什么是苹果酸-乳酸发酵
酒精发酵是酵母的工作，把葡萄中的糖转化为乙醇。苹果酸-乳酸发酵则是另一回事，由细菌完成。这是一种二次细菌发酵，在大多数红葡萄酒以及部分白葡萄酒和起泡酒中进行。主要的微生物是酒类酒球菌（Oenococcus oeni），这种乳酸菌能够耐受葡萄酒的严苛环境：酒精度高、pH低、营养少。
它的作用可归纳为三点：降低酸度；去除可能成为微生物养分的L-苹果酸，从而使葡萄酒稳定；塑造香气和风味。每一种效果在一款酒中可能受欢迎，在另一款酒中却可能不受欢迎，因此MLF是一项选择，而不是默认步骤。下文依次讨论这三种效果，再看酒窖如何促进或抑制它。
酸度与pH：少了一个酸基
乳酸菌的苹果酸-乳酸酶把L-苹果酸上的一个羧基以二氧化碳的形式脱去，留下L-乳酸：L-苹果酸 → L-乳酸 + CO₂。苹果酸带有两个羧基（酸基），乳酸只有一个。两者互换后，可滴定酸下降，pH上升，酒的酸味也不再那么尖锐。
变化的幅度取决于葡萄酒原有的苹果酸含量，因为反应只能转化已经存在的苹果酸。因此，酸度下降和pH上升的幅度因酒而异。
反应就在葡萄酒本身中进行，无论在罐中还是桶中。放大图里，灰色小球代表碳原子，波尔多红小球代表酸基（羧基）。并非按比例绘制；形状和颜色仅为示意。
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- 罐中或桶中的葡萄酒 — 细菌在酒精发酵之后或与之同时工作
- Oenococcus oeni — 最主要的苹果酸-乳酸发酵细菌；由其苹果酸-乳酸酶完成转化
- L-苹果酸 — 两个羧基（酸基）
- CO₂ — 一个羧基以二氧化碳的形式脱去
- L-乳酸 — 一个羧基：可滴定酸度降低，pH升高
双乙酰：黄油香从何而来
双乙酰（2,3-丁二酮）是部分乳酸菌带来的“黄油感”背后的化合物。它在酒精发酵和苹果酸-乳酸发酵中都可能生成；乳酸菌在代谢葡萄酒中的柠檬酸时产生它。
能否闻到，取决于它所处的酒。在Martineau、Acree和Henick-Kling于1995年发表的研究中，品评小组察觉双乙酰的浓度在霞多丽中为0.2 mg/L，在黑皮诺中为0.9 mg/L，在赤霞珠中为2.8 mg/L；而更早的文献只给出2–3 mg/L这一个阈值。因此，在赤霞珠中察觉不到的量，在霞多丽中可能就能被察觉。
酿酒师手中有调节手段。酒类酒球菌菌株的选择和接种时机，可以把MLF的风格引向黄油感，或引向果味、浆果感。在一项针对冷凉产区葡萄酒的研究中，所比较的几种诱导方法里，自然发生的MLF产生的双乙酰最多。
由一个品评小组测得的阈值（Martineau、Acree、Henick-Kling，1995年）。条形越短，越少的双乙酰就能让人察觉黄油香。
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品评小组察觉阈值（mg/L）
- 霞多丽: 0.2 mg/L
- 黑皮诺: 0.9 mg/L
- 赤霞珠: 2.8 mg/L
稳定性：为什么多数红葡萄酒要完成MLF
对多数红葡萄酒来说，主要原因是微生物稳定性。残留在酒中的苹果酸日后可能成为酵母和细菌的养分，导致腐败、轻微起泡和不良风味。在酒窖中完成MLF，就能在装瓶前去除这一养分来源。
MLF是否完成，要通过检测残余的苹果酸来确认，而不是靠品尝。
什么让MLF启动，什么让它停止
决定MLF成败的酒液因素有四个：酒精、pH、温度和二氧化硫（SO₂）。有利条件是：18–22 °C、pH 3.3–3.5、总SO₂低于30 mg/L、酒精度低于13%（体积分数）。低于16 °C或高于25 °C、pH低于3.1、总SO₂高于40 mg/L或酒精度高于14%（体积分数）时，条件不利。
乳酸菌对分子态SO₂极为敏感，因此，准备进行MLF的葡萄酒不应含有可检出的游离SO₂或分子态SO₂。这个pH范围是一种折中：pH越低，SO₂对细菌的毒性越强；pH越高，腐败微生物越容易生长。反过来读这份清单，就能看出哪些条件会抑制MLF。
参考值：左列条件有利于MLF，右列条件则对其不利。
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| 有利 | 不利 | |
|---|---|---|
| 温度 | 18–22 °C | 低于16 °C或高于25 °C |
| pH | 3.3–3.5 | 低于3.1 |
| 总SO₂ | 低于30 mg/L | 高于40 mg/L |
| 酒精度 | 低于13%（体积分数） | 高于14%（体积分数） |
促进还是抑制
在白葡萄酒和起泡酒中，可以自由选择。由于MLF会降低酸度，并可能带来黄油香，想保留白葡萄酒尖锐酸度和一类果香的酿酒师可能会避免它，而追求更柔和的酸度或黄油香的酿酒师则可能会促进它。两者都不是由葡萄品种决定的规则。
要抑制MLF，酒窖会让酒保持在不利的条件下，尤其是低于16 °C的温度和高于40 mg/L的总SO₂。这些条件只是让MLF难以完成，并不能保证它不会发生。此外，没有经过MLF的酒会保留苹果酸，它可能成为酵母和细菌的养分，因此前文所说的稳定性问题依然存在。
如果要进行MLF，时机也是一种选择：在酒精发酵之后加入细菌，两种发酵便先后进行；在酒精发酵过程中加入，即同时接种，两种发酵则相互重叠。
在杯中解读MLF
经过MLF的酒，酸度通常更低、更柔和。如果菌株和条件产生了足够的双乙酰，可能会出现黄油香；在霞多丽中，少量就可能被察觉。没有经过MLF的酒保留了苹果酸，口感更尖锐。
黄油香并不能证明进行了MLF，没有黄油香也不能证明避免了MLF：双乙酰在酒精发酵中也会生成，而且有些菌株正是因为带来果味而非黄油感才被选用。把香气当作线索，把酸度当作更可靠的信号，若生产者公开了技术资料，那才是答案。
练习一：反应及其效果
题目：写出苹果酸-乳酸发酵的总反应式，并说明它对葡萄酒的三项主要影响。
参考答案：L-苹果酸 → L-乳酸 + CO₂，主要由酒类酒球菌完成。（1）酸度：苹果酸有两个羧基，乳酸只有一个，因此可滴定酸下降、pH上升；变化幅度取决于原有苹果酸的含量。（2）稳定性：去除了可能成为酵母和细菌养分的苹果酸，使酒免于日后的腐败、轻微起泡和不良风味。（3）香气与风味：细菌可由柠檬酸生成双乙酰，带来黄油香；其明显程度取决于酒款（在一项品评小组研究中，霞多丽为0.2 mg/L，赤霞珠为2.8 mg/L）。
评分标准（10分）：反应式与微生物（3分）；酸度和pH的变化及原因（3分）；稳定性（2分）；双乙酰及其随酒款而异（2分）。
练习二：避免还是促进MLF
题目：一家酒厂酿造一款芳香型高酸白葡萄酒和一款桶中发酵的霞多丽。请解释为何前者可能避免MLF、后者则促进MLF，并列出两项能抑制MLF的酒窖条件及其数值。
参考答案：芳香型白葡萄酒的目标是保留尖锐的酸度和一类果香；MLF会降低酸度，并可能加入与果香相竞争的黄油香。对霞多丽而言，MLF使酸度柔和，可加入在这款酒中容易察觉的黄油香（一个品评小组在霞多丽中于0.2 mg/L察觉到双乙酰），并在装瓶前去除苹果酸。抑制MLF的条件：保持低温（低于16 °C为不利条件）；保持较高的SO₂（总SO₂高于40 mg/L为不利）。这些条件只是让MLF难以发生，并不能保证它不会发生；芳香型白葡萄酒中留下的苹果酸仍可能成为酵母和细菌的养分。
评分标准（10分）：两款酒各自的风格理由（4分）；两项条件及其数值（4分）；指出这些条件并非保证、苹果酸仍然存在（2分）。
酒窖条件
- 温度、pH、SO₂和酒精度决定乳酸菌能否工作
细菌代谢
- 酒类酒球菌把L-苹果酸转化为L-乳酸和CO₂，并可由柠檬酸生成双乙酰
杯中表现
- 酸度更柔和，可能带黄油香，酒更稳定；若不进行MLF，则保留尖锐的酸度
常见问题
苹果酸-乳酸发酵对葡萄酒有什么作用？
它把带两个酸基的L-苹果酸转化为只带一个酸基的L-乳酸和CO₂。结果是可滴定酸下降、pH上升，去除了微生物日后可能利用的苹果酸，香气也可能改变，例如带来有黄油香的双乙酰。
为什么多数红葡萄酒要进行MLF？
主要是为了稳定。残留在酒中的苹果酸日后可能成为酵母和细菌的养分，引起腐败、轻微起泡和不良风味；在装瓶前完成MLF就能消除这一风险。
酿酒师如何避免MLF？
让酒处于对乳酸菌不利的条件下：这类条件包括低于16 °C的温度和高于40 mg/L的总SO₂。这些条件只是让MLF难以完成，并不能保证它不会发生；而留在酒中的苹果酸仍可能成为酵母和细菌的养分。
双乙酰在什么浓度下能被闻到？
取决于酒款。在一项品评小组研究中，察觉阈值在霞多丽中为0.2 mg/L，在黑皮诺中为0.9 mg/L，在赤霞珠中为2.8 mg/L。
信息来源
- 澳大利亚葡萄酒研究所（AWRI）— 如何成功完成苹果酸-乳酸发酵（资料单，2020年9月更新）
- AWRI — 红葡萄酒中的苹果酸-乳酸发酵（资料单，2024年11月更新）
- AWRI — 利用苹果酸-乳酸发酵调整葡萄酒风格（资料单）
- AWRI Technical Review 218 — MLF同时接种（Bartowsky）
- Martineau、Acree、Henick-Kling（1995）《葡萄酒类型对双乙酰察觉阈值的影响》，Food Research International 28(2): 139–143
- 不同苹果酸-乳酸发酵诱导技术对冷凉产区葡萄酒双乙酰代谢及芳香酯合成的影响（开放获取论文，PubMed Central）
- 苹果酸-乳酸发酵：老问题的新方法（开放获取综述，PubMed Central）
