Дрожжи в виноделии

Процесс ферментации Пино Нуар. По мере того, как дрожжи поглощают сахар из сусла, они выделяют в качестве побочных продуктов спирт и углекислый газ (здесь они представлены в виде пенящихся пузырьков).

Роль дрожжей в виноделии — важнейший элемент, отличающий вино от фруктового сока . В кислорода отсутствие дрожжи превращают сахар фруктов в спирт и углекислый газ в процессе брожения . Чем больше сахара в винограде , тем выше потенциальный уровень алкоголя в вине, если дрожжам позволить провести брожение досуха . Иногда виноделы прекращают брожение раньше времени, чтобы оставить в вине немного остаточного сахара и сладости, например, в десертных винах . Этого можно достичь, снизив температуру брожения до точки, при которой дрожжи становятся неактивными, стерильной или нейтральным спиртом для фильтрацией вина для удаления дрожжей или обогащением бренди уничтожения дрожжевых клеток. Если брожение непреднамеренно прекращается, например, когда дрожжи исчерпывают доступные питательные вещества, а вино еще не достигло сухости, это считается остановкой брожения .

Наиболее распространенными дрожжами, связанными с виноделием, являются Saccharomyces cerevisiae , которым отдают предпочтение из-за их предсказуемых и энергичных способностей к брожению, толерантности к относительно высоким уровням алкоголя и диоксида серы , а также их способности развиваться при нормальном pH вина от 2,8 до 4. Несмотря на Благодаря широкому использованию, которое часто включает преднамеренную инокуляцию из культивированного материала, S. cerevisiae редко является единственным видом дрожжей, участвующим в ферментации. Привезенный со сбора виноград обычно кишит разнообразными «дикими дрожжами» Kloeckera и Candida родов . Эти дрожжи часто начинают процесс брожения почти сразу после сбора винограда, когда вес гроздей в бункерах для сбора урожая начинает раздавливать виноград, высвобождая богатое сахаром сусло . Хотя добавление диоксида серы (часто добавляемого при дроблении) может ограничивать некоторую активность диких дрожжей, эти дрожжи обычно вымирают, как только уровень алкоголя достигает примерно 15%, из-за токсичности алкоголя дрожжевых клеток для физиологии , в то время как чем больше алкоголя на смену приходят толерантные виды Saccharomyces . Помимо S. cerevisiae , Saccharomyces bayanus — это вид дрожжей, которые могут переносить уровень алкоголя 17–20% и часто используются в производстве крепленых вин, таких как портвейны и такие сорта, как Зинфандель и Сира, собранные с высоким содержанием сахара по шкале Брикса . Еще одними распространенными дрожжами, участвующими в производстве вина, являются Brettanomyces , присутствие которых в вине может рассматриваться разными виноделами либо как недостаток вина , либо в ограниченных количествах как дополнительная нотка сложности.

История

Французский учёный Луи Пастер обнаружил связь между микроскопическими дрожжами и процессом брожения.

На протяжении большей части истории вина виноделы не знали механизма, который каким-то образом превращал сладкий виноградный сок в алкогольное вино. Они могли наблюдать процесс брожения, который часто описывали как «кипение», «кипение» или «проблемное» вино из-за выделения углекислого газа, который придавал вину пенистый, пузырящийся вид. Эта история сохранилась в этимологии самого слова «дрожжи», которое по сути означает «варить».

В середине 19-го века французское французскому ученому Луи Пастеру правительство поручило изучить причины порчи некоторых вин. Его работа, которая позже привела к тому, что Пастера стали считать одним из «отцов микробиологии », раскрыла связь между микроскопическими дрожжевыми клетками и процессом ферментации. Именно Пастер обнаружил, что дрожжи превращают сахара в сусле в спирт и углекислый газ, хотя точные механизмы того, как дрожжи выполняют эту задачу, не были обнаружены до 20-го века с помощью пути Эмбдена-Мейергофа-Парнаса .

Вид дрожжей, широко известный как Saccharomyces cerevisiae, был впервые идентифицирован в энологическом тексте конца XIX века как Saccharomyces ellipsoideus из-за эллиптической (в отличие от круглой) формы клеток. более 700 различных штаммов Saccharomyces cerevisiae На протяжении ХХ века было идентифицировано . Различия между подавляющим большинством этих штаммов в основном незначительны, хотя отдельные виноделы отдают предпочтение определенным штаммам при производстве определенных вин или работе с определенными сортами винограда . Некоторые из этих различий включают «энергию» или скорость брожения, устойчивость к температуре, образование летучих соединений серы (таких как сероводород ) и других соединений, которые могут влиять на аромат вина.

В современном виноделии виноделы имеют возможность выбирать из широкого спектра штаммов дрожжей, каждый из которых обладает особыми характеристиками, влияющими на органолептический профиль вина. Эти штаммы легко доступны для приобретения у специализированных поставщиков. Виноделы теперь могут легко получить доступ к штаммам дрожжей, которые подчеркивают желаемые характеристики вина, такие как ароматические соединения, вкусовые ощущения и кинетика брожения. Коммерческая доступность штаммов дрожжей произвела революцию в искусстве виноделия, позволив более точно контролировать процесс брожения и характер получаемого вина.

Роль в виноделии

В отсутствие кислорода дрожжевые клетки поглощают пируват, образующийся в результате гликолиза, и восстанавливают его до ацетальдегида, который далее восстанавливается до этанола, «перезаряжающего» коферменты НАД+, необходимые для различных метаболических процессов дрожжей.

См. Также: Ферментация (биохимия) и Ферментация (вино).

Основная роль дрожжей — превращать присутствующие сахара (а именно глюкозу в виноградном сусле ) в спирт. Дрожжи достигают этого, используя глюкозу посредством ряда метаболических путей, которые в присутствии кислорода производят не только большое количество энергии для клетки, но и множество различных промежуточных продуктов, необходимых клетке для функционирования. В отсутствие кислорода ( а иногда даже в присутствии кислорода ), клетка продолжит некоторые метаболические функции (например, гликолиз ), но будет полагаться на другие пути, такие как восстановление ацетальдегида в этанол (ферментация), чтобы «перезарядить» коферменты, необходимые для поддержания метаболизма. Именно в ходе этого процесса ферментации дрожжевые клетки выделяют этанол в качестве побочного продукта. В конце концов, если дрожжевые клетки здоровы и ферментация доведена до конца, все сбраживаемые сахара будут израсходованы дрожжами, и только неферментируемая пентоза оставит после себя незначительное количество остаточного сахара.

Другие соединения в вине, полученные дрожжами

Если в Шардоне слишком много «маслянистых» нот диацетила, виноделы могут добавить в вино свежие дрожжи, чтобы поглотить диацетил и превратить его в сивушное масло с более нейтральным запахом 2,3-бутандиол.

Хотя производство алкоголя является наиболее примечательным побочным продуктом метаболизма дрожжей с точки зрения виноделия, существует ряд других продуктов, производимых дрожжами, которые также могут влиять на полученное вино. Сюда входит глицерин , который образуется, когда промежуточное соединение цикла гликолиза ( дигидроксиацетон ) восстанавливается для «подзарядки» фермента НАДН, необходимого для продолжения других метаболических действий. баланса в клетках Обычно он вырабатывается на ранних стадиях процесса ферментации, прежде чем механизмы восстановления ацетальдегида в этанол для пополнения НАДН станут основным средством поддержания окислительно-восстановительного . Поскольку глицерин придает вину большую полноту и слегка сладкий вкус, не повышая при этом уровень алкоголя в вине, некоторые виноделы пытаются намеренно создавать условия, которые способствовали бы производству глицерина в вине. Это включает в себя выбор штаммов дрожжей, которые способствуют производству глицерина (или позволяют некоторым диким дрожжам, таким как Kloeckera и Metschnikowia , ферментироваться), повышенное воздействие кислорода и аэрацию, а также ферментацию при более высоких температурах. Производство глицерина также поощряется, если большая часть доступного ацетальдегида становится недоступной из-за связывания с молекулами бисульфита потребуется добавление значительного количества диоксида серы (намного выше установленных законом пределов в вине, но для продления производства глицерина за пределы этих самых зарождающихся стадий брожения ). .

Другие побочные продукты дрожжей включают:

• Метанол – вызван деметилированием пектинов . в сусле ферментами дрожжей Чаще встречается в красных винах, чем в белых, но только в очень небольших количествах – от 20 до 200 мг/л.
• Сивушные масла – образуются в результате разложения аминокислот дрожжами. Сюда входит 2,3-бутандиол , который образуется дрожжами, потребляющими диацетил , соединение, которое придает Шардоне и другим винам « маслянистый » аромат, восстанавливая его сначала до ацетоина , а затем до более нейтрально пахнущего 2,3-бутандиола. Многие пивовары и виноделы, у которых есть вино со слишком большой «маслянистостью», часто «сбрасывают» свежие культуры дрожжей в резервуар, который больше не бродит, чтобы дрожжи поглотили диацетил и уменьшили аромат.
• Янтарная кислота . Как и глицерин, она часто образуется на ранних стадиях ферментации. Обычно встречается в концентрации 500–1200 мг/л и представляет собой второстепенную кислоту в общей кислотности вина .
• Уксусная кислота – считается основным компонентом летучей кислотности , которая может сделать вкус вина несбалансированным и чрезмерно кислым. Хотя уксусная кислота является основной летучей кислотой, вырабатываемой дрожжами, следовые количества масляной , муравьиной и пропионовой в зависимости от штамма дрожжей также могут образовываться кислот. В большинстве стран действуют винные законы, устанавливающие допустимый предел летучей кислотности, обычно выражаемой в уксусной кислоте, на уровне 1200–2000 мг/л. Уксусная кислота также может привести к развитию винного этилацетата , который характеризуется запахом жидкости для снятия лака. Однако небольшое количество уксусной кислоты на самом деле полезно для дрожжей, поскольку они используют ее для синтеза липидов в клеточной мембране.

Характерные «альдегидные» ноты вин Шерри обусловлены особыми дрожжами, произрастающими в винодельческом регионе Херес .

• Ацетальдегид . Хотя большая часть образующегося ацетальдегида восстанавливается до этанола или связывается диоксидом серы, в вине может оставаться его концентрация от 50 до 100 мг/л. Штаммы флоровых дрожжей, из которых производится испанское вино Шерри, производят большее количество, что способствует характерным «альдегидным» ароматам хереса. В присутствии кислорода дрожжи могут превращать часть присутствующего в вине этанола обратно в ацетальдегид, создавая окисленный аромат.
• Сероводород – часто вырабатывается дрожжами во время брожения из-за недостатка азота в сусле. Этого можно добиться путем уменьшения количества сульфатов или сульфитов, имеющихся в сусле, или путем разложения мертвых дрожжевых клеток другими дрожжами, которые выделяют серосодержащие аминокислоты, которые в дальнейшем расщепляются дрожжами. Последнее часто случается с винами, которые находятся в контакте с осадком в течение длительного времени между переливами . В присутствии спирта сероводород может вступать в реакцию с этанолом с образованием этилмеркаптанов и дисульфидов , которые способствуют появлению неприятных ароматов и дефектов вина. Известно, что некоторые коммерческие штаммы дрожжей, такие как Montrachet 522, производят более высокие уровни сероводорода, чем другие штаммы, особенно если в сусле наблюдается недостаток питательных веществ.
• Пировиноградная кислота . Наряду с ацетальдегидом это соединение может вступать в реакцию с антоцианами, образующимися при контакте с виноградной кожурой , с образованием более стабильного цветового пигмента ( пираноантоциана ), который может улучшить цвет некоторых красных вин.
• Различные эфиры , кетоны , лактоны , фенолы и ацетали .

Читать

Осадок, оставшийся после вторичного брожения игристого вина, можно увидеть на нижней стороне проверяемой бутылки. В конце концов это вино проходит через прореживание, чтобы собрать осадок в горлышко, откуда его удаляют перед закупоркой.

Когда дрожжевые клетки умирают, они опускаются на дно ферментационного сосуда, где соединяются с нерастворимыми тартратами , виноградными косточками, фрагментами кожуры и мякоти, образуя осадок . Во время ферментации первое значительное перекачивание, при котором удаляется большая часть мертвых дрожжевых клеток, часто называют грубым осадком , в отличие от менее грубого мелкого осадка , который образуется по мере того, как вино продолжает оседать и стареть. За время, пока вино находится в контакте с осадком, на вино может повлиять ряд изменений, обусловленных как автолизом ( или самометаболизацией) мертвых дрожжевых клеток, так и восстановительными условиями, которые могут возникнуть, если осадок не аэрируется и не перемешивается (процесс, который французы называют bâtonnage ). Продолжительность времени, которое вино проводит на осадке (называемом сюр-ли ), будет зависеть от стиля виноделия и типа вина.

Процесс выдержки вина для некоторого контакта с осадком имеет долгую историю в виноделии, он был известен еще древним римлянам и описан Катоном Старшим во II веке до нашей эры. Сегодня эта практика широко ассоциируется с любыми красными винами бочкового брожения , Мюскаде , игристыми винами Шампанского , а также Шардоне, производимыми во многих винодельческих регионах по всему миру. Обычно, когда вина оставляют в контакте с осадком, их регулярно перемешивают, чтобы высвободить маннопротеины , полисахариды и другие соединения, которые присутствовали в стенках и мембранах дрожжевых клеток. Такое перемешивание также помогает избежать образования восстановительных соединений серы, таких как меркаптаны и сероводород, которые могут появиться, если слой осадка имеет толщину более 10 см (3,9 дюйма) и его не трогают более недели.

Большая часть преимуществ, связанных с контактом с осадком, связана с влиянием на вино маннопротеинов, высвобождаемых во время аутолиза дрожжевых клеток. Состоящие в основном из маннозы и белков с небольшим количеством глюкозы, маннопротеины часто связываются в клеточной стенке дрожжей с гидрофобными ароматическими соединениями, которые улетучиваются при разрушении клеточной стенки. способствует стабильности тартратов и белков , помогает улучшить тело и вкусовые ощущения вина, а также уменьшить восприятие горечи и терпкости танинов Высвобождение маннопротеинов не только приводит к сенсорным изменениям в вине, но и .

Вторичная ферментация

Основная статья: Производство игристых вин

Производство шампанского и многих игристых вин требует проведения второй ферментации в бутылке, чтобы обеспечить карбонизацию, необходимую для этого стиля. В отдельные бутылки добавляется небольшое количество подслащенной жидкости, и дрожжам разрешается преобразовать ее в большее количество спирта и углекислого газа . Затем осадок ссыпают в горлышко бутылки, замораживают и выбрасывают под давлением газированного вина.

Виды дрожжей, используемых в виноделии

Пленочные дрожжи на поверхности вина в бочке из-под желтого вина из винодельческого региона Юра во Франции.

дрожжей Систематика включает классификацию видов дрожжей в зависимости от наличия или отсутствия половой фазы . Таким образом, некоторые винодельческие дрожжи классифицируются по их бесполому анаморфу (или «несовершенной» форме), в то время как другие могут быть классифицированы по их половому телеоморфу (или «совершенной» форме). Типичным примером этого являются Brettanomyces (или «Brett»), которые обычно упоминаются в текстах по вину и виноградарству под их бесполой классификацией, хотя в некоторых научных и винодельческих текстах могут описываться конкретные виды (например, Dekkera bruxellensis ) под их спороносной половой классификацией Dekkera . Если не указано иное, в этой статье обычно речь идет о бесполой форме винных дрожжей.

Наиболее распространенными дрожжами, обычно связанными с виноделием, являются Saccharomyces cerevisiae , которые также используются в хлебопечении и пивоварении . Другие роды дрожжей, которые могут участвовать в виноделии (либо с пользой, либо как причина потенциальных дефектов вина ), включают:

• Бреттаномицеты (телеоморф Деккера )
• Candida (телеоморфы разных видов из нескольких родов, включая Pichia , Metschnikowia , Issatchenkia , Torulaspora и Kluyveromyces )
• Kloeckera (Teleomorph Hanseniaspora ), обычно самые распространенные «дикие дрожжи», встречающиеся на винограднике. Некоторые виды известны как « дрожжи-убийцы », которые производят ингибирующие уровни этилацетата и уксусной кислоты , которые могут убивать чувствительные штаммы Saccharomyces cerevisiae.
• Сахаромикоды
• Schizosaccharomyces , единственные винные дрожжи, которые размножаются делением , тогда как большинство винных дрожжей размножаются почкованием .
• Zygosaccharomyces очень толерантны к алкоголю и могут расти в винах до 18% об./об. Кроме того, эти дрожжи могут выживать при чрезвычайно высоком уровне сахара (до 60% по массе или 60 Брикса ) и очень устойчивы к диоксиду серы.
• Aureobasidium , особенно виды «черных дрожжей» Aureobasidium pullulans, встречающиеся во влажных подвалах, могут загрязнять стареющее вино в бочках.

Сахаромицеты

Saccharomyces cerevisiae под микроскопом дифференциально-интерференционного контраста (DIC)

Род дрожжей Saccharomyces (сахарная плесень) предпочтителен для виноделия (как для винограда, так и для других фруктовых вин , а также для использования в пивоварении и хлебопечении) из-за в целом надежных и положительных свойств, которые они могут придать вину. Эти дрожжи обычно легко ферментируют глюкозу , сахарозу и раффинозу и метаболизируют глюкозу, сахарозу, раффинозу, мальтозу и этанол . Однако Saccharomyces не могут ферментировать или использовать пентозы (например, арабинозу ), которые обычно присутствуют в винах в небольших количествах в виде остаточных сахаров.

Помимо Saccharomyces cerevisiae другие виды рода Saccharomyces : , в виноделии участвуют и

• Сахаромицеты баяны
• Сахаромицеты бетикус
• Сахаромицеты ферментативные
• Сахаромицеты парадоксальные
• Сахаромицеты пасторианские
• Сахаромицеты винограда

Влияние разных штаммов на ферментацию

Хотя некоторые штаммы дрожжей могут влиять на сенсорные характеристики и аромат молодого вина, эти различия, похоже, исчезают с возрастом вина.

В 1996 году Saccharomyces cerevisiae стал первым одноклеточным эукариотическим которого организмом, весь геном секвенирован . Это секвенирование помогло подтвердить почти столетнюю работу микологов и энологов по идентификации различных штаммов Saccharomyces cerevisiae , которые используются в производстве пива , хлеба и виноделия . Сегодня идентифицировано несколько сотен различных штаммов S. cerevisiae . Не все штаммы подходят для виноделия, и даже среди штаммов, которые пригодны, среди виноделов и ученых ведутся споры о фактической величине различий между различными штаммами и их потенциальном влиянии на вино. Даже среди сортов, которые продемонстрировали отличительные различия по сравнению с молодыми винами, эти различия, похоже, исчезают и становятся менее выраженными по мере старения вина .

Некоторые явные различия между различными штаммами включают появление определенного «неприятного привкуса» и ароматов, которые могут быть временными (но вызывающими «вонючее брожение») или могут оставаться в вине, и с ними приходится бороться другими методами виноделия (например, из-за присутствия летучих соединений серы, таких как сероводород ) или оставить некачественное вино. Другое отличие включает в себя «энергию» или скорость ферментации (на которую также могут влиять другие факторы, помимо выбора дрожжей), при этом некоторые штаммы дрожжей имеют тенденцию к «быстрому брожению», в то время как другим может потребоваться больше времени, чтобы начать.

Еще одно менее измеримое различие, которое является предметом большего количества дискуссий и вопросов предпочтений виноделов, — это влияние выбора штамма на сортовой вкус определенных сортов винограда, таких как Совиньон блан и Семильон . Считается, что на эти вина могут влиять тиолы, образующиеся в результате гидролиза определенных цистеином, соединений, связанных с ферментами , которые более распространены в определенных штаммах. Другие ароматические сорта, такие как Гевюрцтраминер , Рислинг и Мускат, также могут подвергаться воздействию штаммов дрожжей, содержащих высокие уровни ферментов гликозидаз , которые могут модифицировать монотерпены . Точно так же, хотя потенциально и в гораздо меньшей степени, другие сорта могут подвергаться влиянию гидролитических ферментов, воздействующих на алифатические соединения , ноизопреноиды и производные бензола , такие как полифенолы в сусле .

При производстве игристых вин некоторые виноделы выбирают штаммы (например, известный как Эперне, названный в честь города в винодельческом регионе Шампань во Франции и Калифорнийском Шампани , также известный как штамм UC-Davis 505), которые, как известно, хорошо флокулируют , позволяя мертвым дрожжам клетки легко удаляются путем просветления и дегоржажа . При производстве хереса поверхностная пленка дрожжей, известная как флор, используемая для создания отличительного стиля хереса фино и мансанильи , происходит от различных штаммов Saccharomyces cerevisiae . хотя коммерческие дрожжи, доступные для инокуляции, часто происходят от различных видов Saccharomyces , Saccharomyces beticus , Saccharomyces Fermentati и Saccharomyces bayanus .

Дикие дрожжи и естественная ферментация

Плодовые мухи являются распространенным переносчиком, переносящим окружающие или «дикие» штаммы дрожжей на винодельнях.

В виноделии термин «дикие дрожжи» имеет несколько значений. В самом базовом контексте это относится к дрожжам, которые не были введены в сусло путем преднамеренной инокуляции культивируемого штамма. Вместо этого эти «дикие дрожжи» часто вступают в контакт с суслом через свое присутствие на уборочном оборудовании, транспортных бункерах, поверхностном винодельческом оборудовании и как часть естественной флоры винодельни. Очень часто это штаммы Saccharomyces cerevisiae , поселившиеся в этих местах на протяжении многих лет, иногда завезенные ранее путем инокуляции предыдущих урожаев. В этом контексте эти дикие дрожжи часто называют аборигенными , аборигенными или природными дрожжами, в отличие от инокулированных , отобранных или культивируемых дрожжей . Винодельни, которые часто полагаются исключительно на эти «собственные» сорта, иногда продают свои вина как продукт дикого или естественного брожения . (ок. 304 г.) В Наньфане Цаому Чжуане есть самое раннее описание виноделия с использованием « травяной ферментации » ( cώoqū 草麴) диких дрожжей с рисом и различными травами, включая ядовитый Gelsemium elegans ( yěgé 冶葛).

Другое использование термина «дикие дрожжи» относится к родам дрожжей, не относящимся к Saccharomyces , которые присутствуют на винограднике, на поверхности виноградной лозы и в самом винограде. На типичном винограднике может существовать от 160 до 100 000 колониеобразующих единиц диких дрожжей на ягоду. Эти дрожжи могут переноситься потоками воздуха, птицами и насекомыми через виноградник и даже на винодельню (например, плодовые мухи ). Наиболее распространенные дикие дрожжи, обнаруженные на винограднике, относятся к родам Kloeckera , Candida и Pichia , причем вид Kloeckera apiculata на сегодняшний день является наиболее доминирующим видом. Saccharomyces cerevisiae на самом деле довольно редко встречается на винограднике или на поверхности свежесобранного винного винограда, если только винодельня не часто повторно вносит отходы виноделия (такие как осадок и выжимки ). в виноградник

В отличие от «окружающих» диких дрожжей Saccharomyces , эти роды диких дрожжей обладают очень низкой толерантностью как к алкоголю, так и к диоксиду серы. Они способны начать брожение и часто начинают этот процесс еще в бункере для сбора урожая, когда грозди винограда слегка сминаются под собственным весом. Некоторые виноделы пытаются «выбить» эти дрожжи дозами диоксида серы, чаще всего в дробилке перед прессованием винограда или его мацерацией при контакте с кожей. Другие виноделы могут позволить диким дрожжам продолжать брожение до тех пор, пока они не поддадутся токсичности производимого ими спирта, который часто составляет 3–5% алкоголя по объему, а затем позволить инокулированным или «окружающим» штаммам Saccharomyces завершить брожение.

Винодельни, желающие выращивать «собственный» штамм дрожжей, часто перерабатывают остатки выжимок предыдущих урожаев в качестве компоста на винограднике.

Использование как «обычных», так и диких дрожжей, не принадлежащих Saccharomyces, несет в себе как потенциальную пользу, так и риск. Некоторые виноделы считают, что использование местных/местных дрожжей способствует уникальному выражению терруара в вине. В винодельческих регионах, таких как Бордо , классифицированные и высоко оцененные поместья часто рекламируют качество своих местных сортов «шато». В связи с этим винодельни часто берут остатки винодельческих выжимок и осадка и возвращают их на виноградник для использования в качестве компоста , чтобы способствовать устойчивому присутствию благоприятных штаммов. Но по сравнению с инокулированными дрожжами, эти дрожжи, находящиеся в окружающей среде, несут риск более непредсказуемого брожения. Эта непредсказуемость может включать не только присутствие посторонних привкусов/ароматов и более высокую летучую кислотность , но также и возможность остановки брожения, если местные штаммы дрожжей недостаточно энергичны, чтобы полностью преобразовать все сахара.

Практически неизбежно, что дикие дрожжи, не относящиеся к Saccharomyces, будут играть роль в начале ферментации практически каждого вина, но винодельни, которые решают позволить этим дрожжам продолжать брожение вместо минимизации их влияния, делают это с целью повышения сложности за счет биотехнологий. разнообразие. Хотя эти несахаромицеты ферментируют глюкозу и фруктозу в спирт, они также могут создавать другие промежуточные продукты, которые могут повлиять на аромат и вкус вина. Некоторые из этих промежуточных продуктов могут быть положительными, например фенилэтанол , который может придавать аромат розы . Однако, как и в случае с обычными дрожжами, продукция этих дрожжей может быть очень непредсказуемой – особенно с точки зрения вкуса и аромата, которые эти дрожжи могут производить.

Инокулированные дрожжи

Некоторые виноделы предпочитают использовать лиофилизированные культивированные дрожжи (слева) и питательные вещества для дрожжей (справа) из-за их относительной предсказуемости начала и завершения брожения.

Когда виноделы выбирают культивируемый штамм дрожжей, это в основном делается потому, что винодел хочет, чтобы брожение было предсказуемым и доведено до завершения штаммом, имеющим репутацию надежного. Среди особых соображений, которые часто важны для виноделов, является склонность дрожжей:

• Быстро начать брожение, вытесняя другие «дикие дрожжи» за питательные вещества в сусле.
• Полностью использовать все сбраживаемые сахара с предсказуемой степенью конверсии сахара в спирт.
• Иметь толерантность к алкоголю до 15% или даже выше в зависимости от стиля виноделия.
• Имеют высокую толерантность к диоксиду серы, но низкое производство соединений серы, таких как сероводород или диметилсульфид.
• Производят минимальное количество остаточного пирувата , уксусной кислоты и ацетальдегида.
• Обеспечивайте минимальное пенообразование во время ферментации, что может создать трудности с управлением крышками во время мацерации или вызвать выскакивание пробок во время ферментации в бочках .
• Имеют высокий уровень флокуляции и уплотнения осадка , что облегчает перекачку , осветление и фильтрацию вина.

Инокулированные (или чисто культивированные ) дрожжи представляют собой штаммы Saccharomyces cerevisiae , которые были идентифицированы и высеяны на винодельнях по всему миру (включая известных производителей из известных винодельческих регионов, таких как Бордо , Бургундия , долина Напа и долина Баросса ). Эти штаммы тестируются в лабораториях для определения жизнеспособности штамма, толерантности к диоксиду серы и алкоголя, уровня продукции уксусной кислоты и соединений серы, способности к повторному брожению (положительный результат для игристых вин, но отрицательный признак для сладких вин позднего сбора ), развитие наличие поверхностной пленки на вине (положительное явление для некоторых стилей шерри , но отрицательное свойство для многих других вин), усиление цвета вина или определенных сортовых характеристик за счет ферментов в дрожжевых клетках и других продуктов метаболизма, вырабатываемых дрожжами, склонность к пенообразованию и флокуляции. , дрожжецидные свойства (признак, известный как « дрожжи-убийцы ») и толерантность к недостатку питательных веществ в сусле, что может привести к остановке брожения.

Регидратация лиофилизированных дрожжевых культур

Приготовление закваски дрожжей и постепенное охлаждение ее до температуры сусла путем добавления вина.

Чистые культуральные дрожжи, выращенные в лаборатории, часто подвергают сублимационной сушке и упаковывают для коммерческого использования. Перед добавлением в сусло эти дрожжи необходимо повторно гидратировать в «стартовых культурах», за которыми необходимо тщательно следить (особенно в отношении температуры), чтобы гарантировать, что дрожжевые клетки не погибнут в результате холодового шока . В идеале виноделы хотят добавить достаточно инокулята, чтобы плотность популяции жизнеспособных клеток составляла 5 миллионов клеток на миллилитр. Точное количество лиофилизированной культуры зависит от производителя и штамма дрожжей, но часто оно составляет около 1 грамма на галлон (или 25 граммов на 100 литров). В вина, которые могут иметь потенциально проблемное брожение (например, из-за высокого уровня сахара позднего сбора или ботризированные вина), могут быть добавлены больше дрожжей.

Аналогичным образом, процедуры регидратации также будут различаться в зависимости от производителя и винодельни. Дрожжи часто инокулируют в объеме воды или виноградного сусла, который в 5–10 раз превышает вес сухих дрожжей. Эту жидкость часто доводят до температуры 40 °C (104 °F) перед введением дрожжей (хотя некоторым штаммам дрожжей может потребоваться температура ниже 38 °C (100 °F). ), чтобы клетки могли легко рассеиваться, а не слипаться и опускаться на дно контейнера. Тепловая активация также позволяет клеткам быстро восстановить мембранный барьер до того, как растворимые цитоплазматические компоненты покинут клетку. Регидратация при более низких температурах может значительно снизить жизнеспособность дрожжей с гибелью клеток до 60%, если дрожжи повторно гидратируются при 15 ° C (59 ° F). Затем культуру перемешивают и аэрируют, чтобы включить в культуру кислород, который дрожжи используют для синтеза необходимых факторов выживания.

Затем температуру закваски медленно снижают, часто путем постепенного добавления сусла, чтобы температура сусла, к которому будет добавлена ​​культура, была в пределах 5–10 ° C (41–50 ° F). Это делается для того, чтобы избежать внезапного холодового шока, который могут испытать дрожжевые клетки, если закваска была добавлена ​​непосредственно в само сусло, что может убить до 60% культуры. Кроме того, у выживших клеток, подвергшихся холодовому шоку, наблюдается увеличение выработки сероводорода.

Пищевая потребность винных дрожжей

Диаммонийфосфат (или DAP) — это распространенная добавка, которая обеспечивает дрожжи двумя необходимыми питательными веществами для здорового и устойчивого брожения — азотом и фосфатом.

Чтобы успешно завершить ферментацию с минимальным добавлением в вино негативных свойств или вообще без них, дрожжам необходимо полностью удовлетворить свои потребности в питательных веществах. К ним относятся не только доступный источник энергии (углерод в форме сахаров, таких как глюкоза) и усваиваемый дрожжами азот ( аммиак и аминокислоты или ЯН), но также минералы (такие как магний ) и витамины (такие как тиамин и рибофлавин ), которые служат как важные факторы роста и выживания. Среди других пищевых потребностей винных дрожжей:

• Фосфат – используется для производства нуклеиновых кислот , фосфолипидов (важного компонента клеточной мембраны) и АТФ ( аденозинтрифосфата , который клетка использует для передачи энергии для метаболизма).
• Калий – важен для поглощения и использования фосфатов.
• Биотин – участвует в синтезе белков , жирных кислот и нуклеиновых кислот.
• Пантотеновая кислота – участвует в обмене сахаров и липидов . Дефицит этого витамина может привести к увеличению производства сероводорода с неприятным ароматом в вине.
• Никотиновая кислота – участвует в синтезе никотинамидадениндинуклеотида (НАД+), кофермента, который важен для поддержания окислительно-восстановительного баланса клетки, а также в самом процессе этанольного брожения .
• Инозитол – связан с вторичными молекулами-мессенджерами , которые облегчают деление клеток .
• Следовые количества кальция , хлора , меди , железа , марганца и цинка для здорового функционирования клеток.

Одним из традиционных способов обеспечения дрожжей питательными веществами является метод рипассо, при котором остатки виноградной кожуры и выжимок (на фото) от предыдущего брожения добавляются к вновь перебродившему вину.

Многие из этих питательных веществ содержатся в сусле и кожуре самого винограда, но иногда виноделы добавляют в них такие добавки, как диаммонийфосфат (ДАФ), лиофилизированные микроэлементы (такие как Go-Ferm и Ferm-K ) и даже остатки мертвых или экстрагированных дрожжевых клеток, которые позволяют ферментирующим дрожжам расщепляться и добывать доступный азот и питательные вещества. Одной из исторических винодельческих традиций, которая до сих пор практикуется в некоторых винодельческих регионах Италии, является метод рипассо добавляются остатки выжимок от отжима других вин в качестве дополнительного источника пищи для дрожжей. , при котором в свежебродящую партию вина

Saccharomyces cerevisiae способны усваивать азот как из неорганических (аммиак и аммоний ), так и из органических форм (аминокислоты, особенно аргинин ). Когда дрожжевые клетки умирают, ферменты внутри клеток начинают автолиз , разрушая клетку, включая аминокислоты. Этот аутолиз клеток обеспечивает доступный источник азота для все еще ферментирующихся и жизнеспособных дрожжевых клеток. Однако этот автолиз также может высвобождать соединения серы (например, расщепление аминокислоты цистеина ), которые могут объединяться с другими молекулами и вступать в реакцию со спиртом с образованием летучих тиолов , которые могут способствовать «вонючей ферментации» или последующему развитию различных вин. неисправности.

Роль кислорода

Дрожжи являются факультативными анаэробами, что означает, что они могут существовать как в присутствии, так и в отсутствие кислорода. Хотя брожение традиционно считается анаэробным процессом, происходящим в отсутствие кислорода, раннее воздействие кислорода на дрожжи может быть жизненно важным компонентом успешного завершения этого брожения. Это связано с тем, что кислород важен для синтеза клеточных «факторов выживания», таких как эргостерин и ланостерин . Эти стерины играют важную роль в поддержании избирательной проницаемости мембраны дрожжевых клеток, которая становится критической, поскольку дрожжи подвергаются воздействию возрастающего осмотического давления и уровня алкоголя в вине. Будучи побочным продуктом собственного метаболизма, алкоголь на самом деле очень токсичен для дрожжевых клеток. Дрожжи со слабыми факторами выживания и недостатком стеринов могут поддаться этим условиям перед ферментацией вина до полной сухости, что приведет к остановке брожения.

Культивированные дрожжи, высушенные вымораживанием и доступные для инокуляции вина, намеренно выращиваются в коммерческих лабораториях в условиях высокого содержания кислорода и низкого содержания сахара, которые способствуют развитию этих факторов выживания. Одной из причин, по которой некоторые виноделы предпочитают использовать инокулированные дрожжи, является предсказуемость брожения из-за высокого уровня факторов выживания, которые гарантированно имеются у культивируемых дрожжей, без необходимости подвергать вино дополнительному воздействию кислорода. Виноделы, использующие «окружающие» дрожжи, присутствующие на их винодельне, могут не иметь такой же уверенности в факторах выживания, и им, возможно, придется компенсировать это другими методами виноделия.

Дикие дрожжи, не относящиеся к Saccharomyces, часто нуждаются в гораздо большем контакте с кислородом для создания факторов выживания, поэтому многие из этих дрожжей часто обнаруживаются живущими в результате окисления в виде «пленочных дрожжей» на поверхности вина в резервуарах или бочках.

Дефекты вина, связанные с дрожжами

Пленочные дрожжи, такие как Candida ( на фото ) и Pichia, могут покрывать поверхность вина пленочным слоем, который не только поглощает большую часть свободного диоксида серы, доступного для защиты вина, но также производит высокие уровни уксусной кислоты, которая будет способствовать летучей кислотности в вине. вино.

Прямо или косвенно винные дрожжи могут быть виновниками множества дефектов вина . К ним может относиться наличие « неприятных привкусов » и ароматов, которые могут быть побочным продуктом ферментации некоторых «диких дрожжей», например, видов, принадлежащих к родам Kloeckera и Candida . Даже обычные винные дрожжи Saccharomyces cerevisiae могут быть причиной некоторых дефектов вина, поскольку некоторые штаммы дрожжей, как известно, производят более высокие, чем идеальные, уровни уксусной кислоты , ацетальдегида и летучих соединений серы, таких как тиолы . Кроме того, любые дрожжи могут иметь низкую толерантность к дефициту питательных веществ, колебаниям или экстремальным температурам, а также к чрезмерному или низкому уровню сахара, что может привести к остановке брожения .

В присутствии кислорода некоторые виды Candida и Pichia могут образовывать пленку на поверхности вина в бочке. Если оставить их без контроля, эти дрожжи могут быстро истощить доступные свободные соединения серы, которые защищают вино от окисления и других микробных атак. Присутствие этих дрожжей часто определяется по повышенному уровню летучей кислотности , особенно уксусной кислоты. Некоторые штаммы Pichia метаболизируют уксусную кислоту (а также этилацетат и изоамилацетат , которые также могут вырабатываться) с побочным эффектом в виде существенного снижения титруемой кислотности и смещения pH вина вверх до уровней, которые делают вино склонным к атаке. другими микробами порчи. Эти дрожжи, обычно называемые «пленочными дрожжами», отличаются от хересных дрожжей, которые обычно приветствуются виноделами при производстве деликатных вин в стиле фино.

Рост многих неблагоприятных диких дрожжей обычно замедляется при более низких температурах в погребе, поэтому многие виноделы, желающие подавить активность этих дрожжей до того, как начнут действовать более благоприятные дрожжи Saccharomyces , часто охлаждают свое сусло, например, практикуя «холодное замачивание». сусло во время предферментационной мацерации при температуре 4–15 °C (39–59 °F). Хотя некоторые виды, такие как Brettanomyces , не будут подавлены и могут даже процветать в течение длительного периода холодного замачивания.

Бреттаномицеты

В то время как некоторые винодельческие регионы рассматривают влияние Brettanomyces на вино, в ограниченных количествах, как дополнительную сложность, многие виноделы рассматривают присутствие видов Brettanomyces, таких как Brettanomyces bruxellensis ( на фото ), на своих винодельнях как негативное влияние, которое необходимо контролировать.

Винные дрожжи Brettanomyces (или «Brett») производят очень характерные ароматические соединения, 4-этилфенол (4-EP) и 4-этилгваякол (4-EG), из-за которых вино может описываться как пахнущее как «скотный двор». мокрое седло» или «лейкопластырь». Для некоторых виноделов и для некоторых стилей вин (например, Пино Нуар из Бургундии ) ограниченное количество этих соединений можно считать положительным атрибутом, который добавляет сложности вину. Для других виноделов и других винных стилей (например, Рислинга из Мозеля ) наличие бретта будет считаться недостатком. Плодовые мухи являются частым переносчиком Brettanomyces между резервуарами и даже близлежащими винодельнями.

Будучи ферментативными дрожжами, Brettanomyces обычно могут сбраживать вино до уровня алкоголя 10–11%, прежде чем они вымрут. Иногда бреттаномицеты , уже присутствующие в вине, которое было инокулировано Saccharomyces cerevisiae, будут конкурировать со штаммом Saccharomyces за питательные вещества и даже ингибировать его из-за высокого уровня уксусной кислоты, декановой кислоты и октановой кислоты многие штаммы Brettanomyces . , которые могут производить

Когда Бретт оказывается на винодельне, его очень сложно контролировать даже при строгой гигиене и отказе от бочек и оборудования, которое ранее контактировало с вином «Бретти». Это связано с тем, что многие виды Brettanomyces могут использовать для метаболизма самые разнообразные источники углерода в вине и виноградном сусле, включая этанол . Кроме того, Бретт может производить широкий спектр побочных продуктов, которые могут повлиять на вино, помимо обсуждавшихся ранее соединений 4-EP и 4-EG. Многие из этих соединений, такие как «следы» 4-EP и 4-EG, остаются в вине даже после гибели дрожжевых клеток и удаляются путем переливания и стерильной фильтрации.

Внешние ссылки

• П. Романо, К. Фиоре, М. Параджио, М. Карузо, А. Капече « Функции видов и штаммов дрожжей во вкусе вина » . Архивировано 6 июня 2015 г. в Wayback Machine . Международный журнал пищевой микробиологии 86 (2003). стр. 169–180.