فهم التخمير الكحولي.

العالم الصغير المخمر

النبيذ هو المشروبات الحية.

تصوير لينسي رينديل.

هناك شيء عن النبيذ. يبدو أنه يجذبنا ، يأسرنا ، يربطنا بالناس الذين نستمتع به.

لست متأكدا ما هو بالضبط ؛ سواء كانت النكهات والروائح ، والكحول نفسه أو القصص التي تكمن وراءه - ولكن يبدو أنه لا يسكر فقط الحواس ولكن العقل أيضًا.

لقد تم صناعة النبيذ منذ ما لا يقل عن 8000 عام - ربما لفترة أطول - ويبدو أننا نجحنا في ذلك منذ الأيام الأولى.

لقد لعبت دورًا مهمًا في العديد من المهرجانات الدينية ، من فجر الحضارة (كما نعرفها) حتى يومنا هذا. إنها أداة تشحيم وتمكين اجتماعي ؛ في جورجيا (يُعتقد أنها مسقط رأس الخمر) لا يوجد شيء أكيد أو وليمة كاملة بدونها. إنها شكل من أشكال الزراعة يشمل (في أفضل حالاتها) بسهولة أكثر من مجرد إنتاج للاستهلاك ؛ إنه شكل فني يمكن للكثيرين منا تقديره.

وبطبيعة الحال ، النبيذ سارت الامور بشكل جيد مع الجبن.

ومع ذلك ، على الرغم من أن الكثير من الناس يشربون الخمر على أساس منتظم ، يبدو أن هناك الكثير من سوء الفهم حول كيفية زراعة العنب ، وكيف يتم صنع النبيذ وأفضل طريقة للاستمتاع بها.

حتى بعد العمل كمحترف في صناعة النبيذ لمدة ثماني سنوات ، يبدو أنني أتعلم شيئًا جديدًا عن النبيذ كل يوم.

على الرغم من حصولي على شهادة علمية ، والعمل كقذيفة ، وبالطبع امتلاك نسخة من "فن التخمير" ، لم أكن قد رأيت حقًا رأسي حول واحدة من أكثر العمليات الأساسية ورائعة حتى بدأت في صنع النبيذ. - والكائنات الحية الدقيقة وراءها - التي تخلق الخمور التي نعرفها ونحبها. إليك لمحة سريعة عما تحتاج إلى معرفته وأنت تستهلك مشروبك الحي.

التنفس اللاهوائي

قبل أن نفهم حقًا التخمير ، نحتاج أولاً أن نفهم ماذا يفعل ولماذا هو مطلوب.

أنا متأكد من أن الجميع قد سمع بالتنفس. إنها واحدة من أكثر الوظائف الأساسية والأساسية التي تؤديها خلايانا. هذا ما يبقينا على قيد الحياة ، مما يسمح لنا بالتحرك والنمو. عندما نتوقف عن التنفس ، نموت.

يحدث التنفس في الميتوكوندريا لدينا ، عضيات صغيرة موجودة في كل من خلايانا. إن وظيفتها الأساسية هي توفير الطاقة لجميع وظائفنا الخلوية الأخرى ، باستخدام الغذاء والأكسجين كمدخلات. يمكن تمثيله بالمعادلة التالية ؛

هذه العملية البسيطة والأساسية هي السبب في أننا بحاجة إلى تناول الطعام والتنفس. تُعرف النسخة اللاهوائية (الخالية من الأكسجين) في التنفس باسم التخمير. يمكن تمثيله بالصيغة أدناه ؛

ليست كل الكائنات قادرة على القيام بالتخمير في غياب الأكسجين ، ولكن يمكن للكثير منها.

بعض الكائنات الحية الدقيقة لا تتفاعل إلا لاهوائيًا ، بينما يمكن للآخرين ، مثل البشر ، القيام بالأمرين معا.

لا ينتج التخمير دائمًا الكحول - على سبيل المثال ، يتم التخمير بواسطة نفس النوع من الخميرة لإنتاج كلا من النبيذ والخبز المخمر. في الخبز ، تنتج الخميرة أحماض عضوية بدلاً من الكحول ، وبالتالي النكهة الحامضة التي يستمتع بها الكثير منا في العجين المخمر. على غرار الأطعمة مثل مخلل الملفوف واللحوم المخمرة وبعض الأجبان والمشروبات غير الكحولية.

في البشر ، المنتج الثانوي للتنفس اللاهوائي هو حمض اللبنيك ، وهذا هو السبب في إصابة عضلاتك بعد تمرين مكثف بشكل خاص.

التنفس هو الأسلوب المفضل لإنتاج الطاقة في العديد من الكائنات الحية لأنه أكثر فاعلية من التخمر.

يشير الـ 38 أمام ATP في معادلة التنفس إلى أن 38 من جزيئات ATP يتم إنتاجها من جلوكوز واحد وستة جزيئات أكسجين.

في معادلة التخمير ، يتم إنتاج جزيئين فقط من ATP من نفس كمية الجلوكوز. بالنظر إلى أن الجلوكوز كان نادرًا من الناحية التاريخية ، في حين كان الأكسجين غزيرًا نسبيًا ، فإن الكائنات الحية التي لديها الوسائل لاستخدام التنفس بشكل تفضيلي للحصول على الطاقة ؛ يعامل التخمير كخطة احتياطية.

التخمير في النبيذ

الصورة بواسطة Zbynek Burival على Unsplash.

خميرة الخميرة هي سلالة الخميرة المستخدمة بشكل عام لإجراء التخمير في النبيذ ، على الرغم من أن هناك العديد من الأنواع الأخرى التي تلعب دورا وتوجد على العنب لأنها تقترب من النضج في كرم العنب. هذا هو السبب في أن الخمور يمكن أن تخمر تلقائيا.

أنواع مختلفة من الخميرة وحتى سلالات مختلفة من S. cerevisiae تنتج ملامح نكهة مختلفة جدا. Hanseniaspora هي الخميرة الموجودة في أعلى التركيزات على العنب عندما يتم التقاطها ويمكن أن تلعب دورًا مهيمنًا في تخمير بعض أصناف العنب ، خاصة في المراحل الأولية من التخمير ، وتنتج مجموعة مختلفة من الخصائص الحسية ل S. cerevisiae.

من أجل أن يحدث التخمير ، تحتاج الخميرة إلى بيئة لاهوائية ، وإلا فلن تكون ناجحة مثل أي نوع آخر من الكائنات الحية ، مثل القوالب ، التي تزدهر في البيئات الهوائية. تحتاج الخمور ، وخاصة تلك التي تحتوي على الجلود والسيقان ، إلى إدارة مستمرة حتى يتم تخمير السكريات تمامًا لهذا السبب ، وغالبًا ما يكون التعرض للأوكسجين محدودًا.

يمكن التحكم في معدل التخمير بواسطة درجة الحرارة. درجات الحرارة الدافئة تسمح بتفاعلات كيميائية أسرع. درجات الحرارة الباردة تبطئ الأمور (نوع من مثلنا).

تتحكم حرارة التخمير أيضًا في ما هو متاح بيولوجيًا للخميرة وبالتالي ما هي النكهات التي تنتجها. تميل التخميرات المبردة إلى إنتاج الخمور التي تحتوي على مركبات عطرية أكثر ومركبات فينولية أقل. تميل التخميرات الأكثر دفئًا إلى استخراج المزيد من الفينول ولكنها تفقد بعض العطريات.

في النبيذ الأبيض ، يمكنني في كثير من الأحيان اختيار تخمير حار من استرات تشبه الموز أيضا.

هناك مجموعة تعمل ضمنها هذه المبادئ - أقل من 5 أو 6 درجات مئوية وستتوقف الأمور ، أعلى من حوالي 35 درجة مئوية وستعاني الخميرة من الإجهاد الحراري.

فين Jaune الشيخوخة في برميل العرض. بإذن من أرنود 25 عبر ويكيميديا.

هناك أنواع أخرى من الكائنات الحية الدقيقة في النبيذ بخلاف الخميرة فقط. على سبيل المثال ، تخضع بعض الخمور لما نسميه التخمير الثانوي أو الخبيث. هذا هو تحويل حمض الماليك إلى حمض اللبنيك ، يتم بواسطة نوع من البكتيريا تسمى Oenococcus oeni.

سلالات مختلفة من S. cerevisiae يمكن أن تؤدي وظائف مختلفة. بصرف النظر عن مجرد تحويل السكر إلى الطاقة والكحول وثاني أكسيد الكربون ، هناك سلالات من الخميرة التي تشكل طبقة واقية بيضاء تعرف باسم فلور أو حجاب أو زهرة ، على نبيذ في برميل لا يعلوه تمامًا ويحمل بعض الأكسجين. تحمي خميرة الأزهار النبيذ من تلف الأكسجين بينما تستقلب في الوقت نفسه الإيثانول إلى الأسيتالديهيد ، وهي رائحة ونكهة تميز الكرز والنبيذ الأبيض المنتج في جورا ، وأبرزها فين جايون (المفضل لدي!).

أنواع أخرى من الميكروبات ، بما في ذلك Lactobacillus ، المسؤولة عن حالات مثل "mousiness" والحموضة المتطايرة (VA) ، Brettanomyces ، أو "بريت" التي يحبها البعض ويكرهها الآخرون (يمكنني تحملها بكميات صغيرة) ، و Botrytis cinerea ، والمعروف باسم التعفن النبيلة ، الذي يجفف العنب ويركز السكريات ، وخلق بعض من أشهر أنواع النبيذ الحلو في العالم.

يمكن التحكم في وجود أو عدم وجود كل هذه من خلال معالجة النظافة ، والتعرض للهواء ، ودرجات الحرارة ، وإضافات الكبريت وغيرها من تقنيات المعالجة مثل التصفية والتغريم (على الرغم من أنني في صناعة النبيذ الطبيعي ، فإنني أتناول نهج النظافة للتعرض للهواء).

عموما يتم تخزين النبيذ في حاويات تحد من التعرض للأكسجين لحمايته من مزيد من التخمير من الكحول إلى الخل. ومع ذلك ، إذا كنت ترغب في صنع الخل ، فسيكون ذلك بسيطًا جدًا - قم بتعريض النبيذ للأكسجين لفترة كافية وقد يصبح ملوثًا بـ Acetobacter ، الذي يحول الإيثانول إلى حمض الخليك (الخل) من خلال التنفس.

فقاعات في النبيذ

هل تساءلت يوما كيف تحصل الفقاعات على النبيذ الفوار؟ هناك ثلاث طرق شائعة تعتمد على التخمير ، والتي تطير عمومًا تحت أعلام الأسلاف والتقليدية والدبابات.

إنه بسيط جدًا حقًا - في طريقة الأجداد ، يتم تعبئة النبيذ قبل أن ينتهي تمامًا من الجزء الرئيسي من تخميره ، أي تحويل السكر إلى كحول. تستمر في التخمر في الزجاجة ، ولكن حيث يهرب ثاني أكسيد الكربون عادة من وعاء التخمير في الهواء المحيط ، فإنه بدلاً من ذلك محاصر في الزجاجة ولا يتم إطلاقه حتى يتم فتحه.

الطريقة التقليدية تعمل على نفس المبدأ ، باستثناء أن النبيذ قد انتهى من كل التخمير الأساسي عندما يكون معبأ في زجاجات. ومع ذلك ، فإن إضافة الخميرة والسكر (المعروفة باسم الجرعة) عند تعبئة الزجاجات ستبدأ عملية التخمير مرة أخرى وتنتج نفس النتيجة. في كلتا الحالتين ، هناك القليل من العمل المتوازن للتأكد من حصولك على الفقاعات ولكن ليس كثيرًا ، مما يعني بشكل أساسي تعبئة الزجاجات في الوقت المناسب أو التحكم في الجرعة. إذا قمت بتخزين كمية كبيرة من السكر المتبقية أو كان لديك نسبة عالية جدًا من السكر في الجرعة ، فسيكون النبيذ كبيرًا عند فتحه وسوف ينفجر خارج الزجاجة عند فتحه. لا يكفي وستكون الفقاعات بالكاد قابلة للاكتشاف.

تحصل بعض الخمور على فقاعاتها من طريقة ثالثة ، وهي كربنة اصطناعية تُعرف باسم طريقة الخزان (مثل تلك المستخدمة في البيرة المنتجة بكميات كبيرة) ، لكنني أميل إلى الابتعاد عن هذه الخمور. بصرف النظر عن حقيقة أن الفقاعة عادة ما تكون أكثر خشونة وأقل حساسية ، فإن الطريقة تستخدم في الغالب لإنتاج نبيذ فوار بكميات كبيرة (أتحدث هنا عن 10 دولارات من دولارات الولايات المتحدة هنا) - وهي بالتأكيد ليست حية.

إذن فهناك - مقدمة سريعة لعملية التخمير لأنها تتعلق بالنبيذ. من المذهل والرائع التفكير في جميع الكائنات الحية الدقيقة التي لعبت دوراً ما في خلق ما في زجاجك - عالم مخمر قليلاً.