安琪30年
葡萄酒及果酒

酵母多糖的研究与利用现状

发布人:酿造及生物能源事业部    发表时间:2013-10-29

  前言

  1  葡萄酒中的多糖

  1.1  分类及特点

  1.1.1  葡萄多糖

  1.1.2  真菌多糖

  1.1.3 酵母多糖

  1.2  多糖在葡萄酒中的作用

  1.2.1  促进蛋白质的稳定,避免产生蛋白沉淀

  1.2.2  抑制酒石沉淀,保持葡萄酒的稳定性

  1.2.3  与单宁、色素等酚类物质结合,降低葡萄酒生涩味,使其圆润、饱满、醇厚,色泽稳定持久

  1.2.4  促进葡萄酒香气的释放

  1.2.5  有利于苹果酸—乳酸发酵的启动

  2  酵母多糖的研究与应用现状

  2.1 增加葡萄酒中酵母多糖的方法

  2.1.1 使用富产酵母多糖的酵母菌种

  2.1.2  添加葡聚糖酶

  2.1.3  在酵母泥上陈酿葡萄酒

  2.1.4 使用酵母多糖产品

  2.2研究与应用现状

  2.2.1  国际研究现状

  2.2.2  国内研究现状

  2.3.1  国外应用情况

  2.3.2  国内应用情况

  3  产品要求

  3.1  代表产品

  3.2  产品标准

  4  趋势

   

   

   

   

  酵母多糖的研究与利用现状

  前言

  葡萄酒中的糖类物质可分为单糖、低聚糖和多糖。单糖包括可发酵的葡萄糖和果糖,以及非发酵的阿拉伯糖、木糖、核糖、鼠李糖、半乳糖;低聚糖包括蜜二糖、麦芽糖、乳糖、棉子糖、海藻糖;多糖包括果胶、树胶、葡聚糖、半乳聚糖、阿拉伯半乳聚糖、鼠李半乳聚糖、甘露糖蛋白等。

  1  葡萄酒中的多糖

  1.1  分类及特点

  1.1.1  葡萄多糖

  包括果胶、树胶、阿拉伯糖、半乳聚糖、阿拉伯半乳聚糖、鼠李半乳聚糖,分子量40~250KDa之间。这些胶体的存在增加了葡萄汁或葡萄酒的粘性,引起后期过滤困难,产酒率低下,可通过添加果胶酶进行处理。

  1.1.2  真菌多糖

  由葡萄原料中的灰霉菌产生的ß-葡聚糖,分子量1000KDa,呈胶质状,可引起葡萄酒过滤难的问题。

  1.1.3 酵母多糖

  包括葡聚糖、甘露聚糖(甘露糖蛋白)和少量几丁质,分子量10~450KDa之间,葡萄酒中酵母多糖含量0.3~1g/L,主要由酵母细胞在发酵过程中分泌或发酵后期死亡酵母自溶产生。葡萄酒发酵结束后罐底会沉淀大量失活酵母——酵母泥,其分解产生的酵母多糖会释放到葡萄酒中。对酒的色泽、香气、口感、整体结构起到很好的作用。

  1.2 多糖在葡萄酒中的作用

  1.2.1  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尤其是在白葡萄酒中很不稳定,极易产生蛋白沉淀,目前的处理措施有皂土过滤法、热处理法、酶解法等。这些方法在处理掉蛋白的同时也会对酒的品质产生不良影响,如香气、色泽、可溶性固形物等。

  适量的甘露糖蛋白对蛋白的稳定性十分有利,甘露糖蛋白可通过竞争或包埋的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。

  1.2.2  抑制酒石沉淀,保持葡萄酒的稳定性

  葡萄酒装瓶以后的物理稳定性主要与酒石酸沉淀有关,我们在市售的葡萄酒酒标上经常可以看到“含有少量沉淀不影响引用的”的注明,因此多数葡萄酒尤其是陈酿性葡萄酒产生沉淀是很普遍、正常的,虽说不会产生对人体健康方面的危害,但是消费者却难以接受葡萄酒的这种缺陷。目前主要的解决方法是冷冻结晶过滤法、离子交换法、加入酒石酸法等。

  添加适量(300g/L)甘露糖蛋白可通过竞争或包埋的方式阻止酒石晶核结合成可沉降的大分子酒石沉淀,从而达到维持稳定性。

  在法国波尔多和勃艮第古老的葡萄酒地区,酒师们经常把发酵结束的葡萄酒尤其是白葡萄酒陈酿在含有酵母泥的橡木桶中,时间长达半年以上,此种方法处理的葡萄酒装瓶以后不易产生酒石沉淀,而没有经过此种陈酿方式存放的葡萄酒很容易产生酒石结晶体,影响了葡萄酒的整体美观度。这是因为葡萄酒在酵母泥上陈酿,酵母泥自溶后分泌的酵母多糖融入葡萄酒中,酵母多糖起到了稳定酒石酸的效果。

  1.2.3  与单宁、色素等酚类物质结合,降低葡萄酒生涩味,使其圆润、饱满、醇厚,色泽稳定持久

  发酵结束后的葡萄酒称为新葡萄酒,其特点多是酒味浓、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。

  甘露糖蛋白可以结合多余的劣质单宁,保留优质单宁,削弱多余的粗涩口感,使葡萄酒圆润、饱满、醇厚,同时与游离色素的结合还可防止色素沉淀,使其转化为色素结合体,使葡萄酒色泽稳定持久。

  1.2.4  促进葡萄酒香气的释放

  多糖具有很好的释放和稳定香气物质的能力。如紫罗兰能够被酵母多糖中的甘露糖蛋白通过共价键的方式固定。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。

  1.2.5  有利于苹果酸—乳酸发酵的启动

  苹果酸乳酸发酵(MLF)在葡萄酒生产中尤其是刚当红葡萄酒酿造中是非常有必要的,可起到降酸、催熟、促进稳定的作用。苹果酸乳酸发酵的启动条件一般比较苛刻,在苹果酸乳酸发酵中,葡聚糖、甘露糖蛋白可促进乳酸菌生长,自然条件下产生较多多糖的酵母比产生较少多糖的酵母更容易促使MLF发酵的启动。

  2  研究与应用现状

  2.1 增加葡萄酒中多糖含量的方法

  葡萄酒中的多糖可以对葡萄酒的品质产生积极的影响,因此,如何最大限度地提高葡萄酒中多糖的含量从而减少不良影响的产生对酿酒师来说是非常重要的。

  2.1.1 使用多产酵母多糖的葡萄酒酵母菌种

  不同的酵母菌种其产生酵母多糖的能力是有不同的,使用高产酵母多糖的葡萄酒酵母菌种可最大限度的增加葡萄酒中甘露糖蛋白的含量,生产的葡萄酒趋于理想化。但这样的酵母资源非常有限。

  2.1.2  添加葡聚糖酶

  葡聚糖酶作用于酵母细胞壁,有利于甘露糖蛋白的释放,使酒体更加饱满和具有更好的酒石稳定性。同时,葡聚糖酶可降低葡聚糖的含量,减少过滤困难。葡聚糖酶也促进液泡组分(氨基酸、肽、维生素)的释放,这些营养物质有利于乳酸菌的生长,促进MLF发酵的启动。

  2.1.3  在酵母泥上陈酿葡萄酒

  法国勃艮第大学Feuillat于1999年研究指出,新葡萄酒不要急于和酵母泥分离,使其和酵母泥一起陈酿存放,促使酵母泥中的酵母多糖尽可能多的进入到葡萄酒中,同事温度的升高(35℃)也会提高多糖的含量,尤其是在白葡萄酒中适当的增加搅拌(2次/周)可以起到比较满意的效果。

  这种方式是法国、西班牙、意大利等古老传统酿酒师的习惯用法,一般用橡木桶发酵,耗时较长,多在半年以上,对现代化、不锈钢罐生产葡萄酒的企业来说是不可取,现代化葡萄酒企业一般生产的葡萄酒多在半年以内就上市销售了,因此他们需要一种快捷方便的方法。

  2.1.4 使用酵母多糖产品

  1998年法国波尔多第二大学葡萄酒学院Rosi提出可通过筛选富产多糖酵母来提取纯商品化的“酵母多糖”,直接添加到葡萄酒发酵前期或后期。

  如果使用在葡萄汁或酒中,酵母的细胞壁可以较容易地释放出多糖物质(主要为甘露糖蛋白或甘露聚糖),从而迅速增加葡萄酒中的多糖 (在发酵初期尤为重要)。

  2.2研究现状

  2.2.1  国际研究现状

  目前关于酵母多糖的研究,法国等葡萄酒强国已经有了十多年的研究经验,对酵母多糖在酒石稳定、蛋白稳定、优化香气和色泽等领域的作用机理已经做了大量的工作。

  2.2.2  国内研究现状

  目前国内对葡萄酒的相关研究多集中在西北农林科技大学、山东葡萄与葡萄酒研究所等科研机构,多集中在产生的风险(酒石沉淀、金属破败、蛋白沉淀、浑浊等)和引起的原因上,作用机理多引用国外研究成果。对酵母多糖在葡萄酒领域的作用仅处于认知其作用效果,酵母多糖的深入研究多在医药领域,利用其增强免疫和抑制肿瘤的功能。

  例1.“一种葡萄酒添加剂酿酒酵母甘露糖蛋白的制作方法”

  公 开 (公告) 号:CN1940084申请

  (专利权)人: 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”

        张裕集团公司

  本项目采用生物工程技术和酶工程技术,研究从葡萄酒泥中的酵母细胞壁中有效提取甘露糖蛋白的方法,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,同时提取产品应用附加值高的研究,如果能够予以工业化提取甘露糖蛋白,一方面可以减少污染,同时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中,则可以显著改善产品质量。本研究项目已完成了试验室提取及应用效果研究内容,并在实际生产中进行了小规模的应用,但尚需进一步探讨工业化生产与应用的可行性。

  2.3 应用现状

  2.3.1  国外应用情况

  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迅速进入市场。甘露糖蛋白的上述功能已经引起了酿酒师、酵母生产商与OIV的重视,拉曼公司和帝斯曼已经推出了相应的产品。

  2.3.2  国内应用情况

  国内的酿酒师们目前才接触这个产品,有的甚至未曾听说,应用技术还处于渗透性阶段。但对有技术能力的集团公司和愿意试用新工艺和新产品的酿酒师们来说,酵母多糖的应用是未来葡萄酒行业的发展趋势。

  国内葡萄酒辅料市场上能够看到的应用于葡萄酒稳定的酵母多糖产品多是拉曼集团上。

  其他

  利用酵母多糖保护葡萄酒的方法是非常简洁明了。所利用的一些成份都能在正常制作的葡萄酒中找到。这一方法将朝着能最大限度地完善葡萄酒质量,同时限定操作规程的葡萄酒酿造设想发展。21世纪的葡萄酒酿造技术趋向于采用先进的、各种不同的方法对原料进行加工。也就是说,无论年景好坏,也要尽可能地酿出最优质的葡萄酒来。

  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。在实际使用中,酵母多糖可以使用在葡萄浸渍时,也可以使用在葡萄酒后处理时,通常推荐使用在葡萄浸渍时。它的优点在于使用方便 (200~300克/千升葡萄汁,第 1次打循环时即可加入)。在葡萄成熟不好、汁体淡薄的年份,尤其应当在浸渍一开始即加入酵母多糖,以改善葡萄酒的结构,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,而且十分显著。对那些希望尽快熟化的新酒或希望尽快上市的 “酒龄短”的葡萄酒而言,酵母多糖OptiRed亦是一个非常有效的技术工具。