气候变化如何影响发酵葡萄并赋予葡萄酒特定风味的微生物

气候变化的深远影响不可避免地影响到食品和饮料的生产，包括葡萄酒。在新西兰，酿酒是一项重要产业，每年出口额超过 20 亿新西兰元。

早期的研究已经表明，葡萄树的特征，如开花和葡萄糖成熟度可能与气候变化有关。但到目前为止，发酵葡萄的微生物很少受到关注。

我们的新研究探讨了酵母、细菌和真菌如何受到温度和降雨量变化的影响。

微生物、葡萄酒和令人垂涎的金星

没有微生物，我们所拥有的只是葡萄汁。

众所周知，用于将葡萄汁发酵成葡萄酒的酵母菌(最常见的是酿酒酵母)在一系列影响葡萄酒风味、香气和口感的化合物的产生中发挥着重要作用。一个“好的”菌株(或多个菌株)可能意味着金奖或一瓶劣质酒之间的区别。

传统的商业酿酒师倾向于使用酵母供应商的既定菌株来为其生产计划和最终产品的一致性提供更好的保证。尽管如此，不可避免的是，每批果汁都已经拥有自己多样化的微生物群落，其中一些微生物将在葡萄酒的酿造过程中开始对葡萄酒产生影响。

一些酿酒师选择避免添加商业酵母，而是依靠葡萄内部和葡萄上的原生微生物群来完成这项工作。该过程可以称为自发发酵或“野生”发酵。

在这种情况下，这些微生物的作用和多样性对于葡萄酒的开发及其质量至关重要。各种研究表明，特定酿酒地区的微生物种群可能是独特的，从而影响了葡萄酒的风土特征。

但如果它们随着时间和不同气候而变化怎么办?

气候因素和不断变化的微生物

通过与北坎特伯雷的有机酿酒师 Greystone Wines 合作，我们有机会探索有机酿酒中的微生物生态系统(酵母、细菌和真菌)在不同年份之间如何变化。

我们开始通过分析葡萄汁(发酵过程中取样的葡萄汁)来测试这一点。我们还测试了他们的黑皮诺葡萄酒在 2018 年和 2021 年两个不同生产年份期间与酿酒厂和葡萄园中野生微生物的接触情况。

然后，我们对这些样本进行了称为“元条形码”的分子遗传过程。在此过程中，在每个已知的细菌、真菌和酵母例子中发现的通用基因标记被用来描述葡萄酒生产不同时间采集的样品中微生物的多样性和分布。

结果是惊人的。从 2018 年份酒中采集的样本中含有某些在 2021 年份酒中似乎完全不存在的生物体，反之亦然。

我们发现不同年份之间存在显着差异，其中细菌最为显着(16 种生物中的 12 种存在于一个年份中，而另一个年份中则没有)。对于真菌和酵母物种，我们发现总共 12 种生物体中的 6 种在收获之间存在波动。

什么可能导致这些差异?我们认为温度和降雨量的变化起着重要作用。

利用公开的湿度、温度和降雨量气候数据来模拟气候差异，我们确定，尤其是温度，还有湿度，可能是影响不同微生物种群组成的重要因素。各个生产时期的平均降雨量也有很大差异。

温度和湿度是影响微生物生长的既定因素，但观察到种群之间如此明显的差异让我们感到惊讶。

气候和微生物多样性对葡萄酒的影响

发酵酵母是将葡萄果糖转化为酒精(主要酿酒反应)的主要媒介。如上所述，它们还有助于产生一系列与葡萄酒的整体风味和感知有关的其他化学物质。

不同的酵母菌株会产生不同的化合物。即使在发酵的早期阶段，某些酵母也可能会影响葡萄酒的整体质量。大多数细菌不能很好地适应葡萄酒中相当恶劣的环境(乙醇有毒，因此它被用作消毒剂);然而，有些可能会繁殖，有些会变质。

与酵母一样，任何能够在葡萄汁中生长(即使是很短时间)的细菌都会将化学物质分泌到葡萄酒中。这些化学物质是否对人类来说是可感知的、有利的还是不利的，完全取决于具体的化学物质。

观察到的一些生物体是预料之中的，它们对葡萄酒环境具有众所周知的适应能力。然而，之前在国外酿酒地区发现的一种细菌(塔图姆拉菌)在 2021 年份的葡萄酒中占据主导地位尤其引人注目。其作用尚不清楚。

这对新西兰乃至国际葡萄酒行业意味着什么?我们尚不清楚微生物多样性的变化是否会影响这两个年份葡萄酒的风味特征。然而，谨慎地说，酿酒过程中微生物种群的变化与气候因素的差异有关。

因此，我们必须了解气候变化对酿酒业的全面影响，以便为保护该行业做好更好的准备。

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