苹果酸一乳酸发酵与葡萄酒的风味改良

1.前言
葡萄酒是一系列生物和化学变化的产物。酿酒师在酒精发酵后多采用苹果酸——乳酸发酵来得到预期的酸度，改善口感，突出果香以及增加了葡萄酒的复杂性。当今欧美等国葡萄业逐渐形成一种观点，认为苹果酸——乳发酵改善葡萄酒风味比其降酸和增加稳定性更重要。
2.苹——乳发酵和乳酸菌发酵剂
在现代化的酿酒厂，不绣钢罐内有少量能触发苹——乳发酵的乳酸菌10000／mL）和能破坏乳酸菌的噬菌体，它们可能推迟或抑制苹——乳发酵。因此自发的苹——乳发酵在触发和发酵时间上是不确定的，可能很快，也可能要经过很长时间，这段时间里会增加腐败性细菌（如醋酸菌）生长繁殖的可能性，特别是在低SO2和PH值适中这样适于细菌生长的情况下危险就更大了。因此，要想在酒精发酵后的短时期内完成苹——乳发酵，需要添加选择性的乳酸菌菌株发酵剂以确保苹——乳发酵的适时完成，并能通过乳酸菌形成的特定副产物来控制苹——乳发酵的质量，使口感柔和、增加果香和香气的复杂性。
苹——乳发酵菌株主要由明串珠菌属、足球菌属、乳杆菌属和片球菌属构成。早期的研究已经表明葡萄酒最佳的风味是经过了由明串珠菌属酒用明串珠菌参与的苹——乳发酵后而得到的，欧美等国多采用酒用明串珠菌来进行发酵。大部分足球菌属、乳杆菌属和片球菌属能产生不好的苦感、鼠臭味和粘稠等缺陷，研究发现，苹——乳发酵中片球菌属通常在高pH值及酸败的葡萄酒中大量存在。但是，经过了酒用明串珠菌发酵的葡萄酒就没有这种缺陷，还会赋予葡萄酒好的口感和复杂的香气。在自然发酵中，难以人为控制各种菌，而添加选择性乳酸菌则可以通过其形成的特定产物来控制葡萄酒的质量。
欧美温暖气候地区的大多数酒厂也进行苹——乳发酵，它们通常在发酵前加酸，这说明苹——乳发酵对风味的改变比降酸更重要，如果降酸是一种目的，那它主要是针对红酒，对白葡萄酒而言主要是改变风味。还有一种观念认为苹——乳发酵使葡萄酒脱离微生物破坏而变得安全，实际据调查在欧美只有12％的厂家把微生物稳定性看作需要进行苹——乳发酵的原因。
1972年 Pilone和 Kunkee开始进行这方面的研究，明串珠菌属中的酒用明串柱菌是最好的降PH值和耐酒精的菌株，产品风味理想，几乎所有的苹——乳发酵剂都是由酒用明串珠菌构成的。如今，大量酒用明串珠菌发酵剂已经商品化，发酵剂的类型可分为液体培养发酵剂、冷冻干燥发酵剂、冷冻浓缩发酵剂和复合发酵剂4种，其特点如下：
液体培养发酵剂：液体制剂的优点是活性高且适应力强，其缺点是保存时间短，在转移到新培养基之前只能在冰箱中保存大约2周。
冷冻干燥发酵剂：现在多数苹——乳发酵剂都是以冷冻干燥的形式使用，它们能大量地接种到酒中以达到触发苹——乳发酵的数量，而且可以被储藏在封闭物体或冰箱中大约一年都不会失活，一些冻干的发酵剂不用复水和再生就可直接加到葡萄酒中。其缺点是这些冻干的菌株不能在恶劣的环境中生长繁殖（例如在非常低的PH值，高酒精度，缺乏养分的葡萄酒中）。
冷冻浓缩发酵剂：深度冷冻是最好的保藏方法，在一20 C－80C的温度下保藏。细菌必须保持冷冻状态，一旦融化就须被复活成体用、而不能重新冷冻。
复合发酵剂：由几种乳酸菌组成的发酵剂是有益的，因为它能较好地适应葡萄酒中的营养条件并且对破坏单菌株的噬菌体有一定抵抗能力。当使用复合菌株发酵剂时一定要记住每一个起始物培养基和葡萄酒都要选择特定的菌株。
苹——乳发酵剂是在一种有菌的环境中应用并且要和酵母还有其它菌株竞争，慢慢适应环境后方能进行发酵，葡萄酒的组成、温度、PH值、SO2 含量、接种的时机等这些因素都会影响乳酸菌的生存能力和苹——乳发酵结果。仅简单的比较苹——乳发酵的时期长短来判断苹——乳发酵剂的优劣是不对的，应同时考虑到乳酸菌在葡萄酒的生存能力和苹果酸的降解情况。
3.苹一乳发酵与葡萄酒的风味变化
苹一乳发酵降低葡萄酒酸度，增加了PH值，产生了二氧化碳同时还在颜色、口感和香气等方面影响着葡萄酒。
颜色：苹一乳发酵后，葡萄酒的色度有所下降，其原因是由于乳酸菌利用了与二氧化硫结合的物质如丙酮酸、a一酮戊二酸等，释放出二氧化硫 ，游离的二氧化硫会与花色苷结合而降低酒的色度。
味道：苹一乳发酵除了能将二元苹果酸转换成单元乳酸，降低了可滴定酸度，增加了PH值，还能降低葡萄酒的生涩味，在大罐中进行苹一乳发酵总酚量（d280）有所降低，木桶中进行的苹一乳发酵能降低由揉化单宁的相互作用引起的总酚量。另外苹一乳发酵能加大单宁聚合程度和增加单宁胶体层。以上这些改变会使酒的口感变得柔和。在葡萄酒的成份组成上苹一乳发酵后多糖、氨基酸和核酸有所增加，另外重要的是在苹一乳发酵过程如果没有一些乳杆菌和片球菌影响，葡萄酒的甘油成份不会改变。苹一乳发酵期间醋酸浓度仅增长0.2一0.3g／L，在感观上并不是很重要。
香气：在苹一乳发酵中葡萄酒的果香味没有被破坏，反而还会增加，这是因为发酵过程中植物性香味会减少，这种植物性香味的减少能使水果风味更好地展现出来。酒用明串珠菌具有B一葡萄糖苷和B一半乳糖苷酶活性，这两种酶在苹一乳发酵过程中可以分解香味前体物质释放出具有果香风味的砧烯化合物。乳酸菌还会产生强烈的像奶油、坚果、橡木等香味的物质，这些香气能很好地与葡萄酒中的水果风味相融合，增加了葡萄酒的香气复杂性。这些风味之一的奶油香气是通过乳酸菌产生的双乙酰表现出来的。在苹一乳发酵早期或中期乳酸菌能产生大量的能支配葡萄酒风味的双乙酰 同时所有的乳酸菌也具有把双乙酰还原成乙偶姻的能力（乙偶姻是葡萄酒中的非风味物质）。适当的双乙酰会提高葡萄酒的品质，但过多的双乙酸会给葡萄酒带来不良味道。如果葡萄酒中双乙酰含量在苹一乳发酵或酒精发酵后过高，酿酒师就应该考虑引进一种新的具有强还原双乙酰能力的酵母。对于在苹一乳发酵中产生的酵母味、橡木香味的物质的化学性质和生成原因目前仍在研究中。
4.葡萄酒的类型与苹一乳发酵
红葡萄酒：苹一乳发酵中风味的改变在带皮发酵的红葡萄酒中是很重要的。没有苹一乳发酵葡萄酒就会被植物性草本类的风味所支配。
白葡萄酒：酒体丰满的白葡萄酒例如霞多丽、灰比诺，苹一乳发酵可以赋予这些葡萄酒混合的和回味久远的香味。勃根地风格的白葡萄酒多采用苹一乳发酵。
香摈酒：苹一乳发酵降低了原酒的酸度，给与葡萄酒一种柔和的、细密的、回味悠长的特性，还增加了一些特有的酵母味、烧烤味、坚果风味和橡木的香气。
5.葡萄酒风味与苹一乳发酵
葡萄酒中的风味产物前体一来自葡萄和酵母。优良的葡萄品种、产区环境、葡萄质量以及合理的发酵工艺是获得理想风味的前提。
应用的乳酸菌类型。苹一乳发酵风味的不同是由于进行苹一乳发酵的不同乳酸菌作用的结果，酒用明串珠菌一般产生所希望的风味变化。
橡木桶或罐与葡萄酒之间的相互作用，在橡木桶中的苹一乳发酵产生的香味特性与不锈钢罐中的苹一乳发酵所产生的香味不同。
6.苹一乳发酵的应用
在收获季节到来之前就得实行苹一乳发酵的计划。葡萄必须在没有腐烂现象的情况下采摘，以减少醋酸菌和野生酵母进入到酿酒厂，这样就可以保证添加的二氧化硫控制在50 X 1000000以下。
多数葡萄酒厂在榨汁时加入少量或不加二氧化硫 ，在红葡萄酒和白葡萄酒发酵之前也应加人少量的二氧化硫 。推荐加入少量二氧化硫 （20－30X1000000）以消减一些潜在的有害细菌和酵母，所添加的二氧化硫应不大于50 X 1000000。温度和PH值也是影响苹一乳发酵的重要因素，温度在18－20度、PH值在3.2以上是较适合发酵条件。
一般应该在酒精发酵快结束时（小于50g／L残糖量）或者在酒精发酵完成以后进行菌体培养是最好的。当酵母和乳酸菌同时进行时，就很难使每个菌株都充分地生长并完成发酵。如果乳酸菌培养体生长地很快就会抑制酵母并引起发酵停滞，如果酵母培养体生长地很旺盛，那它就会抑制乳酸菌生长，乳酸菌可能会失去活性。
在判断苹一乳发酵的进程时，大部分的酿酒厂采用了纸色谱法，有一些使用更精密的高效液相色谱法，也有仅观察葡萄酒的气态、污浊情况和感观的变化或使用显微镜观察作为苹一乳发酵进度的依据。纸色谱法足能说明苹一乳发酵是否是在进行的，然而对于判断是否完成了苹一乳发酵这种方法却不是很敏感，琥珀酸和乳酸一样转移到同一地点，柠檬酸和苹果酸转移到接近的地方，而利用高效液相色谱法则可以避免以上不足。
苹果酸被降解后乳酸菌的生长并不停止，其它的乳酸菌和各种酵母能继续生长并改变风味，引发多种乳酸菌病害。因此苹果酸降解后葡萄酒的风味达到理想状态时应立即添加二氧化硫和过滤以停十乳酸菌等微牛物的活动。
苹一乳发酵用于多数的红酒中，在白葡萄酒中应用时要按照葡萄酒的风格严格控制，特别是在桶中发酵的勃根地风格的霞多丽葡萄酒均采用苹一乳发酵。