第三章 果酒酵母與酒精發酵
果酒釀造中使用的主要酵母菌種包括真酵母和非產孢酵母兩大類。真酵母可進行產生子囊孢子的有性繁殖,而且主要以子囊孢子的形式度過不良環境;而非產孢酵母則只能進行無性繁殖。
在果酒的酒精發酵過程中,酒精發酵的觸發主要是由于如檸檬形克勒克酵母等非產孢子酵母的活動,隨后釀酒酵母成為優勢酵母,并且保持到酒精發酵結束。但如果出現發酵中止現象,其他致病性酵母就會活動,引起酒的病害。所以,應盡量避免發酵中止。除需生物陳釀的特種果酒外,一般果酒陳釀過程中應防止任何酵母菌的活動。
在厭氧條件下,酵母可通過酒精發酵和呼吸兩條途徑對糖進行分解,而且這兩條途徑的起點都是糖酵解(EMP)。糖酵解包括生物細胞將己糖轉化為丙酮酸的一系列反應。純粹意義上的酒精發酵是由糖酵解途徑生成的丙酮酸,通過乙醛途徑,經丙酮酸脫羧酶(PDC)催化生成乙醛,釋放出CO2,乙醛在乙醇脫氫酶(ADH)作用下最終生成乙醇的過程,同時還包括甘油發酵,并且除產生酒精外,還產生很多發酵副產物。而呼吸作用則是由糖酵解產生的丙酮酸經過氧化脫羧形成乙酰CoA,乙酰CoA進入三羧酸循環(TCA),經一系列氧化、脫羧,最終生成CO2和H2O并產生能量的過程。
在酒精發酵過程中,酵母菌除產生酒精以外,還能產生其他一系列能抑制其自身活動的物質,這些物質主要是脂肪酸。由于酵母菌皮能吸附這些脂肪酸,所以能促進酒精發酵,防止發酵中止。多種因素可以引起酒精發酵的中止。發酵中止后,即使是最好的再發酵,也會嚴重影響果酒的質量。所以,必須采取適當的措施,預防酒精發酵的中止。在發酵中止時,必須立即對果酒進行封閉式分離,同時進行30~50mg/L SO2處理,添滿、密封。然后接入抗酒精能力強的酵母,在20~25℃進行再發酵。對發酵中止果汁的瞬間巴氏殺菌,可有效地改善其可發酵性。此外,在再發酵過程中加入0.5mg/L泛酸,既可防止揮發酸的升高,又能使已經過高的揮發酸消失。
在果酒的酒精發酵過程中,酵母菌的生長周期包括繁殖階段、平衡階段和衰減階段,而且主要是依靠處于衰減階段、停止生長的酵母群體的活動,才使果酒能具有所需的酒度和糖度。生存素有利于處于衰減階段中的酵母群體的生存,因而能使酒精發酵更為徹底。
酒精發酵是一個放熱過程,在一定范圍內,溫度越高,發酵速度越快,產酒效率越高。但當溫度進入危險溫區(32~35℃)后,則能引起酵母菌的死亡,發酵中止。一般情況下,浸漬發酵的最佳溫區為26~30℃,純汁發酵的最佳溫區為18~20℃。
在酒精發酵過程中,由于CO2的釋放,可能會形成泡沫,引起溢罐。為了防止溢罐,在入罐時,就只能利用罐容量的一半,造成設備的浪費。影響泡沫形成的主要因素包括:原料含氮物質的構成,特別是蛋白質的含量;發酵溫度和所利用的酵母株系等。一些研究人員試圖通過對發酵條件的確定,如用膨潤土下膠除去蛋白質等,來防止泡沫的形成,但沒有取得理想的結果。因此,一般用能提高表面張力的添加劑,以減少泡沫的形成并破壞其穩定性。使用較為普遍的抗沫劑有兩種,都完全無毒,一個是二甲基聚硅氧烷,另一個是油酸二甘油酯和油酸單甘油酯的混合物。它們的用量都應低于10mg/L,而且不得殘留在果酒中,特別是在過濾后的果酒中。由于它們的利用,在釀造紅葡萄酒時,裝罐可達75%~80%,而對于白葡萄酒,可裝罐85%~90%。但是國際葡萄與葡萄酒組織(OIV)只允許使用油酸二甘油酯和油酸單甘油酯的混合物。