蘋果酸一乳酸發(fā)酵與葡萄酒的風(fēng)味改良

1.前言
葡萄酒是一系列生物和化學(xué)變化的產(chǎn)物。釀酒師在酒精發(fā)酵后多采用蘋果酸——乳酸發(fā)酵來得到預(yù)期的酸度，改善口感，突出果香以及增加了葡萄酒的復(fù)雜性。當(dāng)今歐美等國葡萄業(yè)逐漸形成一種觀點(diǎn)，認(rèn)為蘋果酸——乳發(fā)酵改善葡萄酒風(fēng)味比其降酸和增加穩(wěn)定性更重要。
2.蘋——乳發(fā)酵和乳酸菌發(fā)酵劑
在現(xiàn)代化的釀酒廠，不繡鋼罐內(nèi)有少量能觸發(fā)蘋——乳發(fā)酵的乳酸菌10000／mL）和能破壞乳酸菌的噬菌體，它們可能推遲或抑制蘋——乳發(fā)酵。因此自發(fā)的蘋——乳發(fā)酵在觸發(fā)和發(fā)酵時(shí)間上是不確定的，可能很快，也可能要經(jīng)過很長時(shí)間，這段時(shí)間里會增加腐敗性細(xì)菌（如醋酸菌）生長繁殖的可能性，特別是在低SO2和PH值適中這樣適于細(xì)菌生長的情況下危險(xiǎn)就更大了。因此，要想在酒精發(fā)酵后的短時(shí)期內(nèi)完成蘋——乳發(fā)酵，需要添加選擇性的乳酸菌菌株發(fā)酵劑以確保蘋——乳發(fā)酵的適時(shí)完成，并能通過乳酸菌形成的特定副產(chǎn)物來控制蘋——乳發(fā)酵的質(zhì)量，使口感柔和、增加果香和香氣的復(fù)雜性。
蘋——乳發(fā)酵菌株主要由明串珠菌屬、足球菌屬、乳桿菌屬和片球菌屬構(gòu)成。早期的研究已經(jīng)表明葡萄酒最佳的風(fēng)味是經(jīng)過了由明串珠菌屬酒用明串珠菌參與的蘋——乳發(fā)酵后而得到的，歐美等國多采用酒用明串珠菌來進(jìn)行發(fā)酵。大部分足球菌屬、乳桿菌屬和片球菌屬能產(chǎn)生不好的苦感、鼠臭味和粘稠等缺陷，研究發(fā)現(xiàn)，蘋——乳發(fā)酵中片球菌屬通常在高pH值及酸敗的葡萄酒中大量存在。但是，經(jīng)過了酒用明串珠菌發(fā)酵的葡萄酒就沒有這種缺陷，還會賦予葡萄酒好的口感和復(fù)雜的香氣。在自然發(fā)酵中，難以人為控制各種菌，而添加選擇性乳酸菌則可以通過其形成的特定產(chǎn)物來控制葡萄酒的質(zhì)量。
歐美溫暖氣候地區(qū)的大多數(shù)酒廠也進(jìn)行蘋——乳發(fā)酵，它們通常在發(fā)酵前加酸，這說明蘋——乳發(fā)酵對風(fēng)味的改變比降酸更重要，如果降酸是一種目的，那它主要是針對紅酒，對白葡萄酒而言主要是改變風(fēng)味。還有一種觀念認(rèn)為蘋——乳發(fā)酵使葡萄酒脫離微生物破壞而變得安全，實(shí)際據(jù)調(diào)查在歐美只有12％的廠家把微生物穩(wěn)定性看作需要進(jìn)行蘋——乳發(fā)酵的原因。
1972年 Pilone和 Kunkee開始進(jìn)行這方面的研究，明串珠菌屬中的酒用明串柱菌是最好的降PH值和耐酒精的菌株，產(chǎn)品風(fēng)味理想，幾乎所有的蘋——乳發(fā)酵劑都是由酒用明串珠菌構(gòu)成的。如今，大量酒用明串珠菌發(fā)酵劑已經(jīng)商品化，發(fā)酵劑的類型可分為液體培養(yǎng)發(fā)酵劑、冷凍干燥發(fā)酵劑、冷凍濃縮發(fā)酵劑和復(fù)合發(fā)酵劑4種，其特點(diǎn)如下：
液體培養(yǎng)發(fā)酵劑：液體制劑的優(yōu)點(diǎn)是活性高且適應(yīng)力強(qiáng)，其缺點(diǎn)是保存時(shí)間短，在轉(zhuǎn)移到新培養(yǎng)基之前只能在冰箱中保存大約2周。
冷凍干燥發(fā)酵劑：現(xiàn)在多數(shù)蘋——乳發(fā)酵劑都是以冷凍干燥的形式使用，它們能大量地接種到酒中以達(dá)到觸發(fā)蘋——乳發(fā)酵的數(shù)量，而且可以被儲藏在封閉物體或冰箱中大約一年都不會失活，一些凍干的發(fā)酵劑不用復(fù)水和再生就可直接加到葡萄酒中。其缺點(diǎn)是這些凍干的菌株不能在惡劣的環(huán)境中生長繁殖（例如在非常低的PH值，高酒精度，缺乏養(yǎng)分的葡萄酒中）。
冷凍濃縮發(fā)酵劑：深度冷凍是最好的保藏方法，在一20 C－80C的溫度下保藏。細(xì)菌必須保持冷凍狀態(tài)，一旦融化就須被復(fù)活成體用、而不能重新冷凍。
復(fù)合發(fā)酵劑：由幾種乳酸菌組成的發(fā)酵劑是有益的，因?yàn)樗�能較好地適應(yīng)葡萄酒中的營養(yǎng)條件并且對破壞單菌株的噬菌體有一定抵抗能力。當(dāng)使用復(fù)合菌株發(fā)酵劑時(shí)一定要記住每一個(gè)起始物培養(yǎng)基和葡萄酒都要選擇特定的菌株。
蘋——乳發(fā)酵劑是在一種有菌的環(huán)境中應(yīng)用并且要和酵母還有其它菌株競爭，慢慢適應(yīng)環(huán)境后方能進(jìn)行發(fā)酵，葡萄酒的組成、溫度、PH值、SO2 含量、接種的時(shí)機(jī)等這些因素都會影響乳酸菌的生存能力和蘋——乳發(fā)酵結(jié)果。僅簡單的比較蘋——乳發(fā)酵的時(shí)期長短來判斷蘋——乳發(fā)酵劑的優(yōu)劣是不對的，應(yīng)同時(shí)考慮到乳酸菌在葡萄酒的生存能力和蘋果酸的降解情況。
3.蘋一乳發(fā)酵與葡萄酒的風(fēng)味變化
蘋一乳發(fā)酵降低葡萄酒酸度，增加了PH值，產(chǎn)生了二氧化碳同時(shí)還在顏色、口感和香氣等方面影響著葡萄酒。
顏色：蘋一乳發(fā)酵后，葡萄酒的色度有所下降，其原因是由于乳酸菌利用了與二氧化硫結(jié)合的物質(zhì)如丙酮酸、a一酮戊二酸等，釋放出二氧化硫 ，游離的二氧化硫會與花色苷結(jié)合而降低酒的色度。
味道：蘋一乳發(fā)酵除了能將二元蘋果酸轉(zhuǎn)換成單元乳酸，降低了可滴定酸度，增加了PH值，還能降低葡萄酒的生澀味，在大罐中進(jìn)行蘋一乳發(fā)酵總酚量（d280）有所降低，木桶中進(jìn)行的蘋一乳發(fā)酵能降低由揉化單寧的相互作用引起的總酚量。另外蘋一乳發(fā)酵能加大單寧聚合程度和增加單寧膠體層。以上這些改變會使酒的口感變得柔和。在葡萄酒的成份組成上蘋一乳發(fā)酵后多糖、氨基酸和核酸有所增加，另外重要的是在蘋一乳發(fā)酵過程如果沒有一些乳桿菌和片球菌影響，葡萄酒的甘油成份不會改變。蘋一乳發(fā)酵期間醋酸濃度僅增長0.2一0.3g／L，在感觀上并不是很重要。
香氣：在蘋一乳發(fā)酵中葡萄酒的果香味沒有被破壞，反而還會增加，這是因?yàn)榘l(fā)酵過程中植物性香味會減少，這種植物性香味的減少能使水果風(fēng)味更好地展現(xiàn)出來。酒用明串珠菌具有B一葡萄糖苷和B一半乳糖苷酶活性，這兩種酶在蘋一乳發(fā)酵過程中可以分解香味前體物質(zhì)釋放出具有果香風(fēng)味的砧烯化合物。乳酸菌還會產(chǎn)生強(qiáng)烈的像奶油、堅(jiān)果、橡木等香味的物質(zhì)，這些香氣能很好地與葡萄酒中的水果風(fēng)味相融合，增加了葡萄酒的香氣復(fù)雜性。這些風(fēng)味之一的奶油香氣是通過乳酸菌產(chǎn)生的雙乙酰表現(xiàn)出來的。在蘋一乳發(fā)酵早期或中期乳酸菌能產(chǎn)生大量的能支配葡萄酒風(fēng)味的雙乙酰 同時(shí)所有的乳酸菌也具有把雙乙酰還原成乙偶姻的能力（乙偶姻是葡萄酒中的非風(fēng)味物質(zhì)）。適當(dāng)?shù)碾p乙酰會提高葡萄酒的品質(zhì)，但過多的雙乙酸會給葡萄酒帶來不良味道。如果葡萄酒中雙乙酰含量在蘋一乳發(fā)酵或酒精發(fā)酵后過高，釀酒師就應(yīng)該考慮引進(jìn)一種新的具有強(qiáng)還原雙乙酰能力的酵母。對于在蘋一乳發(fā)酵中產(chǎn)生的酵母味、橡木香味的物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)和生成原因目前仍在研究中。
4.葡萄酒的類型與蘋一乳發(fā)酵
紅葡萄酒：蘋一乳發(fā)酵中風(fēng)味的改變在帶皮發(fā)酵的紅葡萄酒中是很重要的。沒有蘋一乳發(fā)酵葡萄酒就會被植物性草本類的風(fēng)味所支配。
白葡萄酒：酒體豐滿的白葡萄酒例如霞多麗、灰比諾，蘋一乳發(fā)酵可以賦予這些葡萄酒混合的和回味久遠(yuǎn)的香味。勃根地風(fēng)格的白葡萄酒多采用蘋一乳發(fā)酵。
香擯酒：蘋一乳發(fā)酵降低了原酒的酸度，給與葡萄酒一種柔和的、細(xì)密的、回味悠長的特性，還增加了一些特有的酵母味、燒烤味、堅(jiān)果風(fēng)味和橡木的香氣。
5.葡萄酒風(fēng)味與蘋一乳發(fā)酵
葡萄酒中的風(fēng)味產(chǎn)物前體一來自葡萄和酵母。優(yōu)良的葡萄品種、產(chǎn)區(qū)環(huán)境、葡萄質(zhì)量以及合理的發(fā)酵工藝是獲得理想風(fēng)味的前提。
應(yīng)用的乳酸菌類型。蘋一乳發(fā)酵風(fēng)味的不同是由于進(jìn)行蘋一乳發(fā)酵的不同乳酸菌作用的結(jié)果，酒用明串珠菌一般產(chǎn)生所希望的風(fēng)味變化。
橡木桶或罐與葡萄酒之間的相互作用，在橡木桶中的蘋一乳發(fā)酵產(chǎn)生的香味特性與不銹鋼罐中的蘋一乳發(fā)酵所產(chǎn)生的香味不同。
6.蘋一乳發(fā)酵的應(yīng)用
在收獲季節(jié)到來之前就得實(shí)行蘋一乳發(fā)酵的計(jì)劃。葡萄必須在沒有腐爛現(xiàn)象的情況下采摘，以減少醋酸菌和野生酵母進(jìn)入到釀酒廠，這樣就可以保證添加的二氧化硫控制在50 X 1000000以下。
多數(shù)葡萄酒廠在榨汁時(shí)加入少量或不加二氧化硫 ，在紅葡萄酒和白葡萄酒發(fā)酵之前也應(yīng)加人少量的二氧化硫 。推薦加入少量二氧化硫 （20－30X1000000）以消減一些潛在的有害細(xì)菌和酵母，所添加的二氧化硫應(yīng)不大于50 X 1000000。溫度和PH值也是影響蘋一乳發(fā)酵的重要因素，溫度在18－20度、PH值在3.2以上是較適合發(fā)酵條件。
一般應(yīng)該在酒精發(fā)酵快結(jié)束時(shí)（小于50g／L殘?zhí)橇浚┗蛘咴诰凭�發(fā)酵完成以后進(jìn)行菌體培養(yǎng)是最好的。當(dāng)酵母和乳酸菌同時(shí)進(jìn)行時(shí)，就很難使每個(gè)菌株都充分地生長并完成發(fā)酵。如果乳酸菌培養(yǎng)體生長地很快就會抑制酵母并引起發(fā)酵停滯，如果酵母培養(yǎng)體生長地很旺盛，那它就會抑制乳酸菌生長，乳酸菌可能會失去活性。
在判斷蘋一乳發(fā)酵的進(jìn)程時(shí)，大部分的釀酒廠采用了紙色譜法，有一些使用更精密的高效液相色譜法，也有僅觀察葡萄酒的氣態(tài)、污濁情況和感觀的變化或使用顯微鏡觀察作為蘋一乳發(fā)酵進(jìn)度的依據(jù)。紙色譜法足能說明蘋一乳發(fā)酵是否是在進(jìn)行的，然而對于判斷是否完成了蘋一乳發(fā)酵這種方法卻不是很敏感，琥珀酸和乳酸一樣轉(zhuǎn)移到同一地點(diǎn)，檸檬酸和蘋果酸轉(zhuǎn)移到接近的地方，而利用高效液相色譜法則可以避免以上不足。
蘋果酸被降解后乳酸菌的生長并不停止，其它的乳酸菌和各種酵母能繼續(xù)生長并改變風(fēng)味，引發(fā)多種乳酸菌病害。因此蘋果酸降解后葡萄酒的風(fēng)味達(dá)到理想狀態(tài)時(shí)應(yīng)立即添加二氧化硫和過濾以停十乳酸菌等微牛物的活動(dòng)。
蘋一乳發(fā)酵用于多數(shù)的紅酒中，在白葡萄酒中應(yīng)用時(shí)要按照葡萄酒的風(fēng)格嚴(yán)格控制，特別是在桶中發(fā)酵的勃根地風(fēng)格的霞多麗葡萄酒均采用蘋一乳發(fā)酵。