乌拉圭蒙得维的亚共和国大学的研究团队深入探讨了汉森酵母属(Hanseniaspora)在葡萄酒酿造中的应用价值。研究证实,将特定汉森酵母菌株与酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)进行共发酵,能显著提升葡萄酒的风味强度、复杂度和酒体结构,效果优于单独使用酿酒酵母。此外,该技术还能有效降低酒精度、调节酸度、增加花青素含量并减少酒液浑浊度。
汉森酵母是葡萄及其他水果上最常见的天然酵母,通常在自发发酵初期占主导地位,随后被酿酒酵母取代。该属包含23个物种,其中10种与葡萄和葡萄酒相关。根据遗传稳定性和发酵能力,这些物种可分为“水果组”和“发酵组”。水果组如H. valbyensis和H. uvarum遗传变异快,而发酵组如H. vineae和H. occidentalis基因组更稳定。过去几十年,汉森酵母常被视为有害微生物,因其部分菌株被认为会增加挥发酸含量,但最新研究表明,部分菌株(如H. vineae)的挥发酸产量甚至低于酿酒酵母。
鉴于汉森酵母发酵能力中等,行业普遍采用混合培养策略。酿酒师正尝试利用其独特的香气潜力,通过低比例共接种(初始接种量的10-20%)来丰富葡萄酒的香气多样性。这种混合培养不仅能改善香气,还能降低酒精度、调节酸度并提升花青素含量。部分菌株的蛋白水解能力还有助于降低酒液浑浊度。
在香气形成机制方面,汉森酵母通过多种代谢途径发挥作用。其基因组中含有大量参与氨基酸代谢的基因拷贝,能高效将氨基酸转化为高级醇及其乙酸酯。与酿酒酵母相比,汉森酵母能产生更高水平的苯系物和异戊二烯类化合物,部分倍半萜和单萜(如藏红花醛)的浓度甚至超过感官阈值。此外,其分泌的β-葡萄糖苷酶能释放葡萄中结合态的香气前体,而细胞自溶则进一步释放影响口感和香气的化合物。
具体到乙酸酯和高级醇的生成,汉森酵母通过转氨、脱羧和还原等反应(Ehrlich途径)产生高级醇,并利用乙酸转移酶将其转化为乙酸酯。研究发现,H. uvarum等菌株拥有独特的乙酸转移酶基因簇,且其表达受碳氮比调节:较低碳氮比可显著提升乙酸异戊酯(香蕉香)和乙酸苯乙酯(蜂蜜花香)的产量。在β-葡萄糖苷酶活性方面,汉森酵母能在半乳糖苷存在下生长,显示出释放结合态香气的能力,不同菌株间活性差异显著。此外,H. vineae在发酵后期会出现细胞周期停滞(G2/M期),这种特性与其高氮环境响应及自噬基因(如ATG5)的表达有关,加速的细胞自溶有助于释放核苷、多糖和蛋白质,赋予陈年葡萄酒更丰富的酒体和香气持久性。
对于中国葡萄酒产业而言,汉森酵母的共发酵技术为开发具有地域特色、低酒精度及高香气复杂度的优质葡萄酒提供了新的生物育种思路,值得在特色产区进行小试与中试探索。
