可同化氮對(duì)葡萄酒發(fā)酵影響的研究進(jìn)展

劉青華

【摘 要】葡萄酒發(fā)酵中，可同化氮是其主要營養(yǎng)成分，可同化氮含量會(huì)對(duì)葡萄汁發(fā)酵期間微生物代謝與生長產(chǎn)生直接影響，加速葡萄酒糖分消耗，對(duì)酯類、乙醇以及甘油等含量的增加極為有利，能夠有效抑制高級(jí)醇、乙酸等物質(zhì)的生成。但可同化氮含量過高同樣不利于葡萄酒發(fā)酵。本研究主要分析與探討可同化氮影響葡萄酒發(fā)酵的相關(guān)機(jī)制，以期在釀造葡萄酒過程中能夠有效控制可同化氮的含量。

【關(guān)鍵詞】可同化氮；葡萄酒；發(fā)酵；影響

對(duì)于葡萄酒來說，香氣成分是其重要組成部分，基于釀酒工藝的不同，可將葡萄酒香氣來源具體分為發(fā)酵香氣、品種香氣以及陳釀香氣三種。其中發(fā)酵香氣來源于葡萄酒酒精發(fā)酵過程中，其構(gòu)成包括揮發(fā)性脂肪酸、高級(jí)醇、揮發(fā)性硫化合物、酯類等。對(duì)葡萄酒發(fā)酵產(chǎn)生影響的因素包括酵母種類、發(fā)酵原料以及發(fā)酵條件，葡萄酒發(fā)酵中可以被酵母優(yōu)先利用的是酵母菌可同化氮，而可同化氮含量會(huì)對(duì)葡萄汁發(fā)酵中微生物的代謝與生長產(chǎn)生直接性影響。本研究主要分析與探討可同化氮影響葡萄酒發(fā)酵的相關(guān)機(jī)制，以期在釀造葡萄酒過程中能夠有效控制可同化氮的含量。

一、可同化氮影響酵母的發(fā)酵活力

增加可同化氮在葡萄汁中的含量，有助于加快糖消耗、促進(jìn)酵母生長，同時(shí)還能有效縮短酵母生長周期。研究發(fā)現(xiàn)[1]，與含量為60mg/L相比，可同化氮含量在250mg/L的情況下，釀酒酵母完成糖消耗的時(shí)間能夠提前10d。所以，可同化氮含量和多數(shù)酵母發(fā)酵活力呈正相關(guān)性。然而，也有少許酵母具有較低可同化氮需求量，增加可同化氮含量不會(huì)顯著影響酵母代謝與生長。此外，可同化氮內(nèi)部成分差異性同樣會(huì)影響酵母生長速率，與單一氨基酸或銨鹽為氮源相比，可同化氮的組成成分是多種氨基酸和銨鹽混合物的情況下，氨基酸能直接被酵母菌吸收，進(jìn)而合成蛋白質(zhì)，該情況下的酵母生長速度非常快，且具有更強(qiáng)的發(fā)酵活力。

二、可同化氮影響葡萄酒主要成分

（一）可同化氮影響葡萄酒甘油與乙醇含量

因?yàn)榭赏繒?huì)對(duì)酵母生長產(chǎn)生影響，由此就會(huì)導(dǎo)致糖消耗量的改變，進(jìn)而改變乙醇含量。所以可同化氮成分會(huì)間接影響到乙醇產(chǎn)量，相比于單一氮源，混合氮源對(duì)乙醇產(chǎn)生更為有利，因?yàn)榛旌系茨軌蛱嵘掖籍a(chǎn)量，降低甘油產(chǎn)量。學(xué)者張暉研究發(fā)現(xiàn)[2]，以精氨酸、混合氨基酸以及銨鹽為氮源的葡萄汁發(fā)酵模擬試驗(yàn)中，乙醇產(chǎn)量分別是106g/L、113g/L、91g/L，而甘油產(chǎn)量則分別是10.9g/L、10.5g/L及11.4g/L。

（二）可同化氮影響葡萄酒有機(jī)酸含量

葡萄酒內(nèi)有機(jī)酸包括蘋果酸、酒石酸、乳酸、檸檬酸、乙酸及琥珀酸等。不同有機(jī)酸混合形成葡萄酒獨(dú)特氣味。學(xué)者繆成鵬研究發(fā)現(xiàn)[3]，通過M05與AWRI796兩種酵母模擬葡萄汁發(fā)酵過程中，150～500mg/L區(qū)間內(nèi)會(huì)增加可同化氮含量，減少蘋果酸的生成量。在葡萄酒中，乙酸是揮發(fā)酸重要組成部分，直接影響著葡萄酒風(fēng)味。如果乙醇含量太高，那么葡萄酒醋酸味就會(huì)比較濃郁，影響葡萄酒品質(zhì)。2006年國標(biāo)GB規(guī)定，葡萄酒乙醇含量應(yīng)該在1.2g/L以下。在可同化氮含量較低的情況下，對(duì)其含量進(jìn)行提升能夠有效抑制乙酸，而可同化氮含量太高對(duì)乙酸生成具有很大促進(jìn)作用。學(xué)者通過M05與AWRI796發(fā)酵發(fā)酵葡萄汁發(fā)現(xiàn)，乙酸產(chǎn)量較低情況下的可同化氮含量依次是300mg/L、200mg/L，產(chǎn)生該現(xiàn)象的主要因素和酵母菌生長有直接相關(guān)性，可同化氮含量和酵母菌生長情況具有正相關(guān)性。所以，對(duì)可同化氮含量的控制對(duì)抑制乙酸在葡萄酒中的形成極為有利。

（三）可同化氮影響葡萄酒內(nèi)高級(jí)醇含量

葡萄酒內(nèi)較高的高級(jí)醇含量對(duì)提升其風(fēng)味復(fù)雜性極為有利，在高級(jí)醇含量為400mg/L以上時(shí)，會(huì)影響葡萄酒風(fēng)味。而高級(jí)醇主要組成為α-酮酸。可同化氮含量直接影響葡萄酒高級(jí)醇形成，在可同化氮含量較低時(shí)，缺少游離氨基，糖代謝所形成的α-酮酸無法合成氨基酸，在這種情況下，氨基酸含量不足，無法有效抑制α-酮酸產(chǎn)生，長期積累α-酮酸就會(huì)形成高級(jí)醇。所以，增加可同化氮含量，可對(duì)高級(jí)醇產(chǎn)生進(jìn)行有效抑制[4]。

三、可同化氮含量過高對(duì)葡萄酒的影響

如果可同化氮過量，同樣會(huì)直接影響到葡萄酒發(fā)酵，不僅會(huì)刺激生物胺、氨基甲酸乙酯等有害物質(zhì)的生成，而且還會(huì)為葡萄酒內(nèi)有害微生物提供了有利的生長環(huán)境。作為中度致癌物質(zhì)，氨基甲酸乙酯在發(fā)酵食品內(nèi)普遍存在，而葡萄酒發(fā)酵中的尿素與乙醇反應(yīng)形成氨基甲酸乙酯，其中尿素對(duì)生成氨基甲酸乙酯具有很大促進(jìn)作用[5]。可同化氮含量過高，遠(yuǎn)超酵母需求，則會(huì)產(chǎn)生剩余情況，過剩的營養(yǎng)成分對(duì)葡萄酒內(nèi)所存在的腐敗菌滋生與發(fā)展極為有利。布魯塞爾酒香酵母是普遍存在于葡萄酒內(nèi)的一種酵母菌，可以各含氮物質(zhì)為氮源，進(jìn)而形成與醫(yī)藥、焚燒塑料等氣味相類似的物質(zhì)。所以，葡萄酒釀造過程中應(yīng)該依照酵母具體需求量對(duì)可同化氮含量進(jìn)行調(diào)整，避免出現(xiàn)可同化氮含量過高的情況。

四、總結(jié)及展望

總而言之，可同化氮會(huì)對(duì)酵母生長代謝產(chǎn)生影響，進(jìn)而對(duì)葡萄酒發(fā)酵與代謝產(chǎn)物產(chǎn)生影響。可同化氮含量的提升對(duì)酵母生長具有很大促進(jìn)作用，加速葡萄酒糖分消耗，對(duì)酯類、乙醇以及甘油等含量的增加極為有利，能夠有效抑制高級(jí)醇、乙酸等物質(zhì)的生成。然而，相對(duì)葡萄酒發(fā)酵來說，并非可同化氮含量越高越好，如果可同化氮含量過高，會(huì)為腐敗微生物提供良好的生長環(huán)境，導(dǎo)致葡萄酒內(nèi)生物胺與氨基甲酸乙酯等有害物質(zhì)的滋生。在管理可同化氮方面，應(yīng)該從葡萄汁中酵母菌種類、可同化氮含量等環(huán)節(jié)綜合考慮，對(duì)最佳可同化氮添加量與氮源進(jìn)行選擇，確保葡萄酒發(fā)酵順利展開，以提升葡萄酒的品質(zhì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭在力，欒靜，孫玉梅.可同化氮對(duì)葡萄酒發(fā)酵影響的研究進(jìn)展[J].中國釀造，2016，35（4）：19-23.

[2]張暉，楊曉雁，等.可同化氮含量對(duì)赤霞珠葡萄酒發(fā)酵和香氣成分的影響[J].中國釀造，2015，34（1）：131-136.

[3]繆成鵬.釀酒葡萄果實(shí)可同化氮素水平對(duì)酒精發(fā)酵動(dòng)力學(xué)及葡萄酒品質(zhì)的影響[D].西北農(nóng)林科技大學(xué)，2014.

[4]潘婷.模擬汁中可同化氮和還原糖對(duì)酵母酒精發(fā)酵和香氣成分的影響[D].西北農(nóng)林科技大學(xué)，2015：156-157.

[5]丁燕.土壤或葉面施氮對(duì)葡萄中氨基酸組成的影響[J].中外葡萄與葡萄酒，2016（2）：76-76.endprint