Использование микроорганизмов в виноделии реферат

Обновлено: 05.07.2024

Микроорганизмы виноградного вина, представлены дрожжами, уксуснокислыми и молочнокислыми бактериями. Виноделие не является стерильным производством, поэтому в вине на всех стадиях его производства содержатся микроорганизмы. Источники микроорганизмов виноградного вина — виноградное сусло (первичная инфекция), грязное оборудование, емкости, шланги, трубопроводы, мелкий инвентарь и др. В молодом столовом вине после снятия с дрожжевого осадка содержание живых дрожжей колеблется от 10 до 1000 клеток в 1 мл, в отдельных случаях достигает 1 млн. в 1 мл. Это в основном дрожжи родов Saccharomyces, Pichia, Saccharomycodes, Debaryomyces, Candida, Hansenula. Из дрожжей-сахаромицетов к развитию в вине в наибольшей степени приспособлены дрожжи вида Saccharomyces oviformis. При доступе кислорода в столовых винах размножаются преимущественно пленчатые дрожжи и уксуснокислые бактерии за счет окисления спиртов, органических кислот и др. компонентов вина. Молочнокислые бактерии также присутствуют в винах и при возникновении благоприятных условий могут в них размножаться, причем, являясь спиртоустойчивыми, поражают все типы вин: столовые, крепленые и шампанское. Количество бактерий в вине близко к содержанию живых дрожжей в вине и может достигать 1 млн/мл. Плесневые грибы чувствительны к спирту и поэтому в винах не содержатся. В вине могут присутствовать лишь споры плесневых грибов. В винах, готовых к розливу, также содержатся микроорганизмы. Их количество в 1 мл вина колеблется от 10 до 500 живых клеток дрожжей, молочнокислых и уксуснокислых бактерий. Из дрожжей наиболее часто встречаются сахаромицеты, пленчатые дрожжи, бреттаномицеты, сахаромикоды. Наличие в винах микроорганизмов при несоблюдении условий хранения может привести к их размножению, а в дальнейшем — к болезни вин. Размножение микроорганизмов в винах, разлитых в бутылки, сопровождается помутнением вина. Мероприятия, направленные на предупреждение развития микроорганизмов в винах, те же, что и при заболеваниях и помутнениях вин.

Источники: Куркина В. М. Микроорганизмы сусла и вина и их роль в виноделии. — Одесса, 1978; Бурьян Н. И., Тюрина Л. В. Микробиология виноделия. — Москва; Farkas J. Biotechnologia vina. — Bratislava, 2003.

Микроорганизмы, используемые при производстве вина. ……………….9стр.

Важнейшее условие обеспечения питания – создание технологической базы для производства биологически полноценных продуктов. Современный этап развития биотехнологии характеризуется широким использованием в различных отраслях пищевой промышленности не только микроорганизмов, но и ферментных препаратов, а также добавок пищевых и биологически активных веществ; разработкой и совершенствованием биотехнологических способов переработки сырья в пищевые продукты и ферментационных технологий; применением достижений молекулярной и генной инженерии; созданием новых технологий получения функциональных продуктов питания; разработкой экспресс-методов анализа качества пищевых продуктов, способов утилизации и обезвреживания отходов промышленных предприятий. Иными словами, с каждым годом растет объем и расширяется ассортимент продуктов питания, полученных с использованием объектов, методов и продуктов биотехнологии. В связи с этим назрела необходимость подготовки специалистов нового поколения, которые владели бы не только особенностями технологии пищевых продуктов, но и биотехнологиями получения различных биологически активных веществ, были глубоко информированы в области химии пищи, биохимии и микробиологии. Исходя из этого, данный курс лекций ставит своей целью рассмотреть ферментативные и микробиологические технологии, применяемые в пищевой промышленности.

Вино – напиток, получаемый в результате спиртового брожения виноградного или плодово-ягодного сока (сусла). Сущностью технологического процесса производства вин являются биохимические превращения сусла дрожжами, определяемые составом среды и ферментативной активностью дрожжей. В виноградном соке (сусле) содержатся разные вещества, количество которых зависит от сорта винограда, климатических, метеорологических условий, в которых он растет, почвы и др. К важнейшим составным частям сусла относятся вода, углеводы, пектиновые вещества, органические кислоты, дубильные, красящие и азотистые вещества, витамины, ферменты, эфирные масла и минеральные вещества. Основные углеводы виноградного сусла – это d-глюкоза и d-фруктоза, в незначительном количестве содержится сахароза, при гидролизе (инверсии) которой образуются глюкоза и фруктоза. В составе полисахаридо 29 пектиновые вещества, красящие, ароматические и азотистые вещества, а также минеральные вещества и витамины. В результате размножения дрожжей в виноградном или плодово-ягодном сусле происходят большие изменения. Часть углеводов служит энергетическим материалом для спиртового брожения, часть расходуется на конструктивные цели (накопление биомассы). Большая часть сахара сбраживается, образуя первичные продукты брожения – спирт и диоксид углерода и вторичные продукты – глицерин, янтарную, уксусную и молочную кислоты, уксусноэтиловый эфир. Из аминокислот образуются побочные продукты – высшие спирты (сивушные масла), уксусный альдегид, янтарная кислота и др. Эти вещества используются дрожжами в качестве питательных. Гидролиз пектиновых веществ обусловливает образование небольшого количества метилового спирта. В производстве вин различают первичное и вторичное виноделие. Первичное виноделие осуществляется в районах выращивания сырья, т. е. винограда, плодов и ягод. Подготовительные операции включают в себя их дробление, отделение гребней, косточек и семечек, прессование (отделение сока), отстаивание сока и его охлаждение. При подготовительных операциях сусло обрабатывают сернистым ангидридом для уничтожения посторонних микроорганизмов. К основным операциям первичного виноделия относятся процесс брожения и дальнейшая обработка полученного продукта.

История индустриального производства дрожжей началась в Голландии, где в 1870 г. была создана первая фабрика, выпускавшая дрожжи. Основным видом продукции стали прессованные дрожжи влажностью 70 %, которые могли храниться всего несколько недель. Длительное хранение было невозможно, так как клетки прессованных дрожжей оставались живыми, сохраняли свою активность, что приводило к их автолизу и гибели. Один из способов промышленного консервирования дрожжей стало высушивание. В сухих дрожжах при низкой влажности дрожжевая клетка находиться в анабиотическом состоянии и может сохраняться длительное время. Первые сухие дрожжи появились в 1945 г. В 1972 г. появилось второе поколение сухих дрожжей, так называемые инстантные дрожжи. С середины 1990-х годов появилось третье поколение сухих дрожжей – пекарские дрожжи, которые объединили достоинства инстантных дрожжей с высококонцентрированным комплексом специализированных хлебопекарных ферментов в одном продукте. Эти дрожжи позволяют не только улучшить качество хлеба, но и активно противостоять черствению.

О вине вкратце.

Вино представляет собой продукт спиртового брожения виноградного или плодово-ягодного сока. В виноградном соке содержится вода —до 80%, сахара—15. Химический состав сока (сусла) зависит от сорта винограда и почвенно-климатических условий его произрастания.
Важнейшей операцией в виноделии является брожение сока. В процессе брожения сахар, содержащийся в соке, сбраживается дрожжами с образованием этилового спирта и СО2. Первичный процесс брожения протекает в больших емкостях (бочках, бутах) или непрерывным способом в бродильных резервуарах. Оптимальные условия брожения: t=20—25°С, содержание сахара—10—20%, кислотность сусла — 8—10г/л.

Брожение

Брожение - это ферментативное расщепление органических веществ, преимущественно углеводов. Может осуществляться в организме животных, растений и мн. микроорганизмов без участия или с участием О2 (соотв. анаэробное или аэробное брожение)
В результате окислительно - восстановительных реакций при брожении освобождается энергия и образуются соединения, необходимые для жизнедеятельности организма.

Виды брожения, которые используют для виноделия:

Спиртовое брожение
Уксуснокислое брожение

Спиртовое брожение

осуществляется обычно с помощью дрожжей рода Saccharomyces и бактерий рода Zimomonas по схеме:
Этот вид брожения используют для промежуточного получения этанола, а также в виноделии, пивоварении и при подготовке теста в хлебопекарной промышленности. В присут. О2 спиртовое брожение замедляется или прекращается и дрожжи получают энергию для жизнедеятельности в результате дыхания.

Сюда включены палочковидные бактерии с полярным жгутиком, достигающие 2 мкм длины. Сбраживают глюкозу до спирта (около 10%), молочной кислоты и CO2. Факультативные анаэробы. Встречаются в бродящих растительных соках.

Важнейшей операцией в виноделии является брожение сока. В процессе брожения сахар, содержащийся в соке, сбраживается дрожжами с образованием этилового спирта и СО2. Первичный процесс брожения протекает в больших емкостях (бочках, бутах) или непрерывным способом в бродильных резервуарах. Оптимальные условия брожения: t=20—25°С, содержание сахара—10—20%, кислотность сусла — 8—10г/л. В ходе брожения образуются соли органических кислот—кислый виннокислый калий и кальций, которые выпадают в осадок в виде винного камня.

По окончании брожения вина снимают с осадка и фильтруют. Некоторые из них в таком виде уже считаются готовыми, другие являются лишь полуфабрикатами — виноматериалами и используются для дальнейшей переработки — купажа вин и шампанского, а также используются для переработки на коньячные виноматериалы (вторичное виноделие).

Ведущую роль при брожении виноградного и плодово-ягодного соков выполняют дрожжи. Соки являются идеальной питательной средой для развития самых разнообразных видов дрожжей, которые всегда в больших количествах присутствуют на поверхности спелых ягод и плодов. Далеко не все виды дрожжей играют положительную роль в брожении. Многие из них тормозят процесс и ухудшают качество продуктов.

Винодельческие (“культурные”) дрожжи должны быть устойчивыми к низким температурам, спирту, высокой кислотности, высокому давлению углекислоты, накапливать до 20% спирта͵ давать хорошие осадки.

Типичными представителями этой группы являются дрожжи Saccharomyces vini и Saccharomyces oviformis. В большинстве случаев указанные дрожжи имеют овальную форму клеток, строение которых не отличается от строения клеток других сахаромицетов. Οʜᴎ размножаются почкованием и способны образовывать споры, сбраживают глюкозу, фруктозу, мальтозу, сахарозу; образуют до 18% спирта. Кроме “культурных” дрожжей в виноградное сусло постоянно попадают (иногда в больших количествах) так называемые “дикие” дрожжи, которые слабо сбраживают сахара и образуют побочные продукты, резко ухудшающие качество вин (“болезни вина”).

Дрожжи Hanseniaspora (апикулятус) всегда присутствуют на винограде и других ягодах и плодах. Иногда составляют до 90% всей микрофлоры сусла. Клетки имеют лимонообразную форму (Рис. 14), чрезвычайно быстро размножаются. Οʜᴎ образуют всего 4—7% спирта͵ угнетают культурные дрожжи. Вино приобретает посторонние запах и вкус.

Дрожжи Pichia (пихия). Форма клеток у них овальная, эллипсовидная, колбасовидная (Рис. 14). Спиртовое брожение они не вызывают, окисляют сахара до СО2 и Н2О, образуют пленку (“цвель”, помутнения). Вино приобретает фруктово-эфирный и лекарственный привкус. Продукты метаболизма тормозят рост винных дрожжей и снижают их бродильную способность.

Дрожжи Hansenula (ганзенула). Клетки у них различной формы (Рис. 14). Οʜᴎ образуют споры шляповидной формы. При брожений образуется не более; 3—4% спирта͵ пленка, осадок, большое количество эфиров, которые придают вину резкий посторонний запах.

Дрожжи Saccharomycodes Iиdwigii (сахаромикод Людвига). Крупные клетки образуют 9—11% спирта͵ тормозят развитие культурных дрожжей, вызывают помутнение полусладких вин. Способны развиваться в сульфитированном сусле при содержании до 600 мг/л.

Дрожжи -Brettanomyces — клетки овальные, удлиненные (Рис. 14). Тормозят развитие шампанских дрожжей. Вредители производства шампанских вин, являются причиной возникновения “мышиного” запаха.

Пленчатые дрожжи (Mycoderma) имеют клетки овальной и колбасовидной формы. Спор не образуют, аэробы. На сусле и вине образуют сухую, матовую, морщинистую пленку. В вине снижается содержание спирта͵ увеличивается количество летучих кислот, что придает ему кислый вкус. Снижается активность развития винных дрожжей. Не развиваются при концентрации спирта более 12%. Микодерма является главным возбудителем “цвели”. В результате действия пленчатых дрожжей вино в конце концов превращается в водянистую жидкость с неприятным запахом и вкусом. Портятся легче всего сухие виноградные вина с невысокой крепостью, хранящиеся в неполной таре (бочках, бутах).

Из числа бактерий вредители виноделия представлены в основном палочковидными формами.

Acetobacter (уксуснокислые бактерии). Палочковидные, аэробные, подвижные, спор не образуют. Окисляют спирт до уксусной кислоты. При содержании кислоты 1 г/л вино приобретает уксусный привкус, а при содержании 2г/л — непригодно для употребления. Разные виды уксуснокислых бактерий образуют пленки, развиваются при содержании спирта от 9 до 14%, при температуре от 8 до 35°С. Чаще встречаются в белых винах, чем в красных.

Lactobacillus (молочнокислые бактерии). Молочнокислое брожение в сухих винах происходит за счёт разложения яблочной кислоты на молочную и СО2 (яблочно-молочнокислое брожение). В результате разложения сахаров образуются также молочная и летучие кислоты. Больное вино приобретает резкий, сладковато-кислый, “царапающий” вкус и запах квашеных овощей. Возбудителями являются палочки видов Lactobacillus gracile, L. buchneri, L. breve, L. plantarum и др.

Некоторые виды бактерий могут вызывать образование слизи в вине (ожирение). Возбудителем являются мелкие, короткие палочки, образующие цепочки (Рис.14), анаэробы — Bacterium viscosus. Заболевание происходит в результате разложения остаточного сахара с образованием декстриноподобного углевода — вискозы. Подвержены заболеванию в наибольшей степени молодые, малокислотные белые вина с остатками сахара и содержанием спирта не более 12%. Вино становится слизистым, “пустым”, с неприятным вкусом.

Bacterium tartarophorum. Короткие палочки образуют нити, неподвижны, спор не образуют, факультативные анаэробы (Рис. 14). Отличительной особенностью их является способность образовывать маннит из фруктозы. Вместе с тем, они разлагают яблочную и винную кислоты, глицерин с образованием уксусной, молочной, пропионовой кислот и СО2. В результате в винах наблюдается помутнение, побурение, образование вялого “плоского” вкуса, запаха уксусного эфира. Заболеванию (турн) подвержены столовые и крепкие вина

Дрожжи Hаnseniaspora (ганзеаспора, или апикулятус)

Дрожжи Brettanomyces (бреттаномицес)

Дрожжи Pichia (пихия)

Дрожжи Hansenula (ганзенула)

Бактерии: 1-слизеобразующие (Bacterium viscosus); 2-тартарофорум (Bacterium tararophrun).

Читайте также: