Wpływ dodatku ziół na tempo fermentacji drożdży winiarskich Lalvin L43

Arkadiusz Szałata

Abstrakt: Badano wpływ dodatku rozdrobnionych ziół i przypraw na tempo fermentacji nastawów winiarskich zaszczepionych drożdżami rasy Lalvin L43. Obserwowano spadek gęstości nastawów w odstępach 24h. Stwierdzono, że dodatek goździków, tymianku, imbiru, cynamonu lub kolendry hamował w mniejszym lub większym stopniu fermentację. Ziele angielskie nie wykazywało żadnego wpływu na tempo fermentacji, natomiast gałka muszkatołowa oraz piołun działały stymulująco.

Wstęp

Napoje alkoholowe były doprawiane różnymi dodatkami już w starożytności - zarówno wino, miód pitny czy piwo. Przypuszcza się, że oprócz zmiany zapachu i smaku dodatki te miały nadawać napojowi właściwości lecznicze oraz zabezpieczyć go przed zepsuciem. Szczególnie w obszarach o gorącym klimacie ta ostatnia cecha wydaje się mieć olbrzymie znaczenie. Związki chemiczne zawarte w ziołach i przyprawach wykazują często silne działanie miko- i bakteriostatyczne, co może spowalniać, a nawet całkowicie uniemożliwić zepsucie się napoju. Popularnym w naszych czasach produktem mocno zaprawionym ziołami jest wermut - wino, najczęściej wzmocnione, występujące zarówno w formie wytrawnej jak i słodkiej, białej i czerwonej. W procesie produkcji, po zakończonej fermentacji dodaje się wyciągu alkoholowego z zestawu ziół, wzmacnia wino oraz ewentualnie dosładza. Wśród polskich domowych winiarzy panuje natomiast tendencja do zaprawiania wina ziołami jeszcze przed rozpoczęciem fermentacji, na etapie komponowania nastawu. Związki biologicznie czynne zawarte w dodatkach mogą wpływać hamująco na przebieg fermentacji i przez to zwiększać prawdopodobieństwo zatrzymania fermentacji. Stąd też uznano za celowe zbadanie tego wpływu.

Materiały i metody

W doświadczeniu wykorzystano drożdże winiarskie Lalvin L43 należące do gatunku Saccharomyces bayanus wyprodukowane przez kanadyjską firmę Lallemand Inc. Zastosowano je w typowej dawce 0,25g/L.

Jako podłoża użyto nastawu na wino ryżowe, który w każdym litrze zawierał:
- 2g siarczanu amonu
- termolizat z 10g prasowanych drożdży piekarskich
- ekstrakt drożdżowy 0,1g/L produkcji Fluka chemie GmbH
- 1g kwasu cytrynowego
- 17g ryżu surowego
- wywar z 6g rodzynek
- 200g cukru buraczanego

Badania prowadzono na próbkach o objętości 1L, w temperaturze 25°C, przez 19 dni. Nastaw zaszczepiono uwodnionymi drożdżami i dopiero po stwierdzeniu prawidłowego przebiegu fermentacji (spadek zawartości cukru z 200 do 150g/L) dodano zioła i przyprawy, które zostały uprzednio dokładnie rozdrobnione.
Po przeanalizowaniu popularnych przepisów na wina w typie wermutu zastosowano następujące, najczęściej pojawiające się dodatki do nastawów podano poniżej:

Składnik - dawka w g/L
Goździki - 0,5
Gałka muszkatołowa - 1,2
Imbir - 1,2
Tymianek - 1,2
Cynamon - 1,6
Piołun - 3
Kolendra - 0,5
Ziele angielskie - 0,8

Zastosowano dawki kilkukrotnie większe niż w oryginalnych przepisach, aby uwidocznić wpływ ziół na fermentację. W czasie doświadczenia tempo fermentacji określano na podstawie pomiarów cukromierzem, w odstępach 24h.

Wyniki i dyskusja

Spośród wszystkich dodatków goździki oraz tymianek wykazały najsilniejsze działanie hamujące fermentację. Nieco słabsze: imbir, cynamon oraz kolendra. Ziele angielskie w zastosowanej dawce nie wpłynęło znacząco na przebieg fermentacji. Zaskakujące okazało się działanie gałki muszkatołowej oraz piołunu, które zadziałały jak aktywatory fermentacji, przy czym gałka działała silnie stymulująco przez dwa pierwsze tygodnie doświadczenia, natomiast piołun do około dziesiątego dnia nie powodował większych różnic w stosunku do próby bez dodatków ziołowych.
Zmiany gęstości nastawów w czasie fermentacji obrazuje wykres 1.



Ponieważ gałka muszkatołowa i piołun figurują w literaturze jako rośliny hamujące rozwój mikroorganizmów postanowiono, pomimo wykonania kilku powtórzeń dla powyższych ośmiu ziół, wykonać dodatkowe serie tylko dla gałki muszkatołowej i piołunu. Wykorzystano podłoże o tym samym składzie, co w pierwszej części doświadczenia z tym, że dodatkowo wzbogacono je o następujące pożywki: fosforan di-amonu, Fermaid K oraz Activit; w ilości 2g/L każda. Nastawy miały objętość 40 ml, temperatura jak poprzednio. Zastosowano następujące kombinacje, podane poniżej:

Zastosowano następujące kombinacje:
1. gałka muszkatołowa 1,2 g/L
2. gałka muszkatołowa 2,5 g/L
3. gałka muszkatołowa 5,0 g/L
4. gałka muszkatołowa 7,5 g/L
5. piołun 2,5 g/L
6. piołun 5,0 g/L
7. piołun 7,5 g/L
8. piołun 10 g/L

Tempo fermentacji określono na podstawie ubytków masy nastawów. Stwierdzono, że gałka muszkatołowa oraz piołun działają pobudzająco na fermentację nastawów prowadzoną przy udziale wykorzystanego szczepu drożdży, przy czym działanie piołunu było wyraźnie silniejsze. Tempo wydzielania CO2 w poszczególnych próbkach przedstawia wykres 2.



Biorąc pod uwagę wyniki obu części doświadczenia oraz prac innych autorów można sformułować następujące wnioski:
1. Większość ziół dodanych na początku fermentacji może przyczyniać się do zwolnienia jej przebiegu lub nawet całkowitego zatrzymania.
W badaniach zastosowano wyższe dawki ziół niż wynikałoby to z przepisu, jednak:
- domowi winiarze rzadko posiadają precyzyjną wagę do dokładnego odmierzania ziół i całkiem możliwy jest nadmierny ich dodatek do nastawu (lub też nawet celowy - wynikający np. z preferencji smakowych),
- w doświadczeniu badano działanie pojedynczych dodatków na drożdże, natomiast w praktyce winiarskiej zioła są zestawione razem, co może powodować kumulacje ich wpływów,
- w domowych warunkach dochodzą często inne czynniki stresujące drożdże np. brak dostatecznych ilości pożywek, nieodpowiednie przygotowanie zaczynu drożdżowego (tzw. matki drożdżowej) lub nieodpowiednie uwodnienie drożdży aktywnych, niekorzystna temperatura, toksyny bakteryjne i pleśniowe, pozostałości środków ochrony roślin itd.; w takich przypadkach nawet niewielkie działanie ziół może się kumulować z pozostałymi czynnikami stresowymi.
2. Oprócz wyeliminowania negatywnego wpływu związków biologicznie czynnych na drożdże, dodatek ziół dopiero po fermentacji - tak jak w przypadku tradycyjnego wyrobu wina typu wermut - może przynosić następujące korzyści:
- stabilizacja mikrobiologiczna wina alkoholem pochodzącym z maceratu ziołowego,
- stabilizacja mikrobiologiczna wina związkami biologicznie czynnymi pochodzącym z ziół
- zmniejszenie prawdopodobieństwa wystąpienia chorób wina czy też osłabienie drożdży wykorzystanych do produkcji wina, z jednoczesnym dodatkiem dwutlenku siarki,
-eliminacja strat lotnych związków aromatycznych z ziół w czasie fermentacji, wraz
z ulatniającym się dwutlenkiem węgla.
3. Drożdże winiarskie mogą być nieodpowiednie do przeprowadzania fermentacji nastawów zawierających wyciągi z ziół, np. do miodów pitnych zaprawianych typu: Dębniak (miód obozowy), Miód Korzenny, Krakowski, Kapucyński, Staropolski. Literatura sugeruje stosowanie w tym przypadku drożdży piwowarskich, które charakteryzują się zwiększoną odpornością na związki czynne pochodzące z dodawanych ziół. Wskazane jest więc przeprowadzenie odpowiednich badań precyzujących zastosowanie określonych współczesnych szczepów drożdży piwowarskich w miodosytnictwie.
4. Zioła dostępne w handlu bardzo często są silnie skażone drobnoustrojami mogącymi negatywnie wpływać na przebieg fermentacji. W przypadku dodatku tych ziół na etapie komponowania nastawu bakterie i grzyby z nich pochodzące znajdują doskonałe warunki do rozwoju - obecność tlenu, pożywek, brak alkoholu, niewielka konkurencja w postaci dopiero rozwijającej się populacji drożdży oraz brak dwutlenku siarki. Natomiast, jeśli zioła zostaną dodane tak jak w przypadku tradycyjnego wyrobu wemutu, tzn. w postaci maceratu po zakończonej fermentacji, to zakażenie jest niemożliwe z powodu działania stężonego roztworu etanolu na materiał roślinny w czasie maceracji. A nawet, jeśli będzie ona pominięta i zioła zostaną wsypane bezpośrednio do zbiornika z przechowywanym winem, to również szanse rozwoju szkodliwych drobnoustrojów będą niewielkie ponieważ młode wino nie zawiera prawie tlenu i związków odżywczych, natomiast obecne są: alkohol, dwutlenek siarki oraz pewne ilości dwutlenku węgla.
W miodosytnictwie czystość mikrobiologiczną materiału roślinnego można pominąć, gdyż miody zaprawiane poddawane są długiemu procesowi sycenia (de facto - gotowania), który niszczy formy wegetatywne drobnoustrojów.
5. Pomimo tylu negatywnych skutków dodawania ziół do nastawów celowe wydaje się przeprowadzenie odpowiednich badań nad zastosowaniem wybranych ziół jako stymulatorów fermentacji.

Podsumowanie

1. Goździki, tymianek, imbir, cynamon oraz kolendra w badanych warunkach działały hamująco na fermentację .
2. Nie wykazano znaczniejszego działania ziela angielskiego.
3. Gałka muszkatołowa i piołun wpływały stymulująco na tempo fermentacji.

Podziękowania

Dziękuje dr inż. Jackowi Grzybowi z Katedry Mikrobiologii Wydziału Rolniczo-Ekonomicznego Akademii Rolniczej w Krakowie za bezinteresowną pomoc w realizacji badań.

Literatura

1. Ciesielski T. "Miodosytnictwo" Lwów, 1925
2. Cieślak J.: "Domowy wyrób win owocowych"; Warszawa : Wyd. Watra, 2001
3. Snyder P. Antimicrobial effects of spices and herbs, Hospitality Institute of Technology and
Management; St. Paul, Minnesota, 1997
4. Tuszyński T., Makarewicz M.: Wpływ ekstraktów ziołowych na wzrost wybranych szczepów drożdży Saccharomyces cerevisiae, Żywność Technologia Jakość, 2000, 1 (22), 37-44.


Pierwotnie opublikowano w kwartalniku Winiarz Polski nr 2/2007