Мне, как простому любителю виски, всегда было интересно немного покопаться в особенностях технологии производства. Не с целью делать самому, а для того, чтобы лучше понимать, каким образом формируется вкус виски. В общем этот вопрос я рассматривал в Как производство солодового виски формирует его вкус. И одним из важных факторов является процесс брожения (ферментации). И вот немного углубленно я и хочу в него погрузиться. И опять-таки повторюсь, мой подход более популярный, а не научный. И предназначен для тех, кому также интересно, каким образом формируется вкус виски. И совсем не предназначен для «опытных» самогонщиков, которые и так всё знают лучше всех.
Простыми словами, цель этого этапа – преобразовать с помощью дрожжей сахара, находящиеся в сусле, в спирт – этанол. Но в результате брожения образуется не только этанол, но и ряд важных ароматов, формирующих профиль виски. Дрожжи образуют высшие (сивушные) спирты и органические кислоты, которые вместе образуют сложные эфиры. Дополнительно образуются кетоны, соединения серы и фенолы. Процесс брожения при производстве виски очень похож на производство пива. Но есть пара важных отличий: сусло не кипятят, дистилляционные дрожжи обычно размножают аэробно, а процесс брожения обычно не аэрируют и не контролируют температуру (за исключением начальной температуры). Некипяченое сусло позволяет ферментам продолжать свою работу и расщеплять олигосахариды для увеличения выхода спирта, но также допускает заражение бактериями и дикими дрожжами.
Дрожжи используют простые сахара для своего роста и энергетического обмена. Простыми словами, когда у дрожжей есть кислород, они производят воду и CO₂ из глюкозы, но в анаэробных условиях они превращают глюкозу в этанол и CO₂ или, альтернативно, в глицерин. Для размножения дрожжам нужны жирные кислоты, стеролы и аминокислоты для формирования их мембран и органелл внутри клетки. При производстве этих строительных материалов часто требуется кислород.
Когда дрожжи добавляются в сусло, они сохраняют свои запасы энергии и, если питательных веществ достаточно, начинают размножаться почкованием. Фаза наращивания называется лаг-фазой, и она короче, если дрожжи выращивались в аэробных условиях, поскольку клетки обычно уже полны питательных веществ. Фаза почкования называется логарифмической фазой или экспоненциальной фазой, во время которой дрожжи размножаются обычно в 3-4 раза быстрее, увеличивая популяцию клеток примерно в десять раз. По мере того как клетки формируют новые органеллы и клеточные мембраны, они производят множество различных органических кислот, жиров и стеролов, включая различные промежуточные продукты, некоторые из которых просачиваются из клеток в сусло. После всего этого питательных веществ и кислорода не хватает, и клетки не размножаются, но пытаются производить достаточное количество энергии, чтобы выжить, из сахаров. Это называется стационарной фазой. По мере того, как клетки начинают умирать или выпадать из ферментации, молочнокислые бактерии начинают расти в сусле, производя ароматы, характерные для их метаболизма, такие как молочная кислота и некоторые виды лактонов.
Количество высших спиртов зависит от роста дрожжей. В основном, чем больше растут дрожжи, тем больше образуется высших спиртов. Поэтому аэрация сусла, высокое содержание азота и высокая температура способствуют образованию сивушных спиртов. Элевые штаммы обычно производят больше сивушных спиртов, чем лагерные, отчасти из-за более высоких температур брожения. Сами по себе сивушные спирты не являются желательным привкусом сусла, обычно производя резкие ноты, но вместе с кислотами они образуют сложные эфиры, которые являются важными и желательными вкусовыми соединениями в виски, поскольку они производят различные фруктовые и цветочные нотки.
Образование сложных эфиров зависит от количества сивушных спиртов и органических кислот в сусле, а также от активности ферментов алкоголь-ацетилтрансферазы (АТАазы I и II), которая, в свою очередь, сильно зависит от штамма дрожжей. Сложные эфиры в ферментации можно разделить на две группы: ацетатные эфиры (ацетат + спирт) и этиловые эфиры (этанол + жирная кислота). Ацетатные эфиры обычно образуются в больших количествах, но этиловые эфиры могут быть очень ароматными даже в низких концентрациях. Эфиры жирных кислот с короткой цепью (С6, С8) образуются в начале ферментации, эфиры со средней длиной цепи (С10, С12) довольно равномерно на протяжении всей ферментации, а сложные эфиры с длинной цепью (С16) в основном в фазе гибели клеток. Повышенный рост клеток обычно приводит к снижению уровня эфиров из-за более низкого уровня свободных жирных кислот в сусле, поскольку жиры используются для построения клеточных мембран. Органические кислоты образуются в процессе брожения, и при высоких уровнях они производят ноты уксуса, рвоты и скотного двора. Правильная пропорция сивушных спиртов и свободных жирных кислот или ацетатов имеет решающее значение при производстве сложноэфирного сусла и позволяет избежать привкуса растворителя из-за избытка спиртов и, с другой стороны, прогорклого аромата из-за избытка свободных жирных кислот. Эфирное, фруктовое сусло может быть получено при теплом длительном брожении, высокой исходной плотности, высокой норме засева с использованием аэробно выращенных дрожжей и ячменя с низким содержанием азота. Повышенный уровень глюкозы приводит к образованию большего количества эфиров с короткой цепью, например, изоамилацетата с типичным банановым ароматом. При высоких температурах брожения обычно образуется больше ацетатных эфиров с преимущественно фруктовыми ароматами, но также и этиловых эфиров со средней длиной цепи, которые могут придать вкусу маслянистую и восковую текстуру.
Диацетил является важным ароматизирующим соединением, создающим скользкое маслянистое ощущение во рту при концентрациях около 1 части на миллион, а при более высоких концентрациях - ириски или даже сырный вкус, и обычно считается неприятным привкусом. Он возникает в результате метаболизма азота во время экспоненциальной фазы, когда клетки превращают аминокислоты в кетоны (такие как диацетил) и обратно в различные аминокислоты, но в поздней стационарной фазе и фазе гибели клетки используют кетоны в своем метаболизме, поскольку сахара работает на низком уровне. Пивовары и винокуры обычно делают период диацетиловой паузы после активного брожения, чтобы очистить сусло от избытка кетонов. Слишком короткое время брожения обычно приводит к избытку диацетила. Нагревание, например, при перегонке, увеличивает образование диацетила из других кетонов. Диацетил довольно летуч с температурой кипения 88⁰C, и его очень трудно удалить из спирта даже при перегонке в колонне.
Метаболизм дрожжей приводит к образованию многих соединений серы, в основном двуокиси серы (SO₂, сожженные спички). SO₂ легко восстанавливается до сероводорода (H₂S, тухлые яйца), который очень летуч и легко выносится из сусла, если образуется достаточное количество CO₂. Медленное брожение из-за, например, низкой температуры, низкой нормы засева, загрязнения или нездоровых дрожжей может не дать достаточного количества CO₂, что приведет к высокому уровню H₂S в сусле. Некоторые высокоароматические соединения серы, такие как диметилсульфид (ДМС) и -трисульфид (ДМТС), диметилсульфоксид (ДМСО), S-метилметионин (СММ), дитиапентилы (DTPOH, DTPA) и различные меркаптаны образуются в основном из солода, но метаболизируются дрожжами, и их концентрация может быть, как повышена, так и понижена во время брожения. Метион и цистеин представляют собой аминокислоты с серной цепью, которые могут расщепляться в процессе роста клеток и энергетического обмена. Голодные клетки также могут перейти в катаболическое состояние (аутофагоцитоз), при котором они разрушают свои клеточные органеллы (и аминокислоты в процессе) для производства энергии, что приводит к избытку серы. Вероятно, именно поэтому анаэробно выращенные пивные дрожжи вместе с дистилляционными дрожжами производят больше соединений серы, чем каждый из них, используемый по отдельности. Голодные пивные дрожжи (собранные на пивоварне, а не в результате аэробного размножения или в лаборатории) производят в два раза больше ароматических соединений серы, чем свежие дрожжи того же штамма. Дрожжи дистилляционные, используемые отдельно, производят немного меньше ароматической серы, чем обычные элевые дрожжи, вероятно, из-за их лучшей питательной ценности. Ароматические соединения серы не обязательно являются неприятными, но на самом деле необходимы для полнотелых и сложных ароматов (конечно, в правильных пропорциях). Про это можно почитать в Сера в виски, откуда берётся и хорошо этот или плохо.
Фенолы в виски в основном получают из торфа, используемого в процессе соложения, но некоторые фенольные соединения, обладающие очень сильным ароматом, могут производиться дрожжами. Дикие дрожжи производят значительное количество 4-винилгваякола, который имеет очень сильный фенольный аромат. Фенольная нота считается неприятным признаком в пивоварении, поэтому пивовары обычно выбирают штаммы, которые не имеют функционирующего гена для производства 4-винилгваякола, исключения включают большинство дрожжей для Hefeweisen и Rauchbier и, конечно же, ламбики, сваренные с использованием диких дрожжей. По-видимому, у дрожжей, производимых в коммерческих целях, также отсутствуют гены «фенольного привкуса».
Как видно, что большая часть органолептики виски формируется именно в процессе брожения (ферментации). В процессе перегонки главная задача взять из них наиболее важные для того виски, который производим.
А зачем всё это знать простым любителям виски? Ну если цель просто побухать, то незачем. Но если вы такой же виски-гик, как я, и вам действительно интересно как формируется неповторимый вкус каждого виски, то этот материал может быть полезным в качестве понимания, что же формируется на этапе брожения и почему он так важен.
Ну а тем, кто считает, что виски – это химия, так оно и есть, это сложная органическая химия, не понимая которой, лучше даже и не пытаться делать нечто (зачастую отвратный самогон), называемой виски, и считать, что промышленный виски формируется различными усилителями вкусов.
Данный материал не является рекламой, а лишь отображает личное мнение автора, основанное на его дегустационном опыте. Это мнение не является истиной, и на него можно смело положить. Если ищете намёки на рекламу - ищите. Данный материал не является рекомендацией к покупке. Употребляйте крепкие напитки умеренно. Всем отличного настроения! Slàinte!
