Биология молочнокислых бактерий - Практические аспекты яблочно-молочного брожения при приготовлении виноматериалов

Временная технологическая инструкция по снижению кислотности виноградных вин биологическим способом была утверждена Главвино СССР 18 сентября 1974 г. В сезон виноделия 1976 г. она апробировалась нами на нескольких винзаводах (Анапский на Кубани, им. С.Перовской и П.Осипенко в Крыму, Шабский в Одесской области). Анализ полученных данных подтвердил трудности индуцирования яблочно-молочного брожения при введении молочнокислых бактерий в вино. Ни в одном опыте процесс не завершился до конца, хотя жизнеспособные бактерии удавалось обнаружить в виноматериалах через 1,5 мес. после их внесения. Резкое похолодание останавливало процесс, и в лучшем случае, он проходил весной следующего года. Вино содержит довольно ограниченный набор веществ, что затрудняет размножение молочнокислых бактерий, отличающихся высокими питательными потребностями.  С целью исключения размножения бактерий яблочно-молочное брожение в виноматериалах проводили с использованием большой биомассы бактерий, иммобилизованных на наполнителе, которым служила буковая стружка. Как известно, закрепление микроорганизмов на наполнителе способствует более равномерному распределению клеток, улучшению газового режима, повышению активности обменных процессов.
Результаты исследования интенсивности сбраживания яблочной кислоты в периодических условиях в установке с наполнителем (табл.3.7) показывают, что активность молочнокислых бактерий в отношении яблочной кислоты падает. Однако на протяжении 1,5 месяцев бактерии сбраживали 2,5-3,0 г/дм³ яблочной кислоты, продолжительность процесса яблочно-молочного брожения от цикла к циклу увеличивалась. После подращивания бактерий, осуществляемого путём заполнения установки питательной средой, активность процесса повышалась, но также быстро падала.
Использование наполнителей целесообразно при непрерывных способах ведения процесса. Поточный процесс воспроизводили в течение месяца в цилиндрических стеклянных резервуарах с наполнителем объёмом 1500 см³ по схеме, предложенной Трофимченко и соавт. [84]. При анализе данных, полученных при работе аппарата в течение месяца, показано, что дополнительное введение разводки молочнокислых бактерий несколько ускоряло процесс сбраживания яблочной кислоты, однако, резких различий в скорости яблочно-молочного брожения с аппаратом без дополнительного введения молочнокислых бактерий отмечено не было. Интенсивность процесса в аппарате с наполнителем значительно превосходила таковую в аппарате без наполнителя и соответствовала одно- и 8-суточному циклу (табл.3.7). Таким образом, отработанный режим биологического кислотопонижения вин в потоке характеризуется следующими параметрами: культура бактерий - молочнокислые бактерии рода Leuconostoc, культура дрожжей - S. cerevisiae раса Феодосия 1-19; аппарат с наполнителем (буковые ролики); температура - 16-17°С; суточный цикл брожения при титруемой кислотности виноматериала не выше 10-11 г/дм³.
Таблица 3.7
Интенсивность яблочно-молочного брожения в установке с большой биомассой молочнокислых бактерий на наполнителях

Последующие многолетние исследования яблочно-молочного брожения в производственных условиях показали, что наиболее рациональным является биологическое кислотопонижение, возникающее спонтанно и не требующее дополнительных затрат. При создании благоприятных условий спонтанное яблочно-молочное брожение успешно проходит в период переработки винограда на заводах первичного виноделия. Практика многих лет показывает, что при мягком режиме сульфитации (не выше 100 мг/дм³) спонтанная молочнокислая микрофлора всегда присутствует в высококислотных виноматериалах. Спонтанно возникшее яблочно-молочное брожение нуждается в контроле и имеет то преимущество, что не только освобождает от трудоёмкой работы по приготовлению разводки молочнокислых бактерий, но и является более надёжным вследствие большей конкурентоспособности спонтанной микрофлоры, поскольку не нуждается в адаптации к условиям развития.
Многолетний опыт изучения естественной микрофлоры виноматериалов различных типов и различных климатических зон показал, что в высококислотных суслах и виноматериалах обычно присутствуют гетероферментативные кокки рода Leuconostoc. Снижение кислотности является для них механизмом обеспечения более благоприятных условий для своего развития, поэтому яблочная кислота является первым источником углерода, утилизируемым бактериями в средах с высокой кислотностью.  Однако, снижение кислотности среды благоприятно не только для гетероферментативных кокков, но и для гетероферментативных палочек, часто сопутствующих им.
Вот почему, создавая условия для развития спонтанного яблочно-молочного брожения, необходимо тщательно контролировать процесс и после утилизации яблочной кислоты подавить дальнейшее развитие молочнокислых бактерий. Обычно для этого достаточно до 20 мг/дм³ свободного диоксида серы, к которому молочнокислые бактерии очень чувствительны.
Однако известно также, что спонтанный процесс кислотопонижения возникает не во всех виноматериалах и зависит от ряда факторов: инфицированности молочнокислыми бактериями, величины pH, содержания и соотношения винной и яблочной кислот, дозы и времени внесения диоксида серы, температуры брожения и хранения. Вот почему необходимость индуцированного яблочно-молочного брожения не теряет своей остроты.
Наши исследования закономерностей развития молочнокислых бактерий в процессе яблочно-молочного брожения дали основание для производственной проверки индуцирования процесса внесением разводки бактерий в сусло после отстаивания или в бродящее сусло с остаточным сахаром 5- 8 г/100 см³. Это позволило проводить яблочно-молочное брожение вслед за спиртовым на стадии осветления виноматериала.
Проведение биологического кислотопонижения по такой схеме приводит к получению кондиционных по кислотности виноматериалов уже на предприятиях первичного виноделия. Виноматериалы, в которых прошёл процесс яблочно-молочного брожения, отличались мягкостью вкуса и чистым сортовым ароматом. Благодаря этому большая часть виноматериалов могла быть принята на выдержку, что даёт предприятию значительный экономический эффект. Полученные результаты и накопленный опыт позволили внести существенные коррективы в существующую инструкцию по биологическому кислотопонижению вин и разработать новую технологическую инструкцию по проведению биологического кислотопонижения при приготовлении столовых виноматериалов.
В течение ряда лет проводились заводские испытания технологии направленного биологического кислотопонижения в условиях первичного виноделия (винзаводы Крыма: им С.Перовской, им. П.Осипенко, "Коктебель", "Золотое поле"; Закарпатской области: "Береговский", "Виноградовский"). В качестве разводки использовали отобранные нами как активные штаммы-кислотопонижатели молочнокислых бактерий рода Leuconostoc в дозе 3-4%. Процесс проходил почти до полной утилизации яблочной кислоты, остаточные количества которой составляли 0,8-1,2 г/дм³. При должном внимании сотрудников лаборатории к этому процессу в течение сезона переработки винограда биологическое кислотопонижение можно провести практически во всём объёме перерабатываемого сырья.
На основании полученных данных в сезон виноделия 1979 г. были проведены межведомственные испытания технологии направленного кислотопонижения при приготовлении столовых вин. Испытания проводили на базе совхоза- завода им. С.Перовской на сорте Рислинг рейнский при приготовлении виноматериала на марку Рислинг крымский. Технология получила положительную оценку и была рекомендована к внедрению в практику виноделия. Технологическая инструкция была утверждена Главплодвинпромом Украины 7.09.1981 г.
В последние годы на винзаводы по их заявкам высылались культуры молочнокислых бактерий и при необходимости специалисты завода проводили процесс индуцированного кислотопонижения в сезон переработки винограда.