ワイン醸造における酵母

ワイン醸造における酵母の役割は、ワインをフルーツ ジュースと区別する最も重要な要素です。酸素がない状態では、酵母は発酵の過程で果物の糖分をアルコールと二酸化炭素に変換します。^[1]ブドウの糖分が多いほど、酵母が乾燥するまで発酵を行えば、ワインの潜在的なアルコール度数が高くなります。^[2]デザートワインなどでは、ワインに糖分と甘味を残すために、醸造者が発酵を早めに止めることがあります。これは、酵母が不活性になるまで発酵温度を下げる、ワインを滅菌濾過して酵母を取り除く、またはブランデーや中性スピリッツで酒精強化して酵母細胞を殺すことで実現できます。酵母が利用可能な栄養素を使い果たし、ワインがまだ乾燥に達していない場合など、発酵が意図せず停止した場合、これは発酵停止とみなされます。^[3]

ワイン醸造に最もよく使われる酵母はサッカロミセス・セレビシエで、予測可能で活発な発酵能力、比較的高濃度のアルコールと二酸化硫黄への耐性、通常のワインpH 2.8 ～ 4で繁殖する能力などから好まれてきました。培養株からの意図的な接種を含む広範な使用にもかかわらず、 S. セレビシエが発酵に関与する唯一の酵母種であることはめったにありません。収穫されたブドウには、通常、クロエケラ属とカンジダ 属のさまざまな「野生酵母」が豊富に含まれています。これらの酵母は、ブドウが摘み取られるとすぐに、収穫容器内の房の重みでブドウが押しつぶされ、糖分を豊富に含む果汁が放出されると、発酵プロセスを開始することがよくあります。^[4]二酸化硫黄の添加（多くの場合、粉砕機で添加される）により野生酵母の活動が制限される可能性があるが、アルコール濃度が約15％に達すると、酵母細胞の生理機能に対するアルコールの毒性により、これらの酵母は通常死滅し、よりアルコール耐性のあるサッカロミセス種が優位になる。S.セレビシエに加えて、サッカロミセス・バヤヌスは17〜20％のアルコール濃度に耐えられる酵母の一種であり、ポートワインや、高ブリックス糖度で収穫されたジンファンデルやシラーなどの品種などの酒精強化ワインの製造によく使用される。ワイン製造に関与するもう1つの一般的な酵母はブレタノマイセスで、ワイン中に存在することは、さまざまなワインメーカーによってワインの欠点と見なされるか、または少量であれば複雑さを増すものとして見られる。^[5]

ワインの歴史の大部分において、ワイン製造者は糖分の多いブドウジュースをアルコール度の高いワインに変えるメカニズムを知らなかった。彼らは発酵過程を観察することはできたが、その過程は「沸騰」、「煮えたぎる」、または二酸化炭素の放出によってワインが泡立ち、泡立つような外観になり、ワインが「混乱」しているとよく表現されていた。この歴史は「酵母」という言葉自体の語源に保存されており、その語源は本質的に「沸騰する」という意味である。^{[3] [6]}

19世紀半ば、フランスの科学者ルイ・パスツールは、フランス政府からワインの腐敗の原因を研究するよう命じられた。後にパスツールが「微生物学の父」の一人とみなされることになる彼の研究は、微細な酵母細胞と発酵過程の関係を明らかにした。パスツールは、酵母が果汁中の糖分をアルコールと二酸化炭素に変換することを発見したが、酵母がこの作業を達成する正確なメカニズムは、20世紀になってエンブデン・マイヤーホフ・パルナス経路によって初めて発見された。^[7]

一般的にサッカロミセス・セレビシエとして知られる酵母種は、細胞が円形ではなく楕円形であることから、19世紀後半のワイン醸造学のテキストで初めてサッカロミセス・エリプソイデウスとして特定されました。20世紀を通じて、サッカロミセス・セレビシエの700種類以上の株が特定されました。これらの株の大半の違いは大部分が軽微ですが、個々のワインメーカーは特定のワインを造るときや特定のブドウ品種を扱うときに特定の株を好むようになります。これらの違いには、発酵の「活力」または速度、温度耐性、揮発性硫黄化合物（硫化水素など）の生成、およびワインの香りに影響を与える可能性のあるその他の化合物が含まれます。 ^[3]

現代のワイン醸造では、ワインメーカーは、ワインの官能的特性に影響を与えるそれぞれ異なる特性を持つ多様な酵母株から選択することができます。これらの株は、専門のサプライヤーから簡単に購入できます。^[8]ワインメーカーは、芳香化合物、口当たり、発酵速度など、ワインの望ましい特徴を強調する酵母株に簡単にアクセスできます。酵母株が商業的に入手できるようになったことで、発酵プロセスと結果として得られるワインの特性をより正確に制御できるようになり、ワイン醸造の技術に革命をもたらしました。

酵母の主な役割は、ブドウ果汁に含まれる糖分（グルコース）をアルコールに変換することです。酵母は一連の代謝経路を通じてグルコースを利用してこれを実現します。この代謝経路は酸素が存在すると、細胞に大量のエネルギーを供給するだけでなく、細胞が機能するために必要なさまざまな中間体も生成します。酸素がない場合（酸素が存在する場合も時々あります^{[9] ）、細胞はいくつかの代謝機能（}解糖など）を継続しますが、代謝を維持するために必要な補酵素を「再充電」するために、アセトアルデヒドをエタノールに還元する（発酵）などの他の経路に依存します。この発酵プロセスを通じて、エタノールが酵母細胞から廃棄物として放出されます。最終的に、酵母細胞が健全で発酵が完了するまで実行された場合、発酵可能な糖はすべて酵母によって消費され、発酵できないペントースだけが残り、ごくわずかな量の残留糖が残ります。^[4]

ワイン醸造の観点から見ると、アルコールの生成は酵母代謝の最も注目すべき副産物ですが、酵母が生成する他の多くの生成物も、結果として得られるワインに影響を与える可能性があります。これには、解糖サイクルの中間体（ジヒドロキシアセトン）が還元されて、他の代謝活動を継続するために必要なNADH酵素を「再充電」するときに生成されるグリセロールが含まれます。 ^[4]これは通常、アセトアルデヒドをエタノールに還元してNADHを再充電するメカニズムが細胞の酸化還元バランスを維持する主な手段になる前に、発酵プロセスの初期に生成されます。グリセロールは、ワインのアルコールレベルを上げることなく、ボディとわずかな甘味を増すので、一部のワインメーカーは、ワインのグリセロール生成を促進する条件を意図的に優先しようとします。これには、グリセロール生成に有利な酵母株を選択すること（またはKloeckeraやMetschnikowiaなどの野生酵母を発酵させること）、酸素への曝露と通気を増やすこと、および高温での発酵が含まれます。^[9]ワイン中の亜硫酸水素塩分子と結合してアセトアルデヒドのほとんどが利用できなくなった場合もグリセロールの生成が促進されるが、発酵の初期段階を超えてグリセロールの生成を延長するには、かなりの量の二酸化硫黄の添加（法定限度をはるかに超える）が必要になる。^[10]

酵母の他の副産物には以下のものがある: ^{[3] [10]}

• メタノール–酵母の酵素によるマスト内のペクチンの脱メチル化 によって発生します。白ワインよりも赤ワインに多く含まれていますが、その量は 20 ～ 200 mg/L と非常に少量です。
• フーゼル油 – 酵母によるアミノ酸の分解によって生成される。これには、シャルドネやその他のワインに「バターのような」香りを与える化合物であるジアセチルを消費する酵母によって生成される2,3-ブタンジオールが含まれる。ジアセチルはまずアセトインに還元され、その後、より中性的な香りの 2,3-ブタンジオールに還元される。多くのビールやワインの醸造者は、ワインの「バターっぽさ」が強すぎる場合、発酵を終えたタンクに新鮮な酵母培養物を「投入」して、酵母がジアセチルを消費して香りを減らすようにすることが多い。^[11]
• コハク酸– グリセロールと同様に、発酵の初期段階で形成されることが多い。通常、500～1200 mg/L の濃度で存在し、ワイン 全体の酸度の中では微量の酸である。
• 酢酸–ワインの味のバランスを崩し、酸味が強くなりすぎる揮発性酸 の主成分と考えられています。酢酸は酵母によって生成される主な揮発性酸ですが、酵母の種類によっては酪酸、ギ酸、プロピオン酸も微量生成されます。ほとんどの国では、揮発性酸の法的制限を定めたワイン法があり、通常は酢酸として表され、1200～2000 mg/L です。酢酸は、ワインの欠陥であるエチルアセテートの生成にもつながります。これは「マニキュア除去剤」のような匂いがします。しかし、少量の酢酸は酵母にとって実際には有益であり、細胞膜の脂質合成に使用されます。^[3]

• アセトアルデヒド – アセトアルデヒドのほとんどはエタノールに還元されるか、二酸化硫黄と結合しますが、50～100 mg/L の濃度はワインに残ります。スペインのワイン、シェリーを生産するフロール酵母株は、シェリーの特徴である「アルデヒド」の香りに貢献する高濃度のアセトアルデヒドを生成します。酸素が存在すると、酵母はワインに含まれるエタノールの一部をアセトアルデヒドに戻し、酸化した香りを作り出します。^[3]
• 硫化水素 – 多くの場合、発酵中にマスト中の窒素欠乏のために酵母によって生成されます。これは、マスト中の硫酸塩または亜硫酸塩の減少によって、または他の酵母による死んだ酵母細胞の分解によって硫黄含有アミノ酸が放出され、それが酵母によってさらに分解されることによって行われます。後者は、澱引きの間に長期間澱と接触しているワインでよく発生します。アルコールが存在すると、硫化水素はエタノールと反応してエチルメルカプタンとジスルフィドを形成し、異臭やワインの欠陥の原因となります。モンラッシェ522などの一部の市販酵母株は、特にマストに何らかの栄養不足がある場合、他の株よりも高いレベルの硫化水素を生成することが知られています。^[1]
• ピルビン酸 – この化合物はアセトアルデヒドとともに、ブドウの皮との接触から抽出されたアントシアニンと反応して、より安定した色素（ピラノアントシアニン）を作り出し、一部の赤ワインの色を濃くすることができます。^[3]
• 各種エステル、ケトン、ラクトン、フェノール、アセタール^[2 ]

酵母細胞が死ぬと、発酵容器の底に沈み、不溶性の酒石酸塩、ブドウの種子、皮、果肉の破片と混ざって澱を形成する。発酵中、死んだ酵母細胞の大部分を取り除く最初の重要な澱引きは、ワインが沈殿して熟成するにつれて出てくる粗くない細かい澱とは対照的に、粗い澱と呼ばれることが多い。ワインが澱と接触している間、死んだ酵母細胞の自己分解（または自己代謝）と、澱が通気または撹拌されない場合に発生する還元状態（フランス語でバトナージュと呼ばれるプロセス）の両方により、ワインにさまざまな変化が生じる可能性がある。ワインが澱と接触する時間（シュール・リーと呼ばれる）は、ワイン醸造のスタイルとワインの種類によって異なる。^[12]

ワインを澱と接触させる工程はワイン造りにおいて長い歴史があり、古代ローマ時代には知られており、紀元前2世紀には大カトーによって記述されている。今日、この方法は樽発酵の赤ワイン、ミュスカデ、スパークリングワインのシャンパン、そして世界中の多くのワイン産地で生産されるシャルドネに広く関連付けられている。通常、ワインを澱と接触させたままにしておくと、酵母の細胞壁や膜に存在していたマンノプロテイン、多糖類、その他の化合物を放出するために、定期的に攪拌される。この攪拌は、澱の層が10cm（3.9インチ）以上の厚さで1週間以上動かされていない場合に発生する可能性がある、メルカプタンや硫化水素などの還元性硫黄化合物の発生を防ぐのにも役立つ。^[12]

澱との接触による利点のほとんどは、酵母細胞の自己分解中に放出されるマンノプロテインがワインに与える影響です。主にマンノースとタンパク質、そして少量のグルコースで構成されるマンノプロテインは、細胞壁が分解すると揮発する疎水性芳香化合物とともに酵母の細胞壁に結合していることがよくあります。マンノプロテインの放出はワインの感覚変化をもたらすだけでなく、酒石酸とタンパク質の安定性に寄与し、ワインのボディと口当たりを高め、タンニンの苦味と渋みの知覚を軽減します。^[4]

シャンパンや多くのスパークリングワインの製造では、そのスタイルに必要な炭酸を生成するために、ボトル内で二次発酵を起こす必要があります。少量の糖分を含む液体を個々のボトルに加え、酵母がこれをさらにアルコールと二酸化炭素に変換できるようにします。その後、澱はボトルの首に押し込まれ、凍結され、炭酸化したワインの圧力によって排出されます。

酵母の分類には、有性期の有無に応じた酵母種の分類が含まれる。したがって、ワイン醸造酵母の中には、無性分裂期（または「不完全」形態）に分類されるものもあれば、有性分裂期（または「完全」形態）に分類されるものもある。一般的な例としては、ワインやブドウ栽培のテキストでは通常無性分裂期に分類されるブレタノマイセス（または「ブレット」）が挙げられるが、科学やワイン醸造のテキストでは特定の種（デッケラ・ブリュッセルンシスなど）を胞子形成期に分類されるデッケラで説明する場合がある。^[4]特に断りのない限り、この記事では一般に無性分裂期のワイン酵母について言及する。

ワイン醸造に一般的に関連する最も一般的な酵母はサッカロミセス・セレビシエで、パン製造や醸造にも使用されます。ワイン醸造に関与する可能性のある他の酵母属（有益な場合も、潜在的なワインの欠陥の原因となる場合もあります）には以下が含まれます。^{[3] [4]}

• ブレタノミセス(テレオモーフデッケラ)
• カンジダ（ピキア、メチニコウィア、イサチェンキア、トルラスポラ 、クルイベロミセスを含むいくつかの属の異なる種のテレオモルフ）
• クロエケラ（テレオモルフハンセニアスポラ）は、ブドウ園で見つかる最も一般的な「野生酵母」です。一部の種は「キラー酵母」として知られ、サッカロミセス・セレビシエの感受性株を殺すことができる阻害レベルのと酢酸を生成します^[5]
• サッカロミコデス
• シゾサッカロミセスは、ほとんどのワイン酵母が出芽によって繁殖するのに対し、分裂によって繁殖する唯一のワイン酵母である。 ^[4]
• ジゴサッカロミセスはアルコール耐性が非常に高く、18% v/vまでのワインでも生育できます。さらに、この酵母は極めて高い糖度（60% w/wまたは60 Brix）でも生存でき、二酸化硫黄に対しても非常に耐性があります。 ^[4]
• アウレオバシジウム、特に「黒酵母」種であるアウレオバシジウム・プルランスは湿気の多い地下室に生息し、樽で熟成中のワインを汚染する可能性がある。 ^[4]

サッカロミセス属酵母（砂糖菌）は、ワイン醸造（ブドウと他の果実酒の両方、醸造とパン製造に使用）に好まれています。これは、ワインに一般的に信頼性が高く好ましい特性をもたらすためです。これらの酵母は通常、グルコース、スクロース、ラフィノースを容易に発酵し 、グルコース、スクロース、ラフィノース、麦芽糖、エタノールを代謝します。しかし、サッカロミセスは、ワインに残糖として通常少量含まれるペントース（アラビノースなど）を発酵または利用することができません。^[4]

サッカロミセス・セレビシエに加えて、ワイン醸造に関与するサッカロミセス属の他の種には以下が含まれる： ^{[1] [3] [4]}

• サッカロミセス・バヤヌス
• サッカロミセス・ベティカス
• サッカロミセス・ファーメンタティ
• サッカロミセス・パラドクス
• サッカロミセス・パストリアヌス
• サッカロミセス・ウヴァルム

1996年、サッカロミセス・セレビシエは、全ゲノム配列が決定された最初の単細胞真核生物となった。この配列決定は、ビール、パン、ワイン醸造に使われるサッカロミセス・セレビシエのさまざまな株を特定するために菌学者や醸造学者が行ってきたほぼ一世紀にわたる研究を裏付けるものとなった。今日では、数百種類のサッカロミセス・セレビシエの株が特定されている。^[3]すべての株がワイン醸造に適しているわけではなく、適している株の間でも、さまざまな株間の実際の違いの大きさや、それがワインに及ぼす潜在的な影響について、ワインメーカーや科学者の間で議論がある。^{[5]若いワインを比較したときに明確な違いを示した株の間でも、}ワインが熟成するにつれて、これらの違いは薄れ、特徴が薄れていくようだ。^[2]

さまざまな菌株の間には、一時的な「異臭」や香り（ただし「悪臭発酵」を引き起こす）の生成や、ワインに残留して他の醸造方法で対処しなければならない（硫化水素などの揮発性硫黄化合物の存在など）か、欠陥のあるワインになるかのどちらかになる可能性があるという明確な違いがあります。もう 1 つの違いは、発酵の「活力」または速度（酵母の選択以外の要因によっても影響を受ける可能性があります）で、一部の酵母菌株は「発酵が速い」傾向がありますが、他の菌株は発酵が開始するまでに時間がかかる場合があります。^[3]

もう一つの測定しにくい違いは、より多くの議論とワインメーカーの好みの問題にさらされているもので、ソーヴィニヨン・ブランやセミヨンなどのブドウ品種の品種風味に対する株の選択の影響である。これらのワインは、特定の株に多く含まれる酵素による特定のシステイン結合化合物の加水分解によって生成されるチオールの影響を受けると考えられている。ゲヴュルツトラミネール、リースリング、マスカットなどの他の芳香性品種も、モノテルペンを修飾できるグリコシダーゼ酵素を多く含む酵母株の影響を受けている可能性がある。同様に、潜在的にはるかに小さい程度ではあるが、他の品種も、マスト中のポリフェノールなどの脂肪族、ノルイソプレノイド、ベンゼン誘導体に作用する加水分解酵素の影響を受ける可能性がある。^[3]

スパークリングワインの製造では、一部のワインメーカーは、よく凝​​集することで死んだ酵母細胞をリドリングとデゴルジュマンで簡単に除去できる株（フランスのシャンパーニュ地方とカリフォルニアのシャンパーニュ地方の町にちなんで名付けられたエペルネとして知られる株、 UC-デイビス株505としても知られる株など）を選択します。シェリーの製造では、独特のスタイルのフィノとマンサニーリャシェリーを作るために使用されるフロールと呼ばれる酵母の表面膜は、サッカロミセス・セレビシエの異なる株に由来しますが、 [ 3 ]^接種に使用できる市販のフロール酵母は、サッカロミセス・ベティカス、サッカロミセス・ファーメンタティ、サッカロミセス・バヤヌスなどの異なる種のものが多いです。^{[1] [2] [5]}

ワイン醸造において、「野生酵母」という語には複数の意味がある。最も基本的な文脈では、培養された菌株を意図的に接種することによってマストに導入されたのではない酵母を指す。代わりに、これらの「野生酵母」は、収穫設備、輸送容器、表面のワイン醸造設備、およびワイナリーの自然植物の一部として存在することでマストと接触することが多い。これらは、長年にわたってこれらの場所に生息しているサッカロミセス・セレビシエの菌株であることが多く、以前のヴィンテージの接種によって導入されていることもある。この文脈では、これらの野生酵母は、接種された酵母、選択された酵母、または培養された酵母とは対照的に、周囲酵母、土着酵母、または天然酵母と呼ばれることが多い。これらの「自社」菌株のみに依存することが多いワイナリーは、ワインを野生または自然発酵の製品として販売することがある。^[3]南方草木荘（304年頃）には、米と様々なハーブ（有毒なゲルセミウム・エレガンス（yěgé冶葛）を含む）を使った「ハーブ発酵」（cǎoqū草麴）野生酵母を使用したワイン造りの最も古い記述がある。 ^{[13] [14]}

「野生酵母」という用語の別の用法は、ブドウ畑、ブドウの木の表面、およびブドウ自体に存在するサッカロミセス属以外の酵母を指す。典型的なブドウ畑では、1粒あたり160から100,000のコロニー形成単位の野生酵母が存在する可能性がある。これらの酵母は、気流、鳥、昆虫によってブドウ畑を通り、さらにはワイナリー（ミバエなど）に運ばれることがある。ブドウ畑で見つかる最も一般的な野生酵母は、クロエケラ属、カンジダ属、ピチア属の酵母であり、クロエケラ・アピクラタ種が圧倒的に優勢な種である。^[5]サッカロミセス・セレビシエ自体は、ワイナリーが頻繁にワイナリーの廃棄物（澱や搾りかすなど）をブドウ畑に再投入しない限り、ブドウ畑や収穫したてのワイン用ブドウの表面で見つかることは実際にはほとんどない。^[3]

「常温」のサッカロミセス野生酵母とは異なり、これらの野生酵母属はアルコールと二酸化硫黄の両方に対する耐性が非常に低い。これらの酵母は発酵を開始することができ、収穫箱のブドウの房が自重でわずかに押しつぶされる頃には発酵プロセスを開始することが多い。一部のワインメーカーは、これらの酵母を二酸化硫黄で「ノックアウト」しようとするが、ほとんどの場合、ブドウを圧搾する前、または果皮と接触させて浸軟させる前に、圧搾機で二酸化硫黄を投与する。他のワインメーカーは、野生酵母がアルコールの毒性に屈するまで発酵を続けさせ、アルコール濃度が通常 3～5% になるまで放置し、その後、接種したサッカロミセス株または「常温」のサッカロミセス株のいずれかで発酵を終了させる。^[3]

「常在」酵母とサッカロミセス以外の野生酵母の両方を使用することは、潜在的な利点とリスクの両方を伴います。一部のワインメーカーは、常在酵母/土着酵母の使用がワインのテロワールのユニークな表現に貢献すると考えています。ボルドーなどのワイン産地では、格付けが高く評価されているワイナリーが、常在の「シャトー」株の品質を宣伝することがよくあります。このため、ワイナリーは、好ましい株の持続的な存在を促すために、ワイン製造から残った搾りかすや澱をブドウ園に戻して堆肥として使用することがよくあります。しかし、接種酵母と比較すると、これらの常在酵母は、より予測不可能な発酵を起こすリスクがあります。この予測不可能性には、異臭や香り、揮発性酸度の増加が含まれるだけでなく、土着酵母株がすべての糖を完全に変換するほど活発でない場合、発酵が停滞する可能性もあります。^[3]

ほぼすべてのワインの発酵開始時に非サッカロミセス野生酵母が役割を果たすことはほぼ避けられないことですが、これらの酵母の影響を最小限に抑えるのではなく発酵を継続させることを選択するワイナリーは、生物多様性を通じて複雑さを高めることを意図しています。これらの非サッカロミセスはグルコースとフルクトースをアルコールに発酵しますが、ワインの香りと風味プロファイルに影響を与える可能性のある他の中間体を生成する可能性もあります。これらの中間体には、バラのような香りを与えるフェニルエタノールなど、良い影響を与えるものもあります。 ^[5]しかし、常温酵母と同様に、これらの酵母の生成物は非常に予測不可能です。特に、これらの酵母が生成できるフレーバーと香りの種類に関してはそうです。^[3]

ワインメーカーが培養酵母株を選択するのは、主に、信頼性の実績のある株によって発酵が完了するまで予測可能な状態になることを望んでいるからです。ワインメーカーにとって特に重要な考慮事項の 1 つは、酵母の傾向です。^[5]

• すぐに発酵が始まり、他の「野生酵母」と競合してマスト内の栄養素を獲得する
• 予測可能な糖からアルコールへの変換率で、発酵可能な糖をすべて完全に利用します。
• ワイン醸造のスタイルに応じて、アルコール耐性は最大15％、あるいはそれ以上になります。
• 二酸化硫黄に対する耐性は高いが、硫化水素やジメチルスルフィドなどの硫黄化合物の生成は低い
• 残留ピルビン酸、酢酸、アセトアルデヒドの最小量を生成する
• 発酵中の泡立ちを最小限に抑えます。泡立ちが最小限になると、浸軟中のキャップ管理が困難になったり、樽発酵中に栓が飛び出したりすることがなくなります。
• 凝集度と澱の圧縮度が高いため、ワインの澱引き、清澄、濾過が容易になります。

接種された（または純粋培養された）酵母は、世界中のワイナリー（ボルドー、ブルゴーニュ、ナパバレー、バロッサバレーなどの有名なワイン産地の著名な生産者を含む）から特定され培養されたサッカロミセス・セレビシエの株です。これらの菌株は、菌株の活力、二酸化硫黄およびアルコール耐性、酢酸および硫黄化合物の生成レベル、再発酵能力（スパークリングワインにはプラスだが甘口のレイトハーベストワインにはマイナスの特性）、ワインの表面膜の形成（一部のシェリースタイルにはプラスだが他の多くのワインにはマイナスの特性）、酵母細胞内の酵素および酵母によって生成される他の代謝産物によるワインの色または特定の品種特性の向上、発泡性および凝集性、酵母殺傷特性（「キラー酵母」として知られる特性）、および発酵停止につながる可能性のあるマストの栄養不足に対する耐性を決定するために研究室でテストされます。^[3]

研究室で培養された純粋培養酵母は、多くの場合、凍結乾燥されて商業用に包装される。これらの酵母は、マストに加える前に「スターター培養物」で再水和される必要があるが、これは酵母細胞が低温ショックによって死滅しないように注意深く監視する必要がある（特に温度に関して） 。理想的には、ワインメーカーは、1 ミリリットルあたり 500 万個の生存細胞密度になるように十分な接種物を加えることを望む。凍結乾燥培養物の正確な量は、メーカーや酵母の株によって異なるが、通常は 1 ガロンあたり約 1 グラム（または 100 リットルあたり 25 グラム）である。発酵に問題が生じる可能性のあるワイン（糖度の高いレイトハーベストやボトリゼーションワインなど）には、より多くの酵母が加えられることがある。^[5]

同様に、再水和の手順もメーカーやワイナリーによって異なります。酵母は、乾燥酵母の重量の 5 ～ 10 倍の水またはブドウ果汁に接種されることが多いです。この液体は、酵母を投入する前に 40 °C (104 °F) の温度にされることが多いです (ただし、酵母株によっては 38 °C (100 °F) 未満の温度が必要になる場合があります^[1] )。これにより、細胞が凝集して容器の底に沈むことなく、容易に分散します。また、熱活性化により、細胞は可溶性の細胞質成分が細胞から逃げる前に、膜バリアをすばやく再構築できます。低温で再水和すると、酵母の生存率が大幅に低下し、15 °C (59 °F) で酵母を再水和すると、最大 60% の細胞死が発生します。次に、培養物を撹拌して通気し、培養物に酸素を取り込みます。この酸素は、酵母が必要な生存因子の合成に使用します。^[5]

その後、スターター培養物の温度は、培養物を加えるマストの温度から 5～10 °C (41～50 °F) 以内になるように、段階的にマストを追加することで、徐々に下げられます。これは、スターター培養物をマスト自体に直接加えた場合に酵母細胞が受ける可能性のある突然のコールドショックを回避するために行われます。このショックにより、培養物の 60% までが死滅する可能性があります。さらに、コールドショックにさらされた生存細胞は、硫化水素の生成が増加する傾向があります。^[5]

ワインにマイナスの影響を与えずに発酵を成功させるには、酵母の栄養ニーズをすべて満たす必要があります。これには、利用可能なエネルギー源（グルコースなどの糖の形の炭素）と酵母が同化できる窒素（アンモニアとアミノ酸またはYAN）だけでなく、重要な成長と生存要因として機能するミネラル（マグネシウムなど）とビタミン（チアミンやリボフラビンなど）も含まれます。ワイン酵母のその他の栄養ニーズには以下が含まれます。^[4]

• リン酸–核酸、リン脂質（細胞膜の重要な成分）、ATP（細胞が代謝のためにエネルギーを伝達するために使用するアデノシン三リン酸） の生成に使用されます。
• カリウム – リン酸の吸収と利用に重要
• ビオチン–タンパク質、脂肪酸、核酸 の合成に関与します。
• パントテン酸– 糖と脂質 の代謝に関与します。このビタミンが不足すると、硫化水素の生成が増加し、ワインに異臭が生じる可能性があります。
• ニコチン酸–ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NAD+) の合成に関与します。NAD+ は細胞の酸化還元バランスの維持とエタノール発酵プロセス自体に重要な補酵素です。
• イノシトール –細胞分裂を促進する二次メッセンジャー分子に関与しています。
• 健康な細胞機能に必要な微量のカルシウム、塩素、銅、鉄、マンガン、亜鉛。

これらの栄養素の多くはブドウの果汁や皮に含まれていますが、ワインメーカーがリン酸二アンモニウム（DAP）、凍結乾燥した微量栄養素（Go-FermやFerm-Kなど）、さらには死んだ酵母細胞や抽出された酵母細胞の残りなどを添加することで、発酵中の酵母が分解して窒素や栄養素を採取できるように補充することもあります。イタリアのいくつかのワイン産地で今も行われている歴史的なワイン造りの伝統の1つは、他のワインを圧搾した後に残った搾りかすを、酵母の追加の栄養源として、新しく発酵中のワインに加えるリパッソ法です。^[4]

サッカロミセス・セレビシエは、無機態（アンモニアとアンモニウム）と有機態（アミノ酸、特にアルギニン）の両方から窒素を同化できる。酵母細胞が死ぬと、細胞内の酵素が自己分解を開始し、アミノ酸を含む細胞を分解する。この細胞の自己分解により、まだ発酵中の生存酵母細胞に利用可能な窒素源が提供される。しかし、この自己分解により硫黄結合化合物（アミノ酸システインの分解など）も放出され、これが他の分子と結合してアルコールと反応し、揮発性チオールを生成する。これが「悪臭発酵」や後にワインのさまざまな欠陥につながる可能性がある。^[4]

酵母は通性嫌気性菌であり、酸素の有無にかかわらず存在できる。発酵は伝統的に酸素のない状態で行われる嫌気性プロセスと考えられているが、酵母を酸素に早期にさらすことは、発酵を成功させる上で重要な要素となり得る。これは、酸素がエルゴステロールやラノステロールなどの細胞「生存因子」の合成に重要であるためである。これらのステロールは、酵母がワインの浸透圧とアルコール濃度の上昇にさらされると重要になる、酵母細胞膜の選択的透過性を維持するのに重要である。アルコールは、自身の代謝の廃棄物として、酵母細胞にとって非常に有毒である。生存因子が弱く、ステロールを欠く酵母は、ワインを完全に乾燥するまで発酵させる前にこれらの条件に屈し、発酵が停止してしまう可能性がある。^[4]

凍結乾燥され、ワインの原料に接種できる培養酵母は、これらの生存因子の発達に有利な高酸素/低糖の条件で商業研究室で意図的に培養される。一部のワインメーカーが接種酵母の使用を好む理由の 1 つは、培養酵母はワインを酸素レベルにさらす必要なしに高いレベルの生存因子が保証されているため、発酵が予測可能であることである。ワイナリーに常在する「常在」酵母を使用するワインメーカーは、生存因子が保証されない可能性があり、他のワイン製造技術で補う必要があるかもしれない。^[4]

野生の非サッカロミセス酵母は、生存因子を構築するために酸素にかなり多くさらされる必要があることが多く、そのためこれらの酵母の多くは、タンクや樽の中のワインの表面に「フィルム酵母」として酸化的に生息しているのがよく見られます。^[4]

ワイン酵母は、直接的または間接的に、さまざまなワインの欠陥の原因となる可能性があります。これには、Kloeckera属やCandida属の種によるものなど、一部の「野生酵母」発酵の副産物である可能性のある「異臭」や香りの存在が含まれます。一般的なワイン酵母であるSaccharomyces cerevisiaeでさえ、一部のワインの欠陥の原因となる可能性があり、この酵母のいくつかの株は、酢酸、アセトアルデヒド、チオールなどの揮発性硫黄化合物を理想よりも多く生成することが知られています。また、どの酵母も栄養不足、温度変動または極端な温度、糖度の過剰または低さに対する耐性が低いため、発酵が停止する可能性があります。^[4]

酸素が存在すると、カンジダとピキアのいくつかの種がタンクまたは樽内のワインの表面に膜を作ることができる。これらの酵母を放置すると、ワインを酸化やその他の微生物の攻撃から守る遊離硫黄化合物が急速に枯渇する可能性がある。これらの酵母の存在は、揮発性酸度、特に酢酸のレベルの上昇によって確認されることが多い。ピキアのいくつかの株は酢酸（および生成される可能性のある酢酸エチルとイソアミルアセテート）を代謝し、その副作用として滴定酸度が大幅に低下し、ワインの pH が他の腐敗微生物の攻撃を受けやすくなるレベルまで上昇する。一般に「膜酵母」と呼ばれるこれらの酵母は、繊細なフィノスタイルのワインを生産する際にワインメーカーが通常歓迎するフロールシェリー酵母とは区別される。^[4]

一般的に、多くの有害な野生酵母の成長は、地下室の温度が低いと遅くなるため、より好ましいサッカロミセス酵母が活動を始める前にこれらの酵母の活動を抑制したいと考える多くのワインメーカーは、発酵前の浸軟中にマストを4〜15°C（39〜59°F）の温度で「コールドソーキング」するなど、マストを冷却することがよくあります。ただし、ブレタノマイセスなどの一部の種は阻害されず、長期間のコールドソーキング中に繁殖することもあります。^[5]

ワイン酵母のブレタノマイセス（または「ブレット」）は、4-エチルフェノール（4-EP）と4-エチルグアイアコール（4-EG）という非常に特徴的な芳香化合物を生成し、ワインは「納屋」、「濡れた鞍」、または「絆創膏」のような香りと表現されることがあります。一部のワインメーカーや一部のワインスタイル（ブルゴーニュのピノ・ノワールなど）では、これらの化合物の少量は、ワインの複雑さを増すプラスの特性とみなされます。^{[4]他のワインメーカーや他のワインスタイル（}モーゼルのリースリングなど）では、ブレットの存在は欠点とみなされます。^[15]タンク間や近くのワイナリー間でのブレタノマイセスの移動では、ミバエがよく使用されます。 ^[5]

発酵酵母であるブレタノマイセスは、通常、死滅するまでにアルコール度数10～11%までのワインを発酵させることができます。 サッカロミセス・セレビシエを接種したワインにすでに存在するブレタノマイセスは、栄養素をめぐってサッカロミセス株と競合し、多くのブレタノマイセス株が生成できる高濃度の酢酸、デカン酸、オクタン酸のためにサッカロミセス株を阻害することさえあります。^[5]

いったんブレットがワイナリーに入ると、厳格な衛生管理や、以前に「ブレティ」ワインと接触した樽や設備の廃棄を行っても、制御するのは非常に困難です。これは、多くのブレタノマイセス属の種が、ワインやブドウ果汁に含まれるエタノールを含むさまざまな炭素源を代謝に利用できるためです。さらに、ブレットは、前述の4-EPおよび4-EG化合物だけでなく、ワインに影響を及ぼす可能性のあるさまざまな副産物を生成します。^[4] 4-EPおよび4-EGの「フットプリント」などのこれらの化合物の多くは、酵母細胞が死滅し、ラックングと滅菌濾過によって除去された後でも、ワインに残ります。^[5]

• P. Romano、C. Fiore、M. Paraggio、M. Caruso、A. Capece 「ワインの風味における酵母種と菌株の機能」 。Wayback Machineに 2015-06-06 にアーカイブ。International Journal of Food Microbiology 86 (2003)。pp. 169–180。