Välkommen till del 6 av Terroir & vinets kemi. Vi har redan varit inne på jord och klimat, syror och pH, fenoler, aromämnen och själva den alkoholiska jäsningen. Nu kliver bakterierna in på scenen. Malolaktisk jäsning (MLF) är den process som oftast avgör om ett vin känns skarpt och spänt eller runt och mjukt i munnen, och den styrs av en mikrobiologi som är långt mer nyckfull än jästens.
Här går vi på djupet med kemin, med organismerna som utför arbetet, och med de verktyg vinmakaren har för att främja eller bromsa processen. Det är en del av vinifikationen där små marginaler i pH, alkohol och svavel avgör utfallet.
Vad du lär dig
- Vad malolaktisk jäsning egentligen är på kemisk nivå, och vilka kofaktorer reaktionen kräver
- Vilken roll mjölksyrebakterierna spelar, och varför Oenococcus oeni trivs där andra dör
- Hur MLF förändrar vinets syra, pH, smak och textur
- När processen önskas, och vilka verktyg som används för att främja eller undvika den
Vad som sker kemiskt
Malolaktisk jäsning är namnet på en bakteriell omvandling av L-äppelsyra (L-malic acid) till L-mjölksyra (L-lactic acid). Trots namnet är det inte en jäsning i klassisk mening, utan en enzymatisk dekarboxylering: en karboxylsyramolekyl avges som koldioxid under processens gång.
Hela reaktionen katalyseras av ett enda enzym, malatdekarboxylas, som kräver NAD och Mn++ som kofaktorer. Det är värt att notera att det rör sig om en enda enzymatisk väg. Det förklarar varför processen är relativt förutsägbar i sitt kemiska resultat, även om den är svår att styra mikrobiologiskt.
L-äppelsyra är en hård, divalent syra. L-mjölksyra är mjukare och monovalent. När den ena ersätter den andra sjunker den totala titrerbara syran, och vinets pH stiger typiskt med 0,2 till 0,5 enheter. Samtidigt frigörs koldioxid. Mängden äppelsyra som finns tillgänglig beror i hög grad på klimatet: must från svalt klimat innehåller 2 till 5 g/L L-äppelsyra, medan must från varmt klimat ligger under 2 g/L. Den skillnaden förklarar varför MLF har större praktisk betydelse i svala odlingsområden.
Energi och transport
För bakterien står mer på spel än att bara avlägsna syra. Hastigheten på MLF regleras av transporten av malat in i cellen via ett L-malat-specifikt permeas. När den externa malatkoncentrationen överstiger 5 mM bildas malatberoende ATP under dekarboxyleringen. Bakterien får alltså ett litet energiutbyte av processen, vilket är en del av förklaringen till att den över huvud taget investerar i den. Energihushållningen är dessutom känslig för sockernivån: vid låg glukoskoncentration (2 g/L) är ATP-utbytet 55 %, mot 10 % vid hög glukoskoncentration (10 g/L).
Mjölksyrebakterierna
Vin är en fientlig miljö för de flesta mikroorganismer. Lågt pH, alkohol och svavel gör tillvaron kort för de flesta. Oenococcus oeni är den mjölksyrebakterie som är bäst anpassad till just dessa kärva villkor, och därför är den den typiska aktören bakom MLF.
De vinassocierade mjölksyrebakterierna är näringsmässigt kräsna och långsamväxande organismer. De kräver komplexa odlingsmedier med bland annat pantotensyra för att trivas. Det är en del av förklaringen till att MLF ofta kommer igång först efter den alkoholiska jäsningen, när jästen har lämnat efter sig näringsämnen och förhållandena har stabiliserats. En viktig tröskelpunkt är celltätheten: betydande omsättning av L-malat sker typiskt inte förrän celltätheten överstiger 1×10^6 celler/mL. Tills populationen är uppbyggd händer det i praktiken inte mycket.
MLF kan förlöpa både under och efter den alkoholiska jäsningen. När den sätts igång samtidigt med jästen talar man om simultan MLF. Det är ett val med konsekvenser, för bakterierna måste då konkurrera i en miljö där alkoholen stiger.
Spontant eller styrt
Tidigare var spontan MLF normen, men paradoxalt nog blir spontan MLF mer oförutsägbar i takt med att hygienen på vingården förbättras. Den uppträder typiskt i viner över pH 3,4. För att få mer kontroll utvecklades i mitten av 1990-talet kommersiella frystorkade, koncentrerade starterkulturer som tog bort behovet av återaktivering och föradaptering. Det gav vinmakaren möjlighet att ympa vid en vald tidpunkt i stället för att vänta på naturen.
Effekt på syra, smak och textur
Den mest påtagliga effekten är avsyrningen. När den hårda äppelsyran omvandlas till den mjukare mjölksyran upplevs vinet som rundare och mindre skarpt. Stigningen i pH följer med detta. Det är just därför MLF är så central i svala områden, där musten kan bära en betydande mängd äppelsyra.
Men MLF är mer än avsyrning. Mjölksyrebakterier omsätter även citronsyra, som finns i vin i koncentrationer på 0,1 till 0,7 g/L. Denna sidoreaktion bidrar till aromförändringar och är en del av den smakmodifikation som processen kan ge. Aromkomplexet som uppstår under fermentativ omsättning från bakterier hör till de fermentativa aromer som vi berörde i delen om vinets aromämnen.
Texturmässigt upplevs resultatet ofta som en mjukare, mer krämig munkänsla. Tillsammans med det högre pH:t byter vinets hela balans karaktär, vilket gör MLF till ett stilbeslut lika mycket som ett tekniskt. Ska MLF ske i trä kan en rökig komplexitet utvecklas, och det är en av anledningarna till att fatval och MLF ofta tänks ihop. Mer om just det i nästa del.
Att styra, främja eller undvika den
Att främja MLF handlar i grund och botten om att ge bakterierna en livsmiljö de klarar. Klassiskt kräver mjölksyrebakterierna värme, låga svavelnivåer, ett pH mellan 3 och 4 och de naturliga druvnäringsämnena. Ympning med en starterkultur ger tidsmässig kontroll, medan simultan MLF kan väljas där man vill ha processen avklarad tidigt.
Att undvika MLF kräver att man arbetar mot bakteriernas toleransgränser. Flera faktorer drar i den riktningen:
- pH. Ett vin under pH 3,5 hämmar tillväxten av fördärvsbakterier, däribland arter av Lactobacillus och Pediococcus. Lågt pH är alltså i sig en barriär.
- Svavel (SO2). Molekylärt SO2 har en antimikrobiell effekt. Andelen är starkt pH-beroende: vid pH 3 utgör den molekylära fraktionen 5 till 10 %, medan den närmar sig noll vid pH 4. SO2 framkallar dessutom ett stressrespons i O. oeni och kan sänka ATPas-aktiviteten med upp till 70 % vid koncentrationer på 20 till 40 mg/L.
- Alkohol. Etanolkoncentrationer över 14 % hämmar både bakterietillväxt och igångsättning av MLF.
Enzymer och antimikrobiella medel
Utöver de naturliga barriärerna finns mer riktade verktyg. Lysozym spjälkar β(1-4)-glykosidbindningarna mellan N-acetylmuraminsyra och N-acetylglukosamin i peptidoglykanskiktet hos Grampositiva bakterier. Det gör det verksamt mot Grampositiva mjölksyrebakterier, men inte mot Gramnegativa fördärvsbakterier eller jäst. Det tillsätts typiskt i 250 till 500 mg/L för att förhindra eller fördröja MLF.
Andra medel verkar på andra sätt. Dimetyldikarbonat (DMDC) inaktiverar glykolytiska enzymer och hydrolyseras till metanol och koldioxid inom en till fem timmar. Nisin, som produceras av Lactococcus lactis, förändrar bakteriernas cellmembran så att cytoplasman läcker ut och den protonmotoriska kraften förstörs. Slutligen finns det bakteriofager mot O. oeni, som har potential att bilda 100 till 200 avkommor per infektionscykel, och som därmed kan få en bakteriepopulation att kollapsa.
Kort sagt
- MLF är en enzymatisk dekarboxylering av L-äppelsyra till L-mjölksyra, katalyserad av malatdekarboxylas med NAD och Mn++ som kofaktorer.
- Resultatet är avsyrning, en pH-stigning på 0,2 till 0,5 enheter, frigörelse av koldioxid och en mjukare textur och smak.
- Oenococcus oeni är den bäst anpassade aktören, men mjölksyrebakterier är kräsna och långsamma, och betydande omsättning kräver celltätheter över 1×10^6 celler/mL.
- MLF främjas med värme, lågt svavel, pH mellan 3 och 4 och eventuellt starterkulturer. Den undviks med lågt pH, SO2, hög alkohol, lysozym, DMDC eller andra medel.
- MLF är både ett tekniskt och ett stilistiskt beslut, inte minst i svala klimat med högt äppelsyreinnehåll.
Vanliga frågor
Varför är MLF viktigare i svala klimat?
Eftersom must från svalt klimat innehåller mer L-äppelsyra (2 till 5 g/L) än must från varmt klimat (under 2 g/L). Det finns helt enkelt mer hård syra att mjuka upp, så avsyrningseffekten är mer märkbar och oftare önskad.
Varför har spontan MLF blivit mer oförutsägbar?
Paradoxalt nog blir den mer oförutsägbar ju bättre hygienen på vingården är, eftersom den naturliga populationen av mjölksyrebakterier minskar. Därför utvecklades frystorkade starterkulturer i mitten av 1990-talet, så att vinmakaren kan ympa kontrollerat.
Redo för nästa steg?
MLF och fat hänger tätt samman, bland annat för att processen i kontakt med trä kan tillföra rökig komplexitet. Det är en naturlig övergång till nästa del av serien, Fatlagring och mognad, där vi tittar på vad själva kärlet gör med vinet över tid.
När du smakar dig igenom viner är det värt att lägga märke till den runda, krämiga munkänsla som MLF ofta ger. Kika gärna förbi vårt utbud och prova att ställa teorin mot din egen smak. Och kom ihåg den enkla sanningen bakom all kemi: den bästa kombinationen är det vin du tycker om, till den mat du tycker om.