安琪30年
资料下载

资料下载

葡萄酒中酵母多糖的研究和应用技术

发布人:酿造及生物能源事业部    发表时间:2012-12-23

 许引虎1,吴伟伟2,彭涛1,戴浩林1

(1.安琪酵母股份有限公司,宜昌 443003;2.吉林燃料乙醇有限责任公司,吉林132101)

摘要:本文系统阐述了葡萄酒中多糖的来源和作用,对酵母多糖的研究与应用现状做了详细介绍,最后对葡萄酒行业如何健康、安全、有效的使用酵母多糖产品做了描述。

关键词:葡萄酒;酵母多糖;酵母浸出物MP60

 

葡萄酒是100%的葡萄或葡萄汁经酵母发酵后含酒精的饮料,其酒度不能低于8.5%(v/v)。通常新生产来的葡萄酒称为新酒,新酒的普遍特点是色泽浑浊,香气欠馥郁、且夹杂较多生青及其它刺激性、不愉快的气味,口感粗糙、缺乏饱满度。这样的新酒通常采用陈酿或调配等工艺来解决,前者对资金周转不利,后者成本较高,且对葡萄酒的品质有较多不确定影响。

研究表明,多糖是构成葡萄酒中大分子物质的主要成分之一,葡萄酒中多糖含量为0.3~1g/L,其含量多少及组成对葡萄酒品质有重要影响,其有助于葡萄酒蛋白和酒石的稳定,能削弱葡萄酒中单宁的收敛性和尖刻感,提高酒体饱满度与肥硕感,显著提升葡萄酒的品质和经济价值。

1  葡萄酒中的多糖

葡萄酒中的糖类物质分单糖、低聚糖和多糖三种,其中大分子多糖物质有以下来源。[1]

1.1  葡萄多糖

常见的如果胶、树胶、阿拉伯糖、半乳聚糖、阿拉伯半乳聚糖、鼠李半乳聚糖等,是葡萄原料处理过程中,富含纤维素和果胶的葡萄皮所释放,分子量40~250KDa之间。这些胶体增加了葡萄汁或葡萄酒的粘性,易引起过滤困难,产酒率低下。

1.2  真菌多糖

葡萄原料中的灰霉菌生长所分泌的糖苷,分子量约1000KDa,呈胶质状,会影响酒的过滤性。

1.3  酵母多糖

酵母多糖是酵母细胞壁的主要组分,也是葡萄酒中多糖的重要来源,包括葡聚糖、甘露糖蛋白和少量几丁质,分子量10~450KDa。

葡萄酒中的酵母多糖一部分由发酵过程中酵母代谢分泌产生,另一部分是发酵结束后罐底沉淀的大量失活酵母——酵母泥分解产生。

2  酵母多糖在葡萄酒中的作用

酵母细胞壁主要由多糖和几丁质组成,其中的甘露糖蛋白作为一种生物乳化剂和多糖类物质被广泛应用于葡萄酒、营养保健等食品工业。甘露糖蛋白对葡萄酒的色泽、香气、口感和整体结构都有很好的促进和修饰作用[2],主要表现在:

2.1  促进蛋白质的稳定,避免产生蛋白沉淀

葡萄酒中的天然蛋白质在葡萄酒中极不不稳定,易产生蛋白沉淀,目前的处理措施有皂土过滤、热处理和酶解等方法。这些方法在处理掉多余蛋白的同时也会对酒的品质产生不良影响,如香气、色泽、可溶性固形物损失等。

适量的甘露糖蛋白对蛋白稳定十分有利,甘露糖蛋白可通过竞争或包埋方式阻止蛋白小分子结合成可沉降的大分子蛋白,从而达到维持其稳定性的目的。

2.2  抑制酒石酸盐沉淀,保持葡萄酒的稳定性

葡萄酒装瓶后的物理稳定性主要与酒石酸盐沉淀有关,在市售葡萄酒的酒标上时常可以发现“含有少量沉淀不影响引用的”的提示,因此多数葡萄酒尤其是陈酿性葡萄酒产生沉淀较为普遍,虽说该沉淀不会对人体健康产生危害,但消费者却难以接受这种外观缺陷。目前主要的解决方法是冷冻结晶、离子交换、添加酒石酸等方法。

添加适量(100-200mg/L)甘露糖蛋白可有效抑制酒石晶核结合成可沉降的大分子酒石沉淀,从而维持其稳定性。

2.3  结合单宁、色素等酚类物质,削弱葡萄酒生青味与苦涩感,使其圆润、饱满、醇厚,色泽稳定持久

通常刚发酵结束后的葡萄酒被称为新酒,其特点是酒味重、口感粗涩、有生青味,随着存放时间的延长红葡萄酒色度会减弱,白葡萄酒颜色会逐渐变深。

甘露糖蛋白可以有效结合优质单宁,削弱其粗涩口感,使葡萄酒圆润、饱满、醇厚,同时与游离色素的结合可防止色素沉淀,使其转化为色素结合体,促进葡萄酒色泽稳定持久。

2.4  促进葡萄酒香气的释放

甘露糖蛋白中的蛋白成分能够固定香气成分,促进香气的持久性,而多糖部分可增加挥发性,增强酒的香气,因此甘露糖蛋白具有很好的释放和稳定香气物质的能力。

2.5  有利于苹果酸—乳酸发酵的启动

苹乳发酵(MLF)在葡萄酒生产中尤其是优质红葡萄酒酿造中非常重要,可起到降酸、催熟、促进稳定的作用。苹乳发酵的启动条件比较苛刻,在苹果酸乳酸发酵中,葡聚糖、甘露糖蛋白、活性多肽均可促进乳酸菌生长。

3  如何增加葡萄酒中酵母多糖含量

多糖对葡萄酒品质产生积极的影响,如何最大限度地提升葡萄酒中多糖尤其是酵母多糖的含量从而减少不良影响的产生对酿酒师来说非常有必要[1]

3.1 使用多产酵母多糖的葡萄酒酵母菌种[3]

不同的酵母菌种其产生酵母多糖的能力也不同,使用高产酵母多糖的酵母菌可最大限度的增加葡萄酒中酵母多糖含量,但这样的酵母资源非常有限,多糖产量也十分有限。

3.2  添加β-葡聚糖酶

葡聚糖酶作用于酵母细胞壁,有利于甘露糖蛋白的释放,改善酒质;同时,葡聚糖酶可降低葡聚糖的含量,减少过滤困难;葡聚糖酶也可促进液泡组分(氨基酸、肽、维生素)的释放。

3.3  在酵母泥上陈酿葡萄酒

传统的酿酒理念提议发酵结束的新酒不急于和酵母泥分离,使其和酵母泥一起陈酿,酵母泥中的失活酵母在自身酶系的作用下自溶分泌的酵母多糖尤其是甘露糖蛋白融入葡萄酒中。但该方法时间长达半年甚至数年以上,对现代化、大容量不锈钢罐生产葡萄酒的企业来说,产品需要尽快上市销售,因此需要一种快捷方便的方法促进葡萄酒的成熟稳定。

3.4 添加酵母多糖产品

通过酵母深加工提取纯“酵母多糖”或“甘露糖蛋白”,直接添加到葡萄酒中,该工艺可快速增加葡萄酒中多糖尤其是甘露糖蛋白的含量,从而达到改善葡萄酒品质的目的。

4  酵母多糖的研究和使用

4.1  研究现状

国外对酵母多糖的研究始于上世纪,对其在酒石和蛋白稳定、优化香气和色泽等领域已经做了不少工作。

国内对葡萄酒中酵母多糖的研究多集中在西北农林科技大学、山东轻工业学院、安琪酵母股份有限公司、张裕葡萄酒公司等少数科研机构和企业。

例1.“一种葡萄酒添加剂酿酒酵母甘露糖蛋白的制作方法”(西北农林科技大学)

本发明涉及一种葡萄酒添加剂酿酒酵母甘露糖蛋白的制作方法,其将从葡萄酒酿造产生的废物酒泥酵母中提取的天然产物甘露糖蛋白,再添加到葡萄酒中以提高葡萄酒的质量,工艺设计合理,操作方便,可规模化生产酒泥酵母甘露糖蛋白。本发明包括以下步骤:(1)葡萄酒泥酵母的收集;(2)储存;(3) 酶解;(4)热解;(5)分离;(6)酒精沉淀(7)分离浓缩;(8)干燥制粉。

例2:“葡萄酒泥中甘露糖蛋白提取及应用研究”(张裕葡萄酿酒有限公司)

“本项目采用生物和酶工程技术,从葡萄酒泥中提取甘露糖蛋白,同时探讨甘露糖蛋白对葡萄酒质量的影响及甘露糖蛋白对葡萄酒风味改善作用和对葡萄酒酒石的稳定作用。葡萄酒泥中提取甘露糖蛋白是一项技术含量高、附加值高的研究,如果能够予以工业化提取甘露糖蛋白,可以产生明显的社会与经济效益,如果将提取的甘露糖蛋白应用于葡萄酒生产,则可显著改善产品质量。本研究已完成了试验室提取及应用效果研究,并在实际生产中进行了小规模应用,尚需进一步探讨工业化生产与应用的可行性。”

例3:酵母浸出物MP60的研究与开发(安琪酵母股份有限公司)

酵母浸出物MP60是以酿酒酵母为原料,经过细胞破壁、酶解分离、清夜浓缩和喷粉干燥等工艺提取而成,酵母多糖和甘露糖蛋白含量分别在60%和40%以上,在葡萄酒中使用该产品,可有效释放甘露糖蛋白等多糖物质,改善葡萄酒的香气和口感,显著提升葡萄酒的品质。该产品是国内首个甘露糖蛋白工业化产品,目前已为国内葡萄酒企业创造了巨大的经济效益,同时该产品还顺利出口意大利、智利、德国等国,产品质量达到国际领先水平。

            表1:酵母浸出物MP60和国外同类产品(A\B)的指标比较

 

成分

A产品

B产品

安琪MP60

甘露糖蛋白

7.2

12.8

41.6

多糖

23.7

38.7

62.3

蛋白质

41.3

46.4

18.9

备注:A\B由国内葡萄酒企业提供,产地欧洲。

4.2  应用现状

甘露糖蛋白的上述功能已经引起了酿酒师及行业组织(OIV)的高度重视。传统的葡萄酒生产工艺多采用发酵后不分离酵母泥,让葡萄酒在酵母泥上陈酿成熟,使酵母泥中失活酵母自溶产生的甘露糖蛋白进入葡萄酒中。现代化的葡萄酒生产规模大、品种多,厂家需要快速便捷的让产品进入市场,加速资金周转。对需要提升葡萄酒陈酿潜质的酿酒师来说,甘露糖蛋白的应用是未来葡萄酒行业的重要工艺技术。

表2: 酵母浸出物MP60在胶东产区和西部产区的应用效果(2010.11

 

指标

胶东赤霞珠干红葡萄酒

新疆霞多丽干白葡萄酒

外观

酒体成深宝石红色

完全溶解,禾杆黄色

香气

果香浓郁细腻

香气丰富,稳定持久

口感

口感圆润,柔顺,后味中的苦涩感明显减少,酒体饱满

口感协调,圆润,柔滑,有典型的陈酿特质,后味持久。

综合评价

与空白酒样相比,葡萄酒的口感得到显著提升,整体表现较好

与空白酒样相比,MP60对改善和提升白葡萄酒品质效果明显。

5 酵母多糖的添加时间和作用

5.1 葡萄酒酒精发酵后期使用

此时应用的优势是不但增加了葡萄酒中酵母多糖尤其是甘露糖蛋白的含量,而且其中的多肽、氨基酸可以作为营养物质弥补酒精发酵后的营养不足,确保酒精发酵稳定彻底,产品符合行业标准,不足之处是葡萄皮渣会吸附一部分多糖物质,酵母多糖不能完全发挥其有效性。

5.2 葡萄酒发酵皮渣分离后添加

该方法主要针对红葡萄酒的发酵生产,皮渣分离后的葡萄酒即进入苹果酸乳酸发酵,同时酵母菌会继续发酵过高的残留糖分,此时添加酵母多糖既完全补充了甘露糖蛋白,又能为酵母菌和乳酸菌提供适量的营养物质。

5.3 葡萄酒冷处理后至灌装前使用

该阶段的葡萄酒已经相对稳定,酵母多糖的添加对酒的稳定性不会造成影响,同时酵母多糖的添加可以最大化的利用里面的多糖物质,提升葡萄酒的香气和口感,同时对其稳定性有很好的保护作用。

结论

目前,天然、安全、有效的酵母多糖产品成为大家瞩目的焦点。酵母多糖能显著改善葡萄酒的结构,增加饱满度、均衡酒体、提高色素稳定、降低单宁的粗糙感和葡萄酒的生青味,效果呈现快。利用酵母多糖保护、改善葡萄酒的方法简洁明了,操作方便,酵母多糖自身成分在正常制作的葡萄酒中都能找到。

国际葡萄与葡萄酒组织(OIV)已经批准了酵母多糖在葡萄汁或葡萄酒中的使用,并出版了严格的质量标准和分析方法,但国内葡萄酒行业各种来源的多糖产品良莠不齐,且缺乏相应的使用法规和质量监管。酵母浸出物MP60是以酿酒酵母为原料,将酵母酶解破壁后,再经过分离提纯和干燥等工艺提取制成的高纯度多糖类产品,其食品属性已得到认可,并获得QS食品生产许可证书。其在葡萄汁发酵或葡萄酒后处理过程中均可放心使用,在发酵后期使用效果更佳。对于希望加速新酒陈化或需要在香气和口感上修饰并提升品质的葡萄酒而言,酵母浸出物MP60是一个非常有效的技术工具。

参考文献

[1] 岳强,杨新元,等. 葡萄酒中的多糖及其作用[J] .食品工业科技.2005.9:178~180

[2] 李华.多糖对葡萄酒感官质量的影响[J] .酿酒.2001,28(6):65~67

[3] 祖显生,刘树文,等.高产多糖干白葡萄酒酵母的初步筛选及其发酵特性研究[J].酿酒科技.2007.12:36~39