蘋果酸-乳酸發(fā)酵(Malolactic Fermentation,簡稱為MLF)是通過乳酸菌的活動將蘋果酸轉化成乳酸,也稱為“二次發(fā)酵”。這個發(fā)酵過程普遍運用于紅葡萄酒釀造,但很少運用于白葡萄酒釀造,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)酵的進行會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。下面我們來看看,不同的因素對蘋果酸-乳酸發(fā)酵會產生什么影響。
1、pH
pH是影響蘋果酸-乳酸發(fā)酵最重要的因素之一,會影響溶液的質子梯度,決定哪種乳酸菌族群可以存活,影響乳酸菌的生長速度和新陳代謝。如果pH低于2.9,乳酸菌就無法存活。如果pH低于3.2,蘋果酸鹽會發(fā)生分解。當pH為3.8而不是更低時,蘋果酸會更快地轉化成乳酸。pH為3.2時蘋果酸-乳酸的轉化速度比pH為3.8時慢10倍左右。
2、二氧化硫
乳酸菌對二氧化硫比較敏感,甚至比酵母菌還要敏感,現在還沒有可以對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抑制乳酸菌的活動。二氧化硫游離體的濃度取決于pH值。酵母菌產生的二氧化硫可能會抑制乳酸菌的活動。如果pH合適,酵母菌產生的二氧化硫含量為20 mg/L,這個含量足夠抑制某些乳酸菌的活動。
3、營養(yǎng)成分組合
營養(yǎng)對乳酸菌的生長至關重要。乳酸菌比酵母菌更“挑食”,需要很多微量營養(yǎng)物質和生長因子。這也是為什么蘋果酸-乳酸發(fā)酵可以由酵母自溶來激發(fā)的原因之一。延長浸皮和提高固體物質的濃度都可以促進乳酸菌的生長。相比酵母菌,乳酸菌需要幾種特殊的氨基酸,因為它們不能合成全部的20種氨基酸。在初次發(fā)酵的末期,酵母菌會分泌氨基酸,所以通常來說二次發(fā)酵時不會缺少氨基酸,除非乳酸菌是做過接種的,在酵母還沒有分泌氨基酸時就已經開始把蘋果酸轉化為乳酸。如果在初次發(fā)酵還沒有完全結束時就加入營養(yǎng)物質,這些營養(yǎng)物質可能會被酵母消耗掉而不是被乳酸菌消耗。所以,控制營養(yǎng)物質的添加時間是很有必要的。
4、氧氣
分子氧可以促進蘋果酸-乳酸發(fā)酵,不過這要取決于乳酸菌的類型。對部分乳酸菌來說,氧氣可以促進它的生長;但對有些乳酸菌來說,氧氣可能抑制它的生長。所以,在蘋果酸-乳酸發(fā)酵過程中,要適量控制氧氣的量;如果氧氣過多,可能產生醋酸。
5、二氧化碳
二氧化碳也對乳酸菌有促進作用,這可能是因為它可以促進溶液各成分的混合調勻,雖然它不能給乳酸菌提供營養(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。如果酒精度過高,它可能無法存活。在酒精度高于14%的時候,乳酸菌一般會受到抑制;部分乳酸菌的適應能力可能要強大一些。總的來說,酒精度越高,蘋果酸-乳酸發(fā)酵就進行得越緩慢。
7、溫度
溫度對蘋果酸-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,乳酸菌就會受到抑制。在理想生存溫度范圍之內,溫度越高,乳酸菌的生長速度越快,蘋果酸和乳酸的轉化速度也就越快。
8、有機酸
除了蘋果酸之外的某些有機酸會影響蘋果酸和乳酸之間進行轉換,也會影響乳酸菌的新陳代謝。在蘋果酸-乳酸發(fā)酵開始之前,蘋果酸可以促進大多數細菌的生長。延胡素酸鹽是在三羧酸循環(huán)過程中由酵母菌產生的,它會抑制乳酸菌的生長。部分脂肪酸也可能抑制乳酸菌的生長。不過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影響乳酸菌的活動。葡萄籽中的酚醛類物質既會抑制酵母菌也會抑制乳酸菌?;ㄇ嗨睾臀灞蹲铀釀t可以促進乳酸菌的活動。
10、噬菌體
在蘋果酸-乳酸發(fā)酵過程中,另外一個不利的因素是噬菌體。噬菌體是類似于病毒的粒子,會感染和溶解乳酸菌。噬菌體在宿主細胞中成熟之后,或者在宿主細胞溶解之后,就會傳染到其他的細胞體,甚至有可能破壞掉整個乳酸菌株。這對蘋果酸-乳酸發(fā)酵來說是非常危險的。