Lên men malolactic là gì? Cơ chế và tác động lên rượu vang

Lên men malolactic (malolactic fermentation, viết tắt MLF) là quá trình vi khuẩn lactic, chủ yếu loài Oenococcus oeni, chuyển axit malic trong vang thành axit lactic và khí CO2. Kết quả là vang bớt chua, ổn định hơn về vi sinh, và có thể mang mùi bơ. Quá trình này diễn ra ở phần lớn vang đỏ và một số vang trắng, vang nổ (AWRI, 2020).

Lên men malolactic thường được gọi là “lên men thứ cấp”, vì nó xảy ra sau hoặc song song với lên men rượu do nấm men. Đây là một trong những quyết định phong cách quan trọng nhất của nhà làm vang: cho diễn ra hết, chỉ một phần, hay chặn hẳn.

Lên men malolactic diễn ra như thế nào?

Lên men malolactic là một phản ứng khử nhóm carboxyl: enzyme của vi khuẩn lactic cắt một nhóm CO2 khỏi phân tử axit malic, biến nó thành axit lactic. Axit malic có hai nhóm axit, còn axit lactic chỉ có một, nên tổng độ chua của vang giảm (AWRI, 2020).

Oenococcus oeni là loài được chọn cho việc này vì chịu được môi trường khắc nghiệt của vang: cồn cao, pH thấp, ít dinh dưỡng (AWRI, 2020). Vi khuẩn có thể có sẵn trong hầm và thùng, nên quá trình đôi khi tự xảy ra. Phần lớn nhà làm vang hiện nay cấy chủng vi khuẩn chọn lọc để chủ động thời điểm và kết quả.

Có hai cách cấy chính:

Theo AWRI (2020). Nếu đã thêm SO2 lúc nghiền nho, nên cấy vi khuẩn muộn hơn nấm men ít nhất 18–24 giờ.

Quá trình chính trong làm vang, từ nghiền nho đến lên men rượu, có ở bài quá trình lên men rượu vang.

Lên men malolactic làm vang thay đổi ra sao?

Lên men malolactic thay đổi vang ở ba mặt: độ chua, hương vị và độ ổn định.

Độ chua. Độ chua chuẩn độ thường giảm 1–3 g/L và pH tăng khoảng 0,3 đơn vị (Wikipedia, Malolactic fermentation). AWRI đưa ra cách tính cụ thể: mỗi 1 g/L axit malic được chuyển hết làm độ chua chuẩn độ giảm khoảng 0,56 g/L. Một vang có 2 g/L axit malic sẽ giảm khoảng 1,12 g/L độ chua (AWRI, 2020). Vị chua cũng đổi tính chất: axit malic chua gắt như táo xanh, axit lactic chua dịu như sữa chua.

Hương vị. Vi khuẩn Oenococcus oeni chuyển hóa axit citric thành diacetyl, chất tạo mùi bơ. Ngưỡng nhận biết của diacetyl trong vang đỏ khoảng 0,9–2,8 mg/L, và nồng độ trong vang thường vượt ngưỡng này (AWRI, 2020). Ở mức cao, mùi bơ lấn át các mùi khác. Ngoài diacetyl, thử nghiệm của AWRI trên Shiraz và Cabernet Sauvignon cho thấy một số chủng vi khuẩn làm rõ mùi quả mọng đỏ và đen nhờ tạo thêm ester.

Độ ổn định. Axit malic là nguồn carbon cho nấm men và vi khuẩn gây hỏng. Chuyển hết axit malic trước khi đóng chai giúp vang không lên men lại trong chai, không có bọt khí ngoài ý muốn và không sinh mùi lạ. AWRI coi đây là bước quan trọng để ổn định vi sinh cho phần lớn vang đỏ (AWRI, 2020).

Những yếu tố nào giúp hoặc cản lên men malolactic?

Lên men malolactic phụ thuộc mạnh vào nhiệt độ, pH, SO2 và độ cồn. Khi một trong bốn yếu tố ra ngoài vùng thuận lợi, quá trình chậm lại hoặc dừng hẳn.

Nguồn: AWRI, Achieving successful malolactic fermentation (2020). Dư lượng thuốc bảo vệ thực vật và đồng từ vườn nho cũng có thể cản vi khuẩn.

Nhiệt độ còn quyết định lượng diacetyl. Theo AWRI, lên men malolactic ở 18°C cho nhiều diacetyl hơn ở 25°C; thời gian kéo dài và lượng vi khuẩn cấy ít cũng làm tăng diacetyl, trong khi tiếp xúc lâu với cặn men làm giảm nó. Vì thế cùng một giống nho, hai nhà làm vang có thể cho ra hai chai rất khác nhau về mùi bơ.

Vang nào được lên men malolactic, vang nào không?

Quyết định cho lên men malolactic hay không phụ thuộc phong cách vang muốn tạo ra. Gần như mọi vang đỏ đều qua lên men malolactic, còn vang trắng thì tùy giống và tùy nhà làm vang.

Tổng hợp theo AWRI (2020) và Wikipedia, Malolactic fermentation.

Với vang trắng, nhà làm vang có thể cho chỉ một phần lượng vang lên men malolactic rồi phối lại, để giữ độ tươi mà vẫn có kết cấu tròn hơn. Chardonnay là giống nho có phong cách thay đổi nhiều nhất theo quyết định này; hồ sơ giống nho có ở bài giống nho Chardonnay.

Khi muốn chặn, nhà làm vang dùng một hoặc nhiều cách: giữ SO2 tự do khoảng 25–30 mg/L tùy pH, giữ vang ở 10–14°C, lọc qua màng 0,45 micromet khi đóng chai, hoặc thêm lysozyme, một enzyme diệt vi khuẩn lactic, với liều thường dùng 100–500 mg/L (Zoecklein, Virginia Tech; Wikipedia, Malolactic fermentation). Lysozyme hoạt động tốt ở pH 3–4 nhưng có thể làm giảm tannin và màu của vang đỏ.

Lên men malolactic được phát hiện từ khi nào?

Hiện tượng này được quan sát gần 200 năm trước khi được giải thích. Năm 1837, Freiherr von Babo mô tả hoạt động trong thùng vang là “lần lên men thứ hai”. Louis Pasteur phân lập được vi khuẩn trong vang năm 1866, nhưng cho rằng độ chua giảm là do cặn tartrat lắng xuống (Wikipedia, Malolactic fermentation).

Năm 1891, Hermann Müller đưa ra giả thuyết vi khuẩn gây giảm chua, và năm 1913 ông gọi đó là “khử chua sinh học”. Những năm 1930, Jean Ribéreau-Gayon công bố về lợi ích của quá trình này; đến những năm 1950, Émile Peynaud ở Bordeaux đưa lên men malolactic thành bước chủ động trong làm vang, cùng lúc chủng vi khuẩn nuôi cấy bắt đầu có trên thị trường.

Câu hỏi thường gặp

Lên men malolactic có phải là lên men rượu không?
Không. Lên men rượu do nấm men chuyển đường thành cồn. Lên men malolactic do vi khuẩn lactic, chủ yếu Oenococcus oeni, chuyển axit malic thành axit lactic và khí CO2, không tạo thêm cồn. Gọi là lên men vì đây cũng là quá trình chuyển hóa của vi sinh vật trong môi trường không cần oxy.

Vì sao vang Chardonnay có mùi bơ?
Mùi bơ chủ yếu đến từ diacetyl, chất do vi khuẩn Oenococcus oeni tạo ra khi chuyển hóa axit citric trong lúc lên men malolactic. Chardonnay hay được cho lên men malolactic nên dễ có mùi này. Mức diacetyl phụ thuộc chủng vi khuẩn, nhiệt độ, thời gian và việc tiếp xúc với cặn men.

Vang nào thường không lên men malolactic?
Các vang trắng muốn giữ độ chua và mùi quả tươi, như Riesling hay Gewürztraminer, thường được chặn lên men malolactic. Nhà làm vang chặn bằng cách giữ SO2 tự do đủ cao, để vang ở nhiệt độ thấp, lọc vô trùng khi đóng chai hoặc dùng chất ức chế như lysozyme.

Lên men malolactic làm vang giảm chua bao nhiêu?
Độ chua chuẩn độ thường giảm khoảng 1 đến 3 g/L và pH tăng khoảng 0,3 đơn vị. Theo AWRI, mỗi 1 g/L axit malic được chuyển hết làm độ chua chuẩn độ giảm khoảng 0,56 g/L, vì axit lactic chỉ có một nhóm axit thay vì hai như axit malic.

Lên men malolactic diễn ra khi nào?
Cách truyền thống là cấy vi khuẩn sau khi lên men rượu kết thúc. Nhiều nhà làm vang cấy sớm, ngay trong lúc lên men rượu, để quá trình xong nhanh hơn và tránh lúc cồn đã cao. Lên men malolactic cũng có thể tự xảy ra nhờ vi khuẩn có sẵn trong hầm.

Làm sao biết lên men malolactic đã xong?
Nhà làm vang đo lượng axit malic còn lại bằng sắc ký giấy, bộ thử enzyme hoặc HPLC. Theo AWRI, lý tưởng là không còn phát hiện axit malic, thường dưới 0,05 g/L; mức từ 0,1 g/L trở xuống được xem như đã gần hoàn tất và đủ thấp để hạn chế nguy cơ hư hỏng.

Lên men malolactic cần nắm gì?

• Vi khuẩn Oenococcus oeni chuyển axit malic thành axit lactic: vang bớt chua, pH tăng, ổn định hơn.
• Diacetyl tạo mùi bơ; lượng của nó do nhà làm vang điều chỉnh qua chủng, nhiệt độ, thời gian, cặn men.
• Điều kiện thuận lợi: 18–22°C, pH 3,3–3,5, SO2 tổng dưới 30 mg/L, cồn dưới 13%.
• Vang đỏ hầu như luôn qua lên men malolactic; Riesling, Gewürztraminer thường được chặn.
• Lên men malolactic xảy ra trước hoặc song song với giai đoạn ủ; vai trò của thùng gỗ ở giai đoạn sau có ở bài ủ rượu vang trong thùng gỗ sồi. Toàn bộ các khâu làm vang có ở mục quy trình làm rượu vang.