馬 雷，陳曉藝，孫玉梅*

（大連工業(yè)大學(xué)生物工程學(xué)院，遼寧大連116034）

應(yīng)用于葡萄酒釀造中的抑菌劑

馬 雷，陳曉藝，孫玉梅*

（大連工業(yè)大學(xué)生物工程學(xué)院，遼寧大連116034）

葡萄酒在釀造過程中容易受到雜菌作用而品質(zhì)受損。為保障葡萄酒的品質(zhì)，通常向葡萄酒發(fā)酵液中添加抑菌劑以抑制雜菌的生長(zhǎng)和代謝。該文對(duì)應(yīng)用于葡萄酒釀造中的化學(xué)抑菌劑和天然抑菌劑做了詳盡的綜述，闡述了各抑菌劑的作用機(jī)理，分析了它們的優(yōu)缺點(diǎn)，目的是為抑菌劑在葡萄酒釀造中的使用提供參考。

抑菌劑；葡萄酒；釀造；品質(zhì)

盡管葡萄酒發(fā)酵主要是在釀酒酵母的作用下實(shí)現(xiàn)的，但由于原料葡萄未經(jīng)過滅菌處理，所以，釀酒過程不可避免地受到多種微生物代謝作用的影響，人們希望有益微生物的作用能占優(yōu)勢(shì)以控制葡萄酒的品質(zhì)，通常以抑菌劑控制葡萄酒中不良微生物的生長(zhǎng)和代謝。應(yīng)用于葡萄酒釀造的抑菌劑種類繁多，按來源可分為化學(xué)抑菌劑和天然抑菌劑[1]。此外，一些研究者利用放射線、紫外線、脈沖電場(chǎng)技術(shù)、高壓以及低電流等方法來處理葡萄酒，以達(dá)到控制微生物生長(zhǎng)的目的[2-4]。雖然這些方法在實(shí)驗(yàn)室中取得了良好的效果，但其抑菌效果不夠穩(wěn)定，或難以實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)控制，離實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用還有距離。對(duì)化學(xué)抑菌劑和天然抑菌劑的研究和應(yīng)用仍是葡萄酒釀造和品質(zhì)控制的主流[1]。食品抑菌劑種類繁多，但許多抑菌劑不能在葡萄酒特殊的發(fā)酵環(huán)境下發(fā)揮抑菌效果或會(huì)影響葡萄酒的口感品質(zhì)，因此，不適宜用于葡萄酒釀造。目前，葡萄酒抑菌劑的研究不夠廣泛和深入。本文對(duì)應(yīng)用于葡萄酒釀造的化學(xué)抑菌劑和天然抑菌劑的相關(guān)研究做了詳盡的綜述，闡述了各抑菌劑的作用機(jī)理和特點(diǎn)，以期為抑菌劑在葡萄酒釀造中的使用提供參考。

1 葡萄酒釀造中的微生物

1.1 葡萄酒釀造中微生物的來源

新采收葡萄的表皮附著有大量微生物。這些微生物會(huì)隨著葡萄的破碎而進(jìn)入發(fā)酵環(huán)境，其中一部分微生物因不適應(yīng)發(fā)酵環(huán)境而死亡，剩余的微生物則會(huì)參與葡萄酒的發(fā)酵過程。葡萄表皮的微生物與葡萄新鮮程度有關(guān)。儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)、破損嚴(yán)重的葡萄的表皮雜菌較多，在釀制過程中更難控制。此外，發(fā)酵設(shè)備清洗不徹底、工藝操作不嚴(yán)格也會(huì)引入不利于葡萄酒發(fā)酵的微生物[1]。

1.2 葡萄酒釀造中的主要微生物及其作用

葡萄酒釀造環(huán)境中的微生物種類繁多。不同微生物對(duì)葡萄酒釀造的影響不同。釀酒酵母（Saccharomyces cerevsiae）是葡萄酒釀造中最重要的微生物，參與酒精發(fā)酵途徑，是產(chǎn)酒精的主要微生物。釀酒酵母的種類及代謝強(qiáng)度是影響葡萄酒香氣、感官質(zhì)量和風(fēng)味特色的主要因素。非釀酒酵母（non-Saccharomyces）是葡萄酒發(fā)酵初期的主要微生物，不同的非釀酒酵母對(duì)葡萄酒的影響不同。在發(fā)酵初期檸檬形克勒克酵母（Kloechera apiculata）、葡萄汁有孢漢遜酵母（Hanseniaspora uvarum）和發(fā)酵畢赤氏酵母（Pichia fermentans）為釀酒酵母開啟酒精發(fā)酵提供了前提條件，具有啟動(dòng)酒精發(fā)酵的作用，隨著酒精發(fā)酵的開啟，酒精度的增加，逐漸死亡。非釀酒酵母為開啟酒精發(fā)酵做準(zhǔn)備，但非釀酒酵母大量生長(zhǎng)就會(huì)消耗能源、延遲酒精發(fā)酵。因此要控制非釀酒酵母生長(zhǎng)。當(dāng)酒精發(fā)酵終止時(shí)，致病性酵母會(huì)逐漸繁殖生長(zhǎng)，導(dǎo)致葡萄酒病害，其中危害最大的是導(dǎo)致葡萄酒嚴(yán)重香氣異常的間型酒香酵母（Brettanomyces intermedius），會(huì)使葡萄酒產(chǎn)生泥土、皮革味。此外，菌膜假絲酵母（Candida pulcherrima）會(huì)使葡萄酒表面形成一層灰白色或暗黃色的菌膜，引起葡萄酒中乙醇和有機(jī)酸的氧化，使酒味變淡，并產(chǎn)生不快的怪味和過氧化味[5]。

乳酸菌可參與葡萄酒的蘋果酸-乳酸發(fā)酵途徑（malolactic fermentation，MLF），可以降低酸度，增加葡萄酒的感官復(fù)雜性。但當(dāng)蘋果酸完全分解后,乳酸菌就會(huì)變成有害微生物。它會(huì)分解葡萄酒中的酒石酸、甘油、糖等成分，引起酒石酸發(fā)酵病、苦味病、乳酸病、甘露糖醇病等,導(dǎo)致葡萄酒敗壞[5]。霉菌是好氧菌，擴(kuò)散能力強(qiáng)，可以在木制容器及滲漏的瓶裝葡萄酒的瓶塞上生長(zhǎng)，也可在與空氣接觸的葡萄酒表面形成膜。霉菌除了會(huì)引起視覺影響外，還會(huì)產(chǎn)生具有較強(qiáng)感官特征的代謝物，嚴(yán)重影響葡萄酒的品質(zhì)。醋酸菌可使葡萄酒變酸，是葡萄酒釀造與陳釀中的大敵。它可將酒精氧化為醋酸和乙醛，然后形成乙酸乙酯，在酒液面上形成一層淡灰色的薄膜，若任其發(fā)展下去，醋酸菌能將酒精全部氧化為醋酸，而產(chǎn)生令人難以忍受的酸澀味和刺激感[6]。

葡萄酒在釀造過程中很容易發(fā)生微生物病害。對(duì)于微生物病害要以預(yù)防為主。目前主要通過添加抑菌劑的方法控制病原菌數(shù)目，防止葡萄酒變質(zhì)。應(yīng)用于葡萄酒釀造的抑菌劑種類繁多，按來源可分為化學(xué)抑菌劑和天然抑菌劑[1]。不同抑菌劑在葡萄酒中的抑菌效果不同，對(duì)葡萄酒品質(zhì)的影響亦不同。

2 化學(xué)抑菌劑

2.1 二氧化硫

二氧化硫具有良好的抗氧化和抑菌特性，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于葡萄酒及食品工業(yè)。在葡萄酒釀造中，二氧化硫可以通過不同形式來抑制微生物生長(zhǎng)，如可使蛋白質(zhì)中二硫鍵斷裂，抑制蛋白質(zhì)合成，也可與三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）反應(yīng)，造成胞嘧啶脫氨形成尿嘧啶，增加致死突變幾率。此外，二氧化硫還可導(dǎo)致關(guān)鍵營(yíng)養(yǎng)成分（硫胺素）分解，抑制微生物生長(zhǎng)[7]。

溶于水的二氧化硫，存在分子態(tài)二氧化硫、亞硫酸氫根離子、亞硫酸根離子3種動(dòng)態(tài)平衡形式。葡萄酒中的二氧化硫分為游離態(tài)二氧化硫和結(jié)合態(tài)二氧化硫，游離態(tài)二氧化硫中的分子態(tài)二氧化硫是主要抑菌形式，其含量決定了抑菌效果。葡萄酒pH值是影響分子態(tài)二氧化硫所占比例的主要因素。研究表明，當(dāng)pH值為3.8和2.8時(shí)，分子態(tài)二氧化硫與游離二氧化硫的比例分別為1%和10%，葡萄酒中二氧化硫抑菌效果與pH值有關(guān)。此外，二氧化硫的抑菌效果還受發(fā)酵液溫度、微生物的數(shù)量與種類、酒精度等因素影響[8-10]。

二氧化硫具有廣譜抗菌性。不同菌體對(duì)二氧化硫的耐受性不同，細(xì)菌、霉菌對(duì)二氧化硫最敏感，其次是尖端酵母，釀酒酒酵母對(duì)二氧化硫有較高的耐力。二氧化硫可以在葡萄酒的不同發(fā)酵時(shí)期發(fā)揮抑菌作用。在發(fā)酵初期，根據(jù)葡萄品種及破損程度選擇適量二氧化硫抑制葡萄表皮所帶入的非釀酒酵母、細(xì)菌及霉菌生長(zhǎng)，以防延遲酒精發(fā)酵開啟、產(chǎn)生不良?xì)馕?。?dāng)酒精發(fā)酵結(jié)束后，加入二氧化硫殺死酵母及其它菌，終止發(fā)酵。在陳釀過程中，二氧化硫能防止葡萄酒腐敗變質(zhì)。在實(shí)際生產(chǎn)中，0.4～0.6 mg/L分子態(tài)的二氧化硫能有效抑制陳釀過程中酒香酵母的生長(zhǎng)，但醋酸菌對(duì)二氧化硫的耐受性較強(qiáng)，0.4～0.6 mg/L分子態(tài)的二氧化硫不能有效抑制醋酸菌生長(zhǎng)。TOIT W J D等[11-13]研究發(fā)現(xiàn)0.8 mg/L分子態(tài)的二氧化硫能有效抑制巴氏醋酸桿菌的生長(zhǎng)。此外，二氧化硫能拯救已被污染的葡萄酒，0.8 mg/L分子態(tài)的二氧化硫可以使白葡萄佐餐酒中微生物的數(shù)量在24 h內(nèi)降至104CFU/mL。

目前，二氧化硫仍是葡萄酒釀造行業(yè)中運(yùn)用最廣泛的抑菌劑。但二氧化硫有毒性，可能引起肺水腫、窒息、昏迷，且會(huì)影響人體對(duì)鈣的吸收。世界衛(wèi)生組織（world health organization，WHO）所推薦的二氧化硫日最大攝入量為0.7 mg/（kg·d）。歐美紅酒市場(chǎng)對(duì)葡萄酒中二氧化硫含量有嚴(yán)格的控制指標(biāo)，美國規(guī)定每升含游離二氧化硫超過10 mg的葡萄酒，都必須在標(biāo)簽上注明含有亞硫酸鹽[14]。國標(biāo)GB15037—2006《葡萄酒》中要求葡萄酒酒中總二氧化硫含量不得超過250 mg/L。因此，亟待開發(fā)二氧化硫的替代品。

2.2 碳酸二甲酯

碳酸二甲酯的商品名為維果靈，是一種無毒、環(huán)保性能優(yōu)異的抑菌劑，可以使3-磷酸甘油醛脫氫酶和乙醇脫氫酶失活，影響微生物代謝，抑制微生物生長(zhǎng)。碳酸二甲酯具有廣譜抗菌性，對(duì)葡萄酒中的多種微生物具有抑制作用。在酒精度為10%vol的葡萄酒中，25mg/L的碳酸二甲酯可以有效抑制釀酒酵母（Saccharomyces cerevsiae）、酒香酵母（Brettanomyces）、裂殖酵母（Schizosaccharomycespombe）等微生物的生長(zhǎng)[15]。碳酸二甲酯對(duì)醋酸菌和乳酸菌也有抑制作用。同二氧化硫一樣，碳酸二甲酯可以應(yīng)用于葡萄酒不同發(fā)酵時(shí)期。有研究發(fā)現(xiàn)，碳酸二甲酯終止發(fā)酵的效果比復(fù)合使用二氧化硫和山梨酸鉀效果好，且在高溫條件下的抑菌效果更好。碳酸二甲酯安全、抑菌性能優(yōu)越，且易分解。美國食品和藥物管理局（food and drug administration，F(xiàn)DA）批準(zhǔn)在葡萄酒釀造中使用碳酸二甲酯，其在葡萄酒中最大使用量為200 mg/L。但碳酸二甲酯在葡萄酒中的使用仍存在一些難題。碳酸二甲酯僅能微溶于水，在葡萄酒發(fā)酵液中不易溶解，使用前必須稍微加熱。研究表明葡萄酒中碳酸二甲酯在規(guī)定使用量范圍內(nèi)對(duì)乳酸菌，醋酸菌沒有抑制作用[16]。此外，碳酸二甲酯易分解，在葡萄酒釀造中不能長(zhǎng)期發(fā)揮抑菌作用。

2.3 苯甲酸鈉

苯甲酸鈉是一種常見的酸性食品防腐劑，具有廣譜抑菌性，常用于碳酸飲料、醬類、葡萄酒和濃縮果汁的制備。在葡萄酒釀造中，常應(yīng)用于葡萄酒發(fā)酵后期，抑制酵母、細(xì)菌和霉菌的生長(zhǎng)，防止葡萄酒變質(zhì)[17]。

苯甲酸鈉的急性毒性較小，但其在人體腸道的酸環(huán)境下可轉(zhuǎn)化為毒性較強(qiáng)的苯甲酸，會(huì)對(duì)人體造成嚴(yán)重傷害。其使用受到了嚴(yán)格的限制，逐漸被毒性較小的山梨酸鉀所替代。如今中國國標(biāo)規(guī)定苯甲酸鈉的使用量不得超過50mg/L，在此質(zhì)量濃度下苯甲酸鈉并不能達(dá)到有效的抑菌效果，在實(shí)際生產(chǎn)中苯甲酸鈉需要與山梨酸鉀復(fù)合使用[18]。

2.4 山梨酸

山梨酸是一種不飽和脂肪酸，無毒，能夠被人體吸收，常應(yīng)用于葡萄酒釀造中以防止釀酒酵母開啟二次發(fā)酵[19]。山梨酸中的化學(xué)鍵可與微生物酶系中的疏基結(jié)合，可破壞微生物酶系，阻止微生物代謝、繁殖，達(dá)到抑菌的目的。

山梨酸屬酸性抑菌劑，抑菌效果受pH影響，在一定范圍內(nèi)，pH值越小，其抑菌效果越強(qiáng)。它對(duì)酵母菌、霉菌具有很好的抑制作用，對(duì)細(xì)菌無明顯抑制作用。在葡萄酒釀造中，主要用于終止發(fā)酵和防腐保藏。在美國山梨酸的最大允許添加質(zhì)量濃度為300 mg/L，而國際葡萄與葡萄酒組織規(guī)定葡萄酒中山梨酸添加量不得超過200 mg/L。實(shí)際生產(chǎn)中，山梨酸的推薦使用量為100～200 mg/L，該質(zhì)量濃度能有效抑制釀酒酵母生長(zhǎng)，對(duì)其他菌(醋酸菌、乳酸菌及畢赤酵母)沒有明顯抑制作用[19]。研究表明，許多細(xì)菌可以分解山梨酸，生成2-乙氧基-3,5-己二烯，使葡萄酒有一種特殊的天竺葵味，影響葡萄酒的品質(zhì)。在葡萄酒生產(chǎn)中，山梨酸的添加量由乙醇含量決定。GOLDENDA等[15]建議當(dāng)葡萄酒酒精度為10%vol～11%vol時(shí)，山梨酸添加量為150mg/L；當(dāng)葡萄酒酒精度為21%vol時(shí)，山梨酸添加量為100mg/L；當(dāng)葡萄酒酒精度為14%vol時(shí)，山梨酸添加量為50 mg/L。

山梨酸安全、無毒，但抑菌效果范圍窄，且在水中溶解度小。在葡萄酒釀造過程中，需與其他抑菌劑復(fù)合使用才能達(dá)到有效的抑菌作用，山梨酸的使用能減少二氧化硫的使用量，但不能完全替代二氧化硫。研究者通過微乳化法、制備成可食性涂膜、制備成納米顆粒等方法提高山梨酸的水溶性及抑菌范圍，并將其運(yùn)用于肉制品、水果防腐保鮮中，取得良好的效果[20-21]。隨著研究的深入，山梨酸在葡萄酒中的應(yīng)用將得到進(jìn)一步發(fā)展。

2.5 延胡索酸

延胡索酸是一種酸性抑菌劑，可抑制乳酸菌的生長(zhǎng)。在葡萄酒釀造中延胡索酸可以抑制蘋果酸-乳酸發(fā)酵。OUGH A等[15]研究發(fā)現(xiàn)，任何含有1.5 g/L延胡索酸的葡萄酒在12個(gè)月內(nèi)都不會(huì)開啟蘋果酸-乳酸發(fā)酵。此外，延胡索酸是一種廉價(jià)的酸味劑，可以提高葡萄酒的酸度，1 g/L的延胡索酸的作用相當(dāng)于1.2 g/L的酒石酸。

雖然延胡索酸價(jià)格便宜，但在葡萄酒中的應(yīng)用還存在許多問題。延胡索酸在葡萄酒中溶解度較低，其抑菌效果受pH影響，pH越高抑菌效果越差。此外，延胡索酸的添加會(huì)使葡萄酒呈現(xiàn)粗燥感[22]。延胡索酸在葡萄酒中的應(yīng)用還需進(jìn)一步研究。

2.6 膠體銀聚合物

銀具有抗菌特性強(qiáng)、抗菌范圍廣等特點(diǎn)，它可以殺滅其接觸的大多數(shù)細(xì)菌、真菌、霉菌、孢子等微生物，且不會(huì)破壞人體的組織細(xì)胞，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、食品等領(lǐng)域。銀離子帶正電荷，會(huì)吸附病原菌的細(xì)胞壁及細(xì)胞膜，抑制抑制細(xì)胞呼吸，同時(shí)造成細(xì)胞壁及細(xì)胞膜變形破裂。此外，銀離子會(huì)破壞細(xì)菌的酶系統(tǒng)，影響細(xì)菌正常的新陳代謝，造成細(xì)胞死亡。膠體銀是銀金屬的亞微觀粒子呈膠體狀的懸浮液。它可以快速進(jìn)入病原菌胞內(nèi)，迅速發(fā)揮抑菌作用，抑菌效果更快，更穩(wěn)定[23]。

研究表明，在貴腐葡萄酒的釀造中，1 g/kg膠體銀聚合物對(duì)酵母菌及乳酸菌的抑制效果與50 mg/kg二氧化硫相當(dāng)，對(duì)醋酸菌的抑制效果更強(qiáng)，且不會(huì)影響葡萄酒的酒精發(fā)酵，對(duì)葡萄酒的感官品質(zhì)無明顯影響。在發(fā)酵結(jié)束后，銀的殘留量只有6.5～18.4 μg/L，不會(huì)對(duì)人體造成危害，具有推廣應(yīng)用的潛力[24-25]。

2.7 尼泊金酯

尼泊金酯又稱羥基苯甲酸酯，是一類穩(wěn)定、低毒、高效的食品防腐劑，具有廣譜抗菌性，對(duì)霉菌、酵母菌、細(xì)菌均有一定抑制作用。由于它具有酚羥基結(jié)構(gòu)，所以抗細(xì)菌性能比苯甲酸、山梨酸都強(qiáng)[26]。尼泊金酯是國際上公認(rèn)的食品防腐劑，被廣泛應(yīng)用于醬油、醋等調(diào)味品、腌制品、烘焙食品、醬制品、飲料、黃酒以及果蔬保鮮等領(lǐng)域。研究者將尼泊金酯應(yīng)用于啤酒保鮮中，取得了良好的效果[27]?，F(xiàn)在仍未有將尼泊金酯應(yīng)用于葡萄酒釀造的研究。

化學(xué)抑菌劑碳酸二甲酯、山梨酸、延胡索酸安全無毒，但作用單一，抑菌效果有限。新型化學(xué)抑菌劑膠體銀抑菌性能好，但成本較高，且人們對(duì)其安全性還存在爭(zhēng)議，膠體銀在葡萄酒中的應(yīng)用還需進(jìn)一步研究。所以，作為傳統(tǒng)的主要抑菌劑，二氧化硫盡管有毒性并受到世界各國的嚴(yán)格控制，但仍是葡萄酒行業(yè)中運(yùn)用最廣泛的抑菌劑[10]。

3 天然抑菌劑

3.1 殼聚糖

殼聚糖是一種天然氨基多糖，具有良好的生物降解性、生物相容性，且無毒副作用，是一種性能優(yōu)越的天然抑菌劑。殼聚糖分子的正電荷可以和細(xì)菌細(xì)胞膜上負(fù)電荷的相互作用，使細(xì)胞內(nèi)的蛋白酶和其他成分泄漏，從而達(dá)到抗菌、殺菌作用[28]。殼聚糖僅溶于酸性水溶液，為擴(kuò)大其使用范圍，將其溶于各種酸性水溶液制備成水溶性殼聚糖（殼聚糖乳酸鹽、殼聚糖谷氨酸鹽等）。研究發(fā)現(xiàn)[29-30]，0.2 mg/mL的殼聚糖乳酸鹽對(duì)大腸肝菌（Escherichia coli）的繁殖有較好的抑制作用，1 mg/mL的殼聚糖乳酸鹽會(huì)使酵母菌在17 min內(nèi)完全失去活性。殼聚糖對(duì)釀酒酵母有顯著抑制效果，可以用來終結(jié)酵母酒精發(fā)酵過程，而且不影響酒體穩(wěn)定性。此外，它還能去除果汁、果酒中的多酚氧化酶，從而可降低果酒顏色的褐變，延長(zhǎng)葡萄酒的色素穩(wěn)定期。用0.04 g/L的殼聚糖對(duì)20℃儲(chǔ)存的干白葡萄酒進(jìn)行澄清處理2.5 h，酒的還原糖不變、固形物含量減少0.3 g/L，酸度減少1 g/L，澄清效果比皂土和明膠更好，使葡萄酒穩(wěn)定期更長(zhǎng)，可達(dá)6個(gè)月以上[31]。

3.2 溶菌酶

溶菌酶是堿性球蛋白，是專門作用于微生物細(xì)胞壁的水解酶。它可以破壞細(xì)菌的細(xì)胞壁，使之松馳而失去對(duì)細(xì)胞的保護(hù)作用，最終使細(xì)菌溶解死亡，達(dá)到殺菌的作用。研究表明，溶菌酶能有效控制葡萄酒中細(xì)菌的生長(zhǎng)，國際葡萄與葡萄酒組織（international vine and wine organization，OIV)1997年批準(zhǔn)使用溶菌酶[32]。葡萄酒發(fā)酵過程中乳酸菌過多會(huì)使葡萄酒產(chǎn)生諸如高揮發(fā)酸度、苦味等感官缺陷，若加250～300mg/L的溶菌酶即可有效抑制乳酸菌[33-34]。FRANCESCA S等[35]利用25 g/L的溶菌酶和0.1 g/L的單寧酸代替二氧化硫，達(dá)到很好的抑菌效果，其抑菌性能與80 mg/L二氧化硫相當(dāng)，并且對(duì)葡萄酒的感官品質(zhì)影響不明顯。溶菌酶穩(wěn)定性較差，研究者利用雞蛋白溶菌酶和殼聚糖制備成固定化酶，并將其運(yùn)用于白葡萄酒中。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，雞蛋白溶菌酶抗菌能力受損，但抑菌作用更穩(wěn)定[36]。在葡萄酒發(fā)酵過程中，溶菌酶會(huì)替代部分二氧化硫，減少葡萄酒釀造二氧化硫添加量。

3.3 納他霉素

納他霉素是由鏈霉菌發(fā)酵產(chǎn)生的天然抗真菌化合物，依靠其內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)與真菌細(xì)胞膜上的甾醇化合物作用，形成抗生素—甾醇化合物，從而破壞真菌的細(xì)胞質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)，對(duì)不含甾醇化合物的微生物無抑制作用[37]。

納他霉素可以有效的抑制各種霉菌、酵母菌的生長(zhǎng)，又能抑制真菌毒素的產(chǎn)生,可廣泛用于食品防腐保鮮以及抗真菌治療，現(xiàn)已應(yīng)用于酸奶、奶酪、生火腿的生產(chǎn)[39]。5～10 mg/L的納他霉素能有效抑制半甜紅葡萄酒中克柔念珠菌（Candida kruseii）、釀酒酵母（S.cerevisiae）的生長(zhǎng)，防止葡萄酒開啟二次發(fā)酵；納他霉素在葡萄酒中可降解，在室溫下比低溫更易降解，添加5 mg/L納他霉素的葡萄酒25℃儲(chǔ)存2～3周后檢測(cè)不到納他霉素[38]。納他霉素?zé)o毒、易降解，在葡萄酒釀造中可以用來終止發(fā)酵和防止開啟二次發(fā)酵[39]。

3.4 乳鏈菌素

乳酸鏈球菌素是乳酸鏈球菌產(chǎn)生的一種多肽抗菌素源物質(zhì)。它可以作用于細(xì)菌的質(zhì)膜，使細(xì)菌發(fā)生質(zhì)壁分離而裂解死亡，能有效抑制引起食品腐敗的許多革蘭氏陽性細(xì)菌，且對(duì)人體無毒害，對(duì)食品的色、香、味、口感等無不良影響，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于乳制品、罐頭制品、魚源制品和酒精飲料中[40]。乳酸鏈球菌素抑制細(xì)菌生長(zhǎng)，而對(duì)酵母菌無明顯抑制作用，可應(yīng)用于啤酒、果酒及其他酒類產(chǎn)品來防止乳酸菌引起的腐敗。研究發(fā)現(xiàn)，在葡萄酒的發(fā)酵過程中，加入0.1 g/kg的乳酸鏈球菌素，可防止短乳桿菌（Lactobacillus brevis）、葡萄明串珠菌（Leuconostoc）、干酪乳桿菌（Lactobacillus casei）引起的污染。乳鏈菌素與二氧化硫具有協(xié)同作用。在葡萄酒釀造中，乳鏈菌素的使用可以減少二氧化硫的使用量[41]。

3.5 酵母及酵母衍生物

葡萄酒發(fā)酵中接種酵母也是一種抑制雜菌的有效方法。在葡萄酒發(fā)酵初期，接入的酵母會(huì)迅速繁殖建立群體優(yōu)勢(shì)，抑制雜菌生長(zhǎng)，提前開啟酒精發(fā)酵。接種酵母發(fā)酵會(huì)縮短葡萄酒的發(fā)酵周期，提高葡萄酒的酒精度，減少雜菌對(duì)葡萄酒的危害。如今，葡萄酒大規(guī)模生產(chǎn)中多采用接種發(fā)酵。與自然發(fā)酵相比，接種發(fā)酵更穩(wěn)定可靠，便于控制，但也存在所釀葡萄酒口感單一的缺陷。此外，酵母的部分代謝產(chǎn)物（酒精、單寧、乙酸等）也具有抑制雜菌的作用，這些物質(zhì)亦可作為抑菌劑應(yīng)用于葡萄酒釀造中[42]。

3.6 葡萄多酚

葡萄酒中富含酚類物質(zhì)，具有抑菌、抗氧化功能。研究發(fā)現(xiàn)，葡萄皮渣中的多酚提取物對(duì)食源性致病菌金黃色葡萄球菌、志賀氏菌、單增李斯特菌、沙門氏菌和大腸桿菌都表現(xiàn)了明顯的抑制作用，并且隨著多酚物質(zhì)質(zhì)量濃度的增大抑制作用增強(qiáng)[43]。孫玉霞等[44]研究了葡萄枝條提取物的抑菌活性及其對(duì)紅地球葡萄的保鮮效果。結(jié)果表明，該提取液對(duì)真菌的抑菌效果略好于對(duì)細(xì)菌的抑菌效果。在25℃葡萄儲(chǔ)存15 d后，經(jīng)64 mg/L葡萄枝條提取物處理的葡萄表皮的細(xì)菌、真菌數(shù)分別為對(duì)照組的82.01%、51.11%?？刂破咸丫浦蟹宇愇镔|(zhì)可以抑制腐敗菌生長(zhǎng)，防止葡萄酒變質(zhì)。

3.7 植物源天然抑菌劑

苦杏仁多肽具有抑菌、抗氧化功效，并且對(duì)人體無毒、無害，是理想的綠色食品添加劑[45]。張長(zhǎng)虹等[46]發(fā)現(xiàn)苦杏仁多肽對(duì)37℃下陳釀的半甜型紅葡萄新酒中的革蘭氏陰性菌株有較強(qiáng)抑制作用。添加200～1 000 mg/mL的苦杏仁多肽（分子質(zhì)量＜1 000 u）能夠有效地抑制紅葡萄酒中雜菌的生長(zhǎng)，添加量為600 mg/mL時(shí)抑菌效果最佳，而且對(duì)葡萄酒的澄清穩(wěn)定性無顯著影響?？嘈尤识嚯臅?huì)替代葡萄酒陳釀中所添加的二氧化硫，減少葡萄酒中二氧化硫的殘留量。

辣椒提取物的主要抑菌成分是辣椒素。它不僅能抑制細(xì)菌，也能抑制真菌，具有廣譜抑菌性。研究表明辣椒素對(duì)金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、大腸桿菌（Escherichia coli）、枯草芽胞桿菌（Bacillus subtilis）、漢遜氏酵母菌（Hansenulasp.）、黑曲霉（Aspergillus niger）等均有顯著的抑制作用。其作用強(qiáng)度大于化學(xué)防腐劑苯甲酸、山梨酸，是目前發(fā)現(xiàn)的天然植物中抑菌作用最強(qiáng)的一種。YOKOTSUKA K等[47]發(fā)現(xiàn)來源于紅辣子種子的一種植物提取液可作為葡萄酒中的抑菌劑，16 mg/L的紅辣子提取物對(duì)釀酒酵母有很強(qiáng)的抑制作用。

植物源天然抑菌劑成本較高，抑菌效果不穩(wěn)定，且有可能損害葡萄酒的風(fēng)味，這些因素限制了植物源天然抑菌劑在葡萄酒釀造中的應(yīng)用。但植物源抑菌劑安全、易降解，某些抑菌劑還可以豐富葡萄酒的營(yíng)養(yǎng)成分，提高葡萄酒的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。植物源抑菌劑在葡萄酒釀造中有廣闊的發(fā)展前景。

4 各抑菌劑的特點(diǎn)及展望

化學(xué)抑菌劑抑菌效果穩(wěn)定、高效、可信度高。在葡萄酒釀造中，化學(xué)抑菌劑的研究已比較全面和成熟。人們已熟練掌握了化學(xué)抑菌劑的使用技術(shù)（添加時(shí)期、添加方式、添加量）。目前，國際葡萄酒釀造行業(yè)批準(zhǔn)使用的化學(xué)抑菌劑有二氧化硫、碳酸二甲酯、山梨酸。但這些抑菌劑仍存在著不同的缺陷，如二氧化硫有毒性，碳酸二甲酯在葡萄酒發(fā)酵液中難以溶解，山梨酸抑菌效果單一。人們正開發(fā)新型的抑菌劑以提高葡萄酒的品質(zhì)。

天然抑菌劑的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在：①無毒、無害、易降解，是理想的綠色食品添加劑；②取材方便，來源廣；③部分天然抑菌劑營(yíng)養(yǎng)豐富，具有保健作用。不足之處：①大多數(shù)天然抑菌劑抑菌性能與化學(xué)抑菌劑相差明顯，不能滿足實(shí)際生產(chǎn)需要；②天然抑菌劑的使用條件比較苛刻：耐熱性差、適用pH范圍窄。例如溶菌酶在特殊的條件下抑菌效果不明顯或因?yàn)槭Щ畈痪咭志?；③許多天然抑菌劑需要提取濃縮等加工過程，制備成本較高，不適宜大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用；④一些天然抑菌劑的使用可能會(huì)損害葡萄酒的感官品質(zhì)。

目前，有關(guān)葡萄酒抑菌劑的研究已取得了巨大的進(jìn)步，一些抑菌劑在實(shí)驗(yàn)室條件下已能替代或部分替代二氧化硫。天然抑菌劑綠色、環(huán)保。但對(duì)天然抑菌劑的作用機(jī)理、用量、對(duì)葡萄酒風(fēng)味品質(zhì)的影響以及應(yīng)用條件的研究還不夠深入。我們相信，隨著研究的不斷深入，天然抑菌劑將有望應(yīng)用于大規(guī)模葡萄酒釀造，并將滿足消費(fèi)者對(duì)食品安全的熱切期望。

[1]杜金華，金玉紅.果酒生產(chǎn)技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010：7-8.

[2]李旋.照射短波紫外光可提高葡萄自然免疫力[J].中外葡萄與葡萄酒，2016（4）：17.

[3]LPEZ N,PURTOLAS E,CONDON S,et al.Application of pulsed electric fields for improving the maceration process during vinification of red wine:influence of grape variety[J].Eur Food Res Technol,2008, 227(4):1099-1107.

[4]呂文，張福慶，崔艷.幾種處理方法對(duì)低醇葡萄酒發(fā)酵和品質(zhì)的影響[J].中國釀造，2012，31（5）：74-77.

[5]PRETORIUS I S,BAUER F F.Meeting the consumer challenge through genetically customized wine-yeast strains[J].Trend Biotechnol,2002, 20(10):426-432.

[6]丁正國.葡萄酒醋酸菌病害的產(chǎn)生與防治[J].中國釀造，1995，14（4）：15-16.

[7]OUGH C,WERE L.Sulfur dioxide and sulfites[M].New York:Antimicrobials in foods,1993.

[8]邵志芳.葡萄酒品質(zhì)分析方法研究進(jìn)展[J].中國釀造，2015，34（4）：17-19.

[9]柳琪，滕威，王磊.二氧化硫與綠色食品葡萄酒貯藏穩(wěn)定性關(guān)系的探討[J].食品研究與開發(fā)，2004，25（1）：146-150.

[10]BEKKER M Z,MIERCZYNSKA-VASILEV A,SMITH P A,et al.The effects of pH and copper on the formation of volatile sulfur compounds in Chardonnay and Shiraz wines post-bottling[J].Food Chem,2016 (207):148-156.

[11]TOIT W J D,PRETORIUS I S.The occurrence,control and esoteric effect of acetic acid bacteria in wine making[J].Ann Microbiol,2002,52 (2):155-179.

[12]JEON S H,KIM N H,SHIM M B,et al.Microbiological diversity and prevalence of spoilage and pathogenic bacteria in commercial fermented alcoholic beverages(beer,fruit wine,refined rice wine and yakju)[J]. J Food Protect,2015,78(4):812-818.

[13]TOIT W J D,PRETORIUS I S,LONVAUD-FUNEL A.The effect of sulphur dioxide and oxygen on the viability and culturability of a strain ofAcetobacter pasteurianus,and a strain ofBrettanomyces bruxellensis, isolated from wine[J].J Appl Microbiol,2005,98(4):862-871.

[14]ABERL A,COELHAN M.Determination of sulfur dioxide in wine using headspace gas chromatography and electron capture detection[J]. Food Addit Contam,2013,30(2):226-33.

[15]GOLDEN D A,WOROBO R W,OUEH C S.Dimethyl dicarbonate and diethyl dicarbonate[M].New York:Food Science and Technology, 1993:25-30.

[16]EDER R.Testing of additional applications of DMDC in winemaking ("DMDC wine")[J].Mitteilungen Klosterneuburg Rebe Und Wein Obstbau Und Früchteverwertung,2012,62(4):123-131.

[17]胡春紅，喬琳，古紅梅，等.常用食品防腐劑的抑菌效果[J].吉林農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，38（1）：83-86.

[18]邢海麗，辛嘉英，王艷，等.響應(yīng)面優(yōu)化甲烷氧化菌素、苯甲酸鈉和山梨酸鉀復(fù)配劑抑菌效果[J].食品科學(xué)，2016，37（18）：1-5.

[19]DE ROSA T,MARGHERI G,MORET I,et al.Acid as a preservative in sparkling wine.Its efficacy and adverse flavor effect associated withethyl sorbate formation[J].Am J Enol Viticult,1983,34(2):98-102.

[20]武陶.山梨酸納米粒的制備及其在肉品保鮮上的應(yīng)用[D].楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2014.

[21]SOUSA G M,YAMASHITA F,J NIOR M S S.Application of biodegradable films made from rice flour,poly(butylene adipate-co-terphthalate),glycerol and potassium sorbate in the preservation of fresh food pastas[J].LWT-Food Sci Technol,2015,65:39-45.

[22]段晨磊，李文立.延胡索酸的作用機(jī)理及其在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].中國飼料，2013（5）：10-12.

[23]KHEYBARI S,SAMADI N,HOSSEINI S V,et al.Synthesis and antimicrobial effects of silver nanoparticles produced by chemical reduction method[J].Daru J Fac Pharm Tehran Univ Med Sci,2010,18 (3):168-172.

[24]IZQUIERDO-CAFIAS P M,GARCIA-ROMERO E,HUERTAS-NEBREDA B.Colloidal silver complex as an alternative to sulphur dioxide in winemaking[J].Food Control,2012,23(1):73-81.

[25]GARDE-CERDN T,LPEZ R,GARIJO P,et al.Application of colloidal silver versus sulfur dioxide during vinification and storage of Tempranillo red wines[J].Austr J Grape Wine Res,2014,20(1): 51-61.

[26]楊華梅.高效液相色譜法測(cè)定醬油中4種尼泊金酯含量[J].中國釀造，2009，28（10）：146-147.

[27]雷劍，李思光，路文革，等.尼泊金復(fù)合酯在啤酒生產(chǎn)中應(yīng)用的可行性研究[J].啤酒科技，2007（5）：15-17.

[28]BASARANAKGUL N,CHUREY J J,BASARAN P,et al.Inactivation of different strains ofEscherichia coliO157:H7 in various appleciders treated with dimethyl dicarbonate(DMDC)and sulfur dioxide(SO2)as an alternative method[J].Food Microbiol,2009,26:8-15.

[29]GMEZ-RIVAS L,ESCUDERO-ABARCA B I,AGUILAR-USCANGA M G,et al.Selective antimicrobial action of chitosan against spoilage yeasts in mixed culture fermentations[J].J Ind Microbiol Biot,2004,31(1):16-22.

[30]TAILLANDIER P,JOANNIS-CASSAN C,JENTZER J B,et al.Effect of a fungal chitosan preparation onBrettanomyces bruxellensis,a wine contaminant[J].J Appl Microbiol,2015,118(1):123-131.

[31]徐春.殼聚糖在白葡萄酒澄清中的應(yīng)用研究[J].中國釀造，2006，25（1）：21-23.

[32]CHEN K,HAN S Y,ZHANG B,et al.Development of lysozyme-combined antibacterial system to reduce sulfur dioxide and to stabilize Italian Riesling ice wine during aging process[J].Food Sci Nutr,2015,3 (5):453-465.

[33]ESTI M,BENUCCI I,LIBURDI K,et al.Immobilized pineapple stem bromelain activity in a wine-like medium:Effect of inhibitors[J].Food Bioprod Proc,2013,93:84-89.

[34]倪瑛，鐘立人.溶菌酶在葡萄酒生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].食品研究與開發(fā)，2003，24（6）：162-163.

[35]FRANCESCA S,MARIAJESUS C B,FABIO C,et al.Replacement of sulfur dioxide by lysozyme and oenological tannins during fermentation influence on volatile composition of white wines[J].J Sci Food Agr, 2009,89(4):688-696.

[36]LIBURDI K,BENUCCI I,PALUMBO F,et al.Lysozyme immobilized on chitosan beads:Kinetic characterization and antimicrobial activity in white wines[J].Food Control,2016(63):46-52.

[37]閻永貞，周緒霞，李衛(wèi)芬，等.納他霉素抑菌機(jī)理及其在食品中的應(yīng)用[J].食品工業(yè)科技，2010，31（4）：365-367..

[38]THOMAS L V,INERAM R E,BEVIS H E.Natamycin control of yeast spoilage of wine[J].Food Protect Trend,2005,25(7):510-517.

[39]DALHOFF A A H,LEVY S B.Does use of the polyene natamycin as a food preservative jeopardise the clinical efficacy of amphotericin B?A word of concern[J].Int J Antimicrob Ag,2015,13(6):564-567.

[40]李偉麗，趙超，車建途，等.腐敗醋中微生物的分離鑒定及乳酸鏈球菌素對(duì)其抑制作用[J].食品科學(xué)，2015，36（1）：174-178.

[41]ROJO-BEZARES B,SENZ Y,ZARAZAGA M,et al.Antimicrobial activity of nisin againstOenococcus oeni,and other wine bacteria[J]. Int J Food Microbiol,2007,116(1):32-36.

[42]RAPOSO R,RUIZ-MORENO M J,GARDE-CERD?N T,et al.Effect of hydroxytyrosol on quality of sulfur dioxide-free red wine[J].Food Chem,2016,192:25-33.

[43]聶相珍，申麗媛.葡萄皮渣多酚提取及其對(duì)五種食源性致病菌的抑制作用[J].中國釀造，2016，35（9）：101-105.

[44]孫玉霞，蔣錫龍，史紅梅.葡萄枝條提取物的抑菌活性及其在紅地球葡萄防腐保鮮上的應(yīng)用研究[J].食品工業(yè)科技，2015，36（2）：129-132.

[45]夏其樂，王濤，陸勝民，等.苦杏仁苷的分析、提取純化及藥理作用研究進(jìn)展[J].食品科學(xué)，2013，34（21）：403-407.

[46]張長(zhǎng)虹，江海，王立奇.苦杏仁多肽對(duì)紅葡萄酒陳釀抑菌規(guī)律初探[J].釀酒科技，2013（7）：46-48.

[47]YOKOTSUKA K,TAKAYANAGI T.Production of sweet table wine by termination of alcohol fermentation using an antimicrobial substance from paprika seed[J].Am J Enol Viticult,2003,54(2):112-118.

Antibacterial agents used in wine making

MA Lei,CHEN Xiaoyi,SUN Yumei*
(College of Biological Engineering,Dalian Polytechnic University,Dalian 116034,China)

Bacterial contamination is an important problem in winemaking.Antibacterial agents are often used to inhibit bacterial growth and metabolism for wine quality.In this paper,the research on the application of chemical antibacterial agents and natural antibacterial agents in wine brewing were reviewed.The characteristics of existing antibacterial agents were analyzed.All the elaboration will provide references for the application of antibacterial agent in wine industry.

antibacterial agent;wine;brewing;quality

TS262.61；TS261.1

0254-5071（2017）01-0029-06

10.11882/j.issn.0254-5071.2017.01.006

2016-10-24

遼寧省科技廳博士啟動(dòng)基金（201600875）

馬雷(1990-)，男，碩士研究生，研究方向?yàn)槲⑸锎x控制發(fā)酵。

*通訊作者：孫玉梅(1962-)，女，教授，博士，研究方向?yàn)槲⑸锎x控制發(fā)酵。