一把神奇的剪刀 ——果胶酶




葡萄果实中含有大量的芳香物质、色素、单宁以及其他多酚类物质,这些成分绝大多数都存在于葡萄皮的细胞中,并被细胞外的保护层细胞壁紧紧地包裹起来。

如何将芳香物质、色素、单宁等成分充分浸提出来是酿酒师的头等大事。

而果胶酶好似一把神奇的剪刀剪开葡萄皮的细胞壁,将其包裹的芳香物质释放到葡萄酒中。
果胶是广泛存在于高级植物细胞中的一类多糖化合物,对植物组织起软化和连接作用。
而果胶酶是分解果胶质的多种酶的总称,是一种在食品工业上广泛使用的酶。
果胶酶也存在于植物和微生物中,主要作用是软化果胶组织,将果胶质分解,降低黏度。
国际葡萄与葡萄酒局(OIV)的规定中允许在酿酒过程中加入果胶酶。

葡萄酒酿造过程中使用的果胶酶是由黑曲霉(Aspergillus niger)经特殊工艺制成的,分液态和固态两种。最早的商业果胶酶是1922年由法国的 Rapidase 公司生产。

 
 
黑曲霉


因为葡萄浆果的细胞壁成分不仅仅是果胶,还含有其他物质,且不同葡萄品种的酿造工艺有所差异,所以商业果胶酶多为复合果胶酶,包括果胶裂解酶(Pectinlyase)、果胶酯酶(Pectin esterase)和聚半乳糖醛酸酯酶(Polygalacturomases)等。

果胶裂解酶将果胶的长链裂解成短链,果胶酯酶和聚半乳糖醛酸酯酶则负责将短链的果胶分子变成更小的短链分子。

 



在葡萄酒酿制的过程中,复合果胶酶起到了增加葡萄出汁率、加速葡萄内杂质、果肉等物质的沉降和澄清的作用,缩短了杂质(泥土、果梗残留物)与果汁接触的时间,降低了不良气味带给葡萄酒的风险,如泥土味、生青味等。

另外,果胶酶还能提升多酚类物质(优质单宁)和香气前体物质的溶解、提升色素稳定性、增加香气成分的含量、加强葡萄酒的过滤效果。





影响果胶酶作用的因素

果胶酶的使用和选择需要考虑葡萄品种、品质情况、成熟度、种植环境、采收方式、压榨力度和酿制工艺等等诸多因素。
不同葡萄品种的果胶含量不同,例如赤霞珠(Cabernet Sauvignon)与玫瑰香所含的果胶就有所差异。
即使相同的葡萄品种,不同国家、不同产地的葡萄中果胶含量也不同。
如果葡萄受到灰霉菌侵染,会释放出的一种多糖化合物即葡聚糖,影响葡萄汁的澄清。
压榨白葡萄时,有的酿酒师加大压榨力度以提高出汁率,也会将葡萄中大量的果胶带入到葡萄汁中。 

在酿制葡萄酒时,还要注意酿酒环境对果胶酶活性的影响。

果胶酶作用的理想环境温度是45℃,一般红葡萄酒的酿酒温度在20℃~30℃之间,白葡萄酒的酿酒温度更低,在14℃~20℃之间。
果胶酶作用的理想 pH 值是4.5左右,而酿制葡萄酒的 pH 通常在2.9~3.5之间,特别是当环境 pH 值低于3.2时,果胶酶的活性会受到明显的抑制。因此,酿酒环境并不是果胶酶活性最大的理想环境,在酿酒过程中,要根据具体情况提高果胶酶的添加量。

另外,除了温度和 pH 值对果胶酶活性的影响外,果胶酶加入的时间也非常重要:避免与二氧化硫、单宁、皂土一起加入,否则这些物质也会影响其活性。

在酿制红葡萄酒的过程中,果胶酶加入到葡萄上;在酿制白葡萄酒时加入到葡萄汁中。下面就简单介绍一下果胶酶在酿制这两种葡萄酒时的作用。



葡萄酒酿造过程中的应用

白葡萄榨汁后,带有负电荷的果胶分子在带有正电荷的细小固体颗粒周围形成一个保护层。此时,葡萄的固体颗粒呈悬浮状态。果胶酶将这些胶体分子分解成更小的物质,这些更小的物质暴露在带有正电荷的葡萄固体颗粒周围。两者结合起来,变成更大的颗粒。当颗粒变得足够大的时候,就从葡萄醪中沉降出来。

对于酿制白葡萄酒而言,商业果胶酶的主要作用是分解可溶性果胶。




酿制白葡萄酒时采用葡萄汁发酵的方式。虽然葡萄皮中含有大量的有益成分,但短时间的压榨只能有少量物质进入到葡萄汁中。

在压榨前将果胶酶均匀加入到除梗后的葡萄里,帮助打破这个物理障碍,不仅帮助增加葡萄的出汁率,还能获得更多的葡萄风味物质,例如长相思(Sauvignon Blanc)的 Norisoprenoids、Pentanones 和麝香(Muscat)的 Terpenols 等香味物质可以更好地融入葡萄酒中。

 




在红葡萄发酵和浸提阶段,细胞里的色素、单宁等有益的多酚类物质向外扩散时,受到细胞壁的阻挡。

此时使用浸渍果胶酶,可以加速色素、单宁等物质进入到葡萄汁中。特别是在不佳的收获年度,使用果胶酶还可以提升色素和单宁的浸提效果。

用于红葡萄酒酿造和白葡萄酒酿造的果胶酶有两个不同的特征。

红葡萄果胶酶包含更多的半纤维素酶帮助浸提,同时也具有与花色苷结合的特性。因此,在选用商业果胶酶用于红葡萄的浸提时要注意是否含有这样的特性。如果酿酒师在红葡萄皮浸提使用的酶具有高花色苷结合性,色素稳定性很可能会改变。而这种与花色苷结合的特性对于白葡萄酒的浸提却是无害的。
另外,酿制红葡萄酒时,葡萄皮浸渍时间要长于白葡萄酒。单宁能够与酶结合抑制它们的活性。因此,在酿制红葡萄酒时酶的添加量要高于白葡萄酒。
很多酿酒师认为许多葡萄品种拥有很深的颜色,不需要再加入果胶酶帮助浸提颜色,但酶可以增加单宁的浸提,对葡萄酒的色素稳定性也有很重要的作用。

总之,在现代葡萄酒的酿制过程中,果胶酶是旧世界酿酒国家和新世界酿酒国家被广泛应用的酶制剂。它不仅让葡萄酒变得更加赏心悦目,也让爱酒之人享受到更加丰富的内涵。


文:徐  琳     
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