葡萄酒与微生物
李xx
摘要：在整个葡萄酒酿造生产过程中，不同的微生物对葡萄酒的酿制及最终酒质的优劣起着不同的作用：酿酒酵母将糖转化成酒精、乳酸菌将苹果酸转化成乳酸等，这些都是正常的发酵过程；而霉菌会影响酒的风味、醋酸菌会使葡萄酒发生酸败、产膜酵母会使葡萄酒起膜混浊等，这些是有害微生物的作用。
关键词：葡萄酒 微生物 防治
正文：
微生物对葡萄酒的酿造起着至关重要的作用，在不同条件作用下产生不同程度的影响，其中酿酒酵母菌分解糖转化为酒精，乳酸菌将苹果酸转化成乳酸，醋酸菌可使葡萄酒中的醋酸含量增加，影响口感。研究几类重要微生物的生理特性及其影响因素能使酿造的葡萄酒的酒质更加醇真，以通过提供最适酿酒的环境，及时防治有害微生物的作用，达到酿制优质葡萄酒的目的。
1.酿酒酵母菌
1.1酿酒酵母菌的生理特性 1.1.1酿酒酵母菌的形态
酿酒酵母菌为单细胞，形态有卵圆形、球形或椭圆形，细胞大小为（2.5~10）×（4.5~21）μm，酿酒酵母菌的细胞大小与菌龄、环境有关。细胞壁厚0.1~0.3μm，为三明治结构。酿酒酵母菌落中等大小、扁平、光滑、湿润、折光、乳酪色到淡棕色，在沙包平板上有酒酿气味。
1.1.2酿酒酵母菌在酿酒过程中的作用
酿酒酵母菌可将葡萄糖、果糖、甘露糖等单糖吸入细胞内，在无氧的条件下，经过内酶的作用，把单糖分解为二氧化碳和酒精。 1.2酿酒酵母菌的最适生长条件 酿酒酵母菌属于酵母菌的一种，具有酵母菌的大部分特征与生理习性，影响因素也几近相同。 1.2.1营养
酿酒酵母菌同其他的活的有机体一样需要相似的营养物质，它有一套胞内和胞外酶系统，用以将大分子物质分解成细胞新陈代谢易利用的小分子物质。属于异养微生物。 1.2.2 pH值
酿酒酵母菌在酸性条件下，发酵能力最强，最适pH值为pH4.5~5.0 1.2.3温度
酿酒酵母菌是一种嗜温性微生物，它的最低温度是1~3℃，最高温度是54℃。最适生长温度一般在20℃~30℃
2.乳酸菌
2.1葡萄酒中的乳酸菌种类
葡萄酒中存在着两种不同类型的乳酸菌：
（1）首先分解苹果酸，然后是糖或柠檬酸，但不分解酒石酸和甘油。这类乳酸菌可正常引起苹果酸—乳酸发酵，但也常会使发酵停止后有残糖的甜葡萄酒变质。
（2）分解戊糖、酒石酸和甘油的乳酸菌。这是一类败坏菌，由于环境卫生不好而使优质葡萄酒完全败坏。它们主要在酸度较低条件下活动，分解糖的能力比分解葡萄酒中其他成分的能力强，从而引起挥发酸显著升高。 2.2苹果酸—乳酸发酵
苹果酸—乳酸发酵是葡萄酒生物降酸的主要方法，在增加葡萄酒风味和微生物稳定性、提高葡萄酒质量等方面有重要作用，具有长远的研究和应用历史，目前在国际国际葡萄酒生产中已得到了较广泛的应用。 2.2.1苹果酸—乳酸发酵机理
苹果酸—乳酸发酵是葡萄酒酿造中乙醇发酵后的第二个生化过程是苹果酸在乳酸菌的苹果酸—乳酸酶的催化下转变成乳酸和二氧化碳的过程。经过苹果酸—乳酸发酵，酸味尖刻的苹果酸转变为酸味柔和的乳酸，葡萄酒酸度降低，新葡萄酒酸涩、粗糙等特点消失，果香椿象增加，获得柔软、有皮肉和肥硕的口感，质量提高。另外，苹果酸的生理代谢活跃，易被微生物分解利用，经过苹果酸—乳酸发酵还能增加葡萄酒的生物稳定性，并生成其他能增加葡萄酒的风味复杂性的物质。 2.2.2影响苹果酸—乳酸发酵的因素
苹果酸—乳酸发酵对环境条件的要求与乙醇发酵相比要苛刻得多，影响苹果酸—乳酸发酵的因素包括：乳酸菌的营养条件、酒精浓度、二氧化硫含量、温度、葡萄酒的pH值等，这些因素不同程度地影响苹果酸—乳酸发酵的进程。 2.2.2.1营养条件
苹果酸—乳酸发酵的乳酸细菌对营养的要求远远超过酵母，尤其是对于氨基酸、尼古丁酸和泛酸，碳水化合物主要是葡萄糖和果糖，Mn离子、Zn离子、Mg离子、Co离子等式乳酸菌代谢所必需的的矿质元素，精氨酸对于乳酸菌的生长具有重要作用。 2.2.2.2酒精浓度
酒精浓度过高会对乳酸菌的新陈代谢产生抑制作用，尤其当酒精浓度超过了10％，酒精就会变成阻碍乳酸菌生长的重要因子，研究表明，12.5％的酒精不仅抑制乳酸菌的生长，还造成乳酸菌的大量死亡。在酿造葡萄酒时，应尽量在酒精浓度较低时尽早进行苹果酸—乳酸发酵。葡萄酒酒度越高，诱导期就越长，酒中的乳酸菌数目也越稀少，苹果酸分解速度就越慢。
2.2.2.3二氧化硫浓度
二氧化硫（KL!）对乳酸菌是一个强烈的抑制因子，二氧化硫能够强烈抑制ATP酶的活性，使之降低到37％~58％。葡萄酒中的二氧化硫有结合二氧化硫、游离二氧化硫等存在形式，游离二氧化硫比结合二氧化硫对乳酸菌作用强，二氧化硫对苹果酸—乳酸发酵的抑制pH作用取决于使用的乳酸菌种、葡萄酒的pH值以及酒中存在的可溶性固形物含量。
一般情况下，总二氧化硫在100mg/L以上，或结合二氧化硫在50mg/L.以上，或游离二氧化硫在10mg/L以上，就可抑制葡萄醪中乳酸菌繁殖。 2.2.2.4发酵温度
温度是影响苹果酸/乳酸发酵的重要因子。葡萄酒明串菌属的最适生长温度为20~25℃。当温度低于18℃时，苹果酸—乳酸发酵的速度开始下降；当温度在5~10℃可阻止苹果酸—乳酸发酵；而当温度高于30℃时，苹果酸—乳酸发酵也将减弱。在实际应用中，苹果酸—乳酸发酵的温度多在18~20℃。 2.2.2.5有机酸含量
葡萄酒中有机酸的含量决定了葡萄酒的pH值，而pH值是影响苹果酸—乳酸发酵的最基本因素之一，其作用主要表现在：
（1）影响乳酸菌成活率，从而决定进入苹果酸—乳酸发酵前迟滞期的长短；
（2）影响乳酸菌的生长速率，从而减缓苹果酸—乳酸发酵速度； （3）影响葡萄酒中乳酸菌的生长种类。
苹果酸——乳酸发酵在酸度较低的酒中很容易发生。通常需要进行苹果酸—乳酸发酵的酒的pH值为2.8~3.5之间，乳酸菌最适生长pH为4.2~4.5。当pH值为3.0或更低时，几乎所有的乳酸菌都受到抑制，在pH值3.0~4.5之间，pH值越高，苹果酸—乳酸发酵就越容易。
2.2.2.6通气
通入空气常常有利于乳酸细菌的生长。饱和空气的新葡萄酒提前几天出现苹果酸—乳酸发酵，相反，如果用纯氧饱和反而延迟，但不完全阻碍。总的说来，对葡萄酒发酵过程通风有利于进行苹果酸—乳酸发酵。 2.2.3苹果酸—乳酸发酵的防治
苹果酸—乳酸发酵并不总是对改进葡萄酒的品质有益处，有时即使用理想的乳酸菌发酵，也难免会产生一些不愉快的气味。一般来说，如果希望获得口味清爽，果香味浓的葡萄酒，则应防止这一发酵的进行。
为此，可以采取以下抑制措施：
（1）保持葡萄酒的pH值在3.2以下； （2）使酒精度达14％以上； （3）低温贮存；
（4）把总二氧化硫浓度调至50mg/L以上，尽早倒酒和澄清； （5）减少葡萄皮的浸渍时间。
3.醋酸菌
醋酸菌是能够生成醋酸的一类细菌的统称，醋酸菌病害是在葡萄酒酿造过程中易出现的一种严重的微生物病害。这种病害一旦发生，将导致葡萄酒中的醋酸等挥发酸含量显著升高，使葡萄酒产生特殊的令人不愉快的酸苦味，葡萄酒变得不能饮用。 3.1醋酸菌的生理特性
醋酸杆菌科包括2个属，醋酸杆菌属和葡萄糖杆菌属。其中醋酸杆菌属菌落呈灰白色、多不含色素，少数菌落粉红色。菌体杆状，直或稍弯曲，单个、成对或成链存在。周生或侧生鞭毛，衰老菌体形态多样。化能有机营养，专性好氧，最适生长温度25℃~30℃，最适pH为5.4~6.3。有的能合成纤维素，能将乙酸和乳酸氧化成二氧化碳和水，喜富含酒精的环境。其中，与葡萄酒败坏相关的有醋化醋杆菌、汉逊氏醋杆菌、液化醋杆菌、巴氏醋杆菌等。 3.2影响醋酸菌生存和生长的因素 3.2.1pH值
醋酸菌的最适生长pH值在5.0~6.5，而在葡萄酒环境中，醋酸菌往往能在pH3.0~4.0条件下生存和生长。但随着pH值的降低，醋酸菌的生长能力随之下降。
pH值与酒精间存在协同作用。巴氏醋杆菌在pH3.4时，耐12.5%的酒精，而pH3.0时，耐8.2％酒精。pH值能够改变醋酸菌的代谢行为，不同的pH值条件下，醋酸菌对葡萄糖、乳酸和酒精的代谢情况不同。 3.2.2温度
醋酸菌的最适生长温度在30℃~35℃之间，但它也能在10℃时微弱生长，因此，较低的贮酒温度不能阻止醋酸菌的生长。 3.2.3二氧化硫浓度
葡萄酒酿造过程中通常的二氧化硫使用量不足以抑制醋酸菌的生长（25mg/L时能正常生长），因此，若通过添加二氧化硫的方法来抑制醋酸菌的活动，其用量应不少于100mg/L。
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