蘋果酸-乳酸發(fā)酵(Malolactic Fermentation,簡(jiǎn)稱為MLF)是通過(guò)乳酸菌的活動(dòng)將蘋果酸轉(zhuǎn)化成乳酸,也稱為“二次發(fā)酵”。這個(gè)發(fā)酵過(guò)程普遍運(yùn)用于紅葡萄酒釀造,但很少運(yùn)用于白葡萄酒釀造,它通常發(fā)生在酒精發(fā)酵(初次發(fā)酵)之后。蘋果酸-乳酸發(fā)酵的進(jìn)行會(huì)受到很多因素的影響,包括發(fā)酵溶液的pH值、二氧化硫和氧氣濃度等。下面我們來(lái)看看,不同的因素對(duì)蘋果酸-乳酸發(fā)酵會(huì)產(chǎn)生什么影響。
1、pH
pH是影響蘋果酸-乳酸發(fā)酵最重要的因素之一,會(huì)影響溶液的質(zhì)子梯度,決定哪種乳酸菌族群可以存活,影響乳酸菌的生長(zhǎng)速度和新陳代謝。如果pH低于2.9,乳酸菌就無(wú)法存活。如果pH低于3.2,蘋果酸鹽會(huì)發(fā)生分解。當(dāng)pH為3.8而不是更低時(shí),蘋果酸會(huì)更快地轉(zhuǎn)化成乳酸。pH為3.2時(shí)蘋果酸-乳酸的轉(zhuǎn)化速度比pH為3.8時(shí)慢10倍左右。
2、二氧化硫
乳酸菌對(duì)二氧化硫比較敏感,甚至比酵母菌還要敏感,現(xiàn)在還沒(méi)有可以對(duì)二氧化硫免疫的乳酸菌種。二氧化硫分子或者二氧化硫游離體會(huì)抑制乳酸菌的活動(dòng)。二氧化硫游離體的濃度取決于pH值。酵母菌產(chǎn)生的二氧化硫可能會(huì)抑制乳酸菌的活動(dòng)。如果pH合適,酵母菌產(chǎn)生的二氧化硫含量為20 mg/L,這個(gè)含量足夠抑制某些乳酸菌的活動(dòng)。
3、營(yíng)養(yǎng)成分組合
營(yíng)養(yǎng)對(duì)乳酸菌的生長(zhǎng)至關(guān)重要。乳酸菌比酵母菌更“挑食”,需要很多微量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生長(zhǎng)因子。這也是為什么蘋果酸-乳酸發(fā)酵可以由酵母自溶來(lái)激發(fā)的原因之一。延長(zhǎng)浸皮和提高固體物質(zhì)的濃度都可以促進(jìn)乳酸菌的生長(zhǎng)。相比酵母菌,乳酸菌需要幾種特殊的氨基酸,因?yàn)樗鼈儾荒芎铣扇康?0種氨基酸。在初次發(fā)酵的末期,酵母菌會(huì)分泌氨基酸,所以通常來(lái)說(shuō)二次發(fā)酵時(shí)不會(huì)缺少氨基酸,除非乳酸菌是做過(guò)接種的,在酵母還沒(méi)有分泌氨基酸時(shí)就已經(jīng)開始把蘋果酸轉(zhuǎn)化為乳酸。如果在初次發(fā)酵還沒(méi)有完全結(jié)束時(shí)就加入營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可能會(huì)被酵母消耗掉而不是被乳酸菌消耗。所以,控制營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的添加時(shí)間是很有必要的。
4、氧氣
分子氧可以促進(jìn)蘋果酸-乳酸發(fā)酵,不過(guò)這要取決于乳酸菌的類型。對(duì)部分乳酸菌來(lái)說(shuō),氧氣可以促進(jìn)它的生長(zhǎng);但對(duì)有些乳酸菌來(lái)說(shuō),氧氣可能抑制它的生長(zhǎng)。所以,在蘋果酸-乳酸發(fā)酵過(guò)程中,要適量控制氧氣的量;如果氧氣過(guò)多,可能產(chǎn)生醋酸。
5、二氧化碳
二氧化碳也對(duì)乳酸菌有促進(jìn)作用,這可能是因?yàn)樗梢源龠M(jìn)溶液各成分的混合調(diào)勻,雖然它不能給乳酸菌提供營(yíng)養(yǎng)成分。另外,二氧化碳也許可以影響葡萄酒的緩沖能力,從而提高乳酸菌的活力和新陳代謝。
6、酒精
乳酸菌和酵母菌一樣,只能在一定酒精度的環(huán)境中生存。如果酒精度過(guò)高,它可能無(wú)法存活。在酒精度高于14%的時(shí)候,乳酸菌一般會(huì)受到抑制;部分乳酸菌的適應(yīng)能力可能要強(qiáng)大一些??偟膩?lái)說(shuō),酒精度越高,蘋果酸-乳酸發(fā)酵就進(jìn)行得越緩慢。
7、溫度
溫度對(duì)蘋果酸-乳酸發(fā)酵極為重要。乳酸菌的理想生存溫度是20-37°C。如果溫度低于15°C,乳酸菌就會(huì)受到抑制。在理想生存溫度范圍之內(nèi),溫度越高,乳酸菌的生長(zhǎng)速度越快,蘋果酸和乳酸的轉(zhuǎn)化速度也就越快。
8、有機(jī)酸
除了蘋果酸之外的某些有機(jī)酸會(huì)影響蘋果酸和乳酸之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換,也會(huì)影響乳酸菌的新陳代謝。在蘋果酸-乳酸發(fā)酵開始之前,蘋果酸可以促進(jìn)大多數(shù)細(xì)菌的生長(zhǎng)。延胡素酸鹽是在三羧酸循環(huán)過(guò)程中由酵母菌產(chǎn)生的,它會(huì)抑制乳酸菌的生長(zhǎng)。部分脂肪酸也可能抑制乳酸菌的生長(zhǎng)。不過(guò)乳酸菌可以代謝檸檬酸。
9、酚類化合物
葡萄酒中的酚類化合物也會(huì)影響乳酸菌的活動(dòng)。葡萄籽中的酚醛類物質(zhì)既會(huì)抑制酵母菌也會(huì)抑制乳酸菌。花青素和五倍子酸則可以促進(jìn)乳酸菌的活動(dòng)。
10、噬菌體
在蘋果酸-乳酸發(fā)酵過(guò)程中,另外一個(gè)不利的因素是噬菌體。噬菌體是類似于病毒的粒子,會(huì)感染和溶解乳酸菌。噬菌體在宿主細(xì)胞中成熟之后,或者在宿主細(xì)胞溶解之后,就會(huì)傳染到其他的細(xì)胞體,甚至有可能破壞掉整個(gè)乳酸菌株。這對(duì)蘋果酸-乳酸發(fā)酵來(lái)說(shuō)是非常危險(xiǎn)的。