Winogrona to jedne z najbardziej fascynujących owoców w naturze, które niemalże "chcą" stać się winem. Z naukowego punktu widzenia są one kompletnym zestawem laboratoryjnym zamkniętym w małej kulce. Posiadają wszystko, co niezbędne do rozpoczęcia skomplikowanych procesów biochemicznych: wysoką zawartość cukrów, odpowiednią kwasowość oraz – co najważniejsze – mikroorganizmy bytujące na ich skórce. To właśnie ta kombinacja sprawia, że wystarczy lekko uszkodzić owoc, by natura zaczęła swoją pracę.

Dlaczego winogrona w ogóle fermentują?

Podstawą fermentacji jest metabolizm mikroorganizmów, głównie drożdży z gatunku Saccharomyces cerevisiae. Na skórkach dojrzałych winogron znajduje się charakterystyczny, białawy nalot. To nie kurz, lecz dzikie drożdże i bakterie. Gdy skórka pęka, drożdże uzyskują dostęp do słodkiego soku (moszczu) bogatego w glukozę i fruktozę.

Fermentacja alkoholowa jest dla drożdży sposobem na pozyskanie energii w warunkach beztlenowych (beztlenowych). Zamiast "oddychać" tak jak my, drożdże rozkładają cukier, aby przetrwać. W wyniku tego procesu powstają dwa główne produkty uboczne: alkohol etylowy (etanol) oraz dwutlenek węgla (CO2).

Chemiczny zapis fermentacji alkoholowej

Z punktu widzenia chemii, proces ten można przedstawić za pomocą prostego równania, choć w rzeczywistości składa się on z wielu etapów enzymatycznych:

$$C_6H_{12}O_6 \rightarrow 2C_2H_5OH + 2CO_2$$

Gdzie:

• $C_6H_{12}O_6$ to cząsteczka cukru (glukozy),
• $2C_2H_5OH$ to dwie cząsteczki etanolu,
• $2CO_2$ to dwie cząsteczki dwutlenku węgla.

Drożdże przeprowadzają ten proces krok po kroku. Najpierw cukier ulega glikolizie, przekształcając się w pirogronian. Następnie, w warunkach braku tlenu, pirogronian jest redukowany do etanolu. Dzięki temu drożdże mogą regenerować cząsteczki niezbędne do dalszego pozyskiwania energii, nawet bez dostępu do powietrza.

Dwa kierunki fermentacji: wino czy ocet?

To, czy z winogron powstanie szlachetny trunek, czy kwaśny ocet, zależy od jednego kluczowego czynnika: obecności tlenu oraz rodzaju mikroorganizmów, które zdominują środowisko. Właśnie dlatego mówimy o dwóch "kierunkach" tego procesu.

Kierunek pierwszy: Fermentacja alkoholowa (beztlenowa)

Jeśli proces zachodzi w zamkniętym naczyniu (lub pod warstwą dwutlenku węgla, który jest cięższy od powietrza i wypiera tlen), drożdże dominują nad innymi mikrobami. Przetwarzają cukier w alkohol, aż jego stężenie stanie się dla nich toksyczne (zwykle około 14-16%) lub aż skończy się "paliwo" w postaci cukru. Wynikiem jest wino.

Kierunek drugi: Fermentacja octowa (tlenowa)

Problem pojawia się, gdy do procesu dopuścimy tlen. Wtedy do gry wchodzą bakterie octowe z rodzaju Acetobacter. Wykorzystują one powstały już alkohol jako źródło energii. W obecności tlenu bakterie te utleniają etanol do kwasu octowego.

Proces ten przebiega następująco:
$$C_2H_5OH + O_2 \rightarrow CH_3COOH + H_2O$$

Gdzie:

• $C_2H_5OH$ to etanol,
• $O_2$ to tlen z powietrza,
• $CH_3COOH$ to kwas octowy,
• $H_2O$ to woda.

To właśnie dlatego otwarta butelka wina po kilku dniach zaczyna smakować kwaśno. Bakterie octowe, które są powszechne w środowisku (często przenoszone przez muszki owocówki), natychmiast przystępują do pracy, gdy tylko poczują alkohol i dostęp do powietrza.

Co decyduje o tym, którą drogą pójdzie proces?

Wybór "ścieżki" zależy od warunków zewnętrznych. Można to podsumować w trzech punktach:

1. Dostęp do tlenu: Brak tlenu promuje produkcję alkoholu. Obecność tlenu promuje produkcję octu.
2. Temperatura: Drożdże najlepiej pracują w temperaturze 15-30°C. Zbyt wysoka temperatura może zabić drożdże i ułatwić rozwój niepożądanych bakterii.
3. Higiena i mikroflora: Jeśli na winogronach jest dużo bakterii octowych, a mało drożdży, ryzyko "skwaśnienia" nastawu rośnie już na samym początku.

Ciekawostka: Szlachetna pleśń

Czy wiesz, że istnieje trzeci, bardzo pożądany kierunek zmian w winogronach? To tzw. "szlachetna pleśń" (Botrytis cinerea). W specyficznych warunkach wilgotności i temperatury, ten grzyb atakuje owoce, ale zamiast je psuć, odparowuje z nich wodę, koncentrując cukier i aromaty. To właśnie dzięki niej powstają najdroższe i najsłodsze wina świata, takie jak węgierski Tokaj czy francuski Sauternes.

Zrozumienie tych procesów pozwala nie tylko na produkcję domowych trunków, ale również uświadamia, jak cienka jest granica między kulinarnym sukcesem a chemiczną porażką w świecie fermentacji. Wszystko sprowadza się do kontroli nad tym, co wpuszczamy do naczynia – i czy pozwalamy mu "oddychać".