеть», что ближе к винокурению.

В качестве сырья для спирта используют сахар, сахаросодержащие продукты (в основном фрукты и ягоды), а также крахмалосодержащее сырье: зерно и картофель. Проблема в том, что дрожжи не могут сбродить крахмал, поэтому сначала нужно расщепить его до простых сахаров, это делается ферментом – амилазой. Амилаза содержится в солоде – пророщенном зерне – и активируется при высокой температуре (обычно 60—72°С), а сам процесс преобразования крахмала до простых сахаров называется осахариванием. Осахаривание солодом («горячее») можно заменить внесением синтетических ферментов, при котором не нужно нагревать сусло, поэтому метод называется «холодным» осахариванием.

Условия брожения

На развитие дрожжей и ход брожения влияют следующие факторы: концентрация сахара, температура и свет, кислотность среды и наличие микроэлементов, содержание спирта, доступ кислорода.

1. Концентрация сахара. Для большинства рас дрожжей оптимальная сахаристость сусла составляет 10—15%. При концентрации выше 20% брожение ослабевает, а при 30—35% почти гарантированно прекращается, поскольку сахар становится консервантом, препятствующим работе дрожжей.

Интересно, что при сахаристости среды ниже 10% брожение тоже протекает слабо, но прежде чем подслащать сусло, нужно помнить о максимальной концентрации спирта (4-й пункт), полученного в ходе брожения.

2. Температура и свет. Для большинства штаммов дрожжей оптимальная температура брожения – 20—26°С (пивным дрожжам низового брожения требуется 5—10°С). Допустимый диапазон – 18—30°С. При более низких температурах брожение существенно замедляется, а при значениях ниже нуля процесс останавливается и дрожжи «засыпают» – впадают в анабиоз. Для возобновления брожения достаточно поднять температуру.

Слишком высокая температура уничтожает дрожжи. Порог выносливости зависит от штамма. В общем случае опасными считаются значения выше 30—32°С (особенно для винных и пивных), однако, существуют отдельные расы спиртовых дрожжей, способные выдержать температуру сусла до 60°С. Если дрожжи «сварились», для возобновления брожения придется добавить в сусло новую партию.

Процесс брожения сам по себе вызывает повышение температуры на несколько градусов – чем больше объем сусла и активнее работа дрожжей, тем сильнее нагрев. На практике коррекцию температуры делают, если объем больше 20 литров – достаточно держать температуру ниже 3—4 градусов от верхней границы.

Емкость оставляют в темном месте или накрывают плотной тканью. Отсутствие прямых солнечных лучей позволяет избежать перегрева и позитивно сказывается на работе дрожжей – грибки не любят солнечного света.

3. Кислотность среды и наличие микроэлементов. Среда кислотностью 4,0—4,5 рН способствует спиртовому брожению и подавляет развитие сторонних микроорганизмов. В щелочной среде выделяются глицерин и уксусная кислота. В нейтральном сусле брожение протекает нормально, но активно развиваются патогенные бактерии. Кислотность сусла корректируют перед внесением дрожжей. Зачастую винокуры-любители повышают кислотность лимонной кислотой или любым кислым соком, а для снижения гасят сусло мелом или разбавляют водой.

Кроме сахара и воды дрожжам требуются другие вещества – в первую очередь это азот, фосфор и витамины. Эти микроэлементы дрожжи используют для синтеза аминокислот, входящих в состав их белка, а также для размножения на начальном этапе брожения. Проблема в том, что в домашних условиях точно определить концентрацию веществ не получится, а превышение допустимых значений может негативно сказаться на вкусе напитка (особенно это касается вина). Поэтому предполагается, что крахмалосодержащее и фруктовое сырье изначально содержит требуемое количество витаминов, азота и фосфора. Обычно подкармливают только брагу из чистого сахара.

4. Содержание спирта. С одной стороны, этиловый спирт – продукт жизнедеятельности дрожжей, с другой – это сильный токсин для дрожжевых грибков. При концентрации спирта в сусле 3—4% брожение замедляется, этанол начинает тормозить развитие дрожжей, при 7—8% дрожжи уже не размножаются, а при 10—14% перестают перерабатывать сахар – брожение прекращается. Только отдельные штаммы культурных дрожжей, выведенных в лабораторных условиях, толерантны к концентрации спирта выше 14% (некоторые продолжают брожение даже при 18% и выше). Из 1% сахара в сусле получается около 0,6% спирта. Это значит, что для получения 12% спирта требуется раствор с содержанием сахара 20% (20 × 0,6 = 12).

5. Доступ кислорода. В анаэробной среде (без доступа кислорода) дрожжи нацелены на выживание, а не размножение. Именно в таком состоянии выделяется максимум алкоголя, поэтому в большинстве случаев нужно оградить сусло от доступа воздуха и одновременно организовать отвод углекислого газа с емкости, чтобы избежать повышенного давления. Эта задача решается путем установки гидрозатвора.

При постоянном контакте сусла с воздухом возникает опасность скисания. В самом начале, когда брожение активное, выделяющийся углекислый газ выталкивает воздух от поверхности сусла. Но в конце, когда брожение ослабевает и углекислоты появляется все меньше, воздух попадает в незакрытую емкость с суслом. Под воздействием кислорода активируются уксуснокислые бактерии, которые начинают перерабатывать этиловый спирт на уксусную кислоту и воду, что приводит к порче вина, снижению выхода самогона и появлению у напитков кислого привкуса. Поэтому так важно закрыть емкость гидрозатвором.

Однако, для размножения дрожжей (достижения оптимального их количества) требуется кислород. Обычно достаточно той концентрации, что находится в воде, но для ускоренного размножения брагу после внесения дрожжей оставляют на несколько часов открытой (с доступом воздуха) и несколько раз перемешивают.

Приготовление закваски – это активация дрожжей, находящихся на поверхности изюма, свежих ягод или фруктов. Закваска нужна для перестраховки, на случай если на сырье не осталось своих дрожжей или они погибли по каким-то причинам. Закваска используется для вина и фруктовых браг, ставить на ней сахарную или зерновую брагу бессмысленно – срок брожения увеличится в несколько раз, а качество напитка (аромат, вкус, количество вредных веществ) не изменится.

Норма – 2—3% закваски от объема сусла. При внесении в сусло с мезгой (не процеженное) или брагу можно добавлять закваску вместе с ягодами, но для активации вина с отжатой мезгой лучше использовать только жидкость. Готовую закваску можно хранить в холодильнике герметично закрытой не дольше 10 дней.

Изюмная закваска

Закваску из изюма делают за 3—4 дня до внесения в сусло. Почти всегда используется немытый изюм, поскольку это самый надежный источник винных дрожжей. Проблема в том, что большинство современного изюма обработано химикатами и консервантами для длительного хранения, поэтому далеко не все ягоды забродят. Лучше сразу купить 2—3 вида изюма (желательно в разных магазинах) и попробовать каждую партию в качестве закваски.

1. 150—200 г изюма засыпать в бутылку или банку, добавить 50 г сахара, залить свежей водой комнатной температуры (300—400 мл). Перемешать.

2. Закрыть емкость рыхлой ватной пробкой или просто перевязать горлышко марлей.

3. Поставить на 3—4 дня в теплое темное место. При появлении на поверхности пены, шипения и легкого запаха брожения закваска готова. Если этого не произошло, появился неприятный запах или плесень, значит, из-за обработки консервантами на выбранном изюме не осталось диких дрожжей и придется использовать другой, повторив всю процедуру сначала.

Закваска из ягод

Желательно, чтобы ягоды были своими, то есть собранными на даче или в саду. Дело в том, что большинство продаваемых в супермаркетах плодов обрабатывают специальными веществами для длительного хранения, убивающими дрожжи. В крайнем случае покупайте ягоды для закваски на рынке.

Для приготовления 200 г немытых ягод винограда (малины, смородины, земляники) растолочь, засыпать в бутылку, добавить 100 г сахара и 200 мл воды. Бутылку плотно закрыть и несколько раз встряхнуть. После 3—4 дней настаивания в темном месте при комнатной температуре закваска готова (если появилась пена на поверхности), нужно только перед внесением отфильтровать жидкость через марлю.