Как изменение климата может повлиять на микробы, которые ферментируют виноград и придают вину его особый вкус

Изменение климата затрагивает и производство продуктов питания и напитков, включая виноделие. В Новой Зеландии виноделие — важная отрасль с экспортом более 2 млрд новозеландских долларов в год.

Ранее исследования уже связывали с климатическими изменениями такие характеристики виноградной лозы, как цветение и созревание сахара в ягодах. Однако микробам, осуществляющим ферментацию, уделялось мало внимания.

Новое исследование изучает, как дрожжи, бактерии и грибы могут быть затронуты изменениями температуры и количества осадков.

Микробы, вино и желанная золотая медаль

Без микробов у нас есть только виноградный сок. Установлено, что отдельные штаммы дрожжей (чаще всего Saccharomyces cerevisiae), используемые для ферментации, играют ключевую роль в образовании ряда химических соединений, влияющих на вкус, аромат и текстуру вина. «Хороший» штамм может означать разницу между золотой наградой и посредственным вином.

Коммерческие виноделы часто используют проверенные штаммы от поставщиков для обеспечения предсказуемости процесса и стабильности продукта. Тем не менее, в каждой партии сусла уже присутствует собственное разнообразное сообщество микроорганизмов, некоторые из которых начинают влиять на вино.

Некоторые виноделы отказываются от добавления коммерческих дрожжей, полагаясь на аутохтонную микрофлору винограда. Этот процесс называют спонтанной или «дикой» ферментацией. В таких случаях роль и разнообразие этих микробов критически важны для развития и качества вина. Исследования показывают, что микробные популяции в конкретном винодельческом регионе могут быть уникальными, внося вклад в терруар вина.

Но что, если они меняются со временем и в разных климатических условиях?

Климатические факторы и меняющиеся микробы

В сотрудничестве с органическим винодельческим хозяйством Greystone Wines в Норт-Кентербери исследователи изучили, как менялись микробные экосистемы (дрожжи, бактерии и грибы) в органическом виноделии между урожаями.

Они проанализировали сусло (виноградный сок, отобранный во время ферментации) вин Pinot Noir, подвергавшихся воздействию диких микробов в винодельне и винограднике в 2018 и 2021 годах.

Образцы подвергли молекулярно-генетическому анализу — «метабаркодированию». В этом процессе используются универсальные генетические маркеры, найденные у всех известных бактерий, грибов и дрожжей, для описания разнообразия и распределения микробов в образцах, взятых в разное время производства.

Результаты были поразительными. Образцы урожая 2018 года содержали определенные организмы, которые, казалось, полностью отсутствовали в урожае 2021 года, и наоборот.

Были обнаружены значительные различия между урожаями, наиболее разительные — для бактерий (12 из 16 организмов присутствовали в одном урожае, но отсутствовали в другом). Для видов грибов и дрожжей 6 из 12 организмов колебались между урожаями.

Вероятной причиной этих различий являются изменения температуры и количества осадков. Используя общедоступные климатические данные о влажности, температуре и осадках для моделирования различий, исследователи определили, что особенно температура, но также и влажность могут быть важными факторами, влияющими на состав различных популяций микробов. Среднее количество осадков в каждый из производственных периодов также сильно различалось.

Последствия климатических изменений и микробного разнообразия для вин

Ферментативные дрожжи — основные агенты, превращающие сахар винограда в алкоголь, что является основной реакцией виноделия. Они также помогают производить ряд других химических веществ, связанных с общим вкусом и восприятием вина.

Разные штаммы дрожжей производят разные соединения. Даже на ранних стадиях ферментации определенные дрожжи могут влиять на общее качество вина. Большинство бактерий плохо приспособлены к суровой среде вина (этанол токсичен); однако некоторые могут размножаться, и известно, что часть из них вызывает порчу.

Как и дрожжи, любая бактерия, способная расти в виноградном соке, будет выделять в вино химические вещества. Будут ли эти химические вещества ощутимы, благоприятны или нежелательны для человека, полностью зависит от индивидуального соединения.

Некоторые из наблюдаемых организмов ожидаемы и хорошо адаптированы к винной среде. Однако доминирование бактерии Tatumella, ранее обнаруженной в винодельческих регионах за рубежом, особенно поразительно в урожае 2021 года. Ее роль неизвестна.

Пока неизвестно, влияют ли изменения в микробном разнообразии на вкусовые профили этих двух урожаев. Однако разумно предположить, что изменения в микробных популяциях при виноделии связаны с различиями в климатических факторах.

Поэтому важно понимать полную степень воздействия изменения климата на виноделие, чтобы лучше подготовиться к защите отрасли.