乳酸菌及苹果酸-乳酸发酵MalolacticbacteriaandMalolactic.ppt

乳酸菌和苹果酸-乳酸发酵Malolactic bacteria and Malolactic fermentation 刘树文 葡萄酒是一种生物转化制品，所涉及的微生物包括： 酵母菌 乳酸菌 其他杂菌 苹果酸-乳酸发酵定义Malolactic fermentation (MLF) MLF的定义 苹果酸-乳酸发酵（Malo-lactic Fermentation，,MLF)是在乳酸细菌的作用下将苹果酸分解成乳酸和二氧化碳的过程。 一、乳酸菌 乳酸菌（lactic acid bacteria，LAB）是一类能利用可发酵糖产生大量乳酸的细菌的统称。该类细菌 无芽孢、革兰氏染色阳性。 不是微生物分类学上的名称。 群体庞杂，目前至少可分为18个属，共有200多种。 1857年Pasteur最先描述了乳酸菌的特征，并用实验证明这类细菌可使无菌的乳汁变酸。 1914年，瑞士的葡萄酒微生物学家Hermann Müller-Thurgau和Osterwalder才将葡萄酒中乳酸菌引起的酸度降低现象，即苹果酸向的乳酸转变过程定名为苹果酸-乳酸发酵（malolactic fementation，MLF）。 与葡萄酒相关的乳酸菌 乳杆菌属 明串珠菌属 酒球菌属 现代葡萄酒酿造原理 要获得优质红葡萄酒，首先应该使糖被酵母菌发酵，苹果酸被乳酸细菌发酵，但不能让乳酸菌分解糖和其它葡萄酒成分； 其次，尽快地使糖和苹果酸消失，以缩短酵母菌或乳酸细菌繁殖或这两者同时繁殖的时期； 第三，当葡萄酒中不再含有糖和苹果酸时（而且仅仅在这个时候），葡萄酒才算真正生成，应该尽快地除去微生物。 二、苹果酸-乳酸发酵对葡萄酒质量的影响 降酸作用 增加细菌学稳定性 风味修饰 颜色发生变化 三、乳酸细菌可能引起的病害 四、苹果酸-乳酸发酵的机理 苹果酸—乳酸发酵是在葡萄酒酒精发酵结束后，在乳酸菌的作用下，将苹果酸分解为乳酸和CO2的过程，但更确切地讲，应该是将L－苹果酸分解成L－乳酸和CO2的过程。 研究证实苹果酸—乳酸发酵是在苹果酸－乳酸酶直接转化L－乳酸和CO2 。 苹果酸-乳酸发酵的机理 苹果酸-乳酸发酵的机理 途径1：苹果酸→草酰乙酸→丙酮酸→乳酸 在这一反应链中，需要三种酶，即苹果酸脱氢酶(MDH)、草酰乙酰脱羧酶(OADC)和乳酸脱氢酶(LDH)。 途径2：苹果酸→丙酮酸→乳酸 在这一途径中，需要在多数生物中发现的苹果酸酶的作用：它可将苹果酸直接脱氢脱羧转化为丙酮酸；丙酮酸则在乳酸脱氢酶的作用下被还原为乳酸 途径3：葡萄酒的苹果酸－乳酸发酵途径 苹果酸-乳酸发酵的机理 由上述分析可知，葡萄酒的苹果酸－乳酸发酵不可能通过丙酮酸途径，否则将同时形成两种旋体的乳酸。因此，必须考虑这一发酵是由与已知酶类不同的、可将苹果酸直接转化为乳酸的酶所催化的。Kunkee（1975）建议称之为苹果酸－乳酸酶。 五、影响苹果酸-乳酸发酵的因素 六、MLF代谢安全性 生物胺（biogenic amine ）：一类含氮的低分子有机化合物的总称。主要是由氨基酸脱羧或醛、酮经胺化或转氨作用形成的含氮化合物。 脂肪族:腐胺、尸胺、精胺、亚精胺等. 芳香族:酪胺、苯乙胺等. 杂环族:组胺、色胺等。 在葡萄酒中可检测到的生物胺包括： 酪胺、组胺、腐胺、色胺、尸胺、2-苯乙胺、甲胺、乙胺、异戊胺、正戊胺、吡咯烷、异丁胺、正丁胺、异丙胺、正丙胺、精胺和亚精胺 生物胺的作用和毒性 组胺：导致周围血管、毛细血管和动脉的扩张，从而引起血压降低、面色发红和头痛。 组胺诱导的肠平滑肌收缩即是由H1受体作用的，这可导致腹肌痉挛、腹泻和呕吐。 酪胺：抑制单胺氧化酶活性 腐胺、尸胺和胍丁胺：通过抑制组胺氧化增强其对人类的毒害。 生物胺产生机理 生物胺产生机理----细菌中的酶对自由氨基酸发生脱羧基作用。 非呲哆醛磷酸盐反应机制 在该反应中，丙酮酰的残体代替了呲哆醛—5—磷酸盐，丙酮酰是通过共价键将苯乙胺的残基与氨基酸绑于酶上，并且从丝胺酸残基上分离。 呲哆醛磷酸盐反应机制 呲哆醛磷酸盐通过自身催化作用来使氨基酸发生反应。呲哆醛磷酸盐的羧基与氨基酸盐的酶类来作用，并且它可以看作是酶蛋白的活性作用来参与反应的。 酿酒微生物与生物胺 多数认为醋酸菌和酵母菌不产胺，乳酸菌是生物胺的主要贡献者 在1984和2002年曾有报道尸胺、腐胺、精胺和亚精胺是由发酵中的酵母产生的。Shu-Chen Chang等（2009）研究中发现从台湾产红酒中分离的酵母菌Z. hellenicus var. hellenicus 有低的产组胺能力。 酿酒微生物与生物胺 用现代分