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微生物对葡萄酒香气的影响综述.pdf

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    微生物 葡萄酒 香气 影响 综述
    资源描述:
    China Brewing 2013 Vol.32 No9 Serial No258 微生物对葡萄酒香气的影响综述 张春芝, 江志国 (宁夏防沙治沙职业技术学院, 宁夏 银川 750199 ) 摘要: 香气是葡萄酒的重要感官质量指标之一, 葡萄酒的酿造过程其本质是酵母菌、 乳酸菌等微生物代谢活动的过程, 使葡萄酒产 品的香气表现得复杂和多样性。 综述了酿酒酵母、 非酿酒酵母、 乳酸菌及霉菌在葡萄酒酿造过程中的作用, 分析了酿酒微生物糖苷酶 在酿酒过程中促进葡萄酒香气糖苷水解释放的研究进展。最后, 就酿酒微生物应用于葡萄酒酿造, 改善葡萄酒风味特征的研究重点 和研究手段作了展望。 关键词: 葡萄酒香气; 酵母菌; 乳酸菌; 霉菌 中图分类号: TS261.9文献标识码: A文章编号: 0254-5071 (2013 ) 09-0028-04 Review of microbial effects on wine aroma ZHANG Chunzhi, JIANG Zhiguo (Ningxia Institute of Prevention and Control of Desertification, Yinchuan 750199, China) Abstract:The flavoring composition of wine is an important sensory quality. During wine making, microbial metabolism process is the essence, such as yeast, lactic acid bacteria, etc, which makes wine aroma complex and diversity. This article reviewsSaccharomyces cerevisiae, non-Saccha- romycesyeast, lactic acid bacteria and moulds are in the role of wine brewing process. The research status of glycoside hydrolysis from microbes glucosidases, to promote wine aroma in wine making were also analyzed. Finally, the prospects of the focus research and methods about wine mi- crobes used in wine making, to improve wine flavor characteristics, were indicated. Key words:wine aroma; yeast; lactic acid bacteria; mould 收稿日期: 2013-09-05 基金项目: 张春芝 (1977- ) , 女, 讲师, 硕士, 主要从事食品微生物教学与研究工作。 葡萄酒中芳香物质的种类、 含量、 气味阈值及其相互 之间的作用形成了葡萄酒的香气质量, 决定着葡萄酒的风 味和典型性1。香气分析是评价葡萄酒质量最为重要的感 官指标之一2, 直接体现了葡萄酒的风格和特色, 能赋予 消费者满足感和享受感。葡萄酒的香气成分根据其来源 不同, 大致可以分为品种香气、 发酵香气和陈酿香气。 文献 研究表明3, 葡萄与葡萄酒中目前已经鉴定的呈香物质约 有1000种, 主要是高级醇、 酯、 有机酸、 萜烯类、 挥发性酚类 等, 共同作用形成了葡萄酒产品独特的香气风格和特色。 葡萄酒香气成分的种类及其含量受多种因素影响, 如葡萄品种、 原料成熟度、 酿造工艺、 陈酿条件等。葡萄酒 的酿造过程实际上是多种微生物的应用过程。由于微生 物的介入和作用, 直接影响葡萄酒中香气物质形成的种类 和数量, 影响到随后香气物质的变化过程, 最终形成葡萄 酒的质量和风格。现代生物技术应用于葡萄酒微生物上, 微生物发酵制剂、 酶制剂、 固定化微生物等技术产品已经 应用于葡萄酒酿造过程, 综述分析酿造过程中微生物对葡 萄酒香气的影响具有重要的生产实践意义。 1 酵母菌活动对葡萄酒香气的影响 葡萄酒是以新鲜葡萄或葡萄汁为原料, 经过部分或全 部发酵酿制而成, 具有一定酒精度的发酵产品。 葡萄酒的 感官特征是以葡萄酒的化学组成为基础, 并由其他许多因 素决定。 其中, 微生物对葡萄酒的化学组成具有重要作用, 尤其是酵母菌4。因此酿酒酵母参与的酒精发酵势必影响 葡萄酒最初香气的形成, 一方面, 酵母菌的活动对发酵期 间浸提的品种香气成分进行修饰矫正, 另一方面, 酵母菌 活动产生一些挥发性的成分, 即发酵香气成分。 1.1 酿酒酵母对葡萄酒香气的影响 研究发现, 酿酒酵母 (Saccharomyces) 是葡萄酒酒精 发酵的主要完成者, 因为其良好的抗酒精能力、 酒精转化 率、 发酵纯正等酿酒特性。 在葡萄酒工业化生产的今天, 酿 酒师通常使用商品化的酿酒酵母活性干粉, 以保证发酵生 产的葡萄酒产品质量的稳定性。酵母菌对葡萄酒香气产 生影响主要通过: 影响葡萄品质, 转变为活性香气, 通过自 溶影响葡萄酒香气和其他特性, 吸附葡萄汁组分, 影响乳 酸菌及其他破坏性细菌的生长等途径5。 酵母菌对于保证葡萄酒中来源于葡萄的品种香气变 化具有非常重要的影响, 接种不同的酵母菌株, 会产生不 同种类及浓度的发酵香气成分。 在保证发酵生产设备和工 艺措施一样的条件下, 使用酿酒酵母得到的葡萄酒产品具 有更为浓郁的水果香气6。也有研究表明, 因为接种的酵 母菌株不同, 酵母菌中糖苷酶的活性和代谢途径有差异, Forum and Summary28 中国酿造 2013 年 第 32 卷 第 9 期 总第 258 期 对于葡萄原料中香气物质前体的作用效果不同, 代谢产生 的发酵香气成分也不同, 进而形成葡萄酒中不同种类和含 量的游离香气成分, 得到香气特征差异明显的葡萄酒产 品7。对不同酿酒酵母菌种所酿酒中香气成分的分析研究 得出, 葡萄酒香气的物质总量差异较大, 主体香气成分具 有明显的一致性, 但其含量较小的微量香气成分在种类、 含量和比例上具有明显的差异性, 这些微量成分的嗅觉阈 值同样很低, 所以这些微量香气成分成为影响葡萄酒香气 质量的决定性成分8-10。 酵母菌广泛地存在于自然界中, 在新种植或少量种植 葡萄的地区, 酿酒酵母不仅数量少而且酿酒特性也较差; 但是种植葡萄历史较长的地区或传统的葡萄产区, 酵母菌 在长期的自然驯化和选择进程中, 渐渐适应了本地区的气 候条件、 土壤状况和葡萄品种, 形成了适应性强的不同类 型酿酒酵母菌群。因此在这些产区, 采用自然发酵可以酿 造出具有本地区特色的葡萄酒产品, 区别于其地区葡萄酒 质量风格和特色明显地域性葡萄酒酒种11。 有研究从传统的葡萄酒产区筛育适应当地气候、 土 壤和葡萄品种的优良葡萄酒酿酒酵母, 进而将这些优良菌 株应用于葡萄酒酿造, 可以放大天然酵母菌株在葡萄酒发 酵过程中的优良特性, 还对葡萄酒风格特色的形成起着至 关重要的作用12-13。 实践研究认为, 采用从葡萄浆果、 葡萄汁 中分离的酵母能生产出果香浓郁且香气持久的葡萄酒14。 有研究比较了优选天然酵母菌株和商业酵母酿造葡萄酒 中的香气成分, 结果表明, 天然优选酿酒酵母菌株生成香 气物质种类较多, 具有花香或果香的酯类成分含量较多15。 因此, 从当地天然酵母中选育优良的葡萄酒酵母菌具有生 产地域性和独特性风味葡萄酒的潜在意义, 对于酿造具有 本地独特风格的葡萄酒有非常重要的意义。 酒泥陈酿的深入研究表明, 酵母多糖作为一类来源于 酵母组织及其细胞壁的大分子多糖复合物, 约占酵母细胞 壁干重的40.0%左右, 具有很好的抗氧化特性, 能够很好 地保护葡萄酒香气物质免于过度氧化或破坏, 从而更好地 提升葡萄酒香气的馥郁性, 同时可以稳定葡萄酒中的香气 物质, 提高香气的持久性16。 研究认为, 发酵结束后立即对 葡萄酒进行澄清和稳定化处理, 葡萄酒中酵母多糖含量大 幅度降低, 会对葡萄酒的感官品质造成负面影响17。通过 挑选适当的酵母菌株, 精选酵母成分组合能够在发酵过程 中改进葡萄酒的香气, 进而提高葡萄酒的质量, 达到酿酒 师满意的效果。开展产地酵母菌的开发研究对提高葡萄 酒的感官特性具有极其重要的贡献, 尤其是分离并添加优 良产地酵母菌株, 可以放大本土酵母菌株在葡萄酒酿造中 的积极作用, 生产彰显地域特色的葡萄酒18。 1.2 非酿酒酵母对葡萄酒香气的影响 非酿酒酵母 (non-Saccharomyces) 是有别于酿酒酵母 的一大类酵母, 也参与葡萄酒的酿造过程, 主要包括克勒 克酵母 (Kloeckera apiculata) 、 假丝酵母 (Candida) 、 梅氏酵 母 (Metschnikowia) 、 有孢汉生酵母 (Hanseniaspora) 、 裂殖 酵母 (Schizosaccharomyces) 、 汉生酵母 (hansenula) 、 德巴 利酵母 (Debaryomyces) 、 接合酵母 (Zygosaccharomyces) 和 酒香酵母 (Brettanomyces) 等15。在葡萄酒酿造过程中, 这 些非酿酒酵母与酿酒酵母一起消耗营养物质, 产生次级代 谢产物, 有可能产生不良气味, 进而影响葡萄酒的香气质量。 一般认为, 非酿酒酵母种类繁多, 在葡萄酒发酵过程中代谢 复杂, 其此生代谢产物对葡萄酒总体香气特征有影响, 但是 传统产区, 葡萄果皮上存在的非酿酒酵母的种类及其活性 受到地理位置、 气候条件、 土壤状况等因素的影响19。 近年来, 关于非酿酒酵母在葡萄酒方面的研究结果表 明, 非酿酒酵母在发酵过程中具有重要作用。 一些非酿酒 酵母产挥发性物质种类多, 含量高, 香气突出。 而且与酿酒 酵母混合发酵改善了葡萄酒的风味, 葡萄酒香气物质的数 量和质量都有大幅增加, 从中筛选优良菌株并用于生产优 质葡萄酒已成为可能性20-21。 1.3 酶解风味前体物质对葡萄酒香气的影响 葡萄酒中的香气成分除了来自于葡萄浆果本身和酒 精发酵过程产生的副产物外, 还有一些来源于发酵过程中 香气前体物质的水解。 这些香气前体物质大多数以糖苷形 式存在, 在葡萄表皮细胞中一般都很稳定, 并不呈现出芳 香气味, 但是葡萄除梗破碎和发酵过程中, 在葡萄本身的 酶和酵母菌酶的作用下可分解成游离的葡萄酒香气成 分。 因此研究这些香气前体物质的酶解过程, 阐明风味物 质定向修饰机制, 不仅能够促进结合态风味前体物的酶 解, 而且可显著提高葡萄酒香气的含量和种类, 对于定向 修饰和改善葡萄酒香气具有重要意义22。 有研究认为,-葡萄糖苷酶是改善葡萄酒香气的关键 酶, 其来源是多样的。不仅可以来自于葡萄酒发酵过程中 的酵母菌和乳酸菌, 而且可以在丝状真菌、 野生酵母中分 离提取, 不受季节气候的影响, 获得价格优廉的-葡萄糖 苷酶23-25。 有研究采用糖苷酶处理发酵过程中的葡萄汁, 明 显促进有机酸类、 萜烯类、 部分苯衍生物及C5-C7挥发性 化合物的释放, 确认-葡萄糖苷酶作为外源酶应用于葡萄 酒生产, 可以提高葡萄酒的风味质量26。 目前, 国内多研究高产糖苷酶酿酒酵母菌株的筛选及 酶活测定, 糖苷酶活力较高的酿酒酵母, 可以促进糖苷类 化合物的水解, 增加单萜类物质的含量, 对葡萄酒香气品 质具有良好的修饰作用27。 筛选具有高糖苷酶能力的微生 物以及应用于葡萄酒酿造过程的报道较少, 获得高活性的 产糖苷酶的酿酒微生物菌株值得关注和研究。 2 乳酸菌对于改善葡萄酒香气的贡献 苹果酸-乳酸发酵 (malolactic fermentation, MLF ) 是在 专论与综述29 China Brewing
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