Fermentacja

Fermentacja to proces biochemiczny, podczas którego związki organiczne są przekształcane przez mikroorganizmy (bakterie lub drożdże) w warunkach beztlenowych. Fermentacja jest stosowana m.in. podczas produkcji żywności (np. jogurtów i kefirów) oraz alkoholu.

Czym jest fermentacja alkoholowa? Jest to rodzaj fermentacji stosowanej w produkcji alkoholu. Fermentacja alkoholowa zaczyna się od podziału cukrów na prostsze składniki, a następnie przekształca je w alkohol i dwutlenek węgla. Jest to możliwe dzięki obecności drożdży, które pełnią rolę katalizatorów w reakcjach biochemicznych. Fermentacja alkoholowa jest jednym z najważniejszych etapów wytwarzania napojów alkoholowych. To podczas niej cukry zawarte w surowcach roślinnych są przekształcane w alkohol, nadając trunkowi pożądane właściwości. Proces fermentacji alkoholowej jest wykorzystywany w przemyśle piwowarskim, gorzelnictwie i winiarstwie.

Fermentacja alkoholowa zgodnie z zapisem chemicznym wygląda następująco:

C₆H₁₂O₆ = 2 C₂H₅OH + 2 CO₂,

gdzie C₆H₁₂O₆ to glukoza, C₂H₅OH to etanol, a CO₂ to dwutlenek węgla. W procesie fermentacji alkoholowej powstają również związki organiczne charakteryzujące się różnymi aromatami.

Na czym polega proces fermentacji alkoholowej? Fermentację przeprowadza się z użyciem drożdży, przede wszystkim z gatunku Saccharomyces cerevisiae, dzięki którym możliwa jest hydroliza disacharydów do cukrów prostych. Wyróżnia się ponadto drożdże:

• górnej fermentacji (ale) – do produkcji piw typu ale, IPA, porter, stout,
• dolnej fermentacji (lager) – do produkcji piw typu lager, pilsner,
• winiarskie – do produkcji wina,
• gorzelnicze – do produkcji alkoholi destylowanych.

Proces fermentacji alkoholowej wymaga zapewnienia drożdżom odpowiednich warunków. Jednym z nich jest temperatura, dopasowana do gatunku drożdży i rodzaju trunku. Fermentacja piwa z drożdżami dolnej fermentacji zachodzi przy temperaturze 6-12°C. Temperatura fermentacji piwa z drożdżami górnej fermentacji wynosi natomiast 15-24°C. Optymalna temperatura fermentacji w przypadku win to 12 do 18°C dla win białych, 14 do 20°C dla win różowych oraz 20 do 30°C dla win czerwonych. Temperatura fermentacji napojów spirytusowych to zwykle 22-25°C.

Przebieg fermentacji alkoholowej zależy również od zawartości cukrów, które spełniają istotną rolę w jej początkowej fazie (im wyższe stężenie cukrów, tym wyższe stężenie alkoholu). W przypadku piwa drożdże przekształcają cukry pochodzące ze słodu, a przy produkcji wina – zawarte w winogronach. Dokładny przebieg procesu zależy od rodzaju zastosowanych surowców.

Proces fermentacji obejmuje w przypadku piwa dodawanie drożdży zarodowych do brzeczki, regulowanie temperatury, zbieranie drożdży po skończonej fermentacji oraz odbiór dwutlenku węgla, który wydziela się podczas fermentacji. W piwowarstwie wyróżnia się cztery etapy fermentacji alkoholowej:

1. Zasianie drożdży – okres przyrostu (rozmnażania) drożdży.
2. Stadium niskich krążków – następuje proces fermentacji alkoholowej, temperatura brzeczki zaczyna wzrastać.
3. Stadium wysokich krążków – fermentacja przebiega bardzo intensywnie, następuje szybki wzrost temperatury, która musi być stale kontrolowana.
4. Stadium opadania krążków – proces fermentacji zanika, a drożdże osiadają na dno naczynia.

Proces fermentacji piwa trwa ok. 9-10 dni. Obecnie browary coraz rzadziej stosują klasyczną fermentację brzeczki (w otwartych kadziach fermentacyjnych oraz w poziomych tankach leżakowych), które cechują się małą pojemnością oraz są trudne w dezynfekcji. W nowoczesnych browarach wykorzystuje się zbiorniki pionowe o kształcie cylindryczno-stożkowym o wysokości 20 m i pojemności 2000 hl.