非釀酒酵母對(duì)葡萄酒風(fēng)格的影響

　　葡萄汁轉(zhuǎn)化為葡萄酒其本質(zhì)是酵母菌等微生物作用的結(jié)果。酵母菌將葡萄汁中的糖類物質(zhì)轉(zhuǎn)化成乙醇和CO2，在發(fā)酵過程中通過代謝生成一系列醇類、酯類、醛類、有機(jī)酸類等產(chǎn)物影響葡萄酒的品質(zhì)。據(jù)報(bào)道，迄今為止發(fā)現(xiàn)的與葡萄酒相關(guān)的酵母幾乎遍及酵母的主要屬種。為了便于研究，許多學(xué)者將與葡萄酒相關(guān)的酵母菌分為兩大類，即釀酒酵母屬酵母（Saccharomyces）和非釀酒酵母屬的酵母，簡稱非釀酒酵母（non-Saccharomyces）。釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）是葡萄酒酒精發(fā)酵的主導(dǎo)菌株，對(duì)發(fā)酵環(huán)境具有高度適應(yīng)性，可實(shí)現(xiàn)快速、完全的酒精發(fā)酵。釀酒酵母也能夠通過一系列代謝活動(dòng)產(chǎn)生揮發(fā)性香氣化合物來影響葡萄酒的風(fēng)味，因此，釀酒酵母是最早被商業(yè)化利用的酵母菌。目前大多數(shù)葡萄酒釀造企業(yè)均采用人工接種釀酒酵母活性干酵母來控制葡萄酒酒精發(fā)酵。葡萄酒酒精發(fā)酵過程中，葡萄汁中自然酵母的種類與數(shù)量受生態(tài)條件、原料、生產(chǎn)方式及發(fā)酵工藝等諸多因素的影響，其中在發(fā)酵前期釀酒酵母數(shù)量較少，非釀酒酵母在種類和數(shù)量上占優(yōu)勢(shì)，但無論是非接種發(fā)酵還是接種發(fā)酵，在酒精發(fā)酵前期大量非釀酒酵母在葡萄汁中都能夠快速增殖并且觸發(fā)酒精發(fā)酵。甚至在發(fā)酵中期和末期也能檢測(cè)到一些非釀酒酵母的存在。酵母的代謝及相互作用貫穿于整個(gè)釀造過程中，各種代謝產(chǎn)物是影響葡萄酒感官質(zhì)量的關(guān)鍵。酵母可以通過不同的代謝通路影響酒精、甘油、揮發(fā)性香氣物質(zhì)、甘露糖蛋白/多糖、花色苷等含量，改變葡萄酒的顏色、香氣和口感。近年來大量的研究發(fā)現(xiàn)，非釀酒酵母能產(chǎn)生高活性的果膠酶、葡萄糖苷酶、脂肪酶、蛋白酶，也可以通過自身代謝途徑或釋放胞外酶轉(zhuǎn)化代謝產(chǎn)物來影響葡萄酒風(fēng)味。因此，目前葡萄酒生產(chǎn)企業(yè)對(duì)酵母的使用已經(jīng)由“廣使性”釀酒酵母向“特色”非釀酒酵母轉(zhuǎn)變?？傮w來說，非釀酒酵母對(duì)葡萄酒風(fēng)格的影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

 

 

　　低酒精度的葡萄酒越來越受消費(fèi)者的偏愛。在葡萄酒酒精發(fā)酵過程中，非釀酒酵母的較早死亡會(huì)導(dǎo)致純種發(fā)酵酒度較低。另外大多數(shù)的非釀酒酵母具有較低的葡萄糖-乙醇轉(zhuǎn)化率，也會(huì)顯著降低酒精產(chǎn)量。例如季也蒙畢赤酵母（Pichia guilliermondii）其糖代謝傾向于呼吸代謝和菌體生產(chǎn)，乙醇合成能力很弱；耐熱克魯維酵母（Kluyveromyces thermotolerans）作為起始菌株單獨(dú)發(fā)酵時(shí)，對(duì)葡萄酒酒精發(fā)酵的效率較低，糖消耗緩慢；其次，利用一些非釀酒酵母的氧化代謝可以降低葡萄酒的酒精含量，如在有氧條件下，使用土星擬威爾酵母（Williopsis saturnus）和亞膜漢遜酵母（Pichia subpelliculosa）對(duì)葡萄汁進(jìn)行發(fā)酵后，可獲得3％ （v/v）乙醇含量的葡萄酒，其品質(zhì)也能被廣大消費(fèi)者接受。

 

 

　　甘油是葡萄酒發(fā)酵期間產(chǎn)生的主要副產(chǎn)物，不揮發(fā)，對(duì)香氣沒有影響，但具有輕微甜味和粘稠性，可增強(qiáng)葡萄酒的圓潤感和甜度。影響葡萄酒中甘油含量的因素主要包括酵母菌株的種類和發(fā)酵條件，其中酵母菌種的影響較為明顯。非釀酒酵母普遍耐滲透壓能力較弱，其細(xì)胞代謝中的碳流會(huì)向甘油合成的途徑分流，從而使甘油含量增加。例如星形假絲酵母（Candida stellata）產(chǎn)甘油能力高達(dá)10～14 g/L，而釀酒酵母只產(chǎn)生4～7 g/L。

 

 

　　葡萄酒的典型風(fēng)味主要來自于葡萄酒中的揮發(fā)性香氣物質(zhì)。葡萄酒的揮發(fā)性香氣物質(zhì)主要來源于三個(gè)方面，一級(jí)香氣（品種香氣）、二級(jí)香氣（發(fā)酵香氣）和三級(jí)香氣（陳釀香氣），其中一級(jí)香氣和二級(jí)香氣的釋放與酵母菌種相關(guān)。

 

　　品種香氣是指不同葡萄品種自身所帶有的香氣物質(zhì)，又稱為果香，主要由C13-降異戊二烯類物質(zhì)、硫醇類物質(zhì)、萜烯類物質(zhì)和吡嗪類等香氣物質(zhì)構(gòu)成。在葡萄果實(shí)和葡萄漿果中存在著游離態(tài)和結(jié)合態(tài)兩種香氣物質(zhì)。大量的結(jié)合態(tài)香氣物質(zhì)不能被人們感覺到，只有分解之后釋放出的揮發(fā)性香氣物質(zhì)可以被人們感覺到，因此結(jié)合態(tài)香氣物質(zhì)又被稱為香氣前體物。通常情況下結(jié)合態(tài)香氣物質(zhì)的含量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于游離態(tài)香氣物質(zhì)的含量，是葡萄酒香氣物質(zhì)的重要組成成分。大部分結(jié)合態(tài)香氣物質(zhì)都是以糖苷的形式存在的，糖苷的配體主要為芳香烴類化合物、萜烯類化合物、脂肪醇等揮發(fā)性香氣物質(zhì)，糖苷的糖配基主要為 D-葡萄糖、D-芹菜糖、L-鼠李糖和 L-阿拉伯糖。在實(shí)際生產(chǎn)中一般采用酶解的方法來降解糖苷增加葡萄酒香氣，此方法高效、快速、專一性強(qiáng)。酶水解所需的 β-葡萄糖苷酶多來自原料及酵母，通常葡萄內(nèi)源的β-葡萄糖苷酶在酒中低pH、高醇條件下活性極低或是喪失了活性，在釀酒過程中幾乎不發(fā)揮作用，而一些非釀酒酵母菌種產(chǎn)生的β-葡萄糖苷酶在酒中苛刻環(huán)境下仍具有較高的酶活性，可以在釀酒酵母無法產(chǎn)生β-葡萄糖苷酶或酶活不足的情況下進(jìn)行補(bǔ)充，從而提高葡萄酒香氣的復(fù)雜性和濃郁度。部分非釀酒酵母還具有阿拉伯糖苷酶、鼠李糖苷酶、脫氧葡萄糖苷酶活性，有利于產(chǎn)生更多的萜烯和降異戊二烯，增強(qiáng)香氣。例如德巴利屬的酵母，如Debaryomyces vanriji和Debaryomyces pseudopolymorphus具有高β-葡萄糖苷酶活性。接種D. vanriji發(fā)酵的葡萄酒富含脂肪酸、酯類和萜烯；D. vanriji和釀酒酵母混合發(fā)酵也增加了酯和脂肪酸濃度。高β-葡萄糖苷酶活性的美極梅奇酵母（Metschnikowia pulcherrima）純種發(fā)酵能夠增加α-松油醇、橙花醇和香葉醇含量，與釀酒酵母混合發(fā)酵可增加中鏈脂肪酸、高級(jí)醇、酯、萜烯和甘油含量，降低乙醇、乙酸和硫化氫產(chǎn)量。

 

　　發(fā)酵香氣是指在乙醇發(fā)酵過程中通過酵母菌代謝活動(dòng)產(chǎn)生的香氣物質(zhì)，或稱為酒香，這類香氣具有化學(xué)氣味，主要由酚類、脂肪酸類、羰基化合物、酯類、醇類等香氣物質(zhì)構(gòu)成。影響這類香氣物質(zhì)的主要因素是葡萄原料、酵母菌種和發(fā)酵條件。不同的釀酒酵母在代謝過程中產(chǎn)生不同的香氣物質(zhì)，從而造成發(fā)酵香氣的不同；發(fā)酵條件也會(huì)影響到釀酒酵母的生長、繁殖和代謝活動(dòng)，從而對(duì)發(fā)酵香氣造成影響。不同非釀酒酵母會(huì)產(chǎn)生不同含量的高級(jí)醇。通常高級(jí)醇在餐后葡萄酒中的含量并不希望過高，當(dāng)其濃度低于300mg/L時(shí)有助于增加葡萄酒的香氣復(fù)雜性，超過400mg/L則對(duì)香氣有負(fù)面影響，非釀酒酵母比釀酒酵母產(chǎn)生高級(jí)醇的量更少，但不同菌株之間存在很大差異。2-苯乙醇在低濃度下具有強(qiáng)烈的玫瑰香味，部分非釀酒酵母合成這種物質(zhì)的能力更強(qiáng)。酯類中最豐富的是乙酸酯和飽和脂肪酸乙酯。乙酸乙酯含量小于50 mg/L時(shí)有怡人的白蘭地和蘋果香氣，150-200mg/L則會(huì)有異味。有研究表明有孢漢遜酵母（Hanseniaspora uvarum） 的特點(diǎn)是能產(chǎn)生大量帶有果香和花香屬性的乙酸酯類，特別是2-苯乙酸乙酯。季也蒙有孢漢遜酵母（Hanseniaspora guilliermondii）和釀酒酵母混合發(fā)酵可顯著增加2-苯乙醇和2-苯乙酸乙酯含量， 2-苯乙醇含量可達(dá)6.3mg /L（釀酒酵母純種發(fā)酵的產(chǎn)生量不超過1.12 mg /L），2-乙酸苯乙酯可達(dá)11.1mg /L（釀酒酵母純種發(fā)酵僅可產(chǎn)生0.22～0.25 mg /L），賦予葡萄酒濃郁的花、果香氣。也有研究認(rèn)為，仙人掌有孢漢遜酵母（H. opuntiae）和釀酒酵母同時(shí)接種發(fā)酵的葡萄酒比純種接種釀酒酵母增加88.61%的酯類和21.40%的萜烯類物質(zhì)，能夠使乙酸苯乙酯增產(chǎn)14.60倍，β-大馬士酮增產(chǎn)8.85%。嗜高壓有孢漢遜酵母（H. osmophila）和釀酒酵母混合發(fā)酵的2-苯乙酸乙酯為釀酒酵母純種發(fā)酵的3～9倍，使乙酸和乙酸乙酯濃度在合理范圍內(nèi)。

 

 

　　酵母多糖是從酵母細(xì)胞壁或酵母細(xì)胞中提取的一種富含葡萄糖、甘露糖的多糖。葡萄酒中的酵母多糖主要有兩個(gè)來源，一是在酒精發(fā)酵階段，由酵母菌釋放到葡萄醪中，在此階段酵母多糖的釋放量與酵母的菌株的種類以及葡萄醪的渾濁度有關(guān)；二是在酒精發(fā)酵結(jié)束后，葡萄酒帶酵母泥陳釀過程中，酵母的自溶，即通過分解甘露糖蛋白、葡聚糖和幾丁質(zhì)之間共價(jià)鍵的聯(lián)系，產(chǎn)生酵母多糖釋放到葡萄酒中。酵母死亡會(huì)釋放甘露糖蛋白和多糖，不僅可以作為后續(xù)發(fā)酵的營養(yǎng)物質(zhì)，也對(duì)葡萄酒的口感有顯著影響。酵母多糖能夠增強(qiáng)葡萄酒的穩(wěn)定性，明顯的改善葡萄酒的口感，降低葡萄酒中的澀味、苦味以及生青味，使新酒的 “成熟”時(shí)間縮短。有研究表明粟酒裂殖酵母（S.pombe）在葡萄酒酒精發(fā)酵過程中釋放的多糖為釀酒酵母的3～7倍，日本裂殖酵母（Schizosaccharomyces japonicas）的多糖含量更高，其與釀酒酵母的混合發(fā)酵對(duì)最終乙醇濃度、降低總酸、增加揮發(fā)性化合物和多糖濃度有重大貢獻(xiàn)。

 

 

　　葡萄酒的酸度源于葡萄中酒石酸和蘋果酸，以及發(fā)酵產(chǎn)生的琥珀酸、乳酸和乙酸。使用一定比例的戴爾有孢圓酵母（Torulaspora delbrueckii）和釀酒酵母混合接種發(fā)酵，可以降低葡萄酒的乙酸含量。一些非釀酒酵母還可以產(chǎn)生琥珀酸，例如，星形假絲酵母（Candida stellata），其產(chǎn)生的琥珀酸可以提高葡萄酒的總酸度從而提升葡萄酒的特性。但值得注意的是，琥珀酸具有“鹽苦味”，過量會(huì)對(duì)葡萄酒質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。一些高產(chǎn)乳酸的耐熱克魯維酵母（Kluyveromyces thermotolerans）純種發(fā)酵可產(chǎn)生高達(dá)9.6g/L的乳酸。針對(duì)寒冷氣候產(chǎn)區(qū)酸度較高的葡萄汁，使用粟酒裂殖酵母（S. pombe）可以減少葡萄酒中蘋果酸的含量，從而使葡萄酒的口感更加柔和。使用粟酒裂殖酵母和釀酒酵母進(jìn)行混合發(fā)酵，改善了酵母菌之間的競(jìng)爭，并減少了由粟酒裂殖酵母引起的消極感官特征。

 

　　近年來，隨著研究者對(duì)非釀酒酵母的深入研究，非釀酒酵母的潛在應(yīng)用價(jià)值受到越來越多的關(guān)注，國外葡萄酒輔料生產(chǎn)企業(yè)也不斷推出了商業(yè)化的非釀酒酵母產(chǎn)品。我國有十大葡萄酒產(chǎn)區(qū)，相關(guān)酵母資源極為豐富，然而能夠在葡萄酒企業(yè)應(yīng)用的本土非釀酒酵母資源卻寥寥無幾。因此，加強(qiáng)葡萄酒相關(guān)非釀酒酵母的研究及開發(fā)利用對(duì)我國葡萄酒產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有十分重要的意義。