Ирина Годунова, канд.биол.наук
Если вдуматься, ведь дрожжи для человека - один из самых старейших одомашненных микроорганизмов.
Уже 80 веков люди пользуются их услугами, и всего-то, чуть больше 2 столетий, ведутся планомерные исследования причин ферментации и превращения сусла в вино.
Над этой проблемой в разное время работали известные ученые: Antoine Laurent de Lavoisier, Joseph Louis, Gay-Lussac (1815), Charles Cagniard-Latour, Theodor Schwann (1837), Friedrich Traugott Kützing (1837), и Louis Pasteur (1861).
В 1883 году Эмилю Кристиану Хансену удалось получить чистые дрожжевые культуры - для пивоварения.
Через 7 лет Герман Мюллер-Тургау представил миру дрожжевые закваски для виноделия. Но настоящие коммерческие жидкие культуры были разработаны лишь в 30-х годах ХХ века.
Вино - очень сложная среда! Кислотная, спиртуозная, полифенольная. Только три группы микроорганизмов могут активно существовать и развиваться в вине.
Это дрожжи - 49 родов и более 100 видов,
25 видов молочнокислых и 23 вида уксуснокислых бактерий, принадлежащих к нескольким родам.
Не все дрожжи производят спирт, многие микроорганизмы синтезируют нежелательные ароматические и вкусовые соединения, при этом активно конкурируя с нужными человеку, Сахаромицетами.
Поэтому, сейчас на большинстве виноделен Мира для проведения алкогольной и малолактической ферментаций используют культуры дрожжей, принадлежащих к виду Saccharomyces cerevisiae и молочнокислых бактерий Oenococcus oeni, соответственно.
Культуру дрожжей можно подобрать под конкретный сорт, нужную температуру брожения, кислотность, потенциальную спиртуозность или технологическое оснащение винодельни.
При грамотном соблюдении протоколов регидратации и адаптации к параметрам сусла, не возникает проблем во время ферментации. В сусло вносится активно размножающаяся культура, которая быстро колонизирует все пространство чана и не даёт нормально существовать «диким» дрожжам и бактериям, попавшим в сусло с виноградника или живущим на винодельне.
Но такое ограничение в видовом разнообразии существенно обедняет ароматический ряд вина и его вкусовые характеристики. Ведь дрожжи дают до 40% ароматических соединений и бактерии тоже не отстают! На больших производствах рисковать нельзя, приходится жертвовать ароматическим разнообразием.
Чтобы приблизиться к естественной сложности, но обезопасить себя от нежелательных последствий присутствия «дикой» микрофлоры, ученые активно создают дрожжевые смеси. Они содержат несколько штаммов Saccharomyces cerevisiae или видов дрожжей, которые вносятся сразу или последовательно, по мере нарастания концентрации спирта и изменения параметров сусла.
S. cerevisiae, как более устойчивые к спирту, завершают брожение.
Прародителями таких культур могут служить природные формы, взятые на конкретном винограднике или винодельне. В этом случае, в результате формируется более терруарный вариант вина.
В сегменте высшего качества, где винам необходимо быть отражением места происхождения, предпочитают проводить спонтанную ферментацию, чтобы получить сложный сенсорный профиль, созданный множеством микроорганизмов и характерный для конкретной винодельни и/или терруара.
Это всегда риск. Поэтому микробную популяцию оберегают: на винограднике отказываются или уменьшают количество фунгицидов, проводят многоступенчатый триаж и убирают поврежденные ягоды, а на винодельне следят за чистотой.
Со своей родной микрофлорой нужно еще уметь работать. У дикарей повышенная восприимчивость к сульфитации, они по разному относятся к наличию кислорода и питательным веществам.
Но, если винодельне не один десяток лет, то хозяева знают своих микро-жителей «в лицо», их привычки и требования. А взамен получают уникальный продукт, узнаваемый в слепой дегустации.
Ниже несколько примеров активности разных дрожжей.
Если в сусле присутствуют Lachancea thermotolerans и Candida zemplinina то, содержание глицерина увеличивается, что положительно сказывается на структуре вина.
А Candida Zemplinina может снизить концентрацию уксусной кислоты, образующейся в сусле с высоким содержанием сахара.
Представители родов Debaryomyces, Hansenula, Candida, Pichia и Kloeckera обладают ферментативным аппаратом, способным «раскрывать» ароматику - работать с прекурсорами, содержащими сахара.
Если в сусло Шардоне попал Debaryomyces pseudopolymorphus, то возможно повышение концентрации терпеновых соединений, таких как цитронеллол, нерол и гераниол.
Еще пример: в образце сорта Совиньон Блан содержание серосодержащих соединений, таких как 3-меркаптогексан-1-ол (3MH) и 3-меркаптогексан-1-ола ацетата (3MHA), увеличилось после добавления Candida zemplinina и Pichia kluyveri.
Кроме использования чистых естественных форм, генетики работают над созданием гибридов.
В процессе гибридизации сливаются клетки разных видов и итоговый организм получает признаки обоих родителей. Подобные процессы происходят в живой природе, поэтому, гибриды разрешено использовать в производстве.
Например, гибрид между S. cerevisiae и S. kudriavzevii.
S. cerevisiae - обеспечивает брожение при высоких концентрациях этанола и повышенной плотности сусла, а S. kudriavzevii - позволяет проводить ферментацию при низкой температуре.
Еще один метод, позволяющий улучшить культуру дрожжей - «эволюционная адаптация in vitro».
Для «подгонки» дрожжей под нужные условия ферментации, клетки несколько месяцев культивируются при постоянном и целенаправленном изменении среды обитания. Таким образом, ученые смогли получить фруктофильные дрожжи из нормального изолята Saccharomyces cerevisiae путем медленного смещения соотношения глюкоза / фруктоза, в сторону фруктозы. Известно, что дрожжи предпочитают начинать пиршество с глюкозы. Естественно, что в конце ферментации концентрация фруктозы нарастает, особенно при сбраживании вин с высоким остаточным сахаром, а это уже может стать проблемой на последних этапах брожения.
Расшифровка последовательностей генома дрожжей стала предпосылкой для исследований в области генных модификаций - искусственному комбинированию геномов разных видов и организмов.
Генетически модифицированные дрожжи не разрешены для виноделия в Европе или Австралии.
В США можно использовать два таких штамма - ML01 и 533EC, считающиеся безопасными для человека.
Один из ученых (Jolly et al. 2014) сравнил винодела с Маэстро, который решает кем он будет руководить:
- мультивидовым «симфоническим оркестром»,
- несколькими видами дрожжей-«музыкантов», как в камерном оркестре или
- работать исключительно с солистом - Saccharomyces cerevisiae.
Больше рисков - выше сложность!
Гарантированный успех - частичная потеря индивидуальности. Где же найти ту «золотую» середину?
Так что, будущее принадлежит хорошо обученным творческим виноделам, которые грамотно пользуются услугами таких разных, изменчивых, непредсказуемых трудоголиков - дрожжей.
