Robienie cydru jest bardzo odprężającym zajęciem. Błędem jest myślenie, że przez większość czasu nic się nie dzieje – to jest po prostu marnowanie relaksacyjnego potencjału cydrownictwa. Wyścigi wznoszących się ku powierzchni bąbelków, głębokie medytacje w milczącym towarzystwie dojrzewających trunków (łowienie ryb to przy tym sport dla nadpobudliwców) – to tylko niektóre atrakcje, jakie ma nam do zoferowania każda cydrowa piwniczka.
Ale nie pora na rozważania o wewnętrznym spokóju cydrownika – teraz mam nadzieję będzie ciekawie, bo wreszcie udało mi się zgłębić nieco temat fermentacji jabłkowo-mlekowej 🙂
Po naszemu FJM, z angielskiego MLF: jedni każą wystrzegać się jej jak ognia, inni wręcz przeciwnie – uważają że wzbogaca. Prawdziwego cydrownika poznaje się po tym, że ma na ten temat wyrobione własne zdanie! 😉
Zacznijmy może od tego, że – wbrew intuicji – „fermentacja” jabłkowo-mlekowa nie ma nic wspólnego z „fermentacją” w popularnym znaczeniu tego słowa: nie biorą w niej udziału drożdże oraz nie powstaje alkohol. Jeśli miałbym nazwać ten proces po swojemu, użyłbym raczej terminu „transformacja”, chociaż wierzę że mikrobiolodzy mieli dobre powody, żeby użyć takiej a nie innej nazwy.
Czym więc jest ta fermentacja jabłkowo-mlekowa? Otóż jest to proces, w którym odpowiednie szczepy bakterii rozkładają kwas jabłkowy, w efekcie czego powstaje kwas mlekowy oraz dwutlenek węgla. W sprzyjających warunkach, cały zawarty w cydrze kwas jabłkowy (który początkowo stanowi ~90% wszystkich zawartych w cydrze kwasów) może zostać przerobiony na kwas mlekowy. Kwas jabłkowy jest bardzo ostry w smaku, kwas mlekowy jest dużo łagodniejszy – jak łatwo wywnioskować: FJM powoduje, że cydr staje się mniej kwaśny.
Nie są to bynajmniej jakieś niuanse! Zmiana w smaku jest wyraźna i nie sposób jej nie zauważyć porównując próbki cydru, z których jedna przeszła FJM. Spadek kwasowości jest na tyle duży, że nie zawsze taka transformacja wychodzi cydrowi na dobre, szczególnie jeśli FJM poddamy cydr, który sam z siebie nie był zbyt kwaśny – wbrew pozorom kwas jest ważnym składnikiem, odpowiadającym za świeżość i rześkość.
FJM nie jest obowiązkowym etapem powstawiania cydru. Co więcej: większość komercyjnie dostępnych cydrów nigdy nie została poddana temu procesowi, ponieważ duzi producenci dysponują odpowiednio wyregulowanymi „nastawami”, które już na wstępie mają odpowiednią zawartość kwasów, i nie są zainteresowani ich utratą – poza tym chcą jak najbardziej skrócić czas wytwarzania cydru, a FJM niepotrzebnie wydłużyłaby proces co najmniej o kilka dodatkowych tygodni.
Stąd FJM spotykana jest głównie w cydrach rzemieślniczych, oraz takich które tradycyjnie powstawały z udziałem FJM i w których efekty uboczne tego procesu stanowią nieodzowny element bukietu.
No właśnie: efekty uboczne – bo FJM to nie tylko naturalny sposób na obniżenie kwasowości! Przy okazji FJM mogą powstawać również różne estry oraz substancje wpływające na smak oraz strukturę cydru. Przy odrobinie szczęścia te zmiany wpłyną cydrowi na dobre, wzbogacając go o nuty orzechowe czy np. delikatnie maślane (lista potencjalnych aromatów jest tutaj dużo dłuższa) – chociaż gwarancji nie ma i w cały proces może zakończyć się wyłącznie utratą nut owocowych oraz wrażenia świeżości.
Rodzaj oraz skala efektów ubocznych zależy od tego jakie konkretnie bakterie będą dominowały podczas FJM. Ogólnie, w kontekście FJM w cydrach, wyróżnia się dwie główne grupy bakterii: Oenococcus oraz Lactobaccilus. Obie te grupy równie dobrze radzą sobie z transformacją kwasu jabłkowego, ale tylko w przypadku Lactobaccilus można liczyć na smakowe „bonusy”.
Oenococcus lepiej znoszą kwaśne środowiska, stąd też dominują w nastawach o pH poniżej 3,5. Powyżej tej granicy zaczynają dominować Lactobaccilus. Stąd też FJM daje ciekawsze efekty w mniej kwaśnych cydrach – o ile przeprowadza się ją w sposób naturalny: to znaczy po prostu czeka jak obecne w soku bakterie namnożą się i dokonają dzieła.
Właściwie jeszcze do niedawna był to jedyny dostępny dla amatorów sposób przeprowadzania FJM, a wyselekcjonowane kultury bakterii były domeną wyłącznie wielkoskalowych producentów. Obecnie można już kupić odpowiednie szczepy w ilości na kilka-dziesiąt/set litrów i poeksperymentować na mniejszą skalę:
Zdjęcie 1 – Szczepy bakterii FJM: Wyeast 4007 i Viniflora Oenos
Ale polecam zwrócić uwagę, że są to wyłącznie szczepy Oenococcus Oeni – „zaprojektowane” specjalnie w celu redukcji kwasów, i przy ich użyciu nie ma co liczyć na żadne dodatkowe smakowe niespodzianki. (Karta produktu Viniflora Oenos jest tutaj.)
Można wprawdzie kupić też jakiś jeden rodzaj Lactobacillus, ale producent nie pisze nic o FJM – ten konkretny szczep (bo zarówno w obrębie Oenococcus jak i Lactobacillus jest mnóstwo różnych szczepów) zdaje się być przeznaczony do zakwaszania piwa, a Internet milczy w kwestii ewentualnego zastosowania go do cydru… Nie pozostaje mi nic innego jak przekonać się samemu 😉
Zdjęcie 2 – Wyeast 5335 – czy nadaje się do FJM?
Tak czy siak, pomimo dostępności tych szczepów, w świecie cydru zdaje się dominować opinia, że jeśli już przeprowadzać FJM, to na bazie naturalnie obecnych w soku bakterii, bo – podobnie jak w przypadku naturalnie dostępnych w soku drożdży – daje to ciekawsze (choć mniej przewidywalne) efekty. Oprócz spodziewanej redukcji kwasowości to właśnie te dodatkowe aromaty są szczególnie poszukiwane.
Innymi często wymienianymi efektami FJM jest poprawa stabilności cydru: w wyniku działania FJM dodatkowo zmniejsza się ilość dostępnego w cydrze „pożywienia”, przez co inne, niepożądane mikroorganizmy, mają jeszcze trudniejsze warunki do rozwoju. FJM ma też podobno działanie „oczyszczające” – gdy skończy się kwas, bakterie jeszcze przez pewien czas są aktywne przetwarzając m.in. pozostałe po fermentacji aldehydy.
Warunki sprzyjające FJM
Ponieważ bakterie odpowiedzialne za fermentację jabłkowo-mlekową są naturalnie obecne w soku, można z powodzeniem założyć, że każdy pozostawiony samemu sobie cydr prędzej czy później przejdzie FJM. No chyba, że poddamy go pasteryzacji, lub po zakończeniu fermentacji dodamy dwutlenek siarki.
Bakterie FJM bardzo nie lubią SO2. W praktyce przyjęło się uważać że dodatek 50ppm dwutlenku siarki po zakończeniu fermentacji skutecznie zapobiega FJM. Choć nawet dużo mniejsza zawartość: rzędu 10ppm w stanie wolnym, lub 30ppm w stanie związanym, może uniemożliwić, lub znacznie zaburzyć, rozwój oraz przebieg FJM. Tak więc: chcąc przeprowadzić FJM najlepiej zrezygnować z dodawania SO2.
Bakterie FJM potrzebują ciepła: aktywują się dopiero gdy temperatura osiągnie przynajmniej 17oC. Stąd też, jeśli przeprowadzamy fermentację a następnie przechowujemy cydr w chłodzie, możemy nigdy nie doczekać się FJM – co nie znaczy że bakterie nie uaktywnią się gdy temperatura wzrośnie. Literatura często przywołuje obserwację, że przefermentowany i stabilny już cydr zaczyna na powrót „pracować” z nadejściem wiosny. „Pracować” w tym przypadku oznacza, że w rurce na powrót zaczynają pojawiać się bąbelki CO2 – przy czym cydr pozostaje idealnie klarowny, bo bakterie – w odróżnieniu od drożdży – mają małe bardzo małe rozmiary i nich aktywność nie powoduje widocznego zmętnienia.
Idąc dalej, bakterie FJM do życia potrzebują czegoś więcej niż tylko kwasu. Właściwie, to z punktu widzenia pozyskiwanej energii, kwas stanowi mało znaczący element ich diety. Tak samo jak inne mikroorganizmy, potrzebują substancji odżywczych, witamin, azotu – a tych jak wiemy w soku jabłkowym jest relatywnie niewiele. Dodatkowo, ponieważ do naturalnej fermentacji jablkowo-mlekowej zwykle dochodzi już po fermentacji alkoholowej, substancje odżywcze są już znacząco zredukowane przez drożdże. Producenci bakterii MLF oferują oczywiście różne dedykowane „odżywki”, ale sprawdzonym sposobem jest pozostawienie cydru na warstwie zalegających na dnie drożdży – z czasem drożdże ulegają autolizie, w efekcie do cydru na powrót trafiają witaminy i aminokwasy.
Monitorowanie FJM
Podobnie jak w przypadku fermentacji alkoholowej, również w przypadku FJM nie można z góry przewidzieć kiedy dokładnie rozpocznie się ten proces, ani jak długo będzie trwał. Choć w FJM sytuacja sytuacja komplikuje się nieco bardziej, ponieważ nie można stwierdzić gołym okiem na jakim etapie się znajdujemy. Owszem, możne sugerować się bąbelkami CO2, ale ich produkcja jest bardzo powolna i właściwie mówi tylko o tym, że FJM trwa.
Producenci bakterii sugerują, że FJM ma szanse zakończyć się już po trzech tygodniach od inokulacji. Jak to bywa z marketingiem, nie jest to niemożliwe, ale też mało prawdopodobne. Taki „wynik” można osiągnąć gdy bakterie FJM dodaje się do świeżego soku zawierającego optymalną ilość substancji odżywczych.
W praktyce są różne szkoły. „Tradycyjnie”, bakterie FJM dodaje się po zakończeniu fermentacji alkoholowej – wtedy, ze względu na mniejszą ilość substancji odżywczych oraz obecność alkoholu, który jest czynnikiem dodatkowo stresującym bakterie (choć w cydrze nigdy nie ma go na tyle dużo, żeby całkowicie uniemożliwić FJM; za wartość graniczną przyjmuje się ~14% vol), cały proces może potrwać nawet 3 miesiące. Alternatywnie, bakterie można oczywiście zaczepić również jeszcze do surowego soku przed fermentacją, lub 1-2 dni po dodaniu drożdży – wtedy FJM przebiegnie szybciej, ale za to wydłuży się czas trwania fermentacji alkoholowej, ponieważ drożdże będą musiały współzawodniczyć z bakteriami o pożywienie. Choć niektórzy wręcz polecają inokulację FJM na samym początku, argumentując że dodatkowo spowolniona fermentacja alkoholowa daje lepsze efekty.
O ile dodając bakterie można by jeszcze odczekać te trzy miesiące i uznać że FJM, jakkolwiek wolna, na pewno już się zakończyła, o tyle w przypadku gdy polegamy na naturalnych bakteriach, nigdy nie mamy pewności czy FJM w ogóle ruszyła.
Tym bardziej istotne jest, żeby wiedzieć w jaki sposób można monitorować ten proces. Na szczęście nie jest to wcale skomplikowane! Monitorowanie postępów FJM to nic innego jak regularne mierzenie kwasowości całkowitej.
Pisałem kiedyś o tym, jak mierzy się zawartość kwasów w cydrze: link. Z grubsza, sposób polegał na stopniowym dodawaniu do cydru zasady, która neutralizowała zawarte w cydrze kwasy, i w momencie jak roztwór osiągał neutralny odczyn, zawartość kwasów wyznaczało się na podstawie objętości dodanej zasady. Zakładaliśmy wtedy, dla uproszczenia, że cały zawarty w cydrze kwas to kwas jabłkowy, do neutralizacji którego potrzeba dwóch cząsteczek NaOH:
C4H6O5 + 2NaOH -> Na2C4H4O5 + 2H2O.
W wyniku FJM kwas jabłkowy ulega transformacji w kwas mlekowy, a przy okazji wydziela się dwutlenek węgla:
C4H6O5 -> C3H6O3 + CO2
Kwas mlekowy jest słabszym kwasem – do jego neutralizacji potrzeba tylko jednej cząsteczki NaOH:
C3H6O3 + NaOH -> NaC3H5O3 + H2O
Wniosek jest prosty: zmierzona powyższą metodą kwasowość całkowita maleje wraz z postępem FJM, i ostatecznie – gdy już cały kwas jabłkowy zostanie przetworzony w kwas mlekowy – wynosi jedynie połowę zmierzonej na początku wartości.
Dokładnie to spadek kwasowości całkowitej po zakończeniu FJM będzie nieco mniejszy niż 50%, ponieważ jak wspominałem kwas jabłkowy stanowi ~90% wszystkich zawartych w soku kwasów, a pozostałe kwasy nie podlegają FJM.
Trzeba zwrócić uwagę na jeszcze jedną rzecz: mianowicie kwasowość całkowita może się zmieniać również w wyniku fermentacji alkoholowej. Niektóre szczepy drożdży – m.in. słynne L71B, potrafią metabolizować kwas jabłkowy (nie ma to nic wspólnego z FJM i nie powstaje tutaj kwas mlekowy), w związku z czym kwasowość całkowita cydru może znacząco zmaleć w stosunku do zmierzonej w jeszcze świeżym soku. Dlatego kwasowość warto zmierzyć po zakończeniu fermentacji i dopiero tę wartość traktować jako punkt odniesienia do monitorowania postępów planowanej FJM. Stąd też inokulacja kulturą bakterii dopiero po zakończeniu fermentacji daje możliwość najlepszej kontroli.
Oczywiście, w wyniku FJM zmienia się również pH cydru, ale tak jak pisałem kiedyś: nie da się oszacować zawartości kwasu na podstawie pH, jak również nie da się z góry przewidzieć o ile pH się zmieni – więc pH owszem można monitorować żeby zobaczyć że „coś” zaczęło się dziać, ale na jego podstawie nie można stwierdzić na jakim etapie jest FJM.
Bąbelki
Podczas FJM powstaje dwutlenek węgla. Jeśli cydr znajduje się wciąż w zamkniętym rurką fermentorze, cały ten gaz po prostu ulatnia się do atmosfery. Bardziej ciekawie robi się, gdy FJM zachodzi w już zamkniętej butelce – wtedy warto zadać sobie pytanie ile tego gazu tak na prawdę powstaje i czy ma on znaczący wpływ na stopień nagazowania oraz ciśnienie w butelce.
Jeszcze raz powtórzę równanie reakcji: C4H6O5 -> C3H6O3 + CO2
Jak widać, w wyniku rozpadu jednej cząsteczki kwasu jabłkowego, która ma ma masę molową 134g/mol, powstaje jedna cząsteczka CO2, której masa molowa to 44g/mol. Czyli z jednego grama przetworzonego kwasu jabłkowego powstaje 44/134g CO2. Czy to dużo?
Przy okazji rozważań na temat fermentacji alkoholowej (tutaj) powiedzieliśmy sobie, że fermentacja 100g cukru powoduje powstanie 47g dwutlenku węgla. Czyli przetworzenie 1g kwasu jabłkowego jest źródłem takiej samej ilości CO2 co przefermentowanie ~0,7g cukru!
Załóżmy więc, że mamy dość kwaśny cydr, który zawiera 8g/L kwasu jabłkowego. Jeśli taki cydr poddamy FJM w 0,5L butelce, to w wyniku całkowitej FJM powstanie 4*44/134 = 1,3g CO2, czyli tyle ile powstałoby gdybyśmy refermentowali ten cydr z udziałem ~2,8g cukru! To wcale nie tak mało, bo przekłada się to na wzrost nasycenia dwutlenkiem węgla o ~1,3 vol CO2 oraz wzrost ciśnienia o ~1,5 atm!
Efekt? W wyniku FJM, w cydrze który podczas butelkowania był całkowicie pozbawiony gazu, pojawią się delikatne bąbelki!
Eksperymenty
Moje pierwsze podejście do FJM opisywałem tutaj. O ile faktycznie udało mi się potwierdzić, że kwasowość całkowita maleje, i w efekcie bardzo kwaśny cydr z Idaredów zaczął nadawać się do picia (choć wciąż pozostał kwaśny), o tyle drugiemu z testowanych cydrów ta operacja nie wyszła na dobre – FJM pozbawiła go rześkości. Nie zaobserwowałem również, żeby pojawiły się jakieś nowe aromaty.
Tym razem postanowiłem przeprowadzić eksperyment na nieco większą skalę. Z zeszłorocznych zapasów wysupłałem kilkanaście par jednoodmianowych cyderków, po czym zaszczepiłem FJM w jednej próbce z każdej pary.
Zdjęcie 3 – Testowe pary (na dole)
Po trzech tygodniach, z czterech testowych próbek tylko jedna wykazała minimalne postępy: kwasowość całkowita spadła z 13g/L do 11g/L. Reszta pozostała niewzruszona. Podejrzewam, że spowodowane to było małą zawartością SO2 w tym konkretnym cydrze, ponieważ ze względu na niskie pH soku (~3,1) zastosowałem do niego minimalną dawkę. (Tak, te wszystkie cydry były na początku siarkowane – jak je robiłem w poprzednim sezonie nie planowałem jeszcze zabawy z FJM 🙂 ).
Kolejne próbki sprawdziłem po dwóch miesiącach od inokulacji – tym razem spadek kwasowości dotyczył już wszystkich. Po trzech miesiącach efekty były jeszcze bardziej widoczne:
ref pH ref KC MLF KC reducja % po dwóch miesiącach: 1 3,75 6,0 5,0 17 2 3,34 8,0 7,4 8 3 2,96 14,7 10,1 32 po trzech miesiącach: 4 4 3,4 2,7 20 5 3,5 6,4 5,7 11 6 3,67 5,7 3,4 41 7 3,6 9,0 5,4 41 po kolejnych dwóch tygodniach 8 3,8 8,0 5,4 33
Jak widać czas robi swoje, ale nawet po trzech i pół miesiącach od inokulacji nie wszystkie cydry ukończyły FJM. Czy cały kwas zostałby przetworzony, gdybym dał im więcej czasu? FJM podobno potrafi się czasem zatrzymać bez ukończenia transformacji. Resztę próbek zostawię na wszelkie wypadek do wiosny.
Redukcja kwasu to jedno, ale co ze smakiem? I tu po raz kolejny niestety się rozczarowałem. Właściwie wszystkie próbki poddane FJM smakowały gorzej niż oryginały: były mniej owocowe, mniej rześkie, a w wielu z nich pojawił się mniej lub bardziej wyczuwalny aromat… kwaśnego jogurtu. Zobaczymy za kilka miesięcy, może po prostu jest jeszcze za wcześnie…
Natomiast potwierdziła się teoria, że w wyniku FJM zwiększa się nagazowanie cydru. Niektóre z testowanych próbek oryginalnie były nienagazowane – w wyniku FJM faktycznie pojawiły się w nich delikatne bąbelki.
Zdjęcie 4 – Po lewej próbka poddana FJM w butelce
Co dalej
Pomimo mało pozytywnych jak na razie rezultatów, nie spisuję FJM na straty. W tym sezonie planuję poeksperymentować z naturalną FJM – nastawię kilka cydrów bez SO2, zobaczymy czy faktycznie dojdzie do fermentacji jabłkowo-mlekowej, i czy być może pozytywnie mnie czymś zaskoczy. Porównam również działanie Wyeast 5335 i Wyeast 4007.