Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων Τμήμα Χημείας Καθηγητής Ιωάννης Ρούσσης ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΚΑΙ ΒΙΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΖΥΜΟΜΥΚΗΤΕΣ ΚΑΙ ΒΑΚΤΗΡΙΑ ΟΙΝΟΥ.

Παρουσίαση με θέμα: "Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων Τμήμα Χημείας Καθηγητής Ιωάννης Ρούσσης ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΚΑΙ ΒΙΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΖΥΜΟΜΥΚΗΤΕΣ ΚΑΙ ΒΑΚΤΗΡΙΑ ΟΙΝΟΥ."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων Τμήμα Χημείας Καθηγητής Ιωάννης Ρούσσης ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΚΑΙ ΒΙΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΖΥΜΟΜΥΚΗΤΕΣ ΚΑΙ ΒΑΚΤΗΡΙΑ ΟΙΝΟΥ

2 Η πορεία οινοποίησης είναι μια σύνθετη μικροβιακή διαδικασία στην οποία συμμετέχουν ζυμομύκητες και βακτήρια. Οι δύο κατηγορίες μικροοργανισμών υπάρχουν στα σταφύλια, όπως και στον εξοπλισμό που χρησιμοποιείται στην οινοποίηση. Οι ζύμες είναι σπουδαίοι μικροοργανισμοί γλεύκους και οίνου. Ζύμες επιτελούν την αλκοολική ζύμωση, και έτσι τη μετατροπή του γλεύκους σε οίνο. Επίσης, ζύμες είναι μικροοργανισμοί αλλοίωσης των οίνων. Από τα βακτήρια σημαντικά είναι τα γαλακτικά βακτήρια και τα οξικά βακτήρια. Τα γαλακτικά βακτήρια επιτελούν τη μηλογαλακτική ζύμωση, και επιφέρουν διάφορες αλλαγές στον οίνο. Επίσης, προξενούν διάφορες αλλοιώσεις. Τα οξικά βακτήρια έχουν αρνητική επίδραση στον οίνο, με σχηματισμό οξικού οξέος και οξικού αιθυλεστέρα. Πάντως, η φυσιολογική πορεία είναι γλεύκος-οίνος-ξύδι, και τη μετατροπή του οίνου σε ξύδι επιτελούν τα οξικά βακτήρια.

3 Zυμομύκητες Στην αλκοολική ζύμωση χρησιμοποιείται η γλυκολυτική οδός Embden Meyerhof. Γλυκόζη + 2ADP + 2Pi  2 αιθανόλη + 2CO2 + 2ATP H αντίδραση είναι σε σύζευξη με την μετατροπή του NADH σε NAD+. Πέρα από τα κύρια προϊόντα της ζύμωσης, αιθανόλη και CO2, παράγονται σε μικρά ποσά και δευτερογενή προϊόντα, όπως ανώτερες αλκοόλες, εστέρες, γλυκερόλη, ηλεκτρικό οξύ, διακετύλιο, ακετοίνη. Επίσης, διάφορες ενώσεις του γλεύκους χρησιμοποιούνται από τις ζύμες. Oι ζυμομύκητες είναι ευκαρυωτικοί μικροργανισμοί και ανήκουν στους μύκητες. Είναι μονοκύτταροι μικροοργανισμοί, και δεν σχηματίζουν μυκήλιο όπως σχηματίζουν οι υφομύκητες. Tα κύτταρα των ζυμών έχουν διαστάσεις σε επίπεδο μικρών όπως 5 μέχρι 8 μm, και είναι συνήθως μεγαλύτερα από τα κύτταρα των βακτηρίων. Tα περισσότερα κύτταρα ζυμομυκήτων έχουν απλή μορφολογία και έχουν σχήμα ωοειδές ή ραβδίου. Οι ζυμομύκητες γλεύκους και οίνου ανήκουν στους ασκομύκητες και στους ατελείς μύκητες.

4 Οι ασκομύκητες πολλαπλασιάζονται είτε αγενώς είτε εγγενώς
Οι ασκομύκητες πολλαπλασιάζονται είτε αγενώς είτε εγγενώς. Δηλαδή με βλαστική αναπαραγωγή είτε με σεξουαλική αναπαραγωγή / σχηματισμό σπορίων (ασκοσπορίων). Στους ασκομύκητες ανήκει το γένος Saccharomyces. Οι ατελείς ζυμομύκητες αναπαράγονται μόνο με βλαστική αναπαραγωγή. Οι περισσότερες ζύμες πολλαπλασιάζονται με βλαστική αναπαραγωγή με την πορεία της εκβλάστησης. Ορισμένες ζύμες, όπως είδη του γένους Schizosaccharomyces πολλαπλασιάζονται με κυτταρική διαίρεση (σχάση). Όταν σπορογόνες ζύμες βρίσκονται σε δυσμενές περιβάλλον - όπως εξάντληση ζυμούμενων ζαχάρων, φτωχά επίπεδα αζώτου, υψηλός αερισμός - σταματούν να πολλαπλασιάζονται. Μετατρέπονται σε ασκούς με παχύ κυτταρικό τοίχωμα, και σχηματίζουν ασκοσπόρια.

5 Αναπαραγωγή ζυμομυκήτων με σχάση (επάνω), με εκβλάστηση (μέσο), και με σχηματισμό σπορίων (κάτω).

6 Οι ζυμομύκητες του γλεύκους και οίνου ταξινομούνται στους σπορογόνους και ασπορογόνους. Μεταξύ των σπορογόνων είναι τα γένη Saccharomyces, Hanseniaspora, Dekkera, Pichia, Torulaspora, Kluyveromyces, Debaryomyces. Μεταξύ των ασπορογόνων είναι οι Kloeckera, Candida, Brettanomyces. Σημειώνεται ότι κάποια γένη συνιστούν τις ατελείς μορφές άλλων γενών / κάποια γένη τις σπορογόνες μορφές ατελών μορφών. Ο Kloeckera είναι ατελής μορφή του Hanseniaspora και ο Candida ορισμένων σπορογόνων γενών. Ο Dekkera είναι σπορογόνα μορφή του Brettanomyces. Επίσης, υπάρχουν διαχρονικά νέες ταξινομήσεις των ζυμομυκήτων και νέες ονομασίες. Μία διάκριση που συχνά γίνεται είναι αυτή σε σαχαρομύκητες και μη-ζαχαρομύκητες. Δηλαδή του γένους Saccharomyces και οι non-Saccharomyces ζυμομύκητες. Οι μη ζαχαρομύκητες εμπλέκονται σε αλλοιώσεις των οίνων. Όμως, διάφοροι από αυτούς βρίσκονται σε αυθόρμητες ζυμώσεις (φυσική μικροχλωρίδα), και επίσης δοκιμάζονται σε συνδυασμό με ζαχαρομύκητα. Θεωρείται ότι συνεισφέρουν στην πολυπλοκότητα του flavour των οίνων. Μεταξύ αυτών είναι τα γένη Kloeckera / Hanseniaspora, Candida, Pichia, Torulaspora.

7 Παλαιότερα οι ζύμες γλεύκους και οίνου ταξινομούνταν σε ελλειπτικές και οξυκόρυφες, που εύκολα διακρίνονται στο μικροσκόπιο καθόσον έχουν διαφορετικό σχήμα και μέγεθος. Σήμερα χρησιμοποιούνται σύγχρονες μέθοδοι ταξινόμησης των ζυμών στα διάφορα γένη. Από τις ιδιότητες των ζυμών σημαντικές είναι η ζυμωτική είτε η οξειδωτική χρησιμοποίηση ζαχάρων (πηγές άνθρακα), όπως και η χρησιμοποίηση αζωτούχων ενώσεων (πηγές αζώτου). Με βάση την ανάπτυξή τους με αυξητικούς παράγοντες (βιταμίνες), οι ζύμες διακρίνονται στις αυξότροφες που μπορούν να πολλαπλασιαστούν απουσία αυξητικών παραγόντων, και στις εξώτροφες που δεν μπορούν να πολλαπλασιαστούν όπως των γενών Kloeckera, Hanseniaspora. Στην οινολογία, σημαντική είναι και η ανθεκτικότητα στο θειώδη ανυδρίτη. Άλλες ζύμες είναι ευαίσθητες, όπως οι Kloeckera, Hanseniaspora και Torulaspora delbrueckii, άλλες λιγότερο ευαίσθητες όπως οι Saccharomyces cerevisiae και Candida stellata, και άλλες ανθεκτικές, όπως οι Saccharomyces bayanus, Saccharomyces bailli, Saccharomyces ludwigii.

8 Saccharomyces cereviseae (πάνω δεξιά), Hanseniaspora uvarum (πάνω αριστερά), Pichia (κάτω).

9 Οι ζύμες γλεύκους και οίνου μπορούν να διακριθούν σε ζύμες οινοποίησης, ζύμες επαναζυμώσεων ή ασθενειών, και ζύμες επιμολύνσεων. Στις ζύμες οινοποίησης είναι οι Hanseniaspora/Kloeckera, Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces chevalieri, Torulaspora delbrueckii, Saccharomyces bayanus. Στις ζύμες επαναζυμώσεων είναι οι Saccharomyces bayanus και Zygosaccharomyces bailli. Επίσης, οι Saccharomyces cerevisiae, Saccharomycodes ludwigii, Saccharomyces chavalieri, Saccharomyces uvarum. Στις ζύμες επιμολύνσεων (ή οινoποιείων) είναι οξειδωτικές ζύμες κυρίως των γενών Candida, Pichia, Brettanomyces.

10 Κύριοι ζυμομύκητες γλεύκους και οίνου Hanseniaspora uvarum και η ατελής μορφή του Κloeckera apiculata : αποτελεί περίπου το 90 % των ζυμομυκήτων που υπάρχουν στο σταφύλι. Έχει μικρή ζυμωτική ικανότητα, μέχρι περίπου 4 % vol., ενώ στελέχη παράγουν αυξημένη πτητική οξύτητα και οξικό αιθυλεστέρα. Παρουσιάζει ευαισθησία στο θειώδη ανυδρίτη, και έτσι γρήγορα σταματάει η δράση του. Saccharomyces cerevisiae : αποτελεί περίπου το 80% του γλεύκους σε ζύμωση. Αυξάνεται γρήγορα και έχει τη δυνατότητα να ζυμώσει μέχρι 12 με 14% vol. Μπορεί να μετέχει και σε αναζυμώσεις. Saccharomyces chevalieri : έχει δράση παρόμοια με τον S. cerevishae, και δεν ζυμώνει την μαλτόζη. Μπορεί να μετέχει και σε αναζυμώσεις. Saccharomyces bayanus : Στο σταφύλι υπάρχει μόνο σε μικρούς πληθυσμούς. Έχει δυνατότητα ζύμωσης μέχρι 18% vol. και έτσι συνεχίζει την ζύμωση μετά τον S. cerevisiae. Eίναι ανθεκτικός στον θειώδη ανυδρίτη και υπεύθυνος πολλών αναζυμώσεων. Schizosaccharomyces pombe : ζυμώνει το μηλικό οξύ σε αιθανόλη, και έτσι μπορεί να χρησιμοποιηθεί για βιολογική μείωση της οξύτητας του γλεύκους. Eίναι πολύ ανθεκτικός στον θειώδη ανυδρίτη, και έτσι μπορεί να ζυμώνει θειωμένα γλεύκη (με θειώδη ανυδρίτη μέχρι 200 g/hl). Επίσης, μπορεί να έχει συμμετοχή στη ζύμωση.

11 Zygosaccharomyces bailli : Σπάνια υπάρχει στο σταφύλι, ενώ συναντάται στα γλυκά κρασιά και είναι υπεύθυνος αναζυμώσεων. Saccharomycodes ludwigii : Eίναι ανθεκτικός στον θειώδη ανυδρίτη και έχει δυνατότητα ζύμωσης μέχρι 17 % vol. Προκαλεί αναζυμώσεις στα εμφιαλωμένα κρασιά, και σχηματίζει οξικό αιθυλεστέρα. Eίναι ιδιαίτερα ανεπιθύμητος. Saccharomyces uvarum : Mπορεί να μετατρέψει τον θειώδη ανυδρίτη σε θειϊκά, γενονός που τον κάνει επικίνδυνο. Brettanomyces : με περιορισμένη συμμετοχή μπορεί να συμβάλει στο σύνθετο του flavour του οίνου. Όμως, συνήθως η παρουσία του έχει αρνητική επίδραση και πρέπει να ελέγχεται. Παράγει 4-αιθυλοφαινόλη και 4-αιθυλογουαικόλη, που σε κάποιες περιπτώσεις έχουν θετική επίδραση αλλά συνήθως αρνητική και θεωρείται ελάτωμα. Παράγει οξικό οξύ/οξικό αιθυλεστέρα. Candida : εμπλέκεται σε αλλοίωση, σχηματίζει υμένιο στην επιφάνεια διατηρημένων κρασιών. Yπάρχει σε υψηλούς πληθυσμούς στο σταφύλι-γλεύκος. O Candida stellata είναι ανθεκτικός στον θειώδη ανυδρίτη, και ζυμώνει και μέχρι σχετικά υψηλά επίπεδα αλκόλης. Pichia : Αναπτύσσεται στην επιφάνεια των κρασιών με δημιουργία υμενίου, ενώ επίσης δημιουργεί αυξημένη πτητική οξύτητα και οξικό αιθυλεστέρα. Μπορεί να μετέχει στη ζύμωση, όπως ο P. etchellsi, και έχει μικρή ζυμωτική ικανότητα.  

12 Ζύμωση γλεύκους Οι ζυμομύκητες, όπως και άλλοι μικροοργανισμοί, βρίσκονται στον αμπελώνα, στο έδαφος και στα κλήματα. Η ζυμοχλωρίδα του γλεύκους προέρχεται από τα ώριμα σταφύλια, όπου βρίσκεται στην κηρώδη ουσία που περιβάλλει τις ράγες. Στην αρχή της πορείας οινοποίησης, διάφορα είδη ζυμών βρίσκονται στο γλεύκος. Ακόμη και παρουσία θειώδη ανυδρίτη, στην αυθόρμητη ζύμωση του γλεύκους συμμετέχουν διάφορα είδη ζυμών. Συνήθως, στα αρχικά στάδια της αλκοολικής ζύμωσης κύρια είναι τα γένη Kloeckera, Hanseniaspora και Candida, ακολοθούμενα από τα γένη Pichia και Metschnikowia. Οι περισσότεροι non-Saccharomyces είναι ευαίσθητοι στην αλκοόλη σε επίπεδα 4 ή 5-6 % vol., και έτσι δεν αντέχουν. Η αντοχή τους φαίνεται να είναι μεγαλύτερη σε χαμηλές θερμοκρασίες. Καθώς ο πληθυσμός τους μειώνεται τη σκυτάλη παίρνουν οι ζαχαρομύκητες Στα επόμενα στάδια της ζύμωσης κυριαρχεί ο Saccharomyces cereviseae καθόσον είναι ανθεκτικός σε υψηλά επίπεδα αλκοόλης. Επίσης, κατά τη ζύμωση μπορεί να βρίσκονται και άλλες ζύμες όπως των γενών Torulaspora, Kluyveromyces, Schizosaccharomyces, Zygosaccharomyces και Brettanomyces. Σε υψηλά επίπεδα αλκοόλης ζυμώνει ο Saccharomyces bayanus. Ο Saccharomyces cereviseae ζυμώνει μέχρι περίπου 11,0-13,5 % vol. Εάν υπάρχουν ζάχαρα και είναι επιθυμητό η ζύμωση συνεχίζεται με τον Saccharomyces bayanus σε υψηλά επίπεδα αλκοόλης (14-17% vol.).

13 bacteria during vinification of a wine
bacteria during vinification of a wine Γενικό διάγραμμα ανάπτυξης non-Saccharomyces ζυμών (Α), Saccharomyces (Β), μηλογαλακτικού βακτηρίου, Oenococcus oeni (C), και μικροοργανισμών αλλοίωσης (ζύμες, βακτήρια) (D), κατά την οινοποίηση και διατήρηση του οίνου.

14 Οι ζυμομύκητες της φυσικής χλωρίδας (αυτόχθονες, γηγενείς, αυθόρμητη ζύμωση) έχουν επίδραση στη σύσταση και ποιότητα του οίνου, που μπορεί να είναι θετική ή αρνητική. Για αποφυγή ανάπτυξης ανεπιθύμητων ζυμών προστίθεται θειώδης ανυδρίτης και γίνεται ενοφθαλμισμός με επιλεγμένα στελέχη ξηρών ενεργών ζυμών (συνήθως Saccharomyces cereviseae). Ο ζυμομύκητας αυτός είναι πιο ανθεκτικός στο θειώδη ανυδρίτη από τις περισσότερες άλλες ζύμες, και έτσι η προσθήκη θειώδη ανυδρίτη ευνοεί την ανάπτυξή του. Επίσης, με τον ενοφθαλμισμό αυξάνεται σημαντικά ο αρχικός πληθυσμός του Saccharomyces cereviseae. Σήμερα, στα οινοποιεία κυρίως γίνεται χρήση ξηρών ενεργών ζυμών (καθαρές καλλιέργειες, starters), για έλεγχο της ζύμωσης. Όμως, σε κάποια οινοποιεία συνεχίζουν την οινοποίηση με αυθόρμητη ζύμωση καθόσον θεωρούν ότι έτσι παράγεται οίνος με πιο πλούσια οργανοληπτικά χαρακτηριστικά.

15 Starters Οι ζυμομύκητες οινοποίησης έχουν σημαντική επίδραση στην ποιότητα του οίνου, όπως στην παραγωγή δευτερογενών πτητικών ενώσεων (ανώτερες αλκοόλες, εστέρες, αλδεύδες, και άλλες) που διαμορφώνουν το δευτερογενές άρωμα του οίνου. Για την τυποποίηση της ποιότητας του οίνου πρέπει να είναι σταθερές οι διάφορες παράμετροι (όπως πρώτη ύλη, μικροχλωρίδα οινοποίησης, συνθήκες οινοποίησης όπως θερμοκρασία και pH, τεχνικές οινοποίησης). Με χρήση επιλεγμένων καλλιεργειών η χλωρίδα ζύμωσης είναι σε σημαντικό βαθμό σταθερή. Χαρακτηριστικά για επιλογή ζαχαρομυκήτων Α. Χαρακτηριστικά που αφορούν την οινοποίηση Β. Χαρακτηριστικά που αφορούν την οργανοληπτική ποιότητα Γ. Χαρακτηριστικά που αφορούν την υγεία

16 Ο Saccharomyces cerevisiae έχει μελετηθεί και χρησιμοποιείται κατά κόρο. Επίσης, γίνονται προσπάθειες για χρήση non- Saccharomyces μαζί με Saccharomyces cerevisiae για καλύτερα αποτελέσματα. Η επιλεγμένη καλλιέργεια μπορεί να προστεθεί απευθείας στο γλεύκος, αλλά απαιτούνται μεγάλες ποσότητες. Συνήθως γίνεται ενυδάτωση του ζυμομύκητα με γλεύκος αραιωμένο 1:1 περίπου 35 °C για min πριν τη χρησιμοποίησή του. Τις πρώτες ώρες μετά την προσθήκη ο πληθυσμός του ζυμομύκητα είναι 1x10⁶ έως 3x10⁶ cfu/mL. Στη συνέχεια ο πληθυσμός συνήθως είναι πάνω από 10⁷ cfu/mL.

17 Η αυτόλυση των ζυμών στην οινοποίηση Η παλαίωση στις οινολάσπες χρησιμοποιείται στην οινοποίηση ήσυχων και αφρωδών οίνων. Η διάρκειά της είναι λίγοι μήνες, ένα ή και περισσότερα χρόνια. Κατά αυτή συμβαίνει αυτόλυση των κυττάρων με δράση υδρολυτικών ενζύμων τους, όπως πρωτεινάσες, νουκλεάσες, λιπάσες, γλυκανάσες. Η αυτόλυση είναι μία αργή διαδικασία, στην οποία η θερμοκρασία παίζει σημαντικό ρόλο. Με τη δράση των ενζύμων συστατικά του κυτταροπλάσματος (αμινοξέα, πεπτίδια, λιπαρά οξέα, νουκλεοτίδια) και του κυτταρικού τοιχώματος (μαννοπρωτείνες) απελευθερώνονται στον οίνο. Η ποσότητα και ποιότητα των συστατικών που απελευθερώνονται εξαρτώνται από τον ζυμομύκητα, τη συγκέντρωση της αιθανόλης, τη θερμοκρασία, το pH του οίνου, και το χρόνο. Τα κύρια συστατικά που σχηματίζονται κατά την αυτόλυση είναι αζωτούχες ενώσεις, πολυζαχαρίτες, νουκλεικά οξέα, λιπαρά οξέα, διάφορες βιταμίνες, ενώσεις που συμβάλλουν στο άρωμα. Οι ενώσεις που προέρχονται από την αυτόλυση συνεισφέρουν σημαντικά στο άρωμα και ποιότητα του οίνου. Θεωρείται ότι αυξάνονται τα επίπεδα πρόδρομων ενώσεων αρώματος. Επίσης, πεπτίδια και αμινοξέα με αντιοξειδωτική δράση προστατεύουν το άρωμα. Ακόμη, θεωρείται ότι ευνοείται η μηλογαλακτική ζύμωση. Με παλαίωση στις οινολάσπες ο οίνος αποκτά μία κρεμώδη αίσθηση στο στόμα, πιο γεμάτο σώμα και πιο σύνθετο άρωμα. Στη σαμπάνια προκύπτουν υψηλότερα επίπεδα αμινοξέων που θεωρείται ότι συμβάλλουν στην ανάπτυξη καλύτερου flavour. Επίσης, στη σαμπάνια η ποιότητα του αφρού είναι καλύτερη.

18 Επίσης, οι μαννοπρωτείνες από την αυτόλυση προστατεύουν από το θόλωμα πρωτεϊνών και τρυγικών. Οι μαννοπρωτείνες είναι γλυκοπρωτείνες μεγάλου ΜΒ (όπως 800 kDa) που περιέχουν πολλές πλευρικές αλυσίδες μαννόζης (είναι παρόμοια της γλυκόζης). Με την αυτόλυση απελευθερώνονται στον οίνο σημαντική ποσότητα (<50) mg/L μαννοπρωτεινών. Αυτές θεωρείται ότι συμβάλλουν στην κρεμώδη υφή του οίνου, και ότι με σύνδεση με ταννίνες μειώνουν τη στυφότητα. Επίσης, πεπτίδια συμβάλλουν στη καλύτερη γεύση του οίνου. Πάντως, η παραμονή του οίνου στις οινολάσπες, χωρίς έλεγχο σε μεγάλες ποσότητες, με αναγωγικές συνθήκες οδηγεί στη παραγωγή υδροθείου και μερκαπτανών με πολύ αρνητική επίδραση στο flavour του οίνου. Εκτός από την παλαίωση στις οινολάσπες, στην οινοποίηση χρησιμοποιούνται παρασκευάσματα ξηρών αδρανοποιημένων ζυμομυκήτων (inactive dry yeasts). Κάποια τέτοια παρασκευάσματα είναι πλούσια σε μαννοπρωτείνες και έχουν τις παραπάνω θετικές επιδράσεις σε οίνους. Επίσης, τέτοια παρασκευάσματα πλούσια στο αντιοξειδωτικό πεπτίδιο γλουταθειόνη (γλυκίνη-κυστείνη-γλουταμινικό οξύ) προστατεύουν το άρωμα οίνων. Παραμονή οίνου στις οινολάσπες.

19 ΑΔΡΑΝΕΙΣ ΞΗΡΕΣ ΖΥΜΕΣ (INACTIVE DRY YEASTS, IDYs) Είναι γνωστό ότι ορισμένες τεχνικές οινοποίησης που βασίζονται στην ωρίμανση του οίνου με τις οινολάσπες μπορούν να βελτιώσουν μερικές από τις οργανοληπτικές ιδιότητες του κρασιού (όπως σταθερότητα χρώματος, μείωση της υποβάθμισης αρώματος). Οι ενώσεις που απελευθερώνονται κατά τη διάρκεια της αυτόλυσης της ζύμης, ειδικότερα, πεπτίδια, αμινοξέα, στερόλες και πολυσακχαρίτες (μαννοπρωτεΐνες) φαίνεται να είναι οι κυρίως υπεύθυνες. Ωστόσο, πρόκειται για μία πολύ σύνθετη και αργή διαδικασία που απαιτεί ακόμη και χρόνια για να ολοκληρωθεί. Ως εκ τούτου, μπορεί να σημαίνει μικροβιολογικούς και οργανοληπτικούς κινδύνους. Για το λόγο αυτό, τα τελευταία χρόνια η χρήση των εμπορικών παρασκευασμάτων ανενεργών ζυμών -που περιλαμβάνουν στη σύνθεσή τους τα προϊόντα που απελευθερώνονται κατά τη διάρκεια της αυτόλυσης ζυμών- κερδίζει το ενδιαφέρον.

20 Τα τελευταία χρόνια, η χρήση των παρασκευασμάτων των αδρανών, ξηρών ζυμών (προϊόντα IDYs), όπως αδρανείς ζύμες, προϊόντα αυτόλυσης ζυμών, εκχυλίσματα ζυμών, κυτταρικά τοιχώματα ζυμών κερδίζει το ενδιαφέρον στη παραγωγή οίνου, λόγω των πολλαπλών εφαρμογών κατά τη διάρκεια της οινοποίησης. Αν και έχουν χρησιμοποιηθεί κυρίως για τη βελτίωση της αλκοολικής και μηλογαλακτικής ζυμώσης, η χρήση τους για τη βελτίωση των τεχνολογικών μεθόδων και την ενίσχυση των οργανοληπτικών χαρακτηριστικών του οίνου αποτελεί μία από τις πιο ελπιδοφόρες και ενδιαφέρουσες εφαρμογές. Μερικά από αυτά τα παρασκευάσματα έχουν πολύ συγκεκριμένες εφαρμογές, και υπάρχουν σήμερα πολλά από αυτά τα προϊόντα στην αγορά που υπόσχονται διαφορετικούς τρόπους βελτίωσης χαρακτηριστικών του κρασιού. Ωστόσο, πέρα από τη χρήση τους, επιστημονικές πληροφορίες για τη χημεία και τον τρόπο δράσης τους εξακολουθούν να μην είναι επαρκείς. Η επίδραση των IDYs στα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά του κρασιού οφείλεται στην ικανότητα των συστατικών των ζυμομυκήτων να τροποποιούν τη χημική σύνθεση του.

21 Τύποι IDYs Τα εμπορικά παρασκευάσματα ανενεργών ζυμών λαμβάνονται από το σακχαρομύκητα Saccharomyces cerevisiae μετά από θερμική αδρανοποίηση εφόσον έχουν αναπτυχθεί σε αερόβιες συνθήκες και σε υψηλή συγκέντρωση σακχάρων.   Μπορούν να ταξινομηθούν σε τέσσερις τύπους ανάλογα με την παραγωγική διαδικασία που χρησιμοποιείται για την παραγωγή τους:  (1) ανενεργές ζύμες (που λαμβάνονται με θερμική αδρανοποίηση ακολουθούμενη από ξήρανση), (2) προϊόντα αυτόλυσης ζύμης. Για την παρασκευή τους, εκτός από την θερμική αδρανοποίηση υπάρχει στάδιο επώασης που επιτρέπει τα ένζυμα να απελευθερώνονται. Έτσι, αποικοδομείται μέρος του ενδοκυτταρικού περιεχομένου των κυττάρων, (3) κυτταρικά τοιχώματα, δηλαδή το αδιάλυτο συστατικό που σχηματίζεται από κυτταρικά τοιχώματα των ζυμών χωρίς κυτταροπλασματικό περιεχόμενο, και (4) τα εκχυλίσματα ζυμών, δηλαδή το διαλυτό εκχύλισμα μετά από τη συνολική αποικοδόμηση του κυτταροπλασματικού περιεχομένου.  Ο όρος παρασκευάσματα ανενεργών ξηρών ζυμών (IDYs) μπορεί να αναφέρεται σε οποιοδήποτε από τα προαναφερθέντα προϊόντα.

22 Εφαρμογές IDYs   Οι κύριες εφαρμογές των παρασκευασμάτων αυτών που χρησιμοποιούνται στην οινοποίηση, λαμβάνοντας υπόψη τις τρέχουσες επιστημονικές αποδείξεις που σχετίζονται με τον τρόπο δράσης τους, είναι: Προστασία κατά τη διάρκεια της ενυδάτωσης ενεργών ξηρών ζυμών Ενισχυτές Αλκοολικής ζύμωσης Ενισχυτές Μηλογαλακτικής ζύμωσης Επίδραση στη σύσταση και στα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά κρασιού Επίδραση της γλουταθειόνης σε λευκά κρασιά Επίδραση των πολυσακχαριτών στο χρώμα και στυφή γεύση των ερυθρών κρασιών Άλλες επιπτώσεις της χρήσης των IDYs στα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά του κρασιού Επίδραση στην ασφάλεια κρασιού  

23 ΠΑΡΑΣΚΕΥΑΣΜΑΤΑ ΕΜΠΛΟΥΤΙΣΜΕΝΑ ΜΕ ΓΛΟΥΤΑΘΕΙΟΝΗ (GSH) Αυτή η ένωση είναι ένα ενδοκυτταρικό τριπεπτίδιο ζύμης (L- γλουταμινικό οξύ, L-κυστεϊνη και γλυκίνη), μη-πρωτεϊνικής προέλευσης, γνωστών αντιοξειδωτικών ιδιοτήτων, η οποία σχηματίζεται από την πρόδρομη γ-γλουταμυλ-κυστείνη. Η GSH είναι μια ενδοκυτταρική θειόλη που βρίσκεται σε πολλούς οργανισμούς, συμπεριλαμβανομένων φυτών, ζώων και μυκήτων. Αντιπροσωπεύει ποσοστό άνω του 1% του συνολικού βάρους της ζύμης. Η βιολογική της σημασία σχετίζεται, κυρίως, με την ελεύθερη σουλφυδρυλομάδα της κυστεΐνης που προσδίδει μοναδικό οξειδοαναγωγικό δυναμικό και πυρηνόφιλες ιδιότητες. Πάνω από το 90% της GSH βρίσκεται στο κύτταρο στην ανηγμένη μορφή. Η GSSG σχηματίζεται κατά την οξείδωση της GSH. Η GSSG μπορεί να αναχθεί ξανά στη GSH από την αναγωγάση της γλουταθειόνης. Η γλουταθειόνη είναι σημαντικός ρυθμιστής του κυτταρικού δυναμικού οξειδοαναγωγής. Χρησιμοποιείται ευρέως ως φαρμακευτική ένωση, και επίσης ως πρόσθετο σε βιομηχανίες τροφίμων και καλλυντικών καθώς και στην διατροφή αθλητών.

24 GSH-IDYs Υπάρχουν επιτρεπόμενα πρόσθετα που διατίθενται στην αγορά και αυξάνουν τα επίπεδα της γλουταθειόνης στο κρασί και έχουν θετικές επιπτώσεις στην ποιότητα του οίνου, ιδίως στο άρωμα και στη διατήρηση του χρώματος. Αυτά τα προϊόντα, που αναφέρονται ως ανενεργά ξηρά παρασκευάσματα ζύμης εμπλουτισμένα με γλουταθειόνη (GSH-IDYs). Eνσωματώνονται κατά την αλκοολική ζύμωση και αυξάνουν το περιεχόμενο GSH του κρασιού, είτε με την απελευθέρωση της γλουταθειόνης στο κρασί είτε επιτρέποντας τη ζύμη να αφομοιώσει τις πρόδρομες ουσίες της GSH για τη σύνθεση της GSH. Η GSH, η οποία είναι περισσότερο από το 95% των μη πρωτεϊνικών θειολών στον S. cerevisiae, αποτελεί το 0,5-1% του ξηρού βάρους του κυττάρου, ανάλογα με τις συνθήκες ανάπτυξης. Τα GSH-IDYs παρασκευάζονται από τη θερμική αδρανοποίηση του S. cerevisiae που καλλιεργείται υπό συγκεκριμένες συνθήκες που διεγείρουν την ενδοκυτταρική συσσώρευση της γλουταθειόνης υπό αερόβιες συνθήκες. Τα παρασκευάσματα χρησιμοποιούνται για την ενίσχυση των οργανοληπτικών χαρακτηριστικών του οίνου, διατήρηση αρώματος, παράταση διάρκειας ζωής των εμφιαλωμένων κρασιών, και για καθυστέρηση της οξείδωσης και της καστάνωσης του λευκού κρασιού. Η προστατευτική επίδραση αυτών των προϊόντων αποδίδεται στην υψηλή περιεκτικότητα GSH. Ωστόσο, η απαιτούμενη βέλτιστη δόση, ο βέλτιστος χρόνος προσθήκης κατά τη διάρκεια της ζύμωσης, και η επίδραση των άλλων παραμέτρων της οινοποίησης, όπως η θερμοκρασία, SO2 και το pH χρειάζονται περαιτέρω έρευνα.  

25 ΠΑΡΑΣΚΕΥΑΣΜΑΤΑ ΕΜΠΛΟΥΤΙΣΜΕΝΑ ΜΕ ΜΑΝΝΟΠΡΩΤΕΪΝΕΣ (ΜPs) Δομή μαννοπρωτεϊνων που προέρχονται από τα κυτταρικά τοιχώματα του S. cerevisiae

26 Οι μαννοπρωτεΐνες είναι γλυκοπρωτεΐνες, και το κλάσμα του ζαχάρου αποτελείται από D-μαννόζη (>90%) συνδεδεμένη με D-γλυκόζη και Ν-ακετυλογλυκοζαμίνη και πρωτεΐνες (<10%). Η δομή των μαννοπρωτεϊνών στον οίνο ουσιαστικά αποτελείται από πολλές μικρές αλυσίδες με 1-4 μόρια D-μαννόζης τα οποία συνδέονται μέσω πολυπεπτιδικών αλυσίδων με σερίνη ή θρεονίνη. Οι περισσότερες από αυτές είναι ομοιοπολικά συνδεδεμένες με την εσωτερική στρώση του κυτταρικού τοιχώματος. Ποκίλλουν στο μέγεθος (5-800 kDa) και η απελευθέρωσή τους στο κρασί εξαρτάται από το στέλεχος του ζυμομύκητα.

27 Οι περισσότερες από τις τεχνολογικές λειτουργίες των μαννοπρωτεινών είναι : Eμπλουτισμός του οίνου κατά τη διάρκεια της αυτόλυσης στις οινολάσπες. Οι μαννοπρωτεΐνες μπορούν να αναστείλουν την κρυστάλλωση των τρυγικών αλάτων. Επίσης, φαίνεται να μειώνουν την συσσωμάτωση και κατακρύμνιση τανινών. Οι μαννοπρωτεΐνες προστατεύουν τα κρασιά από καθίζηση των πρωτεϊνών. Αυτό πιθανόν ως αποτέλεσμα ανταγωνισμού μεταξύ μαννοπρωτεϊνών και πρωτεϊνών του οίνου για συστατικά του οίνου που απαιτούνται για σχηματισμό μεγάλων αδιάλυτων συσσωματώματων μετουσιωμένων πρωτεϊνών. Έτσι, το μέγεθος των σωματιδίων του θολώματος και η θολερότητα μειώνονται. Η ικανότητα των οινολασπών να αλληλεπιδρούν με ενώσεις αρώματος, και έτσι να αλλάζουν ενδεχομένως οι οργανοληπτικές ιδιότητες του κρασιού, έχει επίσης σχετιστεί με μαννοπρωτεϊνες. Οι μαννοπρωτεΐνες μπορούν να αλληλεπιδράσουν με φαινολικές ενώσεις, βελτιώνοντας έτσι τη σταθερότητα του χρώματος και της στυπτικότητας του κρασιού. Tονώνουν τη μηλογαλακτική ζύμωση. Κροκίδωση ζυμών και αυτόλυση σε αφρώδεις οίνους. Προσρόφησης τοξικής ωχρατοξίνης Α.

28 Γενετική τροποποίηση ζυμομυκήτων Σημαντικό ρόλο έπαιξαν η χαρτογράφηση του γονιδιώματος του Saccharomyces cerevisiae, και η πρόοδος στις επιστήμες που σχετίζονται με το κρασί. Στόχος η ενίσχυση χαρακτηριστικών όπως: Η αποτελεσματικότητα της διαδικασίας της ζύμωσης, Ο έλεγχος της μικροβιακής αλλοίωσης, Η διατήρηση και ο εμπλουτισμός του κρασιού με ωφέλιμα χαρακτηριστικά, Η βελτιστοποίηση των οργανοληπτικών ιδιοτήτων του. Η γενετική τροποποίηση ζυμομυκήτων έχει ήδη εφαρμοστεί σε πολλές χώρες, όπως Καναδάς, Γαλλία, Γερμανία, Η.Π.Α, Ισπανία, Ιταλία, Νότια Αφρική, Πορτογαλία.

29 Η γενετική τροποποίηση μπορεί να συντελέσει στην παραγωγή ενώσεων αρώματος, τη μείωση της παραγωγής αιθανόλης, καθώς και την παραγωγή βακτηριοσινών που μπορούν να αντικαταστήσουν τα χημικά συντηρητικά. Μόνο δύο στελέχη γενετικά τροποποιημένων ζυμομυκήτων κυκλοφορούν στο εμπόριο η μηλογαλακτική ζύμη ML01, και μία που παράγει τις ελάχιστες δυνατές συγκεντρώσεις καρβαμιδικού αιθυλεστέρα (είναι καρκινογόνος). Τα δύο αυτά στελέχη χρησιμοποιούνται από βιομηχανίες παραγωγής κρασιού της Βόρειας Αμερικής. Ο γενετικά τροποποιημένος μηλογαλακτικός ζυμομύκητας ML01 μπορεί να πραγματοποιήσει μηλογαλακτική και αλκοολική ζύμωση ταυτόχρονα. Έτσι, ελαχιστοποιείται η χρήση μηλογαλακτικών βακτηρίων, τα οποία μπορεί να παράγουν αλλεργιογόνα, δυσάρεστες γεύσεις και αρώματα. Έχει εγκριθεί ως GRAS “Generally Regarded as Safe” στις ΗΠΑ, δηλαδή έχει άδεια να χρησιμοποιείται και να κυκλοφορεί στο εμπόριο.

30 Με γενετική μηχανική φαίνεται ότι μπορεί να κατασκευαστούν στελέχη με δυνατότητα μειωμένης παραγωγής ανώτερων αλκοολών, χωρίς δράση εστεράσης, υπεπαραγωγή γλυκερόλης (για παραγωγή κρασιού με συνδυασμό μειωμένου αλκοολικού βαθμού, επιθυμητών αρωμάτων και ευχάριστης γεύσης), αυξημένης παραγωγής αρωματικών εστέρων, με αντιμικροβιακή δράση, με περιορισμό παραγωγής καρβαμιδικού αιθυλεστέρα, με δυνατότητα ζύμωσης σε διαφορετικές θερμοκρασίες, με τροποποιημένη σύνθεση μαννοπρωτεινών, με αυξημένη αντοχή στην αλκοόλη, με μειωμένη παραγωγή υδροθείου, και άλλα χαρακτηριστικά.

31 Επίσης, με γενετική τροποποίηση του Saccharomyces cerevisiae επιχειρείται μεγαλύτερη παραγωγή του αντιοξειδωτικού ρεσβερατρόλη. Η ρεσβερατρόλη είναι μεταβολίτης που εκκρίνεται σε περιόδους κυτταρικού στρες, όπως μολύνσεις από μύκητες, UV ακτινοβολία. Πέρα από τις αντιμυκητιακές της ιδιότητες, έχει δράση κατά του καρκίνου και της στεφανιαίας νόσου. Βρίσκεται, κυρίως, στα κόκκινα κρασιά καθόσον η σύνθεσή της γίνεται στη φλούδα του καρπού. Με γενετική τροποποίηση γίνεται προσπάθεια να δημιουργηθούν ζυμομύκητες που να μπορούν να παράγουν ρεσβερατρόλη.

32 Γαλακτικά Βακτήρια Τα γαλακτικά βακτήρια σταφυλιών, γλεύκους και οίνου ανήκουν στα γένη Lactobacillus, Pediococcus, Oenococcus και Leuconostoc. Οι λακτοβάκιλλοι είναι μικροαερόφιλοι/προαιρετικά αναερόβιοι. Για ανάπτυξη χρειάζονται μέσο πλούσιο σε ζυμώσιμα ζάχαρα. Από τους λακτοβάκιλλους, κύρια είναι τα L. casei, L. plantarum (προαιρετικά ετεροζυμωτικά) και τα L. brevis, L. hilgardii (αυστηρά ετεροζυμωτικά). Οι πεδιόκοκοι είναι προαιρετικά αναερόβιοι. Για ανάπτυξη χρειάζονται μέσο πλούσιο σε παράγοντες ανάπτυξης και ζυμώσιμα ζάχαρα. Έχουν άριστη θερμοκρασία ανάπτυξης oC με pH 6,0. Είναι ομοζυμωτικοί. Μεταξύ αυτών βρίσκονται κυρίως τα P. damnosus, P. pentosaceus. To Oenococcus είναι οξεόφιλο προαιρετικά αναερόβιο. Αναπτύσσεται σε pH 4,8 σε θερμοκρασίες oC. Για ανάπτυξη χρειάζεται μέσο πλούσιο σε γλεύκος. Είναι σχετικά ανθεκτικό στην αιθανόλη. Είναι ετεροζυμωτικό. Παλαιότερα το Oenococcus ανήκε στο γένος Leuconostoc (Leuconostoc oenos). Αργότερα (1995) διαχωρίστηκε σε νέο γένος, το Oenococcus. Από τα leuconostocs, που βέβαια έχουν παρόμοιες ιδιότητες, βρίσκεται το Leuconostoc mesenteroides (subsp. mesenteroides).

33 Lactobacillus brevis Lactobacillus casei Oenococcus oeni Pediococcus

34 Μεταβολισμός γαλακτικών βακτηρίων στον οίνο Από τις μεταβολικές δραστηριότητες των ΜΓΒ στον οίνο η πιο σημαντική είναι η αναγωγή του μηλικού οξέος σε γαλακτικό οξύ. Επίσης, σημαντική είναι και η αποικοδόμηση του κιτρικού οξέος. Όμως, γαλακτικά βακτήρια μεταβολίζουν και άλλες ενώσεις για τον πολλαπλασιασμό τους, όπως ζάχαρα, γλυκερόλη, τρυγικό οξύ, και ορισμένα αμινοξέα. Οργανικά οξέα : Ο οίνος περιέχει αρκετά g/L μηλικού οξέος. Το μηλικό οξύ αποικοδομείται από το μηλογαλακτικό ένζυμο γαλακτικών βακτηρίων. Με τη μετατροπή αυξάνει το pH και μαλακώνει η γεύση. Το μηλικό οξύ έχει όξινη και στυφή γεύση, και το γαλακτικό πιο μαλακό flavour. Ο οίνος περιέχει mg/L κιτρικού οξέος. Γαλακτικά βακτήρια μπορεί να μεταβολίσουν το κιτρικό οξύ με παραγωγή οξικού οξέος. Από την άλλη πλευρά, σημαντική είναι η παραγωγή διακετυλίου με ζύμωση του κιτρικού οξέος. Το διακετύλιο σε χαμηλά επίπεδα, 5 mg/L, θεωρείται ότι συνεισφέρει στο σύνθετο του αρώματος του οίνου. Αντίθετα, σε υψηλές συγκεντρώσεις επιφέρει αλλοίωση του οίνου. Βέβαια, με ζύμωση του κιτρικού οξέος παράγεται και οξικό οξύ. Tα γαλακτικά βακτήρια μεταβολίζουν το τρυγικό οξύ, και αναπτύσσεται αρνητικό flavour που οφείλεται στο οξικό οξύ, στον οξικό αιθυλεστέρα και στο ακεταμίδιο (ασθένεια εκτροπής).

35 Ανάπτυξη ζυμών και βακτηρίων κατά την οινοποίηση και διατήρηση του οίνου.

36 Μηλογαλακτική ζύμωση (ΜΓΖ) στον οίνο καλείται η ενζυμική μετατροπή του μηλικού οξέος σε γαλακτικό οξύ. Συμβαίνει συνήθως μετά την αλκοολική ζύμωση, αλλά μπορεί να συμβούν και ταυτόχρονα. Η αναγωγή του μηλικού οξέος σε γαλακτικό οξύ δεν είναι πραγματική ζύμωση, αλλά μάλλον μία ενζυμική αντίδραση που συμβαίνει από γαλακτικά βακτήρια. Η ΜΓΖ επιτελείται από το Oenococcus oeni, είδος που μπορεί να αναπτύσσεται σε χαμηλό pH (< 3,5), υψηλά επίπεδα αλκοόλης (> 10 % vol.), και υψηλά επίπεδα θειώδη ανυδρίτη (όπως 50 mg/L). Επίσης, ανθεκτικά στελέχη Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococus μπορεί να αναπτύσσονται και να συμμετέχουν στη ΜΓΖ ζύμωση, ιδιαίτερα σε pH > 3,5.

37 Με τη ΜΓΖ συμβαίνει μείωση της οξύτητας (κυρίως σε οίνους που παράγονται σε ψυχρές περιοχές). Αυτό συμβαίνει καθόσον με τη μετατροπή του μηλικού οξέος σε γαλακτικό παράγεται CO2 , και ένα δι-καρβοξυλικό οξύ μετατρέπεται σε μονο-καρβοξυλικό. Επίσης, με τη μηλογαλακτική ζύμωση μπορεί να παράγονται ενώσεις αρώματος, και έτσι να υπάρχει θετική επίδραση στο άρωμα του οίνου. Πάντως, μη ελεγχόμενη μηλογαλακτική ζύμωση μπορεί να οδηγήσει σε ανεπιθύμητα αποτελέσματα. Αυτό μπορεί να συμβεί με παραγωγή ενώσεων με αρνητική επίδραση στο flavour όπως το οξικό οξύ, και ακόμη με παραγωγή βιογενών αμινών. Οι κύριοι παράγοντες επηρεάζουν την πορεία της μηλογαλακτικής ζύμωσης είναι το pH, η θερμοκρασία, το SO2 και η αλκοόλη.

38 Παραγωγή διακετυλίου Κατά τη ζύμωση του κιτρικού οξέος, αρχικά το κιτρικό οξύ διασπάται σε οξικό και ακετοξικό οξύ. Στη συνέχεια, το οξαλοξικό οξύ αποκαρβοξυλιώνεται προς πυροσταφυλλικό οξύ. Ακολούθως, παράγεται α-ακετογαλακτικό οξύ, που με αποκαρβοξυλίωση δίνει ακετοΐνη, μέρος της οποίας μετατρέπεται σε 2,3 βουτανοδιόλη. Το διακετύλιο παράγεται με οξείδωση της ακετοΐνης ή οξειδωτική αποκαρβοξυλίωση του α-ακετογαλακτικού οξέος. Το διακετύλιο σε επίπεδα 2-3 mg/L στους λευκούς οίνους και 4-5 mg/L στους ερυθρούς οίνους προσδίδει ιδιαίτερο άρωμα. Σε μεγαλύτερες συγκεντρώσεις προσδίδει έντονο άρωμα βουτύρου.

39 Οξικά Βακτήρια Τα οξικά βακτήρια είναι Gram αρνητικά ή Gram μεταβλητά, ελλειψοειδή /ραβδία. Είναι υποχρεωτικά αερόβιοι μικροοργανισμοί.   Η πιο γνωστή εφαρμογή τους είναι η οξείδωση της αιθανόλης σε οξικό οξύ στην παραγωγή ξυδιού. Τα οξικά βακτήρια που βρίσκονται συχνά στην πορεία της οινοποίησης είναι τα Gluconobacter oxydans, Acetobacter aceti και Acetobacter pasteurianus. Επίσης, σε μικρότερο βαθμό, βρίσκονται τα Gluconoacetobacter liquefasciens και Gluconoacetobacter hansenii. Στην αρχή, γλεύκος-αρχή ζύμωσης, κύριο είναι το Gluconobacter oxydans. Στη συνέχεια βρίσκονται τα Αcetobacter, κυρίως το Acetobacter aceti.

40 Μεταβολισμός οξικών βακτηρίων Τα οξικά βακτήρια ως πηγή άνθρακα χρησιμοποιούν ζάχαρα, την αιθανόλη, τη γλυκερόλη, το γαλακτικό οξύ. Ως πηγή αζώτου χρησιμοποιούν ανόργανες (όπως άλατα του αμμωνίου) και οργανικές πηγές. Επίσης, για την ανάπτυξή τους απαραίτητα είναι διάφορα αμινοξέα και βιταμίνες του συμπλέγματος Β. Είναι γνωστή η ικανότητά τους να οξειδώνουν ζάχαρα και αλκοόλες με τελικά προϊόντα οργανικά οξέα . Οξειδώνουν ζάχαρα προς κετονοξέα, και αλκοόλες σε ζάχαρα όπως μαννιτόλη σε φρουκτόζη. Επίσης, οξειδώνουν τη γλυκερόλη σε δι-υδροξυ-ακετόνη. Τα οξικά βακτήρια του γένους Αcetobacter μπορεί να οξειδώσουν το γαλακτικό οξύ. Ως ενδιάμεσο σχηματίζεται το πυροσταφυλλικό, που αποκαρβοξυλιώνεται προς ακεταλδεύδη η οποία οξειδώνεται προς οξικό.

41 Οξική ζύμωση ή οξείδωση της αιθανόλης Η πιο σημαντική δραστηριότητα των οξικών βακτηρίων είναι η οξείδωση της αιθανόλης σε οξικό οξύ. Αυτή είναι στα πλαίσια αερόβιου μεταβολισμού. Είναι δύο σταδίων. Η αιθανόλη μετατρέπεται σε ακεταλδεύδη, και στη συνέχεια αυτή σε οξικό οξύ. Ορισμένα βακτήρια μπορούν να οξειδώσουν μέρος του οξικού οξέος σε διοξείδιο του άνθρακα και νερό, αλλά αυτό δεν συμβαίνει στον οίνο. Επίσης, ορισμένα βακτήρια προκαλούν μερική εστεροποίηση του οξικού οξέος με την αιθανόλη. Ο οξικός αιθυλεστέρας που σχηματίζεται συμμετέχει θετικά ή αρνητικά στα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά των οίνων. Γενικά, η εστεροποίηση των οξέων γίνεται μέσα στα κύτταρα (τα οξέα του γλεύκους που δεν εισέρχονται στο κύτταρο δεν εστεροποιούνται). Oι εστέρες αυτοί αποτελούν το 95% των εστέρων που δημιουργούνται με βιολογική οδό.

42 Oξείδωση της αιθανόλης από τα οξικά βακτήρια.