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2022-09-01釀酒時的微生物魔法 增加葡萄酒 釀造風味的細菌 633 期

Author 作者 陳俊堯/慈濟大學生命科學系助理教授,熱愛細菌的細菌人,研究領域為微生物生態,對環境微生物社會的興趣遠大於對人類社會的興趣,近年來亦致力於科普寫作的實踐與推廣。

Take Home Message
►酵母菌產生酒精稱為一次發酵,細菌將酒裡的蘋果酸轉成乳酸則是二次發酵,主要仰賴酒球菌、乳酸桿菌屬,以及片球菌屬菌種。
►酒球菌呼吸時產生的氫離子,能通過細胞膜上的ATP 合成酶合成ATP,並再抓取蘋果酸分子送進細胞,把它變成乳酸。
►文獻顯示,喝紅酒可以增加腸內多酚類化合物、有助於健康,但目前只有一個小型研究發現長期喝紅酒能改變腸道菌相。

微生物是人類朋友裡最厲害的魔法師,尋常的食物在經過它們的發酵改造之後,可能會以完全不同的外形和香氣出現,變成不可思議的美食⸺釀酒就是這樣的魔法。自然界裡成熟掉落的水果,如果沒有馬上被動物吃掉,微生物就會開始利用水果裡的糖發酵成酒精,開始散發酒味。在人類廚房裡也會發生這樣的現象,讓人們有機會馴服這些野生的微生物,把水果釀成美酒。

 

微生物的魔法

紅酒的紅來自紅皮葡萄,葡萄採收後會先去梗榨汁,經過浸漬讓果皮裡的花青素(anthocyanin)釋放,呈現出誘人的紫紅色。得到的葡萄汁接著進入發酵,讓葡萄裡的糖變成酒精。酒裡最重要的成分是乙醇,這是酵母菌的工作成果。但是紅酒絕不只是少了糖、多了酒精的陳年葡萄汁而已,在紅酒裡有上千種不同的化合物,它們的組成決定了紅酒很多聞得到、喝得到的新風味。這些味道都是來自微生物發酵時的代謝產物,無論是原料(葡萄品種)差異、採收年葡萄的生長狀況、發酵時出現的菌種,以及各家酒廠的發酵過程等都會影響酒的風味。

成熟掉落的水果如果沒有馬上被動物吃掉,微生物就會利用水果裡的糖發酵成酒精。(123RF)

由於菌種不同、生長時間不同都會影響酒的好壞,在還沒有微生物學的年代,釀酒師利用控制操作的環境和方法,從葡萄上篩選出釀酒需要的微生物。只要在老地方照著古法操作,加上釀酒師適時的調整,就能釀出風味迷人的紅酒。而現代的釀酒過程多了很多儀器監控,也可以直接加入純化好的特定菌種進行發酵,讓產品的品質更為一致。

 

二次發酵

酵母菌產生酒精的過程是一次發酵,而讓細菌把酒裡的蘋果酸(malic acid)轉成乳酸(lactic acid)和二氧化碳的過程則被稱為二次發酵。透過二次發酵可以把葡萄裡的蘋果酸變成沒那麼酸的乳酸,讓酒變得柔和好入口。而這個過程也會產生丁二酮(diacetyl),讓酒有一點像奶油的香氣。

二次發酵主要是仰賴乳酸菌的作用,包括酒球菌(Oenococcus oeni)、乳酸桿菌屬(Lactobacillus)、片球菌屬(Pediococcus)的菌種。要在一缸發酵葡萄汁裡存活不是件容易的事,因為經酵母菌處理完的葡萄汁pH值約在3.4 左右,酸度大約是醋的等級,可以抑制大部分細菌的生長⸺而且這裡不只酸,還有酒精。雖然酒精濃度不到能用來消毒的等級,但也能讓大部分細菌活不下去。因此在這些細菌裡,幾乎只有酒球菌能順利在發酵葡萄汁裡存活,而它也是領軍二次發酵的主將。……【更多內容請閱讀科學月刊第633期】