В последнее время винокуры все чаще упоминают о «Кодзи» – смеси для приготовления браги с минимальными трудозатратами. Мы провели тщательный анализ этого продукта и хотим поделиться с вами результатами в данной статье.
Немного истории
Первые упоминая о микроорганизмах, способных перерабатывать крахмал, появились в Азии. Именно там для изготовления крепких спиртных напитков из-за своего широкого распространения применялся рис.
Как известно, рис обладает очень низкой ферментативной активностью и при его проращивании внутренних ферментов не хватает для полного осахаривания крахмала. Поэтому долгое время крепкие напитки из риса готовились с помощью добавления ферментов, а именно фермента, выделяемого из человеческой слюны, амилазы. Пропаренный рис хорошенько пережёвывали и сплевывали в общую емкость. Под действием амилолитических ферментов шел гидролиз крахмала, дрожжи потребляли полученные сахара и выделяли спирт.
Позднее была замечена способность плесневого грибка Aspergillus oryzae, обладающего высокой амилолитической активностью, перерабатывать крахмал на простые сахара. В результате пропаренный рис намеренно заражали плесенью для расщепления крахмала. Именно эта плесень приходит на ум, когда винокуры слышат «Кодзи».
На данный момент известно большое количество плесневых грибков с высокой амилолитической способностью, применяющихся в различных промышленностях, в том числе и в производстве крепких напитков. Aspergillus oryzae уже редко можно встретить на винокурнях, так как многие переходят на более эффективные способы переработки крахмала или используют более активные плесени.
Погружение в продукт
На Российском рынке «Кодзи» производит крупная китайская компания Angel Yeast, занимающаяся различными микроорганизмами, биологическими добавками, дрожжами и т.д.
Поставляются «Кодзи» в виде сухой смеси в 500 граммовых вакуумных пакетах. Процентное соотношение компонентов, входящих в состав смеси, производитель не разглашает – это коммерческая тайна. По нашему запросу производитель раскрыл качественный состав смеси. Нам удалось узнать, что в состав смеси Кодзи входят: плесень Rhizopus oryzae (Ризопус рисовый), дрожжи Saccharomycetes, смесь питательных компонентов и ферменты выделенные плесенью Rhizopus oryzae.
Ко всеобщему заблуждению вместо Aspergillus Oryzae в смеси «Кодзи» используется Rhizopus oryzae и данная плесень находится в активном состоянии, а не инактивированная, как многие ошибочно полагают. По факту это не смесь дрожжей и выработанных плесенью ферментами, это смесь плесени, выработанных ею ферментами и дрожжей. Данный состав требует совершенно других условий по эксплуатации и соблюдения ряда правил безопасности.
Rhizopus oryzae или черная плесень – относится к семейству Мукоровых, обладает высокой амилолитической и протеолетической активностью. В процессе жизнедеятельности вырабатывает большое количество различных органических кислот, высших спиртов и эфиров. Некоторые виды семейства Мукоровых могут вызвать микозы – болезни и отправления, связанные с плесневыми грибами. Rhizopus относится к потенциально опасным и может вызывать микоз легких и дыхательных путей, а также других органов человека и животных. Поэтому во избежание отравления при использовании данной закваски необходимо соблюдать меры безопасности и не допускать попадание сухой смеси или продукта с активной плесенью в организм человека и животного. К тому же не стоит пользоваться данной плесенью на кухне и тем более хранить открытые упаковки в холодильнике рядом с продуктами питания. Можно получить очень опасные заражения.
С чем же связан высокий интерес и активное распространение «Кодзи»?
Все дело в простоте применения данной смеси. В той связи, что в ней содержится грибок, способный разрушать крахмал, отпадает необходимость проведения процессов осахаривания или предварительного разваривания сырья.
Процесс постановки браги сводится к измельчению зерна, смешиванию его в определенных пропорциях с теплой водой и внесении сухой смеси. Что может быть проще?!
Рекомендации по температурным режимам брожения от производителя: 25-35 градусов Цельсия. Срок брожения не регламентирован, так как зависит от дозировки смеси, помола, содержания крахмала в сырье и температуры брожения.
Эксперименты
Нам удалось рассмотреть применение КОДЗИ в винокурении детально, а именно с точки зрения:
Постановка браги
Для эксперимента было взято три вида крахмалосодержащего сырья:
Выбор пал именно на эти культуры, так как в процессе соложения они, как и рис, почти не накапливают ферментов и обладают низкой ферментативной активностью. Также обладают повышенным содержанием клейковины, которая повышает вязкость заторов и усложняет переработку данного сырья.
Для чистоты эксперимента все браги были поставлены в один день. Постановка браги осуществлялась двумя способами, плюс одна брага для сравнения была изготовлена по классической схеме. Гидромодуль и помол во всех случаях одинаковый. Подробнее о способах ниже.
Первый способ
Гидромодуль 1к4 . В нашем случае 32 литра воды и 8 килограмм зерна.
Для получения максимально мелкой фракции каждый вид зерновой культуры измельчали на двухвалковой мельнице с минимальным зазором.
Далее воду нагревали до 65 градусов Цельсия и уже в нагретую воду вносили жидкие ферменты отечественного производства:
Дозировка фермента рассчитывалась исходя из содержания крахмала в конкретном виде зерна и соответствовала рекомендациям производителя.
Для равномерного распределения фермента по всему объему жидкости нагретую воду с ферментом перемешивали. Затем воду с ферментом откачивали в бродильную емкость, после чего вносили измельченное зерно и тщательно перемешивали. В таком виде затор оставляли до тех пор, пока температура естественным образом не упадет до 30 градусов. По достижении 30 градусов проводилась йодная проба и вносились дрожжи. Время естественного падания температуры заняло примерно 3.5-4 часа. Йодная проба показала полное осахаривание на всех брагах (пшеничной, гречневой и ржаной).
Для сбраживания использовались винные дрожжи Зимасил. Их вносили в сухом виде на поверхность браги, предварительно не разбраживая. Дозировка 11 грамм на 40 литров браги.
Далее бродильные ёмкости ставили под гидрозатвор и оставляли их до полного сбраживания. Конец брожения определяли по прекращению выделений СО2 из гидрозатвора.
Исключением стала брага из гречи. Из-за содержания большого количества шелухи, которая в процессе брожения поднималась и уплотнялась, мог произойти перелив и дальнейшее закисание браги. Во избежание этого на этапе активного брожения шапку топили и перемешивали брагу раз в сутки.
Второй способ
Гидромодуль 1к4 (32 литра воды и 8 килограмм зерна).
Измельчение зерна проводили на двухвалковой мельнице с минимальным зазором для получения максимально мелкой фракции. Далее воду нагревали до 35 градусов Цельсия. Нагретую воду откачивали в бродильную емкость, после чего вносили измельченное зерно и тщательно все перемешивали.
Для сбраживания использовалась смесь «Кодзи», дозировка 8 грамм на 1 килограмм использованного сырья. Смесь предварительно не регидрировали, вносили в сухом виде.
Бродильные ёмкости ставили под гидрозатвор и оставляли их до полного сбраживания. Конец брожения определили по прекращению выделения СО2 из гидрозатвора.
Исключением стала брага из гречи. Хоть брожение протекало не так активно, как с использованием фермента, все равно шапка существенно поднималась и уплотнилась. Перемешивание осуществляли 1 раз в сутки.
Брага по классической схеме
Под классической схемой подразумеваем осахаривание с использованием ячменного солода, фильтрацию затора и проведение сбраживания по белой схеме. Затор был сделан один, только для контрольного сравнения физико-химических и органолептических показателей. Навеска солода была 8 килограмм: 5.6 кг пшеничного солода и 2.4 кг ячменного солода. Измельчение проводили на двухвалковой дробилке. Помол средний, так как необходима последующая фильтрация затора.
Гидромодуль 1к4 (на 8 кг зерна 32 литра воды).
В заторный котел заливалась вода и нагревалась до 38 градусов. После чего вносился измельченный солод и далее проводилось затирание по следующим паузам:
45 градусов – 15 минут
55 градусов – 10 минут
62 градуса – 45 минут
72 градуса – 15 минут
78 градусов – 5 минут
Фильтрация затора – 30 минут
Кипячения сусла – 10 минут
Охлаждение до 25 градусов и перекачка сусла в бродильную емкость
Для сбраживания использовались винные дрожжи Зимасил. Дозировка 11 грамм на 40 литров браги. Предварительного разбраживания не проводили, дрожжи вносились сухими.
Бродильная емкость ставилась под гидрозатвор, окончание процесса брожения определяли по гидрозатвору.
В результате было получено 7 образцов браги: 3 браги по первому способу, 3 браги по второму способу, 1 брага по классической схеме – контрольный образец.
Браги 1-ым и 2-ым способами были приготовлены и поставлены на брожение в один день.
Брага по классической схеме была изготовлена на следующий день.
На этапе брожения было проведено микроскопирование и высев микроорганизмов в чашки Петри для микробиологического анализа винных дрожжей, смеси Кодзи и жидкого фермента.
Полученные результаты представлены ниже.
Дрожжи винные Зимасил. При высеве посторонней микрофлоры не обнаружено, количество мертвых клеток не превышает 4%.
Ферменты амилолитичиские жидкие (Российского производства) При микроcкопировании посторонней микрофлоры не обнаружено, однако высев в чашках Петри показал наличие спор микроорганизмов, используемых для получения ферментов. Это говорит о том, что изготовитель не очищает финальный продукт от продуцентов ферментов. Если для спиртовой промышленности это допустимо, так как при изготовлении браги используются различные антибиотики и чистота ферментного препарата у них отходит на второй план, то в домашних условиях наличие спор ферментов может привести к негативным последствиям. В процессе брожения данные споры могут активироваться и начать потреблять сахара, что приведет к понижению выхода спирта, а также к изменению профиля напитка. Нанесенный вред может быть как незначительный (почти незаметный), так и существенный. Зависеть он будет от чистоты препарата, условий приготовления браги и условий брожения.
Во избежание негативных последствий после осахаривания рекомендуется провести пастеризацию браги, а так же проводить отгонку сразу по окончанию процесса брожения.
Другими вариантами является использование более чистых микробиологических ферментов (стоимость будет существенно выше) или добавление антибиотиков. С антибиотиками нужно быть осторожными. В промышленности брагу постоянно проверяют в микробиологической лаборатории и подбирают необходимую дозировку с типом препарата под конкретный штамм микроорганизма. В домашних условиях слепое применение антибиотиков, не зная с чем именно и в каких масштабах мы боремся в браге, может привести к росту антибиотикорезистентной микрофлоры. Она в будущем принесет большое количество проблем.
Кодзи. При микроскопировании были выявлены дрожжевые клетки верхового брожения и плесень. Крупные ответвления и есть плесень.
Высев на чашке Петри показал наличие Staphylococcus aureus (золотистого стафилококка) — 2 колонии, Aspergillus niger и плесени Rhizopus.
Основная плесень Rhizopus так же активная.
Следовательно, при постановке браги с участием смеси Кодзи следует проявлять максимум осторожности: избегать попадания смеси в органы дыхания и на продукты питания, избегать контакта готовой браги с пищевыми продуктами и ни в коем случае не пробовать ее на вкус. Споры плесени довольно живучие и при работе с Кодзи желательно завести отдельные бродильные емкости, чтобы не занести споры в другие браги. Особенно это касается тех, кто занимается пивоварением или увлекается своим хобби на кухне. Наибольшую опасность данные плесени и споры представляют тем, кто увлекается изготовлением слабоалкогольных напитков (пиво, вино, сидр, квас). В домашних условиях мало кто проводит фильтрацию и пастеризацию, а наличие активных микроорганизмов в напитках может привести в лучшем случае к порче и скисанию, в худшем к отравлению.
Для получения максимально объективной картины по применению Кодзи и сравнению их с другими способами проводились замеры ряда показателей, которые сводились в таблицы 1 и 2.
Для начала рассмотрим таблицу 1.
Таблица 1
Подробнее о показателях:
- Количество времени и трудозатрат на изготовление браги
Засекалось время от помола солода до финального внесения дрожжей в бражку. В брагах, изготовленных с применением фермента, плюсуется время, затраченное на естественное охлаждение. Непосредственного участия винокура оно не требует, но на времени начала брожения сказывается.
Безусловным лидером является брага с применение Кодзи. Среднее время на изготовление браги 30 минут.
На втором месте брага с использованием фермента. В данном случае идет нагрев воды до необходимой температуры, последующее охлаждение требует большее время и сил, плюс подбор необходимых дозировок фермента. Ну и конечно же брага по классической схеме отнимает максимальное количество времени и сил. При этом требует соответствующего оборудования для проведения температурных пауз. Если процесс затирания автоматизированный, то естественно весь процесс становится проще. - Содержание крахмала в 1 килограмме использованного сырья
В графе указывается процентное содержание крахмала, содержащееся в конкретной зерновой культуре. Данные взяты из сертификатов на используемое сырье. Необходимы они для дальнейшего расчета эффективности работы.
- рН или водородный показатель
Показывает количество ионов водорода, по которым можно судить о кислотности раствора. При рН больше 7 раствор щелочной, при рН меньше 7 раствор кислотный.
Замер рН осуществлялся перед внесением дрожжей и по окончанию брожения.
Начальное значение рН зависит от используемой воды и от входящих в состав злаковой культуры органических кислот и соединений, влияющих на кислотность. В нашем случае рН воды составило 6.6 единиц.
Как видно из таблицы, начальные значения рН у браг близки и находятся в диапазоне 5.8-6.2. Самый низкий начальный рН у ржаных браг, так как они содержат значительное количество органических кислота. Так же у пшеничной браги, изготовленной по классической схеме, так как в процессе осахаривания в результате действия ферментов, в том числе фитазы, работающей на начальных этапах затирания, образуются кислоты, снижающие рН браги. Это положительный эффект, так как ферменты, содержащиеся в солоде, лучше работают в слабокислой среде, чем в нейтральной или щелочной.
На значение рН в конце брожения сказывается работа микроорганизмов, а точнее выделяемые ими продукты. Самое значительное снижение рН наблюдается у браг с использованием Кодзи. В целом это ожидаемо, так как плесень, входящая в состав смеси в большом количестве, вырабатывает органические кислоты, высшие спирты и эфиры. Все это сказывается на существенном понижении рН.
Высокое содержание органических кислот в результате реакции этерификации может привести к сильному смещению профиля напитка. Большая часть сложных эфиров обладает фруктовыми нотами, что на общем балансе готового напитка может как положительно, так и отрицательно сказаться.
- Аромат браги и Аромат спирта-сырца
По окончанию брожения оценивалась ароматика браги и соответствие аромата исходному сырью. В браге по классической схеме и брагах на ферментах связь между ароматом браги легко прослеживалась. Браги с применением Кодзи обладали ярко выраженным сладким эфирным ароматом, где с трудом угадывалось исходное сырье. Связано это опять же со спецификой используемого микроорганизма.
При этом во всех образцах полученного спирта-сырца явно угадывалось исходное сырье, образцы сырца на Кодзи помимо ароматов исходного сырья имели в аромате явный эфирный след.
- Брожение в сутках
Считалось с момента внесения дрожжей в бродильную емкость до полного прекращения выделения пузырьков СО2 через гидрозатвор.
Здесь ситуация обратная трудозатратам. Быстрее всего отбродила брага по классической схеме, на втором месте оказалась брага с использованием ферментных препаратов и дольше всего брожение шло с применением Кодзи. Причем отличие по количеству суток значительное.
Браги на Кодзи, не считая нескольких дней, бродили крайне вяло. Такое длительное и слабое брожение может привести к инфицированию браги и ее скисанию из-за микрофлоры, находящейся на поверхности зерна. Поэтому во избежание рисков заражения и скисания браги, мы рекомендуем зерно предварительно распарить в горячей воде (100 градусов), затем охладить до температуры внесения Кодзи. Предварительная распарка снизит количество потенциально опасной микрофлоры, а так же частично клейстеризует крахмал, что облегчит дальнейшую работу Кодзи. Данная операция конечно увеличит время и трудозатраты, но при этом снизит риски порчи браги.
- Теоретический и Практический выход спирта
Необходимы для просчета эффективности нашей работы.
Теоретический выход спирта, то есть максимально возможный выход из данного сырья, рассчитывался исходя из содержания крахмала в зерне.
Формула расчета: Необходимо определить общее содержание крахмала в килограммах. Затем используя постоянный коэффициент пересчета крахмала в простые сахара = 1.1, рассчитывается количество простых сахаров. Далее по этому значению, используя постоянный коэффициент = 0,6 определяется теоретическое количество абсолютного спирта.
Пример расчета для пшеничной браги по классической схеме:
8 (кг зерна) * 0.75 (содержание крахмала) *1.1 (пересчет в простые сахар) *0.6 (пересчет в абсолютный спирт) = 3, 96 литра абсолютного спирта.
Затем из объема и крепости полученного спирта-сырца определялось реальное количество абсолютного спирта.
Из данных таблицы 1 видно, что минимальный выход наблюдается у браги по классической схеме. Это связано с потерей части сахаров на этапе фильтрации, а также частью несбраживаемых углеводов, образующихся в процессе брожения.
На втором месте брага на Кодзи. Хоть здесь и идет полная переработка крахмала, часть этого крахмала тратится на поддержание жизнедеятельности плесени и сопутствующих микроорганизмов, а их в браге достаточное количество. Поэтому выход спирта не дотягивает до теоретического.
Максимальный выход спирта наблюдается в брагах с применением ферментных препаратов, так как в процессе действия ферментов крахмал полностью разрушается до сбраживаемых сахаров и полностью перерабатывается дрожжами (с естественной потерей части экстракта на поддержание жизнедеятельности клеток). Но так как общая обсеменённость значительно ниже, чем в Кодзи, эти потери ниже.
Отгонка браги / получение спирта-сырца
По окончанию брожения браги сразу же отправлялись на дистилляцию. Так как все браги кроме классической сбраживались по красной схеме, было принято решение проводить отгонку на пароводяном котле во избежание риска подгорания и возможных негативных последствий. Браги не снимались с осадка, все содержимое бродильной ёмкости отправлялось на перегонку.
В качестве дистилляционной колонны выступала универсальная система Миджет 2.0 сборка в режиме Potstill. В диоптры устанавливалась кассеты с медной насадкой. Отгонку вели до крепости спирта-сырца 5% об. в струе. Сама отгонка проводилась на максимально допустимой мощности.
При дистилляции брага по классической схеме и браги с использованием ферментного препарата сильно пенились, из-за чего в начале приходилось работать на половине мощности и уже затем постепенно прибавлять мощность до максимума.
Браги с использованием Кодзи практически не образовывали пены при отгонке. Связано это с высокой протеолитической активностью и расщеплением на этапе брожения белковых молекул, отвечающих за пенообразование. Так же стоит отметить сильное изменение цвета браги с использованием Кодзи. Пшеничная брага по окончанию брожения имела цвет очень близкий к фиолетовому. Точную причину такого изменения уточнить мы не смогли. Лишь можем предположить, что связано это с повышенным развитием темной плесени, в результате чего изменился оттенок браги.
Весь спирт-сырец собирался в отдельные стеклянные бутыли с притертой пробкой. Бутыли подписывались и убирались в сторону до момента дробной дистилляции. Крепость полученного спирта-сырца находилась в пределах 30 +/- 2% об.
Дробная дистилляция и приготовление сортировки
Дробную дистилляцию начали только после того, как все образцы браги перегнали на спирт-сырец.
В качестве дистилляционной колонны была выбрана универсальная система Миджет 2.0 с 4 нержавеющими моно-уровнямии 1 медным моно-уровенем с испарительным кубом 13 литров.
Для воспроизводимости и точности результатов создавались максимально возможные одинаковые условия дробной дистилляции для всех образцов:
Во избежание разного времени отдыха готового продукта в стекле разбавление полученного спирта до питьевой крепости (получение сортировки) проводилось в один день с незначительной разницей во времени.
Все образцы разбавлялись до крепости 40% об. Разбавление проводилось с помощью питьевой воды, полученной после прохождения фильтровальной установки. рН используемой для разбавления воды = 6.6 единиц.
После разбавления все образцы были отправлены на недельную выдержку в стекле для стабилизации вкусового профиля перед дегустацией.
Дегустационный анализ
Оценка вкусового профиля полученных образцов проводилась вслепую группой дегустаторов. Комиссия состояла из 5 человек, каждому выдавалось по 7 образцов дистиллята, помеченных порядковыми номерами.
Важно отметить, дегустаторы были предупреждены, что образцы изготовлены из злаковых культур. Из каких именно и по какой схеме не уточнялось, для более объективной оценки.
Среднее оценочное суждение членов дегустационной комиссии занесено в таблицу 2.
Таблица 2
*Показатель крепости в таблице выражается в % об.
Образцы, сделанные на Кодзи, были безошибочно выявлены дегустационной комиссией, так как обладали выраженным фруктовым ароматом. Некоторые из дегустаторов до последнего не верили, что данные образцы получены из зерна. Исходное сырье в аромате практически не угадывалось. Во вкусе чувствовалась злаковая составляющая, но она была довольно невыраженная (спорная). В целом образцы получились достойные, но далеки от классического профиля зерновых дистиллятов. Слишком забитый профиль напитка, но имеет право на существование.
У образцов с использованием микробиологических ферментов во вкусе и аромате угадывается исходное сырье, хоть и не ярко выраженное. Вкус грубоват по сравнению с классической схемой.
В дистилляте по классической схеме легко угадывалось исходное сырье. Главным отличием во вкусе и аромате от других образцов был аромат выпечки, который напрямую связан с температурной обработкой зерна.
В остальных образцах аромат ближе к сырому зерну и не такой приятный.
По окончанию эксперимента все полученные образцы подвергли углеванию. После чего питкость абсолютно всех дистиллятов возросла. Образцы, приготовленные с применением Кодзи, после углевания стали обладать еще более выраженным фруктовым ароматом.
В результате данной статьи и проведенных экспериментов подведем итоги:
- При использовании смеси Кодзи следует соблюдать правила безопасности и желательно иметь отдельную тару для работы с ними.
- В связи с медленным брожением во избежание инфицирования, исходное сырье рекомендуется предварительно разварить. Здесь Вы и упростите работу Кодзи, и снизите количество патогенной микрофлоры, находящейся на поверхности зерна.
- Ожидать от браги, полученной на Кодзи, профиль классического зернового дистиллята не стоит. Из-за большого количества высших спиртов и эфиров профиль сильно смещен. Это не делает напиток плохим, просто существенно его отличает от классических дистиллятов.
- Длительный срок брожения сводит на минимум экономию времени при постановке браги, так как объективно за время брожения можно было провести не один цикл приготовления браги с ферментами или по классической схеме.
- В целом применение Кодзи в самогоноварении имеет место быть, но ожидать от них каких-то высоких результатов не стоит. Возможно для изготовления напитков, свойственных данной культуре (саке) или переработки фуражного зерна на спирт, данная культура подойдет отлично. Для приготовления всем привычных зерновых дистиллятов следует обратить внимание на классические схемы переработки сырья.
Доктор Губер Над материалом работали: Наталия Тархова Инженер-технолог Эмиль Самедов Инженер-технолог
Дорогие читатели, если вы увидели ошибку или опечатку в статье «
Кодзи », помогите нам ее исправить! Выделите ошибку и нажмите одновременно клавиши «Ctrl» и «Enter». Мы получим ваше сообщение и внесём исправления в ближайшее время.
Источник: www.doctorguber.ru
