在葡萄酒发酵研究中，非酵母菌可将农药残留减少多达 53

蒙彼利埃大学（University of Montpellier）最近的一项研究为葡萄酒酵母在发酵过程中如何与铜和杀虫剂相互作用提供了新的见解，对葡萄酒质量和环境安全都有重要影响。这项发表在《OENO One》杂志上的研究考察了 13 株葡萄酒酵母，包括广泛使用的酿酒酵母和几种非酿酒酵母，如 Metschnikowia、Starmerella 和 Torulaspora。研究小组试图了解这些酵母菌对铜和 23 种常用葡萄园杀虫剂的反应，以及它们在发酵早期从葡萄汁中去除这些物质的效果。

这项研究的动机是人们对葡萄汁和葡萄酒中存在的异生物物质（农药和重金属等外来化学物质）的持续关注。在传统葡萄栽培中，合成杀虫剂被广泛用于保护葡萄藤免受病虫害。有机葡萄园虽然避免使用大部分合成化学物质，但也经常使用铜基处理剂来控制真菌感染。这两种方法都会在收获的葡萄中留下残留物，这些残留物会进入葡萄汁，并有可能进入成品葡萄酒中。这些残留物不仅会影响健康，还会干扰发酵过程本身。

为了研究这些问题，研究人员使用添加了铜或杀虫剂混合物的合成葡萄汁进行了受控发酵，其浓度反映了实际葡萄园条件下的浓度。他们监测了酵母的生长、发酵活性（通过二氧化碳释放量测量）、细胞活力以及随着时间推移葡萄汁中残留的铜和杀虫剂水平。

结果表明，即使铜在有机葡萄园的典型浓度（高达 7.5 毫克/升）下，对大多数酵母菌株的生长或发酵性能也几乎没有影响。只有少数酵母菌株（一种酿酒酵母菌和两种非酿酒酵母菌）在接触铜后出现活力下降或发酵缓慢的现象。对于大多数酵母来说，铜在发酵 48 小时内就能从葡萄汁中有效去除。即使在加入乙醇模拟发酵结束后，铜的去除率也很稳定，这表明铜一旦被酵母细胞螯合，就不会轻易释放回葡萄酒中。

相比之下，接触杀虫剂对酵母活性的影响要明显得多。当杀虫剂存在时，所有测试菌株的发酵速度都有一定程度的减慢，非酵母菌尤其敏感。许多菌株产生二氧化碳的最大速率显著下降，这表明杀虫剂能直接抑制酵母的新陈代谢或降低细胞活力。不过，尽管存在这种抑制作用，大多数酵母菌在发酵 70 小时后仍能保持较高的活力（超过 90%）。

在解毒方面--酵母从葡萄汁中去除这些物质的能力--结果喜忧参半。大多数菌株都能有效地去除铜，而与菌种或总体生长速度无关；这种能力似乎高度依赖于菌株，而不是菌种特异性。这种机制被认为是通过金属硫蛋白等蛋白质或其他细胞成分与细胞内或细胞壁上的铜离子结合。

农药解毒的效率较低，而且不同菌株和农药类型之间的差异较大。虽然所有酵母菌都能在一定程度上降低葡萄汁中的农药总含量（70 小时后的残留浓度为初始浓度的 47% 至 76%），但非酵母菌在这方面的表现普遍优于酿酒酵母菌。有些农药很容易被所有菌株去除（如氰虫酰胺和唑虫酰胺），而有些农药（如福美双）则完全无法解毒。效率与酵母种群大小或整体发酵活性无关，似乎与每种菌株的具体特性有关。

研究还发现，接触农药会以微妙的方式改变酵母的新陈代谢。敏感菌株增加了甘油--一种参与渗透调节的化合物--和醋酸的产量，醋酸对脂质生物合成和膜完整性非常重要。这些变化可能反映了对破坏膜的异生物体造成的压力的适应性反应。

这些发现对寻求最大限度减少产品中化学残留的酿酒师和有机种植者具有实际意义。通过精心挑选解毒能力强的酵母菌株（尤其是非酵母菌），也许可以在装瓶前降低葡萄汁中的铜和农药含量。这样既能提高葡萄酒质量，又能解决消费者对化学污染物的担忧。

研究人员提醒说，要充分了解这些解毒过程背后的遗传和生理机制，还需要做更多的工作。进一步的研究还需要考察在天然葡萄汁（含有多酚和其他固体物质）而不是合成介质中是否会出现类似的结果，以及不同的农药组合或浓度如何影响酵母的性能。

这项研究强调了葡萄酒酵母在应对现代农业引入的环境污染物方面的适应性和多样性。研究还指出了生物解决方案--利用精选的微生物来应对传统上仅通过化学或物理手段来管理的挑战。随着人们对可持续酿酒方法的兴趣与日俱增，这些发现可能有助于指导未来的战略，从而酿造出更清洁的葡萄酒和更健康的葡萄园生态系统。