Химия по жизни. Как устроен наш быт, отношения, предметы и вещи с точки зрения химических реакций, атомов и молекул: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Обычно дрожжевые закваски хранятся в холодном месте и могут быть активными спустя долгое количество времени. Есть истории о старых итальянских бабушках, тайком проносивших свои закваски на трансатлантические корабли и передающих их следующему поколению. И хотя дрожжевые закваски чаще всего используются для хлеба, их можно использовать и для производства алкоголя.

Красные вина ферментируются (другими словами, дрожжи вступают в реакцию с сахарами сусла, производя этанол и углекислый газ) в период от четырех дней до двух недель. Только затем из настойки удаляется виноградная кожица. После этого настойка продолжает ферментироваться еще какое-то время, так что общий период ферментации составляет две-три недели. Белым винам требуется от четырех до шести недель, так как на кожице используемого винограда нет натуральных дрожжей. Иногда виноделы могут прибегнуть к яблочнокислому-молочнокислому брожению, начинающимся на втором этапе.

Яблочнокислое-молочнокислое брожение существует с момента открытия вина как напитка, однако в 1930-х годах Жан Риберо-Гайон точно описал химическую реакцию превращения яблочной кислоты (которая присутствует в большинстве фруктов, включая виноград, и придает кислый привкус) в молочную. Благодаря этому вкус вина становится менее терпким. Насколько я знаю, каждый винодел придерживается своего мнения насчет того, стоит ли допускать данное брожение. Некоторые считают это отличной идеей и добавляют в вино бактерии Leuconostoc oenos, в то время как другие стараются сделать все, чтобы избежать этого этапа.

С тех пор, как человечество изобрело вино, мы начали экспериментировать с процессом изготовления, цветом и вкусом напитка. Историки считают, что первые вина были только красными; затем египтяне обнаружили процесс производства белых вин. Конечно же, в самом начале красные вина имеют светло-красный оттенок, и именно в процессе ферментации на кожице вино приобретает свой глубокий красный цвет и уникальный вкус. Белые вина настаиваются на кожице и виноградных косточках всего лишь несколько часов, после чего сок фильтруется.

Существует еще несколько подкатегорий, в которых соединяются две техники вместе. Например, розовые вина получают из черных сортов винограда, а изготавливают их точно так же, как и белое вино. Производитель настаивает сок небольшое количество времени, так что вино приобретает красивый розовый оттенок. Оранжевое вино, в свою очередь, делается из винограда белых сортов, однако способ производства точно такой же, как и у красного вина. Виноградный сок настаивается на кожице, благодаря чему вино получается холодного оранжевого цвета. Чем дольше сок настаивается, тем темнее его цвет.

В Калифорнии большая часть белых вин (кроме шардоне) ферментируется в емкостях из нержавеющей стали, которые не взаимодействуют с жидкостью внутри. Однако красные вина (а также шардоне) настаиваются в бочках. Глубина вкуса зависит от дерева, используемого для создания бочки. Самыми популярными типами древесины считаются американский и французский дуб, однако могут использоваться даже бочки для бурбона.

На последнем этапе вино начинает созревать и приобретает оттенки вкуса. У каждого винодела этот процесс проходит по-разному. Начинается переливание вина. Итак, бочку ставят на возвышенность, например на стойку. Время от времени ее двигают, однако главной целью переливания является отделить мелкие твердые частицы от самого вина. Эти частицы медленно опускаются на дно бочки, и затем их можно с легкостью выделить из жидкости. Каждая бочка фильтруется по несколько раз.

Процесс фильтрации – это один из основных методов, используемых химиками-синтетиками. В лаборатории мы постоянно фильтруем вещества, растворяя их в жидкости, а затем выделяя все твердые частицы. Когда виноделы переливают вино, делают то же самое, только в огромных масштабах. Во время этого процесса виноделы пытаются удалить твердые частицы и осадок.

В самом конце процесса переливания вино можно осветлить. Винодел добавляет осветлитель, например активированный уголь или желатин, полученный из рыбьих пузырей, который образует межмолекулярное взаимодействие с оставшимися твердыми частицами в вине. Полученные соединения становятся слишком тяжелыми и опускаются на дно бочки.

Когда вино созревает, его разливают по бутылкам и закрывают. У лучших вин практически нет пустого места между жидкостью и дном пробки. Это связано с тем, что если в бутылке есть кислород, то молекулы вина могут окислиться или вступить с ним в химическую реакция. К сожалению, это худшее, что может случиться с бутылкой; у вина появляется приторно сладкий запах, ассоциирующийся у нас со вкусом и запахом пробки.

Если вы когда-нибудь задавались вопросом, почему вино хранится на боку, то вот вам ответ: именно так можно предотвратить окисление вина. Если бутылка лежит на боку, то пробка остается влажной и продолжает защищать напиток от проникновения кислорода внутрь. Но если бутылка хранится стоя, то пробка высыхает, из-за чего молекулы кислорода могут проникнуть внутрь бутылки и испортить вино. Целостность конкретной бутылки вина можно определить по запаху пробки.

Если вино открыть, то сразу же начнется процесс окисления. Именно поэтому вкус вина на первый и второй день будет отличаться. Если вы не выпили бутылку полностью и закупорили ее, то желательно допить вино за три-четыре дня. Но, как мы уже обсудили ранее, все вина очень разные, поэтому вам следует провести небольшой тест на запах (или вкус) подозрительных вин. По правде говоря, через пять-семь дней откупоренные вина лучше всего использовать в готовке.

В последнее время все чаще вино разливают в бутылки с завинчивающейся пробкой. Когда мы с мужем путешествовали в Страну Басков, Испания, на наш пятый юбилей, я спросила об этом сомелье. И он объяснил, что выбор в пользу завинчивающейся пробки связан с процессом старения вина. Если вино нужно выдерживать в течение длительного периода, то скорее всего будет использоваться деревянная пробка, чтобы в вино не попадал кислород. Однако если вино планируют выпить достаточно быстро, как, например, орегонское вино Пино Нуар, то лучше всего использовать завинчивающуюся пробку.

Шампанское и дорогие игристые вина обязательно нужно затыкать пробкой, так как они проходят процесс вторичной ферментации. Во время нее дрожжи снова превращаются в этанол и углекислый газ, но, в отличие от первого процесса ферментации, углекислый газ остается внутри закрытой емкости, а не выходит в атмосферу (как это случается в «традиционных» винах). Этот процесс занимает не меньше двух месяцев и может продолжаться несколько лет. Когда дрожжи умирают, то у игристого вина появляется характерный запах жареного хлеба. После процесса ферментации твердые частицы удаляются, а игристое вино повторно разливается по бутылкам.

Даже самые недорогие игристые вина, в которые углекислый газ накачали (а не использовали тот, который выделился во время ферментации) и хранящиеся под большим давлением, должны затыкаться пробкой. Завинчивающаяся пробка не может выдержать огромного давления внутри, а значит, бутылка в любой момент может «выстрелить» ее.

С другой стороны, завинчивающаяся пробка позволяет игристым винам постепенно выделять углекислый газ в пространство между пробкой и вином. В бутылке все равно есть большое давление, и именно поэтому при открытии бутылки вы слышите хлопок.

Когда мы с мужем путешествовали по Испании, то у нас возникла одержимость кавой – «испанским шампанским». Мы даже завели традицию начинать свидания с бокала кавы. Во время последней встречи с друзьями я рассказывала им о нашей поездке в Испанию; один из моих друзей имеет крайне интересное хобби – он занимается пивоварением, так что у нас завязался очень интересный разговор. Мы начали рассуждать о различиях между виноделием и пивоварением. Конечно, если мы хотим создать смесь вкусной жидкости и этанола, то все процессы приготовления будут похожи.

Как мы уже узнали, для начала процесса ферментации вина используются простые сахара, содержащиеся в виноградном соке. Для производства пива необходимы сложные сахара (к примеру, крахмал из зерен). Однако перед тем, как использовать крахмалы, их нужно разложить на небольшие молекулы. Что же делать?

Мы готовим их.

Но все не так просто, как кажется. Самое распространенное зерно для пивоварения – это ячмень. Он представляет собой маленькие желтые зерна и собирается комбайном с высоких стеблей. Затем ячмень вымачивают в воде около двух дней при температуре 15°C (59°F). За это время он напитывается влагой и разбухает.

На четвертый день зерна ячменя начинают прорастать (хотя некоторым зернам требуется восемь или девять дней). Во время этого процесса вырабатывается огромное количество различных ферментов, начинающих разрушать клеточные стенки зерна. Но часть ферментов сосредотачивается на другом: они превращают крахмалы в сахара, а белки – в аминокислоты. Весь этот процесс можно наблюдать своими глазами, поскольку солод – так называются проросшие зерна – начинает темнеть. Чем дольше прорастают зерна, тем темнее будет солод.

Некоторые пивовары считают, что высушивание – последний этап производства солода – самая важная и ответственная часть. Зерна сушат горячим воздухом (температура около 55°C или 131°F), удаляя из них все молекулы воды. Однако иногда их сушат и при температуре до 180°C (356°F) – все зависит от того, какой солод мы хотим получить. Так что не расстраивайтесь, выбор просто огромный! Приготовленный при низких температурах солод обладает высокой ферментативной активностью и называется светлым солодом; приготовленный при высоких температурах солод обладает низкой ферментативной активностью, глубоким, насыщенным вкусом и называется темным солодом. Темный солод не теряет свой жареный, карамелизированный вкус даже в том случае, если его хранят несколько месяцев.

На следующем этапе солод измельчают до состояния мелкого порошка, после чего пивовар активирует упомянутые ранее ферменты, замочив полученный порошок в воде. Ферменты снова расщепляют крахмалы на сахара, в результате образуя коричневую жидкость. Эта жидкость имеет сладкий вкус и называется суслом.

Затем полученное сусло кипятят с хмелем, благодаря чему оно приобретает глубокий горький вкус. Для тех, кто не знает, что такое хмель, – это небольшое зеленое растение, плоды которого напоминают пушистую ежевику. Процесс кипячения занимает около девяноста минут; за это время сусло впитывает в себя уникальные ароматы, а также в нем убиваются все активные ферменты. Некоторые считают, что долгое кипячение нужно только для того, чтобы сделать вкус пива богаче, но на самом деле все не так. Это делается, чтобы количество молекул сахара в получившемся пиве оставалось постоянным. Иначе ферменты будут постоянно съедать сахар, что будет негативно сказываться на вкусе пива. Затем полученную жидкость охлаждают до 10°C (50°F), после чего начинается мой любимый этап – ферментация.

Процесс ферментации пива очень похож на ферментацию вина: в сусло добавляются дрожжи, преобразующие сахара в этанол. Главное и единственное отличие в том, что пивовары называют этот процесс верховым или низовым брожением. С помощью верхового брожения производят эли, а с помощью низового – лагеры.

Давайте сначала поговорим об элях. В процессе приготовления в сусло, варящееся при высоких температурах, добавляют элевые дрожжи. Один из видов элей – индийский пейл-эль или IPA – несколько лет назад приобрел высокую популярность в США. В этом пиве, как правило, содержится большая концентрация этанола, а во вкусе преобладает горечь. Обычно пейл-эли, например эль марки Sierra Nevada, содержат небольшое количество спирта из-за короткого срока ферментации. Но оба этих пива производятся с помощью верхового брожения, когда дрожжи с суслом смешиваются при высоких температурах.

Существует особая категория пейл-элей, называемая SMaSH IPA. Дело в том, что этот эль изготавливается из одной части хмеля и одной части солода (то есть пиво является односолодовым и однохмелевым). Я узнала о таком эле летом 2020 года, когда местная пивоварня в Остине назвала новое пиво в мою честь (Kate la Química). Тогда они использовали экспериментальный хмель и доверили мне наблюдение за каждым этапом процесса создания пива. Я была в раю.

Другой вариант – смешение лагерных дрожжей с суслом при низких температурах. Дрожжи слипнутся между собой, опускаясь на дно, так как образованные молекулы тяжелее элевых дрожжей.

Я никогда не пойму, почему они не назвали эти процессы ферментации горячим и холодным брожением. Так или иначе, в США большинство пивоваров используют холодное/низовое брожение, так пиво получается с «хлебным» вкусом. Поскольку в лагере содержание спирта очень низкое, данный вид пива всегда был и остается лучшим вариантом для новичков, например Budweiser и Coors.

Моим любимым пивом является пшеничное пиво, и оно может быть приготовлено как с помощью верхового, так и с помощью низового брожения. В американской пшенице хмельной вкус чувствуется сильнее, чем в немецкой, поскольку в ней не используется штамм дрожжей Weizen. Именно поэтому пиво на немецкой пшенице обладает менее горьким вкусом с фруктовыми нотками (и, как по мне, это пиво намного вкуснее).