ワイン醸造の生物学的プロセスは、いくつかの酵素の作用によって引き起こされる一連の生化学的変換の結果です。これらの酵素の多くはブドウ自体に由来します。さらに、ブドウ、酵母および他の微生物の内因性酵素は、ワイン醸造の条件下ではしばしば効率的でも十分でもないため、市販の酵素製剤が補助として広く使用されています。市販の酵素製剤のうち、いくつか（ペクチナーゼ）はワイン醸造で非常によく使われていますが、他のもの（ウレアーゼ）はあまり広く使われていません。典型的なワイン醸造プロセスと酵素は図1に示されています。

図1. 酵素が添加される段階を示す赤ワインの典型的な製造プロセス（Ray, et al. 2017）

酵素を用いたマセレーションの改善

色は赤ワインの予備的評価において最も重要な属性の一つです。色の濃いワインは通常、高い品質評価と関連付けられます。アントシアニンは、これらの分子および他のフェノール化合物との相互作用が赤ワインの色と熟成中の安定性に関与するため、赤ワインの官能品質に大きく寄与します。外因性酵素は、果皮からアントシアニンの抽出を加速し、結果として得られるワインの色の強度を高めるために、赤ワイン醸造で広く使用されています。市販の酵素製剤は主に、ペクチン分解活性（ポリガラクツロナーゼ、ペクチンメチルエステラーゼ、ペクチンリアーゼ）、セルラーゼ、ヘミセルラーゼ、酸性プロテアーゼの活性によって特徴付けられます。

酵素を用いた清澄、ろ過および収率の向上

清澄やろ過の改善、圧搾効率および果汁抽出量の増加のために市販酵素（例：ペクチナーゼ、キシラナーゼ、グルカナーゼ、プロテアーゼ）を添加することは、ワイン醸造において一般的な手法です。ペクチナーゼはワイン醸造で最も重要な酵素です。セルロース、ヘミセルロース、リグニンとともに、ペクチン化合物はブドウ細胞壁の一部を形成し、細胞間の接着剤として働き、細胞壁に一貫性を与えます。これらの細胞構造の破壊は、主に果肉や果皮に含まれる物質の抽出を促進します。ペクチン分解酵素はこれらの化合物を分解し、果汁の抽出および清澄プロセスを改善します。また、果皮や果肉に含まれる香りや色に影響を与える物質の抽出も促進します。

β-グルカナーゼによる澱上熟成の補助

ワインでは、アルコール発酵が終了した後、ワインの特性に応じて可変期間の澱上熟成が行われます。澱は主に微生物（酵母や細菌）で構成され、少量の酒石酸や無機物も含まれます。澱上熟成中、ワイン酵母の自己分解（オートリシス）が起こり、ワインの化学的および官能的特性が変化します。酵母の自己分解は、加水分解酵素（β-グルカナーゼやプロテアーゼなど）の作用による高分子の加水分解を伴い、さまざまな化合物がワイン中に放出されます。ペプチド、アミノ酸、脂肪酸、ヌクレオチドは酵母細胞質から、グルカンやマンノプロテインは酵母細胞壁から供給されます。これらの化合物はワインの官能特性や安定性、スパークリングワインの泡立ちに大きく関与します。澱上熟成期間は、望ましいワインの特性に応じて変動しますが、長期間はワインの品質向上に寄与します。この長期間を短縮し、酸化や微生物汚染のリスクおよび高い生産コストを低減するために、β-グルカナーゼを豊富に含む酵素製剤が利用できます。外因性グルカナーゼは、細胞壁β-グルカン鎖のβ-(1-3)およびβ-(1-6)-グリコシド結合の加水分解を触媒し、細胞壁を段階的に分解して酵母の溶解を加速します。

酵素を用いたワインアロマの強化

ブドウの品種アロマは、揮発性の遊離香気成分（主にモノテルペン、C13-ノリスプラノイド、ベンゼン誘導体、長鎖脂肪族アルコール）と、無臭の非揮発性グリコシド結合体から構成されます。グリコシド結合型香気成分は、グルコースおよび二糖類グリコシド中のラムノース、アラビノース、アピオースによって構成されます。これらのグリコシド型アロマ前駆体は、外因性グリコシダーゼを用いることで香気成分に変換できます。通常、このプロセスは2段階反応で行われます。まず、α-ラムノシダーゼ、α-アラビノシダーゼ、またはβ-アピオシダーゼが基質の糖部分に応じて末端糖を遊離し、次にβ-グルコシダーゼが芳香性アグリコンとグルコースを遊離します。

グリコシド型アロマ前駆体は、ブドウおよびS. cerevisiae由来グリコシダーゼの効果が非常に限定的であるため、ワイン醸造操作中も安定していることが示されています。そのため、ワインアロマを強化するための活性酵母、菌類および細菌由来グリコシダーゼの選択が広く研究されています。現在、Aspergillus niger由来のグリコシダーゼを豊富に含む市販製剤が利用可能です。これらの菌類酵素はワイン醸造条件下で活性を示しますが、グルコースによる阻害を受けるため、発酵終了時に添加する必要があります。

参考文献

関連サービス

工業用酵素製造

関連製品

食品・飲料用途
健康・ダイエット・栄養

サービスの詳細については、お問い合わせください。

1. Ray, Ramesh C.、Cristina M. Rosell 編著『食品応用における微生物酵素技術』CRC Press、2017年。