IF=14.1 Comprehensive Reviews｜西北农林科技大学王华教授团队系统阐述自然葡萄酒陈酿过程中微生物与化学变化及最小干预系统构建

发布时间：

2026-03-19

来源：

赛普学术

西北农林科技大学王华教授团队在国际权威期刊《Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety》发表题为《Insight Into the Microbial Activity and Chemical Composition Changes During Wine Aging and the Establishment of a Minimally Interventionist System for Natural Wine》的综述论文。该研究系统梳理了自然葡萄酒在陈酿阶段的微生物生态与化学演变规律，首次提出“最小干预阈值”理论框架，为自然葡萄酒的品质控制与工艺优化提供了科学依据与全新视角。

🧬研究背景

自然葡萄酒（natural wine）以“最小人工干预”为核心理念，禁止使用商业酵母、酶制剂和二氧化硫等添加剂，完全依赖本土微生物进行自发发酵。这种酿造方式赋予葡萄酒独特的风土表达和复杂的风味层次，但也带来陈酿过程中微生物和化学变化的高度不可控性。目前，关于自然葡萄酒陈酿机制的系统研究仍十分匮乏，制约了其质量稳定性和产业化发展。王华教授团队聚焦这一空白，从化学和微生物两个维度，深入剖析自然葡萄酒陈酿的核心机制，并提出了实现动态平衡的“最小干预阈值”理论。

🏆研究结果

1. 明确自然葡萄酒定义，区分自然发酵与商业发酵体系

综述首先厘清了自然葡萄酒的操作性定义：在酒精发酵和苹果酸-乳酸发酵（MLF）过程中，不添加任何商业筛选或实验室培养的酵母/乳酸菌 starter，完全依赖葡萄表面、设备及环境中的本土微生物群落完成发酵（即自发发酵）。与之相对，使用商业发酵剂酿造的葡萄酒则具有可控、标准化的微生物起始条件。这一根本差异导致两类葡萄酒在陈酿过程中的微生物演变、化学反应路径及风险特征截然不同。

2. 揭示陈酿核心化学变化：氧化、聚合、颜色与乙醛反应

自然葡萄酒因缺乏二氧化硫的保护，其陈酿过程中的化学反应呈现加速和不可预测的特点：

氧化还原反应：无二氧化硫缓冲体系下，氧化更易启动，多酚氧化生成醌类，进而聚合形成大分子色素，导致红葡萄酒从紫红色向砖红色快速演变，白葡萄酒则易发生褐变。适度氧化可增加复杂性，过度氧化则导致风味劣变。
聚合反应：多酚、蛋白质、多糖的聚合是口感圆润度和收敛性变化的基础。无硫环境下，金属离子催化作用增强，聚合速率加快，可能使酒体过早失去活力。
颜色演变：花青素降解加速，但某些非酿酒酵母代谢产生的丙酮酸等可与花青素形成更稳定的吡喃花青素（如Vitisin A），提供替代性颜色稳定机制。
乙醛反应：乙醛作为关键中间体，与花青素和黄烷醇形成稳定色素，但也可能产生氧化异味。自然葡萄酒中游离乙醛浓度较高，反应路径更为复杂。

3. 解析微生物双重作用：从风味提升到腐败风险

综述详细阐述了三大类微生物在陈酿中的双重角色：

醋酸菌（AAB）：在微量氧气存在下氧化乙醇生成乙酸和乙醛，导致挥发性酸升高，产生醋味。自然葡萄酒无硫保护，对氧气更为敏感，醋酸菌污染风险显著增加。
乳酸菌（LAB）：MLF可降低酸度、增加风味复杂性，但也可能产生生物胺或导致挥发性酸失控。本土乳酸菌的代谢产物（如双乙酰）赋予自然葡萄酒独特黄油风味，但菌群多样性使代谢路径难以预测。
酒香酵母（Brettanomyces）：代谢产生4-乙基酚等挥发性酚，低浓度时贡献“烟熏”“皮革”香气，超标则产生“马厩味”等缺陷。无硫环境下，Brettanomyces更易滋生，其种群动态难以控制。

4. 优化陈酿条件：温度、氧气与容器的精准控制

在无化学稳定剂条件下，物理调控成为维持自然葡萄酒稳定性的核心手段：

温度控制：12–16℃是最佳陈酿温度区间，可抑制腐败微生物代谢，同时允许有益的缓慢氧化。温度波动会迅速激活腐败菌群。
氧气管理：无二氧化硫缓冲，氧气既是风味演化的催化剂，也是微生物腐败和氧化劣变的主因。自然葡萄酒依赖容器本身的透氧性（OTR）进行被动调控，微量充氧技术（MOX）需极其谨慎。
容器选择：不锈钢罐提供严格还原环境，保留新鲜果香；陶罐和混凝土罐具有中等透氧性，促进单宁软化和风味融合，且不引入外源风味；橡木桶透氧量高，释放木质化合物，但增加Brettanomyces污染风险。容器选择成为塑造酒体风格的关键。

5. 提出“最小干预阈值”理论，阐明微生物驱动的动态平衡

综述创新性地提出“最小干预阈值”理论框架，认为自然葡萄酒的长期稳定性源于复杂本土微生物群落通过代谢、自溶、吸附等相互作用形成的动态内源平衡。这一阈值之上，微生物活动贡献于酒的稳定：乳酸菌转化苹果酸降低酸度并抑制有害菌；酵母自解释放甘露糖蛋白，稳定色素和胶体，减少沉淀；部分细菌吸附杂质促进澄清。阈值之下，则可能触发腐败。该框架为理解“最小干预”下葡萄酒的成熟机制提供了系统认知工具，并指出了未来需通过多组学验证的分子生态机制。

🌠图文鉴赏

Fig.1: Metabolic pathways of different microorganisms.

Fig.2: Dynamic equilibrium of the “minimum intervention threshold” for natural wines.

原文链接：https://doi.org/10.1111/1541-4337.70425

推荐下载

本网站转载的信息，仅供学习参考，不代表葡藤匠心网的观点。转载如有侵权，请作者速来函告知。