第四章葡萄酒酵母和发酵原理_ma

1、l葡萄酒的酒精发酵是指葡萄浆果中的糖在酵母菌的作用下分解成酒精、CO2和其它副产物的过程。l 由于酵母菌体较小，长期以来未被人们发现，直到1835年，法国科学家Charles cagnaird de la tour 和德国科学家Schwann独立地利用他们改进的显微镜首次在啤酒酒精发酵液的沉淀中发现了酵母菌。后来巴斯德通过实验证明酒精发酵是由酵母菌引起的，并对葡萄酒的酒精发酵进行了深入的研究，为现代葡萄酒酿造工艺学的诞生奠定了基础。发酵，英文称为Fermentation，来源于拉丁语发泡(Fervere)，是指酒精发酵时产生气泡的现象。l巴斯德的发酵学说可以简述为:酵母菌在有足量空气供应下能旺

2、盛生长;在转人没有空气的条件下能继续生存，酵母对糖进行酒精发酵，即发酵是酵母没有空气的生命过程;糖被酵母发酵的终产物是二氧化碳和酒精。 第一节 葡萄酒酵母一、酵母菌的分类葡萄酒的酵母来自自囊菌纲和半知菌纲，可以用有性孢子和采用无性方式进行繁殖。 酿酒酵母属（Saccharomyces）的酵母是主要的葡萄酒发酵酵母。酿酒酵母(S.cerevisiae）和贝酵母（S.bayanus），和葡萄酒有关的酵母主要有20多个属的一百多个种。野生酵母是那些在葡萄上发现的非酵母属的发酵酵母。如果不加以抑制，这些酵母就会参与发酵，至少在起始阶段参与发酵。这些酵母包括:克勒氏酵母(Kloeckera)、有孢汉生酵

3、母(Hansenia spora)、德巴利酵母(Debaryomyces)、汉生酵母(Hansenula)和梅氏酵母(Metschnikowia)，这些酵母不仅能完全发酵葡萄汁或其他高糖培养基，还能产生具有愉快的葡萄酒似的香味的发酵产品。裂殖酵母属（Schizosaccharomyces）的一些种也能完全发酵葡萄汁，在一些特殊情况下甚至可以代替酵母属作为葡萄酒酵母进行发酵。但是在一般情况下，由裂殖酵母进行的发酵还是不尽人意的。采用上述方法定义的与葡萄酒相关酵母还可以包括其他几个属:酒香酵母（Brettanomyces）、德克酵母属(Dekkera)和接合酵母属(Zygosaccharomyce

4、s)。第一节 葡萄酒酵母一、酵母菌的分类其它重要的有：假丝酵母属（candida）196种 有尖端酵母（apicola） 膜璞毕赤酵母隐球酵母属（Cryptococcus）红酵母属（rhodotorula）毕赤酵母属（pichia）酵母菌的共同特性1、个体一般以单细胞状态存在2、多数以出芽方式繁殖，有时也可裂殖或产生子囊孢子3、能发酵多种糖类4、细胞壁常含有甘露聚糖5、喜在含糖较高和酸性的环境下生长第一节 葡萄酒酵母二、酵母的形态酵母菌是真核生物，与植物细胞一样贝有真菌典型的细胞结构。有细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核、液泡、内质网、核糖体、线粒体及各种贮藏物 (肝糖、脂肪粒、聚磷酸盐等)。三、

5、葡萄园酵母的生态学葡萄园的酵母种类与数量取决于以下因素：l葡萄产地;l气候与年份;l葡萄品种特性和成熟期;l葡萄园管理状况（病虫害、农药等因素）;l葡萄浆果的病害情况（醋酸菌和乳酸菌的污染）;四、葡萄酒厂的酵母分布主要为酿酒酵母属（Saccharomyces）主要存在于加工发酵场所及有皮渣积存的地点；下水道系统和土壤当中。 10.000100.0001 MIL10 MIL100 MILOPERATIONS PREFERMENTAIRES葡萄运至酒厂0246810123040506020酒精发酵苹果酸乳酸发酵冬天春天人工选人工选育酵母育酵母 野生酵母LIEVURESAPICULEES细菌葡萄酒中

6、微生物的生长葡萄酒中微生物的生长- 酵母酵母 - 危险区域SO2SO2每毫升中微生物数酵母的选育选育的基本原则酵母的选育选育的基本原则技术特色技术特色发酵的关键指标酒精的产出率挥发酸的产出率对SO2的抗性低温下的表现对高温的抗性是否有嗜杀因子启发速度CO2的产出发酵是否完全质量特性质量特性香气物质和口感: 高级酒精 酯类对有机酸的作用甘油的产出率多种香味物质的释放硫化物 SO2 硫酸酐甘露蛋白的产出对色泽的影响 一、酵母发酵的三个时期 前发酵期 在酒母与糖化醪加入发酵罐后，醪液中的酵母细胞数还不多，由于醪液中含有少量的溶解氧和充足的营养物质，所以酵母菌仍能迅速地进行繁殖，使发酵醪中酵母细胞繁殖

7、到一定数量。在这一时期，糖被糖化酶作用，生成转化糖，但由于温度较低，酵母数不多，发酵作用不强，酒精分和CO2产生得很少，所以发酵醪的表面显得比较平静，糖分消耗也比较馒。前发酵阶段时间的长短，与酵母的接种量有关。如果接种量大，则前发酵期短，反之则长。前发酵延续时间一般为l0小时左右。 一、酵母发酵的三个时期主发酵期 主发酵阶段，酵母细胞已大量形成，醪液中酵母细胞数可达1亿毫升以上。 由于发酵醪中的氧气也已消耗完毕，酵母菌基本上停止繁殖而主要进行酒精发酵作用。如果此时注意加强对发酵醪进行分折，可以发现，醪液中糖分迅速下降，酒精分逐渐增多。因为发酵作用的增强，醪液中产生了大量的CO2。随着CO2的逸

8、出，可以产生很强的CO2泡沫响声。发酵醪的温度此时上升也很快。生产上应加强这一阶段的温度控制。根据酵母菌的性能，主发酵温度最好能控制在30，这是酒精酵母最适发酵温度。如果温度太高，很易使酵母早期衰老，减低酵母活力。另外，高温也易造成细菌污染，尤其发酵醪温度高于37时，更易造成染菌现象的发生。 一、酵母发酵的三个时期 后发酵阶段:醪液中的糖分大部分已被酵母菌消耗掉，醪液中尚残存部分葡萄糖缓慢发酵。由于碳源、氮源等物质大量消耗、酵母的活动受到抑制。所以发酵作用也十分缓慢。因此，这一阶段发酵醪中酒精和CO2产生得也少。 三、（1）酒精发酵的机理 在酒精发酵过程中主要经过下述四个阶段，十二个已知步骤：

9、 第一阶段：葡萄糖磷酸化，生成活泼的1，6-二磷酸果糖。葡萄糖的磷酸化；6-磷酸葡萄糖的生成 葡萄糖在己糖激酶的催化下，由ATP供给磷酸基，转化成6-磷酸葡萄糖。反应需由Mg+激活。6-磷酸葡萄糖和6-磷酸果糖的互变 6-磷酸葡萄糖在磷酸己糖异构酶的催化下，转变为6-磷酸果糖。6-磷酸果糖生成1，6-二磷酸果糖， 6-磷酸果糖在磷酸果糖激酶催化下，由ATP供给磷酸基及能量，进一步磷酸化，生成活泼的1，6-二磷酸果糖，反应需Mg+激活。 三（2）酒精发酵的机理 第二阶段：1，6-二磷酸果糖分裂为二分子磷酸丙糖。1，6-二磷酸果糖分解生成二分子三碳糖 一分子1，6-二磷酸果糖在醛缩酶的催化下，分裂

10、为一分子磷酸二羟丙酮和一分子3-磷酸甘油醛。磷酸二羟丙酮与3-磷酸甘油醛互变 磷酸二羟丙酮与3-磷酸甘油醛是同分异构体，两者可在磷酸丙糖异构酶催化下互相转变：反应平衡时，趋向生成磷酸二羟丙酮(占96)。 （3)酒精发酵的机理第三阶段：3-磷酸甘油醛经氧化(脱氢)，并磷酸化，生成1，3-二磷酸甘油酸，然后将高能磷酸键转移给ADP，以产生ATP，再经磷酸基变位，和分子内重排，又给出一个高能磷酸链，而后变成丙酮酸。3-磷酸甘油醛脱氢并磷酸化生成l，3-二磷酸甘油酸。生物体通过这个反应可以获得能量。3-磷酸甘油酸的生成 1，3-二磷酸甘油酸在磷酸甘油酸激酶的催化下，将高能磷酸(脂)键转移给ADP，其本

11、身变为3-磷酸甘油酸，反应需Mg+激活。3-磷酸甘油酸与2-磷酸甘油酸的互变 在磷酸甘油酸变位酶催化下，3-磷酸甘油酸与2，3-二磷酸甘油酸互换磷酸基，生成2-磷酸甘油酸。2-磷酸烯醇式丙酮酸的生成 在烯醇化酶的催化下，2-磷酸甘油酸脱水，生成2-磷酸烯醇式丙酮酸，反应需Mg+激活。丙酮酸的生成 在丙酮酸激酶催化下，2-磷酸烯醇丙酮酸失去高能磷酸键，生成烯醇式丙酮酸。烯醇式丙酮酸极不稳定，不需酶激化即可变为丙酮酸。第四章葡萄酒酵母和发酵原理（4)酒精发酵的机理第四阶段：酒精的生成。酵母菌在无氧条件下，将丙酮酸继续降解，产生乙醇。其反应过程如下： 丙酮酸脱羧生成乙醛 在脱羧酶催化下，丙酮酸脱羧，

12、生成乙醛，反应需Mg+缴活。 乙醛还原生成乙醇 乙醛在乙醇脱氢酶及其辅酶（NADH2)的催化下，还原成乙醇。 第三节 其它次生物的代谢 一（1)甘油的产生第三节 其它次生物的代谢 一、（2)甘油的产生甘油的对酵母的生理功能：1、平衡胞内NADH/NAD的比例2、对抗外界环境对细胞产生的渗透胁迫第三节 其它次生物的代谢 一、（3)甘油的产生甘油的含量2-10g/l：1、甘油生成在发酵初期，柠檬酵母对它的生成有显著影响；2、二氧化硫的添加有助于生成更多的甘油：第三节 其它次生物的代谢 二、乙酸的产生l乙酸作为葡萄酒劣变的标示物：l葡萄酒的乙酸是由酵母、乳酸菌和醋酸菌共同代谢产生：l酵母不同菌株的产醋酸的能力不同；l酿酒酵母的平均产醋酸的能力为0.1-0.2g/L四、高级醇的产生l高级醇 碳原子数大于2的脂肪族醇类的统称。l比较重耍的有正丙醇、异丁醇(2-甲基-1-丙醇)，异戊醇(3-甲基1-丁醇)和活性戊醇 (1-戊醇，2-甲基-l-丁醇)等。l其中，异戊醇又是杂醇油中最重要的挥发性物质，其含量在90-300mg/