マロラクティック発酵

マロラクティック変換（マロラクティック発酵またはMLFとも呼ばれる）は、ブドウの果汁に自然に含まれる酸味のあるリンゴ酸を、より柔らかい味の乳酸に変換するワイン製造プロセスです。マロラクティック発酵は、一次発酵の直後に二次発酵として行われることが最も多いですが、一次発酵と同時に行われることもあります。このプロセスは、ほとんどの赤ワイン製造の標準的な方法であり、シャルドネなどの一部の白ブドウ品種では一般的であり、反応の副産物であるジアセチルから「バターのような」風味を与えることができます。 ^[1]

発酵反応は乳酸菌（LAB）のファミリーであるOenococcus oeni、およびLactobacillusおよびPediococcusのさまざまな種によって行われます。化学的には、マロラクティック発酵は脱炭酸であり、その過程で二酸化炭素が放出されます。^{[2] [3]}

これらすべての細菌の主な機能は、ワインに含まれる2つの主要なブドウ酸のうちの1つであるL-リンゴ酸を別の種類の酸であるL+乳酸に変換することです。これは自然に起こります。しかし、商業的なワイン製造では、マロラクティック変換は通常、望ましい細菌、通常はO. oeniの接種によって開始されます。これにより、望ましくない細菌株が「異臭」を生成するのを防ぎます。逆に、商業的なワインメーカーは、リースリングやゲヴュルツトラミネールなどのフルーティーでフローラルな白ブドウ品種など、望ましくない場合はマロラクティック変換を積極的に防止し、完成したワインの酸味や酸味を維持します。^{[4] [5]}

マロラクティック発酵は、口当たりがまろやかで豊かなものになる傾向がある。リンゴ酸は青リンゴの味とよく似ているが、乳酸はより濃厚でバターのような味である。冷涼な地域で生産されるブドウは酸味が強い傾向があり、その多くはリンゴ酸によるものである。マロラクティック発酵は一般にワインのボディと風味の持続性を高め、より口当たりの柔らかなワインを生み出す。多くのワインメーカーは、ワインが樽の中にある間にマロラクティック発酵を起こせば、果実味とオークの風味がよりよく融合すると感じている。 ^[6]

マロラクティック発酵中のワインは、バクテリアの存在により濁り、ジアセチルの生成によりバターを塗った ポップコーンのような匂いがすることがある。瓶内でのマロラクティック発酵の開始は、消費者にはまだ発酵中であるように見えるため（ _CO2の発生により）、通常はワインの欠陥とみなされる。 ^[7]しかし、初期のヴィーニョ・ヴェルデ生産では、このわずかな発泡は際立った特徴とみなされていたが、ポルトガルのワイン生産者は、「瓶内MLF」によって濁度と沈殿物が増えるため、不透明な瓶でワインを販売しなければならなかった。今日では、ほとんどのヴィーニョ・ヴェルデ生産者はもはやこの方法に従わず、代わりに瓶詰め前にマロラクティック発酵を完了し、人工炭酸化によってわずかな発泡を加えている。^[8]

マロラクティック発酵はおそらくワインの歴史と同じくらい古いものですが、マロラクティック発酵のプラスの効果とそのプロセスの制御に関する科学的理解は比較的最近の発展です。何世紀にもわたって、ワインメーカーは収穫後の暖かい春の数か月間に樽に貯蔵されたワインに起こる「活動」に気付いていました。一次アルコール発酵と同様に、この現象は二酸化炭素ガスを放出し、ワインに大きな変化をもたらすようで、必ずしも歓迎されるものではありませんでした。^[6]これは1837年にドイツのワイン醸造家フライヘル・フォン・バボによって「二次発酵」と表現され、ワインの濁りの増加の原因となりました。バボはワインメーカーに対し、この活動に気づいたらすぐに対応し、ワインを新しい樽に移し替え、二酸化硫黄を加え、さらにもう一度樽に移し替えと硫黄処理を行ってワインを安定させるよう奨励しました。^[9]

1866年、近代微生物学の先駆者の一人であるルイ・パスツールは、ワインから初めて細菌を分離し、ワイン中の細菌はすべてワインの腐敗の原因であると断定した。パスツールは乳酸菌によるワインの酸の減少に気付い​​ていたが、その過程を細菌によるリンゴ酸の消費と関連づけず、酒石酸の沈殿であると仮定した。 [ ^6] 1891年、スイスのワイン醸造学者ヘルマン・ミュラーは、この減少の原因は細菌かもしれないという理論を立てた。ミュラーは同僚の助けを借りて、1913年に彼の「生物学的脱酸」理論をワイン細菌バクテリア・グラシルによって引き起こされると説明した。^[9]

1930年代、フランスのワイン醸造学者ジャン・リベロー・ガイヨンは、ワインにおけるこの細菌による変化の利点を述べた論文を発表しました。^[6] 1950年代には、酵素分析の進歩により、ワイン醸造学者はマロラクティック発酵の背後にある化学プロセスをより深く理解できるようになりました。エミール・ペイノーは、このプロセスに関するワイン醸造学の理解を深め、すぐに有益な乳酸菌の培養株がワインメーカーに利用可能になりました。^[9]

マロラクティック発酵の主な役割は、ワインの酸度を下げることです。^[6]また、ワインの感覚的な側面にも影響を与え、口当たりが滑らかになり、ワインの風味と香りに潜在的な複雑さが加わります。これらの理由から、今日では世界中のほとんどの赤ワイン（多くのスパークリングワインと世界の白ワインの約20％）がマロラクティック発酵を受けています。^[3]

マロラクティック発酵は、より「強い」二価リンゴ酸をより柔らかい一価乳酸に変換することで、ワインの酸度を低下させます。リンゴ酸と乳酸の構造が異なるため、ワインの滴定酸度（TA）は1～3g/L低下し、pHは0.3単位上昇します。^{[5]リンゴ酸は}生育期を通してブドウに存在し、ベレゾンでピークに達し、熟成過程を通じて徐々に減少します。涼しい気候で収穫されたブドウは通常、リンゴ酸含有量が最も高く、マロラクティック発酵後のTAとpHレベルの変化が最も劇的です。^[6]

マロラクティック発酵は、ワインを「微生物学的に安定」にするのに役立つ。乳酸菌は、ワインの欠陥を引き起こす他の腐敗微生物が使用する可能性のある残留栄養素の多くを消費するからである。しかし、ワインの pH がすでに高い場合、特に pH が上昇するため、ワインがわずかに「不安定」になることもある。マロラクティック発酵によってワインが「脱酸」され、その後ワインメーカーが酸（通常は酒石酸の形で）を加えて pH をより安定したレベルに下げることは珍しくない。^[8]

乳酸菌は、ワインの細胞内と細胞外のpH 勾配の差を利用してATP を生成する化学浸透によって、間接的に細菌のエネルギーを生成する手段としてリンゴ酸を乳酸に変換する。この仕組みの 1 つのモデルでは、ワインの pH が低いときに最も多く存在する L-リンゴ酸の形態は、負に帯電したモノアニオン形態であると指摘されている。細菌がこのアニオンをワインから細胞膜の pH レベルの高いほうに移動させると、正味の負電荷が生じ、電位が生じる。リンゴ酸が L-乳酸に脱炭酸すると、二酸化炭素が放出されるだけでなく、プロトンも消費され、ATP を生成できる pH 勾配が生じる。^[2]

乳酸菌はワイン用ブドウに天然に含まれるL-リンゴ酸を変換します。市販のリンゴ酸添加物のほとんどは、エナンチオマーD+とL-リンゴ酸の混合物です。^[7]

マロラクティック発酵を経たワインに生じる感覚的変化については、さまざまな研究が行われてきました。最も一般的な説明は、より「強烈な」リンゴ酸がより柔らかい乳酸に変化したため、ワインの酸味が「柔らかく」感じられるというものです。酸味の知覚はワインの滴定酸度から生じるため、MLF 後の TA の減少は、ワインの酸味または「酸っぱさ」の知覚の減少につながります。^[8]

口当たりの変化はpHの上昇に関係しているが、ポリオール、特に糖アルコールの エリスリトールとグリセロールの生成によるものかもしれない。^[2]マロラクティック発酵を経たワインの口当たりを良くするもう一つの要因は、MLF後に110 mg/Lにも達することがある乳酸エチルの存在である。 ^[5]

ワインの香りへの潜在的な影響はより複雑で予測が難しく、MLFで最も一般的に使用される細菌であるOenococcus oeniの異なる株は、異なる芳香化合物を生成する可能性があります。シャルドネでは、MLFを経たワインは「ヘーゼルナッツ」や「ドライフルーツ」の香り、焼きたてのパンの香りがあるとよく言われます。赤ワインでは、いくつかの株がアミノ酸のメチオニンをプロピオン酸の誘導体に代謝し、ローストした香りやチョコレートの香りを生み出す傾向があります。^[2]樽でマロラクティック発酵を経た赤ワインは、スパイスやスモークの香りが強くなることがあります。^[3]

しかし、いくつかの研究では、マロラクティック発酵によってピノ・ノワールなどの主要な果実の香りが減退し、 MLF後にラズベリーやイチゴの香りが失われることが多いことも示されています。^{[2]さらに、赤ワインはpHの変化により}ワインの色の安定性に寄与するアントシアニンの平衡が変化するため、MLF後に色が失われることがあります。^[8]

ワイン造りに関与するすべての乳酸菌（LAB）は、良い貢献者であれ、潜在的な欠陥の原因であれ、糖源の代謝とL-リンゴ酸の代謝を通じて乳酸を生成する能力を持っています。種によって、ワインに含まれる糖（グルコースとフルクトースの両方、およびワイン酵母が消費しない非発酵性ペントース）の代謝方法が異なります。一部の細菌種はホモ発酵経路で糖を使用します。つまり、主な最終生成物（通常は乳酸）が1つだけ生成されますが、他の細菌種はヘテロ発酵経路を使用して二酸化炭素、エタノール、酢酸などの複数の最終生成物を生成できます。乳酸のL異性体のみがリンゴ酸の変換でLABによって生成されますが、ヘテロ発酵とホモ発酵の両方がグルコースから乳酸のD異性体、L異性体、DL異性体を生成し、ワインのわずかに異なる感覚特性に寄与する可能性があります。^[3]

O. oeni はワインメーカーがマロラクティック発酵を完了させるために最も望んでいる LAB であることが多いが、このプロセスは、発酵中のさまざまな時点でマストを支配するさまざまな LAB 種によって実行されることが最も多い。どの種が優勢になるかは、発酵温度、栄養源、二酸化硫黄の存在、酵母や他の細菌との相互作用、pH、アルコール度数 (たとえば、ラクトバチルス種はO. oeniよりも高い pH を好み、高いアルコール度数に耐える傾向がある)、および最初の接種 (「野生」発酵と培養されたO. oeniの接種など) など、いくつかの要因によって左右される。^[4]

Oenococcus属には、ワイン造りに関与する主要なメンバーが 1 つあり、O. oeni はかつてLeuconostoc oeniとして知られていました。Oeno coccusという名前が付いていますが、顕微鏡で見ると、この細菌は桿菌 (形状)の形をしています。この細菌はグラム陽性の通性嫌気性菌で、好気呼吸のために酸素をいくらか利用できますが、通常は発酵によって細胞エネルギーを生成します。O . oeniはヘテロ発酵菌で、グルコースを使用して複数の最終生成物を生成しますが、D-乳酸と二酸化炭素はエタノールまたは酢酸とほぼ同量生成されます。還元条件(アルコール発酵の終わり近くなど) では、3 番目の最終生成物は通常エタノールですが、わずかに酸化的な条件 (アルコール発酵の初期や蓋をしていない樽など) では、細菌は酢酸を生成する可能性が高くなります。^[8]

O. oeniの菌株の中には、フルクトースを使ってマンニトール（マンニトール臭として知られるワインの欠陥を引き起こす可能性がある）を生成する菌株もあれば、他の多くの菌株はアミノ酸の アルギニン（死んだ酵母細胞の自己分解による発酵後に澱の上に残っているワインに存在する可能性がある）をアンモニアに分解することができる菌株もある。^[2]

ヘキソースグルコースとフルクトース糖に加えて、ほとんどのO. oeni株は、 L-アラビノースやリボースなど、酵母発酵後に残ったペントース糖も利用できます。O . oeni株の約45％のみがスクロース（通常は補糖のために添加され、酵母によってグルコースとフルクトースに変換される糖の形）を発酵できます。 ^[2]

ワインメーカーは、いくつかの理由からO. oeni を好む傾向がある。第一に、この種は主要なワイン酵母であるSaccharomyces cerevisiaeと適合性があるが、MLF とアルコール発酵の両方が同時に開始された場合、酵母が栄養源をめぐって細菌に勝つことがほとんどで、マロラクティック発酵の開始が遅れる可能性がある。第二に、ほとんどのO. oeni株はワインの低い pH レベルに耐性があり、発酵の終わりまでにほとんどのワインが到達する標準的なアルコールレベルに通常は対応できる。さらに、0.8 分子 SO _{2 を}超える二酸化硫黄レベル(pH に依存するが、およそ 35～50 ppm) は細菌を阻害するが、O. oeni は他の LAB と比較して比較的耐性がある。最後に、O. oeni は、ワイン醸造で遭遇する乳酸菌の中で、生体アミンの生成量が最も少なく(乳酸^{[3]は最も多い) 傾向がある。 [8]}

ラクトバチルス属にはヘテロ発酵種とホモ発酵種の両方がある。ワイン醸造に関与する乳酸菌はすべてグラム陽性で微好気性であり、ほとんどの種は酸化ストレスから身を守るために必要な酵素カタラーゼを欠いている。^[2]

世界中のワインおよびブドウ果汁サンプルから分離された乳酸菌の種には、 L. brevis、L. buchneri、L. casei、L. curvatus、L. delbrueckii subsp.などが含まれます。ラクティス、Ｌ．ディオリボランス、Ｌ．ファーメンタム、Ｌ．フルクティボランス、Ｌ．ヒルガルディ、Ｌ．ジェンセンニ、Ｌ．クンケイ、Ｌ．ライヒマンニ、Ｌ．ナゲリ、Ｌ．パラカゼイ、Ｌ．プランタルム、およびＬ．ヤマナシエンシス。^[2]

ラクトバチルス属菌のほとんどは、ワイン醸造には望ましくない。高レベルの揮発性酸、異臭、ワインの濁り、ガス臭、そして特にワインが濾過されていない場合にはボトル内に沈殿する沈殿物を生成する可能性がある。これらの細菌は、過剰な量の乳酸を生成する可能性もあり、ワインの風味と感覚的知覚にさらに影響を与える可能性がある。いわゆる「凶暴なラクトバチルス」などの一部の種は、発酵が鈍くなったり停滞したりする原因となるとされている一方、 L. fructivoransなどの他の種は、ワインの表面に綿のような菌糸体のような成長物を作ることが知られており、発見されたワイン産地にちなんで「フレズノカビ」というニックネームが付けられている。^[8]

これまでに、ワインやブドウの果汁からは、Pediococcus属の 4 種、 P. inopinatus、P. pentosaceus、P. parvulus、およびP. damnosusが分離されており、最後の 2 種がワインで最も一般的に見られる種です。すべてのPediococcus種はグラム陽性で、微好気性の種もあれば、主に好気呼吸を利用する種もあります。顕微鏡で見ると、Pediococcus はペアまたは四分子で現れることが多く、それによって識別できます。Pediococcus はホモ発酵菌で、解糖によってグルコースを L 乳酸と D 乳酸のラセミ混合物に代謝します。^{[5]しかし、ブドウ糖が存在しないと、} P. pentosaceusなどの一部の種はグリセロールを使い始め、それをピルビン酸に分解し、それが後にジアセチル、酢酸、 2,3-ブタンジオールなどの化合物に変換され、ワインに好ましくない特性を与える可能性があります。^[2]

ペディオコッカス属のほとんどの種は、高レベルのジアセチルを生成する可能性があり、また、赤ワイン頭痛の潜在的な原因の1つとして関係している生体アミンの生成が増加するため、ワイン造りには望ましくない。ペディオコッカス属の多くの種は、ワインに異臭やその他の欠陥をもたらす可能性もある。例えば、グリセロールがアクロレインに分解されて苦味のある「アクロレイン臭」が起こり、ワイン中のフェノール化合物と反応して苦味のある化合物が生成される。^[8]

1つの種であるP. parvulusは、MLFを経ていない（つまりワインにリンゴ酸がまだ残っている）ワインから発見されましたが、それでもワイン醸造学者が「腐敗していない」または欠陥がないと表現するような方法で香りが変化していました。他の研究では、 マロラクティック発酵を経たワインからP. parvulusが分離され、異臭やワインの欠陥は発生しませんでした。^[2]

乳酸菌は、複雑な栄養要求すべてを自力で合成できない、気難しい生物です。乳酸菌が成長してマロラクティック発酵を完了するには、ワイン培地の構成が乳酸菌の栄養要求を満たす必要があります。ワイン酵母と同様に、乳酸菌はエネルギー代謝のための炭素源（通常は糖とリンゴ酸）、タンパク質合成のための窒素源（アミノ酸やプリンなど） 、酵素やその他の細胞成分の合成を助けるさまざまなビタミン（ナイアシン、リボフラビン、チアミンなど）とミネラルを必要とします。^[5]

これらの栄養素の供給源はブドウ果汁自体にあることが多いが、アルコール発酵と同時に行われる MLF 接種は、酵母がこれらの栄養素をめぐって細菌に打ち勝つリスクがある。発酵の終わりに近づくと、ブドウ果汁の元の資源のほとんどが消費されるが、死んだ酵母細胞 (「澱」) の溶解は、特にアミノ酸などの栄養素の供給源となり得る。さらに、乾燥するまで発酵された「辛口」ワインでも、発酵できない五炭糖(アラビノース、リボース、キシロースなど) が残っており、これらは陽性細菌と腐敗細菌の両方が利用できる。ワイン酵母と同様に、培養 LAB 接種物の製造業者は通常、サプリメントとして使用できる特別に調製された栄養添加物を提供している。しかし、ワイン酵母とは異なり、乳酸菌はサプリメントのリン酸二アンモニウムを窒素源として使用できない。^[2]

複合栄養補助食品の導入や乳酸菌の凍結乾燥培養の進歩以前は、ワインメーカーは研究室から提供された培養斜面から乳酸菌の接種物を培養していました。1960年代、これらのワインメーカーはリンゴジュースやトマトジュースを含む培地でスターター培養物を作る方が簡単であることに気付きました。この「トマトジュース因子」は、細菌の重要な成長因子であるパントテン酸の誘導体であることが発見されました。 ^[8]

酵母と同様に、酸素は乳酸菌の栄養素とみなすことができますが、その量はごくわずかで、O. oeniなどの微好気性菌種にのみ当てはまります。しかし、マロラクティック発酵が好気性条件よりも嫌気性条件でよりスムーズに進むことを示唆する証拠は現在のところ存在せず、実際、酸素量が多すぎると競合微生物（アセトバクターなど）に有利な条件になり、乳酸菌の増殖が遅れる可能性があります。^[8]

ワインメーカーがマロラクティック発酵を行うために最も頻繁に必要とする LAB 種であるOenococcus oeni は、ブドウ畑で見つかるが、そのレベルは非常に低い場合が多い。カビが生えたり傷んだりした果実は多様な微生物群を運ぶ可能性があるが、収穫後の清潔で健康なブドウに最もよく見られる LAB は、ラクトバチルス属とペディオコッカス属の種である。圧搾後、微生物学者は通常、P. damnosus、L. casei、L. hilgardii、 L . plantarumおよびO. oeniの混合を含む10 ³ コロニー形成単位/mL 未満の集団を見つける。これらの野生の LAB 集団を「ノックバック」するために早期に二酸化硫黄を投与されないマストでは、この細菌群は発酵の早い段階で栄養素をめぐって互いに（およびワイン酵母と）競合する。^[8]

ワイナリーでは、オーク樽、ポンプ、ホース、瓶詰めラインなど、複数の接触点にLABが生息する可能性があります。マロラクティック発酵が望ましくないワイン（フルーティーな白ワインなど）の場合、ワイン設備の適切な衛生管理が不十分なために、望ましくないMLFが発生し、ワインに欠陥が生じる可能性があります。オーク樽の場合、完全かつ徹底した衛生管理がほぼ不可能であるため、ワイナリーではMLFを経たワインが入った樽にマークを付け、MLFを経ないワインに使用できる「きれいな」樽や真新しい樽とは隔離することがよくあります。^[4]

シゾサッカロミセス属のいくつかの種はL-リンゴ酸を使用しており、ワイン醸造家は、バクテリアによるマロラクティック発酵の伝統的な方法の代わりに、このワイン酵母をワインの酸抜きに使用できる可能性を模索してきました。しかし、シゾサッカロミセス・ポンベの初期の結果では、この酵母がワインに異臭や不快な感覚特性を生み出す傾向があることが示されました。近年、ワイン醸造家は、これまでのところワインの欠陥や異臭の可能性が低いことがわかっているシゾサッカロミセス・マリデボランスの変異株の実験を行っています。^[2]

ワインメーカーは、いつ LAB をマストに接種するか選択するが、酵母と同時にバクテリアを投入してアルコール発酵とマロラクティック発酵を同時に行うワインメーカーもいれば、発酵の終わりまで待ってワインを澱から取り除いて樽に移すワインメーカーもいる。また、その間のどこかで行うワインメーカーもいる。培養 LAB を接種しないことを選択するミニマリストや「ナチュラルワイン醸造」の実践者の場合、マロラクティック発酵は、ワイナリーの微生物叢や他の微生物の競合する影響など、いくつかの要因に応じていつでも起こり得る。すべての選択肢には潜在的な利点と欠点がある。^[5]

アルコール発酵中にMLFを接種する利点は次のとおりです。^[2]

• ブドウ果汁から得られる潜在的な栄養素が増える（ただし、細菌は酵母とこれらをめぐって競争することになる）
• LABを阻害する可能性のある二酸化硫黄とエタノールのレベルを下げる
• 発酵温度が高いほど LAB の増殖が促進され、MLF が早く完了します。マロラクティック発酵に最適な温度は 20 ～ 37 °C (68 ～ 99 °F) ですが、15 °C (59 °F) 未満の温度ではプロセスが大幅に阻害されます。発酵後の冬の間、セラーの樽に保管されたワインは、セラーの温度が低いため、マロラクティック発酵が非常に長引くことがよくあります。
• マロラクティック発酵が早く完了すると、ワインメーカーは発酵後の SO2 を早く製造して、ワインを酸化や腐敗微生物 (酢酸菌など) から守ることができます_。二酸化硫黄はMLFを阻害するため、LAB 接種をアルコール発酵後まで遅らせると、セラーの温度が MLF の完了を促すのに十分暖かくなる早春まで硫黄の添加を遅らせることになります。
• ジアセチル生成の減少^[3]

早期接種のデメリットとしては、以下のものが挙げられます。^[2]

• ワイン酵母とLABは資源（グルコースを含む）をめぐって競合し、微生物間の潜在的な敵対関係が生じる。
• O. oeniなどのヘテロ発酵菌は、果汁中に残っ​​ているブドウ糖を代謝し、酢酸などの望ましくない副産物を生成する可能性がある。

後アルコール発酵の利点の多くは、早期接種の欠点（つまり、拮抗作用と望ましくない副産物の可能性の低さ）に応えます。また、死んだ酵母細胞の自己分解により澱が栄養源となるという利点もありますが、その栄養源は必ずしもMLFが完了するまでに十分であるとは限りません。逆に、後期接種の欠点の多くは、早期接種から得られる利点（高温、完了までの時間の短縮など）がないことです。^[5]

軽くてフルーティーなワインや温暖な気候で造られる酸度の低いワインなど、一部のワインスタイルではマロラクティック発酵は望ましくありません。ワインメーカーはマロラクティック発酵を防ぐために、次のようないくつかの手順を踏むことができます。^{[4] [9]}

• LABと潜在的な栄養源との接触時間を制限するため、浸軟を制限し、早期に圧搾し、早期にラックする。
• ワインのpHに応じて、二酸化硫黄のレベルを「遊離」（非結合）SO ₂の少なくとも25 ppmに維持します。これは、50～100 mg/LのSO _{2の追加を意味する場合があります。}
• pHレベルを3.3未満に保つ
• ワインは10～14℃（50.0～57.2℉）の温度で冷やしてください。
• 瓶詰め時に少なくとも0.45ミクロンの膜フィルターでワインを濾過し、細菌が瓶内に侵入するのを防ぎます。

さらに、ワインメーカーは、リゾチーム、ナイシン、ジメチルジカーボネート（ベルコリン）、フマル酸などの化学的および生物学的阻害剤を使用することができますが、米国以外のワイン生産国では、いくつか（ベルコリンなど）が制限されています。ベントナイトなどの清澄剤や、ワインを冷安定化させることも、乳酸菌の潜在的な栄養素を除去し、マロラクティック発酵を阻害します。マロラクティック発酵を制限するためにバクテリオファージ（細菌に感染するウイルス）の使用に関するいくつかの実験が行われてきましたが、チーズ製造業界での残念な結果により、ワイン製造におけるバクテリオファージの実用化に懐疑的な見方が広まっています。^[8]

ワインメーカーは、ペーパークロマトグラフィーまたは分光光度計を使用してマロラクティック発酵の進行を追跡できます。ペーパークロマトグラフィー法では、毛細管を使用して少量のワインサンプルをクロマトグラフ紙に添加します。次に、紙を巻き、ブロモクレゾールグリーン指示薬を含むブタノール溶液が入った瓶に数時間置きます。紙を引き抜いて乾燥させた後、黄色の「斑点」の基準線からの距離は、さまざまな酸の存在を示します。基準線に最も近いのは酒石酸で、次にクエン酸、リンゴ酸、そして最後に紙の上部近くの乳酸が続きます。^[4]

ペーパークロマトグラフィーの大きな限界は、ワインに残っているリンゴ酸の量を正確に示さないことです。紙の「しみ」の大きさは定量的な数値とは何の関係もありません。紙の感度も検出閾値100～200 mg/Lに制限されていますが、「MLF安定性」のほとんどの測定では、リンゴ酸レベルが0.03 g/L（30 mg/L）未満を目標としています。^[5]

酵素法ではリンゴ酸と乳酸の両方を定量的に測定できますが、試薬キットと334、340、または365 nmの吸光度を測定できる分光光度計が必要になります。^[5]

マロラクティック発酵の主な生成物は、乳酸、ジアセチル、酢酸、アセトイン、およびさまざまなエステルです。これらの生成物の量と正確な性質は、マロラクティック発酵を行う乳酸菌の種類/株と、そのワインに影響を与える条件（pH、利用可能な栄養素、酸素レベルなど）によって異なります。^[3]

O. oeniのいくつかの菌株は高級アルコールを合成することができ、ワインのフルーティーな香りに貢献します。さらに、この細菌のいくつかの菌株は、糖分子に付着した芳香化合物であるモノグルコシドを分解できるベータグルコシダーゼ酵素を持っています。糖成分が分解されると、残りの化合物は揮発するため、ワインの香りのブーケで検出される可能性があります。 ^[2]

21世紀初頭、O. oeniのいくつかの菌株はアセトアルデヒドをエタノールまたは酢酸に分解して利用することが示されました。これはアセトアルデヒドの含有量が過剰なワインには有効かもしれませんが、赤ワインの場合は、ワインの色を作るのに役立つポリマー色素を生成するアセトアルデヒドとアントシアニンの反応を妨害してワインの色を不安定にする可能性があります。^[2]

ジアセチル（または2,3-ブタンジオン）は、シャルドネの「バターのような」香りに関連する化合物ですが、マロラクティック発酵を経たワインすべてに影響を与える可能性があります。白ワインの臭気検出閾値は0.2 mg/L、赤ワインの臭気検出閾値は2.8 mg/Lで、わずかにバターのような、または「ナッツのような」香りとして認識されますが、濃度が5～7 mg/L（5～7 ppm ）を超えると、ワインの他の香りを圧倒する可能性があります。 ^{[7] [10]}

ジアセチルは、乳酸菌による糖またはクエン酸の代謝によって生成されます。^[11]クエン酸はブドウに天然に含まれていますが、その量はごくわずかで、そのほとんどはワインメーカーがワインを酸性化するために意図的に添加したものです。^[8]リンゴ酸とクエン酸の両方が存在する場合、乳酸菌は両方を使用しますが、リンゴ酸の方がはるかに速く使用し、クエン酸の使用/ジアセチル生成の速度は特定の細菌株（O. oeniのほとんどの株は、ラクトバチルス属やペディオコッカス属よりもジアセチルを少なく生成します）とワインの酸化還元電位によって影響を受けます。 ^[12]酸化還元電位が低いワインの状態（つまり、完全に満たしていない樽など、より酸化的である）では、より多くのクエン酸が消費され、ジアセチルが生成されます。より還元的な条件、例えば酵母の個体数がピークに達し、ワインが二酸化炭素で飽和しているアルコール発酵などでは、ジアセチルの生成ははるかに遅くなります。酵母はジアセチルを消費してアセトインとブチレングリコールに還元することで、ジアセチルのレベルを低く保つのにも役立ちます。^[5]

ジアセチルの生成は、18～25℃（64～77℉）の温度で行われる発酵で促進されます。また、pH レベルが低い（3.5 未満）ワインでも生成レベルが高くなる傾向がありますが、3.2 未満のレベルでは、MLF に適した LAB のほとんどの菌株が阻害される傾向があります。「野生」（接種されていない）マロラクティック発酵は、接種発酵よりも多くのジアセチルを生成する可能性があります。これは、接種発酵の初期接種量は通常 10 ^{6 CFU/mL であるため}、ラグ フェーズでの初期人口が少ないためです。^[2]アルコール発酵後の MLF 接種後期も、ジアセチルが高レベルになる傾向があります。^[3]シャルドネの生産者は、ジアセチル含有量の高い「バターのようなスタイル」を造りたいと考え、一次発酵後に樽内で後期または「ワイルド」な接種を行うことが多い。これにより、ワインは数週間から数か月間、還元条件下でシュール・リー^{で過ごすことになり、ジアセチルの生成が促進される。 [8]}一部の情報源によると、生き残った酵母がジアセチルを代謝するため、シュール・リーではジアセチルが実際に減少し、そのためマロラクティック発酵は澱抜きで行うのが最適である。^[13]

ジアセチルが過剰に含まれるワインの場合、ワインメーカーの中には、二酸化硫黄を使ってこの化合物と結合させ、ジアセチルの知覚を 30 ～ 60% 削減する人もいます。この結合は可逆的なプロセスであり、ボトルやタンクで数週間熟成させると、高レベルのジアセチルが元に戻ります。しかし、マロラクティック発酵プロセスの早い段階で二酸化硫黄を加えると、細菌を阻害し、リンゴ酸から乳酸への変換を含む細菌の活動全体を制限することで、ジアセチルの生成を抑制します。^[7]

マロラクティック発酵に関連する最も一般的な欠陥は、望ましくないときに発生することです。これは、酸味がありフルーティーなワイン（リースリングなど）の場合や、MLF を経たと思われて瓶詰めされたワインが、瓶内でマロラクティック発酵を開始した場合に発生する可能性があります。この「瓶内」発酵の結果、ガスが充満し、濁ったワインになることが多く、消費者にとって口に合わない場合があります。ワイナリーの衛生状態を改善し、乳酸菌を管理することで、これらの欠陥の発生を抑えることができます。^[7]

初期のヴィーニョ・ヴェルデ生産者にとって、瓶内マロラクティック発酵から生じるわずかな発泡は、消費者がワインを楽しむ際立った特徴と考えられていました。しかし、ワイナリーは「瓶内MLF」によって生じる濁りや沈殿物を隠すために、不透明な瓶でワインを販売しなければなりませんでした。今日では、ほとんどのヴィーニョ・ヴェルデ生産者はもはやこの方法に従わず、代わりに瓶詰め前にマロラクティック発酵を完了し、人工炭酸化によってわずかな発泡を加えています。^[8]

必ずしも欠点というわけではありませんが、マロラクティック発酵はワインのタンパク質の溶解度に影響を与えるpHの変化により、ワインを「タンパク質不安定」にする可能性があります。このため、ワインのタンパク質清澄化と熱安定性のテストは通常​​、マロラクティック発酵が完了した後に行われます。^[5]

揮発性酸度（VA）は通常酢酸含有量で測定されますが、感覚的には酢酸（酢の香り）と酢酸エチル（マニキュア除光液と模型飛行機の 接着剤の香り）の組み合わせとして知覚されます。VAレベルが高いとワイン酵母が阻害され、発酵が遅くなったり停止したりすることがあります。酢酸菌、ブレタノマイセス、カンジダなどの膜酵母、乳酸菌など、いくつかの微生物がVAの発生源となり得ます。しかし、乳酸菌は通常酢酸のみを生成するのに対し、これらの他の微生物は酢酸だけでなく酢酸エチルも生成することがよくあります。^[7]

ほとんどのワイン生産国では、販売および消費可能なワインの揮発酸の許容量を規制する法律がある。アメリカ合衆国では、米国に輸出される外国産ワインの法定制限は0.9 g/L、白のテーブルワインは1.2 g/L、赤ワインは1.4 g/L、白のデザートワインは1.5 g/L 、赤のデザートワインは1.7 g/Lである。欧州連合のワイン規制では、白のテーブルワインのVAは1.08 g/L、赤のテーブルワインは1.20 g/Lに制限されている。^[2]

ヘテロ発酵を行うオエノコッカス属とラクトバチルス属の菌種は、ブドウ糖の代謝によって高濃度の酢酸を生成する可能性があるが、ほとんどのオエノコッカス属の菌株では、その量は通常0.1～0.2 g/Lに過ぎない。^{[5] [14]}ペディオコッカス属のいくつかの菌種も、他の経路で酢酸を生成することができる。高pHレベル（3.5以上）で発酵を開始したワインは、ラクトバチルス属とペディオコッカス属の菌種にとってより好ましい条件のため、過剰な酢酸生成のリスクが最も高い。^{[7] [15]} いわゆる「凶暴なラクトバチルス属」の1つであるL.クンキーは、ワインに3～5 g/Lの酢酸を生成することが知られており、このレベルでは発酵が停滞しやすくなる。^[2]

20世紀後半、アメリカのワイン醸造家の間で、一見健全な発酵が急速に高濃度の酢酸で満たされ、ワイン酵母を圧倒し、発酵が停止したという報告があった。当初は新種の酢酸菌またはワイン腐敗酵母が犯人だと考えられていたが、最終的にはラクトバチルス属のいくつかの種、L. kunkeei、L. nagelii、L. hilgardiiであることが判明した。これらは、攻撃的な酢酸生成、増殖の速さ、二酸化硫黄やその他の微生物学的制御に対する高い耐性から、総称して「凶暴な」ラクトバチルスと呼ばれている。^[8]

酵母接種前に低温浸漬され、圧搾中に二酸化硫黄をほとんどまたは全く受けなかった高 pH ワイン (3.5 以上) の発酵は、 「凶暴な」乳酸菌のリスクが最も高いようです。感染はブドウ園に特有のようですが、現在のところ、関与している乳酸菌のいずれも、収穫したてのワイン用ブドウの表面で発見されたという報告はありません。^[8]

LAB のいくつかの菌株によるグリセロールの分解により、化合物アクロレインが生成されることがある。グリセロールはすべてのワインに含まれる甘味のあるポリオールであるが、ボトリティス・シネレアに感染したワインではその含有量がより高い。「活性アルデヒド」であるアクロレインは、ワイン中のいくつかのフェノール化合物と相互作用して、パスツールがアメルチュームと表現した非常に苦味のあるワインを作り出すことがある。少なくとも 1 つのO. oeni菌株がアクロレインを生成することがわかっているが、 L. brevis、L. buchneri、P. parvulusなどのLactobacillusおよびPediococcus種の菌株に感染したワインでより一般的に見られる。アクロレイン汚染は、高温で発酵されたワインや、高ブリックスレベルで収穫されたブドウから作られたワインでより一般的であることもわかっている。^[2]

ラクトバチルス属のヘテロ発酵種、およびO. oeniの野生株の一部は、フルクトース（ワインの主な糖の1つ）を糖アルコールのマンニトールと（まれに）エリスリトールに代謝する能力がある。これらは甘味のある化合物で、甘味が望まれないワイン（カベルネ・ソーヴィニヨンなど）に甘味を加えることができる。パスツールによってマンニットと表現されたワインのマンニトール汚染は、多くの場合、酢酸、ジアセチル、乳酸、2-ブタノールの過剰レベルを含む他のワインの欠陥を伴い、「酢のようなエステル」の香りの原因となる可能性がある。ワインの表面にぬめりのある光沢が出ることもある。^[5]

20 世紀半ば、カリフォルニア州セントラル バレーで生産される甘口の酒精強化ワインのボトルに、綿のような菌糸のような成長物が現れ始めました。これらのワインは酒精強化されているため、アルコール度数が 20% を超えることが多く、これは通常、ワイン製造に関連する腐敗菌のほとんどの成長を阻止するレベルです。最初に発見された場所から「フレズノ カビ」というニックネームが付けられたこの成長の原因は、衛生管理と適切な二酸化硫黄レベルの維持によって制御できる種であるL. fructivoransであることが判明しました。^[2]

一部のラクトバチルス属およびペディオコッカス属（特にP. damnosusおよびP. pentosaceus）は、ワインに油のような粘性を与える多糖類を合成する能力がある。ラクトバチルス属の場合、これらの糖類の一部は、ワインに含まれるグルコースから合成できるグルカンである可能性があり、50～100 mg/L（残留糖分0.005～0.01%）と低く、一見「辛口」のワインに悪影響を及ぼす。樽やタンクで「粘り気」が生じることもあるが、瓶詰めされてから数か月経ったワインでよく見られる。pH値が3.5以上で二酸化硫黄濃度が低いワインは、この欠陥が発生するリスクが最も高い。^[8]

フランス語でgraisse （または「グリース」） ^[7]、パスツールによってles vins filantと呼ばれるこの欠陥は、リンゴワインやサイダーで観察されています。また、 Streptococcus mucilaginous、Candida krusei、Acetobacter rancensなどの他の腐敗微生物によっても引き起こされる可能性があります。^[8]

L. brevis、L. hilgardii、L. fermentumに感染したワインは、時折、げっ歯類の糞を思わせる香りを発することが知られている。ワインを指でこすると香りがさらに強くなり、飲んだ場合には長く不快な余韻が残る。香りは非常に強く、感覚閾値が 1.6 ppb ( μg /l)という低い濃度でも感知できる。この原因となる化合物は、エタノールとの酸化反応で生成されるアミノ酸リジンの誘導体である。 ^{[7]望ましくない LAB 種がこの欠陥と最もよく関連付けられているが、}リン酸アンモニウムとリジンの存在下でブレタノマイセス酵母に感染したワインもこの欠陥を示すことが知られている。^[2]

ソルビン酸は、甘口ワインの醸造時にアルコール発酵を止めるために、家庭で醸造する人たちによって酵母抑制剤としてよく使われます。ほとんどの乳酸菌種はソルビン酸を合成して、砕いたゼラニウムの葉のような香りを持つ2-エトキシヘキサ-3,5-ジエンを生成します。^[7]

リンゴ酸やクエン酸と比較すると、酒石酸は通常、微生物学的に安定していると考えられています。しかし、ラクトバチルス属のいくつかの種（特にL. brevisとL. plantarum）は、ワインの酒石酸を分解する可能性があり、ワインの総酸度を3〜50％低下させます。フランスのワインメーカーは長い間この現象を観察しており、酒石酸の損失に加えて他のプロセスが働いているため、ワインに同時に色の変化が起こる可能性があることから、これをトゥルヌ（「茶色に変わる」という意味）と呼んでいました[7]。^ラクトバチルス属はトゥルヌの最も一般的な犯人ですが、腐敗膜酵母のカンジダ属のいくつかの種類も酒石酸を代謝することができます。^[2]

エチルカルバメートの存在はワインの感覚的な欠陥ではありませんが、この化合物は発がん性の疑いがあり、多くの国で規制の対象となっています。この化合物は、ブドウの果汁に含まれ、死んだ酵母細胞の自己分解によってワインに放出されるアミノ酸アルギニンの分解によって生成されます。酵母が同化できる窒素源として尿素を使用すること(ほとんどの国ではもはや合法ではありません) がワインにエチルカルバメートが含まれる最も一般的な原因でしたが、O. oeniとL. buchneri はどちらも、エチルカルバメート形成の前駆体となるカルバミルリン酸とシトルリンを生成することが知られています。 「凶暴なラクトバチルス」種の 1 つであるL. hilgardiiも、エチルカルバメートの生成に寄与している疑いがあります。アメリカ合衆国では、アルコール・タバコ税貿易局がワイン中のエチルカルバメートの自主目標値を、テーブルワインの場合は15μg/L未満、デザートワインの場合は60μg/L未満に設定している。^[2]

生体アミンは、赤ワインによる頭痛の潜在的な原因として関係している。ワインでは、ヒスタミン、カダベリン、フェニルエチルアミン、プトレッシン、チラミンが検出されている。これらのアミンは、ブドウ果汁に含まれるアミノ酸の分解によって生成され、発酵後に死んだ酵母細胞が分解されて残ったものである。ほとんどの乳酸菌は生体アミンを生成する可能性があり、O. oeniの一部の菌株でも同様であるが、生体アミンの濃度が高いのは、ラクトバチルス属やペディオコッカス属の種であることが多い。欧州連合では、ワインの生体アミン濃度の監視が始まっているが、米国では現在のところ規制はない。^[7]

• パーデュー大学 - 「マロラクティック発酵の喜び」 2007 年 12 月 27 日にアクセス
• ワインメーカーのための Vintessential 記事 - マロラクティック発酵の成功