При какой температуре происходит брожение браги из сахара и дрожжей

Спиртовое брожение – магия превращения сахара в этиловый спирт

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.

Дрожжевые клетки под микроскопом

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.

Условия брожения

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.

Брожение браги – оптимальный температурный режим

Для дрожжей необходим воздух и солнечные лучи, но в условиях кислородного голодания можно получить энергию из углеводного субстрата. При этом окончательным продуктом метаболизма становится этиловый спирт и углекислый газ. Их способность давно используют для получения алкогольных напитков. Но дрожжевые микроорганизмы оказались требовательны к условиям культивирования. Результат зависит от соблюдения совокупности факторов, таких как:

• температура браги;
• объем жидкой смеси;
• соотношение сахара, дрожжей и воды;
• качество исходных продуктов;
• использование подкормки и пр.

Если обеспечена оптимальная температура для брожения браги, то на выходе можно получить продукт с полностью отработанным сахаром, максимальным содержанием спирта и наименьшим количеством промежуточных и побочных продуктов: сивушных масел (изоамилового, пропионового и метилбутилового спиртов), бутиленгликоля, диметилглиоксаля, альдегидов уксусной и масляной кислот, ацетилметилкарбинола, диметилсульфида, глицерина и пр.

Температура, при которой дрожжи проявляют признаки активности, зависит от их вида. Хлебопекарные начинают перерабатывать сахара при +4 °С, пивные низового брожения любят тепло от +6 °С, а винные — от +10 °С. Спиртовые дрожжи начинают процессы метаболизма при температуре от +5 °С, они считаются более жизнеспособными, т.к. при температурах от +38 °С до +50 °С только перестают работать, но еще не погибают. В большинстве случаев чем теплее, тем более активно себя ведут дрожжи.

Создание идеальных условия для правильной браги

Для получения качественного самогона необходимо подобрать идеальное соотношение исходных ингредиентов и условий, при которых бродит брага.

Для начала подготавливают компоненты будущего напитка. Вода должна быть максимально очищена от вредных примесей. Можно использовать покупную фильтрованную или водопроводную, но отстоявшуюся в течение 2 дней. Кипятить воду не рекомендуют, т.к. при этом удаляется растворенный кислород.

Сахар используют свекольный. Но многие рекомендуют использовать инвертированные сахара, это улучшает вкус будущего продукта, облегчает процесс брожения.

При выборе дрожжей обращают внимание на их вид и возраст: чем старше, тем хуже они перерабатывают сахар. Наиболее дешевые и чаще используемые в домашних условиях — хлебопекарные, но они выделяют много диоксида углерода и активны только до 12 %об. спирта. Для производства самогона оптимальны спиртовые дрожжи:

• меньше углекислого газа;
• активность — до 18-23 %об. алкоголя;
• меньше сроки сбраживания.

На следующем этапе выбирают гидромодуль, рекомендуют проводить брожение при соотношении сахара и воды от 1:3 до 1:5. В данном случае будет много зависеть от объема тары, наличия свободного пространства для хранения и других факторов.

Температура брожения для получения правильного алкоголя желательно должна быть постоянной. Дрожжи плохо переносят тепловые колебания, особенно быстрый нагрев. Зимой большинство домашних кулинаров используют аквариумный нагреватель. Его удобство в том, что температура нагрева ограничена по термостату, что уменьшает риск перегрева браги.

Для расчета берут от 1 до 4 ватт мощности на 1 л раствора в зависимости от температуры помещения. Преимущественно это нагреватели погружного типа, располагают прибор на дне тары. При покупке устройства нужно обратить внимание на отзывы об его качестве. Некоторые модели не держат нужную температуру, приводя к варке браги.

Удобно, когда терморегулятор внешний. Розетка для включения располагают выше емкости и на расстоянии. Если установлен гидрозатвор (не всегда нужен для сахарной браги), то придется самостоятельно усовершенствовать устройство — необходимо провести провод через крышку тары. Включение и выключение из сети производится при погруженном в жидкость нагревателе. Необходимо соблюдать технику безопасности при работе с электроприборами.

Сейчас выпускают специальный нагреватель для браги, он также прекрасно регулирует температуру и оснащен надежными термостатами. При таком способе подогрева готовить брагу желательно только на сахаре, другие продукты (фрукты, изюм и прочее) быстро приводят к их неисправности.

Некоторые используют пленки «теплого пола», оборачивая ими тару или стенки и пол вокруг. Можно просто расположить кусок такой пленки под емкостью. Метод удобен обогревом извне, но стоит дороже аквариумного нагревателя. Для поддержания постоянной температуры подойдут теплоизоляционные материалы, которыми также оборачивают тару.

Летом чаще всего нет необходимости в дополнительном подогреве, при этом нужно учитывать самонагрев смеси из-за выделения тепла в процессе брожения. Для дрожжей отклонения температуры в меньшую или большую сторону могут быть критичными, приводя к остановке роста колонии. Контролировать температуру можно с помощью водного термометра.

Какой температурный режим нужен для изготовления браги

Для получения качественной продукта температура браги при брожении должна поддерживаться в диапазоне от +20 °С до +30 °С. Если температура ниже, то микроорганизмы становятся менее активными. В большинстве случаев при +18 °С они уходят в анабиоз. Процессы брожения ухудшаются и при нагреве выше +30 °С, а при +40 °С они погибают.

В процессе приготовления учитывают несколько температурных скачков:

1. Приготовление сахарного сиропа сопровождается потерей тепла в процессе помешивания.
2. За время подготовки сиропа и пробуждения дрожжей растворы успевают охладиться.
3. В первые 2 дня микроорганизмы активно приступают к процессам переработки углеводов и смесь быстро самонагревается. Пенная шапка при этом препятствует потере тепла.

Рекомендуют придерживаться температуры брожения браги для самогона в первый день не выше +24..+25 °С, чтобы уменьшить пенообразование. В последующие дни можно увеличивать нагрев до +27..+30 °С. Чем ниже температура, тем дольше идет процесс, а в готовом продукте может содержаться больше сивушных масел. При +31..+32 °С процесс временно ускоряется. Но при этом дрожжи быстрее выдыхаются, образуя меньше зимаз. В такой браге останется больше непереработанных сахаров.

В готовом продукте пропадают газообразование и сладость. Его помещают в холодное место. Спящие дрожжи тогда выпадают в осадок, и раствор светлеет.

Можно ли повлиять на скорость брожения

Брожение сахарной браги идет от 5 до 14 дней. Сократить время приготовления можно, используя несколько приемов:

1. При разведении дрожжей температура воды для браги должна быть около +30 °С. Это обеспечит бурное начало процесса.
2. Брага хорошо доходит при комнатной температуре (от +22 °С до +25 °С). Но процесс занимает меньше времени, если согреть продукт до +30 °С.
3. Помимо сахаров питание микроорганизмов должно включать витамины и минералы, поэтому введение азотной подкормки ускоряет брожение.
4. Дополнительное внесение дрожжей улучшает процесс переработки сахаров.

В некоторых случаях готовый продукт получают на второй день, чаще сроки созревания сокращаются до 3-4 дней.

При какой температуре происходит наилучшее брожение браги

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.

Какую температуру нужно поддерживать во время брожения браги

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.

• При температуре ниже +5 градусов гибнут любые виды дрожжей. Если вы нечаянно заморозили брагу, тогда её нужно разогреть и внести грибки заново.
• От +5 до +20 дрожжи проявляют крайне низкую активность, но продолжают жить. Они находятся в своеобразной спячке. При повышении температуры они просыпаются, а при снижении — погибают.
• От +20 до +30 вы добьётесь максимальной эффективности брожения. Это идеал, к которому нужно стремиться.
• От +30 до +42 вы рискуете испортить брагу. Дело в том, что температура окружающей среды ниже, нежели в бродильной ёмкости. Когда процесс идёт слишком активно, выделяется много тепла и грибки могут не выдержать такой «жары».
• При повышении более +42 градусов погибают все дрожжи, которые используются при брожении браги. Кажется, что добиться такого кипятка очень сложно, но на практике это обычное явление.

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.

При какой температуре брожения получается больше самогона

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.

Какими устройствами можно поддержать оптимальную температуру браги

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.

Аквариумный водонагреватель с терморегулятором

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.

Электрогрелка для пояса

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%.

Подогреваемый коврик

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.

При какой температуре происходит брожение браги из сахара и дрожжей

Приготовление алкоголя собственными руками всегда было увлекательным занятием, тем более, что в результате мы имеем проверенный и великолепный продукт.

При закваске сырья из сахара и дрожжей для вкусного и качественного самогона недостаточно лишь точного соблюдения пропорций в составе хорошего —рецепта браги—. Здесь одним из важнейших моментов будет тщательная выдержка оптимальной температуры сбраживания.

Какая температура должна быть у браги при брожении

Чтобы не ошибиться с температурой для комфортного брожения браги из сахара и дрожжей, необходимо разобраться во всех тонкостях ее созревания.
Важнейший катализатор брожения – это, конечно, дрожжи.

Ведь именно благодаря их жизненной активности в процессе поглощения сахара образуется углекислота, разогревается сусло и обязательно вырабатывается спирт.

Но в браге содержится масса других микроорганизмов, способных начать активно размножаться, как только у дрожжей ослабевает жизнедеятельность в результате резких скачков температурных условий. Принято считать, что ее необходимо поддерживать в пределах от 24 до 30 °C.

• Понижение температурного режима влечет за собой торможение и полную остановку процесса. Это также чревато повышением уровня —кислотности браги—, что пагубно сказывается на ее вкусовых свойствах и крепости. Обычно для нормального созревания сусла из сахара и дрожжей требуется не более недели, тогда как переохлаждение растягивает этот период до нескольких месяцев. Но если такое пассивное брожение приветствуется в виноделии, то это неприемлемо при изготовлении дистиллята. Поэтому, если после падения температуры —брага не бродит—, ситуацию придется срочно спасать перемещением в более комфортное и теплое место.
• Но если переохлаждение сусла из сахара и дрожжей реально исправить, то после перегрева дрожжевые грибки уже не оживить. Поэтому так важно не допустить, чтобы температурный режим достиг опасной температурной отметки более 40 °С. При этом надо помнить, что процесс превращения сахара в спирт с помощью дрожжей сопровождается активным выделением тепла и грозит резким разогревом дрожжевого сырья. И чтобы не сорвать в целом процесс перегонки, исправлять допущенную оплошность придется только приготовлением новой смеси для сбраживания. Поэтому соблюдение температурных условий в пределах от 24 до 30 градусов считается наиболее оптимальным.

Желательно выдерживать ровную и без резких скачков температуру, так как это отрицательно скажется на качестве сырья и готового напитка. Для снижения уровня сивушных масел в составе высококлассного дистиллята допускается брожение максимум до 32 градусов, но не более.

Нужно ли мешать брагу во время брожения

Учитывая то, что сусло больше нагревается при сбраживании в верхней части емкости для браги, логично предположить, что обеспечивать равномерное прогревание можно ее периодическим помешиванием. Особенно этим страдают неопытные самогонщики, которых поначалу очень волнует исключительно скорость ее созревания.

Но и они часто задаются встречным вопросом – нужно ли перемешивать брагу во время брожения. А так как это результат самодостаточной жизнедеятельности дрожжей и сахара, то стоит прислушаться к весомым аргументам в пользу более спокойных условий сбраживания. Дрожжевой грибок гибнет в насыщенной спиртовой среде, поэтому, поработав, постепенно опускается вниз и выпадает в осадок, уступая место выделяющемуся менее плотному этанолу.

Перемещая живые дрожжи в более агрессивную алкогольную среду, вы только замедляете брожение, а не наоборот. Есть еще одна немаловажная причина не тревожить естественный ход брожения. Ведь такое вмешательство предусматривает прежде всего нарушение герметичности бродильной емкости, а это чревато чрезмерным закисанием сырья.

То есть, ускоряя таким образом брожение, можно превратить хорошее сусло в смесь уксусной кислоты и этанола. Поэтому не стоит будоражить естественное сбраживание перемешиванием во избежание негативных последствий для качества напитка.

При какой температуре правильно гнать самогон

Для приготовления домашнего самогона необходимо довести готовую смесь до точки кипения спиртных паров, чтобы затем конденсировать их в жидкость.
Но само испарение делится на несколько этапов с разным температурным режимом для входящих в нее воды, спирта и сивушных масел. И чтобы своевременно отделить качественный продукт от вредных примесей, важно знать, при какой температуре гонят самогон на каждом этапе. В основном физические процессы при дистилляции очень схожи и под силу любой модели стандартного самогонного аппарата.

Перегонка браги в самогон с сухопарником или без ориентируется на четкое соблюдение температуры, указанной для определенного периода.

• Сначала максимально разогревают сусло до 60-63 °C и резким уменьшением нагрева выдерживают плавный переход к отбору головной фракции при 64-68 градусах. Именно при таких условиях начинает испаряться спирт с сивушными маслами. Если этого не делать, то часть закипевшей жидкости попадет в систему, и самогон будет мутным и с резким сивушным запахом. Из-за высокого содержания вредных примесей в перваке пить его точно не стоит, так как после быстрого опьянения наступает тяжелая интоксикация организма. Самогонщики с опытом рекомендуют отсечь первоначальные 8-10 % дистиллята от всего объема и использовать только для хозяйственных нужд.
• Далее приступают к отбору основного, так называемого тела продукта после подогрева его до 78 °C. Для этого продолжают поддерживать градус на этом же уровне, стараясь не превышать его выше 83-85 °C. Своевременный переход к выделению качественной составляющей дистиллята сопровождается характерным спиртовым запахом без неприятных оттенков.
• Ближе к окончанию дистилляции температура, при которой гонят самогон, возрастает до 85 градусов, и остатки спиртовой основы выгоняются вместе с сивухой. Это отрицательно сказывается на качестве продукта, поэтому на этой ключевой отметке срочно прекращают сбор тела и приступают к отбору хвостовой части спиртного напитка. Как только его крепость при перегонке снижается до 20 °C, отбирать эту фракцию тоже прекращают и самогоноварение считается законченным.