顯微鏡下的葡萄酒釀造！百歐博偉生物
小楊 / 2019-08-16 09:03:07
中國(guó)微生物菌種查詢網(wǎng) 我們大多數(shù)人可能都喜歡在閑暇的時(shí)候約上三五好友“來兩杯”，或在特殊的日子為自己的愛人精心準(zhǔn)備一場(chǎng)浪漫的紅酒晚餐，亦或只是“我自飲來我自醉”的消遣，但是我們卻很少關(guān)注并意識(shí)到葡萄酒釀造及釀酒工藝的科學(xué)。
一瓶葡萄酒，從開始種植到釀造裝瓶，大約需要生長(zhǎng)5年、發(fā)酵3個(gè)月、橡木桶存放6~18個(gè)月，有時(shí)甚至還需要在海上運(yùn)輸2~3個(gè)月，毫無疑問，這是一門需要時(shí)間和耐心的技藝。
在葡萄培育和釀酒工藝中，科學(xué)培育出優(yōu)良的葡萄品種、改進(jìn)釀造工藝、提升質(zhì)量都是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，而這需要借助先進(jìn)的科學(xué)手段和工具，掃描電子顯微鏡（SEM）作為一種超高分辨率的微觀觀測(cè)和分析的工具，在葡萄酒釀造產(chǎn)業(yè)中也“大有用武之地”！
掃描電鏡可從細(xì)胞、亞細(xì)胞水平乃至生物大分子水平對(duì)各種樣品進(jìn)行深入細(xì)致的分析觀察。通過觀察研究葡萄樹的葉片、花朵、果實(shí)等的形態(tài)結(jié)構(gòu)，可對(duì)葡萄品種選育、種植管理、采摘儲(chǔ)藏等生產(chǎn)環(huán)節(jié)提供重要參考；通過觀察分析發(fā)酵過程中原料、菌種、發(fā)酵產(chǎn)物等的狀態(tài)和性質(zhì)，可以幫助研究人員改善發(fā)酵工藝，分析生產(chǎn)中遇到的實(shí)際問題。
為了培育出優(yōu)良的葡萄品種，研究人員需要借助高分辨率的掃描電子顯微鏡觀察不同組織、器官的形貌結(jié)構(gòu)（如植物表皮細(xì)胞組織、維管組織、氣孔等），尋找優(yōu)良植株的內(nèi)在原因，最終培育成需要的品種。
在具有超高分辨率的電子顯微鏡下，還可以清晰地觀察到葡萄葉的形態(tài)細(xì)節(jié)以及位于葡萄葉表面的氣孔。氣孔在植物碳同化、呼吸、蒸騰作用等氣體代謝中，成為空氣和水蒸氣的通路，在生理上具有重要的意義。
酵母菌在葡萄酒釀制中是不可缺少的。簡(jiǎn)單來說，釀酒酵母就是一種單細(xì)胞微生物，可以將葡萄中的糖分轉(zhuǎn)變?yōu)榫凭?，也就是俗稱的酒精發(fā)酵。為了培養(yǎng)、識(shí)別出優(yōu)質(zhì)的酵母，研究人員需要通過觀察菌種的大小、形貌等細(xì)節(jié)來辨識(shí)不同菌種。
酒香酵母（Brettanomyces），是一種在釀酒過程中隨時(shí)可能出現(xiàn)的物質(zhì)，它因?yàn)槟軌驗(yàn)槠咸丫圃黾印跋阄丁?，而被人銘記。適量的酒香酵母可以為葡萄酒增添風(fēng)味，但過量存在時(shí)則會(huì)使葡萄酒散發(fā)出一種類似“臭襪子”或“馬騷味”的氣味，破壞酒的氣味和口感。
另外，在葡萄酒釀造中，還會(huì)產(chǎn)生一種副產(chǎn)品—酒石酸氫鉀。這是一種無色至白色的斜方晶系結(jié)晶性粉末，無臭，有令人愉快的清涼酸味，通常被食品工業(yè)稱作塔塔粉。
但在釀酒過程中，產(chǎn)生的酒石酸氫鉀會(huì)與酵母細(xì)胞結(jié)晶產(chǎn)生渾濁的細(xì)白色或淡黃色沉淀物，這些沉淀物雖然不會(huì)影響葡萄酒的味道或氣味，但它會(huì)影響葡萄酒的美感。
在葡萄酒發(fā)酵成熟時(shí)，酒液中也會(huì)有殘留的死酵母、雜質(zhì)、葡萄殘?jiān)约安糠志剖峤Y(jié)晶，這些物質(zhì)會(huì)沉淀形成酒泥。
因此，在裝瓶前，釀造者通常會(huì)使用“倒桶”、過濾或下膠澄清、冷卻結(jié)晶等方式去除這些沉淀物。
這項(xiàng)研究工作在TESCAN MIRA3超高分辨場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡（FE-SEM）上完成，在本研究中使用的樣品由位于布爾諾的孟德爾大學(xué)的葡萄培育和葡萄栽培部提供。
目前，相關(guān)研究成果已在捷克國(guó)家葡萄酒中心公開展覽，展覽地設(shè)在著名的Valtice城堡的總部，該城堡也被聯(lián)合國(guó)教科文組織列為世界遺產(chǎn)地。
該項(xiàng)研究的合作和技術(shù)支持—TESCAN公司的總部位于捷克布爾諾市，該地區(qū)被稱為歐洲電子顯微鏡的搖籃。布爾諾也是捷克共和國(guó)南部與奧地利和斯洛伐克接壤的摩拉維亞地區(qū)的首府，這里是捷克主要的葡萄酒產(chǎn)區(qū)，占其國(guó)家總產(chǎn)能的96%。
捷克國(guó)家葡萄酒中心主任Pavel Kr?ka談到：“據(jù)我們所知，這個(gè)展覽是同類型展覽中的第一次，展覽非常受歡迎。參觀者們被這些圖像所震撼，因?yàn)檫@個(gè)展覽在吸引葡萄酒愛好者，傳播葡萄酒文化的同時(shí)，還為參觀者展示了葡萄酒種植及釀造相關(guān)的科學(xué)內(nèi)容！“