Fermantasyona giriş

Bira ve ekmek mayalarının, yüksek alkollü içki mayşelerin fermantasyonunda kullanılması tavsiye edilmez.

Grand Korçi

Distile içki üretiminde fermantasyon süreci aslında en önemli aşamayı oluşturur.  Kestirmeden söylebilirim ki kötü fermantasyondan iyi içki çıkmaz. Damıtım süreci kötü geçmiş ise tekrar damıtım, harmanlama, dinlendirme vb. düzeltme imkanları mümkünken, fermantasyon bittikten sonra böyle bir imkan ne yazık ki yoktur.

Çok genel olarak belirtmek gerekirse etil alkol fermantasyonu Gay – Lussac’ın ispatladığı aşağıdaki formüle göre gerçekleşir.

C6H12O6		2C2H5OH  +	2CO2
Glikoz	Zimas Enzimi	Etil Alkol	Karbondioksit

Gay-Lussac’ın açıkladığı kimyasal bozunma tek başına fermantasyon dinamiğini açıklamakta yetersiz kalmaktadır. Pasteur, Buhner, Mayerhorf  gibi ardılları tarafından yapılan çalışmalarla fermantasyonda mayaların önemi ve biyolojik dinamikleri ortaya koyulmuş ve etil alkol ile karbondioksitten başka maddeler oluştuğu da açığa çıkarılmıştır.

Fermantasyon sürecinin pek çok faktöre bağlı olması, kontrol parametrelerini arttırmakta ve sürece hakimiyet önem kazanmaktadır. Dolayısıyla fermantasyon sürecinin iyi yönetilmesi için gerekli  parametrelere kısaca bakmakta fayda var.  

• Hijyen, hijyen, hijyen

Biyokimyasal bir süreç olan fermantasyonda vasatın (fermantasyonun başlatılacağı ortam – çözelti – mayşe vb.) maya dışındaki kirletici maddeler ile temas etmesi, istenmeyen fermantasyon ürünlerinin oluşmasına neden olabilir. Bunun için fermantasyon kaplarının, mayşeye temas ettirilen aparatların temizliği ile kişisel hijyenin sağlanması önemlidir. Fermantasyonu yapacak kişinin tırnaklarının kısa ve temiz olması, el ve ayaklarda mantar vb. sorunlarının olmaması, açık ya da irinli yaralarının olmaması gerekmektedir.  Koruyucu bir eldiven kullanılması önerilir.

• Şeker oranı

Mayalar tek hücreli canılardır.  Hücre duvarlarının altında bulunan stoplazmik membran permeabl (geçirgen) özelliktedir ve absorbsiyon (soğurma),sekresyon (salgılama) işlemlerinde kolayık sağlar. Mayaların yaşaması için vitaminlere, mineral maddelere, çeşitli besin maddelerine ve ayrıca suya ihtiyaç duyarlar.

Fermantasyon için hazırlanan mayşe vasatı ile maya hücreleri arasında bir difüzyon basıncı oluşur. Bu basıncın dengelenmesi için maya hücrelerindeki su, stoplazmik membranlar aracılığıyla şeker oranı fazla olan mayşeye doğru hareket eder.  Bu durumda mayanın bir karşı refleks yapması doğaldır. Şeker oranı fazla olan mayşede maya hücre suyu tehlikeye gireceğinden fermantasyon başlamaz, yavaşlar veya duruşa geçer.

%25’in üzerinde şeker konsantarasyonuna sahip mayşelerde mayaların faaliyet göstermesi güçleşir, %50’yi geçmesi durumunda ise mayaların susuzluktan ölmesi beklenir. Bu bilgi üzerinden gidildiğinde, pratikte 8-10 bome’lik ya da hidrometre kullananlar için 1080-1090 SG’lik  bir mayşe vasatı hazırlamak  bahsi geçen sorunun yaşanmasını engelleyecektir.

• Kullanılan maya

Tek hücreli mikroorganizma olan mayalar taksonomide küf veya küf mantaraları adı verilen diğer canlılarla birlikte’ funguslar’ grubunu oluşturmaktadırlar.  Elbette tüm mayalar alkol fermantasyonu için uygun değildir. Bunlar arasında askılı mantarlar sınıfının (Ascomycetes), endomycetes familyasının, saccharomyces cinsi konumuz açısından önemlidir.. Mayalar içerisinde ‘Saccharomyces cerevisiae’ alkol fermentasyonu yapabilen başlıca mikroorganizmadır. Bununla birlikte, başka maya cinsleri de belirli koşullarda teknikte etil alkol üretiminde kullanılır. Bunlar Schizosaccharomyces pombe, Torulopsis utilis, Torulopsis cremoris ve Candida tropicalis gibi türlerdir.

Mayalar doğada yuvarlak, oval, silindir şekillerinde bulunurlar.  Örneğin bira mayaları oval yuvarlak şekil tipikken, şarap kültür mayalarında ise oval şekil tipiktir. Yüksek alkollü içki üretiminde kullanılması gereken aslında bir şarap mayası olan ‘saccharomyces ellipsoideus’tur.  Dolayısıyla bira ve ekmek mayalarının, yüksek alkollü içki mayşelerin fermantasyonunda kullanılması tavsiye edilmez. 

Öte yandan mayaların etkin bir fermantasyon yapabilmeleri için karbonhidratlar, azotlu maddeler ve madensel maddelerden oluşan besinlere ihtiyaçları vardır. Günümüzde turbo maya adıyla üretilen mayalar bu özellikleri taşımakta ya da diğer kültür mayaları da besin açısından desteklenmektedir. Salt maya kullanıldığında mayşe vasatının karbonhidrat açısından içerdiği şeker nedeniyle bir eksikliği olmaz. Azotlu madde ihtiyacının karşılanması için mayşeye amonyum sülfat gibi amonyum tuzları ilavesi gerekebilir.  Mayaların fosfor, potasyum ve magnezyuma mutlaka ihtiyaçları  vardır ve bu amaçla enzimler, vitaminler kullanılabilir.

• Sıcaklık

Mayaların verimli bir şekilde çoğalabilmeleri ve alkol üretebilmeleri için önemli olan bir diğer parametre de sıcaklıktır. Pek çok maya türü 40 °C’nin üzerinde zorlanır, 50 °C üzerinde fermantasyon gerçekleştiremez ve 70 °C üzerinde de ölürler.  Verimli bir fermantasyon için mayşe sıcaklığının 25-35 °C aralığında olması idealdir. Kullanılan mayanın verimli çalıştığı sıcaklıkları bilmek ve mayşe sıcakığını buna göre ayarlamak fermantasyon sürecine hakimiyeti güçlendirir.

• Ortam asiditesi

 Mayaların faaliyeti mayşedeki hidrojen iyonu konsantrasyonuyla yani pH değeri ile ilişkilidir.  Mayalar hafifi asidik ortamlarda iyi çalışırlar. Yüksek alkollü içki fermantasyonunda mayşenin pH’ının 4,5 civarında olması arzu edilir. Dolayısıyla fermantasyon için hazırlanan mayşeye maya eklemeden önce pH ölçümü yapılmalı ve daha yüksek değerler söz konusu ise sitrik asit, asetik asit gibi zayıf asit ilavesi ile PH düşürülmelidir. Bu amaçla limon kulllanılması en pratik uygulama olacaktır.

• Oksijen

Mayalar oksijenli (aerobik) ve oksijensiz (anaerobik) ortamda yaşayabilirler. Ancak oksijen ile temaslarında şekerin büyük kısmını karbondioksit ve suya parçalarlar ki bu da alkol verimini düşüren bir unsurdur.

C6H12O6     +   O2		6CO2  +	6 H2O
Glikoz          Oksijen		Karbondioksit	Su

Dolayısıyla  özellikle yüksek alkollü içki üretiminde fermantasyonun kapalı bir ortamda yapılması önem taşır. Oksijen ihtiyacı fermantasyonun başlangıç aşamalarında geçerlidir ve sonrasında arzu edilen bir unsur değildir.  Öte yandan fermantasyon başladıktan sonra mayşenin üstünde toplanan tabaka gaz çıkışını engelleyeceği / azaltacağı için belirli periyodarda karıştırma işleminin yapılması gerekmektedir. Bu işlem sırasında mayşenin hava ile temasını olabildiğince kesmek ya da en aza indirmek gerekmektedir.

• Antiseptikler

Esas itibari ile antiseptikler belirli bir dozun üzerinde maya faaliyetini durdururlar. Ancak uygun dozlarda, fermantasyon esnasında istenmeyen ürünlerin oluşmasını engellemek amacıyla pratikte  kükürt dioksit (SO₂) kullanılması söz konusudur.  Bu durum özellikle şarap fermantasyonunda karşımıza çıkar.

• Gürültü ve ışık

Bir canlı mikroorganizmaların gürültü ya da aydınlık ortamlarda strese girmeleri ve fermantasyon verimini düşürmeleri olağandır. Dolayısıyla pratikte, fermantasyonun tercihen loş ve gürültüsüz ortamlarda yapılması tavsiye edilmektedir.