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1、!#年第$期#月出版!%葡萄酒酿造中的微生物及现代科学技术的应用和展望杨潞芳#郭红珍&山西农业大学食品学院，太谷#$(#杨潞芳，女，在读硕士，主要研究方向果品加工及野生植物资源的利用。收稿日期：!)$!)!摘要总结了葡萄酒生产中的微生物应用，包括有益的酵母菌和乳酸菌的使用和有害菌的危害和防治，最后对一些生物技术在葡萄酒酿造中的应用前景做了展望。关键词葡萄酒微生物生物技术展望葡萄汁转化为葡萄酒本质上是一个微生物作用的过程。所涉及到的微生物种类很多，既有有益菌的作用，如酵母菌直接参与发酵，把糖变成酒，其副产物对葡萄酒的口味和香气有着重要的影响；乳酸菌是高酸度葡萄酒，尤其是红葡萄酒二次发酵的主角，起
2、着降低酸度、改善口味、增强香气、提高稳定性的作用；灰葡萄孢是一种霉菌，其感染的贵腐葡萄酿造的贵腐葡萄酒是一种风味独特的高档葡萄酒。另外还有有害微生物，如某些酵母、细菌、霉菌的侵染会影响酒的风味，甚至引起酒变质，导致酿酒失败。因此了解葡萄酒生产中的微生物知识，一些前沿科学技术在葡萄酒生产中的应用，对葡萄酒的产业化生产更是有着巨大地推动作用。$葡萄酒生产中酵母的使用及活性干酵母的应用酵母菌是葡萄酒发酵的主要微生物，获得优质的葡萄酒，将不同特点的葡萄品种的品质充分发挥出来，酵母的微生物构成及其特点是非常重要的。用于葡萄酒生产的良好酵母菌株应具有下列特性：!发酵能力强；发酵完全；#具有稳定的发酵特性，
3、发酵行为可以预测；$具有良好的乙醇耐受能力；%不产生不良气味物质；&具有良好的*+!耐受能力；发酵结束时凝聚，便于从酒中分离。生产中一般选择葡萄酒酵母菌。葡萄中的糖类在酵母菌及其产生的一系列酶的作用下转化为乙醇和,+!，生成葡萄酒中主要的风味物质酒精。在这一过程中会生成一些重要副产物，共同赋予葡萄酒特有的风味。如甘油使酒味清甜和圆润，醋酸可生成呈香酯类物质，琥珀酸可增进酒的爽口性，来自酵母本身的一些含氮物质及其所产生的高级醇，也是构成葡萄酒香气的主要成分。在葡萄酒酿造中，选择好的酵母菌种及菌种的培养起着关键的作用。为了解决葡萄酒厂扩大培养酵母的麻烦和鲜酵母易变质不好保存等问题，国内外已利用现代
4、酵母工业的技术来大量培养葡萄酒酵母，然后在保护剂共存下，低温真空脱水干燥，在惰性气体保护下，包装成商品出售。这种酵母具有潜在的活性，故称之为活性干酵母。目前国内外均有优良的葡萄酒活性干酵母生产。葡萄酒活性干酵母一般是浅灰黄色的圆球形或圆柱形颗粒，含水分低于-./.，含蛋白质 0./-.，酵母细胞数!1$2个 3 4/#1$2个 3 4，保存期长，起封后最好一次用完。活性干酵母除了具有结构、纯度标准和压倒果实本身附带的各种野生酵母菌和其它杂菌的能力外，还应具备不易失活，对温度、*+!和酸性环境适应性强，耐贮存，便于包装和运输、使用方便的特点。在使用时，需要掌握复水活化、适应使用环境、防止污染三个
5、关键环节。葡萄酒活性干酵母在实际应用中为葡萄酒质量控制提供了最有效的手段和保证。在发酵中，活性干酵母在数量上占相对优势，能形成同质性及稳定性的群体，使葡萄酒酿造者更易于测试其纯度、活性及酵母菌种特征。同时因其易于获得理想和可靠的接种及无需进一步的技术投入，葡萄酒活性干酵母在山 西 食 品 工 业!#$%&()&$)*!+,-!#年第$期#月出版!%现代葡萄酒酿造中成为最基本、最可靠且成本最低的生产要素。!苹果酸&乳酸发酵()*+*),-.,/01(02-)-.+2 3456 中的微生物及其作用!7$345 中的乳酸菌葡萄酒的苹果酸&乳酸发酵是酒精发酵后由乳酸菌*),-.,),.8 9),-01
6、.)4:;6引起的第二次发酵，将苹果酸经脱羧作用转化为乳酸和=!和酒精度，在低?条件下有较高的苹果酸分解率。通常，用该属细菌进行 345 后，葡萄酒变得柔和，香气加浓。!7!345 的作用!7!7$降酸作用在较寒冷地区，葡萄酒的总酸尤其是苹果酸的含量很高，乳酸菌以 4&苹果酸为底物，在苹果酸乳酸酶催化下转变成 4&乳酸和=!结合的物质如!&酮戊二酸、丙酮酸等，释放出=!，游离的=!会与花色苷结合而降低酒的色度，有时能下降到#C左右。#葡萄酒主要的微生物病害及防治#7$主要微生物病害#7$7$酒花菌病害酒花菌是产膜酵母的俗称。葡萄酒感染这种病害时，表现为在酒的表面产生一层灰白色或暗黄色的膜，时间
7、长了逐渐增厚，形成白色干燥的菌醭。这种膜将酒面全部盖满。随着病害发展，老膜开始破裂，分成无数白色的小片或白粒下沉，使酒出现浑浊，口味变坏，有乙醛怪味。#7$7!醋酸菌病害醋酸菌侵染时，酒液表面产生一层淡灰色的薄膜，最初是透明的，以后变暗，有时变成一种玫瑰色薄膜并出现皱纹，然后薄膜部分脱落沉入容器中，形成一种粘性稠密物体使酒体浑浊，发出不良醋酸气味，挥发酸含量增高。#7$7#苦味菌病害苦味芽孢杆菌侵染葡萄酒使之变苦，多发生在红葡萄酒和老酒中。受感染的葡萄酒中还原糖、酒石酸盐类和甘油含量都减少，总酸、挥发酸含量增加。#7$7 A乳酸菌病害与 345 不同，是在特定的乳酸菌作用下使酒质更柔和协调。而
8、乳酸菌病害则是几种菌共同发酵葡萄酒中的糖，产生乳酸、二氧化碳、醋酸、甘油等，使酒具有酸白菜和酸牛奶味。#7!防治措施每种病害有一定的治疗措施，一般从原料、发酵、储存、灌装、瓶贮等几个环节加以控制。但通用的基本治疗方法有两种，即加热杀菌和硫酸法杀菌。杨潞芳：葡萄酒酿造中的微生物及现代科学技术的应用和展望!#年第$期#月出版!%&现代科学技术手段在葡萄酒生产中的应用&$酶对葡萄酒的澄清作用及固定化酶的应用葡萄酒生产中，除了酵母菌和乳酸菌分泌酶的重要作用外，还有果胶酶、蛋白酶和其它风味酶的作用。果胶酶可以增加葡萄汁的榨出率，有利于澄清和过滤，还可提高葡萄酒的质量。在加热酿造法生产高质量的红葡萄酒时，
9、在加热的麦芽汁中加入分解果胶的酶制剂，使果汁粘度降低，同时酶的加入，也促进了花色苷的提取。其它酶制剂有蛋白酶，蛋白酶用于水解葡萄酒中的蛋白质和多肽，改善白葡萄酒中胶体稳定性和热稳定性，取代皂土的使用。葡聚糖酶，用于水解!(葡聚糖，改善晚收获葡萄汁和葡萄孢感染葡萄酒的滤过性能；脲酶，用于水解尿素；尿素是氨基甲酸乙酯的前体物质之一，在葡萄酒储存和运输过程中如果温度升高，有可能产生氨基甲酸乙酯；葡萄糖苷酶，用于水解某些品种葡萄中的萜烯葡萄糖苷，改善它们的香味和胶体稳定性。随着固定化酶技术的发展，葡萄酒生产中的酶类都有可能进行固定化处理，固定化不仅能使反应速率加快，而且在酶的回收和重新使用上具有经济意
10、义。&!生物传感器及一些重要检测技术在葡萄酒生产中的应用生物传感器是由固定化酶或细胞和电化学或物理传感器组成的一种能测定溶液中某种或某一类化学物质的传感装置。随着生物传感技术的发展，它已开始应用于临床医学、制药工业、发酵工业和食品工业。生物传感器在葡萄酒发酵中的应用有：发酵液的糖浓度测定，利用同化糖传感器可以在线测定发酵液中葡萄糖、果糖、蔗糖的含量；#发酵液中酒精浓度的测定，用生物传感器或化学传感器可以实现酒精浓度的在线测定；$发酵液中菌体浓度测定，发酵液菌体浓度是一个生物学参数，从某种意义上说，菌体浓度多少代表着发酵进行的旺盛与否，任何情况下发酵率与酵母量都应成比例地保持一常数。如果用菌体浓
11、度传感器在线测定发酵液中酵母菌的浓度，对于控制葡萄酒发酵是极为必要的。除了使用生物传感器外，还有其它一些现代分析技术的应用，如生物量、尾气成分和发酵液成分检测。生物量的检测分析可通过干细胞浓度、)*+含量、沉降量或压缩细胞体积、粘度、浊度等的测定来获得。发酵尾气是重要的发酵过程间接变量，气体在线分析获得的耗氧率和,-!释放率是目前最有效的生物代谢指标。&#生物技术在酵母菌鉴定中的应用在发酵的葡萄汁中，不同属别的酵母菌种，可根据它们的一些特性，如形态、性能、生理机能、遗传性等加以区别和辨认。而在同属类中，辨别不同酵母菌种的能力却日益重要。现代分子生物学和蛋白质化学的发展为酵母菌个体特性的研究和鉴别提供了新的技术和测试手段。蛋白质电泳技术、)*+测定分析、多肽长链的测定及染色体的酶解图谱等已成为酵母菌测试及鉴定的常规方法。参考文献$郝利平 果品蔬菜加工学 太原：山西高校联合出版社，$./$#!0$&1!朱宝镛 葡萄酒工业手册 北京：中国轻工业出版社，$.2#%/0 2&$信息交流山西省食品工业研究所与山西省源源醋业股份有限责任公司就年产万吨老陈醋系列产品工程项目已达成技术合作协议，该项目选址在阳城县芹池镇原庄村工业园区，主要产品包括营养醋、精品老陈醋、袋装老陈醋等三大系列十余种产品。该项目对发挥本地名优产品、调整产业结构、带动当地农民收入具有深远的意义。3田莉4山 西 食 品 工 业