Omenirea și alcoolul au mers mână în mână încă din zorii istoriei. Uneori ne-am despărțit temporar, supărați pe efectele nedorite ale alcoolului, dar de fiecare dată ne-am împăcat. Alcoolul a pătruns chiar și în cele mai importante aspecte ale umanității, de la ritualuri religioase cruciale și până la întâlniri între prieteni „irigate” în mod plăcut de o bere rece sau un pahar de vin parfumat.
Dar până la urmă, ce este alcoolul și cum apare el? Ne referim aici la alcoolul etilic, cel bun de băut. Științific, alcoolul etilic este C2H5OH, dar formula aceasta chimică nu ne spune mare lucru. Niște hidrogen, un strop de oxigen, ținute laolaltă de ceva carbon saturat – nu sună prea îmbietor și nici nu ne duce cu gândul la explozia de arome dintr-un pahar de vin. Asta pentru că o băutură alcoolică este mult mai mult decât o înșiruire de atomi și molecule. Principala metodă prin care obținem alcoolul etilic este fermentația alcoolică.
Procesul de fermentație care are loc în sucul de fructe și de struguri este cunoscut din antichitate, dar transformările care au loc în timpul acestui proces, cauzele lui și agenții care le provoacă au fost în mare parte necunoscute până în secolul XIX, când Louis Pasteur a descoperit drojdia ca agent de fermentație. Drojdiile sunt microorganisme unicelulare din regnul Fungi. După descoperirea drojdiilor, s-a aflat destul de repede că există diferențe între tipurile de drojdii și că fiecare tulpină are propria putere de fermentație și propriul comportament, uneori foarte diferit de al celorlalte tulpini. Astfel am ajuns astăzi să găsim în comerț drojdie de cultură pură, ce conține cele mai bune tulpini. Mai mult, există astăzi tulpini de drojdie care produc și substanțe aromate în timpul fermentației. Pe scurt, rolul drojdiei în procesul de fermentație este acela de a transforma zaharurile în alcool. Pe lung, drojdia de cultură pură trebuie să transforme toată cantitatea de zaharuri existentă în decoct în alcool, să creeze substanțe aromate care să confere un gust plăcut băuturii pe care vrem să o obținem, să execute rapid procesul de formare a alcoolului și să nu emane produși secundari dăunători. Există de asemenea și drojdii de fermentație inferioară, care pot fi active până la 5 grade Celsius. Însă este important să ținem cont că drojdiile lucrează mult mai încet la temperaturi joase, lungind procesul de fermentare a decoctului. De aceea este bine să păstrăm temperatura la 15-18 grade Celsius, chiar și cu drojdiile de fermentație inferioară.
Un alt lucru important de știut este că există specii de drojdii care pot strica decoctul, cum ar fi drojdia apiculată și drojdia peculiară. Acestea produc puțin alcool dar distrug componentele valoroase ale decoctului. La contactul cu aerul, drojdia peculiară dezvoltă pe suprafața decoctului și a vinului pelicule etanșe, gri-alburii, zbârcite. Dezvoltarea acestor agenți de fermentație trebuie oprită printr-o fermentație corectă – adăugarea de drojdii de cultură pură, vase de fermentație închise etanș și cu dop de fermentație.
În natură, drojdiile sunt omniprezente, existând pe toate fructele. Problema e că pe lângă drojdii, pe fructe există și drojdii peculiare, bacterii, ciuperci de mucegai și alte microorganisme. Adăugarea de drojdie de cutură pură împiedică dezvoltarea multora dintre microorganismele nedorite în decoct. Pe de altă parte, apariția naturală a drojdiei sălbatice depinde de condițiile meteo. Prin urmare, când e vreme rece și umedă, toamna, populația de drojdii existentă pe fructe este mult mai mică, prin urmare fermentația ar putea dura mult mai mult dacă nu se adaugă drojdii de cultură pură.
Drojdiile sălbatice care apar în mod natural pe fructe declanșează fermentația spontană. Din păcate, acest proces este încet și permite și dezvoltarea altor microorganisme prezente pe fructe, care pot avea efecte nedorite. Numărul acestor microorganisme și dezvoltarea lor se vor reduce odată cu reducerea cantității de oxigen din decoct și cu creșterea cantității de alcool, dar până se întâmplă aceasta, microorganismele pot deja să formeze substanțe nedorite cum ar fi acidul acetic (oțetul). Acest proces poate fi evitat prin adăugarea drojdiilor de cultură pură.
Cum are loc fermentația de fapt?
La temperatura de 20 de grade Celsius, drojdia se înmulțește foarte repede. Ea conține un agent de fermentare denumit zimază. Zimaza descompune fructoza și dextroza din decoct, transformându-le în alcool și dioxid de carbon, alături de alți produși secundari. Este crucial ca fermentația să aibă loc fără ca decoctul să intre în contact cu aerul. De aceea se folosesc dopurile de fermentație. Oxigenul din decoct se consumă rapid atunci când drojdia se înmulțește. Acest fenomen încetinește și, în final, oprește dezvoltarea tuturor celorlalte microorganisme care au nevoie de oxigen. Este practic o „cursă a înmulțirii” în decoct. Există de asemenea și o categorie de microorganisme a căror dezvoltare este încetinită de alcoolul produs rapid. De aceea, adăugând drojdie de cultură pură, punem obține și o fermentație pură.
:fill(FFCC00,1)/89230134-56a2b3e43df78cf77278f363.jpg)
Fermentația alcoolică are trei faze: prefermentarea, fermentarea primară și postfermentarea. În faza de prefermentare, celulele de drojdie se înmulțesc rapid datorită oxigenului prezent în decoct și datorită cantității reduse de alcool. Fermentarea primară este una intensă, activă și generează cantități mari de dioxid de carbon și de alcool. Tot în această fază crește și temperatura decoctului, fermentarea fiind un proces care generează căldură. În faza de postfermentare zahărul a fost deja transformat iar cantitățile de dioxid de carbon generate sunt mici. Cele trei faze pot fi urmărite destul de ușor la nivelul dopului de fermentație, stabilind faza de fermentație în funcție de cantitatea de dioxid de carbon eliberată.
Tot vorbim de fermentare, dar nu am menționat și un aspect important: ce rezultă mai exact din acest proces. Cel mai important produs al fermentației este alcoolul, mai precis alcoolul etilic (alcool alimentar). Cantitatea produsă depinde de conținutul de zaharuri din decoct. Alcoolul este mai ușor decât apa (1 litru de alcool cântărește 790 de grame) și are punctul de fierbere la 78 de grade Celsius. Un alt produs al procesului de fermentație este glicerina, un lichid uleios cu gust dulceag. Un litru de vin conține aproximativ 9 grame de glicerină. Acest produs este de dorit în compoziția vinului, conferind consistență acestuia. În procesul de distilare, glicerina nu trece în alcoolul distilat (rachiu, whisky etc.).
Un alt produs la care trebuie să fim deosebit de atenți este dioxidul de carbon, care este produs în cantități mari în timpul fermentației. Acesta este mai greu decât aerul și este sufocant. Din această cauză pivnițele și beciurile unde are loc fermentația trebuie să fie foarte bine ventilate. Cea mai simplă metodă să evitați acest real pericol este să intrați într-o astfel de pivniță ținând o lumânare aprinsă la nivelul capului – al nasului de fapt. Dacă lumânarea arde greu, pâlpâie, sau se stinge, ieșiți imediat din beci pentru că sunteți în pericol de asfixiere. Beneficiul dioxidului de carbon în timpul fermentației este acela că amestecă puternic decoctul („fierbe”) în timp ce urcă prin vasul de fermentare și iese afară prin cep. Un alt avantaj este acela că acționează ca un fel de sigiliu, umplând spațiul liber din butoi (vas) și împingând afară oxigenul, ceea ce duce la oprirea dezvoltării microorganismelor nedorite. Fiind mai greu decât aerul, dioxidul de carbon stă la suprafața decoctului, iar acest „sigiliu” nu trebuie eliminat deoarece oxigenul ar ajunge înapoi în lichidul de fermentare.
Un alt produs al fermentării este acetaldehida. În cazul unui proces de fermentare greșit, cantitatea de acetaldehidă va fi foarte mare. Când vorbim de distilare, punctul de ferbere al acetaldehidei este la 20 de grade Celsius, deci se va elimina rapid în prima apă, dacă separarea „apelor”este făcută corect.
Alături de acetaldehidă, în timpul fermentării se formează și așa-numitul ulei de fuzel, care este un cocktail de alcooli superiori cu puncte de fierbere la 80-160 de grade Celsius. Acești alcooli au gust și miros neplăcut și nu trebuie să ajungă în distilat. De obicei, aceștia ajung în ultima apă de distilat. Atenție la rafinarea rachiului (a doua fierbere), pentru că atunci când concentrația de alcool este mai mică de 42%vol, acești alcooli superiori vor trece mai ușor în distilat.
Metanolul (alcoolul metilic) este un alt produs secundar al fermentării. Enzimele din fructe transformă pectina în alcool metilic (metanol). Acesta este toxic pentru om, deși are miros similar cu alcoolul etilic, iar punctul său de fierbere este la 74.7 grade Celsius. În cazul distilării, separarea metanolului nu se poate face perfect, așa că el va fi prezent în toate cele trei ape și în consecință, orice rachiu de fructe va conține și puțin metanol.
Unul dintre factorii cu influență crucială asupra fermentării este temperatura. Fermentarea este un proces exoterm, adică se emană căldură. Asta înseamnă că decoctul din vasele mari se va încălzi în timpul fermentației. Temperatura ideală este 18-20 de grade Celsius. La temperaturi mai ridicate de atât apar efecte nedorite deoarece drojdia își încetează activitatea la 40 de grade Celsius și moare la 60 de grade Celsius. La cantități mici de fructe trebuie să ne asigurăm că temperatura la începutul procesului de fermentație este de cel puțin 18 grade Celsius. Am vorbit mai sus de drojdiile de fermentație inferioară, care pot lucra și la 5 grade Celsius, dar viteza lor de lucru scade odată cu scăderea temperaturii.
Punctul de fierbere al alcoolului metilic este de 64,7 grade Celsius si nu de 74,7 cum a fost trecut din greseala in articol.