众所周知,在酒精发酵中,酵母将葡萄汁中的糖转化为乙醇和二氧化碳气,同时产生少量的其他化合物。一升葡萄汁中大约含有二百多克的糖,其中47%被数亿的酵母细胞转化为乙醇,44%被转化为二氧化碳,还有约10%的糖被合成各种不同的化合物,这些化合物大多是可挥发性的,我们称这部分小量的挥发物质为二级香气或发酵香气(葡萄本身所固有的品种果香是一级香气)。
酒精发酵新生成的二级产物,乙醇和二氧化碳是最大量的也是最简单的,而其他小量的产物则组成更复杂,品尝性质也更多样、更重要。有些是很特别、很有趣的,如琥珀酸,从分子结构上看,它带着两个羧基,应该表现出更强的酸性,但它的品尝性质是咸的和苦的。更多的是易挥发和有香味的,它们共同组成葡萄酒的二级香气,一起体现葡萄酒不同的品尝特性。乙醇只是这些芳香物的支柱,而这些芳香元素才能分别给出发酵酒的个性和品尝价值。对葡萄蒸馏酒也是一样的,它们的质量实质上取决于称为“非乙醇” 的物质。
葡萄酒的二级香气属于不同的化学家族:有分子量比乙醇大的醇,叫高级醇,有醇被生物氧化生成的醛和有机酸,也有醇和酸合成的酯等。在所有的酒类和其他发酵产品中,差不多一样都有这类物质,但它们的比例由于众多因素的影响是各不相同的,因此,香味的自然性和风味特性是非常不同的。影响葡萄酒二级香气生成的三个最基本的因素是:发酵材料,酵母种类和发酵条件。
发酵材料
葡萄酒二级香气生成的量,取决于葡萄汁的含糖量和成熟度,含糖量越大,二级香气产生越多,成熟度越高,二级香气也越强烈;二级香气的产生与发酵液中的氮源有密切的关系,酵母可以把发酵液中的蛋白质转化为氨基酸,氨基酸又被不同的酵母转化为高级醇,因此,葡萄汁的含氮成分也很重要,若含氮有机物不易被酵母利用,则不能生成高级醇,一般来说,发酵液中含氮总量在200mg/L时,产生最大量的乙醇,也或多或少的生成异戊醇、苯乙醇等;葡萄汁中所含的维生素也有关系,所有的生物都需要维生素,酵母也不例外,酵母代谢酶需要维生素,而酶合成芳香物;当发酵液中存在天然抑制剂时,一些生化反应不能进行,生成芳香物的结果也会改变。
酵母种类
葡萄酒二级香气的生成,与酵母的自然性质有关。人们已经了解,大约有几十种单细胞菌类能够参与葡萄酒的发酵过程,当然主要的种类是saccharomyces ellipsoideus,它每次可以将葡萄汁中75%的糖转化为乙醇,它确实是一种真正的葡萄酒酵母。其他许多种酵母都有非常不同的功能,每一种在转化糖、氨基酸和生成二级香气上,都各有其能。酿酒师们发现,相对于椭球型葡萄酵母而言,小蜂型酵母能产生更多的脂和戊醇;Saccharomycodes在通风条件下,能产生高于两倍的异戊醇;Schizosaccharomyces能进行苹果酸发酵,生成少量的高级醇和酯;Oviformis是一个很好的精加工酵母,能够生成大量的乙醛和丙酸乙酯;Hanseniaspora uvarun能生成多量的2-甲基丁醇-1;Pichia kluyveri也能转化较多量的高级醇等。人们分离和筛选纯种酵母进行发酵的技术是可能的,但得到的香气是简单的,用混合酵母发酵,则能获得大量丰富的香气物质。