Portret van een minder bekend gistingsproces: de malolactische gisting

03/04/2020 - Wanneer de tijd van de oogst is aangebroken, denken we ook al meteen aan de grootste ceremonie van de fermentatie, het proces dat de geboorte schenkt aan de vruchten des genoegens, soms ook de vruchten der zonde, de alcoholische gisting.

Hoewel wij al in feeststemming komen, zijn de wijnen op dat ogenblik nog lang niet zover en bekijken het nog wat “cru”. Ze geven nu alle versheid van de druiven prijs, ondersteund door het onstuimige van de zogenaamde “secundaire” fermentatiearoma’s en een uitgesproken zuurheid. Voor een groot aantal witte en roséwijnen zijn dit gezochte eigenschappen, die bij het op flessen trekken dan ook worden bewaard. De rode wijnen en sommige clairets en witte wijnen, vooral degene die bedoeld zijn om te verouderen, ondergaan echter nog een tweede gistingsproces, de “malolactische” gisting genoemd. Deze gisting zorgt ervoor dat de wijn soepeler, taaier en ronder wordt en dat de zuurheid afzwakt.

De kracht achter de gisting

In tegenstelling tot de alcoholische gisting, is het bij dit tweede fermentatieproces niet de gist, maar zijn het de bacteriën die deze taak op zich nemen. Eigenaardig genoeg worden dezelfde bacteriën die men bij onze vruchtensappen verwijdert of uitschakelt, hier net geïnviteerd om zich te komen nestelen.
In de wereld van het oneindig kleine leven gist en bacteriën zij aan zij; ze delen de natuur en zijn rijkdommen. Nu eens maakt de ene, dan weer de andere zich plaatselijk meester van de voedingsbodem, al moeten we zeggen dat de bacteriën in het voordeel zijn.
Er bestaan allerlei soorten bacteriën, onderling verschillend wat betreft familie, type, soort of stam. Op het vlak van de oenologie zijn we vooral geïnteresseerd in wat ze doen of produceren. Er bestaat dan ook een onderscheid tussen de melkzuurbacteriën en de azijnzuurbacteriën. Wij richten onze aandacht op de melkzuurbacteriën.
Bacteriën zijn uiterst eenvoudige organismen die bestaan uit een omhulsel, een membraan, cytoplasma en een DNA-structuur. De DNA-structuur bevat de planning, het cytoplasma doet dienst als reserve voor de energetische voedingsbodem en de eigen productie en hij bevat enzymen, het membraan regelt de uitwisseling met de externe omgeving, en het omhulsel vormt het verdedigingsorgaan.
Met het blote oog – en de hulp van een microscoop – kun je twee families van melkzuurbacteriën onderscheiden: die met een ronde vorm, coccen genoemd, en die in de vorm van een staafje, bacillen genoemd. De vorm wordt bepaald door het omhulsel; dus als je de bacillen van hun jasje ontdoet, nemen ze eveneens een ronde vorm aan.
Wanneer je hun stamboom bekijkt, zie je dat de twee families zelf ook uit nog talrijke soorten bestaan. De twee bekendste zijn de leuconostoc, in de familie van de coccen, en de lactobacillus, in de familie van de bacillen.
Op de druiven in de wijngaard tref je beide vormen aan, met echter een meerderheid aan bacillen. In de wijnkelder zijn ze zowat in ieder hoekje te vinden. Ze vermeerderen zich ontzettend snel en voor beide families op een verschillende wijze, maar ook binnen elke familie anders, volgens de soort en in functie van het vinificatiestadium.

De knowhow van de bacteriën

Bacteriën zijn organismen die, zoals trouwens elk individu, moeten ademen. Wanneer ze zich in een aëroob milieu bevinden, gebruiken ze de moleculaire zuurstof als hulpmiddel voor de toekomstige redoxreactie, maar als ze zich in een anaërobische situatie bevinden, moeten ze voor de stofwisseling een nieuw systeem voor redoxreactie inschakelen, namelijk de fermentatie. Naargelang de voedingsbodem die ze gebruiken en de techniek die ze aanwenden, produceren ze andere verbindingen.
Net zoals gist kunnen ook bacteriën suikers omzetten in ethanol, maar met een productie van ethanal en lactaat, en ze kunnen glycerol produceren via de glycolytische afbraak, net zoals gist. Langs een andere metabolische weg produceren ze rechtstreeks lactaat.
Ze kunnen het glycerol zo nodig afbreken tot acroleïne. Deze verbinding zet zich vast op de fenologische verbindingen en zorgt zo voor een uitgesproken bitter geheel: dat noemt men de ziekte van de bitterheid.  Het komt echter zelden voor, want de stammen die dit soort stofwisseling aankunnen, zijn niet zo talrijk.
De lactobacillus kan zich vastzetten op het wijnsteenzuur en produceert dan azijnzuur, butaan2-ol en barnsteen- of melkzuur, al naargelang de soort: dat noemt men de ziekte van het verzuren.
Ze kan het citroenzuur afbreken waaruit azijnzuur en azijnzuurverbindingen ontstaan, zoals de diacethyl met een toetsje van boter. Leuconostos oenos doet dat regelmatig wanneer het appelzuur is uitgeput. Er bevindt zich weinig citroenzuur in wijn, maar toch genoeg om de karakteristieke botertoetsjes naar boven te brengen.
En uiteraard kunnen ze ook het appelzuur omzetten, dat na het wijnsteenzuur het tweede belangrijkste zuur is. Ze brengen een decarboxylatie van het appelzuur teweeg; het is dus een fermentatie waarbij, zoals bij de alcoholische fermentatie, koolzuurgas ontstaat dat zorgt voor de transformatie naar melkzuur. Dit proces leidt tot een ontzuren, omdat het appelzuur twee zurige eigenschappen bevat (COOH), waarvan er een gebruikt wordt voor de CO2.
De malolactische gisting wordt bij de vinificatie gerealiseerd door leuconostoc oenos en dat werkt vervolgens in op het citroenzuur; een malolactische gisting is niet mogelijk zonder een verhoging van de vluchtige zuren.

Voeding en groeifactoren

Bepaalde elementen zijn onmisbaar voor een goede ontwikkeling van de bacteriën, maar ze zijn allemaal in wijn aanwezig en voor hen is er van voedseltekort geen sprake.
De bacteriën hebben vitamines nodig (pantotheenzuur, nicotinezuur, thiamine…), oligo-elementen (kalium, magnesium, mangaan…), stikstof onder de vorm van aminozuren of proteïnezuren, suiker, purine- en pyramidinebasen.
Gunstige milieuomstandigheden zijn ook noodzakelijk. Een pH (zuurtegraad) die tussen 4,8 en 5 ligt, is voor hun ontwikkeling optimaal; een pH lager dan 3, verhindert hun toename. Er bestaat een pH-drempel voor de degradatie van de verschillende substanties, dat wil zeggen dat de pH een voorwaarde is voor de keuze van de verbindingen (zuren en suikers).
De gunstigste temperatuur ligt tussen 19 en 20°C. Indien de temperatuur te laag is, kan de fermentatie niet op gang komen, of heel traag verlopen. Als het in de herfst te koud is en de wijnmaker niet over de nodige middelen beschikt om zijn gistkuipen te verwarmen, kan de malolactische gisting aanslepen tot het eind van de winter. De bacteriën zijn ook gevoelig voor temperatuurschommelingen; een negatieve schommeling van 5°C gedurende de malolactische gisting, kan de hele bacteriëncolonie uitroeien.
Het alcoholgehalte is eveneens een factor waarmee rekening dient te worden gehouden. Hoe hoger het alcoholgehalte, hoe moeilijker de bacteriën zich ontwikkelen. Dit is een selectiefactor voor de stammen.
Leuconostoc oenus is een van de meest resistente bacteriën en daarom is deze bacterie verantwoordelijk voor de malolactische gisting in de wijnkelders.
Het SO2 (zwaveldioxide) speelt een belangrijke rol. Het bestaat onder twee vormen: het vrije SO2 en het gecombineerde SO2. Bij het begin van de alcoholische fermentatie is er veel vrij SO2 aanwezig. Omdat bacteriën daaraan veel gevoeliger zijn dan gist, vormen het een remmende factor. Tegen het eind van de fermentatie echter, is er vooral gecombineerd SO2 aanwezig en kunnen de bacteriën zich beginnen te ontwikkelen.

Bacterie contra gist: de wedstrijd

Wanneer de oogst in de kelder is beland, ontwikkelen zich in de gistkuip gist en bacteriën. De bacteriën verdwijnen ook niet uit de gistkuip wanneer de alcoholische fermentatie volop aan de gang is, maar wachten gewoon hun beurt af.
Dit punt is erg belangrijk omdat de bacteriën veel krachtiger en onafhankelijker zijn dan de gist en op gelijk welk ogenblik kunnen ze dan ook de overhand krijgen. Dat vraagt van de wijnbouwer veel geduld en een uiterste nauwkeurigheid.
Indien de pH van de most zwak is, ontwikkelt de gist zich wel, maar de bacteriën niet. Indien de pH daarentegen hoog is, ontwikkelen zowel de gist als de bacteriën zich. Het is dus noodzakelijk voldoende sulfiet toe te voegen om de bacteriën te vernietigen. Deze risico’s voor de ontwikkeling van de bacteriën nemen toe bij een overrijpe oogst, waarin de bacteriepopulatie zich al flink heeft geworteld. Die toename ontstaat ook bij een tekort aan aminozuren, waardoor de gist zich niet kan ontwikkelen.

Dit gevaar is eveneens aanwezig wanneer de alcoholische fermentatie op gang komt, en is aan het eind van de fermentatie van doorslaggevend belang. De wijnmaker moet de zaak dan ook ononderbroken in de gaten houden. De gistpopulatie belandt nu in een kritieke fase; ze bevindt zich vaak in een stationaire voortplantingsfase en raakt uitgeput door de actieve stofwisseling en de verzadiging aan alcohol die ze produceert. De gist begint langzaam af te sterven en zichzelf te ontbinden; er komen aminozuren, peptide, purine en pyramidine vrij.
De bacteriën vragen niet beter; ze kunnen zich eindelijk beginnen te ontwikkelen. Omdat ze bovendien heel andere eigenschappen hebben dan degene die voor de overleving van gist noodzakelijk zijn, veroorzaken ze een stilstand in de alcoholische fermentatie. De bacteriën verheugen zich over de overblijvende suikers… en dan gebeurt het: de melkzuurinjectie.

Indien de gist en de omgeving daarentegen optimaal werden voorbereid om een goede fermentatie tot stand te brengen (zie de artikels over gist), zal tijdens fase van verval een volledige fermentatie van de suikers plaatsvinden. Wanneer de bacteriën zich niet onmiddellijk beginnen te ontwikkelen, kan men de gistkuip (als het rode wijn is) enkele dagen laten macereren en dan afgieten.
Het alcoholrijke milieu geeft de voorkeur aan de leuconostoc oenos en wanneer de temperatuur van de wijn rond de 20°C ligt, beginnen de bacteriën hun stormloop; ze gebruiken het appelzuur als voedingsbodem voor de fermentatie. Soms komt die fermentatie ondanks alles toch slecht op gang. Dan kan men zijn toevlucht nemen tot een kweekproef door het aanmaken van een gistkuipbasis met wijn waarin de malolactische gisting reeds op gang kwam, of tot een gistbereiding met gevriesdroogde stammen. In dergelijk geval is het eveneens wenselijk gistschors toe te voegen, of producten die de gist vanzelf afbreken, om ze wat “opwekkende” stoffen toe te dienen.

De malolactische gisting duurt langer dan de alcoholische en hangt vooral af van een constante temperatuur en de hoeveelheid appelzuur bij de aanvang. Ze kan van een tot drie weken duren. De bacteriën zetten beetje bij beetje het appelzuur om in melkzuur; aan het eind van de fermentatie is het appelzuur uitgeput en de bacteriën fermenteren het citroenzuur.

Balans van de “malolactische”  gisting

Aan het eind houdt men wijn over die minder zuur en soepeler is, en duidelijk een toetsje van melk vertoont, dat echter tijdens de rijping verdwijnt. Toetsen van boter die afkomstig zijn van de fermentatie van het citroenzuur, kunnen die indruk nog versterken. Het vluchtige is eveneens verhoogd. De primaire aroma’s werden zachter en de intensiteit van de kleur neemt af. De wijnen lijken in hun geheel ronder, soepeler en evenwichtiger, minder arrogant ook.
De wijnen zijn biologisch stabiel geworden. De bacteriën tasten het wijnsteenzuur, dat een hoge pH nodig heeft, niet meer aan (een pH hoger dan 3,6 dus, wat niet het geval is bij goed gemaakte wijnen).

Deze fermentatie is, in tegenstelling tot de alcoholische fermentatie, voor de wijnmaker moeilijk te controleren, want hij kan de evolutie ervan alleen in de gaten houden door het doseren van de appel- en melkzuren, iets wat technisch niet haalbaar is en alleen in een laboratorium kan gebeuren. Hij kan echter wel zijn toevlucht nemen tot “chromatografiepapier”. Bij deze methode dient de wijnmaker te volgen hoe de kleurvlek vordert op een vloeipapier dat gedrenkt is in een bak wijn met een kleurindicator. Maar bij deze methode kan men niets meten, je kunt alleen zien of de “malo” al dan niet begonnen is en voortgezet wordt. De wijnmaker moet dus vooral uiterst zorgvuldig tewerk gaan en de grootste aandacht besteden aan alle aangrenzende elementen wil hij de vinificatie tot een goed einde brengen.

Die tweede fermentatie gebeurt vaak alleen voor de stabiliteit van de wijnen, vooral wat betreft de witte wijnen die voor distillatie zijn bestemd (armagnac en cognac) en degene die bedoeld zijn voor het maken van champagne en andere crèmants. Helaas komt deze stabiliteit niet tot stand zonder een verandering van de primaire aroma’s en een toename van de vluchtigheid. Momenteel onderzoeken een aantal laboratoria de mogelijkheid om deze ontzuring te realiseren door het gebruik van enzymen in plaats van de malolactische bacteriefermentatie.

Voor meer “Oeno”, klik hier 

Geef een reactie