第二節(jié) 蘋果酸-乳酸發(fā)酵
蘋果酸-乳酸發(fā)酵對(duì)不同類型的果酒的作用是不同的。酸度高且蘋果酸含量高的果酒進(jìn)行蘋果酸-乳酸發(fā)酵可降低酸度,改善風(fēng)味;酸度低的果酒進(jìn)行蘋果酸-乳酸發(fā)酵會(huì)使酒變得過于淡薄,應(yīng)避免此種情形的發(fā)生。釀造果香突出的果酒一般不進(jìn)行蘋果酸-乳酸發(fā)酵,以免影響酒的清新感。蘋果酸-乳酸發(fā)酵將果酒中具有尖酸口味特征的蘋果酸降解為酸味溫和的乳酸并釋放出CO2。
一、蘋果酸-乳酸發(fā)酵的機(jī)理
蘋果酸是大多數(shù)果酒中的固定酸之一,其生理代謝活躍,極易被乳酸菌分解利用。MLF就是蘋果酸-乳酸細(xì)菌分解酒中L-蘋果酸產(chǎn)生L-乳酸并釋放出CO2的過程。通常菌體密度達(dá)106CFU/mL時(shí),蘋果酸開始被分解,細(xì)菌數(shù)達(dá)107~108CFU/mL時(shí),蘋果酸被大量分解。根據(jù)對(duì)微生物體內(nèi)酶的認(rèn)識(shí)及酶所催化的反應(yīng)機(jī)制研究,參與MLF過程中蘋果酸向乳酸的轉(zhuǎn)變的酶可能有:蘋果酸-乳酸酶(MLE)、蘋果酸酶(ME)、蘋果酸脫氫酶(MDH)、草酰乙酸脫羧酶(OADC)、乳酸脫氫酶(LDH)、煙酰胺核苷酸轉(zhuǎn)氫酶(NNTH)等。
在細(xì)胞體內(nèi),所有構(gòu)成代謝的生化反應(yīng)只有在具有必需的酶類條件下才可能進(jìn)行。酶的最基本的特性之一,就是對(duì)反應(yīng)底物和所催化的反應(yīng)種類的特異性。所以,如果知道某一轉(zhuǎn)化的特性,就可能確定這一轉(zhuǎn)化機(jī)理,根據(jù)對(duì)生物(包括微生物、植物和動(dòng)物)酶的認(rèn)識(shí),MLF的轉(zhuǎn)化途徑曾被認(rèn)為是按以下2種方式進(jìn)行的。
途徑1:蘋果酸→草酰乙酸→丙酮酸→乳酸。在這一反應(yīng)鏈中,需要3種酶,即蘋果酸脫氫酶(MDH)、草酰乙酸脫羧酶(OADC)和乳酸脫氫酶(LDH)。
途徑2:蘋果酸→丙酮酸→乳酸。這一途徑中需要在多數(shù)生物中發(fā)現(xiàn)的蘋果酸酶的作用,它可將蘋果酸直接脫羧轉(zhuǎn)化為丙酮酸;丙酮酸在LDH作用下被還原為乳酸。
已經(jīng)證明,蘋果酸-乳酸菌(MLB)具有2種乳酸脫氫酶:L-乳酸脫氫酶(L-LDH)和D-乳酸脫氫酶(D-LDH),按以上的轉(zhuǎn)化途徑,丙酮酸將生成L-乳酸和D-乳酸2種產(chǎn)物。事實(shí)上,MLB在己糖發(fā)酵中,D-LDH、L-LDH的確能夠?qū)⒈徇€原,生成D-乳酸、L-乳酸。而MLF過程中L-蘋果酸只被轉(zhuǎn)化成L-乳酸,甚至一些沒有L-LDH只有D-LDH的突變MLB菌株進(jìn)行MLF時(shí)也只產(chǎn)生L-乳酸。因此。LDH可能與MLF過程中L-蘋果酸向L-乳酸的轉(zhuǎn)化無(wú)關(guān)。這也表明MLF不可能經(jīng)過丙酮酸途徑。目前的觀點(diǎn)認(rèn)為,MLF是L-蘋果酸在MLE催化下直接轉(zhuǎn)變成L-乳酸的過程。這一途徑可以表示如下:L-蘋果酸→L-乳酸+CO2。
從腸膜明串珠菌中分離純化MLE,該酶為誘導(dǎo)酶,只有當(dāng)蘋果酸和可發(fā)酵糖存在時(shí),細(xì)菌才能在胞內(nèi)合成。MLE為多酶復(fù)合體,并與乳酸脫氫酶緊密結(jié)合;NAD+為輔酶,Mn2+為激活劑。MLE只能將L-蘋果酸轉(zhuǎn)變成L-乳酸而不生成D-乳酸。草酸銨鹽、1,6-二磷酸果糖、L-乳酸為MLE的非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑;琥珀酸、檸檬酸和酒石酸為該酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑。
經(jīng)過MLF,酸味尖刻的二元酸L-蘋果酸轉(zhuǎn)變?yōu)樗嵛度岷偷囊辉酟-乳酸,果酒酸度降低,果酒酸澀、粗糙等特點(diǎn)消失,果香、醇香增加,口感改善,質(zhì)量提高。另外,蘋果酸的生理代謝活躍,易被微生物分解利用,經(jīng)過MLF還能增加果酒的生物穩(wěn)定性,并生成雙乙酰和乙偶姻而增加果酒的風(fēng)味復(fù)雜性。
二、影響蘋果酸-乳酸發(fā)酵的因素
MLF對(duì)環(huán)境條件的要求與乙醇發(fā)酵相比要苛刻得多,影響MLF的因素包括乳酸菌的營(yíng)養(yǎng)條件、酒精濃度、二氧化硫濃度、發(fā)酵溫度、pH值等,這些因素不同程度地影響MLF的進(jìn)程。
1.營(yíng)養(yǎng)條件
MLB比酵母對(duì)營(yíng)養(yǎng)的要求高,要求許多微量元素和生長(zhǎng)因子,這就是酵母的降解可以刺激蘋果酸乳酸轉(zhuǎn)化的原因。和酵母相比,細(xì)菌要求一些氨基酸的出現(xiàn),即它們不能利用氨合成所有20種氨基酸。不同菌株對(duì)氨基酸的要求不同。酵母在發(fā)酵的后期釋放氨基酸,所以氨基酸的限制不再是一個(gè)問題。有觀察到在酵母發(fā)酵之前或發(fā)酵之后更易發(fā)生蘋果酸乳酸轉(zhuǎn)化,但如果在乙醇發(fā)酵活躍期接種,這種轉(zhuǎn)化很少發(fā)生。
除了氨基酸外,乳酸細(xì)菌還需要煙酸和泛酸,有時(shí)還需要核黃素和吡哆醇;碳水化合物主要是果糖和葡萄糖;Mn2+、Co2+、Zn2+、Mg2+等是乳酸菌代謝所必需的礦物質(zhì);精氨酸對(duì)于乳酸菌的生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用。
2.酒精濃度
酒精濃度過高會(huì)對(duì)乳酸菌的新陳代謝產(chǎn)生抑制作用,尤其當(dāng)酒精度超過了10%(體積分?jǐn)?shù)),酒精就會(huì)變成阻礙乳酸菌生長(zhǎng)的重要因子,不同的菌株對(duì)酒精濃度的抗性不同。研究表明,12.5%的酒精不僅抑制乳酸菌的生長(zhǎng),還造成乳酸菌的大量死亡。在釀造果酒時(shí),人們常常考慮在發(fā)酵醪酒精度較低時(shí)盡早進(jìn)行蘋果酸-乳酸發(fā)酵。酒精度越高,誘導(dǎo)期就越長(zhǎng),酒中的乳酸菌數(shù)目也越稀少,蘋果酸分解速度就越慢。
3.二氧化硫濃度
二氧化硫(SO2)對(duì)乳酸菌是一個(gè)強(qiáng)烈的抑制因子,SO2能夠強(qiáng)烈抑制ATP酶的活性。果酒中的二氧化硫有結(jié)合二氧化硫、游離二氧化硫等存在形式,游離二氧化硫比結(jié)合二氧化硫?qū)θ樗峋饔脧?qiáng),二氧化硫?qū)μO果酸-乳酸發(fā)酵的抑制作用取決于使用的乳酸菌種、果酒的pH值以及酒中存在的可溶性固形物含量。
一般情況下,總二氧化硫在100mg/L以上,或結(jié)合二氧化硫在50mg/L以上,或游離二氧化硫在10mg/L以上,就可抑制果酒中乳酸菌繁殖。
MLB對(duì)SO2非常敏感,比酵母敏感得多。所有MLB具有相同的敏感性,酒類酒球菌中沒有耐受性菌株。酵母產(chǎn)生一定量的SO2,產(chǎn)生的亞硫酸鹽量在20mg/L以上,如果pH條件合適,足以抑制MLB的生長(zhǎng)。酒類酒球菌對(duì)亞硫酸鹽的耐受性達(dá)30mg/L,對(duì)低pH耐受的菌比不耐受的菌生存得更好。在酸性培養(yǎng)基(pH3.5)中的適應(yīng)性階段加入亞致死濃度的亞硫酸鹽(15mg/L),以增加MLB對(duì)亞硫酸鹽的適應(yīng)性。
4.發(fā)酵溫度
溫度是影響蘋果酸-乳酸發(fā)酵的重要因子。當(dāng)溫度低于18℃時(shí),蘋果酸-乳酸發(fā)酵的速度開始下降;當(dāng)溫度在5~10℃可阻止蘋果酸-乳酸發(fā)酵;而當(dāng)溫度高于30℃時(shí),蘋果酸-乳酸發(fā)酵也將減弱。在實(shí)際應(yīng)用中,蘋果酸-乳酸發(fā)酵的溫度多在18~20℃。
5. pH值
pH值作用主要表現(xiàn)在:①影響乳酸菌成活率,從而決定進(jìn)入蘋果酸-乳酸發(fā)酵前遲滯期的長(zhǎng)短;②影響乳酸菌的生長(zhǎng)速率,從而影響蘋果酸-乳酸發(fā)酵速度;③影響果酒中乳酸菌的生長(zhǎng)種類。蘋果酸-乳酸發(fā)酵在酸度較低的酒中很容易發(fā)生。通常需要進(jìn)行MLF的酒的pH值為2.8~3.5之間,乳酸菌最適生長(zhǎng)pH為4.2~4.5。當(dāng)pH值為3.0或更低時(shí),幾乎所有的乳酸菌都受到抑制,在pH值3.0~4.5之間,pH值越高,蘋果酸-乳酸發(fā)酵就越容易。pH也影響微生物的代謝,在pH3.2以下時(shí)許多MLB分解蘋果酸,在pH3.5時(shí)則進(jìn)行糖的分解。在pH3.8時(shí)MLF的速率高于pH3.8以下時(shí)的速率,在pH3.2時(shí)比在pH3.8時(shí)慢10倍。有的菌株對(duì)酸有高的耐受性。在pH3.5以下的酒中,酒類酒球菌是優(yōu)勢(shì)菌群,在較高的pH條件下乳桿菌和片球菌可以生存和生長(zhǎng)。
6.有機(jī)酸含量
MLB通過3個(gè)不同的酶促途徑轉(zhuǎn)化蘋果酸為乳酸和CO2。一些MLB擁有蘋果酸-乳酸酶,使L-蘋果酸脫羧基直接產(chǎn)生L-乳酸,而不經(jīng)歷游離的中間產(chǎn)物。一些MLB擁有蘋果酸酶,如干酪乳桿菌和糞腸球菌,可以轉(zhuǎn)化L-蘋果酸為丙酮酸,后者一部分還原為L(zhǎng)-乳酸,使其在以蘋果酸為唯一碳源的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)。第3種途徑見于發(fā)酵乳桿菌,L-蘋果酸被蘋果酸脫氫酶還原為草酰乙酸,之后脫羧基形成丙酮酸,再還原為乳酸。一些研究表明,L-蘋果酸促進(jìn)酒類酒球菌生物量的增加,在較低的pH,L-蘋果酸代謝速率很高,而碳水化合物代謝進(jìn)行得非常慢。
在MLF過程中,酒類酒球菌在乙醇發(fā)酵后代謝檸檬酸和殘留的碳水化合物。酒類酒球菌不能在以檸檬酸為唯一碳源的培養(yǎng)基上生長(zhǎng),然而,在葡萄糖出現(xiàn)的情況下生長(zhǎng)速率和生物量增加。在有葡萄糖時(shí)丙酮酸的代謝流向主要是2,3-丁二醇和乳酸的產(chǎn)生,而乙偶姻是檸檬酸代謝的主要產(chǎn)物。檸檬酸誘導(dǎo)生長(zhǎng)增強(qiáng),部分原因是它與葡萄糖共代謝時(shí)ATP產(chǎn)生增加。
酒石酸只有在氧條件下才被MLB代謝,這意味著只有將果酒暴露于空氣下才能代謝。琥珀酸在乙醇發(fā)酵過程中由酵母產(chǎn)生,不能被MLB代謝。醋酸是在糖和檸檬酸代謝中由細(xì)菌產(chǎn)生。葡萄糖酸鹽和丙酮酸或許被MLB經(jīng)己糖-磷酸途徑代謝為乳酸、乙酸和CO2,由于丙酮酸結(jié)合SO2,所以MLB的生長(zhǎng)導(dǎo)致SO2釋放,或許可以降低為阻止氧化和微生物腐敗所加入的SO2的量。
癸酸和月桂酸作為生長(zhǎng)因子刺激蘋果酸-乳酸發(fā)酵,但濃度更高時(shí)這些酸對(duì)MLF有抑制作用。當(dāng)培養(yǎng)基pH從6降低到3時(shí),這些脂肪酸的毒性作用增加,表明未解離分子是其毒性形式,這些脂肪酸在膜脂中高度可溶,經(jīng)被動(dòng)擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞。一小部分這些脂肪酸或許整合到細(xì)胞膜,修飾其成分和改變通透性。低濃度脂肪酸增加L-蘋果酸的通透性,因而促進(jìn)L-蘋果酸降解。高癸酸(20mg/L)和月桂酸(5mg/L)濃度時(shí),ATP酶的活性分別減少約5%和42%,因?yàn)殚L(zhǎng)鏈脂肪酸脂溶性更高,毒性也更強(qiáng)。
7.釀造工藝
澄清過度會(huì)降低發(fā)酵醪中天然乳酸菌的菌群數(shù),降低乳酸菌生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量,減少了自然啟動(dòng)蘋-乳發(fā)酵的可能性。另外,采用熱浸漬方法釀造的果酒,較難觸發(fā)蘋-乳發(fā)酵。發(fā)酵容器(橡木桶、不銹鋼罐、罐的形狀等)、浸提出的單寧含量、外源添加單寧的含量、溶解氧的含量、營(yíng)養(yǎng)物的補(bǔ)充以及延長(zhǎng)酒腳接觸時(shí)間,都會(huì)影響乳酸菌的生長(zhǎng)。果酒接觸氧氣后會(huì)促進(jìn)雙乙酰的產(chǎn)生,因?yàn)檠鯕鈺?huì)促進(jìn)乙酰乳酸氧化成雙乙酰。在半好氧環(huán)境中雙乙酰的積累量是完全厭氧環(huán)境中雙乙酰含量的6倍。雙乙酰還原成3-羥基-2-丁酮的程度取決于酒的氧化還原電位,若電位較低,酒中雙乙酰則較少。蘋-乳發(fā)酵結(jié)束后,采用延遲分酒、酒腳陳釀工藝或過濾操作都會(huì)影響酒的感官品質(zhì)。酵母酒腳會(huì)分解雙乙酰,Batonnage操作(攪桶,使酵母菌殘?bào)w與酒液增加接觸)會(huì)降低甚至消除黃油味。
8.酚類物質(zhì)
有些酚類化合物會(huì)抑制乳酸菌的生存和生長(zhǎng),而另一些酚類化合物又易于觸發(fā)蘋-乳發(fā)酵。Knoll等評(píng)估了3種酚酸(咖啡酸、香豆酸、阿魏酸)在模擬酒液(pH3.8,酒精度12%)中對(duì)不同乳酸菌成活率、生長(zhǎng)速率和活性的影響。當(dāng)咖啡酸的濃度為50~100mg/L時(shí),對(duì)乳酸菌的生長(zhǎng)有積極作用,能夠促進(jìn)蘋果酸的代謝分解。阿魏酸對(duì)乳酸菌的生長(zhǎng)及代謝蘋果酸的負(fù)面影響與酒精發(fā)酵接種的酵母菌特性有關(guān)。對(duì)蘋-乳發(fā)酵抑制作用最強(qiáng)的是香豆酸,且抑制作用隨濃度增強(qiáng)而增強(qiáng)。關(guān)于酚酸抑制或促進(jìn)乳酸菌生長(zhǎng)的作用機(jī)理有待深入研究。另有實(shí)驗(yàn)指出,在模擬酒液(pH3.5,酒精度13.3%)中優(yōu)質(zhì)花青素(濃度為250mg/L)能夠刺激乳酸菌的生長(zhǎng),而來(lái)自果梗和果籽的粗澀劣質(zhì)單寧有可能抑制乳酸菌生長(zhǎng)。
9.乙醛
乙醛具高揮發(fā)性,感官閾值為100~125mg/L。在低水平,乙醛有愉快的果香味,但過量時(shí)出現(xiàn)不良的風(fēng)味,如綠色、草綠色或蘋果樣風(fēng)味。加SO2可掩蓋其風(fēng)味,但SO2和乙醛結(jié)合失去其抗菌作用和抗氧化作用。乙醛和酚類化合物結(jié)合產(chǎn)生了穩(wěn)定的聚合色素,對(duì)SO2的漂白作用有耐受性,但它可能引起渾濁和沉淀。
游離乙醛對(duì)MLB的影響尚不清楚,因?yàn)榈退降囊胰?≤100mg/L)刺激異型發(fā)酵型奶源MLB(如腸膜明串珠菌)的生長(zhǎng),一般認(rèn)為乙醛作為異型乳酸發(fā)酵的電子受體,使形成額外的能量,然而,高水平的乙醛(>100mg/L)抑制MLB的生長(zhǎng)。酒球菌和乳桿菌可以代謝游離和SO2結(jié)合的乙醛,主要形成乙醇和乙酸。
10.其他微生物
酒類酒球菌生長(zhǎng)使pH提高到一定的水平時(shí),使其他MLB生長(zhǎng)可能會(huì)促進(jìn)MLF,但如果其他MLB競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)并產(chǎn)生細(xì)菌素則抑制MLF,用MLB生產(chǎn)發(fā)酵乳制品和發(fā)酵蔬菜時(shí)噬菌體引起的MLB裂解是一個(gè)重要的問題,但在果酒釀造中是否引起同樣問題尚不清楚,曾有在葡萄酒發(fā)酵過程中MLB感染噬菌體的報(bào)道。
11.通氣
通入空氣常常有利于乳酸菌的生長(zhǎng)。飽和空氣的新果酒提前幾天出現(xiàn)蘋果酸-乳酸發(fā)酵,相反,如果用純氧飽和反而延遲,但不完全阻礙。總的說來(lái),對(duì)果酒發(fā)酵過程通風(fēng)有利于進(jìn)行蘋果酸-乳酸發(fā)酵。
12.酒腳
處于發(fā)酵罐底的酒腳(尤其是大型發(fā)酵罐)緊密壓實(shí),不易活動(dòng),因此嚴(yán)重影響酵母、乳酸菌和營(yíng)養(yǎng)物之間進(jìn)行物質(zhì)交換。這可解釋為什么大型發(fā)酵罐較難啟動(dòng)蘋-乳發(fā)酵。然而,這一問題可以通過在乳酸菌接種數(shù)小時(shí)后對(duì)整個(gè)罐體加強(qiáng)攪拌作用來(lái)解決,保障順利啟動(dòng)蘋-乳發(fā)酵。發(fā)酵過程中,建議每周對(duì)酒腳攪動(dòng)一次,確保乳酸菌和營(yíng)養(yǎng)物懸浮。
13.農(nóng)藥殘留
農(nóng)藥及殘留物會(huì)延滯或中止蘋-乳發(fā)酵,甚至阻礙發(fā)酵的啟動(dòng)。農(nóng)藥及其殘留物質(zhì)對(duì)蘋-乳發(fā)酵存在重大負(fù)面影響。因此,控制農(nóng)藥用量、注意原料衛(wèi)生質(zhì)量對(duì)保障蘋-乳發(fā)酵意義重大。
三、蘋果酸-乳酸發(fā)酵的作用
MLF對(duì)果酒的影響很多,但主要表現(xiàn)為降酸、提高細(xì)菌穩(wěn)定性、風(fēng)味的改善和改變酒色。
1.降酸
蘋果酸-乳酸發(fā)酵將氫離子固定在乳酸上可以使滴定酸度下降到0.03g/L(以酒石酸酸度計(jì)),pH增加0.3,從而使果酒的酸度降低,改善果酒的口感。
2.提高細(xì)菌穩(wěn)定性
經(jīng)過MLF的葡萄酒比沒經(jīng)過MLF的葡萄酒穩(wěn)定得多。蘋果酸和酒石酸是果酒中的固定酸。與酒石酸相比,蘋果酸為生理代謝活躍物質(zhì),易被微生物分解利用,通常的化學(xué)降酸只能去除酒石酸,而果酒經(jīng)過MLF可使蘋果酸分解,提高果酒中細(xì)菌的穩(wěn)定性。另外蘋果酸-乳酸發(fā)酵發(fā)生時(shí)由于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗或細(xì)菌素的產(chǎn)生使其他微生物的生長(zhǎng)受到抑制。蘋果酸-乳酸發(fā)酵發(fā)生的時(shí)間也很重要,如果發(fā)生在果酒裝瓶之前,就可預(yù)防其在瓶中的生長(zhǎng)。乳酸菌在瓶中的生長(zhǎng)或可引起果酒渾濁、CO2產(chǎn)生,產(chǎn)生多糖導(dǎo)致酒體變黏,或pH提高促使其他腐敗微生物生長(zhǎng)等。
3.風(fēng)味的改善
果酒經(jīng)蘋果酸-乳酸發(fā)酵之后,不僅產(chǎn)生乳酸,也產(chǎn)生其他代謝產(chǎn)物,對(duì)果酒的風(fēng)味產(chǎn)生影響。在有限通風(fēng)條件下,酒類酒球菌傾向于產(chǎn)生乳酸和乙醇,欲產(chǎn)生更多乳酸則要求更多的通風(fēng)。然而,其他乳酸菌在此條件下可能產(chǎn)生醋酸,醋酸本身有刺激性,所產(chǎn)生的醋酸的量非常重要,應(yīng)避免超出感官檢測(cè)的閾值。乳酸菌產(chǎn)生的另一個(gè)重要的化合物是雙乙酰,雙乙酰有特征性的奶油風(fēng)味。雙乙酰的形成取決于前體物質(zhì)的出現(xiàn),可由乙醛和乙酰CoA反應(yīng)形成,或由丙酮酸和乙醛反應(yīng)產(chǎn)生五碳的乙酰乳酸,后者進(jìn)而再形成雙乙酰分子和一分子CO2。乳酸菌發(fā)酵過程中產(chǎn)生的2,3-丁二醇來(lái)自乙偶姻,具有淡淡的苦啤酒的風(fēng)味,通常在檢測(cè)閾值以下。乳酸菌發(fā)酵過程中還產(chǎn)生乳酸乙酯、丙烯醛等,對(duì)果酒的風(fēng)味產(chǎn)生影響。
在含氮豐富的果汁發(fā)酵時(shí),酒中會(huì)出現(xiàn)奶酪的風(fēng)味。賴氨酸是酵母的重要營(yíng)養(yǎng),但過量添加會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)所謂的鼠臭味。一些植物乳桿菌和短乳桿菌代謝酒石酸為醋酸,產(chǎn)生所謂的敗壞病。這些是果酒釀造中不希望看到的。
進(jìn)行MLF的酒類酒球菌可以分解酒中的檸檬酸生成乙酸、雙乙酰及其衍生物(乙偶姻、2,3-丁二醇)等風(fēng)味物質(zhì)。其代謝活動(dòng)也改變了果酒中的醛類、酯類、氨基酸、維生素等微量成分的濃度和含量,增加了風(fēng)味的復(fù)雜性,對(duì)酒的風(fēng)味有修飾作用。此外,MLF可以增加單寧縮合度和增加單寧膠體層,使酒的口感更為柔和。并且在MLF過程中,植物性味道減少,能使酒的水果風(fēng)味更好地展現(xiàn)出來(lái)。
4.改變酒色
在MLF過程中,果酒總酸下降、pH上升,從而導(dǎo)致酒的色調(diào)由紫紅向藍(lán)色轉(zhuǎn)變。此外,酒類酒球菌利用了與SO2結(jié)合的物質(zhì)如丙酮酸、α-酮戊二酸等,釋放出SO2,游離的SO2會(huì)與花色苷結(jié)合而降低果酒的色度。在有些情況下,經(jīng)過MLF后,色度可下降30%左右,從而使酒顏色變得老熟。
四、蘋果酸-乳酸發(fā)酵的抑制
蘋果酸-乳酸發(fā)酵并不總是對(duì)改進(jìn)果酒的品質(zhì)有益處,有時(shí)即使用理想的乳酸菌發(fā)酵,也難免會(huì)產(chǎn)生一些不愉快的氣味。一般來(lái)說,如果希望獲得口味清爽、果香味濃、盡早上市的酒,則應(yīng)防止這一發(fā)酵的進(jìn)行。為此,可以采取以下抑制措施:保持酒的pH值在3.2以下;使酒精度達(dá)14%以上;低溫貯存;把總二氧化硫濃度調(diào)至50mg/L以上,盡早倒酒和澄清;減少果皮的浸漬時(shí)間;巴斯德殺菌和濾菌板過濾;添加化學(xué)抑制劑;添加細(xì)菌素,如乳酸鏈球菌素、植物乳桿菌素和片球菌素等;添加溶菌酶。
五、蘋果酸-乳酸發(fā)酵的促進(jìn)
通過添加人工培養(yǎng)的乳酸菌或依靠野生乳酸菌來(lái)啟動(dòng)蘋果酸-乳酸發(fā)酵。主發(fā)酵結(jié)束后,不能使大量酵母在酒液中存在太久,因?yàn)樗澜湍笗?huì)發(fā)生自溶現(xiàn)象,往往給酒體帶來(lái)不良的風(fēng)味。然而在后發(fā)酵階段,少量的酵母自溶對(duì)酒體是有益的,因?yàn)樯倭拷湍缸匀茚尫懦龅臓I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可以促進(jìn)蘋果酸-乳酸發(fā)酵細(xì)菌的增殖。如果在生產(chǎn)中欲進(jìn)行蘋果酸-乳酸發(fā)酵,須注意以下要求:
① 倒酒的時(shí)間不要太早,使酒泥中存在的酵母自溶物質(zhì)促進(jìn)乳酸菌的生長(zhǎng)繁殖。
② 倒酒時(shí)不要添加二氧化硫,因?yàn)槎趸驎?huì)抑制乳酸菌的生長(zhǎng),倒酒后新鮮果酒中游離態(tài)二氧化硫的量不宜超過20mg/L。
③ 果酒的貯存溫度不宜低于10℃,低于10℃會(huì)對(duì)乳酸菌的生長(zhǎng)和蘋果酸-乳酸發(fā)酵的進(jìn)行有所抑制。
④ pH宜控制在3.6~3.8,低于pH3.5一般要采取誘發(fā)措施使蘋果酸-乳酸發(fā)酵啟動(dòng)。
⑤ 因?yàn)樘O果酸-乳酸發(fā)酵在厭氧條件下進(jìn)行,因此充分隔絕氧氣有利于蘋果酸-乳酸發(fā)酵的進(jìn)行。
六、蘋果酸-乳酸發(fā)酵的消除
通過以下措施可徹底抑制蘋果酸-乳酸發(fā)酵:過濾除菌、加熱殺菌、使用防腐劑。
1.過濾除菌
過濾除菌后再進(jìn)行無(wú)菌灌裝,可以徹底清除進(jìn)行蘋果酸-乳酸發(fā)酵的可能。這種方法可以保證商品酒的貨架穩(wěn)定性,并且對(duì)酒的感官質(zhì)量不造成影響。過濾膜的標(biāo)準(zhǔn)孔徑不能大于0.45μm。可以先用粗濾方法除去大部分沉淀物,再進(jìn)行膜過濾或錯(cuò)流過濾除去酵母和細(xì)菌。另外,過濾器后的所有下游設(shè)備包括輸送管道、灌裝設(shè)備和包裝材料都必須保證無(wú)菌狀態(tài),產(chǎn)品的質(zhì)量控制十分重要,一般從灌裝生產(chǎn)線上按批次取樣,用無(wú)菌膜過濾,將膜放在營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基上保溫培養(yǎng),然后用肉眼檢查是否長(zhǎng)出菌落。這些細(xì)菌對(duì)營(yíng)養(yǎng)要求苛刻,可以選用添加20%果汁或番茄汁的MRS培養(yǎng)基,它們一般是嗜中溫菌,而且生長(zhǎng)緩慢,在大約25℃溫度下需培養(yǎng)至少10天。
2.加熱殺菌
加熱殺菌可以有效防止果酒中的酵母重新發(fā)酵,該方法同樣適用于殺死蘋果酸-乳酸發(fā)酵細(xì)菌,高溫短時(shí)巴氏殺菌(82℃,15~25s)可以在酒的風(fēng)味受影響較小的情況下有效地殺死細(xì)菌。與過濾除菌相似,殺菌后的整個(gè)下游系統(tǒng)(灌裝線、灌裝設(shè)備、酒瓶、瓶塞)也必須進(jìn)行滅菌并保證無(wú)菌狀態(tài),當(dāng)然小規(guī)模的果酒釀酒廠可采用瓶?jī)?nèi)滅菌的方式,即灌裝后連瓶子一起進(jìn)行低溫長(zhǎng)時(shí)巴氏殺菌(63℃,30min),但是因?yàn)榘b后進(jìn)行殺菌所需的升溫時(shí)間和降溫時(shí)間均較長(zhǎng),所以會(huì)對(duì)果酒的風(fēng)味有所影響。
3.使用防腐劑
經(jīng)常用于限制蘋果酸-乳酸發(fā)酵的防腐劑為二氧化硫。一般情況下,總二氧化硫在100mg/L以上,或結(jié)合二氧化硫在50mg/L以上,或游離二氧化硫在10mg/L以上,就可抑制果酒中乳酸菌繁殖。
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