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葡萄酒知识
干红葡萄酒苹果酸—乳酸发酵的技术条件 [2013/5/21 16:27:11]   来源:国家葡萄葡萄酒产业网 编辑:Admin 【字体:|】【打印:打印
  从20世纪70年代末,在酒精发酵后采用苹果酸-乳酸发酵酿制葡萄酒的方法,已经在欧洲葡萄酒界被广泛使用,90年代中期,在我国逐渐推广开来,现在这一技术已经被广泛地应用于葡萄酒酿造过程中。

   在实际工作中,我们在干红发酵的葡萄醪和新酿成的葡萄酒里,通过显微镜的检验,除了发现大量的酵母细胞以外还发现了相当数量的细菌,有球形的,有杆状的,这种细菌细胞比酵母细胞要小得多,这就是进行苹果酸-乳酸发酵的明串珠菌(LEUCONOSTOC GRACILE),它在酵母菌进行酒精发酵的同时,就已经进行开始繁殖和发酵了,但是由于酵母的生长优势,细菌受到了酵母菌的抑制,待到酒精发酵进入尾声,在适合的条件下,这些细菌才会迅速繁殖,进行苹果酸-乳酸发酵,直到将苹果酸全部转化为乳酸为止。现在酿酒师多数采用人工添加明珠串菌的办法进行苹果酸-乳酸发酵,这样可以尽快结束葡萄酒的发酵工艺过程。

   按照酵母菌和明串珠菌的生活习性,在发酵优质干红葡萄酒时,注意必须做到以下几点:(1)酿酒时必须做到糖由酵母发酵,苹果酸由细菌发酵。(2)当糖与苹果酸全部消失,葡萄酒的生物变化才算结束,这时应采取添加二氧化硫等工艺方法进行抑制和灭菌,(3)为发酵的尽快完成创造有利条件,使糖与苹果酸早点被转化为酒精和乳酸,减少酿造时间和减少被污染的危险,避免出现异常变化。

   苹果酸-乳酸发酵的主要降酸作用可用下列反应式表示:
       苹果酸 →  乳酸  +   CO2↑

   苹果酸有两个酸基,是二元酸,乳酸只有一个酸基。一分子苹果酸生成一分子乳酸,酸度减少了一半,另一个酸基在细菌的生物化学作用下被转化为碳酸气逸出。

   一般在温度较低的醪液中,从事苹果酸-乳酸发酵的细菌以球型菌为多数;在温度较高的醪液中,从事苹果酸乳酸发酵的细菌以杆菌为多数。

   一、细菌的自然生长

   明串珠菌在葡萄酒酿造时使用十分广泛,其生命周期一般为四个阶段。第一阶段,繁殖发育期。当葡萄醪液入罐以后,在酒精发酵起酵以前,酵母菌和细菌同时开始繁殖,细菌总数达到足够数量。第二阶段,潜伏期。由于发酵优势和酒精的生成,细菌数量受到抑制而下降。最后能在新葡萄酒中存活下来的细菌数量很少,每毫升只有几千个。经过约7天的潜伏期后,酒精发酵进入后酵,细菌开始繁殖发育。经过检验,我们可以看到这时酒精发酵和苹果酸-乳酸发酵同时进行,但是苹果酸-乳酸发酵仍然受到酒精发酵的抑制,只有等到酒精发酵结束后,这种细菌才开始大量繁殖。第三阶段,繁殖发育期。在后发酵期间,明串珠菌便开始了大量繁殖发育期,它们利用酒汁里的营养和酵母细胞溶解的营养物质,开始了大量繁殖,达到了对数增长期。这时明串珠菌的细菌数达到了100万个/ml,从检验结果可以看到苹果酸的减少和乳酸的增加。第四阶段,衰退期。随着苹果酸的分解逐渐结束,苹果酸-乳酸发酵也将逐渐停止,发酵醪进入了平静期,细菌细胞像酵母菌细胞一样随之衰退,随酒泥沉淀到罐底,而被分离清除出去。干红葡萄酒的发酵期到此结束了,葡萄酒进入了陈酿期。

   苹果酸-乳酸发酵的人工接种,随着科学的不断发展,明串珠菌已进入了工厂化生产,被酿酒师广泛使用着,采用人工接种的办法,能使发酵醪尽快地进行苹果酸-乳酸发酵。在前发酵结束的后,加入已活化的明串珠菌,使苹果酸-乳酸发酵尽快启动,尽早结束。这样可增加工厂效率,减少杂菌污染的时间。接种人工明串珠菌,可以达到优化细菌,制造优质酒的目的,无论是自然繁殖的还是人工添加的明串珠菌其生活规律是相同的。

   二、PH值的影响

   我们知道,细菌适应的PH值比较高,最合适的PH值4.2~4.5,但是,这一PH值和酸度远远不适应葡萄酒的生产,我们必须按照葡萄酒的生产标准并且遵循明串珠菌的生活规律来研究一个合适的PH值,葡萄酒的PH值一般在3.0~3.6之间,这是明串珠菌分解苹果酸成乳酸的开始。笔者曾试验,在PH2.8条件下,即使其他条件再合适,苹果酸-乳酸发酵也很难启动。而PH值>2.8的醪液都启动了苹果酸-乳酸发酵。所以我建议在开始启动苹果酸-乳酸发酵时PH值最好调整在>2.8的范围内,否则苹果酸-乳酸发酵的启动十分困难。

   三、温度条件

   苹果酸-乳酸发酵所需的最合适温度20~25℃,低于15℃或高于30℃时,发酵将受到抑制或终止。在烟台地区,进行苹果酸-乳酸发酵工艺的过程一般是在10月中旬至11月上旬之间,个别早熟品种进行得更早,在这段时间的罐内温度一般在18~22℃之间,非常适合苹果酸-乳酸发酵,其他地区,特别是秋冬季节变化较快的地区,要注意保温,给苹果酸-乳酸发酵提供一个合适的温度。只有使苹果酸-乳酸发酵顺利完成,干红葡萄酒才能够健康无忧无虑的越冬,才能够保证在来年新酒的稳定性达到要求。

   四、通气的影响

   明串珠菌(LEUCONOSTOC GRACILE)是苹果酸-乳酸发酵的主要细菌,是好气性微生物,在繁殖和发酵过程中,喜欢有少量空气。在实际操作时,我们在酒精前发酵结束或在接入细菌以后,进行开放式循环操作,通入适量空气(有条件的企业最好运用微氧技术),这样苹果酸-乳酸发酵的启动较快,细菌细胞比较肥壮饱满。注意通空气时,一定要适量通入,过量的空气会影响葡萄酒的质量。

   五、细菌的营养条件
 
   苹果酸-乳酸发酵的细菌对营养的要求远远超过酵母菌。尤其是对氨基酸的需求。虽然葡萄酒内含有足够的各种维生素B,但仍然不能满足细菌的生活要求,细菌中的杆菌和球菌都不同于酵母,它们不会合成它们缺乏的营养成分。它们必须1种含氮的碱基,4种维生素和18种氨基酸。由于菌种不同对维生素的种类需求会有所不同,虽然葡萄酒中存在着多种氨基酸,但对于细菌来说,有时还是有部分的营养缺乏,除此以外,还需要大量的锰、镁与钾等矿物质,在酿酒时要密切注意,防止营养缺乏而抑制苹果酸-乳酸发酵。

   六、酒精浓度的影响

   酒精浓度越高,能生存的明串珠菌就越少,因而苹果酸-乳酸发酵的启动就越慢。在实际生产中,最好在前发酵结束时就开始接种明串珠菌,尽早诱导发酵。葡萄酒的酒度越高,诱导期就越长。

   七、二氧化硫的影响

   在葡萄酒酿造过程中,既要用二氧化硫防止杂菌的污染,又不能因SO2阻碍苹果酸-乳酸发酵的启动,这是一对矛盾。如何既要防止杂菌污染又保证苹果酸-乳酸发酵顺利进行呢?首先是要做好进厂葡萄的卫生工作,其次是适当使用SO2,我们在实际生产工作中,在破碎后的葡萄醪里,加入60mg/L的SO2,在苹果酸-乳酸发酵结束以前,不再添加SO2。需要注意的是不单是游离SO2对苹果酸-乳酸发酵有阻碍作用,结合型SO2对苹果酸-乳酸发酵也有一定的阻碍作用。为了保证新葡萄酒的健康过冬,必须保证苹果酸-乳酸发酵的顺利完成,在苹果酸-乳酸发酵结束后,要尽快补加SO2,使总SO2达到100mg/L以上,游离SO2达到30mg/L以上。

   综上所述,影响苹果酸-乳酸发酵的主要影响因素是:①细菌自身的生长优势,②PH的影响,③温度的影响,④通气的影响,⑤营养成分条件的影响,⑥酒精浓度的影响,⑦二氧化硫的影响。实际工作中要密切注意诸因素的关系,确保在发酵过程中达到最适合的状态。除此以外要十分注意工艺环节中的卫生,这一点非常重要。以上一点体会,希望同行朋友批评指正。

   参考文献:
   1.  葡萄酒科学与工艺, E.卑诺  编著,朱宝镛  赵光鳌  刘吉泉 译
   2.  葡萄酒工艺学, 朱梅  李文庵  郭其昌   编著