Этиловый (винный) спирт находит широкое применение в домашнем хозяйстве: входит в состав крепких напитков и вин, используется как консервирующее средство в домашних заготовках плодов, ягод и соков. Особенно следует отметить целебные свойства винного спирта, так как он является основным компонентом лекарственных и целебных настоек, стимулирует кровообращение и поэтому применяется для компрессов и растираний как эффективное наружное средство.
По внешнему виду винный спирт — бесцветная прозрачная жидкость, имеющая характерный запах и вкус, легко растворимая в воде в любых количествах. Спирт легче воды и поэтому неравномерно распределяется в объеме водной смеси, больше концентрируется в верхних слоях водного раствора и в бражке. Удельная плотность спирта 0,791 г/см3, температура кипения 78,3 °C. Спирт гигроскопичен и при высоких концентрациях 96–98(°) активно поглощает воду из воздуха, поэтому его следует хранить в закрытой посуде.
Спиртовые растворы с высокой концентрацией спирта огнеопасны, требуют осторожного обращения и соблюдения правил пожарной безопасности.
Следует избегать применения открытого пламени для нагревания спирта, предпочтительным является нагревание паром.
Винный спирт получают путем сбраживания сусла из зерна, картофеля и других продуктов. Приготовление спирта из крахмалосодержащего сырья включает: ращение солода, подготовку, измельчение и разваривание сырья для перевода крахмала в клейстер, осахаривание крахмала с помощью солода и приготовление сладкого сусла, сбраживание сусла до образования бражки, содержащей 7-14,5(°) спирта, отгонку спирта из бражки и очистку спирта ректификацией.
Содержание спирта в алкогольных напитках выражается в объемных процентах (%об) или в градусах (°), т. е. количестве миллилитров абсолютного спирта в 100 миллилитрах напитка.
Для пищевых целей используется лишь ректификованный спирт, получаемый из сахаро- и крахмалосодержащего сырья. Это питьевой спирт, который применяется для приготовления крепких и целебных напитков. Государственным стандартом ограничивается содержание примесей спирта: альдегидов, эфиров, сивушных масел и свободных кислот. При домашнем изготовлении эти нормы должны соблюдаться.
Основные виды сырья
Для приготовления спирта и алкогольных напитков используют различные виды сырья: дрожжи, крахмалосодержащие и сахаросодержащие продукты, воду, минеральные и ароматические вещества.
Дрожжи
Дрожжи — одноклеточные организмы, принадлежащие к простейшим грибам, культурные расы дрожжей используются для приготовления алкогольных напитков и спирта. Роль дрожжей определяется главным образом их способностью сбраживать углеводы, т. е. расщеплять сахара на винный спирт и углекислоту. Для приготовления спирта (винокурения) применяют винные дрожжи, которые используются также для выпечки хлеба.
Дрожжи этого вида распределяются в жидкой среде в виде взвеси, постоянно поднимаясь током углекислоты, они интенсивно взаимодействуют с сахарами раствора (сусла) и способны образовывать большое количество спирта в короткое время, а кроме того, они кислотоустойчивы, что необходимо, так как брожение всегда ведется в кислой среде. Дрожжи хорошо размножаются при нормальных условиях в жидкой питательной среде, в состав которой входят азотистые и фосфористые вещества и кислоты.
Перед внесением в основной затор дрожжи выращивают в отдельном сосуде на стерильной питательной среде, в течение 15–19 часов. Наиболее подходящим материалом для питательных сред являются: зеленый ячменный солод, ржаная мука, отходы сахарного производства.
Для питания дрожжей обычно недостаточно того органического азота, который входит в состав белковых соединений сырья. Отсутствие в сусле затора азотистых и фосфористых соединений, а также кислорода ведет к снижению активности дрожжей, что затягивает процесс сбраживания Сахаров, поэтому в сусло дополнительно вносят минеральные вещества в виде аммонийных солей и фосфоросодержащих соединений: хлористый аммоний, сернокислый аммоний, суперфосфат или фосфорнокислый диаммоний. Эти вещества хорошо известны садоводам и земледельцам.
Для приготовления спирта в домашних условиях применяют прессованные дрожжи в количестве 10–15 % от веса исходного сырья, чтобы сразу обеспечить доминирующее их положение в сусле затора и нейтрализовать влияние "диких" дрожжей. Прессованные дрожжи продаются в магазине в виде бруска весом 100-1000 г, но можно выращивать и свои дрожжи в нужном количестве.
Сельскохозяйственные культуры
Крахмалосодержащее сырье
Основная ценность этого вида сырья заключается в высоком содержании в нем крахмала: 15–70 % и даже более, а также Сахаров: 2–6 % (таблица 1).
Состав муки и зерна включает одни и те же химические вещества, но содержание крахмала и саха-ров в муке больше, что определяет ее большую ценность, как сырья для приготовления спирта.
Таблица 1. Содержание крахмала в сельскохозяйственных культурах
Крахмал — главный углевод картофеля и муки злаковых культур имеет способность набухать, клейстеризуется и преобразуется ферментами в простые сахара, которые при брожении переходят в винный спирт. Для преобразования в сахар крахмал подвергается осахариванию. Эта операция проводится в жидкой среде при повышенной температуре и в присутствии особого вещества (фермента) — диастаза, который содержится в солоде.
Крахмал может долго храниться, легко осахаривается, имеет высокую спиртопроизводную ценность и занимает наименьший объем при хранении, что делает его наиболее выгодным сырьем для получения спирта.
Теоретически из одного килограмма крахмала можно получить 716,8 мл безводного спирта. На практике эта величина меньше и в значительной мере зависит от качества сырья и строгого выполнения условий всех операций процесса приготовления.
Картофель стоит на первом месте по легкости извлечения крахмала из клеток и преобразования его в сахар. Температура клейстеризации картофельного крахмала, то есть перехода в растворимое состояние, 55 °C. Для повышения выхода спирта желательно использовать сорта картофеля с высоким содержанием крахмала (20–25 %). Проверить содержание крахмала в картофеле не сложно. Сначала надо взвесить 5 кг картофеля на воздухе в легкой сумке или сетке, а затем повторно взвесить этот картофель, опустив его в воду и не вынимая из нее. Вес картофеля будет намного меньше. В зависимости от веса картофеля, помещенного в воду, по таблице 2 определяют содержание крахмала и рассчитывают выход спирта из использованного количества сырья.
Таблица 2. Определение содержания крахмала в картофеле
Рожь содержит крахмал, который клейстеризуется при сравнительно низкой температуре и легко осахаривается. Ржаная мука содержит растворимые белки — органические азотистые вещества и не содержит клейковины, что делает затор более жидким, а потому и более пригодным к сбраживанию.
Растворимые белки ржаной муки составляют основной вид азотистого питания дрожжей при сбраживании, что позволяет не применять дополнительного минерального питания.
Пшеница содержит крахмал, который труднее извлекается и клейстеризуется при более высокой температуре 65 °C. Кроме того, пшеничная мука содержит нерастворимые белки, которые при набухании образуют клейковину, что придает затору излишнюю густоту и тягучесть. Поскольку густой затор сбраживается менее интенсивно, чем жидкий, клейковину желательно отделить от крахмала путем промывания теста. Для этого сначала муку замешивают с водой в количестве 1:1 и выдерживают 20 минут, затем проводят отмывание теста холодной водой, объем которой составляет 3 литра на один килограмм муки.
При отмывании тесто помещают в сито, погружают в таз с водой и промывают. Клейковина остается на сите и удаляется, а крахмал вымывается водой в таз и используется для приготовления затора.
Все другие культуры, в том числе и дикорастущие, содержащие крахмал в достаточном количестве, а также крупяные и хлебные отходы кухонного хозяйства могут использоваться для получения спирта.
Сахаросодержащее сырье
Этот вид сырья включает разные культуры, в состав которых входят различные виды Сахаров. К таким культурам относятся сахарная свекла, яблоки и другие плоды и ягоды (таблица 3). Большинство этих культур содержит Сахаров менее 10 %, что не позволяет получать спиртовые растворы с высоким содержанием алкоголя (более 12 %). Следует иметь в виду, что в соке этих культур содержится много кислот, которые угнетают активность дрожжей. Поэтому чтобы повысить концентрацию Сахаров и снизить кислотность затора, соки плодовых и ягодных культур подвергают специальной обработке: нейтрализации и увариванию.
Сахарная свекла содержит сложный сахар — сахарозу, который непосредственно дрожжами не сбраживается, но разлагается под действием ферментов дрожжей на простые сахара, и эти сахара затем сбраживаются. Поэтому период сбраживания свекловичного сахара более длительный, чем крахмального или фруктового.
Таблица 3 . Содержание сахаров в плодах и ягодах
Яблоки занимают второе место в производстве спирта и вин после крахмального сырья. Они содержат простой сахар — левулезу, который непосредственно сбраживается дрожжами.
Сахар винограда и фруктов — глюкоза и сахар ягодных культур — фруктоза также легко сбраживается.
Дикорастущие растения
Крахмалосодержащие и сахаросодержащие растения растут в лесу, на лугах, по окраинам полей и болот, на мелководных заливах рек и озер (таблица 4).
Желуди представляют особый интерес, поскольку они легко доступны, содержат около 57 % крахмала и до 10 % Сахаров. Дубильные вещества придают желудям вяжущий, горьковатый вкус и угнетают развитие дрожжей. Если удалить эти вещества, то из желудей получается хороший крахмалосодержащий продукт, пригодный для получения спирта. Дубильные вещества легко удаляются вымачиванием. Для приготовления спирта из желудей делают мезгу. Для этого желуди, собранные зрелыми в конце сентября, очищают от кожуры, разрезают на несколько частей и заливают водой на двое суток. Затем воду сливают и снова заливают желуди чистой водой (в соотношении 1:2), нагревают до кипения, остужают и сливают, а желуди пропускают через мясорубку. Полученную массу высушивают. Высушенные желуди толкут или размалывают в муку, которую используют так же, как муку ржи, пшеницы или других культур.
Каштан конский содержит в плодах большое количество крахмала и может использоваться для получения спирта так же, как и желуди. Плоды каштана конского содержат дубильные вещества, которые необходимо удалить вымачиванием. Обработку плодов каштана проводят аналогично обработке желудей до получения муки, которая используется для приготовления спирта.
Исландский лишайник содержит до 44 % растворимого крахмала (лихенина) и до 3 % сахара. Растет лишайник в сосновых борах на песчаной почве в виде курчавых кустиков с коричневатыми лентовидными лопастями с белой подкладкой. Исландский лишайник заготовляют круглый год. Перед употреблением из лишайника удаляют горькие вещества. Для этого его вымачивают в воде с содой (5 г соды на 1 л воды) в течение двух суток, затем промывают чистой водой, еще раз сутки вымачивают в чистой воде, потом сушат и измельчают в муку. Для вымачивания 1 кг лишайников необходимо 16 литров содового раствора. Измельченный лишайник используется для приготовления спирта, как и мука других культур.
Корневища рогоза, тростника и других растений, произрастающих на болотах, по берегам рек и озер, содержат значительное количество крахмала. Из корневищ готовят муку, которая используется для приготовления спирта.
Рогоз — растение с высоким стеблем, прямыми длинными листьями, имеющее наверху соцветие в виде черного початка, широко распространено и хорошо известно. Сухое корневище рогоза содержит до 46 % крахмала и 11 % Сахаров. Корневища рогоза очищают от мелких корней и грязи, моют и разрезают на ломтики толщиной 0,5–1 см. Высушивают в печи до тех пор, пока они не будут разламываться с сухим треском. Затем корневища измельчают и получают муку.
Тростник обыкновенный (треста) — одно из наиболее распространенных болотных растений. Сухое корневище тростника содержит до 50 % крахмала и до 5 % тростникового сахара. Заготавливают корневища тростника весной или поздно осенью, когда в них накапливается наибольшее количество крахмала и сахара. Для получения муки корневища сушат, измельчают и размалывают.
Стрелолист обыкновенный — водное растение, которое часто можно встретить в мелких водоемах. Растение имеет характерные стрелковидные листья и во время цветения выбрасывает длинную цветочную стрелку с белыми трехлепестковыми цветами. Стрелолист — крахмалоносное растение. В подводной части растения на концах корневищ образуются небольшие клубни весом до 14 г. С одного растения собирают по 12–15 клубней. В клубнях стрелолиста содержится много крахмала: в сухих — до 55 %, в сырых — 35 %, и Сахаров до 7 %. Клубни варят, разрезают на небольшие кружочки и сушат. Из сухих клубней получают муку, которую используют как крахмал.
Сусак зонтичный — высокое до 1,5 м растение, которое растет повсеместно на мелководных прибрежьях рек и озер, по краям болот. Растение имеет прямой стебель с пучком прямостоящих листьев, на верху стебля находится соцветие в виде зонтика с красивыми бело-розовыми цветами. Корневища сусака в сухом состоянии содержат до 60 % крахмала. Из них делают муку. Для этого корневища очищают, моют, разрезают на части и сушат, после этого дробят и получают муку.
Камыш озерный — многолетнее растение с высокими цилиндрическими стеблями, почти лишенное листьев. Камыш широко распространен и растет в зарослях прибрежной полосы мелководных водоемов. В корневищах камыша содержится значительное количество крахмала (до 43 %) и сахаров. Из сухих корневищ камыша делают муку, которую используют для приготовления спирта.
Лопух большой — это широко распространенное растение, которое растет повсеместно. Корни лопуха содержат до 45 % особого крахмала (инулина), который может быть превращен в сахар. Для этого корни лопуха разваривают в течение 2 часов в небольшом количестве воды с добавлением уксусной кислоты (20–30 мл уксусной эссенции на 1 л воды). После разваривания в кислой среде инулин превращается в сахар.
Избыток кислоты удаляют добавлением мела, толченого мрамора или питьевой соды, а полученную сладкую массу используют для приготовления спирта
Можжевельник — ветвистый хвойный кустарник, который растет в сосновых лесах, на опушках и по старым вырубкам. Плоды можжевельника — шишко-ягоды содержат до 42 % Сахаров. Из плодов приготовляют вино и спирт. Для этого сначала получают сладкий сироп, который затем сбраживают и перегоняют. Для получения сиропа плоды можжевельника размельчают, заливают горячей водой и настаивают в течение полу-15 часа. Затем плоды вынимают и отжимают сок, который уваривают в водяной бане для получения необходимой концентрации сахара.
Вода и минеральные добавки
Вода имеет важное значение при приготовлении спирта и алкогольных напитков. Это один из главных компонентов дрожжевого и основного заторов. Вода также используется для мытья сырья и оборудования. Используемая для приготовления спирта вода должна отвечать гигиеническим требованиям, предъявляемым к питьевой воде. Она должна быть прозрачной, бесцветной, не иметь запаха и постороннего привкуса, а кроме того, мягкой, с малым содержанием солей магния и кальция. Для приготовления заторов кипяченую воду применять не следует, потому что в ней почти нет растворенного воздуха, необходимого дрожжам.
Природная вода не всегда удовлетворяет требованиям, предъявляемым к питьевой воде, в этих случаях ее подвергают очистке отстаиванием и фильтрованием через специальные угольные фильтры.
Минеральные вещества в виде небольших добавок применяются для поддержания активности дрожжей при сбраживании сладкого сусла. В качестве этих веществ используют азотистые и фосфоросодержащие соединения, а также кислоты.
Древесный уголь, стиральную соду, ароматическиие вещества и традиционные пряности используют для устранения неприятных запахов спирта и напитков.