Fermentacja alkoholowa na przykładzie winiarstwa i browarnictwa
Fermentację alkoholową wywołują głównie drożdże należące do rodzaju Saccharomyces. Pleśnie zdolne
do wywołania tego procesu, to rodzaje: Rhizopus, Mucor, Oidium, Monilia. Dwa pierwsze rodzaje znalazły
zastosowanie w produkcji alkoholu etylowego w krajach wschodniej Azji. Bakterie produkujące alkohol
etylowy wykorzystywane są w krajach Ameryki Południowej i Środkowej  Thermobacterium mobile (inaczej
Zymomonas mobilis). Praktyczne znaczenie mają tylko te gatunki drobnoustrojów, których głównym
produktem jest alkohol. Nie mają znaczenia te gatunki, dla których etanol jest produktem ubocznym,
wytwarzanym w niewielkiej ilości [1], np. podczas oddychania tlenowego niektórych bakterii z rodzaju
Pseudomonas i Sarcina [2].
Drożdże mogą rozwijać się zarówno w warunkach tlenowych, jak i beztlenowych. W warunkach
beztlenowych ma miejsce fermentacja z wytworzeniem etanolu, której przebieg przedstawia poniżej równanie
Gay-Lussaca. Natomiast w warunkach tlenowych ma miejsce intensywny przyrost masy komórkowej drożdży.
Zjawisko to określane jest jako tzw. efekt Pasteura [3].
Fermentacja alkoholowa właściwa zachodzi pod wpływem kompleksu enzymów zwartych w drożdżach,
tzw. zymazy. Równanie Gay-Lussaca przedstawia bilans fermentacji alkoholowej:
C6H12O6 2 C2H5OH + 2 CO2 + 118,43 kJ
glukoza (2 ATP)
lub
C12H22O11 + H2O 2 C6H12O6
sacharoza
2 C6H12O6 4 C2H5OH + 4 CO2 + 2 x 118,43 kJ
Jak wynika z powyższego równania jest to fermentacja gazująca, cechuje ją zmniejszanie suchej masy
nastawu, obniżenie gęstości (gęstość czystego cukru wynosi 1,58 g/cm3, natomiast czystego alkoholu
0,79425 g/cm3) oraz nieznaczny wzrost kwasowości spowodowany nagromadzeniem się CO2 i uwalnianiem się
wolnych kwasów organicznych [1].
Fermentacja alkoholowa znalazła zastosowanie w gorzelnictwie, piwowarstwie, winiarstwie
i piekarnictwie [1].
Wino i piwo powstają w wyniku fermentacji alkoholowej prowadzonej przez drożdże odpowiednio
w moszczu owocowym lub w brzeczce słodowej. Drożdże wykorzystywane w przemyśle winiarskim
i piwowarskim należą do:
KLASA: Ascomycetes (workowce)
RZ
D: Saccharomycetales
RODZINA: Saccharomycetaceae
RODZAJ: Saccharomyces
W procesie przemysłowym wykorzystywane są różne rasy drożdży o określonych cechach
technologicznych. Pojęcie  rasa nie jest tu pojęciem taksonomicznym, lecz typowo technologicznym,
charakteryzującym daną kulturę drożdży pod kątem jej przydatności do produkcji, np. wina o określonych
walorach smakowo  aromatycznych [3].
W winiarstwie wykorzystuje się rasy drożdży należące do gatunku Saccharomyces cerevisiae varietas
ellipsoideus. Różne rasy drożdży dobierane są w zależności od składu moszczu i typu wina, które chcemy
otrzymać. Proces fermentacji wina jest długi i z reguły wynosi kilka tygodni. W wyniku zabiegów
fermentacyjnych, klarowania i leżakowania, z odpowiednich moszczów na skutek zachodzących przemian
uzyskuje się w końcowym efekcie właściwy smak i bukiet win [1].
W piwowarstwie najczęściej wykorzystywany jest Saccharomyces carlsbergensis (syn. S. uvarum) [3].
Są to drożdże dolnej fermentacji, czyli szybko osiadające na dnie tanku, podczas fermentacji górnej
w odróżnieniu od drożdży fermentacji górnej Saccharomyces cerevisiae, które zbierają się w dużej ilości
w pianie. Drożdże piwowarskie  dolne prowadzą długotrwałą fermentację, która przebiega w niskiej
temperaturze (np. 8  10oC). Specjalnie wyselekcjonowane szczepy drożdży lub ich rasy wykorzystywane są do
produkcji piwa o charakterystycznych cechach, aromacie i bukiecie [1].
Bibliografia:
1. Duszkiewicz  Reinhard W., 2003. Teoria i ćwiczenia z mikrobiologii ogólnej i technicznej.
Wydawnictwo SGGW, Warszawa.
2. Gołębiowska J., 1975. Mikrobiologia rolnicza. Państwowe. Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Warszawa.
3. Długoński J., 1997. Biotechnologia mikrobiologiczna. Ćwiczenia i pracownie specjalistyczne.
Wydawnictwo Uniwersytetu A
ódzkiego, A
ódz
.
4. Sobczak E., 2004. Atlas wybranych drobnoustrojów ważnych w technologii żywności. Wydawnictwo
SGGW, Warszawa.
Do przygotowania:
1. Przebieg procesu glikolizy oraz przemiana pirogronianu w alkohol etylowy.
2. Karty pracy
3. Rozdział nr 7.2.3.: Przemysł piwowarski. Tylko podpunkt  Drożdże (str.338) oraz rozdział 7.2.4.:
Przemysł winiarski. Tylko podpunkt  Drożdże winiarskie (str. 356) oraz W: Bednarski W., Reps A.
2003. Biotechnologia żywności, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa.
4. Rozdział nr 10.1: Drożdże (str. 78  86) W: Różalski A., 2007. Ćwiczenia z mikrobiologii ogólnej.
Wydawnictwo Uniwersytetu A
ódzkiego, A
ódz
.