Необычные источники вкуса и аромата солодового виски

Шотландский виски представляет собой продукт комбинированного спиртового и молочнокислого брожения. В этом процессе участвуют дрожжи S. cerevisiae и бактерии. Из всех видов бактериального заражения единственное, которое может положительно влиять на изменение химического состава сусла — это молочнокислое брожение.

Такое сырье, как кукуруза, рожь, пшеница и соложеный ячмень привносят разнообразную микробную нагрузку на винокурню. В отличие от пива, сусло при производстве шотландского солодового виски не кипятят. Это нужно, чтобы ферменты продолжали свою работу по обеспечению полного гидролиза крахмала на глюкозу, мальтозу и другие сбраживаемые сахара во время последующей стадии процесса — ферментации.

Хотя большинство молочнокислых бактерий погибает в процессе затирания, некоторые выживают и присутствуют в фазе сбраживания, в тех же условиях среды, что и дрожжи [8, 9]. Например, МКБ не нуждаются в кислороде для роста, живут при высоких концентрациях сахара, умеренных температурах, более низких значениях pH и т.д. [1]

Многие микроорганизмы колонизируют трубопроводы, теплообменники и другие части винокурни.

В зависимости от уровня очистки бродильных чанов и связанных с ними трубопроводов, лактобациллы будут развиваться до разных уровней микробиологического загрязнения сусла. Если на стадию ферментации попадает большое количество микрофлоры (более 10⁶ клеток / мл), она сильно разрастается, конкурирует за питательные вещества, подавляет дрожжи и снижает выход спирта [2, 7, 8, 10].

Зачем в сусле лактобациллы

В попытке уловить некоторые уникальные ароматы, которые может предложить молочно-кислое брожение, винокуры могут применять такие методы, как намеренная недостаточная очистка ферментеров, определенная временная задержка перед добавлением дрожжей в затор или непосредственное добавление бактерий, а также побочных продуктов их жизнедеятельности в сусло.

Некоторые производители американского виски намеренно выставляют затор на открытом воздухе для создания «кислого сусла», делающего вкус бурбона более однородным. Однако большинство производителей практикуют позднюю молочную ферментацию, когда дрожжевые клетки уже достигли стационарной фазы. В этом случае МКБ растут на остаточных питательных веществах и автолизе дрожжевых клеток [3, 4, 11, 12].

Так пробы сусла позднего брожения, взятые на 23 заводах по производству солодового виски из основных регионов Шотландии, позволили выделить шестьдесят четыре штамма Lactobacillus, сгруппированных в 26 различных «риботипов» (анализ дифференциации последовательностей ДНК). Исследование выявило Lactobacillus brevis, Lactobacillus fermentum, Lactobacillus paracasei и Lactobacillus pentosus как основные виды, присутствующие на всех винокурнях. Оставшаяся микрофлора была характерна для региона и, в некоторых случаях, для отдельного винокуренного завода [5].

Повторный отбор таких проб в рамках одной винокурни (Glenkinchie) в течение года показал, что спектр присутствующих бактерий является стабильным, но на него влияют смена производством одного вида солода на другой, а также период закрытия винокурни для ежегодного обслуживания.

Развитие молочно-кислого брожения

Работа Sylvie van Beek и Fergus G. Priest [6] показывает, что развитие сообщества МКБ при ферментации солодового виски происходит в три основных этапа.

Первоначально рост бактерий подавляется за счет сильного роста дрожжей. На этой ранней стадии анализ сусла выявляет Streptococcus thermophilus или Saccharococcus thermophilus, Lactobacillus brevis и Lactobacillus fermentum. Под флуоресцентным микроскопом кокки и палочки проявляли симптомы стресса, предположительно из-за температурного шока после затирания и массивной конкуренции со стороны дрожжевых клеток.

Средняя фаза начинается через 35-40 часов после инокуляции дрожжей и характеризуется экспоненциальным ростом лактобацилл и остаточным метаболизмом дрожжей. В образцах ферментируемого сусла обнаруживают Lactobacillus casei или Lactobacillus paracasei, L. fermentum и Lactobacillus ferintoshensis.

Рост бактерий сопровождается накоплением уксусной и молочной кислот и метаболизмом остаточных мальтоолигосахаридов. Высокие концентрации уксусной и молочной кислот пагубно влияют на жизнеспособность дрожжей и будут способствовать их гибели в процессе ферментации [7].

К 70 часам заключительная фаза ферментации, когда количество бактерий больше не увеличивается, но молочная кислота продолжает накапливаться, характеризуется разрушением и смертью дрожжевых клеток. Обнаруженные бактерии филогенетически родственны Lactobacillus acidophilus и Lactobacillus delbrueckii.

Влияние лактобацилл на вкус солодового виски

По биохимической деятельности молочнокислые бактерии делят на гомоферментативные и гетероферментативные [13]. Они могут влиять на аромат и вкус спирта двумя способами.

Во-первых, МКБ снизят pH сусла за счет производства уксусной и молочной кислот. Более низкий pH бражки влияет на летучесть и активность различных ароматических соединений во время ферментации и дистилляции.

Наличие в сусле органических кислот и спиртов приводит к частичному взаимодействию их с образованием сложных эфиров, которые даже при незначительном содержании играют заметную роль в формировании аромата напитка на зерновой основе, развиваются и меняются с течением времени по мере выдержки виски в бочке.

Так, молочная кислота реагирует с этанолом во время дистилляции с образованием этиллактата, что является положительным моментом и связано с поздним молочным брожением.

Наряду с органическими кислотами лактобациллы в большем или меньшем количестве накапливают побочные продукты метаболизма: этиловый спирт, глицерин, углекислый газ и др., — на образование которых используется сахар. Гетероферментативные МКБ могут использовать пентозные сахара, которые Saccharomyces cerevisiae не могут сбраживать, поэтому они не обязательно конкурируют за ресурсы.

Во-вторых, лактобациллы могут продуцировать определенные ароматические соединения, которые уникальным образом влияют на органолептику виски. Хотя гомоферментативные бактерии всегда немного снижают выход спирта, они могут метаболизировать продукты автолиза умирающих дрожжей, например клеточные мембраны, содержащие большое количество жирных кислот. Полученные при этом гаммадекалактон и гаммадодекалактон производят тяжелый сладкий и жирный аромат, который также присутствует в абрикосах и персиках.

Другое вещество, называемое диацетилом, придает маслянистые ноты напитку и часто рассматривается как негативно влияющее на вкус, может вырабатываться особой бактерией под названием педиококк.

Кроме того, МКБ могут изменять фенольные ароматы. Дымный аромат которые становятся более тусклыми и мягким, особенно, если брожение продолжается дольше.

А вот присутствие Lactobacillus acidophilus в сусле увеличивает концентрацию кетона дамасценон. Он обладает цветочным, травяным, табачным ароматом и является важным вкусовым компонентом виски.