Яблочно-молочное брожение - Malolactic fermentation

Винодел, управляющий бумажная хроматография тест, чтобы определить, прошло ли вино яблочно-молочного брожения

Яблочно-молочное брожение (также известен как малолактическая конверсия или MLF) - это процесс в виноделие в котором пирог -дегустация яблочная кислота, естественно присутствует в виноградное сусло, превращается в более мягкий на вкус молочная кислота. Яблочно-молочное брожение чаще всего проводят как вторичное брожение вскоре после окончания первичных ферментация, но иногда может работать одновременно с ним. Этот процесс является стандартным для большинства красных вин и обычным для некоторых белых. сорта винограда такие как Шардоне, где он может придавать "маслянистый" вкус диацетил, побочный продукт реакции.[1]

Реакция ферментации проводится семьей молочнокислые бактерии (ЛАБОРАТОРИЯ); Oenococcus oeni, и различные виды Лактобациллы и Педиококк. Химически яблочно-молочная ферментация декарбоксилирование, что значит углекислый газ освобождается в процессе.[2][3]

Основная функция всех этих бактерий - преобразование L-яблочной кислоты, одного из двух основных сортов винограда. кислоты, содержащиеся в вине к другому типу кислоты, L + молочной кислоте. Это может произойти естественным путем. Однако в коммерческом виноделии малолактическая конверсия обычно инициируется прививка желательных бактерий, обычно О. oeni. Это предотвращает появление неприятных запахов нежелательными штаммами бактерий. И наоборот, коммерческие виноделы активно предотвращают яблочно-молочное преобразование, когда оно нежелательно, например, с фруктовыми и цветочными сортами белого винограда, такими как Рислинг и Гевюрцтраминер, чтобы сохранить более терпкий или кислый профиль в готовом вине.[4][5]

Яблочно-молочное брожение дает более округлый, полный ощущение во рту. Яблочная кислота обычно ассоциируется со вкусом зеленого яблоки, в то время как молочная кислота богаче и маслянистее. Виноград, выращенный в прохладных регионах, обычно имеет высокую кислотность, большая часть которой происходит за счет яблочной кислоты. Яблочно-молочная ферментация обычно улучшает тело и аромат настойчивость вино, производя вина с большей мягкостью вкуса. Многие виноделы также считают, что лучшая интеграция фруктов и дубовый характер может быть достигнута, если во время нахождения вина в бочке происходит яблочно-молочное брожение.[6]

Вино, подвергшееся яблочно-молочной конверсии, будет мутным из-за присутствия бактерий и может иметь запах смазанный маслом Попкорн, результат производства диацетила. Начало яблочно-молочного брожения в бутылке обычно считается вина вина, поскольку потребителю будет казаться, что вино все еще бродит (в результате CO2 производятся).[7] Однако на раннем этапе Винью Верде производство, это небольшое кипеть считалась отличительной чертой, хотя Португальское вино производителям пришлось продавать вино в непрозрачный бутылки из-за увеличения мутность и осадок, который образовался в «бутылочном МФ». Сегодня большинство производителей Винью Верде больше не следуют этой практике и вместо этого завершают яблочно-молочное брожение перед розливом в бутылки с легким блеском, добавляемым искусственным карбонизация.[8]

История

Швейцарский энолог Герман Мюллер был одним из первых ученых, который предположил, что бактерии являются потенциальной причиной снижения кислотности вина.

Яблочно-молочное брожение возможно так же стара, как история вина, но научное понимание положительных преимуществ MLF и контроль над процессом появились относительно недавно. На протяжении многих веков виноделы отмечали «активность», которая происходила в их винах, хранящихся в бочках, в теплые весенние месяцы после урожай. Как и при первичной алкогольной ферментации, это явление приводит к выделению углекислого газа и, похоже, оказывает глубокое изменение в вине, что не всегда приветствовалось.[6] Это было описано как «второе брожение» в 1837 году немецким энологом. Freiherr von Babo и причина увеличения мутность в вине. Фон Бабо призвал виноделов быстро отреагировать при первом взгляде на эту деятельность: стеллаж вино в новую бочку, добавив диоксид серы, а затем выполните еще один набор переток и серы для стабилизировать вино.[9]

В 1866 г. Луи Пастер, один из пионеров современного микробиология, выделили первые бактерии из вина и определили, что все бактерии в вине являются причиной порча вина. Хотя Пастер действительно заметил уменьшение кислоты в вине за счет молочнокислых бактерий, он не связал этот процесс с потреблением бактериями яблочной кислоты, а скорее предположил, что это просто тартрат атмосферные осадки.[6] В 1891 г. швейцарский энолог Герман Мюллер предположил, что причиной этого сокращения могут быть бактерии. С помощью своих коллег Мюллер объяснил свою теорию «биологического нейтрализации кислотности» в 1913 году, вызванную винной бактерией. Бактерия грацильная.[9]

В 1930-х годах французский энолог Жан Риберо-Гайон опубликованные статьи, в которых говорится о преимуществах бактериальной трансформации вина.[6] В течение 1950-х годов достижения в ферментативный анализ позволили энологам лучше понять химические процессы, лежащие в основе яблочно-молочного брожения. Эмиль Пейно продвинутый энология понимание процесса и вскоре выращивание полезных молочнокислых бактерий стало доступно виноделам.[9]

Роль в виноделии

Основная роль яблочно-молочного брожения заключается в том, чтобы снизить кислотность вина.[6] Это также может повлиять на сенсорные аспекты вина, делая ощущение во рту кажутся более гладкими и добавляют потенциальную сложность вкусу и аромат вина. По этим другим причинам большинство красных вин во всем мире (а также многие игристые вина и почти 20% белых вин в мире) сегодня проходят яблочно-молочное брожение.[3]

Яблочно-молочное брожение снижает кислотность вина, превращая его в более жесткое. дипротический яблочная кислота в более мягкие монопротический молочная кислота. Различная структура яблочной и молочной кислот приводит к снижению титруемая кислотность (TA) в вине от 1 до 3 г / л и увеличение pH на 0,3 единицы.[5] Яблочная кислота присутствует в винограде на протяжении всего сезон созревания, достигнув своего пика в Veraison и постепенно уменьшается на протяжении процесс созревания. Виноград, собранный в более прохладном климате, обычно имеет самое высокое содержание яблока и имеет наиболее резкие изменения уровней TA и pH после яблочно-молочной ферментации.[6]

Химический процесс яблочно-молочной ферментации на самом деле представляет собой декарбоксилирование, а не ферментацию. Бактериальная клетка поглощает малат, превращает его в лактат и при этом выделяет углекислый газ. Затем лактат вытесняется клеткой в ​​вино.

Яблочно-молочное брожение может помочь сделать вино «микробиологически стабильным», так как молочнокислые бактерии потребляют многие из оставшихся питательных веществ, которые другие микробы порчи могут использовать для развития винных дефектов. Однако это также может сделать вино слегка «нестабильным» из-за повышения pH, особенно если у вина уже был высокий уровень pH. Нет ничего необычного в том, что вина «раскисляют» путем яблочно-молочного брожения только для того, чтобы винодел позже добавил кислотности (обычно в виде Винная кислота ), чтобы снизить pH до более стабильного уровня.[8]

Превращение яблочного в молочный

Молочнокислые бактерии превращают яблочную кислоту в молочную кислоту в качестве косвенного средства создания энергии для бактерий. хемиосмос который использует разницу в градиент pH между внутри ячейки и снаружи в вине для получения АТФ. Одна из моделей того, как это достигается, отмечает, что форма L-малата, наиболее присутствующая при низком pH вина, - это его отрицательно заряженный моноанионный форма. Когда бактерии перемещают этот анион из вина на более высокий уровень pH его клеточной плазматической мембраны, он вызывает чистый отрицательный заряд, который создает электрический потенциал. Декарбоксилирование малата в L-молочную кислоту высвобождает не только диоксид углерода, но также потребляет протон, который создает градиент pH, который может производить АТФ.[2]

Молочнокислые бактерии превращают L-яблочную кислоту, которая содержится в винном винограде. Большинство коммерческих добавок яблочной кислоты представляют собой смесь энантиомеры D + и L-яблочная кислота.[7]

Сенсорные влияния

Сенсорные характеристики "масляного" Шардоне проявляются в процессе яблочно-молочного брожения.

Было проведено множество различных исследований сенсорных изменений, происходящих в винах, прошедших яблочно-молочную ферментацию. Наиболее распространенный дескриптор - это то, что кислотность в вине кажется более «мягкой» из-за замены более «жесткой» яблочной кислоты на более мягкую. Восприятие кислинка происходит из-за титруемой кислотности вина, поэтому уменьшение TA, которое следует за MLF, приводит к уменьшению воспринимаемой кислой или "терпкости" вина.[8]

Изменение ощущения во рту связано с повышением pH, но также может быть связано с образованием полиолы, особенно сахарные спирты эритритол и глицерин.[2] Еще один фактор, который может улучшить ощущение во рту от вин, прошедших яблочно-молочную ферментацию, - это присутствие этиллактат которая может достигать 110 мг / л после MLF.[5]

Возможное влияние на аромат вина сложнее и труднее прогнозировать с разными напряжения из Oenococcus oeni (бактерия, наиболее часто используемая в MLF), способная создавать различные ароматические соединения. В Шардоне вина, прошедшие MLF, часто описываются как имеющие "фундук " и "сухофрукт "ноты, а также аромат свежеиспеченного хлеб. В красных винах некоторые штаммы метаболизируют аминокислоту. метионин в производную от пропионовая кислота что имеет тенденцию производить жареный аромат и шоколад заметки.[2] Красные вина, прошедшие яблочно-молочную ферментацию в бочке, могут иметь усиленный аромат пряностей или дыма.[3]

Тем не менее, некоторые исследования также показали, что яблочно-молочное брожение может уменьшить первичные фруктовые ароматы, такие как Пино-Нуар, часто проигрывает малина и клубника примечания после MLF.[2] Кроме того, красные вина могут потерять цвет после MLF из-за изменений pH, которые вызывают сдвиг в равновесии антоцианы которые способствуют стабильности цвет в вине.[8]

Молочнокислые бактерии

Oenococcus oeni

Все молочнокислые бактерии (LAB), участвующие в виноделии, будь то в качестве положительного фактора или в качестве источника потенциальных неисправностей, обладают способностью производить молочную кислоту в результате метаболизма источника сахара, а также метаболизма L-яблочной кислоты. Виды различаются по тому, как они усваивают доступные сахар в вине (обе глюкоза и фруктоза, а также несбраживаемый пентозы это винные дрожжи не потребляйте). Некоторые виды бактерий используют сахар через гомоферментативный путь, означающий только один главный конечный продукт (обычно лактат) производится, в то время как другие используют гетероферментативный пути, которые могут создавать несколько конечных продуктов, таких как диоксид углерода, этиловый спирт, и ацетат. Пока только L-изомер лактата вырабатывается LAB при превращении яблочной кислоты, гетеро- и гомоферментеры могут производить D-, L- и DL-изомеры молочной кислоты из глюкозы, что может вносить свой вклад в несколько иные сенсорные свойства вина.[3]

В то время как О. oeni Виноделы часто предпочитают LAB для завершения яблочно-молочного брожения, процесс чаще всего осуществляется различными видами LAB, которые доминируют в сусле в разные моменты во время ферментации. На то, какие виды будут доминировать, влияют несколько факторов, включая температуру брожения, питательные ресурсы, присутствие диоксид серы, взаимодействие с дрожжами и другими бактериями, уровень pH и алкоголь (Лактобациллы виды, например, предпочитают более высокий pH и могут переносить более высокие уровни алкоголя, чем О. oeni), а также первоначальная инокуляция (например, «дикие» ферменты по сравнению с инокуляцией культивируемых О. oeni).[4]

Энококк

Культивированный Oenococcus oeni штамм инокулята и питательная добавка "Оптимально"

Род Энококк один главный участник занимается виноделием, О. oeni, когда-то известный как Leuconostoc oeni. Несмотря на имя Oenoкокк, под микроскопом бактерия имеет палочка (форма) форма стержня. Бактерия - это Грамположительный, факультативный анаэроб что может использовать некоторые кислород за аэробного дыхания но обычно производит клеточную энергию посредством ферментации. О. oeni представляет собой гетероферментер, который создает несколько конечных продуктов из глюкозы, при этом D-молочная кислота и диоксид углерода производятся в примерно равных количествах либо этанолу, либо ацетату. В восстановительные условия (например, ближе к концу спиртового брожения), третьим конечным продуктом обычно является этанол, в то время как окислительный (например, в начале спиртового брожения или в бочка с верхом ), бактерии с большей вероятностью будут производить ацетат.[8]

Немного О. oeni штаммы могут использовать фруктозу для создания маннитол (что может привести к вину, известному как привкус маннита), в то время как многие другие штаммы могут нарушить аминокислота аргинин (который может присутствовать в вине, лежащем на осадок после ферментации из автолиз мертвых дрожжевых клеток) в аммиак.[2]

В добавок к гексоза сахара глюкозы и фруктозы, большинство штаммов О. oeni можно использовать остаточная пентоза сахара, оставшиеся после дрожжевого брожения, включая L-арабиноза и рибоза. Только около 45% О. oeni штаммы могут ферментировать сахароза (форма сахара, обычно добавляемая для шаптализация который дрожжами превращается в глюкозу и фруктозу).[2]

Виноделы предпочитают О. oeni по нескольким причинам. Во-первых, вид совместим с основными винными дрожжами. Saccharomyces cerevisiae, хотя в тех случаях, когда и MLF, и алкогольная ферментация начинаются вместе, дрожжи чаще всего превосходят бактерии в отношении питательных ресурсов, что может вызвать задержку начала яблочно-молочной ферментации. Во-вторых, большинство штаммов О. oeni устойчивы к низким уровням pH вина и обычно могут справляться со стандартными уровень алкоголя что большинство вин достигают к концу брожения. Кроме того, хотя уровень диоксида серы превышает 0,8 молекулярного SO2 (зависит от pH, но примерно 35-50 ppm) подавляет бактерии, О. oeni относительно устойчив по сравнению с другими LAB. В заключение, О. oeni имеет тенденцию производить наименьшее количество биогенные амины (и большая часть молочной кислоты[3]) среди молочнокислых бактерий, встречающихся в виноделии.[8]

Лактобациллы

Лактобациллы из образца кефира.

Внутри рода Лактобациллы являются как гетероферментативными, так и гомоферментативными видами. Все лактобациллы, участвующие в виноделии, грамположительны и микроаэрофильный, с большинством видов, лишенных фермента каталаза необходимо защитить себя от окислительный стресс.[2]

Виды Лактобациллы которые были выделены из образцов вина и виноградного сусла по всему миру, включая L. brevis, L. buchneri, L. casei, L. curvatus, L. delbrueckii subsp. лактис, L. diolivorans, L. fermentum, L. fructivorans, L. hilgardii, L. jensenii, L. kunkeei, L. leichmannii, L. nagelii, L. paracasei, L. plantarum, и L. yamanashiensis.[2]

Наиболее Лактобациллы виды нежелательны в виноделии с потенциалом получения высоких уровней летучая кислотность, посторонние запахи, винная дымка, газообразование и осадок которые можно перелить в бутылку, особенно если вино не было фильтрованный. Эти бактерии также могут создавать чрезмерное количество молочной кислоты, которая может в дальнейшем влиять на вкус и сенсорное восприятие вина. Некоторые виды, например так называемые "свирепые" Лактобациллы", были причастны к вялости или застрявшие ферментации, в то время как другие виды, такие как L. fructivorans, были известны созданием хлопчатобумажной мицелий -подобный рост на поверхности вина, получивший прозвище «плесень Фресно» в честь винодельческого региона, где он был обнаружен.[8]

Педиококк

Акролеиновый привкус - распространенный недостаток вина, нежелательные виды Педиококк могу познакомить с вином. Акролеин может взаимодействовать с различными фенольными соединениями, придавая вину горький вкус.

Пока что четыре вида из рода Педиококк были изолированы в винах и виноградном сусле, П. inopinatus, P. pentosaceus, P. parvulus, и P. damnosus, причем последние два вида чаще всего встречаются в вине. Все Педиококк виды грамположительны, при этом некоторые виды являются микроаэрофильными, а другие используют в основном аэробное дыхание. Под микроскопом Педиококк часто появляются парами или тетрадами, что позволяет их идентифицировать. Педиококки - гомоферментеры, метаболизирующие глюкозу в рацемическая смесь как L-, так и D-лактата путем гликолиз.[5] Однако в отсутствие глюкозы некоторые виды, например P. pentosaceus, начни использовать глицерин, разлагая его на пируват который позже может быть преобразован в диацетил, ацетат, 2,3-бутандиол и другие соединения, которые могут придавать вину неблагоприятные характеристики.[2]

Наиболее Педиококк виды нежелательны в виноделии из-за высокого уровня производимого диацетила, а также из-за повышенного производства биогенных аминов, что считается одной из потенциальных причин головные боли от красного вина. Многие виды Педиококк также могут привнести в вино посторонние запахи или другие дефекты вина, такие как горький привкус акролеина, возникающий в результате разложения глицерина на акролеин который затем реагирует с фенольные соединения в вине чтобы произвести соединение с горьким вкусом.[8]

Один вид, P. parvulus, был обнаружен в винах, которые не прошли MLF (это означает, что яблочная кислота все еще присутствует в вине), но в которых все же был изменен букет, который энологи охарактеризовал как «не испорченный» или дефектный. Другие исследования изолировали P. parvulus из вин, прошедших яблочно-молочное брожение без появления посторонних запахов или дефектов вина.[2]

Требования к питанию

Когда дрожжевые клетки умирают, они опускаются на дно резервуара или бочки, создавая «осадочный» осадок, видимый на этом рисунке. Автолиз мертвых дрожжевых клеток является источником питательных веществ для молочнокислых бактерий.

Молочнокислые бактерии привередливые организмы которые не могут самостоятельно синтезировать все свои сложные пищевые потребности. Для роста LAB и завершения яблочно-молочного брожения состав винной среды должен обеспечивать их потребности в питательных веществах. Подобно винным дрожжам, LAB требуется источник углерода для энергетического обмена (обычно сахар и яблочная кислота), источник азота (например, аминокислоты и пурины ) за синтез белка, и различные витамины (например, ниацин, рибофлавин, и тиамин ) и минералы, способствующие синтезу ферментов и других клеточных компонентов.[5]

Источник этих питательных веществ часто находится в самом виноградном сусле, хотя прививки MLF, которые проводятся одновременно с алкогольной ферментацией, рискуют, что дрожжи превзойдут бактерии за эти питательные вещества. К концу брожения, хотя большая часть первоначальных ресурсов виноградного сусла была израсходована, лизис мертвых дрожжевых клеток («осадок») может быть источником некоторых питательных веществ, в частности аминокислот. Кроме того, даже в «сухих» винах, подвергнутых ферментации досуха, неферментируемые пентозные сахара (например, арабиноза, рибоза и ксилоза ), который может использоваться как положительными, так и вредными бактериями. Как и в случае с винными дрожжами, производители культивированного инокулята LAB обычно предлагают специально приготовленные пищевые добавки, которые можно использовать в качестве добавки. Однако, в отличие от винных дрожжей, молочнокислые бактерии не могут использовать добавку диаммонийфосфат как источник азота.[2]

До внедрения комплексных пищевых добавок и достижений в области лиофилизированных культур LAB виноделы выращивали свой инокулят молочнокислых бактерий из культурные уклоны предоставлено лабораториями. В 1960-х годах этим виноделам было проще создавать закваски в СМИ, содержащих яблоко или томатный сок. Было обнаружено, что этот «фактор томатного сока» является производным от пантотеновая кислота, важно фактор роста для бактерий.[8]

Как и в случае с дрожжами, кислород можно считать питательным веществом для LAB, но только в очень небольшом количестве и только для микроаэрофильных видов, таких как О. oeni. Однако в настоящее время не существует доказательств того, что яблочно-молочная ферментация протекает более плавно в аэробных условиях, чем в полностью анаэробных условиях, и на самом деле чрезмерное количество кислорода может замедлить рост LAB, благоприятствуя условиям конкурирующих микробов (таких как Ацетобактер).[8]

Местные виды LAB на винограднике и винодельне

Оборудование винодельни предлагает несколько точек соприкосновения с местными популяциями молочнокислых бактерий, которые могут быть введены в вино.

Oenococcus oeniLAB разновидности, наиболее часто используемые виноделами для осуществления яблочно-молочного брожения, можно найти на виноградниках, но часто в очень низких концентрациях. Хотя плесневые, поврежденные плоды потенциально могут нести разнообразную флору микробов, LAB чаще всего обнаруживается на чистом, здоровом винограде после урожай виды из Лактобациллы и Педиококк роды. После дробления микробиологи обычно находят популяцию моложе 10 лет.3 колониеобразующие единицы / мл, содержащего смесь P. damnosus, L. casei, L. hilgardii, и L. plantarum, а также О. oeni. Для сусла, которое не получает раннюю дозу диоксида серы, чтобы «отбросить» эти дикие популяции LAB, эта флора бактерий конкурирует друг с другом (и винными дрожжами) за питательные вещества на ранних этапах ферментации.[8]

На винодельне несколько точек контакта могут быть домом для коренного населения LAB, включая дубовые бочки, насосы, шланги и линии розлива. Для вин, где яблочно-молочное брожение нежелательно (например, фруктовые белые вина), отсутствие надлежащего санитария винного оборудования может привести к развитию нежелательных MLF и привести к вина вина. В случае дубовых бочек, где полная и полная дезинфекция почти невозможна, винодельни часто маркируют бочки, содержащие вина, проходящие через MLF, и держат их изолированными от «чистых» или совершенно новых бочек, которые они могут использовать для вин, которым не суждено пройти через MLF. MLF.[4]

Шизосахаромицеты дрожжи

Несколько видов в роде Шизосахаромицеты используют L-яблочную кислоту, и энологи изучают потенциал использования этих винных дрожжей для снижения кислотности вин вместо традиционного способа яблочно-молочной ферментации с помощью бактерий. Однако первые результаты с Schizosaccharomyces pombe показали, что дрожжи имеют тенденцию выделять вино с неприятным запахом и неприятными сенсорными характеристиками. В последние годы энологи экспериментируют с мутант напряжение Schizosaccharomyces malidevorans до сих пор было показано, что это дает меньше потенциальных недостатков и неприятных запахов вину.[2]

Влияние времени посева

Некоторые виноделы делают прививку для MLF после того, как вино было перелито с осадка и перелито в бочку. Если яблочно-молочное брожение ранее происходило в бочке, «дикая» или «естественная» ферментация часто вырабатывается в бочке без какой-либо инокуляции.

Виноделы различаются в том, когда они выбирают прививку сусла LAB: некоторые виноделы вносят бактерии одновременно с дрожжами, позволяя одновременно протекать как алкогольную, так и яблочно-молочную ферментацию, в то время как некоторые дожидаются окончания ферментации, когда вино готово. ломанный с осадка в бочку, а другие делают это где-то посередине. Для приверженцев минимализма или "натуральное виноделие «кто предпочитает не инокулировать культивированные LAB, яблочно-молочное брожение может произойти в любое время в зависимости от нескольких факторов, таких как микробиологическая флора винодельни и конкурирующее влияние этих других микробов. Все варианты имеют потенциальные преимущества и недостатки.[5]

Преимущества инокуляции MLF во время спиртовой ферментации включают:[2]

  • Больше потенциальных питательных веществ из виноградного сусла (хотя за них бактерии будут конкурировать с дрожжами)
  • Снижение уровня диоксида серы и этанола, которые в противном случае могут ингибировать LAB
  • Более высокие температуры ферментации, которые в большей степени способствуют росту LAB и более раннему завершению MLF: оптимальные температуры для яблочно-молочной ферментации составляют от 20 до 37 ° C (68 и 98,6 ° F), в то время как процесс значительно замедляется при температурах ниже 15 ° C. (59 ° F). Вино, хранящееся в бочках в погребе зимой после ферментации, часто будет иметь очень длительную яблочно-молочную ферментацию из-за низких температур погреба.
  • Раннее завершение яблочно-молочного брожения означает, что винодел может произвести постферментацию.2 раньше, чтобы защитить вино от окисление и микробы порчи (например, Ацетобактер ). Поскольку диоксид серы может ингибировать MLF, отсрочка инокуляции LAB до окончания спиртовой ферментации может означать отсрочку добавления серы до ранней весны, когда температура погреба достаточно прогреется, чтобы стимулировать завершение MLF.
  • Меньшее производство диацетила[3]

К недостаткам ранней инокуляции можно отнести:[2]

  • Винные дрожжи и LAB конкурируют за ресурсы (включая глюкозу) и потенциальный антагонизм между микробами
  • Гетероферментеры, такие как О. oeni метаболизирует глюкозу, которая все еще присутствует в сусле, и потенциально создает нежелательные побочные продукты, такие как уксусная кислота

Многие из преимуществ посталкогольной ферментации компенсируют недостатки ранней инокуляции (а именно меньший антагонизм и возможность образования нежелательных побочных продуктов). Также видно преимущество осадок быть источником питательных веществ через автолиз мертвых дрожжевых клеток, хотя этого источника питательных веществ не всегда может быть достаточно для обеспечения успешного завершения MLF.И наоборот, многие из недостатков поздней инокуляции - это отсутствие преимуществ, которые дает ранняя инокуляция (более высокие температуры, потенциально более быстрое завершение и т. Д.).[5]

Предотвращение MLF

Вина, не прошедшие яблочно-молочную ферментацию, часто будут «стерильно разлиты в бутылки» с мембранным фильтром 0,45 микрон (на фото без корпуса).

Для некоторых стилей вин, таких как легкие фруктовые вина или вина с низким содержанием кислоты из теплого климата, яблочно-молочное брожение нежелательно. Виноделы могут предпринять несколько шагов, чтобы предотвратить возникновение MLF, в том числе:[4][9]

  • Ограничено мацерация, рано давящий, и рано стеллаж для ограничения времени контакта LAB с потенциальными источниками питательных веществ
  • Поддерживайте уровень диоксида серы на уровне не менее 25 ppm «свободного» (несвязанного) SO2в зависимости от pH вина это может означать добавление 50–100 мг / л SO2
  • Поддерживайте уровень pH ниже 3,3
  • Храните вино прохладным при температуре от 10 до 14 ° C (от 50,0 до 57,2 ° F).
  • Фильтруйте вино при розливе с не менее 0,45-микрон мембранный фильтр для предотвращения попадания бактерий в бутылку

Кроме того, виноделы могут использовать химические и биологические ингибиторы, такие как лизоцим, низин, диметилдикарбонат (Велькорин) и фумаровая кислота, хотя некоторые (например, Verlcorin) запрещены в винодельческих странах за пределами Соединенных Штатов. Финиширующие агенты, такие как бентонит, и проливая вино холодная стабилизация также удаляет потенциальные питательные вещества для LAB, тем самым подавляя яблочно-молочное брожение. Некоторые эксперименты с использованием бактериофаги (вирусы заражают бактерии), чтобы ограничить яблочно-молочное брожение, но неутешительные результаты в сыродельной промышленности привели к скептицизму в отношении практического использования бактериофагов в виноделии.[8]

Измерение содержания яблока

Бумажный хроматографический лист, показывающий, что в одном вине все еще присутствует некоторый уровень яблочного привкуса, в то время как три других вина, по-видимому, прошли яблочно-молочную ферментацию.

Виноделы могут отслеживать развитие яблочно-молочного брожения по бумажная хроматография или с спектрофотометр. Метод бумажной хроматографии предполагает использование капиллярных трубок для добавления небольших образцов вина на бумагу для хроматографа. Затем бумагу скручивают и помещают в банку, наполненную бутанол раствор, содержащий бромкрезоловый зеленый индикаторный краситель на несколько часов. После того, как бумага вытащена и высушена, расстояние желтых «пятен» от базовой линии означает присутствие различных кислот, причем винная кислота находится ближе всего к базовой линии, за ней следуют лимонная, яблочная и, наконец, молочная кислоты в верхней части бумага.[4]

Существенным ограничением бумажной хроматографии является то, что она не покажет точно, сколько яблока еще осталось в вине, поскольку размер «пятна» на бумаге не коррелирует с количественной величиной. Чувствительность бумаги также ограничена порогом обнаружения 100–200 мг / л, в то время как большинство измерений «стабильности MLF» нацелены на яблочный уровень менее 0,03 г / л (30 мг / л).[5]

Ферментативный метод позволяет количественно измерить как яблочную, так и молочную кислоту, но требует затрат на наборы реагентов и спектрофотометр, который может измерять поглощение значения 334, 340 или 365 нм.[5]

Другая продукция произведена

Основными продуктами яблочно-молочной ферментации являются молочная кислота, диацетил, уксусная кислота, ацетоин, и различные сложные эфиры. Количество и точный характер этих продуктов зависят от вида / штамма LAB, проводящего яблочно-молочное брожение, и условий, влияющих на это вино (pH, доступные питательные вещества, уровень кислорода и т. Д.).[3]

Некоторые штаммы О. oeni может синтезировать высшие спирты которые могут способствовать фруктовым нотам в аромате вина. Кроме того, некоторые штаммы бактерий имеют бета-глюкозидаза ферменты, которые могут разрушаться моноглюкозиды которые представляют собой ароматические соединения, присоединенные к молекуле сахара. Когда сахарный компонент расщепляется, остальная часть соединения становится улетучивается, то есть потенциально может быть обнаруженным в ароматном букете вина.[2]

В начале 21 века некоторые штаммы О. oeni было показано использовать ацетальдегид расщепив его на этанол или уксусную кислоту. Хотя это может помочь для вин с чрезмерным уровнем ацетальдегида, для красных вин он также может дестабилизировать цвет вина, нарушая реакцию ацетальдегида с антоцианы создавать полимерные пигменты которые помогают создать цвет вина.[2]

Диацетил

Виноделы могут стимулировать производство диацетила, сохраняя вино в качестве вина. сюр-лжи в бочке. Бочка справа недавно была перемешана батонаж орудие труда.

Диацетил (или 2,3-бутандион) - это соединение, связанное с «маслянистыми» ароматами Шардоне, но оно может повлиять на любое вино, прошедшее яблочно-молочное брожение. Загар порог обнаружения запаха 0,2 мг / л в белых винах и 2,8 мг / л в красных винах, он может восприниматься как слегка маслянистый или «ореховый», в то время как при концентрациях более 5-7 мг / л (5-7 промилле ) может сокрушить других ноты аромата в вине.[7][10]

Диацетил может вырабатываться LAB посредством метаболизма сахара или лимонная кислота.[11] Хотя лимонная кислота естественным образом присутствует в винограде, ее очень мало, и большая ее часть поступает от винодела, чтобы подкислить вино.[8] В присутствии как яблочной, так и лимонной кислот LAB используют обе, но используют яблочную намного быстрее, при этом скорость использования лимонной кислоты / образования диацетила зависит от конкретного бактериального штамма (с большинством штаммов О. oeni производит меньше диацетила, чем Лактобациллы и Педиококк виды), а также редокс потенциал вина.[12] В винных условиях с низким окислительно-восстановительным потенциалом (что означает, что оно является более окислительным, например, в бочке, которая не полностью заправлена), будет потребляться больше лимонной кислоты и образоваться диацетил. В более восстановительных условиях, например, при спиртовой ферментации, когда популяция дрожжей находится на пике, а вино сильно насыщено диоксидом углерода, образование диацетила происходит намного медленнее. Дрожжи также помогают поддерживать низкий уровень, потребляя диацетил и превращая его в ацетоин и бутиленгликоль.[5]

Производство диацетила предпочтительнее в ферментациях, которые проходят в тепле с температурами от 18 ° C (64,4 ° F) до 25 ° C (77 ° F). Он также имеет тенденцию вырабатываться на более высоких уровнях в винах с более низким уровнем pH (ниже 3,5), хотя при уровнях ниже 3,2 большинство штаммов LAB, желаемых для MLF, имеют тенденцию ингибироваться. «Дикие» (как в неинокулированных) яблочно-молочных ферментах есть возможность производить больше диацетила, чем инокулированные ферменты, из-за более низких начальных популяций во время фаза задержки с инокулированными ферментами, обычно имеющими начальный посевной материал 106 КОЕ / мл.[2] Поздние прививки MLF после спиртовой ферментации также имеют тенденцию производить более высокие уровни диацетила.[3] Производители Шардоне, желающие сделать "масляный стиль" с высоким содержанием диацетила, часто делают позднюю или "дикую" инокуляцию в бочке после первичного брожения, позволяя вину находиться в течение нескольких недель или даже месяцев. сюр-лжи в восстановительных условиях, которые способствуют производству диацетила.[8] Некоторые источники указывают на то, что количество диацетила на самом деле уменьшается неожиданно из-за выживших дрожжей, метаболизирующих диацетил, и поэтому яблочно-молочное брожение лучше всего проводить без осадка.[13]

В винах с чрезмерным содержанием диацетила некоторые виноделы используют диоксид серы для связывания с этим соединением и снижения восприятия диацетила на 30-60%. Это связывание - обратимый процесс, и уже через несколько недель старение в бутылке или резервуаре возвращается высокий уровень диацетила. Однако диоксид серы, добавленный ранее в процессе яблочно-молочной ферментации, ограничивает образование диацетила, подавляя бактерии и ограничивая их активность в целом, включая превращение яблочной кислоты в молочную.[7]

Винные недостатки

Чтобы в бутылке не происходило яблочно-молочное брожение, винодельни должны обеспечивать высокий уровень санитарии на протяжении всего процесса виноделия.

Самая распространенная ошибка, связанная с яблочно-молочным брожением, - это нежелательное явление. Это может быть вино, которое должно быть кислым и фруктовым (например, Рислинг), или это может быть вино, которое, как ранее считалось, прошло через MLF и разлито в бутылки только для того, чтобы в бутылке началось яблочно-молочное брожение. Результатом такого брожения в бутылках часто является газообразное, мутное вино, которое может быть неприятным для потребителей. Улучшение санитарных условий и борьба с молочнокислыми бактериями на винодельне могут ограничить возникновение этих неисправностей.[7]

Для первых производителей вина Винью Верде легкое шипение, возникающее в результате яблочно-молочного брожения в бутылке, считалось отличительной чертой, которой потребители наслаждались в вине. Однако винодельням приходилось продавать вино в непрозрачных бутылках, чтобы замаскировать мутность и осадок, производимые «внутрибутылочным MLF». Сегодня большинство производителей Vinho Verde больше не следуют этой практике и вместо этого завершают яблочно-молочное брожение перед розливом в бутылки с легким блеском, добавляемым искусственной карбонизацией.[8]

Яблочно-молочное брожение не обязательно является ошибкой, но потенциально может сделать вино «нестабильным белком» из-за изменения pH, которое влияет на растворимость вина. белки в вине. По этой причине тесты на очистку от белка и термостабильность вина обычно проводятся после завершения яблочно-молочного брожения.[5]

Летучая кислотность

В то время как летучая кислотность (VA) обычно измеряется по содержанию уксусной кислоты, ее сенсорное восприятие представляет собой комбинацию уксусной (уксус ароматы) и этилацетат (жидкость для снятия лака и модель самолета клей ароматы). Высокий уровень VA может подавлять винные дрожжи и может привести к вялому или остановленному брожению. Источником VA могут быть несколько микробов, в том числе Ацетобактер, Brettanomyces, и пленочные дрожжи такие как Candida, а также LAB. Однако, хотя LAB обычно производит только уксусную кислоту, эти другие микробы часто производят этилацетат, а также уксусную кислоту.[7]

Большинство винодельческих стран есть законы регулирование количества летучей кислотности, разрешенной для вина, доступного для продажи и потребления. в Соединенные Штаты, законный предел составляет 0,9 г / л для иностранного вина, экспортируемого в США, 1,2 г / л для белого столового вина, 1,4 г / л для красного вина, 1,5 г / л для белого. десертное вино, и 1,7 г / л для красного десертного вина. Правила Европейского Союза в отношении вин предел VA составляет 1,08 г / л для белых столовых вин и 1,20 г / л для красных столовых вин.[2]

Гетероферментирующие виды Энококк и Лактобациллы могут производить высокие уровни уксусной кислоты в результате метаболизма глюкозы, хотя большинство штаммов О. oeni, количество обычно составляет всего от 0,1 до 0,2 г / л.[5][14] Несколько видов Педиококк может также производить уксусную кислоту другими путями. Вина с высоким уровнем pH (выше 3,5) подвергаются наибольшему риску чрезмерного образования уксусной кислоты из-за более благоприятных условий для Лактобациллы и Педиококк виды.[7][15] Л. Кунки, один из так называемых "свирепых" Лактобациллы"разновидности, как известно, производят от 3 до 5 г / л уксусной кислоты в винах - уровни, которые могут легко привести к остановке брожения.[2]

"Свирепый" Лактобациллы

В конце 20-го века среди американских виноделов сообщалось, что, казалось бы, здоровое брожение быстро наводнялось высоким уровнем уксусной кислоты, которая преодолевала винные дрожжи и приводила к остановке брожения. Хотя новый вид Ацетобактер или дрожжи, вызывающие порчу вина, первоначально считались виновными, но в конечном итоге было обнаружено, что это несколько видов Лактобациллы, L. kunkeei, L. nagelii, и L. hilgardiiпод общим прозвищем "свирепый" Лактобациллы для их агрессивного производства уксусной кислоты, как быстро они размножаются и их высокая устойчивость к диоксидам серы и другим микробиологическим средствам контроля.[8]

Ферменты вин с высоким pH (более 3,5), затраченное время холодное замачивание перед инокуляцией дрожжей и практически не получал диоксида серы во время сокрушение кажутся наиболее опасными для "свирепых" Лактобациллы. Хотя инфекция, по-видимому, специфична для виноградников, в настоящее время ни одна из затронутых лактобацилл не обнаружена на поверхности свежих растений. собран вино виноград.[8]

Акролеин и запах маннита

Виноград заражен Ботритис гроздья гнили, как правило, имеют более высокий уровень глицерина, который может метаболизироваться LAB в акролеин. Это может привести к образованию горьких вин, особенно в красных винных сортах винограда с их высоким содержанием фенолов, поскольку акролеин взаимодействует с этими фенолами.

Разложение глицерина некоторыми штаммами LAB может дать соединение акролеин. Глицерин сладкий на вкус полиол присутствует во всех винах, но в более высоких концентрациях в винах, зараженных Botrytis cinerea. Активный-альдегид "акролеин может взаимодействовать с некоторыми фенольные соединения в вине для создания вин с горьким вкусом, описываемых как амертуме пользователя Pasteur. Хотя хотя бы один штамм О. oeni было показано, что он производит акролеин, он чаще встречается в винах, зараженных штаммами Лактобациллы и Педиококк такие виды, как L. brevis, L. buchneri, и P. parvulus. Также было показано, что привкус акролеина чаще встречается в винах, которые были ферментированы при высоких температурах и / или сделаны из винограда, собранного при высоких температурах. Brix уровни.[2]

Гетероферментирующие виды из рода Лактобациллы, а также некоторые дикие сорта О. oeni, обладают потенциалом превращать фруктозу (один из основных сахаров в вине) в сахарные спирты. маннитол и (реже) эритритол. Эти соединения со сладким вкусом могут добавить сладости вину там, где это нежелательно (например, Каберне Совиньон ). Загрязнение маннитолом, описываемое как маннит по Пастеру, вина часто сопровождаются другими недостатками вина, включая наличие чрезмерного уровня уксусной кислоты, диацетила, молочной кислоты и 2-бутанол, что может способствовать возникновению уксусногоэстерия "аромат. Вино также может иметь слизистый блеск на поверхности.[5]

Фресно плесень и вязкость

В середине 20 века хлопчатобумажная мицелий -подобные наросты начали появляться в бутылках сладкого крепленые вина произведено в Калифорния с Центральная долина. Будучи креплеными, эти вина часто имели уровень алкоголя более 20%, что обычно является уровнем, который препятствует росту большинства организмов, вызывающих порчу, связанных с виноделием. Прозванная «плесенью Фресно» из-за того места, где она была впервые обнаружена, виновником этого роста было установлено L. fructivorans, вид, который можно контролировать с помощью санитарии и поддержания адекватного уровня диоксида серы.[2]

Немного Лактобациллы и Педиококк виды (особенно P. damnosus и P. pentosaceus) могут синтезировать полисахариды которые добавляют маслянистую вязкость к вину. На случай, если Лактобациллы, некоторые из этих сахаридов могут быть глюканы который может быть синтезирован из глюкозы, содержащейся в вине, с концентрацией всего 50–100 мг / л (0,005–0,01% остаточного сахара) и поражает, казалось бы, «сухие» вина. Хотя "вязкость" может возникать в бочке или резервуаре, она часто наблюдается в винах через несколько месяцев после их розлива в бутылки. Наибольшему риску развития этого дефекта подвержены вина с уровнем pH выше 3,5 и низким уровнем диоксида серы.[8]

Называется Graisse (или "жир") французами[7] и les vins filant Пастером эта ошибка наблюдалась в яблочные вина и сидр. Это также может быть вызвано другими микробами порчи, такими как Стрептококк слизистый, Candida krusei, и Acetobacter rancens.[8]

Мышь и привкус герани

Вина заражены L. brevis, L. hilgardii, и L. fermentum известны случаи, когда у них появляется аромат, напоминающий запах грызунов. помет. Аромат становится более выраженным, когда вино растирают между пальцами, и при употреблении может оставлять долгий неприятный запах. финиш. Аромат может быть очень сильным, обнаруживаемым на уровне чувствительности всего 1,6 частей на миллиард (мкг / л). За этим стоит точное соединение производные аминокислоты лизин создается в результате реакции окисления этанолом.[7] Хотя нежелательные виды LAB чаще всего связаны с этим недостатком, вино, зараженное Brettanomyces дрожжи в присутствии фосфат аммония и лизин, как известно, проявляют этот недостаток.[2]

Сорбат часто используется домашними виноделами в качестве ингибитора дрожжей, чтобы остановить алкогольное брожение при производстве сладких вин. Большинство видов молочнокислых бактерий могут синтезировать сорбат для производства 2-этоксигекса-3,5-диен с ароматом измельченного герань уходит.[7]

Tourne

По сравнению с яблочной и лимонной кислотами винная кислота обычно считается микробиологически стабильной. Однако некоторые виды Лактобациллы (особенно L. brevis и L. plantarum) могут разрушать винную кислоту в вине, снижая общую кислотность вина на 3-50%. Французские виноделы давно наблюдали это явление и назвали его Tourne (что означает «стать коричневым»)[7] в отношении изменения цвета, которое может произойти в вине одновременно, вероятно, из-за других действующих процессов в дополнение к потере винного камня. В то время как Лактобациллы является наиболее частым виновником Tourne, некоторые виды пленочных дрожжей порчи Candida может также метаболизировать винную кислоту.[2]

Неисправности, связанные со здоровьем

Смотрите также: Влияние вина на здоровье
Кадаверин является одним из биогенных аминов, которые некоторые виды LAB, особенно из Лактобациллы и Педиококк родов, имеют потенциал для производства.

Хотя наличие этилкарбамат не является сенсорной ошибкой вина, соединение предположительно канцероген который регулируется во многих странах. Соединение образуется в результате разложения аминокислоты. аргинин который присутствует как в виноградном сусле, так и высвобождается в вине в результате автолиза мертвых дрожжевых клеток. Хотя использование мочевина как источник азот, усваиваемый дрожжами (больше не законный в большинстве стран) был наиболее частой причиной появления этилкарбамата в вине, как О. oeni и L. buchneri были известны производящие карбамилфосфат и цитруллин который может быть предшественники к образованию этилкарбамата. L. hilgardii, один из "свирепых" Лактобациллы"разновидности, также подозреваются в способствовании выработке этилкарбамата. В Соединенных Штатах Бюро по налогам и торговле алкоголем и табаком установил добровольный целевой предел содержания этилкарбамата в вине до менее 15 мкг / л для столовых вин и менее 60 мкг / л для десертных вин.[2]

Биогенные амины считаются потенциальной причиной головные боли от красного вина. В вине, гистамин, кадаверин, фенилэтиламин, путресцин, и тирамин все были обнаружены. Эти амины образуются в результате разложения аминокислот, содержащихся в виноградном сусле и оставшихся после распада мертвых дрожжевых клеток после ферментации. Большинство ЛАБ могут создавать биогенные амины, даже некоторые штаммы О. oeni, но высокие уровни биогенных аминов чаще всего связаны с видами из Лактобациллы и Педиококк роды. в Европейский Союз, концентрация биогенных аминов в вине начинает контролироваться, в то время как в Соединенных Штатах в настоящее время нет никаких правил.[7]

Рекомендации

  1. ^ Том Мэнселл "Масляные бактерии: яблочно-молочное брожение и вы В архиве 2016-04-06 в Wayback Machine " Небесный пресс. 10 ноября 2009 г.
  2. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п q р s т ты v ш Икс у К. Фугельсанг, К. Эдвардс Винная микробиология Второе издание, стр. 29-44, 88-91, 130-135, 168-179 Springer Science and Business Media, New York (2010) ISBN  0387333495
  3. ^ а б c d е ж грамм час Жан Джейкобсон «Введение в практику и процедуры винной лаборатории» стр. 188-191, Springer Science and Business Media, Нью-Йорк (2010) ISBN  978-1-4419-3732-2
  4. ^ а б c d е Доктор Яир Маргалит, Руководство по технологии и эксплуатации винодельни для небольших виноделен стр. 75-78, 103 и 183-184 Гильдия признательности за вино (1996) ISBN  0-932664-66-0
  5. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м Б. Зекляйн, К. Фугельсанг, Б. Гамп, Ф. Нури Анализ и производство вина стр. 160-165, 292-302 и 434-447 Kluwer Academic Publishers, Нью-Йорк (1999) ISBN  0834217015
  6. ^ а б c d е ж Дж. Робинсон (редактор) "Оксфордский компаньон вина" Третье издание, стр. 422 и 508 Oxford University Press, 2006 г. ISBN  0-19-860990-6
  7. ^ а б c d е ж грамм час я j k л Джон Худельсон "Винные недостатки - причины, последствия, лекарства" стр. 46-53, Гильдия ценителей вина (2011) ISBN  9781934259634
  8. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п q р s Р. Бултон, В. Синглтон, Л. Биссон, Р. Канки Принципы и практика виноделия стр. 244-273 и 369-374 Springer 1996 г., Нью-Йорк ISBN  978-1-4419-5190-8
  9. ^ а б c d Сибилла Кригер "История малолактических бактерий в вине В архиве 2012-09-15 в Wayback Machine стр. 15-21. Доступ: 14 мая 2013 г.
  10. ^ Мартино, Б., Акри, Т.Э. и Хеник-Клинг, Т. "Влияние типа вина на порог обнаружения диацетила " Food Research International. Том 28, Выпуск 2, 1995 г., страницы 139–143
  11. ^ Симадзу Ю., Уэхара М. и Ватанбе М. "Превращение лимонной кислоты в уксусную кислоту, ацетоин и диацетил бактериями молочной кислоты виноделия " Сельскохозяйственная и биологическая химия 49 (7), 2147-2157, 1985.
  12. ^ Ян Клер Нильсен и Марианна Ришелье "Контроль развития вкуса вина во время и после яблочно-молочного брожения с помощью Oenococcus oeni " Прикладная и экологическая микробиология. Февраль 1999 г. 65 нет. 2 740-745
  13. ^ Роттер, Бен. "Sur lie и bâtonnage (без контакта и перемешивания) ". Улучшенное виноделие, 2008. Проверено 12-Фев-2016.
  14. ^ Кригер, С., Триоло, Г., Дулау, Л. "Бактерии и качество вина " Лаллеманд. (2000) Доступ: 14 мая 2013 г.
  15. ^ Wibowo, D., Eschenbruch, R., Davis, C.R., Fleet, G.H., и Lee, T.H. "Возникновение и рост молочнокислых бактерий в вине " Американский журнал энологии и виноградарства. Vol. 36 № 4 302-313 (1985)

внешняя ссылка