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乳酸菌与苹果酸乳酸发酵——帝伯仕自酿手册

 太阳下的海浪 2020-08-31

5.1 乳酸菌

 乳酸菌是一类可以利用底物产生乳酸的微生物的统称,主要分为乳杆菌和链球菌。葡萄酒中的乳酸菌多为异型乳酸发酵菌,在发酵过程中会产生乳酸、乙醇、乙酸和CO2等多种产物。

葡萄酒中常见的有 乳酸杆菌、酒球菌、片球菌和明串珠菌等,酒球菌是目前应用最广泛的乳酸菌。

在葡萄酒中,乳酸菌的主要作用是将苹果酸转化为乳酸,此过程简称为“苹乳发酵(MLF)”,是酿造高品质葡萄酒必需的过程。

5.2苹乳发酵对葡萄酒的影响

5.2.1 降酸作用

在北方地区出产的葡萄酸度要比南方地区更高,苹果酸含量也高,苹乳发酵就是最佳的降酸工艺,苹果酸是二元酸,口感粗糙;乳酸是一元酸,口感圆润。降酸后,总酸含量会下降1~3g/L

5.2.2 增强生物稳定性

苹果酸和酒石酸是葡萄酒中比例最高的两种酸,但苹果酸要比酒石酸更容易被微生物分解代谢。苹乳发酵后,减少苹果酸含量,经过抑菌除菌处理,使葡萄酒的生物稳定性提高,避免瓶内的再次发酵。

5.2.3 风味修饰

苹乳发酵最重要的作用是对葡萄酒风味的改善。乳酸菌的代谢活动可以改变葡萄酒中醛类、酯类、氨基酸等微量成分的含量,改变葡萄酒的风味,增加葡萄酒风味的复杂程度,产生少量奶油、干果香气。

5.2.4 乳酸菌可能会产生病害

在含糖量低的干红和干白葡萄酒中,苹果酸被乳酸菌分解完成后,如果不采取终止发酵措施,乳酸菌就会分解其他底物,如酒石酸、甘油、等,造成葡萄酒的浑浊、苦味、酸败、粘稠等。

5.3 影响乳酸菌的生长条件

葡萄酒中本身含有一定量的乳酸菌,在发酵前,菌密度为103~104cfu/mL;酒精发酵过程中乳酸菌含量下降到极低水平;酒精发酵结束后,乳酸菌开始增殖,可达到106~108cfu/mL。

影响乳酸菌生长的主要因素有pH、温度、酒精度、二氧化硫浓度。

5.3.1 pH

酒精发酵结束后,苹乳发酵的启动和pH关系密切。

通常,苹乳发酵的葡萄酒pH在3.1~3.5之间,而且pH值也会影响发酵速度,在pH3.5时发酵速度高于pH3.1时。

pH还会影响乳酸菌的代谢活动,不同pH条件下分解底物不同,产出产物比例也不相同,在pH值高时,容易分解葡萄糖产生挥发酸,pH值低时,容易分解苹果酸产生双乙酰。

5.3.2 温度

在葡萄酒中,乳酸菌的最适生长温度为20~23℃。当葡萄酒的酒精度为13%~14%时,最适温度降低。苹乳发酵的最佳温度为20℃,温度过高时,会促进细菌的生长,抑制乳酸菌生长,也会引起其他代谢的发生,产生过量挥发酸。温度较低时,苹乳发酵也会进行,但是反应慢,发酵时间长。

5.3.3 酒精

酒精是乳酸菌发酵的主要抑制因素,当葡萄酒酒精度到达10%vol时,就会抑制乳酸菌的活性。不同的乳酸菌,可耐受酒精度也不同,帝伯仕使用的乳酸菌最高可耐14.5%vol。

5.3.4 二氧化硫

二氧化硫,化学式SO2,是葡萄酒中广泛使用的抗氧化剂。

当葡萄酒中总硫含量达到100mg/L或游离硫达到50mg/L以上时,都会对乳酸菌的生长造成抑制。结合态的SO2 抑制作用比游离态SO2 要低5~10倍,但结合态浓度是游离态的5~10倍,两者共同作用于葡萄酒。

5.3.5 氧气 二氧化碳 着床

乳酸菌发酵是厌氧发酵,但是乳酸菌的生长需要微量氧气,提高乳酸菌发酵速度。

二氧化碳可以刺激酒球菌的生长,在酒液中保留部分酒脚(酒泥)可以保持酒中CO2的浓度,同时为乳酸菌提供着床,加快发酵速度。

5.3.6 其他微生物

酵母菌和乳酸菌之间存在拮抗作用,两者相互抑制。酒精发酵期间,酵母菌数量骤增,消耗营养并分泌抑菌产物,会抑制乳酸菌的活性;酒精发酵结束,苹乳发酵开始后,乳酸菌数量增加,也会抑制酵母菌的活性。所以,二发结束后,葡萄酒的生物稳定性提高。

乳酸菌之间也存在拮抗和共生关系。葡萄酒中多种乳酸菌协调作用,存在营养竞争,也存在共生现象,共同完成葡萄酒的苹乳发酵。

5.4 苹乳发酵的控制

5.4.1 苹乳发酵的前提条件

温度:18~20℃

pH:3.2~3.5

SO2:总硫低于60mg/L

酒精发酵完全,残糖低于2g/L

接种乳酸菌 满罐密封

5.4.2 苹乳发酵终止方式

苹乳发酵结束后,乳酸菌并不会大量死亡,而是继续存活于葡萄酒中,并开始分解葡萄糖、柠檬酸、酒石酸、甘油等成分,引起挥发酸含量升高以及其他病害,所以二发结束后必须马上终止发酵。

并不是所有葡萄酒都适合进行苹乳发酵,如干白等,在酒精发酵结束后,就需要加入足量的SO2,保证二次发酵不会进行。

终止方式:加入50~80mg/L SO2,即0.1~0.15g/L焦亚硫酸钾。

5.4.3 检测苹乳发酵是否完成

层析法可以定性地判断苹果酸是否消耗、乳酸是否生成。

纸层析法是根据不同有机酸,在展开剂中运动速度的不同,在展开一定时间后,有机酸会分开展示在特殊试纸上,最底层是酒石酸,中间是苹果酸,最上层是乳酸。从而判断二次发酵是否完成。

 

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