Chemia zacieru owocowego 1: co sprawdzać przed fermentacją i podczas niej
Przygotowanie zacieru owocowego łączy znajomość surowca, higienę i kontrolę procesu. Dobry owoc jest dobrym początkiem, ale sam nie gwarantuje jakości destylatu. Początkowe stężenie, pH i temperatura pomagają porównywać partie i wcześnie dostrzegać odchylenia.
Od owocu do zacieru
Używaj zdrowych owoców o odpowiedniej dojrzałości technologicznej oraz czystych naczyń i narzędzi. Zawartość cukrów, kwasów i substancji aromatycznych zależy od gatunku, odmiany, dojrzałości i warunków uprawy. Słodycz ani pojedynczy odczyt refraktometru nie zastępują pełnej analizy surowca. Wytwarzanie i ocena destylatu podlegają także odrębnym wymaganiom technologicznym i prawnym.
Podczas fermentacji alkoholowej drożdże przekształcają cukry fermentowalne w etanol, dwutlenek węgla i inne produkty. Część energii uwalnia się jako ciepło. Pod tym względem proces przypomina fermentację moszczu winogronowego, lecz poszczególne surowce wymagają własnego postępowania.
Jakie cukry zawierają owoce?
Ważne cukry to glukoza, fruktoza i sacharoza. Glukoza i fruktoza są cukrami prostymi; sacharoza składa się z jednostki glukozy i fruktozy. Samo rozpuszczenie sacharozy w wodzie nie oznacza jej natychmiastowego całkowitego rozkładu. Przy wykorzystaniu przez drożdże może zachodzić hydroliza enzymatyczna; jej szybkość i przebieg zależą od organizmu oraz warunków.
Udział cukrów i kwasów nie jest jednakowy we wszystkich owocach. Jednego tabelarycznego stężenia soku nie można przenieść na każdą odmianę lub rocznik. Do oznaczenia konkretnego cukru potrzebna jest odpowiednia metoda analityczna.
Co oznacza Brix?
Skala °Bx opiera się na roztworach sacharozy: 1 °Bx odpowiada 1 g sacharozy w 100 g takiego roztworu. W soku owocowym na współczynnik załamania światła wpływają także inne substancje rozpuszczone. Brix jest więc praktycznym wskaźnikiem refraktometrycznej zawartości rozpuszczalnej suchej substancji, a nie automatycznie dokładną masą wszystkich cukrów fermentowalnych.
Przed fermentacją pobierz reprezentatywną próbkę płynu, usuń cząstki zgodnie z metodą i przygotuj przyrząd według instrukcji. Zapisz temperaturę, kalibrację i wynik. Po rozpoczęciu fermentacji również etanol wpływa na współczynnik załamania, dlatego odczyt Brix nie określa bezpośrednio cukru resztkowego ani rzeczywistego alkoholu. Dla moszczu winogronowego istnieją specjalne metody i tabele przeliczeniowe OIV; nie są uniwersalną kalibracją każdego zacieru owocowego.
Jak powstaje alkohol: uproszczone równanie
Dla glukozy lub fruktozy główny kierunek fermentacji alkoholowej można zapisać następująco:
C₆H₁₂O₆ → 2 C₂H₅OH + 2 CO₂
Z jednego mola heksozy o masie około 180 g w tym idealnym przebiegu powstałoby około 92 g etanolu. Stosunek teoretyczny wynosi więc około 0,511 g etanolu na 1 g heksozy. Rzeczywista fermentacja tworzy też inne produkty i zużywa cukier na wzrost komórek, dlatego stosunek ten nie gwarantuje wydajności praktycznej.
Dlaczego Brix nie daje dokładnego procentu alkoholu
Przy analitycznie potwierdzonych 150 g fermentowalnej heksozy idealne równanie dawałoby około 76,7 g etanolu. Przykład oznacza masę etanolu, a nie udział objętościowy w gotowym napoju. Sam odczyt 15 °Bx w soku owocowym nie potwierdza takiej ilości heksozy.
Udział masowy i objętościowy różnią się. Przeliczenie wymaga znajomości składu, gęstości i określonej temperatury. Podczas fermentacji ulatnia się CO₂, zmieniają się również masa i skład pozostałej cieczy. Stały mnożnik Brix nie jest zatem dokładnym pomiarem alkoholu. Skala alkoholu potencjalnego daje oszacowanie przy własnych założeniach, nie wynik laboratoryjnego oznaczenia.
Temperatura, czas i szybkość procesu
Fermentacja uwalnia ciepło, więc temperatura zacieru może różnić się od temperatury pomieszczenia. Mierz odpowiednią sondą w reprezentatywnym miejscu. Wzrost temperatury zależy od wielkości i kształtu naczynia, izolacji, chłodzenia, ilości cukru i aktualnej szybkości fermentacji.
Zakres pracy dobierz do drożdży, surowca i procesu technologicznego. Jedna temperatura lub czas nie obowiązują dla każdego zacieru. Także przekroczenie 30 °C nie oznacza natychmiastowej śmierci wszystkich szczepów; nieodpowiednio wysoka temperatura może jednak pogorszyć przebieg i jakość. Temperatura pomieszczenia nie gwarantuje maksymalnej temperatury w dużym zbiorniku.
Intensywna fermentacja tworzy więcej gazu i piany w jednostce czasu oraz może wpływać na zachowanie lotnych substancji aromatycznych. Pozostaw miejsce na pianę i zapewnij odpowiednie odprowadzanie gazu. Stabilny Brix ani ustanie pęcherzyków same nie potwierdzają pomyślnego zakończenia fermentacji. Przy odchyleniach ustal przyczynę odpowiednią metodą.
CO₂: zagrożenie także poza naczyniem
Dwutlenek węgla powstający podczas fermentacji może gromadzić się w niedostatecznie wentylowanych pomieszczeniach i spowodować śmiertelne uduszenie. Jest bezbarwny i bezwonny; zapach nie pozwala ocenić atmosfery. Zapewnij wentylację i bezpieczne procedury odpowiednie do pomieszczenia oraz ilości zacieru. Nie wchodź do zbiorników ani innych przestrzeni zamkniętych bez profesjonalnej procedury bezpieczeństwa, także przy nieprzygotowanej próbie ratunku. Konkretny wypadek w zbiorniku fermentacyjnym dokumentuje NIOSH.
Zapis dla każdej partii
- Surowiec, odmiana, stan i data przetworzenia.
- Początkowy Brix, pH, temperatura i metoda pomiaru.
- Drożdże i preparaty wraz z ilością oraz czasem użycia.
- Przebieg temperatury i pomiarów podczas fermentacji.
- Sposób sprawdzenia końca procesu i ewentualne wyniki laboratoryjne.
