關於乳酸發酵

葡萄酒釀製過程中,除最重要的酒精發酵外,接在酒精發酵後的步驟,即是我們常聽到的乳酸發酵 (Malolatic Fermentation, MLF)。記得在某一次上課過程,有人問到怎麼判定乳酸發酵完成與否,當時我對於這件事並不非常肯定,事後也忘了追根究柢,直到最近,閱讀課外讀物時,赫然想起以前這個問題,於是認真查了下資料,關於乳酸發酵的二三事。

乳酸發酵通常稱為第二次發酵,除乳酸發酵這個稱呼,更精確的說法我認為是乳酸轉換 (Malolactic Conversion, MLC),不過這裡我們先用MLF這詞彙來撰寫整篇文章,乳酸發酵通常在酒精發酵後自然進行,用於絕大部分紅酒與部分白酒、氣泡酒。而乳酸發酵常使用的乳酸菌種,稱為Oenococcus oeni,是乳酸菌家族一員,有著刻苦耐勞的天性,可以生存在較高酒精度,較低pH值,與低養份環境中。MLF主要方程式是將蘋果酸 (Malic acid),轉換成乳酸 (Lactic acid),不過,看似簡單且自然發生的步驟,依然有很多技術參數要注意,The Australian Wine Research Institute有發表相關建議:

1. MLF的關鍵參數

轉換中的環境條件很重要,要達到成功的乳酸發酵,包含酒精度,pH值,溫度,二氧化硫濃度都需要注意。在開始乳酸發酵前,可以將葡萄酒環境調整到某些理想條件,這樣對後續的乳酸發酵有好處,以下列出相關條件供參考:MLF_parameters.jpg
溫度

雖然乳酸菌在攝氏30度中仍可成長,但通常會將葡萄酒溫度控制在18~22度,當溫度超過於25度時,MLF速度變慢,同時增加腐敗風險,也會增加揮發酸

pH酸鹼值

較低pH值,會有較多的Free SO2含量,對於乳酸菌有毒害,所以MLF比較合適的條件是較高pH值,若可以將pH值控制在3.3~3.5之間,會是比較好的選擇。

二氧化硫濃度

如果pH值控制在3.3~3.5之間,自由型SO2含量需要控制在<10mg/L (總SO2含量需 <40 mg/L),如果pH值偏低,就需要更低之自由型SO2含量 (< 5mg/L)。二氧化硫作為釀酒過程中為了避免葡萄酒氧化的添加物,但有些釀酒酵母本身會產生一定濃度的二氧化硫,所以在額外添加二氧化硫時要格外注意劑量。

酒精

13%以下酒精度較適合MLF,但現在很多紅酒在發酵完成後,酒精度都偏高,如新世界溫暖產區或Amarone, Brunello di Montepulciano等,常超過15%酒精度,此時要選擇可以忍受高酒精度的菌株種來應對,實際上,在酒精發酵時,同時也可以接種投入乳酸菌,開始作用,現在越來越多釀酒師偏好採取這種做法。

其他抑制因素

除上述環境條件之外,除草劑,除蟲劑的殘留,或過量的銅殘留,都會抑制MLF轉換。

2. 怎麼判斷MLF完成?

乳酸發酵就是希望將蘋果酸幹掉,因此最好的狀況是察覺不到它的存在,利用酵素法分析,理想值是<0.05g/L,不過,實際大部分狀況,當濃度< 0.1g/L時,基本就判定完成乳酸發酵

可滴定酸 (Titratable acidity, TA) 的變化:

蘋果酸相對於乳酸,是一個較強的酸,因為在水溶液中,提供兩個質子 (H+),相對乳酸,僅能提供一個質子,所以,乳酸提供全部TA的貢獻效應,僅有蘋果酸的一半,也因此,推估經過MLF後,pH值會上升。

MLF_lactic_acid.gif

Lactic Acid molecular

MLF_Malic acid.jpg

理論上,假使蘋果酸對於TA貢獻了1.12g/L,當蘋果酸全轉換成乳酸後,TA應該會掉0.56g/L。因此從可滴定酸TA中,可以看到是否MLF已經完成。還有一個方法,也是俗又大碗的檢測法:Paper Chromatography濾紙層析,網路上可以買到一檢測組,裡面有30張測試紙,更酷的是,有標準液體提供給你。標準液是啥?分別有蘋果酸,乳酸,再加上酒石酸。

MLF_kit.png
http://www.piwine.com/chromatography-test-kit-vertical-paper.html

使用方法很簡單,直接將待測試樣本滴到濾紙層析紙上,可以看到左半邊是標準液體點下去之後的狀況,利用本身不同分子親和性差異,造成色差位置不一。如右半部,開頭部分可以看到酒石酸的顯色,中間僅剩一點點蘋果酸,與後半部的大量乳酸。寫到這邊,彷彿回到了大學的分析化學課堂,如果以前念得是釀酒化學,我上課時並定開心許多。MLF_test.jpg

參考文獻:
http://enology.umn.edu/news/my-wine-finished-malolactic-fermentation-aka-secondary-fermentation
http://www.westchesterwinemakers.com/2013/12/10/x-24/

Scott Wang

某一年的秋天晚上,跟著同事去初嚐葡萄酒,初次喝到了基本款Sterling覺得美味,卻被同事回饋詭異的微笑,於是展開一場莫名其妙的葡萄酒學習之旅。

喜歡產區旅遊,喜歡莫名的對土壤,葡萄,不斷拍照。

不常去爬山,但卻喜歡爬葡萄園。不常吃食用葡萄,但卻喜歡偷吃釀酒葡萄

WSET Diploma Certificated

Scott Wang2021-05-25T15:02:33+08:00

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