第五章乳酸菌和苹果酸乳酸发酵+ma课件

苹果酸乳酸发酵概述第一节苹果酸乳酸发酵的机理第二节苹果酸乳酸发酵的控制第三节苹果酸乳酸发酵引起的口味变化

苹果酸乳酸发酵概述第一节苹果酸乳酸发酵的机理1·1。葡萄酒中乳酸菌的种类乳酸菌是一类可以发酵糖产生大量乳酸的一类细菌的总称。1914年瑞士科学家（Hermann）定名苹果酸乳酸发酵：1945年对苹果酸乳酸的研究有突破性发展：现在仍然是研究热点1。葡萄酒中乳酸菌的种类2葡萄酒的乳酸菌分为两个科：两个科：乳杆菌科（Lactobacillaceae）和链球菌科（Streptococcaceae）四个属：乳杆菌属（Lactobacillus）明串珠菌属（Leuconostoc）片球菌属（Pediococcus）酒球菌属（Oenococcus）葡萄酒的乳酸菌分为两个科：3存在在酒和葡萄汁中的乳酸菌种属发酵类型种类乳酸产物Pediococcus片球菌属Homofermentative同质发酵Pc.Damnosus有害足球菌L(+)D(-)Pc.Parvulus小足球菌L(+)D(-)Pc.Pentosaceus戊糖足球菌L(+)D(-)Leuconostoc明串珠菌属Heterofermentative

异质发酵L.Mesenteroides肠膜状明串珠菌D(-)Oenococcus酒球菌属HeterofermentativeO.Oeni

酒类酒球菌D(-)Lactobacillus乳杆菌属HomofermentativeLb.Mali

苹果乳杆菌L(+)oL(+)D(-)Heterofermentativefac.Lb.Casei

干酪乳杆菌L(+)Heterofermentativefac.Lb.Plantarum植物乳杆菌L(+)D(-)HeterofermentativeLb.Brevis

短乳杆菌L(+)D(-)Lb.Buchneri

布氏乳杆菌L(+)D(-)Lb.Fermentum发酵乳杆菌

L(+)D(-)Lb.Fructivorans食果糖乳杆菌L(+)D(-)Lb.Hilgardii

希氏乳杆菌L(+)D(-)存在在酒和葡萄汁中的乳酸菌种属发酵类型种类乳酸产物Pedio4乳酸菌葡萄酒酵母乳酸菌的个体比普通酵母小十倍,细胞结构也更加简单,对环境的适应能力也较差(与酵母相比,对SO2和低的pH适应较差)细胞质核蛋白体核酸纤维蛋白膜聚肽外膜细胞外壁乳酸菌细胞乳酸菌葡萄酒酵母乳酸菌的个体比普通酵母小十倍,细胞结构也更5COOH–CH2–CH0H–COOHCH3–CHOH–COOH+CO2+ATP苹果酸乳酸+CO2

所有存在于葡萄酒中的乳酸菌均可以进行此种反应.第一节苹果酸乳酸发酵机理COOH–CH2–CH0H–COOH6第一节苹果酸乳酸发酵机理一、1、苹果酸酶催化苹果酸转化成丙酮酸2、乳酸脱氢酶催化丙酮酸向乳酸转化二、苹果酸－乳酸酶把苹果酸直接变为乳酸第一节苹果酸乳酸发酵机理一、1、苹果酸酶催化苹果酸转化成丙7生物降酸

葡萄酒达到生物稳定

口感和气味的变化副产物的变化双羧基酸转化成单羧基酸.总酸下降(PH将上升0.1-0.3)经过苹果酸乳酸发酵，酒中可利用的营养物质减少,微生物生长的环境差,葡萄酒达到生物稳定有奶油的味道苦味略有增强植物的味道减少果香味,酒香味增加氨基甲酸酯生物胺双乙酰1

–苹果酸乳酸发酵的结果生物降酸葡萄酒达到生物稳定口感和气味的变化副产物的变化8适用于在所有的红葡萄酒中进行对某些特定的白葡萄酒也适用1、降酸作用L－苹果酸－－L－乳酸二元酸降为一元酸酸涩味降低总酸下降1-3g/L第二节苹果酸乳酸发酵对酒的影响适用于在所有的红葡萄酒中进行对某些特定的白葡萄酒也适用1、降92、增加酒的微生物稳定性苹果酸为生物代谢重要的底物第二节苹果酸乳酸发酵对酒的影响2、增加酒的微生物稳定性第二节苹果酸乳酸发酵对酒的影响103、风味的修饰发酵产物：乙酸双乙酰：奶油味乙偶姻：2,3－丁二醇醛类酯类：乙酸乙酯和丁二酸二乙酯总的风味：奶油味、奶酪味、干果味或泡菜味第二节苹果酸乳酸发酵对酒的影响3、风味的修饰第二节苹果酸乳酸发酵对酒的影响114、降低色度1-3g/L苹果酸的降低使pH上升0.3个单位乳酸菌利用丙酮酸、a－酮戊二酸，释放出SO2酒的颜色由紫色向兰色转化第二节苹果酸乳酸发酵对酒的影响4、降低色度第二节苹果酸乳酸发酵对酒的影响125、乳酸菌可能引起的葡萄酒病害:

与酵母的生长进行糖的竞争产生乳酸性酸败

可能导致酒精发酵速度迟缓

产生醋酸

酯的产出下降(酒香损失)

品种香气衰减

色素损失

产生反常的气味或口感(如:汗味,

酸菜味,鼠尿味…)

产生某些“有害”物质(生物胺,

氨基甲酸乙酯,酸败—双乙酰…)第二节苹果酸乳酸发酵对酒的影响5、乳酸菌可能引起的葡萄酒病害:与酵母的生长进行糖的竞争13丙烯醛（甘油发酵－苦败病）短乳杆菌和

布氏乳杆菌挥发性多酚—肉桂酸短乳杆菌和

希氏乳杆菌鼠味?植物乳杆菌Tetraidropiridineetautresesteresetiliquesdesaminoacides所有的野生乳酸菌…可能会产出特别的“个性物质”:第二节苹果酸乳酸发酵对酒的影响丙烯醛（甘油发酵－苦败病）短乳杆菌和布氏乳杆菌挥发性多酚—141、pH值的影响影响苹果酸乳酸发酵的启动影响苹果酸乳酸发酵持续时间的长短对菌种有筛选作用影响乳酸菌的代谢底物和产物及其比例影响乳酸菌的生存葡萄酒的pH在3.1-3.4乳酸菌的最适pH值为4.8第三节苹果酸乳酸发酵影响因素和控制1、pH值的影响第三节苹果酸乳酸发酵影响因素和控制152、二氧化硫的影响50ppm完全抑制乳酸菌的活性SO2的作用与pH和温度有紧密的联系不同菌种对SO2的抗性不同第三节苹果酸乳酸发酵影响因素和控制2、二氧化硫的影响第三节苹果酸乳酸发酵影响因素和控制163、酒精的影响大多数的乳杆菌都能忍受15％（v/V)明串珠菌能忍受12％－14%主要通过影响酶活起作用与pH、温度和SO2有紧密的联系不同菌种对SO2的抗性不同第三节苹果酸乳酸发酵影响因素和控制3、酒精的影响第三节苹果酸乳酸发酵影响因素和控制174、氧气和二氧化碳影响CO2可刺激苹果酸乳酸发酵适当通氧是细菌生成所必须的通常葡萄酒的氧化还原电位是300-500mv第三节苹果酸乳酸发酵影响因素和控制4、氧气和二氧化碳影响第三节苹果酸乳酸发酵影响因素和控制185、温度乳酸菌最适的发酵温度为22－25℃低于12℃生长受抑制第三节苹果酸乳酸发酵影响因素和控制5、温度第三节苹果酸乳酸发酵影响因素和控制195、温度乳酸菌最适的发酵温度为22－25℃低于12℃生长受抑制第三节苹果酸乳酸发酵影响因素和控制5、温度第三节苹果酸乳酸发酵影响因素和控制206、工艺的影响加SO2加抑菌剂热浸提工艺换桶第三节苹果酸乳酸发酵影响因素和控制6、工艺的影响第三节苹果酸乳酸发酵影响因素和控制216、微生物间的相互关系酵母与乳酸菌的拮抗关系噬菌体对乳酸菌的抑制醋酸菌对乳酸菌的刺激作用乳酸菌之间的拮抗互生关系第三节苹果酸乳酸发酵影响因素和控制6、微生物间的相互关系第三节苹果酸乳酸发酵影响因素和控制227、营养物质氮素营养第三节苹果酸乳酸发酵影响因素和控制7、营养物质第三节苹果酸乳酸发酵影响因素和控制23理想状态

单宁(数量)

吞噬细胞(病毒)

与酵母的相互竞争(营养物)

辛酸,葵酸,月桂酸适应范围温度pH酒精度SO2含量25°C12-35°C5-73.0<10°16°<5ppm15ppm其他限制发展的因素影响乳酸菌生长的关键因素理想状态单宁(数量)适应范围温度25°C24温度:

12°C以下,苹果酸乳酸发酵难以进行.FML受到抑制并发酵迟缓.为保证足够的发酵速度,理想的温度应当介于18-20°C总SO2:

少于50mg/l酒精度:每上升1°,FML将推迟5天结束pH:每下降0,15pH单位,FML将推迟10天结束对苹果酸乳酸发酵的影响因素

(酒度,pH,温度°C,SO2)

温度:对苹果酸乳酸发酵的影响因素

(酒度,pH,温度°25野生的乳酸菌在理想的条件下的生长历程

野生的乳酸菌在理想的条件下的生长历程

26细菌在不适宜的条件下生长的情况

细菌在不适宜的条件下生长的情况

27

发酵周期延长

对温度的要求高

在较高的SO2含量时,可能FML不能启发能导致葡萄酒氧化

推迟上市时间野生乳酸菌在不适宜的条件下发酵可能存在的风险发酵周期延长野生乳酸菌在不适宜的条件下发酵可能存在的风险28根据不同的葡萄酒或汁的理化条件,野生的细菌可能数量众多且种类繁杂由此引发FML时间和结果无法预测冒质量的风险,他来自于没有控制的乳酸菌发酵在相当长的一段时间内,葡萄酒失去保护控制技术不够时等待未知的结果不期而至!野生乳酸菌发酵

根据不同的葡萄酒或汁的理化条件,野生的细菌可能数量众多且种29如果条件适宜,结果也许可以接受,

但…

在适宜的条件下,那些有害的细菌也将大量繁殖

结果不可预知

是个失控的过程如果条件不适宜,听天由命,

但…

可能时间很长

为防止氧化,不得不使用SO2,又加剧了困难的条件

是个失控的过程酿酒师的态度如果条件适宜,结果也许可以接受,在适宜的条件下,那些有害30在酒精发酵之前(收获阶段)葡萄健康,减少运输的时间和温度,降低葡萄破损和汁损失,

保持器具卫生,正确调整SO2,调酸,正确选择和使用活性干酵母酒精发酵阶段避免启发困难,发酵速度不正常和发酵意外终止:酵母品种的选择,

酵母营养物,氧气,发酵温度苹果酸乳酸发酵阶段尽可能快的进行苹果酸乳酸发酵:选择正确的菌种,控制好FML的进程苹果酸乳酸发酵之后正确使用SO2保持微生物稳定和抗氧化,过滤,控制好温度避免有害的细菌的繁殖在酒精发酵之前(收获阶段)避免有害的细菌的繁殖31接种人工精选的乳酸菌发酵的必要性是:

技术层面质量层面确保发酵顺利进行(时间和可以预期的结果)可以控制发酵的产物,确保质量

避免葡萄酒的微生物污染

避免令人不快的气味

葡萄酒澄清度

尽可能完整地保留酒的典型性,并改进和提高酒的质量使用人工精选的乳酸菌发酵接种人工精选的乳酸菌发酵的必要性是: 技术层面质量层面确保发32最佳的接种时刻是酒精发酵一结束,因为:此时葡萄酒温度较高,利于启发苹果酸乳酸发酵葡萄酒还含有大量的CO2(在缺少O2的情况下,乳酸菌生长正常)葡萄酒酵母开始自溶,提供大量的营养物和多糖(甘露蛋白),对乳酸菌的生长十分有利在酒精发酵结束后,由于酒中没有了糖,因此不存在乳酸菌对糖的降解的风险必须在SO2调整之前何时接种乳酸菌?

最佳的接种时刻是酒精发酵一结束,因为:必须在SO2调整之前何33使用方法活性乳酸菌500ml水

min..15min25-30Hl酒精发酵结束后的酒15-25°C20-30°C使用人工选育的乳酸菌发酵使用方法活性乳酸菌500ml水min..15min25-34使用“MBR”系列乳酸菌可以直接接种在酒中

(无需扩培)在乳酸菌繁殖阶段,会伴随少量的挥发酸产生导致乳酸菌繁殖的风险?使用“MBR”系列乳酸菌可以直接接种在酒中(无需扩培)35可以使酒更加完美健康食品公司安全口感更加圆润丰满复杂令人愉悦涩苦挥发酸增加无个性不良的口感或气味使用人工选育的乳酸菌进行FMLFML自然发酵同时FML…可以使酒口感改善或提高可以使酒更加完美健康涩使用人工选育的乳酸菌进行FMLFML自36苹果酸乳酸发酵概述第一节苹果酸乳酸发酵的机理第二节苹果酸乳酸发酵的控制第三节苹果酸乳酸发酵引起的口味变化

苹果酸乳酸发酵概述第一节苹果酸乳酸发酵的机理37·1。葡萄酒中乳酸菌的种类乳酸菌是一类可以发酵糖产生大量乳酸的一类细菌的总称。1914年瑞士科学家（Hermann）定名苹果酸乳酸发酵：1945年对苹果酸乳酸的研究有突破性发展：现在仍然是研究热点1。葡萄酒中乳酸菌的种类38葡萄酒的乳酸菌分为两个科：两个科：乳杆菌科（Lactobacillaceae）和链球菌科（Streptococcaceae）四个属：乳杆菌属（Lactobacillus）明串珠菌属（Leuconostoc）片球菌属（Pediococcus）酒球菌属（Oenococcus）葡萄酒的乳酸菌分为两个科：39存在在酒和葡萄汁中的乳酸菌种属发酵类型种类乳酸产物Pediococcus片球菌属Homofermentative同质发酵Pc.Damnosus有害足球菌L(+)D(-)Pc.Parvulus小足球菌L(+)D(-)Pc.Pentosaceus戊糖足球菌L(+)D(-)Leuconostoc明串珠菌属Heterofermentative

异质发酵L.Mesenteroides肠膜状明串珠菌D(-)Oenococcus酒球菌属HeterofermentativeO.Oeni

酒类酒球菌D(-)Lactobacillus乳杆菌属HomofermentativeLb.Mali

苹果乳杆菌L(+)oL(+)D(-)Heterofermentativefac.Lb.Casei

干酪乳杆菌L(+)Heterofermentativefac.Lb.Plantarum植物乳杆菌L(+)D(-)HeterofermentativeLb.Brevis

短乳杆菌L(+)D(-)Lb.Buchneri

布氏乳杆菌L(+)D(-)Lb.Fermentum发酵乳杆菌

L(+)D(-)Lb.Fructivorans食果糖乳杆菌L(+)D(-)Lb.Hilgardii

希氏乳杆菌L(+)D(-)存在在酒和葡萄汁中的乳酸菌种属发酵类型种类乳酸产物Pedio40乳酸菌葡萄酒酵母乳酸菌的个体比普通酵母小十倍,细胞结构也更加简单,对环境的适应能力也较差(与酵母相比,对SO2和低的pH适应较差)细胞质核蛋白体核酸纤维蛋白膜聚肽外膜细胞外壁乳酸菌细胞乳酸菌葡萄酒酵母乳酸菌的个体比普通酵母小十倍,细胞结构也更41COOH–CH2–CH0H–COOHCH3–CHOH–COOH+CO2+ATP苹果酸乳酸+CO2

所有存在于葡萄酒中的乳酸菌均可以进行此种反应.第一节苹果酸乳酸发酵机理COOH–CH2–CH0H–COOH42第一节苹果酸乳酸发酵机理一、1、苹果酸酶催化苹果酸转化成丙酮酸2、乳酸脱氢酶催化丙酮酸向乳酸转化二、苹果酸－乳酸酶把苹果酸直接变为乳酸第一节苹果酸乳酸发酵机理一、1、苹果酸酶催化苹果酸转化成丙43生物降酸

葡萄酒达到生物稳定

口感和气味的变化副产物的变化双羧基酸转化成单羧基酸.总酸下降(PH将上升0.1-0.3)经过苹果酸乳酸发酵，酒中可利用的营养物质减少,微生物生长的环境差,葡萄酒达到生物稳定有奶油的味道苦味略有增强植物的味道减少果香味,酒香味增加氨基甲酸酯生物胺双乙酰1

–苹果酸乳酸发酵的结果生物降酸葡萄酒达到生物稳定口感和气味的变化副产物的变化44适用于在所有的红葡萄酒中进行对某些特定的白葡萄酒也适用1、降酸作用L－苹果酸－－L－乳酸二元酸降为一元酸酸涩味降低总酸下降1-3g/L第二节苹果酸乳酸发酵对酒的影响适用于在所有的红葡萄酒中进行对某些特定的白葡萄酒也适用1、降452、增加酒的微生物稳定性苹果酸为生物代谢重要的底物第二节苹果酸乳酸发酵对酒的影响2、增加酒的微生物稳定性第二节苹果酸乳酸发酵对酒的影响463、风味的修饰发酵产物：乙酸双乙酰：奶油味乙偶姻：2,3－丁二醇醛类酯类：乙酸乙酯和丁二酸二乙酯总的风味：奶油味、奶酪味、干果味或泡菜味第二节苹果酸乳酸发酵对酒的影响3、风味的修饰第二节苹果酸乳酸发酵对酒的影响474、降低色度1-3g/L苹果酸的降低使pH上升0.3个单位乳酸菌利用丙酮酸、a－酮戊二酸，释放出SO2酒的颜色由紫色向兰色转化第二节苹果酸乳酸发酵对酒的影响4、降低色度第二节苹果酸乳酸发酵对酒的影响485、乳酸菌可能引起的葡萄酒病害:

与酵母的生长进行糖的竞争产生乳酸性酸败

可能导致酒精发酵速度迟缓

产生醋酸

酯的产出下降(酒香损失)

品种香气衰减

色素损失

产生反常的气味或口感(如:汗味,

酸菜味,鼠尿味…)

产生某些“有害”物质(生物胺,

氨基甲酸乙酯,酸败—双乙酰…)第二节苹果酸乳酸发酵对酒的影响5、乳酸菌可能引起的葡萄酒病害:与酵母的生长进行糖的竞争49丙烯醛（甘油发酵－苦败病）短乳杆菌和

布氏乳杆菌挥发性多酚—肉桂酸短乳杆菌和

希氏乳杆菌鼠味?植物乳杆菌Tetraidropiridineetautresesteresetiliquesdesaminoacides所有的野生乳酸菌…可能会产出特别的“个性物质”:第二节苹果酸乳酸发酵对酒的影响丙烯醛（甘油发酵－苦败病）短乳杆菌和布氏乳杆菌挥发性多酚—501、pH值的影响影响苹果酸乳酸发酵的启动影响苹果酸乳酸发酵持续时间的长短对菌种有筛选作用影响乳酸菌的代谢底物和产物及其比例影响乳酸菌的生存葡萄酒的pH在3.1-3.4乳酸菌的最适pH值为4.8第三节苹果酸乳酸发酵影响因素和控制1、pH值的影响第三节苹果酸乳酸发酵影响因素和控制512、二氧化硫的影响50ppm完全抑制乳酸菌的活性SO2的作用与pH和温度有紧密的联系不同菌种对SO2的抗性不同第三节苹果酸乳酸发酵影响因素和控制2、二氧化硫的影响第三节苹果酸乳酸发酵影响因素和控制523、酒精的影响大多数的乳杆菌都能忍受15％（v/V)明串珠菌能忍受12％－14%主要通过影响酶活起作用与pH、温度和SO2有紧密的联系不同菌种对SO2的抗性不同第三节苹果酸乳酸发酵影响因素和控制3、酒精的影响第三节苹果酸乳酸发酵影响因素和控制534、氧气和二氧化碳影响CO2可刺激苹果酸乳酸发酵适当通氧是细菌生成所必须的通常葡萄酒的氧化还原电位是300-500mv第三节苹果酸乳酸发酵影响因素和控制4、氧气和二氧化碳影响第三节苹果酸乳酸发酵影响因素和控制545、温度乳酸菌最适的发酵温度为22－25℃低于12℃生长受抑制第三节苹果酸乳酸发酵影响因素和控制5、温度第三节苹果酸乳酸发酵影响因素和控制555、温度乳酸菌最适的发酵温度为22－25℃低于12℃生长受抑制第三节苹果酸乳酸发酵影响因素和控制5、温度第三节苹果酸乳酸发酵影响因素和控制566、工艺的影响加SO2加抑菌剂热浸提工艺换桶第三节苹果酸乳酸发酵影响因素和控制6、工艺的影响第三节苹果酸乳酸发酵影响因素和控制576、微生物间的相互关系酵母与乳酸菌的拮抗关系噬菌体对乳酸菌的抑制醋酸菌对乳酸菌的刺激作用乳酸菌之间的拮抗互生关系第三节苹果酸乳酸发酵影响因素和控制6、微生物间的相互关系第三节苹果酸乳酸发酵影响因素和控制587、营养物质氮素营养第三节苹果酸乳酸发酵影响因素和控制7、营养物质第三节苹果酸乳酸发酵影响因素和控制59理想状态

单宁(数量)

吞噬细胞(病毒)

与酵母的相互竞争(营养物)

辛酸,葵酸,月桂酸适应范围温度pH酒精度SO2含量25°C12-35°C5-73.0<10°16°<5ppm15ppm其他限制发展的因素影响乳酸菌生长的关键因素理想状态单宁(数量)适应范围温度25°C60温度:

12°C以下,苹果酸乳酸发酵难以进行.FML受到抑制并发酵迟缓.为保证足够的发酵速度,理想的温度应当介于18-20°C总SO2:

少于50mg/l酒精度:每上升1°,FML将推迟5天结束pH:每下降0,15pH单位,FML将推迟10天结束对苹果酸乳酸发酵的影响因素

(酒度,pH,温度°C,SO2)

温度:对苹果酸乳酸发酵的影响因素

(酒度,pH,温度°61野生的乳酸菌在理想的条件下的生长历程

野生的乳酸菌在理想的条件下的生长历程

62细菌在不适宜的条件下生长的情况

细菌在不适宜的条件下生长的情况

63

发酵周期延长

对温度的要求高

在较高的SO2含量时,可能FML不能启发能导致葡萄酒氧化

推迟上市时间野生乳酸菌在不适宜的条件下发酵可能存在的风险发酵周期延长野生乳酸菌在不适宜的条件下发酵可能存在的风险64根据不同的葡萄酒或汁的理化条件,野生的细菌可能数量众多且种类繁杂由此引发FML时间和结果无法预测冒质量的风险,他来自于没有控制的乳酸菌发酵在相当长的一段时间内,葡萄酒失去保护控制技术不够时等待未知的结果不期而至!野生乳酸菌发酵

根据不同的葡萄酒或汁的理化条件,野生的细菌可能数量众多且种65如果条件适宜,结果也许可以接受,

但…

在适宜的条件下,那些有害的细菌也将大量繁殖

结果不可预知

是个失控的过程如果条件不适宜,听天由命,

但…

可能时