Чистые культуры дрожжей и бактерий.

Чистые культуры микроорганизмов — это популяции микро­бов, принадлежащих к одному определенному виду, штамму, выделенные из одной клетки и специально отселекционированные для определенных условий.

В винодельческой промышленности наибольшее распростра­нение получило применение чистых культур дрожжей для про­ведения спиртового брожения сусла или мезги, шампанизации и хересования виноматериалов. Возрастает роль чистых культур молочнокислых бактерий и дрожжей рода Schizosaccharomyces при управлении процессами биологического кислотопонижения сусла и виноматериалов, дрожжей рода Saccharomycodes для биологической десульфитации.

Первые публикации о роли микроорганизмов при производ­стве вина появились в 1857 г. благодаря исследованиям Луи Пастера, по праву считающегося основоположником микробио­логии виноделия. Его работы заложили фундамент научно обо­снованного винодельческого производства.

Важным этапом развития технической микробиологии было появление методов выделения клеток микроорганизмов в изоли­рованном состоянии, в виде чистых культур. Чистые культуры винных дрожжей вида Saccharomyces Mipsadeus с ягод вино­града были выделены Э. Ганзеном в 1883 г. Он же разработал способ выделения дрожжей из одной клетки посевом на плот­ные среды с контролем микроскопированием.

Одной из первых стран мира, где в XIX в. начались научные исследования по выделению и отбору местных штаммов дрож­жей чистых культур, была Россия. Значительный научный и практический вклад в развитие этого направления внесли рус­ские ученые А. Е. Саломон, К. А. Рудзский, М. А. Ховренко, Г. И. Гоголь-Яновский, М. Ф. Щербаков и А. М. Фролов-Багреев. В 1897 г. А. М. Начтюковым в Магарачской энохимической лаборатории Никитского ботанического сада (г. Ялта) была соз­дана отечественная коллекция (музей) чистых культур винных дрожжей.

Значительную роль в повышении качества вин, а также в бо­лее широком применении чистых культур дрожжей в отечествен­ном виноделии сыграло введение М. А. Герасимовым в 1924— 1926 гг. отстаивания сусла с сульфитацией его определенными дозами S02.

Чистые культуры дрожжей (ЧКД). Чистые культуры дрож­жей — это культуры, выделенные из одной клетки и специально подобранные путем селекции для определенных типов вин. Суще­ствует несколько методов получения изолированных единичных клеток дрожжей. Наиболее доступный из них — метод Коха, предполагающий разбавление исходного материала в 100—1000 раз стерильной водой или стерильным виноградным суслом. После разбавления, стерильной пипеткой помещают по 1—3 кап­ли полученной жидкости в 3 стерильные чашки Петри, добавля­ют туда из пробирок по 10 мл стерильного агаризованного виноградного сусла при 40—45°С, равномерно распределяют содержимое в чашке и оставляют в горизонтальном положении для застывания. Через 3—4 суток на поверхности агара появляются колонии дрожжей, образовавшиеся из отдельных дрожжевых клеток на достаточном удалении одна от другой. Затем каждую колонию дрожжей переносят с соблюдением стерильности в от­дельную пробирку со стерильным виноградным суслом или сус­лом-агаром.

В качестве чистых культур используют дрожжи определенных родов, видов и рас, положительно зарекомендовавших себя при выработке вин в лабораторных и заводских условиях. Применяя ЧКД, можно получать вина с заранее заданными качествами.

Чтобы не допустить развития диких дрожжей в виноградном сусле или мезге, в практику промышленного виноделия как обязательные приемы введены сульфитация свежеотжатого сус­ла или мезги в дозе 75—150 мг/л SO2, отстаивание сусла перед брожением в течение 12—24 ч и снятие с осадка. При этом большая часть находившихся в сусле (мезге) диких дрожжей подавляется диоксидом серы и оседает на дно. После отстаивания сусло снимают с осадка, а для ускорения забраживания и окончательного подавления оставшихся сорняков в сусло или мезгу добавляют свежеразмноженную чистую культуру сильных, приученных к диоксиду серы винных дрожжей, на которых и происходит брожение.

Проведение брожения на ЧКД имеет ряд преимуществ по сравнению со спонтанным: сусло забраживает быстрее, броже­ние протекает без замедления и остановок, сахара в сусле сбра­живаются достаточно полно, спирта в винах образуется на 0,1— 1,0% об. больше, вина содержат меньше летучих кислот и лету­чих эфиров, быстрее осветляются и обладают более чистым аро­матом и вкусом.

Среди ученых нет, однако, единого мнения о целесообразности применения ЧКД для сбраживания сусла или мезги. В ряде винодельческих стран (Франция, Италия, Португалия, Испания) ЧКД не используют регулярно и некоторые из лучших вин мира получают путем спонтанного брожения. Реше­ние вопроса осложняется тем, что брожение виноградного сусла (мезги) с использованием ЧКД не является абсолютно чистым, особенно при непрерыв­ном брожении. Виноградное сусло или мезга не стерилизуются, поэтому в брожении участвуют природные дрожжи, попадающие в среду с ягод вино­града и оборудования перерабатывающих предприятий. При внесении в не­стерильное сусло (мезгу) чистой культуры дрожжей нет уверенности в том, что брожение проходит именно на ней, а не на природных дрожжах сусла или мезги. Так как между различными видами дрожжей существует антаго­низм, то иногда ЧКД, внесенная в сусло или мезгу, вытесняется местной ра­сой, которая оказывается более конкурентоспособной. До сих пор нет доступных методов контроля чистоты брожения на внесенной культуре или местных штаммах. В этих условиях возможно лишь прогнозировать конечный резуль­тат по известным характеристикам роста микроорганизмов. К тому же качест­во вина в значительно большей степени зависит от сорта винограда и района его произрастания, чем от дрожжей.

Поэтому в традиционных районах виноградарства и виноделия вместо внесения чужеродной чистой культуры целесообразнее проводить селекцию дрожжей в пределах виноградника. Также выявлено, что при совместном культивировании дрожжи, длительное время хранящиеся в музейных условиях, более подвержены вытеснению расами, недавно выделенными из производ­ственных субстратов.

При нормальном составе сусла (мезги) и благоприятных температурных условиях брожение может сравнительно успеш­но проходить без применения ЧКД. Однако такое брожение не гарантирует получения вина высокого качества, особенно при сбраживании крупных партий сусла или мезги.

Применение ЧКД является обязательным в тех случаях, когда сбор винограда производится в холодную, дождливую осень и ягоды легко подвергаются загниванию; когда сусло от­личается высокими показателями сахаристости и титруемой кис­лотности, требует внесения больших доз сернистой кислоты; когда брожение проходит при высокой или низкой температуре; при производстве красных вин с экстрагированием красящих веществ нагреванием мезги; при дображивании недобродов; при приготовлении игристых вин и хереса; при сортоиспытании.

У нас «Общими правилами переработки винограда на виноматериалы» применение ЧКД является обязательным техно­логическим приемом при производстве вин всех типов.

Чистые культуры бактерий. Для выделения чистых культур бактерий прибегают к многократному рассеву смешанной куль­туры на плотную среду. При этом колонии бактерий обычно раз­виваются из одной или нескольких клеток одного вида. Потом­ство одной вегетативной клетки, называемое клоном, образует колонию, характерную для данного вида. Чтобы обеспечить на­копление клеток определенного вида бактерий, создают условия, оптимальные для размножения этого вида и неблагоприятные для других видов.

Для снабжения винодельческой промышленности чистыми культурами дрожжей и бактерий, изучения и отбора лучших рас, характеризующихся высокими производственными показа­телями, созданы специализированные коллекции чистых куль­тур микроорганизмов. Такими коллекциями располагают неко­торые научно-исследовательские учреждения, в частности «Магарач». Коллекция культур института «Магарач» состоит из нескольких сот рас дрожжей-сахаромицетов, выделенных в различных винодельческих районах. Подавляющее большинство из них (около 400 культур) принадлежит видам S. vini, S. oviformis. S. uvarum и др.

Чистые культуры дрожжей и бактерий хранят в музеях чи­стых культур микроорганизмов при температуре 5°С в пробир­ках на плотных или жидких питательных средах. Два раза в год делаются пересевы на свежие питательные среды, чтобы об­новить культуру.