biotehnološka proizvodnja jabolčnega vina - Univerza v Ljubljani
biotehnološka proizvodnja jabolčnega vina - Univerza v Ljubljani
biotehnološka proizvodnja jabolčnega vina - Univerza v Ljubljani
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
UNIVERZA V LJUBLJANI<br />
BIOTEHNIŠKA FAKULTETA<br />
ŽIVILSKA TEHNOLOGIJA<br />
BIOTEHNOLOŠKA PROIZVODNJA JABOLČNEGA<br />
VINA<br />
Jasmina HIMELRAJH, Mojca GROBLER, Martin GREGORICH<br />
(študentje tretjega letnika študija Živilske tehnologije)<br />
prof. dr. Peter Raspor in asist. dr. Maja Paš (mentorja)<br />
Ljubljana, 2003<br />
*Seminarska naloga pri predmetu Biotehnologija
Biotehnološka <strong>proizvodnja</strong> <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong>, Seminar, Biotehniška fakulteta, Študij živilske tehnologije, 2003. 2<br />
POVZETEK<br />
Jabolčno vino (cider) je proizvod pridelan iz jabolk po posebnem tehnološkem postopku.<br />
Vsebnost alkohola je 4-5%. Proizvodnja <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong> je podobna proizvodnji pridelave<br />
<strong>vina</strong> iz grozdja. Razlikuje se le v posameznih stopnjah. Pomemben je že sam izbor surovine,<br />
kajti dobro jabolčno vino lahko dobimo le iz sort jabolk, ki imajo večjo kislino. Ker sok po<br />
stiskanju močno porjavi, ga je potrebno takoj žveplati. Med procesom fermentacije v jabolčni<br />
sok dodajamo kvasovke iz rodu Saccharomyces cerevisiae, ki začnejo alkoholno vrenje.<br />
Pojavijo pa se tudi ocetnokislinske in mlečnokislinske bakterije. Biokemijsko je jabolčno vino<br />
sestavljeno iz vode, razpoložljivih ogljikovih hidratov, etanola, mineralov, sadne kisline,<br />
invertnega sladkorja, glicerola. Zasledimo pa tudi fenolne in dušikove komponente. Poznamo<br />
več vrst <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong>: peneče, belo, brezalkoholno ali nizko alkoholno, suho ali sladko<br />
jabolčno vino. Uporablja se ga v prehrani, kot dopolnilo k jedi ali pa iz njega naredimo s<br />
pomočjo ocetnokislinske fermentacije jabolčni kis. V Veliki Britaniji je jabolčno vino<br />
definirano kot pijača, ki nastane iz fermentiranega <strong>jabolčnega</strong> soka. Podobni izrazi, kot na<br />
primer cidre oziroma sidra, pa se uporabljajo v Franciji in Španiji. Cider se proizvaja tudi v<br />
Nemčiji in na Švedskem, čeprav nimajo specifičnega izraza za poimenovanje te alkoholne<br />
pijače in zato uporabljajo kar izraz jabolčno vino. V ZDA in Kanadi izraz cider označuje<br />
nefermentiran jabolčni sok; medtem ko hard cider pomeni, da je fermentiran.<br />
SUMMARY<br />
Apple wine (cider) is product produced from apples by the special technological procedure. It<br />
contains 4 – 5 % alcohol. Production of apple wine is alike to production of grape wine. The<br />
difference is only in separate degrees. The selection of primary materials is very important,<br />
beceuse good apple wine can only be produced from those sorts, that are containing more acid.<br />
After pressing the apple juice, it turns out brown, that is why it must be added SO2<br />
immediatly. During the process of fermentation we add yeasts Saccharomyces cerevisiae,<br />
that the fermentation beginns. Acetic acid and lactic acid bacterias are also appearing.<br />
Biochemically, apple wine contains water, available carbohydrates, ethanol, minerals, fruit<br />
acids, invert sugar, glycerol.There is also a trace of fenol and nitrogen components. We know<br />
more kinds of apple wine: sparkling apple wine, white apple wine, acohol free or apple wine<br />
with small % of alcohol, dry or sweet apple wine. Apple wine is used in nutrition, as<br />
supplement to meals, or we can make apple vinegar with help of acetic acid fermentation.In<br />
Great Britain apple wine is determined as beverage, made from fermented apple juice. Similar<br />
terms like cidre or sidra are used in France and Spain. Cider is also produced in Germany and<br />
in Sweeden, but they do not have special terms to name this acohol beverage, so they use term<br />
apple wine. In USA and Canada cider is term for nonfermented apple juice; term hard cider is<br />
name for fermented apple juice.
Biotehnološka <strong>proizvodnja</strong> <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong>, Seminar, Biotehniška fakulteta, Študij živilske tehnologije, 2003. 3<br />
KAZALO VSEBINE<br />
POVZETEK ................................................................................................................................2<br />
SUMMARY ................................................................................................................................2<br />
KAZALO VSEBINE...................................................................................................................3<br />
2. ZGODOVINA JABOLČNEGA VINA...................................................................................5<br />
3. MIKROBIOLOŠKE OSNOVE JABOLČNEGA VINA.........................................................8<br />
3.1 Kvasovke ..........................................................................................................................8<br />
3.2 Mlečnokislinske bakterije..................................................................................................8<br />
3.3 Ocetnokislinske bakterije ..................................................................................................9<br />
3.3.1 Gluconobacter ............................................................................................................9<br />
3.3.2 Acetobacter.................................................................................................................9<br />
4. BIOKEMIJSKE OSNOVE BIOPROCESA..........................................................................10<br />
4.1 Alkoholna fermentacija ...................................................................................................10<br />
4.2 Komponente substrata .....................................................................................................12<br />
4.2.1 Dušikove spojine ......................................................................................................12<br />
4.2.2 Fenolne spojine.........................................................................................................13<br />
5. BIOINŽENIRSKE OSNOVE BIOPROCESA......................................................................14<br />
5.1 Pripravljalni postopki ......................................................................................................14<br />
5.1.1 Priprava kleti in posode za skladiščenje..................................................................14<br />
5.1.2 Sprejem surovine ......................................................................................................14<br />
5.1.3 Izbor surovine...........................................................................................................14<br />
5.1.4 Pranje surovine .........................................................................................................15<br />
5.1.5 Prebiranje..................................................................................................................15<br />
5.1.6 Mletje........................................................................................................................15<br />
5.1.7 Stiskanje ...................................................................................................................15<br />
5.1.8 Priprava inokuluma ..................................................................................................16<br />
5.1.9 Žveplanje ..................................................................................................................16<br />
5.1.10 Razsluzenje.............................................................................................................17<br />
5.2 Potek bioprocesa..............................................................................................................17<br />
5.2.1 Alkoholna fermentacija ............................................................................................17<br />
5.3 Zaključni procesi .............................................................................................................19<br />
5.3.1 Pretok........................................................................................................................19<br />
5.3.2 Testi na neobstojne sestavine ...................................................................................19<br />
5.3.3 Žveplanje ..................................................................................................................19<br />
5.3.4 Čiščenje ....................................................................................................................20<br />
5.3.5 Filtriranje ..................................................................................................................20<br />
5.3.6 Stekleničenje in etikiranje ........................................................................................21<br />
5.3.7 Skladiščenje..............................................................................................................21<br />
6. EKOLOŠKI ASPEKT BIOPROCESA .................................................................................22<br />
7. UPORABA BIOPROIZVODOV V PREHRANI .................................................................23<br />
7.1 Posebne vrste <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong>........................................................................................23<br />
7.2 Pridobivanje <strong>jabolčnega</strong> kisa iz <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong>.............................................................24<br />
7.3 Sestava <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong>...................................................................................................24<br />
8. REFERENCE ........................................................................................................................25
Biotehnološka <strong>proizvodnja</strong> <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong>, Seminar, Biotehniška fakulteta, Študij živilske tehnologije, 2003. 4<br />
1. UVOD<br />
Jabolčno vino je pridelano na podoben način, s podobno tehnologijo kot vino iz grozdja.<br />
Jabolčno vino je alkoholni proizvod, ki nastane pri fermentaciji <strong>jabolčnega</strong> mošta in se<br />
razlikuje od nealkoholnega <strong>jabolčnega</strong> soka. V zadnjih letih je jabolčno vino postal pomemben<br />
komercialni produkt, katerega <strong>proizvodnja</strong> iz leta v leto narašča.<br />
Jabolčnem vinu dajo raznovrstnost različne sorte. Raznovrstnost in kakovost je odvisna od<br />
zemlje in klimatskih pogojev, v katerih jabolka uspevajo, pa tudi od same tehnologije<br />
predelave svežih jabolk, fermentacije soka, kot tudi od shranjevanja <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong>.<br />
Okus <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong> je odvisen od sort jabolk, vonj pa je odvisen od tehnoloških parametrov,<br />
ter dodanih kvasovk in rastnih faktorjev.<br />
Poznamo več različnih jabolčnih vin: peneče, suho ali sladko. To vino je polno sadne arome,<br />
osvežujoče z močnim bukejem, lahko pa je zelo grobo in rezko.<br />
Jabolčno vino prevladuje v severni Evropi, severozahodni Španiji, Japonskem, Koreji in<br />
Združenih državah Amerike. Pri nas lahko zasledimo jabolčno vino v severni Sloveniji<br />
(Lampret, 2000).
Biotehnološka <strong>proizvodnja</strong> <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong>, Seminar, Biotehniška fakulteta, Študij živilske tehnologije, 2003. 5<br />
2. ZGODOVINA JABOLČNEGA VINA<br />
Fermentacija <strong>jabolčnega</strong> soka za pridobivanje alkoholne pijače je verjetno stara že več kot<br />
2000 let . Pitje <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong> je bilo precej razširjeno že v času , ko so Rimljani zasedli<br />
Britanijo v 1. stoletju pred našim štetjem. V 3. stoletju so jabolčno vino pili po vsej Evropi. V<br />
11. in 12. stoletju je bilo bolj priljubljeno kot pivo.Jabolčno vino so poleg Rimljanov poznali<br />
tudi Kelti in Grki.<br />
Že v davni preteklosti so jabolčno vino pridobivali na dva načina. Pri prvem so kadi ali<br />
izdolbena debla napolnili z zrelimi jabolki, ki so jih potem udarjali in drobili s palicami tako<br />
dolgo,da se je izločil jabolčni sok, ki so ga pustili stati , da je fermentiral po naravni poti,<br />
zaradi okužbe z mikroorganizmi, ki sladkor spremenijo v alkohol. Na tak način so v Angliji<br />
pridobivali jabolčno vino vse do 17. stoletja. Pri drugem načinu so razkosana jabolka<br />
namakali v vodi. Tako so dobili bolj razredčeno alkoholno pijačo.<br />
Uporaba mlinov in stiskalnic je prinesla velik napredek pri pridobivanju <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong>.<br />
Enako tehniko, kot so jo Grki in Rimljani uporabljali za pridobivanje oljčnega olja so začeli<br />
uporabljati v Arabskem svetu za pridobivanje <strong>jabolčnega</strong> soka, od tu pa se je preko severne<br />
Afrike in Španije razširila po vsej Evropi.<br />
V Franciji so s pridelavo <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong> začeli v Normandiji, potem pa se je razširila po vsej<br />
Franciji. V 14 stoletju je bilo prodano celo več <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong> kot <strong>vina</strong>.<br />
V Britaniji je <strong>proizvodnja</strong> <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong> močno narasla potem, ko so jo v 11. stoletju zasedli<br />
Normani. Jabolčno vino so začeli uporabljati tudi kot plačilno sredstvo za plačilo desetin in<br />
najemnin. Največji strokovnjaki in pridelovalci <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong> so bili menihi. Samostani so<br />
bili obdani z velikimi sadovnjaki, ki so zagotovili zadostno količino jabolk za proizvodnjo<br />
<strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong> za lastne potrebe, pa tudi donosne presežke.<br />
V 17. stoletju je <strong>proizvodnja</strong> <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong> močno narasla, opazno pa je tudi izboljšanje<br />
kvalitete. Navdušenci so začeli sistematično preizkušati lokalna jabolčna <strong>vina</strong>,da bi določili<br />
najprimernejše sorte jabolk in njihove kombinacije, najprimernejšo zemljo in lego<br />
sadovnjakov. Vinetum Brittanicum iz leta 1676 je katalog vseh sort, ki bi lahko bile uporabne<br />
za pridelavo <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong>. Proučevati so začeli tudi izboljšave pridelave <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong>.<br />
Jabolka so zbrali v sadovnjaku, jih pokrili in uskladiščiti za mesec ali dva. Tako do dobili<br />
plodove z visoko vsebnostjo sladkorja in arome. Jabolka so zmleti v velikih kamnitih mlinih<br />
ali novejših malih lesenih mlinih. Zmleta jabolka so pred stiskanjem pustili stati dan ali dva,<br />
zaradi česar je vino dobilo bleščečo jantarno barvo in še več arome iz kože in <strong>jabolčnega</strong><br />
mesa.Oksidiralo je nekaj tanina, kar je zmanjšalo trpkost <strong>jabolčnega</strong> soka. Stiskalnica je bila<br />
preprosta , na vijak pritrjena plošča, ki so jo pomikali ročno. Iztisnjeni sok so zbirali v velikih<br />
sodih, ki so jih pokrili, da so preprečili dostop zraka. Soku niso dodajali ničesar. Fermentacija<br />
se je začela s pomočjo mikroorganizmov ki so bili na sadežih, mlinih,stiskalnicah in sodih.<br />
Nekateri pridelovalci so sledili francoskem vzoru in so sode prenesli v hladne kleti.<br />
Fermentacija je tam potekala počasneje. V sodu so težji delci potonili na dno, dvigajoči<br />
mehurčki plina, ki so nastajali med fermentacijo pa so dvigali pektin in druge netopne
Biotehnološka <strong>proizvodnja</strong> <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong>, Seminar, Biotehniška fakulteta, Študij živilske tehnologije, 2003. 6<br />
snovi na površino,kjer so tvorile rjav klobuk. Med obema plastema se je tvorila plast bistre<br />
tekočine,ki so jo pretočili v nov sod. Tako so odstranili odpadne snovi in mikroorganizme, ki<br />
bi lahko pokvarili jabolčno vino. Tako so odstranili tudi hranila in dosegli, da je fermentacija<br />
potekala zelo slabotno in nežno.Tako narejeno jabolčno vino je imelo več rezidualnega<br />
sladkorja.. Postopek pridelave <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong> je dodatno olajšal izum vodnega sifona, ki je<br />
omogočil, da sok med fermentacijo ni prišel v stik z zrakom.<br />
Angleži so leta 1640 prvi začeli jabolčno vino shranjevati v steklenicah.V začetku 18. stoletja<br />
so postopek prevzeli tudi Francozi. Po končani glavni fermentaciji so jabolčno vino<br />
ustekleničili. V steklenici je potekala le še neznatna pretvorba sladkorja v alkohol. Nastajajoči<br />
mehurčki ogljikovega dioksida so ostali ujeti v steklenici in so jabolčno vino varovali pred<br />
ocetnokislinskimi bakterijami. Ustekleničeno vino je ostalo sladko in se je penilo. Če so ga<br />
pustili uležati je prišlo še do sekundarne fermentacije, pri kateri se jabolčna kislina pretvarja v<br />
mlečno kislino in ogljikov dioksid, kar vinu zmanjša kislost in mu daje slastno uležano<br />
aromo.<br />
V drugi polovici 18. stoletja je do tedaj cvetoča <strong>proizvodnja</strong> <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong> v Angliji začela<br />
upadati. Trgovci so v želji po dobičku začeli odkupovati jabolčni sok izpod stiskalnice.<br />
Razredčili so ga z vodo in mešali s sokovi slabe kvalitete. Sok so prodajali na celino, od tam<br />
pa se je vračal v Anglijo v obliki cenenih šerijev .Jabolčno vino je postajalo pijača samo za<br />
žejo in se je soočilo s konkurenco <strong>vina</strong>,ki so ga pili bogatejši in piva, ki so ga pili revnejši<br />
sloji.Propadu proizvodnje <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong> je botrovala tudi množična zastrupitev pivcev<br />
<strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong> s svincem, ki je izviral iz pip in posod v katerih so shranjevali jabolčno vino.<br />
Ko je vlada leta 1763 za jabolčno vino uvedla enake davke kot za vino je večina<br />
pridelovalcev <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong> obupala in se preusmerila živinorejo in pridelavo koruze.<br />
Številni poskusi oživitve proizvodnje <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong> v Angliji so bili bolj ali manj<br />
neuspešni..<br />
V Ameriko so proizvodnjo <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong> prinesli kolonisti. Bilo je zelo priljubljeno, saj so<br />
bila <strong>vina</strong> iz vrst grozdja ki so uspevale v Ameriki skoraj neužitna, uvoženo vino pa je bil<br />
drago. Jabolčno vino je postalo plačilno sredstvo,z njim so plačevali trgovcem in zdravnikom<br />
in celo šolanje svojih otrok. V prvi polovici 19. stoletja je proizvodnjo zelo zavrl zakon o<br />
prepovedi proizvodnje in prodaje alkoholnih pijač.<br />
V Franciji je v drugi polovici 19.stoletja bakterija (phylloxera) povzročila propad večine<br />
vinogradov po vsej Franciji, kar je spodbudilo pridelavo <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong>.<br />
Največji pridelovalci <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong> v Evropi so Angleži in Francozi. Vse do 20. stoletja so<br />
jabolčno vino pridelovali na enak način. Takrat se je njihova razvojna pot pridelave <strong>jabolčnega</strong><br />
<strong>vina</strong> ločila.<br />
Francozi so ostali zvesti tradicionalnemu načinu pridelava <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong>, ki ostaja naraven<br />
izdelek, Izogibajo se industrijski pridelavi.Uporabljajo le določene vrste jabolk, proces<br />
pridelave je skrbno nadzorovan.Njihovo jabolčno vino je zaradi zaustavljene fermentacije<br />
sladko, vsebuje mehurčke naravno prisotnega ogljikovega dioksida in vsebuje manj alkohola.<br />
Polno je sadne arome in ima intenziven okus po jabolkih.
Biotehnološka <strong>proizvodnja</strong> <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong>, Seminar, Biotehniška fakulteta, Študij živilske tehnologije, 2003. 7<br />
Angleži uporabljajo industrijski način predelave jabolk.Angleški pridelovalci <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong><br />
smejo dodajati žveplov dioksid, da uničijo mikroorganizme, ki bi kvarili jabolčno vino.<br />
Namesto naravnih mikroorganizmov uporabljajo standardizirane in selekcionirane kvasovke.<br />
Za doseganje čim višje alkoholne stopnje dodajajo sladkor. Jabolčni sok vedno fermentira do<br />
konca, tako da je jabolčno vino suho. Za proizvodnjo sladkih jabolčnih vin suhemu vinu<br />
dodajajo sladila. V Angliji je vsebnost alkohola v jabolčnem vinu merilo kvalitete, zato<br />
njihova jabolčna <strong>vina</strong> vsebujejo do 8 % alkohola. Dodajajo mu ogljikov dioksid, da dobijo<br />
peneče vino. Novejši trend v Angliji pa je spet tradicionalna <strong>proizvodnja</strong> <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong>.<br />
(Morgan in Richards, 1993).
Biotehnološka <strong>proizvodnja</strong> <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong>, Seminar, Biotehniška fakulteta, Študij živilske tehnologije, 2003. 8<br />
3. MIKROBIOLOŠKE OSNOVE JABOLČNEGA VINA<br />
Tabela 1: Glavne vrste mikroorganizmov, izolirane iz <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong> (Lampret,2000)<br />
KVASOVKE<br />
MLEČNOKISLINSKE BAKT.<br />
OCETNOKISLINSKE BAKT.<br />
3.1 Kvasovke<br />
Brettanomyces sp.<br />
Hanseniaspora valbyensis<br />
Metschnikowia plucherrima<br />
Sacc. cereisiae var. uvarum<br />
Lactobacillus brevis<br />
Leuconostoc mesenteroides<br />
Leuconostoc oenos<br />
Acetobacter aceti<br />
Gluconobacter oxydans<br />
Kvasovke so filogenetsko različna skupina organizmov in pripadajo dvem glavnim taksomom,<br />
in sicer Ascomycotina in Basidiomycotina. Razmnožujejo se nespolno, praviloma z brstenjem<br />
nekatere pa s cepljenjem, in spolno. Večinoma je brstenje mnogostransko. Brsti se razvijejo po<br />
celi površini materine celice (primer Saccharomyces). Večino kvasovk poznamo kot<br />
enocelične organizme, nekatere pa razvijejo hife in psevdohife. Pomanjkanje kisika močno<br />
stimulira njihovo oblikovanje.<br />
Praktično vse kvasovke lahko v prisotnosti kisika oksidirajo sladkorje z respiracijskim<br />
sistemom ki, se nahaja v mitohondrijih. Večina jih je sposobna pretvoriti sladkor v etanol in<br />
ogljikov dioksid. Ker kisik ni vpleten v proces konverzije, ta praktično poteka pri anaerobnih<br />
pogojih. Etanol se lahko pojavlja tudi kot stranski proizvod metabolizma, tudi v primerih<br />
aerobnega procesa ob zadostni količini sladkorjev v mediju. Razumevanje delovanja kvasovk<br />
v različnih temperaturnih območjih ni povsem pojasnjeno (Raspor, 1996).<br />
3.2 Mlečnokislinske bakterije<br />
Mlečnokislinske bakterije so skupina, ki ne tvori spor. So G + koki in paličice. Njihova<br />
značilnost je <strong>proizvodnja</strong> mlečne kisline, ki je glavni končni proizvod ogljikovodikove<br />
fermentacije. So negativne na katalaz, mikroaerofilne, acidotolerantne in imajo manj<br />
citokromov. Zahtevajo določene prehranske pogoje, zato se nahajajo v s hranili bogatih<br />
okoljih, kot so: mleko, meso, zelenjava in sadje. Ta živila vsebujejo veliko enostavnih<br />
sladkorjev, ki jih potrebujejo za proizvodnjo energije v metabolnih procesih. Strogo<br />
fermentativne mlečno kislinske bakterije uporabljajo eno od dveh glavnih poti za razkroj<br />
ogljikovodikov, homolaktično ali heterolaktično (Lederberg, 2000).
Biotehnološka <strong>proizvodnja</strong> <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong>, Seminar, Biotehniška fakulteta, Študij živilske tehnologije, 2003. 9<br />
3.3 Ocetnokislinske bakterije<br />
Taksonomska zgodo<strong>vina</strong> bakterij odgovornih za ocetnokislinsko kisanje je zelo kompleksna.<br />
Asai je leta 1935 predlagal, da se rod Acetobacter razdeli na Acetobacter in Gluconobacter<br />
(Wood s sod., 1985).<br />
3.3.1 Gluconobacter<br />
Gluconobacter ima sposobnost tvoriti velike količine glukonske kisline iz glukoze. Ne tvori<br />
filmov v tekočem mediju in slabo uspeva v substancah ki vsebujejo etanol. So gram negativne<br />
bakterije, pozitivne na katalazo. Tipično zanje je da etanol oksidirajo v ocetno kislino. Dobro<br />
rastejo na glukozi in sladkih alkoholih, ne uspevajo pa na laktatu (Wood s sod., 1985).<br />
3.3.2 Acetobacter<br />
Celice so elipsoidne do paličaste oblike (0.6 X 4 mikrometre). Pojavljajo se posamezno ali v<br />
kratkih verigah. So aerobne in oksidirajo etanol v ocetno kislino to pa v ogljikov dioksid.<br />
Je gram negativna bakterija. Povzročajo tudi kvar <strong>vina</strong>. Večina sevov je pozitivnih na katalazo<br />
A. aceti- raste na natrijevem acetatu (Ray, 2001).
Biotehnološka <strong>proizvodnja</strong> <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong>, Seminar, Biotehniška fakulteta, Študij živilske tehnologije, 2003. 10<br />
4. BIOKEMIJSKE OSNOVE BIOPROCESA<br />
4.1 Alkoholna fermentacija<br />
Pri vrenju se sladkor zaradi delovanja kvasovk razgradi v etanol (alkohol) in CO2 ter nekatere<br />
druge stranske proizvode. Alkoholna fermentacija je anaeroben proces, kjer potekajo velike<br />
biokemijske spremembe. Anaerobnost se vzpostavi postopoma, ko CO2 izpodrine zrak in<br />
kvasovke pridobijo preostali kisik s svojo metabolno aktivnostjo. Sladkor se razgradi v etanol<br />
in CO2 ter druge sekundarne produkte. Najpomembnejši stranski produkti so: glicerol, ocetna<br />
kislina, jantarna kislina, acetilmetilkarbinal, butilenglikol. Kvasovke so mikroorganizmi, ki<br />
izvedejo proces alkoholne fermentacije.<br />
V anaerobnih okoljih, kjer ni kisika, prevladujejo bakterije, ki so sposobne fermentirati<br />
različne organske polimere. Fermentativni produkti kot so alkoholi, organske kisline, ogljikov<br />
dioksid in vodik so potem na razpolago drugim bakterijam, zlasti metanogenim in žveplastim<br />
bakterijam, ki proizvajajo metan in H2S, kot produkt specialnih, anaerobnih poti.<br />
Vrednost pH se med fermentacijo še bolj zniža, poveča pa se koncentracija etanola, ki ima<br />
inhibitorni učinek na mnoge mikroorganizme. Ker nastaja ogljikov dioksid se postopoma<br />
vzpostavijo anaerobni pogoji, kar povzroči odmrtje morebitnih prisotnih obligatno aerobnih<br />
mikroorganizmov. Trdimo lahko, da alkoholno fermentacijo v celoti izvedejo kvasovke.<br />
Spontana fermentacija ima slab izkoristek, ker lahko sladkor namesto za nastajanje etanola za<br />
svoj razvoj izkoriščajo tudi drugi mikroorganizmi, kot so mlečnokislinske bakterije. Za<br />
alkoholno vrenje se uporabljajo kvasovke različnih vrst sevov Saccharomyces cerevisiae.<br />
Fermentacija glukoze in fruktoze pod vplivom kvasovk lahko poteka po dveh poteh.<br />
Alkoholna fermentacija oziroma pretvorba heksoze v etanol, ki jo izvajajo Saccharomyces<br />
cerevisiae, lahko opišemo z enačbo (Shema 1 in shema 2).<br />
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2<br />
Monosaharid etanol ogljikov dioksid<br />
Shema 1: Pretvorba heksoze v etanol po Gay-Lusacu<br />
2glukoza → 2glicerol + etanol + ocetna kislina + 2CO2<br />
Shema 2: Pretvorba heksoze v etanol po Nubergu
Biotehnološka <strong>proizvodnja</strong> <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong>, Seminar, Biotehniška fakulteta, Študij živilske tehnologije, 2003. 11<br />
Etanol ne nastaja direktno iz glukoze, temveč iz piruvata. Tega kvasovke tvorijo iz glukoze v<br />
zaporedju več reakcij (ki jim skupno pravimo Embden-Mayerhoff-Oarsova pot razgradnje<br />
glukoze).<br />
Teoretično iz 1g glukoze pri alkoholni fermentaciji nastane 0,511g etanola. Ta teoretična<br />
vrednost pa ni nikoli dosežena zaradi tvorbe nekaterih drugih metabolitov. Pri procesu<br />
fermentacije se sprošča tudi večja količina energije (cca. 239kJ/mol glukoze, od česar cca.<br />
30% uskladiščijo kvasne celice v ATP, ostalo pa se sprosti v okolico kot toplota).<br />
Med alkoholno fermentacijo tvorijo kvasovke le majhne količine hlapnih komponent in<br />
glicerola, vendar velike koncentracije pirogrozdne kisline, acetaldehida in α-ketoglukarne<br />
kisline. Njihova primarna stabilnost je pretvorba velikih količin jabolčne kisline v etanol.<br />
Obstajata dve metabolni poti: prva je katalizirana z maličnim encimom, druga pa z malat<br />
dehidrogenazo (Boscarol, 2000).<br />
GLUKOZA<br />
Encim: GLUKOKINAZA ATP → ADP<br />
Encim: IZOMERAZA<br />
GLUKOZA-6-FOSFAT<br />
FRUKTOZA-6-FOSFAT<br />
Encim: FOSFOFRUKTOKINAZA ATP → ADP<br />
Encim: ALDOLAZA<br />
FRUKTOZA-1,6-DIFOSFAT<br />
GLICERALDEHID-3-FOSFAT DIHIDROKSIACETON-FOSFAT<br />
Encim:GLICERALDELHID-3-FOSFAT 2Pi<br />
DEHIDROGENAZA 2NAD + → 2NADH+ H +<br />
2(1,3-DIFOSFOGLICERAT)<br />
Encim: FOSFOGLICERAT KINAZA 2ADP → 2ATP<br />
Encim: FOSFOGLICERAT MUTAZA<br />
2(3-FOSFOGLICERAT)
Biotehnološka <strong>proizvodnja</strong> <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong>, Seminar, Biotehniška fakulteta, Študij živilske tehnologije, 2003. 12<br />
2(2-FOSFOGLICERAT)<br />
Encim: ENOLAZA → 2H2O<br />
2 (FOSFOENOLPIRUVAT)<br />
Encim: PIRUVAT KINAZA 2ADP → 2ATP<br />
2 (PIRUVAT)<br />
Encim: PIRUVAT DEKARBOKSILAZA → 2CO2<br />
2 (ACETALDEHID)<br />
Encim: ALKOHOL DEHIDROGENAZA NADH+H + → NAD +<br />
2 ETANOL + 2CO2<br />
Skupna enačba: GLUKOZA + 2ADP + 2Pi → 2 ETANOL + 2CO2 + 2ATP + 2H2O<br />
4.2 Komponente substrata<br />
Shema 3: Alkoholna fermentacija<br />
Kakovost <strong>jabolčnega</strong> soka, iz katerega po procesu fermentacije nastaja jabolčno vino, se ne<br />
razlikuje od kvalitete grozdnega substrata. V njem zasledimo sladkorje (100-150g/l), Ljabolčno<br />
kislino (4-6g/l), dušikove spojine, fenole. Pomembno je tudi število hlapnih<br />
komponent.<br />
4.2.1 Dušikove spojine<br />
V tehnologiji <strong>vina</strong> so dušikove spojine zelo pomembne: majhna količina je nujno potrebna za<br />
razmnoževanje kvasovk, ker je od tega odvisen nemoten potek alkoholne fermentacije.<br />
Ko se dušikove spojine nahajajo v jabolčni drozgi, so neločljive. Med stiskanjem pa se<br />
razkrojijo; en del dušikovih spojin prehaja v jabolčni sok, drugi del pa ostane v jabolčni pulpi.<br />
Količina niha v odvisnosti od fiziološkega stanja plodov.<br />
Poznamo dve vrsti dušikovih spojin: anorgansko-amonijeve spojine in organske spojine<br />
(polipeptidi, beljakovine, aminokisline, amide, amine). Beljakovine se lahko razgradijo do
Biotehnološka <strong>proizvodnja</strong> <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong>, Seminar, Biotehniška fakulteta, Študij živilske tehnologije, 2003. 13<br />
aminokislin. Pojavljajo se lahko kot albumini, ki so koloidne narave in niso obstojni pri višji<br />
temperaturi. Manjši deli beljakovin se pojavljajo kot globulini, ki niso obstojni pri nizki<br />
temperaturi. Polipeptidi so v bistvu kondenzirane aminokisline, zgrajene iz enakih ali različnih<br />
aminokislin, povezanih prek svojih karboksilnih in aminoskupin. Amidov je samo 2% od<br />
skupnih dušikovih snovi. Amini nastajajo z dekarboksilacijo ustreznih aminokislin, med<br />
katerimi je najbolj problematična histamin. Prosti amonijev-dušik (kvasovke ga lažje<br />
asimilirajo) v soku predstavlja okrog 50% celotnega dušika prisotnega v sadju, včasih tudi<br />
manj.<br />
Med vsemi aminokislinami je pet takih, ki predstavlja 86-95% tistih dušikovih spojin, ki po<br />
stiskanju prve preidejo v sok. To so aspargin, glutamin, asparginska kislina, glutaminska<br />
kislina in serin. Te aminokisline kvasovke takoj izkoristijo (Lampret, 2000).<br />
4.2.2 Fenolne spojine<br />
Fenolne spojine-polifenolne spojine poznamo pod imenom tanini, ki pa so le del njih. Te<br />
spojine dajejo barvo, trpkost, grenkost soku in jabolčnem vinu. Imajo tudi sposobnost, da<br />
sprožijo kaogulacijo beljakovin, s tem so soudeleženi pri spontanem bistrenju <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong>.<br />
V jabolkah jih najdemo v koži, sadnem mesu in pečkah. Cela kemična skupina je dobila ime<br />
po fenolu C5H5-OH in je po kemični zgradbi podobna terciarnim alkoholom. V jabolčnem<br />
soku najdemo dve glavni skupini fenolnih spojin: derivate hidroksicimetne kisline in<br />
flavonoidne fenole. V skupini hidroksicimetnih kislin najdemo p-kumarinsko, kavno in<br />
ferulno kislino, ki so pogostov kombinaciji s kino kislino.<br />
Med flavonoidne fenole v jabolčnih vinih uvrščamo katehine, flavone in dihidrokalkone.<br />
Flavnoidni fenoli med zorenjem <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong> ne smejo oksidirati, ker spremenijo barvo in<br />
okus (povečajo trpkost) (Lampret, 2000).
Biotehnološka <strong>proizvodnja</strong> <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong>, Seminar, Biotehniška fakulteta, Študij živilske tehnologije, 2003. 14<br />
5. BIOINŽENIRSKE OSNOVE BIOPROCESA<br />
5.1 Pripravljalni postopki<br />
5.1.1 Priprava kleti in posode za skladiščenje<br />
Vino je zelo občutljivo za vsak prehod tujih sestavin vonja ali okusa s posodo, opreme,<br />
strojev, ki pridejo v stik s to zelo občutljivo surovino. Poznamo več vrst kleti: klasična vinska<br />
klet, nadzemna klet ter klet za steklenice. V kleti moramo poskrbeti, da je ustrezna klima,<br />
optimalna temperatura skladiščenja, ki je za jabolčno vino od 9 do 12 °C, ter primerna<br />
relativna vlaga 86 do 98%. Zelo pomembna je tudi ustrezna priprava posode za skladiščenje<br />
<strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong>. Največkrat se uporabljajo leseni, plastični ali jekleni sodi. Pomembno je da je<br />
sod dobro očiščen. Postopek čiščenja je odvisen od tega kako dolgo je bil sod prazen. Sode,<br />
ki so kratek čas prazni ali smo v njih skladiščili povsem povreta, stabilna <strong>vina</strong> – brez usedline,<br />
lahko samo žveplamo in zamašimo (tak sod ne sme biti prazen več kot nekaj dni ). Sod, iz<br />
katerih pretočimo vino od čistil, pa moramo temeljito očistiti. Zelo zahtevno je čiščenje<br />
usedline z bentonitno usedlino ali z ogljem. Tukaj se motni delci preveč prilepijo na površino,<br />
zato moramo sod obdelati s krtačo ribarico ali sod skozi vratca dobro nabrizgamo z vodo pod<br />
močnim pritiskom. Dobro pa se lahko odstranijo z splakovanjem ali izbrizganjem usedline po<br />
čiščenju <strong>vina</strong> z želatino, beljako<strong>vina</strong>mi, ribjim mehurjem (Šikovec, 1993).<br />
5.1.2 Sprejem surovine<br />
Jabolka sprejmemo v razsutem stanju. Surovino prevzemamo glede na kakovost s pregledom<br />
kakovosti, glede na rezultate analize najvažnejših sestavin in glede po količini s tehtanjem.<br />
Surovine, ki so hitro pokvarljive moramo do predelave shranjevati v hladilnici ( Suwa<br />
Stanojević, 1995).<br />
5.1.3 Izbor surovine<br />
Sorte jabolk, ki so zgodaj dozorele so siromašnejše s kislino in so zaradi tega manj primerne<br />
za predelavo v jabolčno vino. Dobro jabolčno vino lahko dobimo le iz sort, ki imajo večjo<br />
kislino. Sveža jabolka imajo takoj po obiranju sorazmerno veliko škroba, ta pa se pretvori v<br />
sladkor šele med skladiščenjem. Zato pustimo jabolka pred predelavo nekaj časa ležati. Tako<br />
dosežemo naknadno dozorevanja. Dobre jabolčne sorte imajo 45 –65°Oe, v povprečju 55°Oe,<br />
količina jabolčne kisline se giblje med 4,5 in 10,5 g/l (Šikovec, 1993).
Biotehnološka <strong>proizvodnja</strong> <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong>, Seminar, Biotehniška fakulteta, Študij živilske tehnologije, 2003. 15<br />
5.1.4 Pranje surovine<br />
S pranjem surovine odstranimo s površine umazanijo, ostanke pesticidov ter večje dele<br />
mikroorganizmov. Poznamo različne pralne stroje: s tuši, z vertikalnimi krtačami in bobnasti,<br />
ki imajo na obodu krtačo. Stroji, ki so najenostavnejši so izdelani iz kadi za namakanje in<br />
mrežastega transportnega traka z vodnimi tuši, ki z močnim brizganjem operejo našo surovino.<br />
Pranje je najbolj učinkovito, če se voda z vpihovanjem zraka stalno meša (Suwa Stanojević,<br />
1993).<br />
5.1.5 Prebiranje<br />
Oprana jabolka gredo po traku na prebiranje, kjer se odstranijo gnili, nagniti in plesnivi<br />
plodovi, ki bi slabo vplivali na okus, vonj in barvo (Cör, 1997).<br />
5.1.6 Mletje<br />
Da bo izkoristek čim večji, je potrebno jabolčno tkivo razgraditi na čim manjše koščke. Za<br />
mletje uporabljamo sadne mline. V tej fazi dodamo drozgi proteolitične encime. Tako<br />
povečamo zmogljivost stiskalnice kar temelji na fizikalnem ali kemijskem zmanjšanju<br />
viskoznosti oziroma gostote, s tem pa tudi lažje odtekanje soka. Dodajanje encimov pa nima<br />
samo pozitivnega učinka, ampak ima tudi negativne posledice, kot so slabše bistrenje in<br />
filtrabilnost. Dodajamo tudi askorbinsko kislino, ker deluje kot reducent, veže kisik in<br />
preprečuje vse oksidativne spremembe barve in okusa surovine (Suwa Stanojević, 1995).<br />
5.1.7 Stiskanje<br />
Stiskanje je fizikalni proces, kjer se sok loči od ostalih trdnih delov jabolk. Je pomemben del<br />
predelave, ker je mleta kaša najbolj dostopna kisiku in postane sok zaradi oksidacije temno<br />
obarvan. Zato težimo za stiskalnicami, ki zmanjšajo oksidacijsko porjavenje in dajo čim več<br />
soka. Uporaba prevelikih pritiskov ni primerna, ker bi pri tem poškodovali peclje in pečke. Iz<br />
njih se izluži snov, ki bi kvarila okus. Za stiskanje se uporabljajo različne stiskalnice, ki<br />
delujejo večinoma s pomočjo visokega tlaka.<br />
Kontinuirne stiskalnice (neprekinjeno delujoče)- imajo princip delovanja neskončnega valja.<br />
Prednost teh stiskalnic je v tem, da imajo veliko zmogljivost in kontinuirno delovanje. Slabost<br />
teh stiskalnic pa je da prizadenejo kakovost <strong>vina</strong>, zaradi močne poškodbe trdnih delov jagod,<br />
povečane usedline, ter količine fenolov in oksidacijskih encimov, ki škodujejo kakovosti.<br />
Poznamo vijačne, položne in tračne stiskalnice (Šikovec, 1980).<br />
Diskontinuirne stiskalnice (prekinjeno delujoče) – v tehnologiji pridelave jabolk se<br />
najpogosteje uporabljajo horinzotalne batne drenažne stiskalnice, ker so sodobne in<br />
popolnoma avtomatizirane. Drenažne cevi iz nylona za odtekanje soka so pritrjene na bat in
Biotehnološka <strong>proizvodnja</strong> <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong>, Seminar, Biotehniška fakulteta, Študij živilske tehnologije, 2003. 16<br />
čelno steno. Valj se vrti, tlak občasno popusti, da se pogača drobi. Polnjenje in praznjenje je<br />
avtomatično. Stiskanje je postopoma: na začetku je samotok, nato majhen tlak in takrat ko sok<br />
ne odteka več, uporabimo večji tlak (Koren, 1989).<br />
Slika 1: Mehanična »WHA – Willmes« stiskalnica z zunanjim premičnim vretenom<br />
(Šikovec, 1980).<br />
5.1.8 Priprava inokuluma<br />
Uporabimo žlahtne, močno vrelne kvasovke, ki povzročajo čisto alkoholno fermentacijo. Čista<br />
kultura kvasovk so razmnožene kvasovke iz ene same celice. (Šikovec, 1980)<br />
Za alkoholno fermentacijo uporabljamo Saccharomyces cerevisiae, S. uvarum, S. campensis,<br />
S. chavalierii, S. globosus. Če imamo pasteriziranega soka od 10 do 20 hl potrebujemo od 20<br />
do 30 l inokuluma. Inokulum pripravimo nekaj dni pred fermentacijo. Pasteriziranemu in<br />
ohlajenemu soku dodamo selekcionirano čisto kulturo kvasovk. Balon z inokulumom<br />
zapremo v vrelno veho. S tem preprečimo možnost okužbe od zunaj in omogočimo izhajanje<br />
nastalega ogljikovega dioksida. Premešamo, zapremo in pustimo, da se kvasovke dobro<br />
razmnožujejo. Pri temperaturi 20°C naj vre 3 do 4 dni (Škrjanec, 1999).<br />
5.1.9 Žveplanje<br />
Sok po stiskanju močno porjavi, zato ga je potrebno takoj žveplati s 5-6 g/hl SO2. Žveplanje<br />
prepreči delovanje oksidatnih encimov, ki posredujejo pri prenosu kisika iz zraka na<br />
posamezne sestavine. Zelo škodljiv je encim polifenoloksidaza, ki posreduje pri prenosu<br />
kisika iz zraka na fenolne snovi mošta. Tako dobimo jabolčno vino z močnejšo rumeno barvo<br />
in trpkim okusom (Šikovec, 1980).
Biotehnološka <strong>proizvodnja</strong> <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong>, Seminar, Biotehniška fakulteta, Študij živilske tehnologije, 2003. 17<br />
5.1.10 Razsluzenje<br />
Z razsluzenjem odstranimo del škodljivih encimov, s tem pa zmanjšamo potrebe po žveplu.<br />
Pri pravilni izvedbi izboljšamo kakovost <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong>. Sok po stiskanju vsebuje različne<br />
primesi, ki povzročajo motnost, zato moramo čimveč teh motnih delcev odstraniti. Postopek je<br />
enostaven. V zaprto posodo natočimo žvepleni sok in ga pustimo stati. Sledi samočiščenje ali<br />
usedanje motnih delcev, ki pa je odvisno od njihove teže. Tako se najtežji delci usedajo tri ure.<br />
Zaradi pektolitičnih encimov, ki smo jih dodali se razgradi pektin. Tako se poruši pektolitično<br />
ogrodje, ki je prej stabiliziralo kosmiče trdnih delcev, da se usedejo. Manjši motni delci se<br />
usedejo po 6-8 urah, manjši pa po 24-32 urah (Škrjanec, 1999).<br />
5.2 Potek bioprocesa<br />
5.2.1 Alkoholna fermentacija<br />
Po fazi razsluzenja, sok namenjen za proizvodnjo <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong>, neposredno brezzračno<br />
prečrpamov vrelno posodo, kamor dodamo vrelni nastavek. Za vretje 1hl soka potrebujemo 2-<br />
3l vrelnega nastavka. Da preprečimo nezaželjen škodljiv vpliv kisika, vrelno posodo<br />
opremimo z vrelno veho. Tako sok prične vreti, postane moten, skozi vrelno veho začnejo<br />
prihajati mehurčki CO2, ki nastajajo med vrenjem, ter zviša se temperatura medija (Škrjanec,<br />
1999).<br />
Alkoholna fermentacija je anaeroben proces, kjer potekajo velike biokemijske spremembe.<br />
Alkoholna fermentacija je lahko:<br />
• spontano- kvasovke, ki so na oprhu povzročajo vrenje<br />
• relativno- število avtohtonih mikroorganizmov se zmanjša z razsluzenjem. Nato<br />
dodamo vrelni nastavek kvasovk.<br />
• absolutna čisto alkoholna fermentacija- mošt pasteriziramo in mu dodamo kvasovke, ki<br />
nam izvedejo alkoholno fermentacijo.<br />
Kvasovke so mikroorganizmi, ki izvedejo proces alkoholne fermentacije. Potek pa je odvisen<br />
od seva kvasovk. Kvasovke, ki se nahajajo na površini jabolk, so šibko vrelne in močno vrelne<br />
kvasovke in pri mletju pridejo v jabolčno kašo. Poleg teh lahko najdemo tudi selekcionirane<br />
kvasovke.<br />
• Fermentativne kvasovke<br />
Rod Saccharomyces so močnovrelne kvasovke. Sladkor prevrejo v alkohol z volumskim<br />
deležem 9-12%. Izvedejo nam fermentacijo, ki je čim bolj burna (če je preveč burna nam<br />
lahko izhlapijo hlapne snovi). Iz rodu Saccharomyces pridobivajo s selekcijo populacijo<br />
najboljših sevov za relativno čisto alkoholno fermentacijo.<br />
• Asimilativne kvasovke<br />
So prisotne na jabolčni površini in začnejo spontano alkoholno fermentacijo. Njihovo<br />
delovanje preneha v 3-6 dneh, ko jih začne ovirati lastno proizvedeni alkohol. Iz sladkorja<br />
naredijo zelo malo alkohola.
Biotehnološka <strong>proizvodnja</strong> <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong>, Seminar, Biotehniška fakulteta, Študij živilske tehnologije, 2003. 18<br />
• Selekcionirane kvasovke<br />
Selekcionirani sevi so rezultat velikega števila izoliranih in determiniranih kvasovk rodu<br />
Saccharomyces. Glede na potek fermentacije imajo najboljše biokemijske lastnosti.<br />
Zahteve za selekcionirane kvasovke so:<br />
� enakomerna alkoholna fermentacija, brez zastojev<br />
� kratka faza razmnoževanja in hiter pričetek alkoholne fermentacije<br />
� malo hlapnih kislin pri pretvorbi sladkorjev<br />
� sekundarni proizvodi alkoholne fermentacije naj bodo takšni, da povečajo<br />
kakovost izdelka.<br />
Velik pomen za razmnoževanje kvasovk ima temperatura, ki naj bi bila med 25-28°C. Če so<br />
odstopanja od te temperature velika, ima lahko to negativen vpliv na alkoholno fermentacijo.<br />
Temperatura ne sme biti previsoka, ker lahko pride do prekinitve alkoholne fermentacijezavretje.<br />
Višja temperatura povzroči oblikovanje stranskih produktov alkoholne fermentacije.<br />
Izogniti se skušamo burnemu vrenju pri visokih temperaturah, ker jabolčno vino osiromašimo<br />
buketnih snovi, izgublja pa se tudi alkohol. Tudi nizka temperatura ni primerna za alkoholno<br />
fermentacijo. Tako imenovano hladno vrenje poteka med 6-10°C. Pri tej temperaturi lahko z<br />
ustreznimi kvasovkami in pri podaljšani alkoholni fermentaciji dosežemo popolno povretje<br />
sladkorjev. Na temperaturo medija vplivamo s hlajenjem prostorov, v katerem je vrelna<br />
posoda. (Cor, 1997)<br />
Fermentacija poteka v dveh delih:<br />
• Primarna fermentacija (ali glavna fermentacija), kjer poteka poraba sladkorjev zelo<br />
hitro, nastane skoraj ves etanol, ki ga kasneje najdemo v končnem proizvodu. Primarna<br />
fermentacija se deli na dve fazi:<br />
� prva faza se imenuje tudi oksidativna faza, kjer najdemo tri glavne vrste kvasovk:<br />
alkohologene (fermentativne) kvasovke Saccharomyces cerevisiae (var. uvarum) in<br />
dve oksidativni vrsti kvasovk Hanseniaspora valbyensis ter Metschnikowia<br />
pulcherrima.<br />
� druga faza, kjer prevladujejo kvasovke vrste Saccharomyces cerevisiae (var.<br />
Uvarum).<br />
• Sekundarna fermentacija (zorenje), kjer zelo počasi nastaja etanol, kot posledica<br />
drastičnega znižanja koncentracije biomase (filtracija, centrifugiranje, dekantiranje).<br />
Po 3-6 mesecih najdemo tudi kvasovke z majhno stopnjo rasti, kot so Brettanomyces spp. Med<br />
potekom te faze napadejo medij mlečnokislinske bakterije, kot so Leuconostoc oenos.<br />
Najdemo pa lahko tudi ocetnokislinske bakterije: Gluconobacter oxydans (med aktivno<br />
fermentacijo) in Acetobacter aceti (ta se pojavi na koncu faze zorenja, ko je jabolčno vino<br />
izpostavljeno zraku) (Lampret, 2000).<br />
Poteka pa tudi jabolčno-mlečno kislinska fermentacija kjer so prisotne tudi mlečnokislinske in<br />
ocetnokislinske bakterije. Posledica te fermentacije je da pri vinih zmanjšuje koncentracijo<br />
titribilnih kislin, zvišuje pH in rahlo povečuje koncentracije hlapnih kislin.
Biotehnološka <strong>proizvodnja</strong> <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong>, Seminar, Biotehniška fakulteta, Študij živilske tehnologije, 2003. 19<br />
Ko CO2 preneha izhajati lahko sklepamo, da je fermentacija končano. Pri normalni<br />
fermentaciji je to po 2 do 4 tednih (Škrjanec, 1999).<br />
5.3 Zaključni procesi<br />
5.3.1 Pretok<br />
Pretok je ločitev <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong> od usedline-droži. Po končani alkoholni fermentaciji je v<br />
jabolčnem vinu veliko kvasne substance. Naloga kvasovk je s povretjem sladkorja končana.<br />
Mladega <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong> ne smemo pustiti predolgo na drožeh. Zaradi razpada odmrlih<br />
kvasovk in razkroja drugih sestavin droži, pride do raznih napak v vonju in okusu <strong>vina</strong>. Pretok<br />
iz enega soda v drugega opravimo brezzračno prek črpalk. S pretokom pa omogočimo zaščito<br />
pred oksidacijo in mu izboljšamo stabilnost (Šikovec, 1980).<br />
5.3.2 Testi na neobstojne sestavine<br />
Jabolčno vino mora biti dobre kakovosti in obstojen vse do pretoka. Pomeni, da se ne sme<br />
pojaviti motnost, sprememba v barvi, v vonju in okusu.<br />
Glavni vzroki v nestabilnosti so:<br />
• nezadostna količina prostega SO2,<br />
• prisotnost toplotno nestabilnih beljakovin,<br />
• velike količine težkih kovin,<br />
• izločanje trdnih soli.<br />
Za vse možne pomanjkljivosti obstajajo preprosti testi, ki jih opravimo (Šikovec, 1993).<br />
5.3.3 Žveplanje<br />
Žveplamo ob prvem pretoku, ki mora biti 7 do 10 dni po končani fermentaciji. Izvedemo ga<br />
lahko na več načinov:<br />
• s čistim elementarnim žveplom na azbestnih trakovih,<br />
• s čistim žveplovim dioksidom iz jeklenke pod pritiskom,<br />
• s 5-6% žveplasto kislino (H2SO3) – vodno raztopino SO2,<br />
• z vinobranom – kalijevim metabisulfatom v prahu ali tabletkah, ki jih raztopimo v<br />
vinu.<br />
Žveplanje je potrebno, ker acetaldehid, piruvat in ketogluterna kislina učinkuje oksidacijsko in<br />
nevezani na žveplasto kislino dajejo jabolčnemu vinu oksidiran ton. Z žveplom oviramo<br />
delovanje nezaželjenih mikroorganizmov, je soudeleženo pri nastanku številnih aromatičnih<br />
snovi <strong>vina</strong>.
Biotehnološka <strong>proizvodnja</strong> <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong>, Seminar, Biotehniška fakulteta, Študij živilske tehnologije, 2003. 20<br />
V večjih količinah pa ima tudi negativne lastnosti:<br />
• deluje škodljivo na človeški organizem (iz želodca preide v kri, odvzema kisik in s tem<br />
povzroča glavobol),<br />
• le majhen del žvepla ostane v aktivni obliki (večji del SO2 se v moštu in vinu<br />
inaktivira),<br />
• negativen vpliv na vonj in okus.<br />
Žveplov dioksid odmerjajo s sulfodozatorjem direktno iz jeklenke brez vsake primesi. V 14dnevnih<br />
presledkih kontroliramo količino prostega SO2. Če pade koncentracija pod 25 mg/l, je<br />
potrebno dožveplanje. Čisto jabolčno vino, kjer ni bilo treba nobenega dodatnega čiščenja,<br />
lahko prodamo nekaj tednov po prvem pretoku ustekleničenega, predhodno filtriranega<br />
(Šikovec, 1993).<br />
5.3.4 Čiščenje<br />
Čiščenje izvedemo z dodatkom nevtralnih snovi, ki imajo veliko absorbcijsko sposobnost in<br />
motne delce, ter se usedajo na dno zaradi teže. Nekatera čistilna sredstva delujejo na principu<br />
električnih nabojev ali pa tvorijo koloidne mreže. Za katero čistilno sredstvo se bomo odločili<br />
v posameznem primeru, nam povedo podatki, ki jih dobimo po opravljenih testih. Postopki<br />
čiščenja so navadno učinkoviti. V uporabi so naslednja čistilna sredstva: diatomejska zemlja,<br />
ribji mehur, želatina, jajčni beljak, agar-agar, bentonit, polivinilpolipirolidon (Škrjanec, 1999).<br />
5.3.5 Filtriranje<br />
Pri steklenicah je to obvezen postopek, da bo jabolčno vino kristalno čisto in biološko<br />
stabilno. Uporabimo ploščen filter z različnimi slojnicami največje gostote. Taka izbira nam<br />
omogoča praktično sterilno filtracijo (Škrjanec, 1999).<br />
Slika 2: Ploščni filter (Šikovec, 1993).
Biotehnološka <strong>proizvodnja</strong> <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong>, Seminar, Biotehniška fakulteta, Študij živilske tehnologije, 2003. 21<br />
5.3.6 Stekleničenje in etikiranje<br />
Polnjenje je avtomatsko v razkužene steklenice. Čeprav majhen trg, pa še vedno ostane<br />
zanimanje za live cider – živo jabolčno vino, to je jabolčno vino v lesenih ali plastičnih sodih.<br />
Večina komercalnega <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong> je karbonizirana, pasterizirana ali sterilno filtrirana pred<br />
polnitvijo v sodčke, steklenice, PET steklenice ali kovinske sode. Pod nanosom etikete<br />
opravimo nadzor čistoče površine steklenice (Cör, 1997).<br />
5.3.7 Skladiščenje<br />
Steklenice skladiščimo in hranimo v zabojih za steklenice ali v boks paletah. Prostor za<br />
skladiščenje mora biti hladen.
Biotehnološka <strong>proizvodnja</strong> <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong>, Seminar, Biotehniška fakulteta, Študij živilske tehnologije, 2003. 22<br />
6. EKOLOŠKI ASPEKT BIOPROCESA<br />
Najpomembnejši stranski produkt v proizvodnji <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong> je pektin. Uporablja se ga<br />
kot želirno sredstvo v živilski industriji po vsem svetu.<br />
Za proizvodnjo pektina se uporablja jabolčna mezga, ki nastane pri iztisku <strong>jabolčnega</strong> soka iz<br />
jabolk. Večina proizvajalcev pektina pa uporablja za isti namen citrusove olupke, katerih<br />
vsebnost pektina je bistveno višja.<br />
Jabolčna mezga se uporablja za proizvodnjo tekočega pektina, v katerem je nižja<br />
koncentracija pektina ( okrog 3%). Zaradi visoke cene izvoza raztopin pektina je ta primeren<br />
zlasti za notranji trg. Poleg tekočega poznamo še pektin v prahu, ki se ga proizvaja<br />
predvsem iz citrusovih olupkov, ki jih proizvajalci pogosto uvažajo.<br />
Pektin je dobro poznan po svojih odličnih želirnih sposobnostih. Uporablja se ga kot<br />
stabilizator v proizvodnji mlečnih izdelkov kot so jogurt in jogurtovi prelivi kjer deluje kot<br />
antikoagulant. Uvedba kislih sadnih sokov kombiniranih s pasterizacijo povzroča sesiritev<br />
teh izdelkov. To pa preprečimo z uporabo stabilizatorja.<br />
Najbolj znana uporaba pektina pa je v proizvodnji džemov, marmelad in različnih sladkarij.<br />
Uporablja pa se ga tudi v proizvodnji desertnih želejev in jajčne kreme. V primerjavi z<br />
želatino daje pektin boljši okus in uvede takojšnjo strditev. Slednja lastnost je tudi zelo<br />
zaželjena v živilski industriji, kajti po dodatku potrebne sestavine živila, lahko proces poteka<br />
dalje ne da bi čakali na strditev želatine. V primerjavi z želatino je pektin tudi manj občutljiv<br />
na visoke temperature in ima višjo temperaturo tališča.<br />
Kljub višji ceni je zaradi boljšega okusa tudi bolj zaželjen kot agar in škrob. Slednji je<br />
najcenejši in se ga uporablja za proizvodnjo izdelkov nižjega cenovnega razreda. Agar pa je<br />
kljub lažjemu rokovanju tekom procesa manj zaželjen zaradi slabšega okusa.<br />
Ločimo dva tipa pektina: visoko vsebujoč metilirani pektin in nizko vsebujoč metilirani<br />
pektin. Značilnost prvega je počasno strjevanje. To lastnost izkoriščajo pri proizvodnji<br />
džemov, želejev in različnih sladkarij, kjer je počasno strjevanje pomembno za odstranitev<br />
zračnih mehurčkov. Drugega pa se uporablja za izdelavo desertnega želeja kjer je pomembno<br />
predvsem hitro strjevanje (Byrne, 1983).
Biotehnološka <strong>proizvodnja</strong> <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong>, Seminar, Biotehniška fakulteta, Študij živilske tehnologije, 2003. 23<br />
7. UPORABA BIOPROIZVODOV V PREHRANI<br />
Jabolčno vino lahko uporabljamo v prehrani kot različne vrste <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong> ali pa iz njega<br />
naredimo s pomočjo ocetnokislinske fermentacije jabolčni kis. Tega pa zelo pogosto<br />
uporabljamo v naši prehrani.<br />
7.1 Posebne vrste <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong><br />
• Letnik <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong> lahko naredimo samo iz svežega <strong>jabolčnega</strong> soka iz določenega<br />
leta. Nekateri letniki <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong> so narejeni tudi iz soka posameznih jabolčnih<br />
kultivatorjev.<br />
• Peneča jabolčna <strong>vina</strong> so običajno karbonizirana s CO2 do 3 barov pritiska. Takšno<br />
jabolčno vino je običajno polnjeno v šampanjskem stilu in je pred 1fermentacijo, »v<br />
steklenici« ( méthode champenoise ), toda takšen proces je dandanes redek. Pod EEC<br />
zakoni se je prepovedano sklicevati na peneče jabolčno vino kot »šampanjsko jabolčno<br />
vino«.<br />
• Belo jabolčno vino je lahko pripravljeno z uporabo zelo bledo obarvanega soka ali z<br />
dekolorizacijo, tretiranjem z aktivnim ogljem ali drugimi ustreznimi dekolorizacijskimi<br />
sredstvi. V nekaterih primerih ga delamo s fermentacijo dekoloriziranega <strong>jabolčnega</strong> soka.<br />
• Brezalkoholno ali jabolčno vino z nizko vsebnostjo alkohola lahko pripravimo na dva<br />
načina. Prekinemo lahko alkoholno fermentacijo, tako da jabolčno vino vsebuje volumski<br />
delež alkohola le 1,2 %. Lahko pa tudi odstranimo alkohol iz močnega <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong> s<br />
termično evaporacijo, reverzno osmozo in drugimi ustreznimi postopki. Brezalkoholno<br />
jabolčno vino ima prazen okus in aromo. Lahko se okrepi z jabolčnim sokom in drugimi<br />
sesta<strong>vina</strong>mi, tako priskrbimo produktu okus in aromo bliže normalnemu (Cör, 1997).<br />
Slika 3: Jabolčno vino – “Cider” (www.sokol.si)
Biotehnološka <strong>proizvodnja</strong> <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong>, Seminar, Biotehniška fakulteta, Študij živilske tehnologije, 2003. 24<br />
7.2 Pridobivanje <strong>jabolčnega</strong> kisa iz <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong><br />
Jabolčni kis je razredčena raztopina ocetne kisline. Pridobivamo ga z dvofaznim<br />
fermentacijskim procesom. Alkoholni fermentaciji, pri kateri dobimo jabolčno vino, sledi<br />
ocetnokislinska fermentacija. Pri njej uporabljamo bakterije iz rodu Acetobacter, ki oksidirajo<br />
etanol do ocetne kisline (Cör, 1997).<br />
7.3 Sestava <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong><br />
Jabolčno vino primerno za množično proizvodnjo vsebuje približno 89% vode, 3% ogljikovih<br />
hidratov in 5% etanola. V primerjavi z jabolčnim sokom, iz katerega ga izdelujemo, je<br />
najpomembnejša razlika v vsebnosti ogljikovih hidratov in etanola. Sladkorji se namreč v<br />
procesu alkoholne fermentacije pretvorijo v etanol in tako se njuna koncentracija spremeni.<br />
Vsebnost ogljikovih hidratov v jabolčnem vinu je tako nižja kot v jabolčnem soku, hkrati pa je<br />
vsebnost etanola bistveno višja.<br />
Tabela 2: Sestava <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong> ( Souci in Fachmann, 2000 )<br />
SESTAVINE g/100g vzorca %<br />
VODA 92,1 88,6<br />
UPORABNI OGLJIKOVI HIDRATI 2,63 2,5<br />
ETANOL 4,99 4,8<br />
MINERALI 0,29 0,3<br />
SKUPNE KISLINE 0,53 0,5<br />
LAHKO HLAPNE KISLINE 0,065 0,06<br />
INVERTNI SLADKOR 0,15 0,1<br />
GLICEROL 0,41 0,4<br />
Tabela 3: Primerjava energijske vrednosti <strong>jabolčnega</strong> soka in <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong> ( Souci in<br />
Fachmann, 2000)<br />
ENERGETSKA VREDNOST JABOLČNI SOK JABOLČNO VINO [kJoule]<br />
SESTAVIN V 100g VZORCA<br />
[kJoule]<br />
BELJAKOVINE 1 0<br />
MAŠČOBE 0 0<br />
OGLJIKOVI HIDRATI 188 45<br />
ORGANSKE KISLINE 10 0<br />
ETANOL 4 145<br />
SKUPNA ENERGETSKA VREDNOST 203 189
Biotehnološka <strong>proizvodnja</strong> <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong>, Seminar, Biotehniška fakulteta, Študij živilske tehnologije, 2003. 25<br />
8. REFERENCE<br />
Boscarol M. 2000. Sekundarni metaboliti pri proizvodnji <strong>jabolčnega</strong> kisa. Diplomsko delo.<br />
Ljubljana, Biotehniška fakulteta oddelek za živilstvo: 10-11 str.<br />
Byrne M. 1983. Cider’s fizzy future. Volumen 58. Food Manufacture, številka 9: str. 39-41.<br />
Cör S. 1997. Vpliv sestave jabolčnika na kakovost <strong>jabolčnega</strong> kisa. Diplomsko delo.<br />
Ljubljana, Biotehniška fakulteta oddelek za živilstvo: 15-16 str.<br />
Koren I. 1989. Določanje prvin kakovosti jabolčnih koncentratov. Diplomsko delo. Ljubljana,<br />
Biotehniška fakulteta oddelek za živilstvo: 8 str.<br />
Lampret L. 2000. Tvorba metanola in višjih alkoholov v jabolčnem vinu. Diplomsko delo.<br />
Ljubljana, Biotehniška fakulteta oddelek za živilstvo: 3-11 str.<br />
Lederberg J. 2000. Encyclopedia of Microbiology. Second Edition. San Diego, Academic<br />
Press: 1-10 str.<br />
Macrae R.., Robinson R. K. 1993. Encyclopaedia of Food Science Food Technology and<br />
Nutrition. Volumen 2. London, Academic Press : 979-989 str.<br />
Morgan J., Richards A. 1993. The Book of Apples. London, Ebury Press: 135-158 str.<br />
Raspor P. 1996. Biotehnologija, osnova znanja. Ljubljana, BIAd.o.o.: 70, 73, 74, 84, 85 str.<br />
Ray B. 2001. Fundamental Food Microbiology. Second Edition. Boca Raton, CRC Press: 22,<br />
116 str.<br />
Singleton P., Sainsbury D. 1987. Dictionary of Microbiology and Molecular Biology. Second<br />
Edition. Chichester, John Wiley & Sons: 4-7 str.<br />
Suwa Stanojević M. 1995. Tehnologija sadja in vrtnin. Ljubljana, Zavod RS za šolstvo in<br />
šport: 145 str.<br />
Souci S. W., Fachmann W. 2000. Food Composition and Nutrition Tables. Boca Raton, CRC<br />
Press: 1097 str.<br />
Šikovec S. 1993. Vinarstvo od grozdja do <strong>vina</strong>. Ljubljana, ČZP kmečki glas: 79, 81, 94, 154,<br />
191, 203, 178 str.<br />
Šikovec S. 1980. Sodobno kletarjenje. Ljubljana, ČZP kmečki glas: 60, 72, 103, 201.<br />
6-9 str.
Biotehnološka <strong>proizvodnja</strong> <strong>jabolčnega</strong> <strong>vina</strong>, Seminar, Biotehniška fakulteta, Študij živilske tehnologije, 2003. 26<br />
Škrjanec M. 1999. Modeli obrtniške linije za predelavo jabolk z ekonomskim izračunom.<br />
Diplomsko delo. Ljubljana, Biotehniška fakulteta oddelek za živilstvo: 5-9 str.<br />
Wood J. B. 1985. Microbiology of Fermented Foods. London, Elsevier Applied Science<br />
Publishers: 16-21 str.<br />
Cider – jabolčno vino: http://www.sokol. si/insider.htm (12. dec. 2002)