Игристые вина: современные тенденции и будущее развитие (аннотация)
#ферментация #промышленная микробиология #виноделие
Игристые вина относятся к категории специальных вин и характеризуются при откупоривании более или менее стойким шипением, возникающим в результате выделения CO2 (избыточное давление этого газа в бутылке составляет не менее 3,5 бар при 20°C) исключительно эндогенного происхождения.
Производство игристого вина основано на двух этапах брожения: на первом этапе базовое вино производится в процессе спиртового брожения; на втором этапе в базовое вино добавляют сахарозу, отборные дрожжи и другие добавки, чтобы запустить процесс брожения. Этот этап может проходить в бутылке (традиционный метод) или в автоклаве (метод Мартинотти-Шармат). За этим этапом следует период выдержки в погребе, во время которого происходит аутолиз дрожжей и высвобождаются различные метаболиты, обогащающие аромат игристого вина.
За последние несколько десятилетий международный рынок вина кардинально изменился, и производство игристых вин растет и не показывает признаков замедления. Общей тенденцией является диверсификация игристых вин. Для достижения этой цели изучается потенциал различных штаммов дрожжей, чтобы разнообразить игристые вина и связать их с конкретным винодельческим регионом.
Возможной стратегией является использование дрожжей, не относящихся к роду Saccharomyces. Среди несахаромицетовых дрожжей в качестве стартовой культуры была предложена Torulaspora delbrueckii. К сожалению, эти дрожжи оказались менее эффективны, чем Saccharomyces cerevisiae, при завершении ферментации вина. Martinez et al. провели гибридизацию спор и вегетативных клеток штамма T. delbrueckii с резистентным к циклогексимиду штаммом S. cerevisiae, чтобы обеспечить перенос генетической информации от S. cerevisiae к T. delbrueckii. Полученные гибриды показали улучшенную кинетику ферментации, выживаемость клеток и качество пены. Кроме того, клоны дрожжевых смесей достаточно стабильны, чтобы их можно было продавать для промышленного производства игристого вина.
Важным аспектом производства игристых и сухих вин является их ароматический профиль. Синтез ароматических соединений зависит от нескольких факторов: сорта винограда, состава сусла, штамма дрожжей, температуры брожения и азота, который является лимитирующим питательным веществом для развития дрожжей в процессе брожения. Органический и неорганический азот естественным образом присутствует в виноградном сусле, но для решения проблемы медленного брожения можно добавить дополнительный азот.
Godillot et al. исследовали влияние добавления азота во время стационарной фазы на метаболизм дрожжей и особенно на синтез ферментативных ароматов. Было показано, что добавление азота запускает производство аминокислот и центральный углеродный обмен. Также было продемонстрировано, что добавление азота в начале стационарной фазы увеличивает конверсию высших спиртов в ацетатные эфиры. Они также показали, что экспрессия гена ATF1 была конститутивной и не чувствительной к увеличению количества азота, тогда как экспрессия гена ATF2 была индуцибельной. Таким образом, похоже, что решающим компонентом в синтезе ацетатных и этиловых эфиров является не наличие соответствующих предшественников, а ферментативная активность, ответственная за их образование. Однако регуляция образования сложных эфиров в результате добавления азота во время стационарной фазы различна: для ацетатных эфиров она связана со степенью экспрессии гена ATF2, а для этиловых эфиров, по-видимому, регулируется аллостерическим путем.
Исследование образования ассоциированных продуктов реакции Майяра в игристом вине может выявить стратегии достижения усиленного аромата при производстве игристых вин традиционным методом и определить связь с технологическим процессом. (Реакция Майяра (реакция сахароаминной конденсации) — химическая реакция между аминокислотами и сахарами, которая происходит при нагревании - прим.пер.). Charnock et al. представили всеобъемлющий обзор образования соединений, связанных с реакцией Майяра, в игристых винах. Обсуждаются механизмы реакции Майяра в традиционном игристом вине. Кроме того, оцениваются факторы, которые могут способствовать образованию сопутствующих соединений, с фокусом на состав и происхождение прекурсоров в процессе производства.
В настоящее время рынок фруктовых вин движется в направлении диверсификации за счет разработки инновационных рецептур, технологий и альтернативного сырья. Среди фруктовых вин мандариновое вино - это тип фруктового вина, производимого в районе Наньфэн (провинция Цзянси - Китай), и характеризуется низкой концентрацией алкоголя. Процесс ферментации является сложным, в нем участвуют несколько микробных популяций.
Qiu et al. определили структуру и функции основных микроорганизмов, участвующих в процессе ферментации мандаринового вина во время спонтанной и инокулированной ферментации с коммерческим штаммом S. cerevisiae. Lactobacillus и Acetobacter были основными родами, обнаруженными в обеих ферментациях, в то время как Hanseniaspora, Pichia и Saccharomyces были основными дрожжевыми родами. Корреляционный анализ между микробиотой и ароматическими соединениями показал, что Lactobacillus, Acetobacter, Hanseniaspora и Saccharomyces были основными родами, способствующими производству летучих веществ мандаринового вина.
Аналогичным образом, Zhao et al. отобрали 92 образца рисового вина коджи на рынках сельскохозяйственной продукции в провинциях Хубэй, Сычуань и Гуанси в Китае. Они исследовали микробиоту рисового вина коджи и ее вклад в процесс ферментации. Доминирующими филами были Firmicutes и Proteobacteria, однако структура бактериального сообщества образцов рисового вина коджи из разных регионов значительно отличалась. Авторы предположили, что обнаруженные различия могут быть связаны с окружающей средой или производством. Таким образом, вино коджи может быть источником новых бактериальных штаммов для улучшения промышленного производства рисового вина.
Использование микробного биоразнообразия может улучшить процесс ферментации игристых и негазированных вин. Однако для использования огромного потенциала, связанного с природным микробным биоразнообразием, все еще требуются дополнительные исследования. Более того, применение генетических подходов для определения характеристик возникающих микробных консорциумов может дать новые инструменты для улучшения производства игристых вин.
