Technologia produkcji miodów pitnych, cz. 3.

Fermentacja: budowa, rozmnażanie i rodzaje drożdży

Drożdże tworzą jednokomórkowe formy okrągłe lub owalne o wielkości ok. 5 μm, które występują w skupieniach. Z powodu braku chlorofilu drożdże nie mogą korzystać ze światła słonecznego jako źródła umożliwiającego asymilację. Energię czerpią z substancji organicznych – głównie cukrów. Typowa komórka drożdży to protoplast składający się z cytoplazmy i jądra komórkowego i otaczającej je ściany komórkowej. Jądro komórkowe zajmuje 10-40% objętości komórki.

fot.© www.sklep.pasieka24.pl

Otacza go dwuwarstwowa perforowana błona. Jądro reguluje przemianę materii całej komórki. Typowym sposobem rozmnażania się drożdży jest pączkowanie. Na komórce tworzy się pęcherzykowate uwypuklenie zwane pączkiem, do którego przechodzi część cytoplazmy i jądro po podziale jądra macierzystego.

Rosnąca komórka potomna może oddzielić się od komórki macierzystej i stać się życiowo niezależna. Jedna komórka macierzysta może wytworzyć do 20 komórek potomnych. Rozmnażanie drożdży przebiega szybko. W optymalnych warunkach co 90-120 minut może następować podwojenie liczby komórek.

Drożdże dzielimy na:

• drożdże dzikie – są to drożdże powszechnie występujące w przyrodzie;
• drożdże szlachetne – pochodzą od szczepów dzikich, są wyselekcjonowane i hodowane w laboratoriach pod kątem przydatności do różnych procesów fermentacyjnych.

Jeśli fermentacja zachodzi samoczynnie, wówczas środowisko opanowują te gatunki, które występowały najliczniej w początkowej fazie rozwoju, najbardziej przystosowane do danych warunków i posiadające największą zdolność do rozmnażania. Wynik takiej spontanicznej fermentacji ma charakter w dużej mierze przypadkowy, gdyż nie zawsze zwyciężają drożdże szlachetne.

Dodawanie czystej kultury drożdży po spontanicznym zafermentowaniu jest działaniem spóźnionym. Jeśli środowisko opanują drożdże dzikie wówczas fermentacja nie dobiega do końca, a wytworzona ilość alkoholu jest mała. Również smak i aromat takiego miodu pitnego nie jest dobry.

Aby uniknąć przypadków samoczynnej fermentacji należy odpowiednio przygotować brzeczkę miodową do fermentacji. Prostą sytuację mamy, jeśli brzeczka poddawana była syceniu. Proces ten spowodował jej sterylizację i wszystkie niepożądane mikroorganizmy uległy zniszczeniu.

Przy produkcji miodów pitnych należy stosować rasy drożdży znoszące wysokie stężenie alkoholu. Drożdże winiarskie mają również zdolność zarówno syntezy, jak i rozkładu kwasów organicznych. W zależności od rasy drożdży powstają różne ilości alkoholi wyższorzędowych, jak również substancje smakowe i zapachowych, takie jak estry i aldehydy.

Suszone drożdże winiarskie

Do fermentacji miodów pitnych powszechnie stosowane są drożdże suszone. Drożdże suszone produkowane są przez stopniowe namnażanie hodowli na agarze, najpierw w warunkach beztlenowych a następnie w warunkach tlenowych. Po namnożeniu są one odwirowywane i suszone, a później próżniowo pakowane.

Drożdże suszone mogą być stosowane do fermentacji po rehydratacji w wodzie przez 10-15 minut w temperaturze 33-35°C. Korzystne jest uwadniać suszone drożdże w 3-5% roztworze sacharozy. Nie należy tego robić w samej brzeczce, gdyż wtedy często nie dochodzi do całkowitego ich rozpławienia w wyniku łączenia się polifenoli z białkami błon komórkowych i oklejania się granulek.

Fermentacja brzeczki miodowej

fot.© Teresa Kobiałka

Fermentację miodu pszczelego można podzielić na trzy fazy:

• zafermentowanie,
• fermentacja główna,
• dofermentowanie.

Ze względu na zapotrzebowanie na tlen, w fermentacji alkoholowej można wyróżnić dwie fazy:

• tlenową, wzrostu (namnażanie),
• beztlenową, stacjonarną (fermentacja właściwa).

Dostęp tlenu pozwala na namnażanie się drożdży, co jest szczególnie ważne w początkowej fazie fermentacji. Szybkość zafermentowania zależy od ilości tlenu w nastawie i zwykle fermentacja zachodzi tym szybciej, im lepiej został napowietrzony nastaw.

Do rozwoju drożdży wystarcza zwykle zawartość tlenu rozpuszczona w brzeczce. Przewietrzanie stosowane w przypadku opóźnienia objawów zafermentowania ma na celu wprowadzanie tlenu niezbędnego do namnożenia drożdży.

Przeprowadza się je przez przelewanie, przepompowywanie lub przez wdmuchiwanie czystego, filtrowanego mikrobiologicznie powietrza. Wyraźne objawy zafermentowania obserwuje się zwykle po upływie 1-3 dni od chwili dodania drożdży. Zależy to od temperatury nastawu, ilości dodanych drożdży, dodatku pożywki azotowej i natlenienia.

W czasie zafermentowania następuje silny wzrost liczby komórek drożdży (co najmniej 25-krotny) i związane z tym zmętnienie nastawu, a także wydzielanie się licznych pęcherzyków dwutlenku węgla. Fermentacja burzliwa charakteryzuje się intensywnym wydzielaniem dwutlenku węgla i występowaniem na powierzchni mniej lub bardziej obfitej piany.

Regulacja temperatury fermentacji i powierzchnia wewnętrzna brzeczki

Rozkładowi cukrów na alkohol towarzyszy wydzielanie się znacznych ilości ciepła. Gdyby nie było strat ciepła, to przy uzyskaniu 12% alkoholu temperatura nastawu wzrosła by o 28°C. Optymalna temperatura rozmnażania i fermentacji drożdży typowej fermentacji winiarskiej mieści się w granicach 22-26°C.

Jednocześnie temperatura fermentującej brzeczki nie powinna przekraczać 28°C. W wysokiej temperaturze drożdże szybko dzielą się, jednak trwa to stosunkowo krótko i ogólna liczba namnożonych komórek jest mniejsza.

Po wyczerpaniu zapasów cukrów lub pod wpływem hamującego toksycznego działania alkoholu, fermentacja ustaje, a na dnie zbiornika osadzają się komórki drożdży, a także strącone składniki z brzeczki (polifenole, białka, pektyny, gumy, śluzy itp.). Wytrącaniu tych składników towarzyszy stopniowe klarowanie się nastawu i zwykle po około tygodniu od zakończenia fermentacji nadaje się on do ściągnięcia znad osadu.

Zakłócenia procesu fermentacji

Miód przeznaczony na uzyskanie alkoholu wprowadzany jest do brzeczki w jednej (czwórniaki, trójniaki) lub w 2-3 porcjach (dwójniaki, półtoraki) w odstępie kilku dni, po częściowym odfermentowaniu pierwszej porcji. Powyżej 25% stężenia cukrów w brzeczce występuje hamowanie fermentacji wywołane wysokim ciśnieniem osmotycznym.

Cukry proste zawarte w miodzie pszczelim w roztworze wodnym wytwarzają ciśnienie ...

Aktywatory procesu fermentacji

W czasie fermentacji brzeczki o dużej zawartości cukrów często występują trudności w zafermentowaniu lub dofermentowaniu nastawu. Przyczyną tego może być nie tylko wysokie stężenie cukrów, niedostatek związków azotowych i wzrastająca zawartość alkoholu, ale również kumulacja produktów metabolizmu drożdży, jakimi są kwasy tłuszczowe i ich estry.

Przytwierdzają się one do powierzchni komórek drożdży i poprzez obniżenie napięcia powierzchniowego i przenikalności ścian komórkowych utrudniają normalną działalność drożdży. Preparat ścian komórkowych drożdży wykazuje duże działanie adsorpcyjne i pozwala skutecznie usuwać z żywych komórek drożdży kwasy tłuszczowe, co przywraca dopływ substancji odżywczych i podnosi witalność komórek.

Dodatek preparatu ścian komórek drożdży w ilości 0,2 g/l przeciwdziała zahamowaniu fermentacji przy podwyższonej zawartości cukrów. Zalecany jest dodatek tego preparatu przed fermentacją, jak i w jej trakcie.

Produkty uboczne procesu fermentacji

Oprócz etanolu w trakcie fermentacji alkoholowej powstaje wiele produktów ubocznych odgrywających istotną rolę w kształtowaniu smaku i zapachu.

Najważniejszy z nich to glicerol powstający w ilościach 6-14 g na 100 g wytworzonego alkoholu. Glicerol jest istotnym składnikiem ekstraktu bezcukrowego. Nadaje pełni smakowej, większej ekstraktywności, a także wrażenie lekkiej słodyczy, szczególnie w miodach wytrawnych.

Ściągnięcie młodego miodu pitnego znad osadu

Po odfermentowaniu większości cukrów zawartych w brzeczce objawy fermentacji stopniowo zanikają. Nastaw zaczyna się klarować, a na dnie zbiornika osadzają się strącone białka, śluzy, nierozpuszczalne sole i drożdże. Atmosfera nad miodem pitnym staje się coraz uboższa w dwutlenek węgla, co umożliwia dopływ tlenu do powierzchni miodu pitnego i może doprowadzić do rozwoju drobnoustrojów tlenowych.

W niskiej temperaturze fermentacji przechodzenie produktów autolizy jest spowolnione. Ściągnięcie miodu pitnego po fermentacji znad osadu powinno nastąpić po około 1-3 tygodniach od zakończenia fermentacji burzliwej. Leżakowanie miodów pitnych omówimy w następnym numerze.

Janusz Luty

Zamów prenumeratę czasopisma "Pasieka"