微生物是如何影響酒的質量及風味的?

微生物指的是在釀酒過程中使用或產生的真菌和細菌等


長文!

【葡萄酒】

與葡萄酒釀造相關的微生物參與分為:

1.葡萄園中的微生物

2.發酵前產生的微生物

3.發酵過程中使用的微生物

4.發酵過程中產生的微生物

5.發酵後產生的微生物

6.陳年時產生的微生物

7.裝瓶時產生的微生物

等等

由於題目問的是釀酒過程中的微生物,我就來介紹一下發酵過程的第三點和第四點。這些微生物有的是有用的,有些是既有用又需要被控制的,還有些是需要避免的。

A. 發酵過程中使用的微生物:

1.葡萄酒酒精發酵(Alcoholic Fermentation)綜述

發酵是指在酵母代謝的幫助下將糖分解為二氧化碳,乙醇以及能量的過程。也就是說酵母可以觸發酒精發酵過程。

酵母菌(Saccharomyces)是用於葡萄酒酒精發酵過程中的一種重要酵母屬,為單細胞微生物,有成千上萬種。用於發酵的葡萄汁中有較高的自然含糖量,會在發酵過程中轉化為二氧化碳及乙醇。此過程中產生的能量有一部分被酵母自身用掉,另一部分轉化為了熱量。另外,發酵過程還會產生很多的副產品,例如甘油,乙醛,乙酸乙酯,芳香酯和雜醇油。正是因為這些不同的副產品,不同的酒才有更多不同的氣味和口味。而決定這些風味的原因除了葡萄種類,釀造方式,釀造環境等外,是否使用酵母,酵母的數量種類,酵母參與的時間點和時間段等等,都對於酒的口味產生了不可或缺的影響。

發酵取決於很多因素,比如未發酵葡萄汁中所含有的糖量,氧氣的多少,溫度,是否使用了二氧化硫以及酵母的數量和種類等等。如果所有的糖都被分解了,發酵過程就會停止;而如果酒精含量上升到一定程度之後,酵母會被殺死。同樣,降溫,二氧化硫以及加強酒精(fortification)也會終止發酵.何時開始發酵,如何發酵,何時停止發酵和如何停止發酵,這些操作都取決於想要把酒釀成什麼樣的風格。

2.酵母的選擇

1).野生酵母

傳統上,釀酒師有時候會直接使用葡萄皮中自然存在的酵母(「Wild yeast」,野生酵母)來觸發酒精發酵過程,最常見的幾種為Kloeckera,Candida和Metschnikowia。只要這些酵母不要在發酵之前就被二氧化硫殺死,酒精發酵會被正常觸發。但是,即使這些野生酵母觸發了發酵,在酒精含量高於4%之後,前文提到的Saccharomyces這個更強有力種族的酵母依然會將這些野生酵母殺死並佔領整個發酵過程。

這個過程被稱為Uninoculated fermentation,未變質處理髮酵。很多釀酒師都認為野生酵母的參與會增加更多的化學反應以產生更多的副產品,為酒增加更多的風味。當然,這樣的做法也是很有風險的:野生酵母有可能會產生很多不好的風味。特別是在釀酒所用的葡萄不是100%新鮮和成熟時,這種風險會極大的提高。

2).人工酵母:

現如今,大部分酒庄會購買活性乾酵母以用於酒精發酵,這個過程被稱為Inoculated Fermentation接種發酵。這些乾酵母粉是由Saccharomyces Cerevisiae各個分支下的不同酵母人工培育而成,每一種都有不同的用處,因而會產生不同的效果。這種活性乾酵母有很多好處,例如可以更快的觸發發酵,可以更容易地發酵出純度更高的汁液,發酵的速率較平緩所以更加易於控制等等。如果釀酒師希望以人工養殖的酵母來觸發發酵,需要注意避免野生酵母同時也參與到發酵過程中。由於人工酵母對於二氧化硫的忍耐度較高,所以適當使用適量的二氧化硫可以既保證人工酵母的活性又可以在發酵前殺死野生酵母。

以下是一些人工酵母被用於特定用途的例子:

Lalvin Rhone 2226:對於高糖具有更好的忍耐度

Lalvin Rhone 2323:對於酚類物質(phenolics,單寧的主要成分)更好的提取,也就是會為高質量的紅酒產生更好的單寧結構。

R2:對於低溫有更好的忍耐度,很多果味濃厚風格的白葡萄酒的發酵溫度較低(10-18攝氏度)。

Champagne yeast:在香檳生產中產生較少的泡沫。

Lalvin K1V-116:可以矯正釀造Sauvignon Blanc時所產生的硫醇。

3. 釀造過程(由於釀造過程牽扯到很多複雜的方面,以下我只會介紹跟酵母有關係的內容)

釀酒師在釀酒過程中會每日監控發酵溫度,含糖量變化以監控發酵速率和控制發酵溫度。由於酵母的快速繁殖需要氧氣,所以對於氧氣的適當使用也十分重要。通常來說,在白葡萄酒生產中一般都有足夠的氧氣。而在紅葡萄酒生產中,發酵前期一般都會用向下擠壓(punching down)或向上攪拌(pumping over)的方法促進酵母的繁殖。

如果這些過程式控制制不當,會發生髮酵停止的問題,主要原因如下:

  • 溫度過高(超過35攝氏度)或溫度過低(具體溫度取決於所用酵母對於低溫的忍耐程度)
  • 營養物耗盡導致酵母無法分解
  • 如果使用的是野生酵母,有可能會發生糖還未全部分解完時野生酵母就全部耗盡。

當發生上述問題時,需要採取不同的方法重新觸發發酵,例如調整溫度,增加如 維他命B和磷酸鹽(di-ammonium phosphate,DAP)等營養物,或者再次加入新的酵母。

不同類型的酒會中發酵時用不同的酵母,不同的方式來影響酒的口味,下面簡單介紹幾種:

1)白葡萄酒與起泡酒:MLF和lees contact(酵母沉澱物接觸)

我們平時喝的白葡萄酒風味不盡相同,有的強調果味,有的強調深層風味。就比如很多Chardonnay都會經歷MLF,也就是malolactic fermentation:乳酸發酵。乳酸發酵的原理就是將酒中的蘋果酸(malic acid)轉化為乳酸(lactic acid),從而調整口感至「如奶油般的順滑圓潤(常用形容詞:buttery,creamy)」並且酒體適中。觸發MLF的一大條件就是酒與lees接觸一段時間,從而為乳酸菌提供足夠的養分。MLF之後,Chardonnay等酒一般都會與lees的接觸,lees其實就是死掉和殘存的酵母,它們的autolysis(自我分解)也會為酒帶來更多的口味,例如餅乾,麵糰等比果味更加醇厚深層的味道。具體接觸多久和是否進行lees stirring(攪拌)視酒的風格而定。

另外,使用「香檳法(傳統法)」製作的起泡酒的特色便是由lees的自我分解得來。通常香檳都需要在瓶中二次發酵,在此瓶內都二次發酵中,lees會一直留著進行自我分解,給酒帶來更複雜更深厚的口味。

2).紅葡萄酒:MLF

大部分紅葡萄酒都會經歷MLF,觸發MLF的條件便是酒與lees一段時間的接觸。

3). 加強型葡萄酒(Fortified Wine)

加強型葡萄酒主要分為VDN(Vin doux Naturels)Port,Sherry和Madeira。簡而言之,「Fortification」就是在發酵過程中或是發酵之後加入高度數的酒,以停止發酵或是改變風味。

最好的例子便是Sherry中Fino這一類型的釀造過程。Sherry的陳年分為生物陳年(無氧)和有氧陳年。在Fino的生物陳年過程中會使用到flor yeast,一種浮在酒表面的白色酵母,以將酒和氧氣分離。這種酵母需要在15到20攝氏度到溫度中才能存活,由於它以及與氧氣的分離,Fino有著獨特的風味:堅果味(nutty)。

B. 發酵過程中產生的微生物:

在高酒精度以及高酸度的環境中,只有乳酸菌(lactic bacteria),醋酸菌(acetic bacteria)和酵母能存活。但是由於釀酒過程中很多因素一旦控制不好,就會極其多變,這樣酒會被黴菌污染。例如,較低的pH值,較高的溫度,殘餘的糖,氧氣的接觸和不潔的環境等都會促發微生物的生長;而較多的二氧化硫則會殺死一些微生物。

1)乳酸菌

MLF中的乳酸菌至關重要,但是在一些強調果味的白葡萄酒釀造中,卻需要抑制乳酸菌的生長。

2)醋酸菌

醋酸菌會導致酒變為醋酸,也就是醋。醋酸菌喜氧,所以保證酒與氧氣的接觸最小化是十分重要的。

3)不良酵母

酵母的污染可能來源於很多方面,例如不潔的環境和設備,瓶子和酒本身等。一些產生於酒表面的酵母會將乙醇氧化為乙醛,從而給酒帶來污染。

所以,想要保證理想的微生物平衡,需要保持清潔的環境和適宜的溫度以及保持20mg/L以上的二氧化硫。

【烈酒】

烈酒也會經歷酒精發酵,原理與葡萄酒相似。而觸發酒精發酵也同樣需要酵母,這裡的酵母被稱為Distiller』s yeast,酒麴(以下統稱酵母)。

一般在釀造烈酒前,都需要將原料處理至糖分可溶於水的狀態,之後有些釀酒師會加入酵母觸發酒精發酵。發酵後可以產生同類物(例如酯會帶來花香和果味),甲醇,酒精,雜醇油和熱量。釀出烈酒的口味主要由同類物的不同決定,而同類物的種類由所使用的酒麴種類決定。與葡萄酒生產類似,有的生產商選擇使用野生天然酵母觸發發酵,有的生產商會向特定的供應商購買特定的酵母。使用哪種方法取決於當地法律以及酒的風格。例如Calvado,法律禁止生產商中發酵前加酵母,只能由蘋果自然發酵為酒精度為6%的Cider後進行蒸餾;儘管法律沒有禁止Tequila的發酵前不能新加酵母,但有些傳統的生產商認為自然發酵可以讓蒸餾出的酒的風味更加複雜。

同樣,葡萄酒釀造中的lees contact也存在於烈酒的製作中。例如同樣由葡萄蒸餾出的Cognac干邑,Martell選擇在發酵後蒸餾前清除所有lees,而Remy Martin卻選擇帶著lees進行蒸餾。前者的選擇理由是因為他們的目標就是保持更純更輕盈的風格,後者的理由則是lees contact會產生更複雜和豐富的口感,並且這樣蒸餾出的酒會在陳年中產生例如干水果和堅果的風味。

大概就說這麼多,眼已瞎!神馬葡萄園裡的蟲子細菌真菌導致的各種葡萄病,裝瓶前各種亂七八糟細菌的污染導致的各種奇怪口味的匯總,真是不想再想了,心好累


有的產酯,有的產酸,有的產醇,需要搭配使用,達到最佳配比。


在學這門課,考完來回答。有興趣的話可以參考wine microbiology這本書,uc戴維斯的教授寫的很詳細,國內好像有翻譯版的。


主要就是狹義的酒麴和酵母了。先mark,忙完寫


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