【文章內容簡介】 %；含氮物質： 60~70%；脂類2~5%；礦物質： 5~10%）。 ? 酵母菌所需的營養(yǎng)物質 ——碳水化合物：呼吸和發(fā)酵作用需要，但不能自身合成； ——含氮化合物：不能利用蛋白質，只能利用肽、胨等，分子更小的胺態(tài)氮，特別是氨基酸，最易被酵母利用； ——礦質元素：鉀和磷是必而的，鈣并非必需，鎂有利于酵母菌活動； ? 酵母菌所含的酶 ——酵母菌細胞和其它生活細胞一樣，含有各種酶，以促進酵母菌生活所必需的各種生化反應。在多數(shù)情況下，酵母菌能利用葡萄汁中的 B族維生素合成所需的各種酶。 ——酵母菌所含的酶主要有還原酶、脫羧酶和轉化酶，此外，還有蛋白酶、氧化酶等。 四、酒精發(fā)酵 （一）酒精發(fā)酵的化學反應 ? 酒精發(fā)酵是相當復雜的生物化學現(xiàn)象，有許多連續(xù)的反應和不少中間產物，而且需要一系列酶的作用。 ——糖分子裂解 ——丙酮酸分解 ——甘油發(fā)酵 糖分子裂解 ? 已糖磷酸化：活化，已糖磷酸化酶和磷酸已糖異構酶，葡萄糖轉化成 1， 6二磷酸果糖； ? 裂解：醛縮酶，裂為磷酸甘油醛和磷酸二羥基丙酮； ? 3磷酸甘油醛：轉化為丙酮酸，完成裂解過程； 丙酮酸分解 ? 丙酮酸首先在丙酮酸脫羧酶和羧化輔酶的作用下脫去羧基，生成乙醛，并釋放出一分子二氧化碳 ； ? 乙醛則在氧化還原酶的作用下還原為乙醇 ； 甘油發(fā)酵 ? 在酒精發(fā)酵開始時，參加 3磷酸甘油醛轉化為 3磷酸甘油酸這一反應所必須的 NAD，是通過磷酸二羧丙酮的氧化作用（將 NADH2氧化為 NAD）來提供的 ； ? 每當磷酸二羧丙酮氧化一分子 NADH2，就形成一分子甘油，這一過程稱為甘油發(fā)酵。 ? 實際上，在發(fā)酵開始時，酒精發(fā)酵和甘油發(fā)酵同時進行，而且甘油發(fā)酵占優(yōu)勢，以后酒精發(fā)酵則逐漸加強并占絕對優(yōu)勢，甘油發(fā)酵減弱，但并不完全停止。 （二）酒精發(fā)酵的副產物 甘油 ? 甘油具甜味，可使葡萄酒圓潤。 ? 葡萄酒中的甘油主要在發(fā)酵開始時，由甘油發(fā)酵而形成，其含量為 6~10g/L。 ? 酵母菌種 ：不同酵母菌種的產甘油能力不同； ? 基質 ：基質中糖含量高、二氧化硫含量高則葡萄酒中甘油含量高； 乙醛 ? 乙醛可與二氧化硫結合形成穩(wěn)定的亞硫酸乙醛。這種物質不影響葡萄酒的質量，而游離的乙醛則使葡萄酒具氧化味，因此可用二氧化硫處理去除葡萄酒的氧化味。 ? 葡萄酒中乙醛由丙酮酸脫羧產生，也可在發(fā)酵之外由乙醇氧化形成。葡萄酒中乙醛的含量為 20~60mg/L，有時可達 300mg/L。 醋酸 ? 醋酸是構成葡萄酒揮發(fā)酸的主要物質，在正常發(fā)酵情況下，醋酸在葡萄酒中的含量為~，是由乙醛經(jīng)氧化還原作用而形成的。 ? 葡萄酒中醋酸含量過高，就會具酸味。 琥珀酸 ? 所有葡萄酒中都存在琥珀酸，但其含量較低，一般僅為 ~。 乳酸 ? 在葡萄酒中，乳酸含量一般低于 1g/L，主要來源于酒精發(fā)酵和蘋果酸 ——乳酸發(fā)酵。 （三）其他副產物 高級醇 ? 高級醇在葡萄酒中含量很低，但它們是構成葡萄酒二類香氣的主要物質。 ? 在葡萄酒中，高級醇主要有異丙醇、異戊醇等，主要是由氨基酸形成的。 酯類 ? 葡萄酒中含有有機酸和醇類，而有機酸和醇可以發(fā)生酯化反應，生成各種酯類。 ? 生化酯類： ——在發(fā)酵過程中形成的。其中最重要的是乙酸乙酯，是由乙酸和乙酯酯化而成，含量在~，即具有明顯的酸味； ? 化學酯類： ——在陳釀過程中形成的，其含量可達 1g/L?；瘜W酯類種類很多，是構成葡萄酒三類香味的主要物質。 五、酵母的生長周期 ? 在發(fā)酵過程中，酵母的生長周期可分為繁殖、平衡、衰減三個階段： ? 繁殖階段 ：此階段內，酵母菌迅速出芽繁殖，逐漸使其群體數(shù)量達 107個 /ml左右。此階段一般可持續(xù)2~5天。 ? 平衡階段 ：在這一階段中酵母菌活細胞群體數(shù)量不增不減，幾乎處于穩(wěn)定狀態(tài)。一般可持續(xù) 8天左右。 ? 衰減階段 ：酵母菌活細胞群體數(shù)量逐漸下降，直至105個 /ml左右。這一階段右持續(xù)幾周之久。 六、影響酵母生長的因素 ? 酵母菌生長發(fā)育和繁殖所需的條件也正是發(fā)酵所需的條件。 ? 只有在酵母出芽、繁殖的條件下，酒精發(fā)酵才能進行，而發(fā)酵停止就是酵母菌停止生長和死亡的信號。 ? 因素：溫度、通風、酸度、代謝產物等 溫度 ? 液態(tài)酵母的活動最適溫度為 20~30℃ 。 ? 當溫度達到 20℃ 時，酵母菌的繁殖速度加快，在 30℃ 時達到最大值 。 ? 當溫度繼續(xù)升高到 35℃ 時，其繁殖速度迅速下降，酵母菌呈疲勞狀態(tài)，酒精發(fā)酵有停止的危險。 ? 只要保持 1~ 40~45℃ 或保持 10~15分鐘 60~65℃ 的溫度就可以殺死酵母。 ? 干態(tài)酵母抗高溫的能力很強，可耐受115~120℃ 高溫 5分鐘。 ? 在 20~30℃ 的溫度范圍丙，每升高 1℃ ，發(fā)酵速度就可提高 10%。 表 33 同一葡萄汁在不同溫度條件下地發(fā)酵情況 溫度（ ℃ ） 開始發(fā)酵時間 最終酒度（ %） 10 8天 15 6天 20 4天 25 3天 30 36小時 35 24小時 ? 當發(fā)酵溫度達到一定值時，酵母菌不再繁殖，并且死亡，這一溫度就稱為 發(fā)酵臨界溫度 。 ? 在實踐中，常采用“危險溫區(qū)”代替發(fā)酵臨界溫度。 ? 一般情況下，發(fā)酵的危險溫區(qū)為 32~35℃ 。 ? 對紅葡萄酒發(fā)酵最佳溫度為 26~30℃ ，而對于白葡萄酒和桃紅葡萄酒，發(fā)酵的最佳溫度為 18~20℃ 。 通風 ? 酵母菌繁殖需要氧，在完全無氧的條件下，酵母菌只能繁殖幾代，然后就停止。 ? 在進行酒精發(fā)酵以前，對葡萄的處理（破碎、除梗、泵送以及對白葡萄汁的澄清等）保證了部分氧的溶解。 ? 在發(fā)酵過程中，氧越多，發(fā)酵就越快、越徹底。因此，生產中常用倒罐的方式來保證酵母菌對氧的需要。 酸度 ? 酵母菌在中性或微酸性條件下，發(fā)酵能力最強。 ? 如在 pH4的條件下，其發(fā)酵能力比在 pH3時更強 ； ? 在 pH值很低的條件下，酵母菌活動生成揮發(fā)酸或停止活動。 代謝產物 ? 在發(fā)酵過程中，酵母本身可以分泌一些抑制自身活性的活性物質。 ? 這些抑制物質是酒精發(fā)酵的中間產物，主要是脂肪酸。 ? 活性炭能夠吸咐這些脂肪酸，從而促進酒精發(fā)酵。 ? 酵母菌皮（用高溫殺死酵母而獲得）能夠吸咐酵母分泌的抑制性物質，因而可大大加速發(fā)酵，而且能夠使發(fā)酵更為徹底。代替活性炭； 表 34 酵母菌皮對發(fā)酵中止葡萄酒再發(fā)酵的作用 再發(fā)酵天數(shù) 0 9 16 36 對照 +酵母液（ 106/ml） 對照 +酵母菌皮 +酵母液（ 106/ml） 注：表中數(shù)據(jù)為含糖量（ g/L），對照含乙醇 %（ V/V） ? 此外，酵母菌皮不僅能有效地防止發(fā)酵的中止和觸發(fā)發(fā)酵中止的葡萄酒的再發(fā)酵，而且不影響葡萄酒的感官特征。 第三節(jié) 蘋果酸 —乳酸發(fā)酵 ? 蘋果酸 —乳酸發(fā)酵（ Malolactic Fermentation, MLF）是在乳酸細菌的作用下，將蘋果酸分解成乳酸和二氧化碳的過程。 ? 蘋果酸 —乳酸發(fā)酵使新（生）葡萄酒的酸澀、粗糙等特點消失，酒體變得柔軟。 ? 經(jīng) MLF發(fā)酵后的紅葡萄酒，酸度降低，果香、醇香加濃，獲得柔軟，肥碩等特點，質量提高。 ? 同時， MLF還能增強葡萄酒的生物穩(wěn)定性。因而 MLF是名符其實的生物降酸作用。 一、 MLF的簡史及意義 ? 巴斯德是世界上第一個發(fā)現(xiàn)這一過程 ； ? 1914年，瑞士的兩位葡萄酒工作者 MullerThurgau和 Osterwalder才把這一過程定名為蘋果酸 —乳酸發(fā)酵。 ? 1945年后， MLF研究取得了巨大的進展，并導致了現(xiàn)代葡萄酒釀造基本原理的產生。 ? 根據(jù)現(xiàn)代葡萄酒釀造原理，要獲得優(yōu)質的紅葡萄酒： ——首先應該使糖被酵母菌發(fā)酵，蘋果酸被乳酸菌發(fā)酵，但不能讓乳酸菌分解糖和其它葡萄酒成分； ——其次，應該盡快使糖和蘋果酸消失，以縮短酵母菌或乳酸細菌繁殖或這兩者同時繁殖時期； ——第三，當葡萄酒中不再含有糖和蘋果酸時，而且只在這個時期，葡萄才算真正生成，應該盡快去除微生物。 二、 MLF對葡萄酒質量的影響 ? MLF對葡萄酒質量的影響受乳酸細菌發(fā)酵特性、生態(tài)條件、葡萄品種、葡萄酒類型以及工藝條件等多種因素的制約。 ? MLF可以提高葡萄酒質量，但乳酸菌也可能引起葡萄酒病害，使之敗壞。 （一）降酸作用 ? 在較寒冷的地區(qū)，葡萄酒的總酸，尤其是蘋果酸的含量可能很高， MLF是最理想的降酸方法。 ? 乳酸細菌以 L蘋果酸為底物，在蘋果到 —乳酸酶的催化下，轉化為 L乳酸和二氧化碳的過程。 ? 二元酸向一元酸的轉化使葡萄酒總酸下降，酸澀感降低。降酸幅度取決于葡萄酒中蘋果酸的含量及其與酒石酸的比例。通常， MLF可使總酸降低 1~3g/L。 （二）增加細菌學穩(wěn)定性 ? 蘋果酸和酒石酸是葡萄酒中兩大固定酸。 ? 與酒石酸比較，蘋果酸為生理代謝活躍物質，易被微生物分解利用。在葡萄酒釀造學上，被認為是一種起關鍵作用的酸。 ? 通常的化學降酸只能除去酒石酸，較大幅度的化學降酸對葡萄酒的口感影響非常顯著，甚至超過了酸本身對葡萄酒質量的影響。而葡萄酒進行 MLF可使蘋果酸分解。 ? MLF完成后，經(jīng)過抑菌、除菌處理，使葡萄酒細菌學穩(wěn)定性增加，從而可以避免在貯存過程中和裝瓶過程后可能發(fā)生的再揮發(fā)。 （三）風味修飾 ? MLF另一個重要作用就是對葡萄酒風味的影響。 ? 因為乳酸細菌能分解酒中的其他成分，生成乙酸、雙乙酰等化合物； ? 乳酸細菌的代謝活動改變了葡萄酒中醛類、酯類、氨基酸、其他有機酸和維生素等微量成分的濃度及呈香物質的含量。 ? 這些物質的含量如果在閾值內，對酒的風味有修飾作用，并有利于葡萄酒風味的復雜性的形成。但超過了閾值，就可能產生泡菜味、奶油味等異味。 （四）乳酸細菌可能引起的病害 ? 在不含糖的干紅和一些干白葡萄酒中，蘋果酸是最易被乳酸菌降解的物質，尤其是在 pH較高（ ~）、溫度較高（ 16℃ ）、二氧化硫濃度過低或 MLF完成后不立即采取終止措施 ； ? 幾乎所有的乳酸細菌都可變?yōu)椴≡?，從而引起葡萄酒病害? ? 根據(jù)底物來源，可將乳酸細菌引起的病害分為五類： 酒石酸發(fā)酵?。ɑ蚍簻啿。?； 甘油發(fā)酵?。ɑ蚩鄶〔。? 葡萄酒中糖的乳酸發(fā)酵（或乳酸性酸?。? 微量的糖和戊糖的乳酸發(fā)酵； 發(fā)粘，伴隨著蘋果酸 —乳酸發(fā)酵； 三、 MLF的菌種 ? 引起 MLF的乳酸細菌（ Malolactic Bacteria，MLB）分屬于明串珠菌屬、乳桿菌屬、片球菌屬 ； ? 都能將存在于葡萄酒中天然的 L蘋果酸轉變?yōu)?L乳酸。 ? 按照乳酸菌對糖代謝途徑和產物種類的差異，可以把它們分為同型乳酸發(fā)酵細菌和異型乳酸發(fā)酵細菌，分別進行同型和異型發(fā)酵。 ? 異型乳酸發(fā)酵是指葡萄糖經(jīng)發(fā)酵后產生乳酸、乙醇（或乙酸）和二氧化碳等多種產物的發(fā)酵； ? 同型乳酸發(fā)酵是指產物中只生成乳酸和二氧化碳的發(fā)酵。 ? 葡萄酒中的 MLB多為異型乳酸發(fā)酵細菌，所以，經(jīng) MLF后，葡萄酒中的揮發(fā)酸含量都有不程度的上升。 四、 MLF發(fā)酵機理 ? MLF是在葡萄酒酒精發(fā)酵結束后，在乳酸菌的作用下，將蘋果酸分解為乳酸和二氧化碳的過程； ? 更確切的講，應該是將 L蘋果酸分解成 L乳酸和二氧化碳的過程。 （一） MLF可能的生化機理 ? 根據(jù)對生物酶的認識，葡萄酒中蘋果酸被乳酸菌轉化的途徑可能有以下幾種： 蘋果酸 ——草酰乙酸 ——丙酮酸 ——乳酸 蘋果酸 ——丙酮酸 ——乳酸 葡萄酒的蘋果酸 ——乳酸發(fā)酵途徑 （二）環(huán)境條件對 MLF代謝的調控 ? 環(huán)境條件包括酒精度、二氧化硫濃度、葡萄酒的 pH以及溫度等。 ? 前兩者濃度過高能使蘋果酸 —乳酸發(fā)酵發(fā)酵停止，其作用機制是抑菌或殺菌。 ? pH值和溫度對蘋果酸 —乳酸發(fā)酵的影響機制十分復雜，表現(xiàn)在乳酸細菌對底物的利用和代謝產物的組成和比例上，從而直接影響葡萄酒的風味品質。 溫度 ? 溫度對 MLF首先表現(xiàn)在乳酸細菌對葡萄糖的代謝上； ? 在 25℃ ， ~，乳酸菌對葡萄糖的消耗量達到最大，代謝終產物主要為乙醇和少量乳酸和乙酸。 ? 而在相同 pH條件下，在 18和 32℃ 時，乳酸的含量卻大量增加。 pH值 ? pH是影響其生長和代謝終產物種類和濃度的最重要因子。 ? 在較低的 pH條件下，乳酸細菌能分解酒中的糖、有機酸等成分生成較高濃度的乳酸、乙酸和甘露醇。 ? 酒中的檸檬酸能強烈地降低乳酸細菌對果糖的分解，但卻促進葡萄糖的代謝并生成乙酸、酒精等成分。