به طور کلی، نوشیدنی‌های الکلی در اکثر فرهنگ‌های انسانی، اگر نگوییم همه آنها، توسعه یافته‌اند. در فرهنگ‌های غربی، این نوشیدنی‌ها عمدتاً شامل شراب، آبجو، آبمیوه‌های تخمیر شده، شامپاین و مشروبات تقطیر شده می‌شوند. نوشیدنی الکلی بومی آسیا، ساکه (sake) یا شراب برنج است. اختصاصی‌های منطقه‌ای در سایر نقاط جهان عبارتند از: قومیس (kumys) (شیر تخمیر شده مادیان، عشایر مغول)، kwass (از غلات تخمیر شده، روسیه)، پومبه (pombe) (از ارزن و ذرت خوشه‌ای، شرق نزدیک) و پولکه (pulque) (از شیره آگاو، آمریکای لاتین).
شراب از تخمیر آب انگور یا آب میوه توسط مخمرها تولید می‌شود. ژنوم انگور شرابی رایج (Vitis vinifera) در سال ۲۰۰۷ رمزگشایی شد و اطلاعات ژنتیکی دقیق اکنون از برنامه‌های اصلاح نژاد پشتیبانی می‌کند. محل رشد تاک، نوع آن و فناوری تولید همگی نقش اساسی در کیفیت شراب دارند. فناوری تولید شامل برداشت، پرسینگ، تیمار آب انگور، تخمیر آب انگور و نگهداری در سرداب است. برداشت محصول به آب و هوا بستگی دارد و برای کیفیت شراب بسیار مهم است. در طی فرآیند پرس، معمولاً انگورها را از ساقه جدا کرده و بدون اینکه هسته‌ها را له کنند، آنها را به تفاله انگور تبدیل می‌کنند. برای شراب‌های سفید، تفاله انگور بلافاصله فیلتر شده و آب میوه را تأمین می‌کند، در حالی که تفاله انگور قرمز به طور سنتی در دمای ۲۰ درجه سانتیگراد به مدت ۶-۸ روز تخمیر می‌شود تا آنتوسیانین‌های قرمز موجود در پوست انگور در اتانول حاصل از تخمیر حل شوند. در روش‌های مدرن، تفاله انگور قرمز تا دمای ۴۰-۵۰ درجه سانتیگراد گرم می‌شود؛ پس از افزودن پکتینازها، آنتوسیانین‌های پوست انگور طی ۲-۴ ساعت حل شده و سپس قابل پرس شدن هستند.
تغییرات مناسب در آب انگور به شراب‌ساز این امکان را می‌دهد (در حد مجاز) تفاله‌هایی با ویژگی‌های خاص حتی در سال‌هایی با کیفیت پایین انگور به دست آورد. بسته به قوانین ملی، ممکن است شکر یا اسید اضافه شود، اسیدها ممکن است با اضافه کردن CaCO3 خنثی شوند، یا تخمیر ممکن است با اضافه کردن SO2 یا پتاسیم پیروسولفیت متوقف شود. چنین روش‌هایی کمک می کند به متعادل کردن طعم، جلوگیری از قهوه‌ای شدن تفاله (با مهار کردن فنول اکسیدازها)، محافظت از رنگدانه‌ها و اجزای معطر حساس به اکسیژن و همچنین سرکوب رشد میکروارگانیسم‌های هوازی مانند باکتری‌های اسید استیک، مخمرهای وحشی و کپک‌ها. در حال حاضر، تخمیر تفاله انگور به طور سنتی در خمره‌های چوبی و امروزه معمولاً در مخازن ساخته شده از فولاد ضد زنگ یا مواد پلی استر انجام می‌شود.
آغاز تخمیر ممکنه خودبخود یا با افزودن کشت های مخمر ساکارومایسس سرویزیه واریته الپسوئیدس (Saccharomyces cerevisiae var. ellpsoideus) باشد. بسته به نوع تفاله انگور، تخمیر ممکن است از چند روز تا چند ماه طول بکشد و با تنظیم دما می تواند قابل کنترل باشد. مقدار باقیمانده قند و اتانول (7 تا 15 درصد حجمی) شراب را می‌توان با توقف مصنوعی تخمیر یا با افزودن تفاله انگور («ذخیره شیرینی») که تحت CO2 با فشار 8 بار حفظ شده است تنظیم کرد. شراب های خشک حاوی کمتر از ۹ گرم در لیتر باقیمانده قند هستند. در طول فرآیند نگهداری شراب، مدیریت فرآیندهای شیمیایی، بیوشیمیایی، بیولوژیکی و فیزیکی که به منظور رسیدن و هماهنگی شراب نیاز است سخت است. در طول نگهداری، اسیدیته بالاتر از ۳.۲ ممکن است از رشد باکتری های اسید لاکتیک پشتیبانی کند، این باکتری ها اسید مالیک (maleic acid) را از طریق تخمیر مالولاکتیک (malo-lactic) به اسید لاکتیک ضعیف تر و CO2 تبدیل می کنند.
شامپاین ها با افزودن ۱-۳ درصد ساکارز و کشت مخمر به شراب های باکیفیت تولید می شوند. تخمیر در مخازن یا برای انواع گرانتر، در بطری انجام می شود. شامپاین ها باید در دمای ۲۰ درجه سانتیگراد حداقل فشار ۳ بار ایجاد کنند.
نوشیدنی های الکلی از تقطیر عصاره های قندی غلات، سبزیجات یا میوه ها به دست می آیند. درجه الکل آنها بین ۳۰ تا ۶۰ درصد است. برخی از مواد اولیه برای این نوشیدنی ها عبارتند از: شراب (براندی، کنیاک، آرمگناک)، آب نیشکر یا ملاس (عرق، رام)، غلات (کلاین، ویسکی)، سیب زمینی (ودکا)، آب میوه (براندی میوه) یا شیره آگاو (تکیلا).
ساکه (شراب برنج) برخلاف تخمیر شراب یا آبجو، ساکه از طریق تخمیر هوازی در بستر جامد تولید می شود. در مرحله اول، برنج صیقلی شده خیس شده و بخارپز شده (حذف سبوس برنج باعث بهبود طعم ساکه می شود) با قارچ آسپرژیلوس اورزیه تلقیح شده و در دمای حدود ۳۰ درجه سانتیگراد انکوبه می شود. رطوبت بالا باعث ایجاد کوجی، یک ماده تخمیر شده که در آن نشاسته برنج تا حد زیادی به قند تجزیه شده است، در مدت حدود ۲ روز می شود. برنج آب پز بیشتر، آب و یک کشت اولیه مخمر (موتو) به کوجی اضافه می شود تا مایه (مورومی) تشکیل شود که به مدت ۲۰ روز در دمای ۲۵ درجه سانتیگراد تخمیر می شود. پس از فیلتراسیون و پاستوریزاسیون، ساکه به دست می آید. درجه الکل ساکه بطری شده حدود ۱۵ درصد حجمی است. همانطور که در سایر فرآیندهای دم کردن وجود دارد، کیفیت مواد اولیه (در اینجا: برنج و آب) برای محصول نهایی ضروری است.
آبجو
به طور کلی، آبجو یکی از قدیمی‌ترین و احتمالاً پرمصرف‌ترین نوشیدنی‌های الکلی در بین انسان‌هاست. آبجو از تخمیر مالت با مخمر (Saccharomyces cerevisiae) در حضور عصاره‌های رازک به دست می‌آید که طعم تلخی را ایجاد می‌کند. تولید جهانی آبجو حدود ۱۹۰ میلیون کیلولیتر یا تقریباً ۱۹۰ میلیون تن است. بزرگترین تولیدکنندگان چین، ایالات متحده، برزیل، روسیه و آلمان هستند. «قانون خلوص» آلمان در سال ۱۵۱۶ الزام می‌کند که فقط از جو (گاهی گندم)، مخمر، رازک و آب برای تولید آبجو استفاده شود. در اکثر کشورهای دیگر، از انواع بیشتری از مواد خام می‌توان استفاده کرد. فناوری فرآوری مدرن امکان تولید آبجوهای کم کالری و سبک (با کاهش الکل) را فراهم کرده است. آبجوهای سبک بیش از نیمی از کل آبجوهای فروخته شده در ایالات متحده را تشکیل می دهند.
تولید آبجو
اکثر آبجوها با مالت جو به عنوان منبع مواد قابل تخمیر تهیه می شوند، اما از نشاسته های مالت شده یا نشده دیگری مانند گندم، برنج، جو دوسر و چاودار نیز استفاده می شود. جو با جوانه زدن و خشک کردن در کوره، به مالتی با قابلیت نگهداری طولانی مدت تبدیل می شود که سرشار از کربوهیدرات و آنزیم است. هنگامی که در آب معلق شود، یک تفاله (mash) تشکیل می شود که عصاره آبی رازک به آن اضافه می شود و حاوی اجزای تلخ کننده طعم و متعادل کننده طعم مالت شیرین است. با عمل آنزیم‌های مالت، به ویژه آمیلازها، عصاره حاصل حاوی مونوساکاریدها و دی ساکاریدها است که می توانند توسط مخمر تخمیر شوند. تفاله با کشت های مخمر تلقیح شده و به مدت چند روز تخمیر می شود. بسته به فرآیند تخمیر، میزان الکل آبجو بین ۲ تا > ۱۸ درصد عصاره اولیه (وزن خشک عصاره بر حسب گرم بر ۱۰۰ گرم قبل از تخمیر) است. رسیدن به بلوغ نهایی در سرداب آبجو در دمای حدود ۰ درجه سانتیگراد انجام می شود و چند روز تا چند هفته طول می کشد. در طی این فرآیند، اجزای کدر ته نشین می شوند و دی استیل، یک جزء ناخواسته طعم دهنده حاصل از فرآیند تخمیر، به استوئین و بوتان-۲،۳-دیول تبدیل می شود. علاوه بر این، تغییرات آنزیمی دیگری نیز رخ می دهد که تأثیر زیادی بر عطر آبجو دارد. پس از فیلتراسیون، آبجوهای صادراتی پاستوریزه می شوند.
انواع آبجو. انواع مختلف آبجو بسته به زمان و دماهای مورد استفاده برای تخمیر اصلی و ثانویه، مواد اولیه و فرآوری آنها و کشت های مخمر استفاده شده (به عنوان مثال، “مخمرهای تخمیر سطحی” نمی توانند رافینوز را هیدرولیز کنند) متفاوت هستند. آبجوها بیشتر با فرآیند تخمیر استفاده شده (آبجوهای تخمیر پایین مانند لاگر و پیلسنر؛ و آبجوهای تخمیر بالا مانند پورتر، آل و استوت) و همچنین بر اساس محتوای ورت آنها متمایز می شوند: آبجوهای گرانش بالا (> 16٪)، آبجوهای گرانش متوسط (11-14٪)، آبجوهای حلبی (7-8٪) و آبجوهای گرانش پایین (2-5.5٪). در ایالات متحده، رایج ترین نوع آبجو، “پیلز لاگر” است. برای آبجوهای تیره، از مالت‌هایی با رنگ‌های قوی‌تر ناشی از واکنش میلارد (گرم کردن قند با اسیدهای آمینه) استفاده می‌شود.
آبجوهای سبک و بدون الکل
برای تولید آبجوهای سبک (با کمتر از ۱.۵ درصد اتانول) یا بدون الکل (کمتر از ۰.۵ درصد اتانول)، یا تخمیر زودتر متوقف می شود، یا دمای تخمیر افزایش می یابد، یا الکل پس از تخمیر با استفاده از فناوری پردازش مناسب (تقطیر خلا، فرآیندهای مبتنی بر غشاء) حذف می شود.
نوآوری های زیست فناورانه. در اکثر کشورها به جز آلمان، شکستن نشاسته، تجزیه پروتئین یا مراحل فیلتراسیون با افزودن آنزیم های میکروبی بهبود می یابد. برای جلوگیری از رسوب پروتئین ها در هنگام نگهداری در سرما (“مقاوم در برابر سرما”) گاهی اوقات از افزودن پاپائین، پروتئاز گیاهی، استفاده می شود. پیشرفت های اخیر بر بهبودهایی مانند: ۱) اصلاح نژاد و استفاده از جو تراریخته، به ویژه با فعالیت بیشتر بتا-گلوکانازهای گرما دوست و سایر آنزیم ها، ۲) استفاده از باکتری های اسید لاکتیک به عنوان کشت های اولیه در مالت سازی، برای به حداقل رساندن آلودگی میکروبی مالت توسط گونه های فوزاریوم و سایر میکروب ها، ۳) کاهش دوره طولانی رسیدن به بلوغ مورد نیاز برای تجزیه دی استیل، از طریق افزودن آلفا-استولاکتیت دکربوکسیلاز باکتریایی، آنزیمی که آلفا-استولاکتیت را به طور مستقیم به استوئین تبدیل می کند، ۴) استفاده از سویه های نوترکیب S. cerevisiae که ژن هایی مانند گلوکانازها یا آمیلازها (→۱۷۲) (برای استفاده بهتر از مواد اولیه) یا آلفا-استولاکتیت دکربوکسیلاز (برای ایجاد سریعتر عطر و طعم) را بیان می کنند، تمرکز دارد. با استفاده از چنین سویه هایی، می توان “آبجو کم کالری” با محتوای بسیار کم کربوهیدرات دم کرد. در نهایت، فناوری فرآوری به طور سیستماتیک در حال بهبود است. بنابراین، بهینه سازی طعم آبجو از طریق یک هفته نگهداری در سرداب آبجو را می توان با یک دوره کوتاه گرمایش تا ۹۰ درجه سانتیگراد و سپس ۲ ساعت رسیدن به بلوغ در یک بیوراکتور با استفاده از مخمرهای بی تحرک جایگزین کرد.
سعید کارگر
بیوتکنولوژیست مدیر سایت بیوتکر
