Diverzita kvasinkovej mikroflóry v procese výroby vín z Nitrianskej vinohradníckej oblasti I.
Kvasinková mikroflóra na viniči a v procese výroby vína je veľmi rôznorodá. Pokračujúci výskum v tejto oblasti odhalil okolo 40 druhov a okolo 100 kmeňov kvasiniek vyskytujúcich sa na viniči a vo víne. Niektoré druhy kvasiniek sa vyskytujú takmer pravidelne, kým iné sú prítomné ojedinele a len v určitých regiónoch, resp. odrodách. Spoločenstvá kvasiniek sa menia aj v rámci ročného cyklu vo vinohrade. Predmetom výskumu sú tiež okolnosti vplývajúce na ich výskyt a perzistenciu počas fermentácie.
Na nezrelom hrozne je málo kvasiniek (101 – 103 KTJ.g-1), ale na zrelom hrozne sa ich počet zvýši 10 až 100 krát. Na bobuliach hrozna boli identifikované kvasinky Kloeckera apiculata (syn. Hanseniaspora uvarum), Candida sp. (hlavne C. pulcherrima), Rhodotorula sp., Cryptococcus sp., ktoré sú prevládajúcimi druhmi na povrchu bobúľ, čo predstavuje približne 50 - 75 % z celkovej populácie kvasiniek. Z menej početných sú to apikulátne kvasinky rodov Brettanomyces sp. (napr. B. intermedius, B. custer ), Kluyveromyces sp., Metschnikowia sp. (napr. M. viticola), Pichia sp., Hansenula sp.
Asporogénne druhy ako Kloeckera apiculataa Candida pulcherrima zodpovedajú za naštartovanie spontánneho kvasenia, avšak po krátkom čase sú eliminované vlastným metabolitom etanolom. Primárnym agensom zodpovedným za konverziu sacharidov hroznovej šťavy na alkohol sú kvasinky rodu Saccharamyces , ktoré potláčajú rast nesporulujúcich druhov a vďaka ich vysokej etanoltolerancii zabezpečujú kvasenie sacharidov v mušte.
|
Obr. 1: Rulandské šedé |
Na rozdiel od všeobecného presvedčenia sa fermentačné kvasinky Saccharomyces sp. (hlavne S. cerevisiae) vyskytujú na zdravom a nepoškodenom hrozne vo veľmi malých populáciách a sú len zriedka izolované z bobúľ a pôdy vinice. Oproti nízkemu výskytu v prírodnom biotope vinohradu vzrastá populácia Saccharomyces sp. v hroznovej šťave, hlavne počas strednej fázy fermentácie.
Dlho sa predpokladalo, že tzv. nesacharomycétne kmene sú v procese fermentácie úplne eliminované sacharomycétnymi kmeňmi a preto nemajú žiaden vplyv na výsledné vlastnosti vína. Výskumy však ukazujú, že nesacharomycétne kmene prežívajú v spontánne fermentovaných muštoch, ale aj v tých, kde bol použitý kvasinkový štartér a tiež prispievajú k tvorbe aromatického a chuťového profilu vína. Dokonca sa pozorovalo, že niektoré štartovacie sacharomycétne kmene neboli schopné primeranej kompetície s nesacharomycétnymi kmeňmi.
|
Obr. 2: Cabernet Sauvignon |
Druhová diverzita nesacharomycétnych kvasiniek môže prispievať aj k originalite vín. V snahe o produkciu originálnych vín sa sleduje proces spontánnej fermentácie, zisťujú sa mikrobiálne kmene s vhodnými enologickými vlastnosťami, ktoré by mohli byť použité ako štartovacie kultúry, ale tiež či sú určité kmene typické pre danú oblasť, odrodu, alebo štádium fermentácie a či dodávajú vínu špecifickú arómu a/alebo chuť. V niektorých lokalitách sa kvasinkové profily sledovali pravidelne a uvažovalo sa o akomsi typickom kvasinkovom „terroir“; v iných oblastiach sa však v medziročných porovnaniach zistila rozsiahla diverzita kmeňov a koncept typického lokálneho kvasinkového „terroir“ sa nepotvrdil. Ukazuje sa teda, že pravidelné monitorovanie mikrobiálnych spoločenstiev (nielen kvasinkových, ale aj bakteriálnych) má význam pre rozvoj vinárstva.
Vo Výskumnom ústave potravinárskom (NPPC) sa už niekoľko rokov sledujú kvasinkové profily a technologické vlastnosti kvasiniek získaných z rôznych odrôd hrozna. Originálne kmene kvasiniek sú uchovávané v zbierke vínnych kvasiniek.
|
Obr. 3: Rizling vlašský |
Sledovala sa diverzita kvasiniek z ročníkov 2018, 2019 a 2020 na troch rôznych odrodách, avšak v jednej vinohradníckej oblasti a rajóne – Nitrianska vinohradnícka oblasť, Šintavský rajón.
Porovnaním odrôd Rulandské šedé, Rizling vlašský a Cabernet Sauvignon (Tab. č. 1) sa potvrdil známy fakt – výskyt niektorých druhov kvasiniek na bobuliach, ktoré boli spoločné pre všetky tri odrody (Kloeckera apiculata, Rhodotorula sp.).
Tab.: Porovnanie druhov kvasiniek izolovaných z ročníkov 2018 (odroda Rulandské šedé), 2019 (odroda Rizling vlašský) a 2020 (odroda Cabernet Sauvignon) zo Šintavského rajónu v Nitrianskej vinohradníckej oblasti.
Pri rode Candida sp. sa prejavila určitá diverzita druhov. Kým u odrody Rulandské šedé (ročník 2018) sa zistila prítomnosť Candida pulcherrima, u odrody Rizling vlašský (ročník 2019) bol prítomný kmeň Candida colliculosa a u odrody Cabernet Sauvignon (ročník 2020)aj Candida krusei. Najzreteľnejšie sa diverzita kvasinkovej mikroflóry na bobuliach prejavila u odrody Rulandské šedé, kde sa okrem vyššie spomínaných druhov zistila prítomnosť Cryptococcus laurentii, ale tiež Lachancea kluyverii. Lachancea sp. je druh, ktorý bol pôvodne priraďovaný k sacharomycétam, avšak v roku 2003, keď bola známa sekvencia genómu, bol odčlenený ako samostatný druh. Lachancea kluyveriina rozdiel od Saccharomyces sp. degraduje sacharidy pri nedostatku kyslíka a teda využíva efektívnejší spôsob získania energie z glukózy. Tento kmeň kvasiniek sa začal využívať ako modelový mikroorganizmus pre priemyselné aplikácie, pretože produkuje väčšie množstvo biomasy pri menších energetických nárokoch ako Saccharomyces cerevisiae.
V mušte sa zistila prítomnosť sacharomycétneho druhu len v odrode Rulandské šedé, kým v Rizlingu vlašskom prevládali kandidy. U Cabernetu zostalo zastúpenie kvasiniek v mušte približne rovnaké ako na bobuliach.
V štádiu burčiaku a mladého vína už prevládli sacharomycétne kmene u odrôd Rulandské šedé a Rizling vlašský, pričom u odrody Cabernet Sauvignon prevládli kandidy.
Fenotypovo sa charakterizovali kmene kvasiniek aj pomocou metódy infračervenej spektroskopie s Fourierovou transformáciou (FTIR), čo je inštrumentálna metóda viazaná na pomerne drahý prístroj, avšak s minimálnymi nákladmi na jednotlivé analýzy (nie sú potrebné žiadne chemikálie). Metóda je založená na meraní transmisných spektier mikrobiálnych buniek v infračervenej oblasti, ktoré sa vyhodnocujú pomocou priloženého softvéru, na základe podobnosti (Obr. 4).
|
Obr. 4: Dendrogram |
Základné technologické vlastnosti (osmotolerancia, etanoltolerancia, termotolerancia) kmeňov kvasiniek budú uvedené v nasledujúcom článku.
Poďakovanie:
Tento príspevok vznikol v rámci projektu 14/2022 „Monitorovanie vybraných parametrov ekosystéme viniča s použitím inovatívnych metód“ a úlohe odbornej pomoci 20/2022 „Obnova a udržiavanie zbierky vínnych kvasiniek“ MPRV SR, kontrakt č. 342/2021/MPRVSR–220.
