Спиртовое брожение лежит в основе приготовления любого алкогольного напитка. Это самый простой и доступный способ получить этиловый спирт. Второй метод – гидратация этилена, является синтетическим, применяется редко и только в производстве водки. Мы рассмотрим особенности и условия брожения, чтобы лучше понять, как сахар превращается спирт. С практической точки эти знания помогут создать оптимальную среду для дрожжей – правильно поставить брагу, вино или пиво.
Спиртовое брожение – это процесс превращения дрожжами глюкозы в этиловый спирт и углекислый газ в анаэробной (бескислородной) среде. Уравнение следующее:
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2.
В результате одна молекула глюкозы превращается в 2 молекулы этилового спирта и 2 молекулы углекислого газа. При этом происходит выделение энергии, что приводит к незначительному повышению температуры среды. Также в процессе брожения образуются сивушные масла: бутиловый, амиловый, изоамиловый, изобутиловый и другие спирты, которые являются побочными продуктами обмена аминокислот. Во многом сивушные масла формируют аромат и вкус напитка, но большинство из них вредны для человеческого организма, поэтому производители стараются очистить спиртное от вредных сивушных масел, но оставить полезные.
Дрожжи – это одноклеточные грибы шарообразной формы (около 1500 видов), активно развивающиеся в жидкой или полужидкой среде богатой сахарами: на поверхности плодов и листьев, в нектаре цветов, мертвой фитомассе и даже почве.
Это одни из самых первых организмов, «прирученных» человеком, в основном дрожжи используются для выпечки хлеба и приготовления спиртных напитков. Археологами установлено, что древние египтяне за 6000 лет до н. э. научились делать пиво, а к 1200 году до н. э. освоили выпечку дрожжевого хлеба.
Научное исследование природы брожения началось в XIX веке, первыми химическую формулу предложили Ж. Гей-Люссак и А. Лавуазье, но осталась неясной сущность процесса, возникло две теории. Немецкий ученый Юстус фон Либих предполагал, что брожение имеет механическую природу – колебания молекул живых организмов передаются сахару, который расщепляется на спирт и углекислый газ. В свою очередь, Луи Пастер считал, что в основе процесса брожения биологическая природа – при достижении определенных условий дрожжи начинают перерабатывать сахар в спирт. Пастеру опытным путем удалось доказать свою гипотезу, позже биологическую природу брожения подтвердили другие ученые.
Русское слово «дрожжи» происходит от старославянского глагола «drozgati», что значит «давить» или «месить», прослеживается явная связь с выпечкой хлеба. В свою очередь, английское название дрожжей «yeast» восходит от староанглийских слов «gist» и «gyst», которые значат «пена», «выделять газ» и «кипеть», что ближе к винокурению.
В качестве сырья для спирта используют сахар, сахаросодержащие продукты (в основном фрукты и ягоды), а также крахмалосодержащее сырье: зерно и картофель. Проблема в том, что дрожжи не могут сбродить крахмал, поэтому сначала нужно расщепить его до простых сахаров, это делается ферментом – амилазой. Амилаза содержится в солоде – пророщенном зерне, и активируется при высокой температуре (обычно 60-72 °C), а сам процесс преобразования крахмала до простых сахаров называется «осахариванием». Осахаривание солодом («горячее») можно заменить внесением синтетических ферментов, при котором не нужно нагревать сусло, поэтому метод называется «холодным» осахариванием.
На развитие дрожжей и ход брожения влияют следующие факторы: концентрация сахара, температура и свет, кислотность среды и наличие микроэлементов, содержание спирта, доступ кислорода.
1. Концентрация сахара. Для большинства рас дрожжей оптимальная сахаристость сусла составляет 10-15%. При концентрации выше 20% брожение ослабевает, а при 30-35% почти гарантированно прекращается, поскольку сахар становится консервантом, препятствующим работе дрожжей.
Интересно, что при сахаристости среды ниже 10% брожение тоже протекает слабо, но прежде чем подслащать сусло, нужно помнить о максимальной концентрации спирта (4-й пункт), полученного в ходе брожения.
2. Температура и свет. Для большинства штаммов дрожжей оптимальная температура брожения – 20-26 °C (пивным дрожжам низового брожения требуется 5-10 °C). Допустимый диапазон – 18-30 °C. При более низких температурах брожение существенно замедляется, а при значениях ниже нуля процесс останавливается и дрожжи «засыпают» — впадают в анабиоз. Для возобновления брожения достаточно поднять температуру.
Слишком высокая температура уничтожает дрожжи. Порог выносливости зависит от штамма. В общем случае опасными считаются значения выше 30-32 °C (особенно для винных и пивных), однако существуют отдельные расы спиртовых дрожжей, способные выдержать температуру сусла до 60 °C. Если дрожжи «сварились», для возобновления брожения придется добавить в сусло новую партию.
Процесс брожения сам по себе вызывает повышение температуры на несколько градусов – чем больше объем сусла и активнее работа дрожжей, тем сильнее нагрев. На практике коррекцию температуры делают, если объем больше 20 литров – достаточно держать температуру ниже 3-4 градусов от верхней границы.
Емкость оставляют в темном месте или накрывают плотной тканью. Отсутствие прямых солнечных лучей позволяет избежать перегрева и позитивно сказывается на работе дрожжей – грибки не любят солнечного света.
3. Кислотность среды и наличие микроэлементов. Среда кислотностью 4.0-4.5 рН способствует спиртовому брожению и подавляет развитие сторонних микроорганизмов. В щелочной среде выделяются глицерин и уксусная кислота. В нейтральном сусле брожение протекает нормально, но активно развиваются патогенные бактерии. Кислотность сусла корректируют перед внесением дрожжей. Зачастую винокуры-любители повышают кислотность лимонной кислотой или любым кислым соком, а для снижения гасят сусло мелом или разбавляют водой.
Кроме сахара и воды дрожжам требуются другие вещества – в первую очередь это азот, фосфор и витамины. Эти микроэлементы дрожжи используют для синтеза аминокислот, входящих в состав их белка, а также для размножения на начальном этапе брожения. Проблема в том, что в домашних условиях точно определить концентрацию веществ не получится, а превышение допустимых значений может негативно сказаться на вкусе напитка (особенно это касается вина). Поэтому предполагается, что крахмалосодержащее и фруктовое сырье изначально содержит требуемое количество витаминов, азота и фосфора. Обычно подкармливают только брагу из чистого сахара.
4. Содержание спирта. С одной стороны, этиловый спирт – продукт жизнедеятельности дрожжей, с другой – это сильный токсин для дрожжевых грибков. При концентрации спирта в сусле 3-4% брожение замедляется, этанол начинает тормозить развитие дрожжей, при 7-8% дрожжи уже не размножаются, а при 10-14% перестают перерабатывать сахар – брожение прекращается. Только отдельные штаммы культурных дрожжей, выведенных в лабораторных условиях, толерантны к концентрации спирта выше 14% (некоторые продолжают брожение даже при 18% и выше). Из 1% сахара в сусле получается около 0.6% спирта. Это значит, что для получения 12% спирта требуется раствор с содержанием сахара 20% (20 × 0.6 = 12).
5. Доступ кислорода. В анаэробной среде (без доступа кислорода) дрожжи нацелены на выживание, а не размножение. Именно в таком состоянии выделяется максимум алкоголя, поэтому в большинстве случаев нужно оградить сусло от доступа воздуха и одновременно организовать отвод углекислого газа с емкости, чтобы избежать повышенного давления. Эта задача решается путем установки гидрозатвора.
При постоянном контакте сусла с воздухом возникает опасность скисания. В самом начале, когда брожение активное, выделяющийся углекислый газ выталкивает воздух от поверхности сусла. Но в конце, когда брожение ослабевает и углекислоты появляется всё меньше, воздух попадает в незакрытую емкость с суслом. Под воздействием кислорода активируются уксуснокислые бактерии, которые начинают перерабатывать этиловый спирт на уксусную кислоту и воду, что приводит к порче вина, снижению выхода самогона и появлению у напитков кислого привкуса. Поэтому так важно закрыть емкость гидрозатвором.
Однако для размножения дрожжей (достижения оптимального их количества) требуется кислород. Обычного достаточно той концентрации, что находится в воде, но для ускоренного размножения брагу после внесения дрожжей оставляют на несколько часов открытой (с доступом воздуха) и несколько раз перемешивают.
Температурный режим является одним из основных факторов правильного самогоноварения. Химические реакции, происходящие в браге, будут замедлены или вовсе не начнутся, если для них не подготовить оптимальные условия. О каких температурах идёт речь и как их правильно поддерживать?
Отметим, что редко какая-либо реакция требует строго определенной температуры. Обычно предполагается разброс в несколько градусов, например, от 18 до 28, при котором химическая реакция протекает качественно. Не у всех дома есть лаборатории с кучей термометров, поэтому за основу берутся средние значения, которые можно без проблем выдерживать в домашних условиях.
Для измерения температуры браги пользуйтесь термометром со щупом
Общепринятым показателем считается температура от 20 до 30 градусов Цельсия . При поддержании таких условий, дрожжевые грибки практически всех видов будут активно работать. При использовании хлебопекарных, сухих, спиртовых, винных, пивных или турбо дрожжей данная тепловая среда будет оптимальна.
«Сварить» дрожжи гораздо легче, чем «заморозить». Поэтому старайтесь сдерживать тепло, а не поддавать его.
Безопаснее держать температуру чуть ниже. Никто не может 100% утверждать, как поведет себя брага в той или иной ситуации.
Если она «заиграет» очень активно, то за счёт выделяющегося тепла жидкость может нагреться и погубить все полезные грибки. До +5 довести её очень сложно, а до +50 без проблем.
Интересное исследование проводилось при измерении эффективности брожения и выделения вредных веществ при разных температурах. Оказалось, что при 30 градусах брожение идёт в 4 раза быстрее, а количество сивушных масел образуется в 4 раза меньше. Выхлоп спирта в данном случае меньше на 10%.
При 20 градусах «выхлоп» спирта получается больше , но брага стоит дольше. Вредных веществ образуется также больше. Двойная перегонка с выделением фракций полностью решает вопрос с качеством самогона, поэтому если для вас количество важнее скорости, тогда лучше держать брожение при минимально допустимой температуре.
Результаты исследования представлены на фото ниже.
Каких-то специализированных решений пока что нет, поэтому будем пользоваться смекалкой и опытом других самогонщиков. Ниже будут описаны три самых известных способа, которые помогут вам сохранить содержимое бродильной ёмкости в определенных условиях.
Только не смейтесь, он действительно эффективно работает. Выставляем необходимые градусы, опускаем на дно бродильной ёмкости и отслеживаем температуру самой браги. Она будет немного выше за счёт активных химических реакций, поэтому лучше уменьшить мощность на 2–3 градуса.
Цена от 300 до 1500 рублей. Можно заказать на АлиЭкпресс или купить в зоомагазине.
Аквариумный водонагреватель с термостатом
Принцип действия следующий: обматываем грелку вокруг бродильной ёмкости, выставляем необходимые градусы и включаем. В холодном помещении, может быть, она и не решит всей проблемы, но эффект от неё будет 100%.
Цена около 1000 рублей.
В данном случае бродильная ёмкость просто ставится на подогреваемое местечко и тепло идёт от пола. Учитывая то, что холод опускается, а тепло поднимается, нагревать жидкость снизу является очень правильным решением.
Цена от 1000 до 1500 рублей.
Сахарная самогонка является классикой русского винокуреня. Она завоевала любовь среди многих любителей домашнего алкоголя. Существует огромное количество рецептов приготовления браги из сахара в домашних условиях в которых пропорции иногда различаются, но всегда выход самогона получается практически одинаков. Приготовление домашнего алкоголя оправдано по нескольким причинам. Первое – экологичность сырья, сахар чистый продукт и правильно приготовленный самогон не вызывает отравления и сильного похмелья. Второе – себестоимость продукта, сделать самогон в домашних условиях намного дешевле чем покупка магазинного спиртного. Из 1 кг сахарного песка выходит примерно 1,1 л. готового напитка крепостью 40 градусов.
В итоге вы получите достойный алкоголь и если его облагородить различными методами, то он ни чуть не будет уступать дорогим элитным напиткам. Самый простой способ для новичка, “заквасить” делать брагу из сахара, а затем получить дистиллят. Как приготовить хмельные напитки правильно, какие пропорции использовать, какую посуду и сколько ингредиентов взять, весь цикл получения самогона подробно описан в этой статье.
Чтобы сделать брагу понадобятся: посуда для брожения, вода, сахар, дрожжи, гидрозатвор, сахарометр, аквариумный подогреватель . Последние три прибора не обязательны, вполне возможно обойтись без них.
Емкость для браги . Главными показателями при выборе посуды для брожения являются: объем, материал изготовления, герметичность. Для некоторых видов браги еще нужен гидрозатвор, который выполняет две функции: обеспечивает выход углекислоты и предотвращает попадание кислорода в бражку.
Объем емкости для брожения целиком зависит от ваших потребностей. Обязательно нужно учитывать, что брага должна заполнять не более ¾ объема бродильного чана. Иначе есть риск выбрасывания пены при брожении наружу.
Материал . Наиболее предпочтительный материал для брожения – стекло. Различные бутыли, стеклянные банки. Также можно применять пищевую нержавеющую сталь. В настоящее время продаются пластиковые емкости различного объема, главное убедится, что она подходит пищевых продуктов. Часто в домашних условиях используется посуда из алюминия, молочные фляги, кастрюли. Очень удобно если на емкости есть кран для слива, который значительно облегчит работу.
Внимание!
1.Обязательно перед использованием нужно тщательно промыть всю посуду горячей водой с применением моющего средства, а затем хорошо вытереть чистым полотенцем. Чем чище посуда, тем меньше риск скисания браги, что может привести к неприятному вкусу самогона.
2. Перед заливкой воды поставить емкость для брожения на подставку высотой 0,5 метра. Во первых это улучшит тепло обмен и во вторых в дальнейшем легче будет сливать отброженную брагу.
Какие выбрать дрожжи. Для приготовления самогона желательно взять специальные спиртовые дрожжи. Применение спиртовых дрожжей дает более высокий выход алкоголя при брожении, лучшую органолептику. В инструкции всегда написано, на сколько сахара рассчитана пачка. Единственный минус спиртовых дрожжей их сложно найти и довольно высокая цена. Но вместо спиртовых подойдут доступные сухие или прессованные, белорусские. Сухие дрожжи берутся из расчета 20 грамм на килограмм сахара . Пропорции для прессованных: 100 грамм на 1 кг сахара.
Внесение сухих дрожжей делает брагу по качеству не хуже, а иногда даже лучше. Сырые прессованные дают напитку слишком сивушный привкус, а использование сухих дает бурное брожение и обильное пенообразование. Еще один плюс сухих и спиртовых дрожжей – длительный срок хранения.
Какую воду использовать. Хорошая правильная вода – основа вкуса конечного продукта. Для приготовления сахарной браги должна использоваться вода хорошо очищенная без запаха, вкуса и без добавок. Наиболее подходящая вода – родниковая, либо бутилированная. Если используется водопроводная вода, то перед применением рекомендуется ее отстоять 1-2 дня, а затем аккуратно слить при помощи шланга. Гидромодуль: на 1 кг. сахара – 4 литра воды.
По этому рецепту готовится брага из сахара и дрожжей. Выход очищенного самогона составляет примерно 5.5 литров после второй дробной перегонки, спиртуозность напитка 45 процентов.
Ингредиенты:
Приготовление сусла:
Сбраживание. Для того, что бы сусло хорошо бродило, ему необходимо обеспечить благоприятный температурный режим. Идеальной температурой для брожения считается 28-31 °С. Можно чуть ниже, но ни в коем случае не выше 35°, при такой температуре дрожжи погибнут и брага не сбродит.
Обеспечить такой режим позволяет теплое помещение или использование аквариумного подогревателя. Нагреватели бывают различной мощности от 50 ватт и больше, какой надо выбрать зависит от емкости тары. Для 40 литров браги хватит мощности 100 вт, при условии, что она находится в помещении. Удобство нагревателя в том, что он поддерживает стабильную температуру при помощи встроенного термостата. Выставить на регуляторе 28° и опустить в бродильную емкость, подключить к питанию, температура будет стоять и поддерживаться автоматически.
При правильном поддержании температуры, наличии подкормки, брожение длится 7-14 дней. Один два раза в день необходимо сахарный затор хорошенько перемешивать для удаления углекислоты.
Осветление и дегазация нужно делать для того чтобы улучшить конечный вкус самогона. Дегазация – процесс удаления остатков углекислого газа. Для этого сусло нужно нагреть до 55 °С, живые дрожжи гибнут при такой температуре. Один из самых простых способов осветлить брагу холодом, если позволяет температура. Брагу на сутки или двое вынести на холод -5° или +5° и она естественным образом осветлится. Дрожжи лягут на дно, после этого брагу нужно декантировать, то есть аккуратно слить с осадка, используя тоненький силиконовый или ПВХ шланг.
Ускорить процесс и осветлить брагу можно и другими более быстрыми способами при помощи бентонита, желатина или белка. Для сахарной браги чаще всего предпочитают применять бентонит для осветления. Бентонит естественный продукт, натуральная белая глина. Для очистки подойдет марка Pi-Pi-Bent, главное, что бы в ней отсутствовали ароматизаторы. Для 20 литров браги хватает 2-3 столовых ложек глины. Перед применением её нужно растворить в стакане теплой воды и тщательно размешать. Затем смесь вылить в брагу и смешать. Через 12-24 часа, брага делается прозрачной, остается только слить ее с осадка.
Первая перегонка.
Осветленную, очищенную брагу залить в куб самогонного аппарата. И перегнать на высокой мощности. Головы и хвосты при первой перегонки отбирать не нужно. Первый раз отбирается сырец практически до воды, так что бы в струе было 5-7 градусов.
Промежуточная чистка. Полученный самогон перед второй дробной перегонкой необходимо очистить от вредных примесей. Для этого существуют множество проверенных способов. Самый популярный метод у винокуров – очистка углем. Существует способ очистки маслом и другие.
Дробная перегонка. Очищенный, разбавленный самогон из сахара до 20 градусов залить в перегонный куб самогонного аппарата. Приступить к перегону с отбором фракций. На невысокой мощности отобрать головную фракцию. Головы отбираются покапельно, скорость отбора 1-2 капли в секунду, такой медленный забор жидкости позволяет качественно избавится от ядовитых первых фракций. Количество голов отбирается 50 мл с каждого килограмма сахара.
Затем сменить приемную емкость и отбирать питьевую фракцию «тело». Тело отбирается до 45-50 градусов в струе. Далее пойдут хвосты, отбирать их или нет ваше дело. Обычно хвостовую фракцию добавляют в брагу перед перегоном, что бы увеличить выход самогона.
В итоге у вас получится самогон из сахара крепостью примерно 65 градусов. Для питья такая крепость слишком высокая, поэтому его нужно разбавить чистой бутилированной водой до 40-45 градусов. Сделать это правильно поможет специальный калькулятор. Что бы смягчить вкус, можно самогон нагреть на плите до 70 градусов, при этом из него испарятся ненужные вещества. Разбавленный дистиллят разлить в бутылки, дать ему «отдохнуть в стекле» 2-3 дня, а лучше пусть стоит недельку и можно приступать к дегустации.
Сахарная самогонка имеет более нейтральный вкус по сравнению с зерновыми и фруктовыми дистиллятами. Поэтому в домашних условиях его больше применяют для приготовления различных наливок настаивать на нем ягоды и фрукты. Делать другой вкусный домашний алкоголь.
Миллионы людей предпочитают делать спиртное у себя дома. Безусловно, приготовление браги – это невероятно увлекательное дело. Но прежде чем приступить к процессу, необходимо узнать все нюансы: из чего её делать, какова должна быть температура при брожении, какой рецепт будет наилучшим, как происходит выгонка самогона и многое другое. Всё это важно, если хочется получить прекрасный результат.
Однако многие любители домашнего алкоголя придерживаются классической рецептуры. Для её воплощения в жизнь нужно следовать всем этапам и нюансам:
Температурному режиму необходимо следовать неукоснительно. В среднем это порядка 24-30 градусов. Однако у каждых дрожжей свои потребности. Поэтому стоит уточнять при какой температуре они начинают активно «работать». Только в этом случае дрожжи будут выделять тепло, что важно для браги. Ведь в этом случае она сможет сама себя подогревать.
При этом важно не допустить перегрева. Поэтому при брожении температура не должна превышать 40 градусов. Тогда дрожжи просто погибнут, и никакого самогона не получится в результате. Процесс просто остановится.Когда всё готово?
О готовности браги свидетельствуют такие признаки, как:
Температура это основной фактор влияющий на скорость брожения.
Температура - это энергия, чем она больше тем быстрее протекает обмен веществ в дрожжах, быстрее движутся молекулы сахара, глюкозы и сами дрожжи в браге, а значит дрожжи быстрее находят свою еду, и наоборот чем меньше температура тем медленнее все происходит.
Оптимальная температура брожения 30 - 35 градусов.
Зависимость скорости брожения от температуры можно посмотреть на графике.
График реально рабочий, проверен мной не раз.
При температуре больше 50 градусов дрожжи погибают.
Если взять обычную норму дрожжей для браги с гидромодулем 1:5, это 100 грамм прессованных или 30 грамм сухих хлебопекарных дрожжей, то брага на пике графика 34 градуса созреет за 3 дня.
Если добавить больше дрожжей, то при этой температуре брага созреет еще быстрее.
На красной границе графика, около 30 градусов, брага созревает за 4 дня.
В районе 25 градусов брага будет готова за 5 дней.
При температуре ниже 25 градусов идет резкое падение скорости брожения.
Мы думаем чего-то дрожжи не работают, а на самом деле температура браги упала, дрожжи едят сахар но медленно.
Для увеличения температуры браги применяют аквариумные обогреватели, утепляют емкости для брожения.
Какой мощности аквариумный обогреватель выбрать, для своей бродильной емкости?
На аквариумных сайтах советуют брать обогреватель минимальной мощности, если бродильная емкость стоит в квартире, 1 Ватт, на 1 литр браги.
Если брага стоит в холодном помещении, где температура падает до 0С, то обогреватель берем 4 Ватта на 1 литр.
На 50 литров будет уже нужен обогреватель 200 Ватт.
У обогревателей большей емкости есть недостаток, дрожжи могут подгорать к поверхности, так как температура вся сосредоточена в одной точке.
Выход, использовать несколько обогревателей меньшей мощности или смастерить радиатор на обогреватель.
Если у нас бочка 50 литров, то обогреватель нужен 50 Ватт. В сутках 24 часа, значит 24 умножим на 50 Ватт, получим 1200 Ватт за сутки.
Предположим что брага будет бродить при 30 градусах, а это значит созреет за 4 дня при обычной дозе дрожжей. Значит на обогрев потратим, 1200 умножаем на 4, получаем 4800 ватт, округлим до 5 кВатт.
Один кВатт стоит 5.38 рубля, значит 5.38 умножаем на 5 получаем 26.9 рубля. Брага подорожает на 27 рублей.
Если брага будет стоять в холодном месте можно увеличить дозу дрожжей в два раза, тем самым мы сократим время брожения, а значит время нагрева.
Дрожжи при поедании сахара сами будут больше выделять тепла в брагу.
Аквариумные обогреватели можно заказать в AliExpress или на JOOM.