葡萄酒用什么菌发酵在什么条件下(酿葡萄酒用什么菌发酵)

葡萄酒主要使用酿酒酵母进行发酵。发酵过程中，酿酒酵母在适宜的条件下，利用葡萄汁中的糖分和其他营养物质，产生乙醇和二氧化碳。适宜的条件包括温度在20℃-30℃、酒精度在9%-15%、pH值在3.0-4.0等。此外，葡萄的品种、产地、采收时间等也影响着葡萄酒的质量和口感。

文林悠君子

编辑林悠君子

前言

相信许多人都有过品尝红酒的经验，一杯好的红酒，会有着很浓烈的果香，然而这些香气却不是葡萄酒自带的。

在酿造葡萄酒的过程中，为了调节红酒的香味，会加入不同的菌株，这些菌株能够影响到糖苷前体浓度，从而改变红酒的风味。

那么能够影响葡萄酒风味的都有哪些菌株？这些菌株又是如何对葡萄酒产生影响的呢？

内糖苷酶

葡萄糖苷酶葡萄浆果具有糖苷酶活性，在最佳条件下可催化葡萄糖苷释放挥发性化合物。对葡萄-葡萄糖苷酶的研究表明，该酶受到葡萄糖和乙醇的强烈抑制，其最佳pH值在5左右，表明其活性在酿酒过程中很大程度上受到限制。

此外，葡萄-葡萄糖苷酶主要位于浆果皮的皮下壁，因此在加工过程中在汁中的溶解可能不重要。基于这些观察结果，葡萄-葡萄糖苷酶被认为在酿酒过程中的风味发展中发挥着可以忽略不计的作用。

有趣的是，已经有报道称出现了一种能够水解单萜二糖糖苷的内糖苷酶。这种酶通过单步机制释放双糖的苷元部分，而不是为其他糖苷酶提出的连续的两步过程。这种酶活性在酿酒过程中风味发酵过程中的作用仍有待澄清。

微生物糖苷酶观察到葡萄酒在发酵过程中产生的大量品种特性，这表明负责发酵过程的微生物物种在无气味前体释放品种气味活性化合物中发挥了作用。这是特别明显的葡萄酒从非芳香葡萄品种（如霞多丽、白松农、灰比诺、和大多数红色品种）。

在特定品种香气属性经常出现在发酵，尽管这些品种的葡萄缺乏任何特征的香气。然而，酿酒酵母，酒精发酵的主要发酵剂，在发酵过程中水解糖苷前体的能力一直是酿酒过程中一个备受争议多年的话题。

早期的研究表明，酿酒酵母具有-葡萄糖苷酶活性，尽管其水平低于其他非酵母菌，典型的酿酒条件可以抑制酵母-葡萄糖苷酶，表明果汁中存在的大部分糖苷在发酵过程中几乎保持不变。

然而，由于这些研究大多是在非发酵酵母细胞中进行的，并且使用模型底物而不是天然葡萄苷，因此酿酒酵母酵母是否在发酵过程中能够水解葡萄苷的问题仍然悬而未决。此外，在一些观察到酿酒酵母糖苷酶稳定性较低的研究中，对细胞酶提取物进行了定量测定。

无论糖苷酶位于细胞周质空间，因此不直接暴露于潜在抑制剂如pH或乙醇的作用。最近，一系列研究为酵母在发酵过程中糖苷水解中的主要作用提供了明确的证据。

在典型的酿酒条件下，酵母对各种糖苷的水解活性主要导致几种结合挥发性化合物从糖苷、鼠李糖苷和阿拉伯苷中释放，伴随的酸水解作用要小得多。

酵母菌株的选择

这些实验结果可能会重新引起人们对酵母菌株选择作为调节葡萄酒品种特性的工具的兴趣。尽管酿酒酵母具有在发酵过程中催化糖苷水解的酶活性，但发酵过程中最初存在的大部分糖苷必须在发酵过程中存活，并且仍然存在于成品酒中。

这表明，酿酒酵母糖苷水解酶虽然能够催化大量糖苷结合的芳香化合物的释放，但不足以诱导整个葡萄汁糖苷池的完全水解。基于这一观察，其他酵母菌种类，特别是非酵母菌，作为发酵过程中额外糖苷酶活性的可能来源。

一些非酵母，其中一些在发酵过程中存在，被发现具有显著的糖苷酶活性，这表明发酵过程中从糖苷中释放芳香化合物可能与非酵母的活性有关。最近的研究集中于构建转基因生物，这些生物过表达酶活性，可催化从糖苷前体释放芳香化合物。

然而，与通过添加外源酶可获得的结果相比，目前获得的结果仍然有限，因为重组菌株表现出不可预测的挥发性化合物的生产模式，特别是发酵酯。酒精发酵和酵母菌株在模型葡萄汁发酵过程中对糖苷衍生挥发性化合物和不同种类糖苷前体浓度的影响。

控制是指非发酵样品保持相同条件下使用发酵，占酸催化水解糖苷编码的生产外葡聚糖酶导致单萜的浓度增加，这表明酶活动不严格分类为糖苷酶可以在发酵期间葡萄酒品种风味的发展发挥作用。

对酵母菌和啤酒孢菌酿酒酵母菌中的葡萄糖苷水解酶的研究中也得出了类似的结论，尽管基因工程技术有潜力产生能够释放糖苷结合芳香化合物的酵母，但目前大多数葡萄酒生产国不允许在葡萄酒工业中使用转基因生物。

乳酸菌（LAB），特别是燕麦球菌，也被研究了它们在苹果乳酸发酵过程中水解糖苷芳香前体的能力。模型系统的研究表明，不同的O. oeni菌株具有催化糖苷水解的酶活性。

在红酒生产过程中，这些活性已被证明可以催化不同挥发性化合物的糖苷的水解，水解过程的程度主要取决于苷元部分的化学结构和用于诱导MLF的菌株。

然而，MLF过程中的前体水解不会导致相应挥发性化合物浓度的比例增加，表明发生了其他过程导致释放的部分损失，如吸附大分子或细菌代谢，外源糖苷酶由于与葡萄、酵母和细菌代谢相关的糖苷酶活性有限。

因此在酿酒过程中可以添加具有糖苷酶活性的外源酶制剂，以增强糖苷结合挥发性化合物的释放。特别是，从真菌黑曲霉中获得的果胶酶和半纤维素酶制剂具有副活性，可以催化糖缀合物从糖缀合物中释放挥发性化合物。

在酿酒过程中添加酶制剂通常会导致不同类别的挥发性化合物的更高浓度，特别是单萜醇、单萜多元醇、类去甲酰异戊二烯和苯类化合物。对单萜依赖葡萄品种的实验表明，由于单萜醇的大量释放，酶处理的葡萄酒具有增加的花特性。

在非萜烯依赖性葡萄品种的情况下，酶处理对葡萄酒感官特性的感官影响难以预测，并且在很大程度上取决于单个品种的糖苷结合挥发物池的组成，例如，酶处理释放的一些挥发物，特别是那些属于类去甲异戊二烯的挥发物，是无气味的。

葡萄酒的气味

尽管它们后来可以在葡萄酒陈酿过程中产生其他强大的气味。此外，当在富含结合香叶醇的葡萄汁进行酒精发酵前进行酶处理时，由于前体释放的香叶醇由酵母催化形成的香叶醇浓度增加。

虽然使用具有糖苷酶活性的酶制剂是在酿酒过程中加速芳香化合物的有效方法，但这种做法对葡萄酒感官特性的影响应该考虑一些影响，首先，一些酶制剂含有显著水平的肉桂酸酯酶活性。

这与酿酒酵母的脱羧酶活性相结合，可导致有害于葡萄酒质量的挥发性酚的形成。第二，由于红酒的颜色主要依赖于糖基化花青素，含有非特异性葡萄糖苷酶活性的制剂可能导致这些有色化合物的水解，导致葡萄酒颜色的普变损失。

第三，最后，已经观察到在一些商业上可获得的糖苷酶制剂中存在酯酶活性。这些副活性已被证明会导致发酵衍生酯的浓度降低，如乙酸异戊酯和己酸乙酯，这是众所周知的年轻葡萄酒发酵束的贡献者。

因此，必须仔细注意糖苷酶制剂的选择，这基本上没有对葡萄酒质量有害的副活性。此外，通过添加外源性糖苷酶来改变葡萄源挥发性化合物的游离和结合形式之间的平衡，必须结合糖苷和腺苷作为芳香化合物前体的作用。

例如，酿酒酶117单萜醇香叶醇及其葡萄糖苷，两者在葡萄酒中鉴定，都可以作为各种其他萜烯芳香化合物的前体，包括单萜醇芳樟醇。研究表明，在葡萄酒陈酿过程中，游离香叶醇生成芳樟醇和其他挥发物的速率远高于其葡萄糖苷。

因为芳樟醇是一种比香叶醇更强烈的气味剂，这可能会对葡萄酒的香气产生积极的影响。相比之下，在一项关于强气味大马士酮形成的研究中，发现酸催化巨糖苷-5-7-炔-3,9-二醇的水解，这是葡萄酒老化过程中大马士酮可能的前提之一。

产生了更高比例的大马士松比苷元，尽管后者反应更多的酶水解酸水解率高，反应产量低，反应酸水解酶水解酸水解转化率高，大量的化合物形成，包括芳樟醇、α松果醇、桃桂烯醇、橙烯异构体转化率低，小阵列的化合物形成，主要是芳樟醇和α-松果醇。

形成机制：香叶醇和香叶酰糖苷的萜烯，巨藤-5en-7炔-3,9-二醇及其糖苷118 M快速。这些观察结果在一项关于加速老化的梅洛葡萄酒中的-达马士酮的研究中得到了证实，在老化过程中发现糖苷酶处理的样品产生的含量大约是非糖苷酶处理对照的一半。

因此，在这种情况下，外源酶对葡萄酒糖苷前体池的广泛水解似乎降低了在衰老过程中通过酸催化反应产生葡萄衍生的香气化合物的潜力。目前还需要进行更多的研究来了解这种类型的竞争反应的存在，以确定酶处理对葡萄酒品种挥发性特性表达的潜在好处。

半胱氨酸-S-共轭溶解酶挥发性硫醇是几种食品和饮料的重要香气成分，包括来自某些葡萄品种的葡萄酒，如长相思和佛德拉。该组中的三种化合物，即4-甲基-4巯基-2-1、4-甲基-4-巯基-2-醇和3-巯基己醇。

仅在葡萄中以非挥发性无气味半胱氨酸偶联前体的形式存在，其浓度随着发酵过程而增加。已经有人提出，酿酒酵母可以通过半胱氨酸-s偶联裂解酶催化的消除反应水解半胱氨酸偶联前体。

由于很大一部分半胱氨酸缀合物在发酵过程中存活下来，正如在糖基化香气前体中观察到的那样，研究人员研究了可能的策略来增强共轭硫醇的裂解，基于观察的浓度挥发性硫醇在葡萄酒发酵时严格与酿酒酵母应变用于发酵。

识别菌株增强裂解酶活性表示作为一个可能的策略来增加挥发性硫醇的浓度在白长相思。一种半胱氨酸-s-偶联-裂解酶，但这些酶的最佳pH约为8，这一事实阻止了它们在酿酒过程中作为外源酶的利用。

最近，有报道称构建了一种转基因酿酒酵母商业菌株，该菌株过表达一种具有强裂解酶活性的色氨酸酶基因。在实验室规模的发酵过程中，该菌株能够释放出更多4甲基戊烷和巯基己醇。

目前，大多数葡萄酒生产国的立法不允许在葡萄酒行业中使用转基因生物。3-乙酸硫基己酯（3-MHA）是另一种强硫醇，具有白苏维浓葡萄酒的百香果状。

它是酿酒119中的4种酶，通过两步机制形成，包括酵母从半胱氨酸偶联物3-MH中释放，随后与醋酸酯化。结果证明，通过使用混合酵母发酵剂，该混合酵母发酵剂分别具有高s-半胱氨酸裂解酶和高酯酶活性。

总结

在对葡萄糖苷酶的研究中发现，这种酶对红酒散发的芳香，产生巨大的作用。

这种酶对环境的要求特别高，而红酒中产生的酒精，会抑制它发挥作用，这时就需要一些菌株的帮助。

在探索中，发现许多菌株都可以对糖苷前体发挥作用，这一发现让红酒的风味更加多样化。

参考文献：

不同发酵时期麻江蓝莓红酒微生物菌相调查，李永霞，食品安全导刊，2015

顶级红酒 酒香留长——格鲁吉亚葡萄酒历史，浙江经济，2012

The End