09/29/2019注意この記事では説明の都合上、学術用語としての“発酵”と一般的なアルコール生成手段としての意味での“発酵”が同一文章内に特に断りなく混在して使用されています以前から何度か発酵については書いていますが、今回はもう少し踏み込んだ発酵と酸素の関係を見ていきたいと思います。ワインを学んでいるとどうしても酸化という言葉に敏感になりますし、発酵時を含め酸素を極力排除するのが正義!と思ってしまいがちです。(筆者もどちらかというとこちらに側に近いところにいます)。実際には醸造の過程、特に発酵の過程で酸素を必要以上に排除してしまうとかえってトラブルが多くなることは以前にも「発酵に酸素は必要か」という記事で書きました。2”で酸化は酸素と結合することではない、という内容のことを書きました。...続きを見るここで問題になるのが、具体的にどのような理由でどの程度の酸素が必要なのか、ということです。今回はこのような疑問について解説していきます。発酵中に酸素の供給は必要かそもそも発酵とはなにか「発酵について語ろう」などの記事では発酵を糖からアルコールと二酸化炭素を作り出す酵母による反応、としました。これは発酵の中でもアルコール発酵と呼ばれる発酵の種類の一つです。...続きを見る一方でより学術的な意味で発酵というものを定義すると、(微生物が行う)酸素の影響を受けずに行われるエネルギー獲得のための有機物の分解プロセスとなります。ちなみにこれは以前から言われている、いわば古い発酵の定義です。現在はその後に発見された新たなエネルギー獲得手段を持った微生物などの発見に伴い次のように改定されています。生成この定義を厳密に理解しようとするとかなり難しい話になりますので、それは一端横に置きます。ここで重要なことは、“発酵=エネルギーの獲得”ということです。以前の記事では主にアルコール発酵のことを“エタノール(アルコール)と二酸化炭素を獲得する手段”と定義していました。これは実際には人間の側から見た都合のいい解釈で、実際にはエタノールも二酸化炭素も単なる副産物に過ぎない、というのがより厳密にみた発酵における解釈になります。発酵の目的はエネルギーの獲得もう一度アルコール発酵というものを厳密に見直してみます。アルコール発酵の過程を化学式を用いて表すと以下のようになります。ATPこの式は1molのグルコース(glucose)に2molのADP(Adenosindiphosphat)と2molのPi(Phosphat)が反応することで2molのエタノール(アルコール)と2molの二酸化炭素、そして2molのATP、つまりエネルギーが生成されることを意味しています。このATPこそが本来的に微生物が発酵の結果として求めている目的物となります。発酵は定義上、酸素の影響を受けないものとされています。基質レベルでのリン酸化過程においても酸素は介在しませんのでこの前提は上記の新旧いずれの定義においても有効です。一方で酸素を用いてエネルギーを獲得する手段のことを“呼吸”と呼んでいます。発酵が電子の移動が行われない還元的(嫌気的)な反応であるのに対して呼吸は電子の移動が生じる酸化的(好気的)な反応です。ちなみに例えば我々ヒトはこの呼吸によってエネルギーを獲得しています。動物などの大型の生物はいずれもエネルギーの獲得手段は呼吸です。これは大型の生物はその生体活動において多量のエネルギーが必要になるためです。一方で微生物のような代謝のための消費エネルギー量が少なくて済む生物は発酵によってエネルギーを獲得します。このことから明らかですが、エネルギーの獲得手段としては呼吸の方が圧倒的に有利です。発酵過程において酸素が必要となるタイミングは多くはありません。これは糖を分解してアルコールを生成していく過程において酵母がエネルギーを獲得する手段は基本的に発酵であり、発酵に酸素は必要とされないためです。このため発酵過程において酸素が必要となるタイミングは、酵母が増殖するタイミングのみとなります。発酵過程の初期段階において酵母は1つの細胞から5から6個の細胞に分裂し、これを短期間で繰り返すことで増殖をしていきます。この過程には極めて多くのエネルギーが必要となります。このためによりエネルギーの獲得効率が高い呼吸が必要となると考えられます。この際に必要となる酸素の量は酵母の種類などにもよりますが、おおよそ5~10mg/Lとされています。酸素は絶対に必要なのか一方で、発酵過程において酸素が絶対に必要なのかというと実はそうではありません。「嫌気環境下における醸し発酵とは」という記事にも書いたように、酸素を排除した嫌気的な環境下において醸しや発酵を行う醸造手法がある通り、アルコール発酵自体は酸素がなくても行うことは可能です。カーボニックマセレーション)というものを紹介しました。...続きを見る果皮や果汁などの中にも酸素は溶け込んでいますのでそれらを利用しながら酵母が増殖し発酵活動を行うことが可能だからです。この際の酸素量が上記の5~10mg/Lに足りているかといえば、そうではないことの方が多いのが現実です。酵母にとって圧倒的に代謝活動のためのエネルギーが不足する事態が生じやすくなります。この結果生じる問題としては以下のようなことが挙げられます。おける発酵ではピーク時の酵母の細胞数が大気化におけるそれのおよそ半分にとどまったと報告されています。細胞数の増加に必要とされた時間も2倍超となっていました。これにともない発酵に要する期間が2倍以上となったほか発酵の活性自体も弱くなり、果汁内に存在する糖分を完全にはアルコールとして分解するには至りませんでした。完全にエネルギー不足による代謝活動の低迷といえます。おける発酵では72mg/L)。アセトアルデヒドの増量は発酵不良時に生じる典型的な問題の一つです。上記の通り酸素が存在しない環境下における発酵では十分な数の酵母が存在できず、発酵の勢いも低迷します。このため発酵の状態としては“発酵不良”と判断できる水準に留まります。この結果、アセトアルデヒドの生成量が増えることはいわば当然の帰結ともいえる事象です。多量の二酸化硫黄の添加が必要となるアセトアルデヒドの含有量が増える結果、ワインに添加する必要のある二酸化硫黄(亜硫酸/SO2)の量が増加します。これはアセトアルデヒドとSO2との結合性が高く、SO2を添加すると即座に結合してしまうためです。このためSO2の添加量を増やさないと必要となる量の遊離型SO2の量を確保することが出来ません。結果的に極度の酸化への危機感が、同じく使用に忌避感を持たれることの多いSO2の使用量を増やすことにつながってしまう可能性を高めるのです。ワインあるある」の記事を参照してください。二酸化硫黄の使い方ワイン醸造における品質管理を考える際にもっとも基本となることは亜硫酸の添加です。ラベル上で記載されています。ワインあるある最近は耳にすることが幾分か減ってきている気もしますが、ワインに含まれる酸化防止剤、つまり亜硫酸や亜硫酸塩と呼ばれる添加物がワインを飲んだ際に生じる頭痛の原因だとする言説があります。発酵中に酸素の供給は必要かあまりに酵母の活性が弱く、発酵が進まない場合にはエアレーションの実施を視野に入れる必要が生じます。一方で酵母が必要とする酸素の量はそれほど多くはありません。このため、密閉式の発酵槽の場合でも容器と液面の間にある程度の空間が残る量に充填量を調整してやれば多くの場合は問題になりません。それでも酵母の活性が得られないのであれば、必要酸素量よりも別のエネルギー源の不足を考えるべきといえます。エアレーションを行う時期には注意が必要で、これを間違うとワインの酸化を招き発酵直後から酸化臭のあるワインになってしまう危険性もあります。仮にエアレーションを行うのであればタイミングとしては発酵初期段階に行う必要があります。最新記事Nagiドイツでブドウ栽培学と醸造学の学位を取得。本業はドイツ国内のワイナリーに所属する栽培家&醸造家(エノログ)。二酸化硫黄、もしくは亜硫酸、という単語は、最近の日本のワイン業界では蛇蝎のごとく忌み嫌われる不健康ワードの代表のようになってしまっている印象を受けます。Botrytisとは何ものかNagiドイツでブドウ栽培学と醸造学の学位を取得。本業はドイツ国内のワイナリーに所属する栽培家&醸造家(エノログ)。二酸化硫黄、もしくは亜硫酸、という単語は、最近の日本のワイン業界では蛇蝎のごとく忌み嫌われる不健康ワードの代表のようになってしまっている印象を受けます。