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采后处理与加工研究室
孙悦 刘延琳
醋酸菌能很好地适应富含糖和酒精的环境， 它们是革兰氏阴性，严格好氧， 化能有机营养的微生物。目前醋酸菌科被归入变形菌门、α - 变形菌纲（Alphaproteobacteria）、红螺菌目（Rhodospirillales）中，它由1 8 个属组成。其中醋杆菌属（Ac e t o b a c t e r ） 、葡糖杆菌属（Gluconobacter）和葡糖醋杆菌属（Gluconacetobacter）是与葡萄和葡萄酒败坏相关的醋酸菌。
一些以PCR技术为基础的鉴定技术使得醋酸菌的鉴定得以快速进行，16SrDNA的测序分析：1997 年Yamade等人在16SrRNA序列分析和泛醌系统的化学分类基础上，提议将原本归属于醋杆菌属的葡糖醋杆菌亚属，提升为一个独立的属——葡糖醋杆菌属；16SrDNA的RFLP分析和16S-23SrDNA ITS区的RFLP分析可以在种、属的水平上对醋酸菌进行区分。Gammon等应用real-time PCR对软饮料中葡萄杆菌属和葡糖醋杆菌属的醋酸菌进行了数量分析。而对于种内不同菌株间的区分技术包括ERIC-PCR和REP-PCR，以及应用的比较成功的RAPD-PCR技术。
醋酸菌能将乙醇经过乙醛氧化生成乙酸。在乙醇的成醋反应中，有两个关键酶，即乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶。醋酸杆菌还能够通过三羧酸循环（TricarboxylicAcid Cycle，TCA）继续将乙酸和乳酸氧化成CO2和H2O，而有些株系能够将己糖直接氧化成葡萄糖酸盐及葡萄糖酮酸，这两种产物不能被醋酸菌继续氧化，作为终产物积累在葡萄酒中。被醋酸菌污染的葡萄酒会产生刺鼻的醋酸味、坚果味、烂苹果味和其他一些异味，从而使葡萄酒的果香减弱。中间代谢产物乙醛使葡萄酒带有明显的雪利酒味、烂苹果或坚果味（香味阈值为0.5mg/L）；乙酸带有苦味和醋味；乙酸乙酯具有辛辣的刺激味和指甲油清洗剂的味道（阈值为7.5mg/L）, 被醋酸菌污染的葡萄酒其含量往往比较高。此外，还生成类似鼠味的杂环化合物。
醋酸菌有效地将酒精转化为醋酸的能力被应用于制醋的生产中，然而这种能力在葡萄酒生产中会导致葡萄酒的败坏，因此在酿酒工业中认为它们是有害微生物，不受酿酒师的欢迎。在葡萄和葡萄酒酿造的各个阶段都易遭受醋酸菌的酸败作用，因此充分认识醋酸菌败坏的产生，对降低醋酸菌污染的概率具有重要意义。
1 醋酸菌病害的产生及防治
1.1 葡萄浆果及葡萄醪
健康浆果上的醋酸菌数量一般为102～105cfu/mL，并且以氧化葡萄糖杆菌为主要菌群，受灰霉菌感染的葡萄，醋酸菌的数量会明显增加，可达到106个/mL。醋酸菌的数量还受葡萄品种、产区以及季节等条件的影响。
破损的或受真菌感染的葡萄浆果上葡萄醋杆菌属为主要菌群，此种情况下，破损的葡萄释放的糖类化合物被酵母菌代谢成乙醇，而乙醇是醋酸杆菌属优先利用的碳源。此外，醋酸菌对浆果中的糖进行氧化，生成葡萄糖酸。在葡萄汁制备过程（除梗破碎和泵送过程）中，由于接触到酒厂设备葡萄醪可能受到污染，残留的醋酸菌会增殖，醋酸菌产生的乙酸能使葡萄醪败坏。因此，采收葡萄时要剔除霉变、破裂的葡萄果穗，收获的葡萄和葡萄汁运输过程中要求隔氧，并添加足够的SO2，尽量缩短葡萄醪加工前的暂贮期。
1.2 酒精发酵
一些证据表明，酒精发酵过程中醋酸菌的生长影响酵母菌的生长活动。葡萄糖杆菌和醋酸杆菌的繁殖能延缓酒精发酵，但是酵母抑制物的性质和重要性还不清楚。当发酵醪中醋酸菌的数量达106个/mL时，足以使酿酒酵母死亡，但是这种拮抗的机制还不清楚。另一项研究发现，在麝香葡萄和琼瑶浆酒精发酵过程，醋酸菌使酵母生存能力轻微减弱，酵母的代谢受到显著影响。因此，尽量使用启酵快、发酵能力强的酿酒酵母，再加上较高的接种量，这样就会使非酿酒酵母以及醋酸菌等细菌的生长受到抑制。
葡萄缪在发酵时会有大量热量产生，温度过高也会使酵母失去代谢能力, 却使醋酸菌的活性大大提高，从而易产生醋酸菌病害。醋酸菌病害的典型症状是酒精发酵不完全，高残糖、低酒精，戊醇和甘油含量也会降低，而乙酸、乙醛、乙酸乙酯和葡糖酸的含量升高。乙醛除了会影响葡萄酒的香味和口感外，还与SO2有较强的结合能力，降低游离SO2的含量。因此，在红葡萄酒酿造过程中，要及时倒灌以防止局部升温过快。
1.3 成熟、陈酿过程
在酒精发酵和苹果酸乳酸发酵之后，红葡萄酒通常要进行成熟、陈酿才能出售。而用于成熟过程的容器，尤其是旧橡木桶，经常是醋酸菌的重要来源。即使是不带有相关的酵母和细菌的新橡木桶，在装入未进行灭菌处理的葡萄酒后会很快滋生醋酸菌。
醋酸菌最适生长温度为25～30℃，在28℃时引起葡萄酒的败坏速度要比在23℃时快1倍；而在23℃时的败坏速度又相应地要比在18℃的快1倍。因此，较低的储酒温度能在很大程度上抑制醋酸菌的生长，在葡萄原酒陈酿期间要进行满罐保存并及时添罐, 不要留有空隙，若无法保持满罐状态，则应充入氮气等惰性气体进行密封保护。
1.4 瓶储过程
不是所有葡萄酒在装瓶之前都经过无菌过滤处理，尤其是红葡萄酒，经常会有少量的残留细菌（<103cfu/mL）, 装瓶后的葡萄酒如果在不理想的条件下存放较长时间，这些细菌（尤其是醋酸菌）就会繁殖并且引起葡萄酒的败坏。
醋酸菌在瓶装葡萄酒内的增殖很少引起人们重视。无论是红葡萄酒还是白葡萄酒，用天然软木塞密封的酒瓶，水平存放比垂直存放更能保持较好的葡萄酒品质。在西拉的瓶装葡萄酒的研究中，对残存巴氏醋杆菌（A. pasteurianus）的增殖结果表明，垂直存储的葡萄酒由于氧气通过瓶塞的渗入量不同导致葡萄酒不同程度的败坏。EJBartowsky 等将西拉酒直立存放5个月进行随机调查，并且根据瓶颈处是否有环状沉淀进行分类并且进行化学和感官上的分析，结果表明随着巴氏醋杆菌数量的增多这些葡萄酒的化学组成有明显的改变。与未败坏葡萄酒相比，严重败坏的葡萄酒乙醛含量增加了4倍，乙酸乙酯含量增加了7倍。因此，瓶装葡萄酒贮存更要小心谨慎，尽量水平存放，密封保存，减少氧气进入瓶中的机会即减少醋酸菌败坏的几率。
2 结语
葡萄浆果、葡萄酒以及酿造设备都是醋酸菌的生境，而葡萄酒中的醋酸菌主要来源于葡萄浆果、酿造设备以及旧橡木桶。因此为了保证葡萄酒的质量，要选择健康状况良好的葡萄原料，对葡萄酒酿造设备、输送管道、贮存容器等进行彻底清洗和消毒处理，操作过程要严格严谨，做好葡萄酒的管理工作。只有这样才能有效地防治葡萄酒中醋酸菌危害的产生，降低不必要的损失。
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