2020-11-21 08:26 AM
Chciałem tylko zrozumieć, na czym konkretnie polega pomiar zawartości azotu metodą formolową... Wyszło jak zwykle: utonąłem w opracowaniach naukowych, z których dowiedziałem się mnóstwa ciekawych rzeczy - nie koniecznie na temat 
. Nareszcie stało się jasne, skąd się to bierze, że organiczne pożywki są o niebo lepsze niż syntetyczny DAP, na czym konkretnie polegają różnice pomiędzy sokiem jabłkowym a winogronowym w kwestii zawartości substancji odżywczych, i w jaki sposób wpływając na zawartość oraz kompozycję związków azotu wpływamy jednocześnie na cydr, i w ogóle o co chodzi z tymi wszystkimi aromatami: skąd się biorą i co wpływa na ich koncentrację. Rewelacja! Będę potrzebował trochę czasu, żeby opracować to wszystko w jakiejś bardziej przystępnej formie - bo to zdecydowanie trzeba zrobić. W międzyczasie wrzucam tutaj kilka prac naukowych, jakby ktoś miałby ochotę poczytać "surowy" materiał we własnym zakresie.
1.
Supplementation of amino acids in apple must for the standardization of volatile compounds in ciders
wiley (link)
Supplementation of amino acids in apple must for the standardization of volatile compounds in ciders.pdf (Rozmiar: 729,2 KB / Pobrań: 6)
Większość aromatów powstaje podczas fermentacji. Duży wpływ suplementacji różnych aminokwasów na ilość substancji lotnych (aromatów) powstałych podczas fermentacji. Porównanie syntentycznego soku jabłkowego (z wybranymi aminokwasami) i naturalnego. Sytentyczny sok nadaje się na cydr. Cydr z naturalnego soku, z dodatkiem azotu w postaci aminokwasów, jest bardziej aromatyczny. Różne aminokwasy inaczej wpływają na aromat (są prekursorami powstawania innych związków). Typowa zawartość DAP w soku jabłkowym: 50-300mg/L; ~75mg/L potrzebne żeby fermentacja przebiegała sprawnie; suplementują do 120mg/L. Drożdże zostawiają ~25% N, niezależnie od tego ile było na początku.
2.
Monitoring Cider Aroma Development throughout the Fermentation Process by Headspace Solid Phase Microextraction (HS-SPME) Gas Chromatography–Mass Spectrometry (GC-MS) Analysis
researchgate (link)
Monitoring Cider Aroma Development throughout the Fermentation Process by Headspace Solid Phase Microextraction.pdf (Rozmiar: 1,28 MB / Pobrań: 2)
Główny profil aromatyczy (80% estrów i alkoholi wyższego rzędu) ustala się już w przeciągu pierwszych kilku dni fermentacji. W tym przypadku mierzyli po 3 dniach po inokulacji przy temperaturze @23C, gdy SG zmalało o 0,01 (~2,5 Brix). Późniejsze zmiany wciąż modyfikują profil cydru, mogą wprowadzać nowe nuty, ale główne tło już jest ustalone. Za aromat w cydrze odpowiadają przede wszystkim estry, alkohole wyższego rzędu, i - występujące w mniejszej ilości - ketony, aldehydy oraz lotne fenole. Aromaty pochodzące z oryginalnych owoców, w dużej mierze giną podczas fermentacji i są zastępowane przez produkty pracy drożdży. Niektóre związki z jabłek całkiem znikają, zawartość innych się zmniejsza - powstaje wiele nowych, w większych ilościach. Produkty drożdży ostatecznie dominują profil cydru. Stąd fermentacja, zarówno użyty szczep drożdży jak i sposób jej prowadzenia, mają dominujące znaczenie w kwestii tego jaki aromat będzie miał cydr i jakie będzie tworzył wrażenie smakowe (aroma & flavor - gdzie aroma odnosi się bezpośrednio do zapachu, podczas gdy flavor bardziej do odczuwania tych zapachów poprzez usta lub podczas przełykania). Aromat i to wrażenie smakowe to najważniejsze atrybuty cydru. Wiele czynników ma wpływ na ich powstawanie w cydrze, ale nie jest to tak dobrze przebadane jak w przypadku win. Za smak jako taki odpowiadają kwasy i polifenole, czyli istotną rolę odgrywają same jabłka, ale profil aromatyczny powstaje podczas fermentacji - dużą rolę odgrywa technika fermentacji i drożdże. Do wytworzenia aromatów potrzebne są "prekursory", czyli związki które drożdże mogą rozebrać i przerobić na substancje zapachowe - te prekursory to np. niektóre polifenole (więc wciąż rola jabłek), ale także aminokwasy (a to już w dużej mierze zależy od konkretnych warunków uprawy). Jest tabelka z różnymi związkami aromatycznymi i opisem ich zapachu oraz próg wyczuwalności - dobrze wiedzieć, ale w sumie niewielka przydatność w praktyce, dopóki nie wiadomo jak wpływać na produkcję konkretnej substancji. Różne drożdże produkują różne substancje i w różnych ilościach - przetestowali kilka szczepów - tylko 11 z 27 substancji wykrytych po fermentacji występowało wszędzie. Te "podstawowe", odpowiedzialne za owocowy, typowy dla cydru aromat, produkowane są przez wszystkie (wciąż: w różnych ilościach), ale potem są różnice - a w przypadku substancji lotnych, gdzie próg wyczuwalności jest bardzo niewielki, mała różnica w składzie może wprowadzić do cydru całkiem inne nuty.
3.
Microorganisms in Fermented Apple Beverages: Current Knowledge and Future Directions
HAL link
Microorganisms in Fermented Apple Beverages, Current Knowledge and Future Directions.pdf (Rozmiar: 1,1 MB / Pobrań: 1)
Bardzo ciekawy artykuł, opisuje ogólnie działanie mikroorganizmów, skupia się głównie na LAB, czyli bakteriach kwasu mlekowego. Wskazuje, że na profil aromatyczny ma wpływ więcej czynników niż drożdże. Również podczas FJM (fermentacja jabłkowo mlekowa) następuje dalsza ewolucja związków lotnych, typowo owocowe aromaty zastępowane są przez "cięższe" nuty - w sumie za każdym razem jak podchodziłem na FJM dochodziłem do wniosku że te cydry są zdecydowanie mniej owocowe, tylko brakowało mi czegokolwiek w zamian. Być może to jest kwestia braku wystarczającej ilości prekursorów aromatu, podejrzewam że MLF może dać znacznie ciekawsze rezultaty przy jabłkach bogatych w polifenole. Są duże różnice między fermentacją przy użyciu jednego szczepu drożdży, a taką prowadzoną na naturalnej mikroflorze, gdzie następuje naturalna sukcesja mikroorganizmów (drożdże Candida/Pichia/Kloeckera -> Saccharomyces -> Brettanomyces/Dekkera -> bakterie FJM). To właśnie działaniu mikroorganizmy mają zasadniczy wpływ profil aromatyczny cydru. Mikroflora pochodząca z powierzchni jabłek nie jest dominująca podczas fermentacji - drożdże znajdują się również w samych owocach (pochodzą z kwiatka, z nektaru, pszczoły przenoszą te drożdże między różnymi kwiatami) oraz ze sprzętów oraz pomieszczeń gdzie robi się cydr. Jabłka zbierane z ziemi mają zdecydowanie bogatszą mikroflorę.
Podczas fermentacji powstaje wiele produktów ubocznych: estry (głównie aromaty owocowe), alkohole wyższego rzędu (różne dodatkowe nuty w tle), związki fenolowe (korzystne lub nie). Najwięcej jest estrów, a wśród nich dominuje octan etylu (ethyl acetate), który ma bardzo przyjemny owocowy zapach. Ze względu na niewielkie progi wyczuwalności (bardzo niewielkie koncentracje są wyczuwalne), niewielka zmiana w składzie estrów może mieć duży wpływ na efekt końcowy. Alkohole wyższego rzędu są syntezowane przez drożdże m.in. z aminokwasów. Lotne związki fenolowe powstają w wyniku działania różnych enzymów i też wpływają na bukiet. Naturalna mikroflora obecna na początku fermentacji (np. Kloeckera) produkuje duże estrów oraz kwasowość lotną.
W dalszej części jest trochę informacji na temat tego dlaczego fermentowane produkty są bezpieczniejsze od surowych (fermentacja zabija zdecydowaną większość patogenów). Jest trochę o wartościach probiotycznych (cydr jest naturalnym probiotykiem, oczywiście pod warunkiem zachowania naturalnej mikroflory, czyli bez pasteryzacji, siarki etc.)
4.
The effects of apple variety, ripening stage, and yeast strain on the volatile composition of apple cider
researchgate (link)
The effects of apple variety, ripening stage, and yeast strain on the volatile composition of apple cider.pdf (Rozmiar: 612,86 KB / Pobrań: 1)
Lotne polifenole, powstające podczas fermentacji, są ważnymi elementami bukietu w niektórych piw, win, sherry i whiskey - więc zapewne do cydru też coś wnoszą. Cydr z dojrzałych jabłek ma 25-50% więcej aromatycznych substancji lotnych. Znaleźli 37 różnych substancji aromatycznych w badanych cydrach (czyli w sumie jest ich sporo, ale wciąż policzalne). Na skład bukietu aromatów ma wpływ przede wszystkim odmiana jabłek (jako źródło prekursorów oraz aminokwasów), a także - w dalszej kolejności - drożdże oraz stopień dojrzałości. Czyli jak już się ma jabłka, to potem sterując dojrzałością oraz szczepem drożdży, można w dużym stopniu wpływać na efekt końcowy - ale przede wszystkim ważny jest materiał początkowy: jabłka. Wpływ drożdży oraz dojrzałości jest inny w zależności od odmiany jabłek.
5.
Composition of aroma compounds in fermented apple juice: effect of apple variety, fermentation temperature and inoculated yeast concentration
researchgate (link)
Composition of aroma compounds in fermented apple juice - effect of apple variety, temperature, yeast concentration.pdf (Rozmiar: 184,88 KB / Pobrań: 1)
Estry stanowią 80-90% wszystkich substancji lotnych w cydrach, wyższe alkohole 5-15%. Nie pochodzą z oryginalnego surowce, ale powstają podczas fermentacji. Oprócz fermentacji, dużą rolę odgrywa proces dojrzewania, podczas którego zwiększa się ilość aromatów, również za sprawą działania bakterii. (Czyli w takim razie cydry zapasteryzowane po fermentacji nie powinny się już tak bardzo zmieniać podczas dojrzewania). To jakie aromaty powstają zależy również od ilości drożdży - cydry fermentowane przez małą populację zachowują więcej aromatów z jabłek (!). Dużo aromatów powstaje w przeciągu pierwszych dni, ale mniej niż w poprzedniej pracy. 40% estrów i wyższych alkoholi w cydrze powstaje z metabolizmu kwasów tłuszczowych (fatty acids),
6.
Effect of cider maturation on the chemical and sensory characteristics of fresh cider spirits
Asturias (link)
Effect of cider maturation on the chemical and sensory characteristics.pdf (Rozmiar: 208,37 KB / Pobrań: 3)
Wpływ dojrzewania na aromat cydrów. Praca ukierunkowana konkretnie na jakość/aromatyczność destylatów (w tym przypadku Calvados'u), ale jak rozumiem jak najbardziej można ją interpretować w kontekście samego cydru, bo im bogatszy w aromaty destylat, tym bardziej aromatyczny musiał być "bazowy" cydr. Dojrzewanie ma duży wpływ na zwiększenie zawartości estrów kwasów organicznych (powstałych z estryfikacji kwasu jabłkowego, mlekowego, etc.) oraz aromatycznych produktów bakterii mlekowych. Dodatkowe lotne fenole są produktem ubocznym pracy Brettanomyces/Dekkera, jak również LAB. Robiąc Calvados, maksimum aromatów osiąga się poprzez powolną fermentację w temperaturze 10-15C a następnie dojrzewanie przez rok (!) - i dopiero potem się destyluje. Jak rozumiem, chodzi o dojrzewanie całkowicie naturalnego cydru, z surowego naturalnego soku, bez pasteryzacji czy dodatku siarki - czyli taki, w którym proces dojrzewania jest najbardziej różnorodny i bierze w nim udział najwięcej mikroorganizmów (LAB, drożdże Brettanomyces/Dekkera, etc.). (Siarki nie można stosować również dlatego, że zwiększa zawartość aldehydu octowego w destylacie). W trakcie dojrzewania rośnie również kwasowość lotna (VA) - co jest efektem pracy LAB w obecności cukrów prostych (MLF w obecności cukru wpływa na zwiększenia VA, czemu hiszpańskie cydry zawdzięczają swoje charakterystyczne zaoctowienie). Wprawdzie panel degustatorów oceniających destylaty nie mógł dojść do porozumienia w kwestii tego które konkretnie nuty zyskały, a które straciły na dojrzewaniu, ale zdaje się że osiągnęli konsensus że destylaty z długo dojrzewających cydrów są zdecydowanie bardziej aromatyczne, a największe różnice dotyczą aromatów owocowych, kwiatowych, korzennych, maślanych, ziołowych oraz balsamicznych.
7.
Soil Nitrogen Fertilization Increases Yeast Assimilable Nitrogen Concentrations in ‘Golden Russet’ and ‘Medaille d’Or’ Apples Used for Cider Production
Hortscience (link)
Soil Nitrogen Fertilization Increases Yeast Assimilable Nitrogen Concentrations in Apples Used for Cider Production.pdf (Rozmiar: 507,18 KB / Pobrań: 2)
Jak nawożenie wpływa na cydrowe jabłonie. Do tej pory prac na ten temat było bardzo niewiele, najbardziej znana z 1978r (Lea) sugerowała że nawożenie wpływa na zmniejszenie zawartości polifenoli. Ta praca pokazuje, że nawożenie nie wpływa znacząco na parametry soku (pH, kwasowość całkowita, zawartość cukru, zawartość polifenoli) ale za to radykalnie zwiększa zawartość azotu w soku (YAN) - nawet o ponad 100% (!) w porównaniu z nienawożoną próbką. Przy czym stanowisko samo w sobie było dość żyzne - samo nienawożone drzewko nie miało żadnych deficytów. Azot gromadzony jest jabłkach/soku w postaci aminokwasów - ilość azotu zgromadzonego w postaci jonów NH4+ jest niewielka (rzędu 5%). Nawożenie nie wpływa na zwiększenie zawartości jonów NH4+, tylko na ilość aminokwasów. Zmieniają się proporcje aminokwasów - nawóz "idzie" głównie w asparaginę, zmniejszając (ilościowo, nie tylko procentowo) przy tym ilość innych aminokwasów. Stąd "nawożony" sok ma mniej różnorodny skład pod względem aminokwasów. Zwiększona zawartość azotu zdecydowanie przyspieszyła tempo fermentacji - w najbardziej burzliwym momencie fermentacja przebiegała ponad 2x szybciej i ostatecznie trwała 1/3 krócej. Nie ma ustalonych standardów dotyczących ilości YAN w soku jabłkowym. W przypadku wina przyjmuje się minimum 140mg/L, ale sok jabłkowy ma dużo mniej. Nienawożone dają sok typowo poniżej 100mg/L, a nawet rzędu 50mg/L lub mniej; a intensywnie nawożone, szczególnie młode, mogą mieć nawet >300mg/L. Niska zawartość YAN może powodować problemy z produkcją H2S, ale nie jest to reguła, czasem soki z dużą zawartością YAN również produkują "siarkę" - ogólnie temat H2S jest słabo poznany, również w winach. Autorzy wspominają, że w cydrze z bogatego w azot soku miał większą zawartość substancji lotnych, ale nic nie mówią na temat ich rodzaju/różnorodności - więc nic to w sumie nie mówi na temat odczuwalnej aromatyczności.
8.
Free amino nitrogen concentration correlates to total yeast assimilable nitrogen concentration in apple juice
researchgate (link)
Free amino nitrogen concentration correlates to total yeast.pdf (Rozmiar: 357,72 KB / Pobrań: 2)
Zawartość YAN oraz kompozycja aminokwasów ma wpływ na profil aromatyczny cydru. Zawartość YAN w soku jabłkowym bardzo się różni pomiędzy różnymi jabłkami. Tutaj średnio mają 59 mg/L, ale rozrzut jest 9-249mg/L, z czego 95% ma poniżej 140ml/L. Ilość jonów amonowych jest w miarę stała (tu ~15%) i nie zależy od YAN - co jest zgodne z poprzednią pracą. Drożdże zużywają przede wszystkim jony amonowe - do tego stopnia, że przy ich nadmiarze mogą w ogóle nie skorzystać z aminokwasów. Korzystając z jonów amonowych zamiast aminokwasów, drożdże tworzą niewiele aromatów. Duża koncentracja aminokwasów sprzyja bogatym aromatom. Nie ma jasnej rekomendacji odnośnie YAN w soku jabłkowym przeznaczonym na cydr. W przypadku wina przyjęte minimum to 140mg/L, ale przy większych zawartościach cukru (np. 24 Brix) może być trzeba dużo więcej (np. 350mg/L). Sok jabłkowy zawiera zdecydowanie mniej cukru i jest przez to łatwiejszym medium dla drożdży - nie ma podstaw, żeby używać rekomendacji winiarskich, szczególnie że wiadomo że cydry fermentują bardzo dobrze przy dużo mniejszych zawartościach. Zawartość azotu potrafi bardzo zmienić się z roku na rok, w obrębie tego samego sadu czy drzewa.
9.
Apple Wine Processing with Different Nitrogen Contents
researchgate (link)
Apple Wine Processing with Different Nitrogen Contents.pdf (Rozmiar: 266,68 KB / Pobrań: 2)
Cydr w Brazylii: deserowe jabłka, bardzo niska zawartość kwasu, bardzo duża zawartość azotu. Niska zawartość kwasu w jabłkach deserowych (poniżej 2g/L!) zdaje się być typowym zjawiskiem/problemem w krajach o ciepłym klimacie. Średnia zawartość azotu w komercyjnych jabłkach zwiększa się systematycznie z czasem: 80g/L w latach '60, 130g/L w latach '90, 150g/L teraz w tej pracy - skutki coraz bardziej intensywnego nawożenia. Wpływa to na przyspieszenie tempa fermentacji i na zawartość komórek drożdży w szczycie - zawartość N 60mg/L: 20 milionów komórek/ml, N 120g/L: 40M/ml, N 160g/L: 85M/L. Główny ubytek zawartości azotu następuje w przeciągu pierwszych kilku dni, podczas namnażania się drożdży. Wtedy populacja się rozrasta, potem już jest w miarę na stałym poziomie. N stanowi 10% suchej drożdżowej biomasy. N jest zawarte w jabłkach w postaci aminokwasów: asparagine, glutaminy, kwasu asparaginowego, kwasu glutaminowego i seryny - w sumie odpowiadają za 85-95% całego N. Owoce z silnie nawożonych drzew mogą mieć nawet 5x większą ilość N. Tu piszą, że zawartość N (całkowite, nie YAN) w soku jabłkowym może być od poniżej 75g/L do więcej niż 150g/L, typowo. Efektem wysokiej zawartości azotu jest to, że drożdże bardzo użo zostawiają (rzędu 30%), co wpływa na niestabilność mikrobiologiczną cydru, bo dużo pokarmu zostaje dla innych mikroorganizmów - i z tym zdaje się też jest spory problem w Brazylii.
10.
Effect of Biomass Reduction on the Fermentation of Cider
researchgate (link)
Effect of Biomass Reduction on the Fermentation of Cider.pdf (Rozmiar: 129,21 KB / Pobrań: 1)
Bardzo ciekawa praca, skupiająca się na wpływie redukcji biomasy, czyli po naszemu "zlania znad osadu", na dalszy przebieg fermentacji oraz końcowy cydr. Kilka błędów i nieścisłości (np. tabela 2 wymaga zamiany danych miejscami: prawa góra<->lewy dół), ale można się połapać. To jest kolejna praca, która podkreśla jak ważny jest udział wszystkich mikroorganizmów, nie tylko jednego wybranego szczepy drożdży szlachetnych: mikroorganizmy tlenowe oraz bakterie mają bardzo duży wkład do bukietu, ze względu na produkowane substancje o kwiatowym i owocowym aromacie. Np. francuskie, powolne fermentacje trwają 1-2 miesiące, i pozostawiają np. 5% resztkowego cukru. Jeśli fermentacja przebiega zbyt gwałtowne, owocowe nuty giną, a w zamian powstaje silny aromat drożdżowy, który może utrzymywać się bardzo długo; obniża się jakość - jak to jest właśnie w przypadku typowych komercyjnych fermentacji prowadzonych w Brazylii (kolejna praca z tego rejonu), które trwają góra tydzień-dwa. Wzięli jabłka komercyjne, ale trudno zrozumieć ile tam było azotu - piszą 90mg/L, w tabelce jest 160mg/L (bardziej prawdopodobne). Inokulują w ilości 2M komórek/ml. Populacja bez redukcji biomasy rośnie do praktycznie 100M/ml. Mają kilka próbek, redukują każdą po kolejnych 12h. Najlepsze efekty przynosi redukcja w momencie jak drożdże osiągają maksymalną liczebność - do tego czasu następuje radykalne zmniejszenie zawartości azotu, potem zawartość azotu maleje już bardzo powoli. Przy redukcji w szczycie, ponownie do poziomu 2M/ml, populacja odtwarza się, ale już tylko do poziomu 7M/ml - fermentacja radykalnie zwalnia i będzie teraz trwać ponad miesiąc. Widać, że jednorazowa interwencja, nawet w soku z inokulowaną kulturą oraz wysoką zawartością azotu, przynosi zdecydowany efekt. Tylko że oni tutaj usuwają drożdże poprzez odwirowanie, więc bardzo skutecznie - mają dużą kontrolę nad efektem końcowym, tzn. ile drożdży zostanie po takiej operacji. (Normalnie przy zlewaniu znad osadu, żeby pozbyć się jak najwięcej drożdży sok musi być uprzednio sklarowany, inaczej drożdże nie opadają, i najlepiej go przed taką operacją schłodzić). Bez usuwania biomasy, drożdże pozostawiły około 30% N, przy zlewaniu pozostałe N zmalało do ~20mg/L - drożdże nigdy nie zjadają wszystkiego, tutaj mierzą całkowity azot, z czego część jest nieprzyswajalna przez drożdże - piszą że 20-40mg/L zawsze zostaje Fermentacja po usunięciu biomasy dała bardzo dobry efekt: w cydrze pojawiło się dużo więcej owocowych aromatów. Inna zaleta jest taka, że taką wolniejszą fermentację jest łatwiej kontrolować, np. zatrzymać dokładnie w takiem momencie, żeby zachować założoną ilość cukru resztkowego.
Przy okazji robią jeszcze porównanie wpływu SO2 na początkową populację mikroorganizmów. Strasznie dużo tego SO2 tam pakują, piszą że typowo w Brazylii komercyjnie daje się 300ppm, ze względu na wysokie pH (strach pić!). Wychodzi zgodnie z przewidywaniami: dodatek SO2 faworyzuje rozwój drożdży Saccharomyces, a spowalnia rozwój innych mikroorganizmów. Początkowo Saccharomyces jest 30.000 komórek/ml. 12 godzin póżniej, bez SO2, jest ich 2x więcej, podczas gry z dodatkiem SO2 jest ich już 4x więcej. Dzieje się tak dlatego, że SO2 osłabia konkurencję ze strony pozostałej mikroflory, której początkowo jest dużo więcej: rzędu 14M/ml po 12h bez SO2, ale już tylko 4M/ml z SO2. Porównują też naturalną mikroflorę z "przemysłowych" jabłek, czyli jak rozumiem takich gorszej jakości: ilość mikroorganizmów na początku jest praktycznie 100x większa - czyli prawdopodobnie te jabłka są trochę nadpsute. Cydry w dodatkiem SO2 są gorszej jakości, ze względu na mniejszą różnorodność mikroflory (Saccharomyces szybko tłumią pozostałe mikroorganizmy), przez co mniej aromatów.
11.
The E ffect of Apple Juice Concentration on Cider Fermentation and Properties of the Final Product
MDPI (link)
Tutaj zastanawiają się jak koncentracja soku jabłkowego wpływa na cydr i jakie są najważniejsze różnice pomiędzy cydrami z soku tego samego soku - bez oraz z koncentracją. Ale oprócz tego suplementują również próbki różnymi pożywkami: DAP i Fermaid O. Rodzaj zastosowanej pożywki wpływa na produkcję estrów. Chociaż monitorowali tylko kilka, więc nie wiadomo nic na temat tego ile więcej nowych nut pojawiło się po zastosowaniu konkretnej pożywki, można wysnuć wniosek że umiarkowane stosowanie DAP (tutaj: 0,9g/10L), nie wpływa widoczny sposób na pogorszenie bukietu. Ale z drugiej strony w kilku próbkach z DAP zaobserwowali zwiększoną produkcję H2S. Wspominają jeszcze o ciekawej rzeczy - mianowicie podczas autolizy drożdży, czyli gdy komórki drożdży rozpadają się po pewnym czasie, gdy już drożdże umrą (czyli np. podczas dojrzewania na drożdżach), uwalniają się z ich wnętrza różne substancje, m.in. aminokwasy, kwasy tłuszczowe, lipidy, etc., które normalnie nie przenikają przez membranę komórkową przez co są uwięzione są w ich wnętrzach. To powoduje, że w takim dojrzewającym nastawie pojawiają się nowe aromaty.
12.
The interactive effect of fungicide residues and yeast assimilable nitrogen on fermentation kinetics and hydrogen sulfide production during cider fermentation
researchgate (link)
The interactive effect of fungicide residues.pdf (Rozmiar: 671,56 KB / Pobrań: 1)
Cytowana z wielu innych prac, więc w sumie przeczytałem, ale nie ma tutaj interesujących informacji na temat pożywek czy aminokwasów - w sumie można dowiedzieć się tyle, że stosowanie różnych fungicydów / środków grzybobójczych do ochrony jabłek w sadzie lub podczas przechowywania, może powodować wolniejszą fermentację (drożdże to też grzyby), a niektóre preparaty zawierające siarkę mogą zwiększać prawdopodobieństwo produkcji H2S podczas fermentacji.
13.
Phenolic Composition and Sensory Properties of Ciders Produced from Latvian Apples
researchgate (link)
Phenolic Composition and Sensory Properties of Ciders Produced from Latvian.pdf (Rozmiar: 1,08 MB / Pobrań: 1)
Litwini, w poszukiwaniu odpowiednich jabłek na cydr, zbadali kilkanaście dostępnych lokalnie odmian - w tym jedną znaną u nas: Antonówkę. Wszystkie jabłka, mają potwornie wysoką zawartość kwasu, przykładowo Antonówka ma ponad 10g/L (chyba, że wyrażają to w przeliczeniu na inny kwas, nie jabłkowy - nie sprawdzałem tej normy, na którą się powołują). Z każdej odmiany zrobili cydr, który następnie degustowała grupa specjalnie wybranych do tego celu osób. (Moje doświadczenie jest takie, że przy tak kwaśnych cydrach, czuć przede wszystkim kwas, długo długo nic, a potem ewentualnie można doszukać się czegoś innego - i samą redukcją zawartości kwasu można osiągnąć radykalną poprawę. Nie wspominają o tym bezpośrednio, ale w sumie wyszło im na to, że najlepsza jest ta z testowanych odmian, z której cydr wyszedł najmniej kwaśny...). Badanie zdaje się skupiać na próbie skorelowania pewnych pożądanych parametrów cydru, jak kolor, cierpki (ściągający) smak oraz intensywny owocowy aromat z parametrami soku, a konkretnie z zawartością polifenoli. Dochodzą do wniosku, że o ile polifenole mają duży wpływ na smak, o tle w kwestii aromatu lotne fenole, uwalniane w wyniku enzymatycznych oraz chemicznych reakcji na różnych etapach powstawania cydru, nie wnoszą zbyt wiele. Nie są źródłem owocowych aromatów, choć wpływają w pewnym stopniu na powstawanie takich aromatów, jak na przykład wanilia, cynamon czy cytrusy. O estrach nic nie wspominają.
14.
Influence of cider-making process parameters on the odourant volatile composition of hard ciders
wiley (link)
Influence of cider-making process parameters.pdf (Rozmiar: 625,04 KB / Pobrań: 2)
Wpływ oczyszczania soku oraz redukcji biomasy ('zlewania znad osadu') podczas fermentacji - czyli de-facto wpływ redukcji ilości aminokwasów i innych substancji odżywczych - na tempo fermentacji oraz aromat cydru. Wspominają, że temat smaku cydru jest w sumie bardzo dobrze zbadany i zależy głównie (oprócz kwasu oraz pozostałości cukru resztkowego) od polifenoli - czyli tak na prawdę od konkretne odmiany jabłek. Natomiast temat aromatów jest ogólnie słabo zrozumiany. Na aromaty mają wpływ głównie estry (nuty owocowe) oraz alkohole wyższego rzędu. Na powstawiania tych aromatów ogromny wpływ mają drożdże oraz sposób w jaki przygotowuje się cydr, w tym sposób oraz tempo prowadzenia fermentacji, które są pochodną temperatury oraz zawartości substancji odżywczych. Na tym polega sekret tradycyjnych cydrów francuskich, że są fermentowane powoli, w efekcie czego powstaje dużo więcej związków aromatycznych. Oczyszczanie soku było robione na trzy różne sposoby: pektoenzym+zlewanie znad osadu; klarowanie środkami klarującymi; keeving. Samo klarowanie, niezależnie od sposobu, wydłuża fermentację o 50-100% - nie jest to efekt radykalny w porównaniu z redukcją biomasy. Redukcja biomasy była robiona w wirówce, tak żeby usunąć 90% masy drożdży. Redukcja była robiona po kilku dniach, gdy zawartość cukru spadła o 5g/L (czyli SG 0.0025 / Brix 0.6) - wszystko odbywała się dość powoli ze względu na niską temperaturę: 10C. Jak rozumiem do tego czasu populacja drożdży zdążyła się już w pełni rozwinąć, konsumując większość azotu, bo po redukcji biomasy tempo fermentacji radykalnie spada i cały proces wydłużył się 3-6 krotnie (!). Najwolniej fermentowałby próbki ze zredukowaną biomasą, które poprzednio zostały zdepektynizowane - próbki oczyszczone za pomocą keevingu fermentowały relatywnie szybciej. Ale ma to moim zdaniem związek z tym, że zarówno keeving jak i sama redukcja biomasy były tutaj poniekąd wymuszone: keeving był wspomagany przepuszczaniem przez cydr bąbelków azotu, żeby szybciej podnieść "czapę". Natomiast redukcja biomasy odbywała się w wirówce, a nie tak jak by się to zrobiło w warunkach mniej przemysłowych: za pomocą zlewania znad osadu. Podejrzewam, że gdyby powtórzyć takie doświadczenie bardziej tradycyjnymi metodami, to najwolniej fermentowałby sok oczyszczony za pomocą keevingu, który następnie zostałby zlany znad osadu. A to dlatego, że taki sok jest najbardziej klarowny, dzięki czemu drożdże spoczywają w większości na dnie fermentora, a co za tym idzie redukcja biomasy jest najbardziej skuteczna. W każdym bądź razie: redukcja biomasy jest kluczem do radykalnego spowolnienia fermentacji, zaś kluczem do efektywnej redukcji biomasy jest klarowny sok.
Bardzo ciekawe konkluzje: zarówno oczyszczanie soku jak i późniejsza redukcja biomasy ma bardzo duży wpływ na zwiększenie zawartości aromatów w cydrze. Na aromat cydru zdecydowanie większy wpływ ma sposób prowadzenia fermentacji, niż odmiany jabłek. Niezależnie od tego w jaki sposób oczyszcza się sok, efekt jest pozytywny i wyraźny. Sama redukcja biomasy nie przyczyniła się tutaj do dalszej poprawy jakości - ale tak jak zanotowałem powyżej, mogły mieć na to wpływ przemysłowe metody, którymi posłużono się podczas tego badania.
15.
Free amino acid composition of apple juices with potential for cider making as determined by UPLC-PDA
researchgate (link)
Free amino acid composition of apple juices with potential for cider making.pdf (Rozmiar: 1,01 MB / Pobrań: 2)
Zawartość aminokwasów zasadniczo różni się pomiędzy sokiem jabłkowym a sokiem winogronowym (prolina, arginina). Dlatego też nie można bezkrytycznie przekładać doświadczeń z fermentacji wina na fermentację cydru, ze względu na zasadniczo różną zawartość oraz kompozycję substancji odżywczych, co przekłada się na inny sposób działania drożdży. Głównymi aminokwasami w soku jabłkowym są asparagina i glutamina, chociaż to badanie pokazuje że są odmiany, gdzie zamiast asparaginy jest fenyloalanina. Ciekawe, bo spotkałem się tym wyłącznie w tej publikacji, fakt że jest dość nowa, a te różnice wyszły tylko w niektórych jabłkach hodowanych w USA, a sami badacze wspominają że jest to coś wyjątkowego, nie odraportowanego w innych pracach. Fenyloalanina jest prekursorem różanego aromatu. Asparagina, kwas asparaginowy oraz glutamina są prekursorami ogólno-owocowych aromatów i to właśnie tym aminokwasom cydry zawdzięczają swój charakterystyczny zapach. Wpływając na kompozycję amonokwasó przed fermentacją można modyfikować profil aromatyczny. Posłużyli się jabłkami pozyskanymi ze stacji badawczej - zawartość azotu 18-57mg/L, czyli w sumie bardzo mało- drzewa były starsze (20-40 lat). Wspominają o tym, że zawartość azotu w jabłkach potrafi być radykalnie różna, np. ~60mg/L w jednej z prac na temat jabłek z UK, ~50-110mg/L w jabłkach z Hiszpanii, ale już ~190mg/L w jabłkach z Brazylii oraz - uwaga - ~600mg/L w jabłkach z Chin (czym oni je tak pędzą!?). Ciekawe swoją drogą ile mają średnio deserowe jabłka u nas. Strach pomyśleć, bo nie wierzę, że ktoś to kontroluje...
Dobrze, starczy!
. Nareszcie stało się jasne, skąd się to bierze, że organiczne pożywki są o niebo lepsze niż syntetyczny DAP, na czym konkretnie polegają różnice pomiędzy sokiem jabłkowym a winogronowym w kwestii zawartości substancji odżywczych, i w jaki sposób wpływając na zawartość oraz kompozycję związków azotu wpływamy jednocześnie na cydr, i w ogóle o co chodzi z tymi wszystkimi aromatami: skąd się biorą i co wpływa na ich koncentrację. Rewelacja! Będę potrzebował trochę czasu, żeby opracować to wszystko w jakiejś bardziej przystępnej formie - bo to zdecydowanie trzeba zrobić. W międzyczasie wrzucam tutaj kilka prac naukowych, jakby ktoś miałby ochotę poczytać "surowy" materiał we własnym zakresie.1.
Supplementation of amino acids in apple must for the standardization of volatile compounds in ciders
wiley (link)
Supplementation of amino acids in apple must for the standardization of volatile compounds in ciders.pdf (Rozmiar: 729,2 KB / Pobrań: 6)
Większość aromatów powstaje podczas fermentacji. Duży wpływ suplementacji różnych aminokwasów na ilość substancji lotnych (aromatów) powstałych podczas fermentacji. Porównanie syntentycznego soku jabłkowego (z wybranymi aminokwasami) i naturalnego. Sytentyczny sok nadaje się na cydr. Cydr z naturalnego soku, z dodatkiem azotu w postaci aminokwasów, jest bardziej aromatyczny. Różne aminokwasy inaczej wpływają na aromat (są prekursorami powstawania innych związków). Typowa zawartość DAP w soku jabłkowym: 50-300mg/L; ~75mg/L potrzebne żeby fermentacja przebiegała sprawnie; suplementują do 120mg/L. Drożdże zostawiają ~25% N, niezależnie od tego ile było na początku.
2.
Monitoring Cider Aroma Development throughout the Fermentation Process by Headspace Solid Phase Microextraction (HS-SPME) Gas Chromatography–Mass Spectrometry (GC-MS) Analysis
researchgate (link)
Monitoring Cider Aroma Development throughout the Fermentation Process by Headspace Solid Phase Microextraction.pdf (Rozmiar: 1,28 MB / Pobrań: 2)
Główny profil aromatyczy (80% estrów i alkoholi wyższego rzędu) ustala się już w przeciągu pierwszych kilku dni fermentacji. W tym przypadku mierzyli po 3 dniach po inokulacji przy temperaturze @23C, gdy SG zmalało o 0,01 (~2,5 Brix). Późniejsze zmiany wciąż modyfikują profil cydru, mogą wprowadzać nowe nuty, ale główne tło już jest ustalone. Za aromat w cydrze odpowiadają przede wszystkim estry, alkohole wyższego rzędu, i - występujące w mniejszej ilości - ketony, aldehydy oraz lotne fenole. Aromaty pochodzące z oryginalnych owoców, w dużej mierze giną podczas fermentacji i są zastępowane przez produkty pracy drożdży. Niektóre związki z jabłek całkiem znikają, zawartość innych się zmniejsza - powstaje wiele nowych, w większych ilościach. Produkty drożdży ostatecznie dominują profil cydru. Stąd fermentacja, zarówno użyty szczep drożdży jak i sposób jej prowadzenia, mają dominujące znaczenie w kwestii tego jaki aromat będzie miał cydr i jakie będzie tworzył wrażenie smakowe (aroma & flavor - gdzie aroma odnosi się bezpośrednio do zapachu, podczas gdy flavor bardziej do odczuwania tych zapachów poprzez usta lub podczas przełykania). Aromat i to wrażenie smakowe to najważniejsze atrybuty cydru. Wiele czynników ma wpływ na ich powstawanie w cydrze, ale nie jest to tak dobrze przebadane jak w przypadku win. Za smak jako taki odpowiadają kwasy i polifenole, czyli istotną rolę odgrywają same jabłka, ale profil aromatyczny powstaje podczas fermentacji - dużą rolę odgrywa technika fermentacji i drożdże. Do wytworzenia aromatów potrzebne są "prekursory", czyli związki które drożdże mogą rozebrać i przerobić na substancje zapachowe - te prekursory to np. niektóre polifenole (więc wciąż rola jabłek), ale także aminokwasy (a to już w dużej mierze zależy od konkretnych warunków uprawy). Jest tabelka z różnymi związkami aromatycznymi i opisem ich zapachu oraz próg wyczuwalności - dobrze wiedzieć, ale w sumie niewielka przydatność w praktyce, dopóki nie wiadomo jak wpływać na produkcję konkretnej substancji. Różne drożdże produkują różne substancje i w różnych ilościach - przetestowali kilka szczepów - tylko 11 z 27 substancji wykrytych po fermentacji występowało wszędzie. Te "podstawowe", odpowiedzialne za owocowy, typowy dla cydru aromat, produkowane są przez wszystkie (wciąż: w różnych ilościach), ale potem są różnice - a w przypadku substancji lotnych, gdzie próg wyczuwalności jest bardzo niewielki, mała różnica w składzie może wprowadzić do cydru całkiem inne nuty.
3.
Microorganisms in Fermented Apple Beverages: Current Knowledge and Future Directions
HAL link
Microorganisms in Fermented Apple Beverages, Current Knowledge and Future Directions.pdf (Rozmiar: 1,1 MB / Pobrań: 1)
Bardzo ciekawy artykuł, opisuje ogólnie działanie mikroorganizmów, skupia się głównie na LAB, czyli bakteriach kwasu mlekowego. Wskazuje, że na profil aromatyczny ma wpływ więcej czynników niż drożdże. Również podczas FJM (fermentacja jabłkowo mlekowa) następuje dalsza ewolucja związków lotnych, typowo owocowe aromaty zastępowane są przez "cięższe" nuty - w sumie za każdym razem jak podchodziłem na FJM dochodziłem do wniosku że te cydry są zdecydowanie mniej owocowe, tylko brakowało mi czegokolwiek w zamian. Być może to jest kwestia braku wystarczającej ilości prekursorów aromatu, podejrzewam że MLF może dać znacznie ciekawsze rezultaty przy jabłkach bogatych w polifenole. Są duże różnice między fermentacją przy użyciu jednego szczepu drożdży, a taką prowadzoną na naturalnej mikroflorze, gdzie następuje naturalna sukcesja mikroorganizmów (drożdże Candida/Pichia/Kloeckera -> Saccharomyces -> Brettanomyces/Dekkera -> bakterie FJM). To właśnie działaniu mikroorganizmy mają zasadniczy wpływ profil aromatyczny cydru. Mikroflora pochodząca z powierzchni jabłek nie jest dominująca podczas fermentacji - drożdże znajdują się również w samych owocach (pochodzą z kwiatka, z nektaru, pszczoły przenoszą te drożdże między różnymi kwiatami) oraz ze sprzętów oraz pomieszczeń gdzie robi się cydr. Jabłka zbierane z ziemi mają zdecydowanie bogatszą mikroflorę.
Podczas fermentacji powstaje wiele produktów ubocznych: estry (głównie aromaty owocowe), alkohole wyższego rzędu (różne dodatkowe nuty w tle), związki fenolowe (korzystne lub nie). Najwięcej jest estrów, a wśród nich dominuje octan etylu (ethyl acetate), który ma bardzo przyjemny owocowy zapach. Ze względu na niewielkie progi wyczuwalności (bardzo niewielkie koncentracje są wyczuwalne), niewielka zmiana w składzie estrów może mieć duży wpływ na efekt końcowy. Alkohole wyższego rzędu są syntezowane przez drożdże m.in. z aminokwasów. Lotne związki fenolowe powstają w wyniku działania różnych enzymów i też wpływają na bukiet. Naturalna mikroflora obecna na początku fermentacji (np. Kloeckera) produkuje duże estrów oraz kwasowość lotną.
W dalszej części jest trochę informacji na temat tego dlaczego fermentowane produkty są bezpieczniejsze od surowych (fermentacja zabija zdecydowaną większość patogenów). Jest trochę o wartościach probiotycznych (cydr jest naturalnym probiotykiem, oczywiście pod warunkiem zachowania naturalnej mikroflory, czyli bez pasteryzacji, siarki etc.)
4.
The effects of apple variety, ripening stage, and yeast strain on the volatile composition of apple cider
researchgate (link)
The effects of apple variety, ripening stage, and yeast strain on the volatile composition of apple cider.pdf (Rozmiar: 612,86 KB / Pobrań: 1)
Lotne polifenole, powstające podczas fermentacji, są ważnymi elementami bukietu w niektórych piw, win, sherry i whiskey - więc zapewne do cydru też coś wnoszą. Cydr z dojrzałych jabłek ma 25-50% więcej aromatycznych substancji lotnych. Znaleźli 37 różnych substancji aromatycznych w badanych cydrach (czyli w sumie jest ich sporo, ale wciąż policzalne). Na skład bukietu aromatów ma wpływ przede wszystkim odmiana jabłek (jako źródło prekursorów oraz aminokwasów), a także - w dalszej kolejności - drożdże oraz stopień dojrzałości. Czyli jak już się ma jabłka, to potem sterując dojrzałością oraz szczepem drożdży, można w dużym stopniu wpływać na efekt końcowy - ale przede wszystkim ważny jest materiał początkowy: jabłka. Wpływ drożdży oraz dojrzałości jest inny w zależności od odmiany jabłek.
5.
Composition of aroma compounds in fermented apple juice: effect of apple variety, fermentation temperature and inoculated yeast concentration
researchgate (link)
Composition of aroma compounds in fermented apple juice - effect of apple variety, temperature, yeast concentration.pdf (Rozmiar: 184,88 KB / Pobrań: 1)
Estry stanowią 80-90% wszystkich substancji lotnych w cydrach, wyższe alkohole 5-15%. Nie pochodzą z oryginalnego surowce, ale powstają podczas fermentacji. Oprócz fermentacji, dużą rolę odgrywa proces dojrzewania, podczas którego zwiększa się ilość aromatów, również za sprawą działania bakterii. (Czyli w takim razie cydry zapasteryzowane po fermentacji nie powinny się już tak bardzo zmieniać podczas dojrzewania). To jakie aromaty powstają zależy również od ilości drożdży - cydry fermentowane przez małą populację zachowują więcej aromatów z jabłek (!). Dużo aromatów powstaje w przeciągu pierwszych dni, ale mniej niż w poprzedniej pracy. 40% estrów i wyższych alkoholi w cydrze powstaje z metabolizmu kwasów tłuszczowych (fatty acids),
6.
Effect of cider maturation on the chemical and sensory characteristics of fresh cider spirits
Asturias (link)
Effect of cider maturation on the chemical and sensory characteristics.pdf (Rozmiar: 208,37 KB / Pobrań: 3)
Wpływ dojrzewania na aromat cydrów. Praca ukierunkowana konkretnie na jakość/aromatyczność destylatów (w tym przypadku Calvados'u), ale jak rozumiem jak najbardziej można ją interpretować w kontekście samego cydru, bo im bogatszy w aromaty destylat, tym bardziej aromatyczny musiał być "bazowy" cydr. Dojrzewanie ma duży wpływ na zwiększenie zawartości estrów kwasów organicznych (powstałych z estryfikacji kwasu jabłkowego, mlekowego, etc.) oraz aromatycznych produktów bakterii mlekowych. Dodatkowe lotne fenole są produktem ubocznym pracy Brettanomyces/Dekkera, jak również LAB. Robiąc Calvados, maksimum aromatów osiąga się poprzez powolną fermentację w temperaturze 10-15C a następnie dojrzewanie przez rok (!) - i dopiero potem się destyluje. Jak rozumiem, chodzi o dojrzewanie całkowicie naturalnego cydru, z surowego naturalnego soku, bez pasteryzacji czy dodatku siarki - czyli taki, w którym proces dojrzewania jest najbardziej różnorodny i bierze w nim udział najwięcej mikroorganizmów (LAB, drożdże Brettanomyces/Dekkera, etc.). (Siarki nie można stosować również dlatego, że zwiększa zawartość aldehydu octowego w destylacie). W trakcie dojrzewania rośnie również kwasowość lotna (VA) - co jest efektem pracy LAB w obecności cukrów prostych (MLF w obecności cukru wpływa na zwiększenia VA, czemu hiszpańskie cydry zawdzięczają swoje charakterystyczne zaoctowienie). Wprawdzie panel degustatorów oceniających destylaty nie mógł dojść do porozumienia w kwestii tego które konkretnie nuty zyskały, a które straciły na dojrzewaniu, ale zdaje się że osiągnęli konsensus że destylaty z długo dojrzewających cydrów są zdecydowanie bardziej aromatyczne, a największe różnice dotyczą aromatów owocowych, kwiatowych, korzennych, maślanych, ziołowych oraz balsamicznych.
7.
Soil Nitrogen Fertilization Increases Yeast Assimilable Nitrogen Concentrations in ‘Golden Russet’ and ‘Medaille d’Or’ Apples Used for Cider Production
Hortscience (link)
Soil Nitrogen Fertilization Increases Yeast Assimilable Nitrogen Concentrations in Apples Used for Cider Production.pdf (Rozmiar: 507,18 KB / Pobrań: 2)
Jak nawożenie wpływa na cydrowe jabłonie. Do tej pory prac na ten temat było bardzo niewiele, najbardziej znana z 1978r (Lea) sugerowała że nawożenie wpływa na zmniejszenie zawartości polifenoli. Ta praca pokazuje, że nawożenie nie wpływa znacząco na parametry soku (pH, kwasowość całkowita, zawartość cukru, zawartość polifenoli) ale za to radykalnie zwiększa zawartość azotu w soku (YAN) - nawet o ponad 100% (!) w porównaniu z nienawożoną próbką. Przy czym stanowisko samo w sobie było dość żyzne - samo nienawożone drzewko nie miało żadnych deficytów. Azot gromadzony jest jabłkach/soku w postaci aminokwasów - ilość azotu zgromadzonego w postaci jonów NH4+ jest niewielka (rzędu 5%). Nawożenie nie wpływa na zwiększenie zawartości jonów NH4+, tylko na ilość aminokwasów. Zmieniają się proporcje aminokwasów - nawóz "idzie" głównie w asparaginę, zmniejszając (ilościowo, nie tylko procentowo) przy tym ilość innych aminokwasów. Stąd "nawożony" sok ma mniej różnorodny skład pod względem aminokwasów. Zwiększona zawartość azotu zdecydowanie przyspieszyła tempo fermentacji - w najbardziej burzliwym momencie fermentacja przebiegała ponad 2x szybciej i ostatecznie trwała 1/3 krócej. Nie ma ustalonych standardów dotyczących ilości YAN w soku jabłkowym. W przypadku wina przyjmuje się minimum 140mg/L, ale sok jabłkowy ma dużo mniej. Nienawożone dają sok typowo poniżej 100mg/L, a nawet rzędu 50mg/L lub mniej; a intensywnie nawożone, szczególnie młode, mogą mieć nawet >300mg/L. Niska zawartość YAN może powodować problemy z produkcją H2S, ale nie jest to reguła, czasem soki z dużą zawartością YAN również produkują "siarkę" - ogólnie temat H2S jest słabo poznany, również w winach. Autorzy wspominają, że w cydrze z bogatego w azot soku miał większą zawartość substancji lotnych, ale nic nie mówią na temat ich rodzaju/różnorodności - więc nic to w sumie nie mówi na temat odczuwalnej aromatyczności.
8.
Free amino nitrogen concentration correlates to total yeast assimilable nitrogen concentration in apple juice
researchgate (link)
Free amino nitrogen concentration correlates to total yeast.pdf (Rozmiar: 357,72 KB / Pobrań: 2)
Zawartość YAN oraz kompozycja aminokwasów ma wpływ na profil aromatyczny cydru. Zawartość YAN w soku jabłkowym bardzo się różni pomiędzy różnymi jabłkami. Tutaj średnio mają 59 mg/L, ale rozrzut jest 9-249mg/L, z czego 95% ma poniżej 140ml/L. Ilość jonów amonowych jest w miarę stała (tu ~15%) i nie zależy od YAN - co jest zgodne z poprzednią pracą. Drożdże zużywają przede wszystkim jony amonowe - do tego stopnia, że przy ich nadmiarze mogą w ogóle nie skorzystać z aminokwasów. Korzystając z jonów amonowych zamiast aminokwasów, drożdże tworzą niewiele aromatów. Duża koncentracja aminokwasów sprzyja bogatym aromatom. Nie ma jasnej rekomendacji odnośnie YAN w soku jabłkowym przeznaczonym na cydr. W przypadku wina przyjęte minimum to 140mg/L, ale przy większych zawartościach cukru (np. 24 Brix) może być trzeba dużo więcej (np. 350mg/L). Sok jabłkowy zawiera zdecydowanie mniej cukru i jest przez to łatwiejszym medium dla drożdży - nie ma podstaw, żeby używać rekomendacji winiarskich, szczególnie że wiadomo że cydry fermentują bardzo dobrze przy dużo mniejszych zawartościach. Zawartość azotu potrafi bardzo zmienić się z roku na rok, w obrębie tego samego sadu czy drzewa.
9.
Apple Wine Processing with Different Nitrogen Contents
researchgate (link)
Apple Wine Processing with Different Nitrogen Contents.pdf (Rozmiar: 266,68 KB / Pobrań: 2)
Cydr w Brazylii: deserowe jabłka, bardzo niska zawartość kwasu, bardzo duża zawartość azotu. Niska zawartość kwasu w jabłkach deserowych (poniżej 2g/L!) zdaje się być typowym zjawiskiem/problemem w krajach o ciepłym klimacie. Średnia zawartość azotu w komercyjnych jabłkach zwiększa się systematycznie z czasem: 80g/L w latach '60, 130g/L w latach '90, 150g/L teraz w tej pracy - skutki coraz bardziej intensywnego nawożenia. Wpływa to na przyspieszenie tempa fermentacji i na zawartość komórek drożdży w szczycie - zawartość N 60mg/L: 20 milionów komórek/ml, N 120g/L: 40M/ml, N 160g/L: 85M/L. Główny ubytek zawartości azotu następuje w przeciągu pierwszych kilku dni, podczas namnażania się drożdży. Wtedy populacja się rozrasta, potem już jest w miarę na stałym poziomie. N stanowi 10% suchej drożdżowej biomasy. N jest zawarte w jabłkach w postaci aminokwasów: asparagine, glutaminy, kwasu asparaginowego, kwasu glutaminowego i seryny - w sumie odpowiadają za 85-95% całego N. Owoce z silnie nawożonych drzew mogą mieć nawet 5x większą ilość N. Tu piszą, że zawartość N (całkowite, nie YAN) w soku jabłkowym może być od poniżej 75g/L do więcej niż 150g/L, typowo. Efektem wysokiej zawartości azotu jest to, że drożdże bardzo użo zostawiają (rzędu 30%), co wpływa na niestabilność mikrobiologiczną cydru, bo dużo pokarmu zostaje dla innych mikroorganizmów - i z tym zdaje się też jest spory problem w Brazylii.
10.
Effect of Biomass Reduction on the Fermentation of Cider
researchgate (link)
Effect of Biomass Reduction on the Fermentation of Cider.pdf (Rozmiar: 129,21 KB / Pobrań: 1)
Bardzo ciekawa praca, skupiająca się na wpływie redukcji biomasy, czyli po naszemu "zlania znad osadu", na dalszy przebieg fermentacji oraz końcowy cydr. Kilka błędów i nieścisłości (np. tabela 2 wymaga zamiany danych miejscami: prawa góra<->lewy dół), ale można się połapać. To jest kolejna praca, która podkreśla jak ważny jest udział wszystkich mikroorganizmów, nie tylko jednego wybranego szczepy drożdży szlachetnych: mikroorganizmy tlenowe oraz bakterie mają bardzo duży wkład do bukietu, ze względu na produkowane substancje o kwiatowym i owocowym aromacie. Np. francuskie, powolne fermentacje trwają 1-2 miesiące, i pozostawiają np. 5% resztkowego cukru. Jeśli fermentacja przebiega zbyt gwałtowne, owocowe nuty giną, a w zamian powstaje silny aromat drożdżowy, który może utrzymywać się bardzo długo; obniża się jakość - jak to jest właśnie w przypadku typowych komercyjnych fermentacji prowadzonych w Brazylii (kolejna praca z tego rejonu), które trwają góra tydzień-dwa. Wzięli jabłka komercyjne, ale trudno zrozumieć ile tam było azotu - piszą 90mg/L, w tabelce jest 160mg/L (bardziej prawdopodobne). Inokulują w ilości 2M komórek/ml. Populacja bez redukcji biomasy rośnie do praktycznie 100M/ml. Mają kilka próbek, redukują każdą po kolejnych 12h. Najlepsze efekty przynosi redukcja w momencie jak drożdże osiągają maksymalną liczebność - do tego czasu następuje radykalne zmniejszenie zawartości azotu, potem zawartość azotu maleje już bardzo powoli. Przy redukcji w szczycie, ponownie do poziomu 2M/ml, populacja odtwarza się, ale już tylko do poziomu 7M/ml - fermentacja radykalnie zwalnia i będzie teraz trwać ponad miesiąc. Widać, że jednorazowa interwencja, nawet w soku z inokulowaną kulturą oraz wysoką zawartością azotu, przynosi zdecydowany efekt. Tylko że oni tutaj usuwają drożdże poprzez odwirowanie, więc bardzo skutecznie - mają dużą kontrolę nad efektem końcowym, tzn. ile drożdży zostanie po takiej operacji. (Normalnie przy zlewaniu znad osadu, żeby pozbyć się jak najwięcej drożdży sok musi być uprzednio sklarowany, inaczej drożdże nie opadają, i najlepiej go przed taką operacją schłodzić). Bez usuwania biomasy, drożdże pozostawiły około 30% N, przy zlewaniu pozostałe N zmalało do ~20mg/L - drożdże nigdy nie zjadają wszystkiego, tutaj mierzą całkowity azot, z czego część jest nieprzyswajalna przez drożdże - piszą że 20-40mg/L zawsze zostaje Fermentacja po usunięciu biomasy dała bardzo dobry efekt: w cydrze pojawiło się dużo więcej owocowych aromatów. Inna zaleta jest taka, że taką wolniejszą fermentację jest łatwiej kontrolować, np. zatrzymać dokładnie w takiem momencie, żeby zachować założoną ilość cukru resztkowego.
Przy okazji robią jeszcze porównanie wpływu SO2 na początkową populację mikroorganizmów. Strasznie dużo tego SO2 tam pakują, piszą że typowo w Brazylii komercyjnie daje się 300ppm, ze względu na wysokie pH (strach pić!). Wychodzi zgodnie z przewidywaniami: dodatek SO2 faworyzuje rozwój drożdży Saccharomyces, a spowalnia rozwój innych mikroorganizmów. Początkowo Saccharomyces jest 30.000 komórek/ml. 12 godzin póżniej, bez SO2, jest ich 2x więcej, podczas gry z dodatkiem SO2 jest ich już 4x więcej. Dzieje się tak dlatego, że SO2 osłabia konkurencję ze strony pozostałej mikroflory, której początkowo jest dużo więcej: rzędu 14M/ml po 12h bez SO2, ale już tylko 4M/ml z SO2. Porównują też naturalną mikroflorę z "przemysłowych" jabłek, czyli jak rozumiem takich gorszej jakości: ilość mikroorganizmów na początku jest praktycznie 100x większa - czyli prawdopodobnie te jabłka są trochę nadpsute. Cydry w dodatkiem SO2 są gorszej jakości, ze względu na mniejszą różnorodność mikroflory (Saccharomyces szybko tłumią pozostałe mikroorganizmy), przez co mniej aromatów.
11.
The E ffect of Apple Juice Concentration on Cider Fermentation and Properties of the Final Product
MDPI (link)
Tutaj zastanawiają się jak koncentracja soku jabłkowego wpływa na cydr i jakie są najważniejsze różnice pomiędzy cydrami z soku tego samego soku - bez oraz z koncentracją. Ale oprócz tego suplementują również próbki różnymi pożywkami: DAP i Fermaid O. Rodzaj zastosowanej pożywki wpływa na produkcję estrów. Chociaż monitorowali tylko kilka, więc nie wiadomo nic na temat tego ile więcej nowych nut pojawiło się po zastosowaniu konkretnej pożywki, można wysnuć wniosek że umiarkowane stosowanie DAP (tutaj: 0,9g/10L), nie wpływa widoczny sposób na pogorszenie bukietu. Ale z drugiej strony w kilku próbkach z DAP zaobserwowali zwiększoną produkcję H2S. Wspominają jeszcze o ciekawej rzeczy - mianowicie podczas autolizy drożdży, czyli gdy komórki drożdży rozpadają się po pewnym czasie, gdy już drożdże umrą (czyli np. podczas dojrzewania na drożdżach), uwalniają się z ich wnętrza różne substancje, m.in. aminokwasy, kwasy tłuszczowe, lipidy, etc., które normalnie nie przenikają przez membranę komórkową przez co są uwięzione są w ich wnętrzach. To powoduje, że w takim dojrzewającym nastawie pojawiają się nowe aromaty.
12.
The interactive effect of fungicide residues and yeast assimilable nitrogen on fermentation kinetics and hydrogen sulfide production during cider fermentation
researchgate (link)
The interactive effect of fungicide residues.pdf (Rozmiar: 671,56 KB / Pobrań: 1)
Cytowana z wielu innych prac, więc w sumie przeczytałem, ale nie ma tutaj interesujących informacji na temat pożywek czy aminokwasów - w sumie można dowiedzieć się tyle, że stosowanie różnych fungicydów / środków grzybobójczych do ochrony jabłek w sadzie lub podczas przechowywania, może powodować wolniejszą fermentację (drożdże to też grzyby), a niektóre preparaty zawierające siarkę mogą zwiększać prawdopodobieństwo produkcji H2S podczas fermentacji.
13.
Phenolic Composition and Sensory Properties of Ciders Produced from Latvian Apples
researchgate (link)
Phenolic Composition and Sensory Properties of Ciders Produced from Latvian.pdf (Rozmiar: 1,08 MB / Pobrań: 1)
Litwini, w poszukiwaniu odpowiednich jabłek na cydr, zbadali kilkanaście dostępnych lokalnie odmian - w tym jedną znaną u nas: Antonówkę. Wszystkie jabłka, mają potwornie wysoką zawartość kwasu, przykładowo Antonówka ma ponad 10g/L (chyba, że wyrażają to w przeliczeniu na inny kwas, nie jabłkowy - nie sprawdzałem tej normy, na którą się powołują). Z każdej odmiany zrobili cydr, który następnie degustowała grupa specjalnie wybranych do tego celu osób. (Moje doświadczenie jest takie, że przy tak kwaśnych cydrach, czuć przede wszystkim kwas, długo długo nic, a potem ewentualnie można doszukać się czegoś innego - i samą redukcją zawartości kwasu można osiągnąć radykalną poprawę. Nie wspominają o tym bezpośrednio, ale w sumie wyszło im na to, że najlepsza jest ta z testowanych odmian, z której cydr wyszedł najmniej kwaśny...). Badanie zdaje się skupiać na próbie skorelowania pewnych pożądanych parametrów cydru, jak kolor, cierpki (ściągający) smak oraz intensywny owocowy aromat z parametrami soku, a konkretnie z zawartością polifenoli. Dochodzą do wniosku, że o ile polifenole mają duży wpływ na smak, o tle w kwestii aromatu lotne fenole, uwalniane w wyniku enzymatycznych oraz chemicznych reakcji na różnych etapach powstawania cydru, nie wnoszą zbyt wiele. Nie są źródłem owocowych aromatów, choć wpływają w pewnym stopniu na powstawanie takich aromatów, jak na przykład wanilia, cynamon czy cytrusy. O estrach nic nie wspominają.
14.
Influence of cider-making process parameters on the odourant volatile composition of hard ciders
wiley (link)
Influence of cider-making process parameters.pdf (Rozmiar: 625,04 KB / Pobrań: 2)
Wpływ oczyszczania soku oraz redukcji biomasy ('zlewania znad osadu') podczas fermentacji - czyli de-facto wpływ redukcji ilości aminokwasów i innych substancji odżywczych - na tempo fermentacji oraz aromat cydru. Wspominają, że temat smaku cydru jest w sumie bardzo dobrze zbadany i zależy głównie (oprócz kwasu oraz pozostałości cukru resztkowego) od polifenoli - czyli tak na prawdę od konkretne odmiany jabłek. Natomiast temat aromatów jest ogólnie słabo zrozumiany. Na aromaty mają wpływ głównie estry (nuty owocowe) oraz alkohole wyższego rzędu. Na powstawiania tych aromatów ogromny wpływ mają drożdże oraz sposób w jaki przygotowuje się cydr, w tym sposób oraz tempo prowadzenia fermentacji, które są pochodną temperatury oraz zawartości substancji odżywczych. Na tym polega sekret tradycyjnych cydrów francuskich, że są fermentowane powoli, w efekcie czego powstaje dużo więcej związków aromatycznych. Oczyszczanie soku było robione na trzy różne sposoby: pektoenzym+zlewanie znad osadu; klarowanie środkami klarującymi; keeving. Samo klarowanie, niezależnie od sposobu, wydłuża fermentację o 50-100% - nie jest to efekt radykalny w porównaniu z redukcją biomasy. Redukcja biomasy była robiona w wirówce, tak żeby usunąć 90% masy drożdży. Redukcja była robiona po kilku dniach, gdy zawartość cukru spadła o 5g/L (czyli SG 0.0025 / Brix 0.6) - wszystko odbywała się dość powoli ze względu na niską temperaturę: 10C. Jak rozumiem do tego czasu populacja drożdży zdążyła się już w pełni rozwinąć, konsumując większość azotu, bo po redukcji biomasy tempo fermentacji radykalnie spada i cały proces wydłużył się 3-6 krotnie (!). Najwolniej fermentowałby próbki ze zredukowaną biomasą, które poprzednio zostały zdepektynizowane - próbki oczyszczone za pomocą keevingu fermentowały relatywnie szybciej. Ale ma to moim zdaniem związek z tym, że zarówno keeving jak i sama redukcja biomasy były tutaj poniekąd wymuszone: keeving był wspomagany przepuszczaniem przez cydr bąbelków azotu, żeby szybciej podnieść "czapę". Natomiast redukcja biomasy odbywała się w wirówce, a nie tak jak by się to zrobiło w warunkach mniej przemysłowych: za pomocą zlewania znad osadu. Podejrzewam, że gdyby powtórzyć takie doświadczenie bardziej tradycyjnymi metodami, to najwolniej fermentowałby sok oczyszczony za pomocą keevingu, który następnie zostałby zlany znad osadu. A to dlatego, że taki sok jest najbardziej klarowny, dzięki czemu drożdże spoczywają w większości na dnie fermentora, a co za tym idzie redukcja biomasy jest najbardziej skuteczna. W każdym bądź razie: redukcja biomasy jest kluczem do radykalnego spowolnienia fermentacji, zaś kluczem do efektywnej redukcji biomasy jest klarowny sok.
Bardzo ciekawe konkluzje: zarówno oczyszczanie soku jak i późniejsza redukcja biomasy ma bardzo duży wpływ na zwiększenie zawartości aromatów w cydrze. Na aromat cydru zdecydowanie większy wpływ ma sposób prowadzenia fermentacji, niż odmiany jabłek. Niezależnie od tego w jaki sposób oczyszcza się sok, efekt jest pozytywny i wyraźny. Sama redukcja biomasy nie przyczyniła się tutaj do dalszej poprawy jakości - ale tak jak zanotowałem powyżej, mogły mieć na to wpływ przemysłowe metody, którymi posłużono się podczas tego badania.
15.
Free amino acid composition of apple juices with potential for cider making as determined by UPLC-PDA
researchgate (link)
Free amino acid composition of apple juices with potential for cider making.pdf (Rozmiar: 1,01 MB / Pobrań: 2)
Zawartość aminokwasów zasadniczo różni się pomiędzy sokiem jabłkowym a sokiem winogronowym (prolina, arginina). Dlatego też nie można bezkrytycznie przekładać doświadczeń z fermentacji wina na fermentację cydru, ze względu na zasadniczo różną zawartość oraz kompozycję substancji odżywczych, co przekłada się na inny sposób działania drożdży. Głównymi aminokwasami w soku jabłkowym są asparagina i glutamina, chociaż to badanie pokazuje że są odmiany, gdzie zamiast asparaginy jest fenyloalanina. Ciekawe, bo spotkałem się tym wyłącznie w tej publikacji, fakt że jest dość nowa, a te różnice wyszły tylko w niektórych jabłkach hodowanych w USA, a sami badacze wspominają że jest to coś wyjątkowego, nie odraportowanego w innych pracach. Fenyloalanina jest prekursorem różanego aromatu. Asparagina, kwas asparaginowy oraz glutamina są prekursorami ogólno-owocowych aromatów i to właśnie tym aminokwasom cydry zawdzięczają swój charakterystyczny zapach. Wpływając na kompozycję amonokwasó przed fermentacją można modyfikować profil aromatyczny. Posłużyli się jabłkami pozyskanymi ze stacji badawczej - zawartość azotu 18-57mg/L, czyli w sumie bardzo mało- drzewa były starsze (20-40 lat). Wspominają o tym, że zawartość azotu w jabłkach potrafi być radykalnie różna, np. ~60mg/L w jednej z prac na temat jabłek z UK, ~50-110mg/L w jabłkach z Hiszpanii, ale już ~190mg/L w jabłkach z Brazylii oraz - uwaga - ~600mg/L w jabłkach z Chin (czym oni je tak pędzą!?). Ciekawe swoją drogą ile mają średnio deserowe jabłka u nas. Strach pomyśleć, bo nie wierzę, że ktoś to kontroluje...
Dobrze, starczy!