กระบวนการ หมักในการทำไวน์จะเปลี่ยนน้ำองุ่น ให้กลาย เป็นเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ ในระหว่างการหมัก ยีสต์จะเปลี่ยนน้ำตาลที่มีอยู่ในน้ำองุ่นให้เป็นเอทานอลและคาร์บอนไดออกไซด์ (เป็นผลพลอยได้ ) ในการทำไวน์อุณหภูมิและความเร็วของการหมักเป็นสิ่งสำคัญที่ต้องพิจารณา เช่นเดียวกับระดับออกซิเจนที่มีอยู่ใน น้ำ องุ่นในช่วงเริ่มต้นของการหมัก ความเสี่ยงของการหมักหยุดชะงักและการเกิดข้อบกพร่องของไวน์ หลายประการ อาจเกิดขึ้นได้ในระหว่างขั้นตอนนี้ ซึ่งอาจกินเวลาตั้งแต่ 5 ถึง 14 วันสำหรับการหมักขั้นต้นและอาจใช้เวลาอีก 5 ถึง 10 วันสำหรับการหมักขั้นที่สองการหมักอาจทำในถังสแตนเลส ซึ่งเป็นเรื่องปกติสำหรับไวน์ขาวหลายชนิด เช่นรีสลิงในถังไม้แบบเปิด ภายในถังไม้โอ๊คและภายในขวดไวน์เอง เช่นเดียวกับการผลิตไวน์สปาร์คลิ่งหลายชนิด^{[ 1 ] [ 2 ]}

การเกิดขึ้นตามธรรมชาติของการหมักหมายความว่ามนุษย์อาจสังเกตเห็นมันครั้งแรกเมื่อนานมาแล้ว^{[ 3 ]}การใช้คำว่า "การหมัก" ที่เกี่ยวข้องกับการทำไวน์ในยุคแรกๆ นั้นหมายถึง "การเดือด" ที่เกิดขึ้นภายในน้ำองุ่นอันเนื่องมาจากปฏิกิริยาแบบไม่ใช้ออกซิเจนของยีสต์กับน้ำตาลในน้ำองุ่นและการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ คำว่า fervere ในภาษาละติน มีความหมายตรงตัวว่าเดือดในช่วงกลางศตวรรษที่ 19 หลุยส์ ปาสเตอร์สังเกตเห็นความเชื่อมโยงระหว่างยีสต์กับกระบวนการหมัก ซึ่งยีสต์ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาและตัวกลางผ่านชุดปฏิกิริยาที่เปลี่ยนน้ำตาลให้เป็นแอลกอฮอล์ การค้นพบ เส้นทาง Embden–Meyerhof–ParnasโดยGustav Embden , Otto Fritz MeyerhofและJakub Karol Parnasในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 มีส่วนช่วยให้เข้าใจกระบวนการทางเคมีที่ซับซ้อนที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนน้ำตาลเป็นแอลกอฮอล์ได้ดียิ่งขึ้น^{[ 4 ]}

ในการผลิตไวน์ มีการแบ่งแยกความแตกต่างระหว่างยีสต์ตามธรรมชาติที่พบได้ในห้องเก็บไวน์ ไร่องุ่น และบนผลองุ่นเอง (บางครั้งเรียกว่า "bloom" หรือ "blush" ขององุ่น) และยีสต์ที่เพาะเลี้ยง ซึ่งถูกแยกและเพาะเลี้ยงเพื่อใช้ในการผลิตไวน์โดยเฉพาะ สกุลของยีสต์ป่าที่พบได้ทั่วไป ในการผลิตไวน์ ได้แก่ Candida , Klöckera/Hanseniaspora , Metschnikowiaceae , PichiaและZygosaccharomycesยีสต์ป่าสามารถผลิตไวน์คุณภาพสูงที่มีรสชาติที่เป็นเอกลักษณ์ได้ อย่างไรก็ตาม พวกมันมักคาดเดาไม่ได้และอาจทำให้ไวน์มีลักษณะที่ไม่พึงประสงค์ และอาจทำให้ไวน์เสียได้ ยีสต์และแบคทีเรียกรดแลคติกและกรดอะซิติกจำนวนน้อยอาศัยอยู่ตามธรรมชาติบนผิวองุ่น^{[ 5 ]} แต่ผู้ผลิตไวน์แบบดั้งเดิม โดยเฉพาะในยุโรป สนับสนุนการใช้ยีสต์ตามธรรมชาติเป็นลักษณะเฉพาะของเทอ ร์รัวของภูมิภาคอย่างไรก็ตาม ผู้ผลิตไวน์หลายรายนิยมควบคุมการหมักด้วยยีสต์เพาะเลี้ยงที่คาดการณ์ได้ ยีสต์เพาะเลี้ยงที่ใช้กันทั่วไปในการผลิตไวน์อยู่ใน กลุ่ม Saccharomyces cerevisiae (หรือที่รู้จักกันในชื่อ "ยีสต์น้ำตาล") ภายในกลุ่มนี้มีสายพันธุ์ยีสต์ที่แตกต่างกันหลายร้อยสายพันธุ์ที่สามารถใช้ในระหว่างการหมักเพื่อส่งผลต่อความร้อนหรือความแรงของกระบวนการ และเพิ่มหรือลดลักษณะรสชาติบางอย่างของพันธุ์องุ่นการใช้สายพันธุ์ยีสต์ที่แตกต่างกันเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้ไวน์มีความหลากหลาย แม้แต่ในพันธุ์องุ่นเดียวกัน^{[ 6 ]}ยีสต์ทางเลือกที่ไม่ใช่Saccharomyces cerevisiaeกำลังถูกนำมาใช้มากขึ้นในอุตสาหกรรมเพื่อเพิ่มความซับซ้อนให้กับไวน์ หลังจากโรงบ่มไวน์ดำเนินการมาหลายปีแล้ว จะมีสายพันธุ์ยีสต์เพียงไม่กี่สายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการหมัก การใช้ยีสต์แห้งที่ออกฤทธิ์จะช่วยลดความหลากหลายของสายพันธุ์ที่ปรากฏในการหมักโดยธรรมชาติโดยการแข่งขันกับสายพันธุ์ที่มีอยู่ตามธรรมชาติ^{[ 7 ]}

โดยปกติแล้ว การเติมยีสต์ที่เพาะเลี้ยงจะเกิดขึ้นโดยที่ยีสต์อยู่ในสภาพแห้งหรือ "ไม่ทำงาน" ก่อน แล้วจึงทำการกระตุ้นการทำงานในน้ำอุ่นหรือน้ำองุ่นเจือจางก่อนที่จะเติมลงในน้ำองุ่น ยีสต์จำเป็นต้องเจริญเติบโตและทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพในการหมัก โดยต้องได้รับคาร์บอน ไนโตรเจน กำมะถัน ฟอสฟอรัสรวมถึงวิตามินและแร่ธาตุต่างๆ อย่างต่อเนื่องส่วนประกอบเหล่านี้มีอยู่ตามธรรมชาติในน้ำองุ่นแต่ปริมาณอาจได้รับการแก้ไขโดยการเติมสารอาหารลงในไวน์ เพื่อสร้างสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมยิ่งขึ้นสำหรับยีสต์ สารอาหารแบบปลดปล่อยช้าที่คิดค้นขึ้นใหม่ ซึ่งผลิตขึ้นโดยเฉพาะสำหรับการหมักไวน์ จะให้สภาวะที่เป็นประโยชน์ที่สุดสำหรับยีสต์ออกซิเจนก็จำเป็นเช่นกัน แต่ในการทำไวน์ ความเสี่ยงของการออกซิเดชั่นและการขาดการผลิตแอลกอฮอล์จากยีสต์ที่ได้รับออกซิเจน จำเป็นต้องลดการสัมผัสกับออกซิเจนให้น้อยที่สุด^{[ 8 ]}

เมื่อนำยีสต์ที่ออกฤทธิ์เข้าสู่น้ำองุ่นฟอสเฟตจะเกาะติดกับน้ำตาล และโมเลกุล น้ำตาลหกคาร์บอน จะเริ่มแตกออกเป็นชิ้นส่วนสามคาร์บอนและผ่านปฏิกิริยาการจัดเรียงตัวใหม่ หลายขั้นตอน ในระหว่างกระบวนการนี้ อะตอมคาร์บอน ของคาร์บอกซิลิกจะถูกปล่อยออกมาในรูปของคาร์บอนไดออกไซด์ โดยส่วนประกอบที่เหลือจะกลายเป็นอะเซทัลดีไฮด์การไม่มีออกซิเจนใน กระบวนการ แบบไม่ใช้ออกซิเจน นี้ ทำให้อะเซทัลดีไฮด์สามารถเปลี่ยนเป็นเอทานอล ได้ในที่สุดโดยการรีดิวซ์ ในระหว่างการเปลี่ยนอะเซทัลดีไฮด์ ปริมาณเล็กน้อยจะถูกเปลี่ยนโดยการออกซิเดชันเป็นกรดอะซิติกซึ่งหากมีมากเกินไปอาจทำให้เกิดข้อบกพร่องของไวน์ที่เรียกว่าความเป็นกรดระเหย (กลิ่นน้ำส้มสายชู) หลังจากที่ยีสต์หมดอายุการใช้งานแล้ว พวกมันจะตกลงไปที่ก้นถังหมักเป็นตะกอนที่เรียกว่ากาก[ ^{9 ] ยีสต์}จะหยุดการทำงานเมื่อน้ำตาลทั้งหมดในน้ำองุ่นถูกเปลี่ยนเป็นสารเคมีอื่น ๆ หรือเมื่อปริมาณแอลกอฮอล์ถึง 15% ต่อปริมาตร ความเข้มข้นที่มากพอที่จะหยุดการทำงานของเอนไซม์ของยีสต์เกือบทุกสายพันธุ์^{[ 10 ]}

กระบวนการเผาผลาญกรดอะมิโนและการย่อยสลายน้ำตาลโดยยีสต์ ส่งผลให้เกิดสารประกอบทางชีวเคมีอื่นๆ ที่มีส่วนช่วยในรสชาติและกลิ่นของไวน์สารประกอบเหล่านี้อาจถือได้ว่าเป็นสาร " ระเหยได้ " เช่นอัลดี ไฮด์ เอทิลอะซิเตตเอสเตอร์กรดไขมันฟิว เซลออย ล์ไฮโดรเจนซัลไฟด์ คีโตน และเมอร์แคปแทน หรือสาร "ไม่ระเหย" เช่น กลีเซอรอล กรดอะซิติก และกรดซัคซินิก นอกจากนี้ ยีสต์ยังปล่อยเอนไซม์ไกลโคไซด์ไฮโดรเลสในระหว่างการหมักซึ่งสามารถไฮโดรไลซ์ สาร ตั้งต้นของกลิ่นรส เช่น อะ ลิฟาติก (ส่วนประกอบของกลิ่นรสที่ทำปฏิกิริยากับไม้โอ๊ค ) อนุพันธ์ของ เบนซีน โมโนเทอร์พีน (ซึ่งเป็นสาเหตุของกลิ่นดอกไม้ในองุ่นพันธุ์มัสแคตและทรามิเนอร์ ) นอริโซพรีนอยด์ (ซึ่งเป็นสาเหตุของกลิ่นเครื่องเทศบางชนิดในชาร์ดอนเนย์ ) และฟีนอล

ยีสต์บางสายพันธุ์สามารถสร้างไทออล ระเหย ซึ่งมีส่วนช่วยให้เกิดกลิ่นผลไม้ในไวน์หลายชนิด เช่น กลิ่น ลูกเกดที่มักพบในไวน์ Sauvignon blancยีสต์Brettanomycesมีส่วนรับผิดชอบต่อ "กลิ่นคอกสัตว์" ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของไวน์แดงบางชนิด เช่นBurgundyและPinot noir ^{[ 11 ]}

เมทานอลไม่ใช่ส่วนประกอบหลักของไวน์ ความเข้มข้นโดยทั่วไปอยู่ในช่วงระหว่าง 0.1 กรัม/ลิตร ถึง 0.2 กรัม/ลิตร ปริมาณเล็กน้อยเหล่านี้ไม่มีผลเสียต่อคนและไม่มีผลโดยตรงต่อประสาทสัมผัส^{[ 12 ]}

ในระหว่างการหมัก มีหลายปัจจัยที่ผู้ผลิตไวน์ต้องพิจารณา โดยปัจจัยที่มีอิทธิพลมากที่สุดต่อการผลิตเอทานอลคือปริมาณน้ำตาลในน้ำองุ่น สายพันธุ์ยีสต์ที่ใช้ และอุณหภูมิการหมัก^{[ 13 ]} กระบวนการทางชีวเคมีของการหมักเองสร้าง ความร้อนตกค้างจำนวนมากซึ่งอาจทำให้น้ำองุ่นอยู่นอกช่วงอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับไวน์ โดยทั่วไป ไวน์ขาวจะหมักที่อุณหภูมิระหว่าง 18–20 °C (64–68 °F) แม้ว่าผู้ผลิตไวน์อาจเลือกใช้อุณหภูมิที่สูงกว่าเพื่อดึงความซับซ้อนของไวน์ออกมา ไวน์แดงโดยทั่วไปจะหมักที่อุณหภูมิสูงกว่า 20–30 °C (68–86 °F) การหมักที่อุณหภูมิสูงอาจส่งผลเสียต่อไวน์ ทำให้ยีสต์หยุดทำงานและอาจทำให้รสชาติของไวน์บางส่วน "ระเหย" ออกไป ผู้ผลิตไวน์บางรายอาจหมักไวน์แดงที่อุณหภูมิที่เย็นกว่า ซึ่งเป็นลักษณะทั่วไปของไวน์ขาว เพื่อดึงรสชาติของผลไม้ให้มากขึ้น^{[ 9 ]}

เพื่อควบคุมความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการหมัก ผู้ผลิตไวน์ต้องเลือกขนาดภาชนะที่เหมาะสม หรือใช้อุปกรณ์ทำความเย็น อุปกรณ์ทำความเย็นมีหลายประเภท ตั้งแต่การปฏิบัติแบบโบราณของบอร์โดซ์โดยการวางถังหมักไว้บนก้อนน้ำแข็ง ไปจนถึงถังหมักที่ทันสมัยซึ่งมีวงแหวนทำความเย็นในตัว^{[ 14 ]}

ปัจจัยเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับการหมักคือการเกิดสารตกค้างทางเคมีและการเน่าเสีย ซึ่งสามารถแก้ไขได้ด้วยการเติมซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2 ₎แม้ว่า SO2 ที่มากเกินไป_อาจทำให้ไวน์เสียคุณภาพได้ ผู้ผลิตไวน์ที่ต้องการทำไวน์ที่มีน้ำตาลตกค้าง สูง (เช่นไวน์หวาน ) อาจหยุดการหมักก่อนกำหนดโดยการลดอุณหภูมิของน้ำองุ่นเพื่อยับยั้งยีสต์ หรือโดยการเติมแอลกอฮอล์ในปริมาณสูง (เช่นบรั่นดี ) ลงในน้ำองุ่นเพื่อฆ่าเชื้อยีสต์และสร้างไวน์เสริมแอลกอฮอล์^{[ 9 ]}

เอทานอลที่เกิดขึ้นจากการหมักทำหน้าที่เป็นตัวทำละลายร่วมที่สำคัญสำหรับสารประกอบที่ไม่เป็นขั้วซึ่งน้ำไม่สามารถละลายได้ เช่น เม็ดสีจากเปลือกองุ่น ซึ่งทำให้ไวน์แต่ละชนิดมีสีที่แตกต่างกัน และสารให้กลิ่นหอมอื่นๆ เอทานอลและความเป็นกรดของไวน์ทำหน้าที่เป็นตัวยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย ทำให้ไวน์สามารถเก็บรักษาได้อย่างปลอดภัยเป็นเวลาหลายปีโดยปราศจากอากาศ^{[ 15 ]}

ในกระบวนการผลิตไวน์ มีกระบวนการต่างๆ ที่จัดอยู่ในหัวข้อ "การหมัก" แต่ขั้นตอนต่างๆ อาจไม่ได้เหมือนกันทุกประการกับกระบวนการหมักไวน์ทั่วไป

การหมักในขวดเป็นวิธีการผลิตไวน์สปาร์คลิ่งซึ่งมีต้นกำเนิดใน ภูมิภาค แชมเปญโดยหลังจากที่ไวน์ผ่านการหมักยีสต์ขั้นต้นแล้ว ไวน์จะถูกบรรจุขวดและผ่านการหมักครั้งที่สอง โดยจะมีการเติมน้ำตาลและยีสต์เพิ่มเติมที่เรียกว่าliqueur de tirageลงในไวน์ การหมักครั้งที่สองนี้เองที่ทำให้เกิดฟองก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งเป็นเอกลักษณ์ของไวน์สปาร์คลิ่ง^{[ 16 ]}

กระบวนการหมักคาร์บอนิกหรือที่รู้จักกันในชื่อการหมักองุ่นทั้งลูกคือ แทนที่จะเติมยีสต์ การหมักจะเกิดขึ้นภายในผลองุ่นแต่ละผล วิธีนี้เป็นที่นิยมในการผลิต ไวน์ โบฌอเลส์โดยจะนำองุ่นทั้งพวงมาเก็บไว้ในภาชนะปิด และแทนที่ออกซิเจนในภาชนะด้วยคาร์บอนไดออกไซด์^{[ 17 ]}แตกต่างจากการหมักปกติที่ยีสต์เปลี่ยนน้ำตาลเป็นแอลกอฮอล์ การหมักคาร์บอนิกทำงานโดยเอนไซม์ภายในองุ่นจะย่อยสลายสารในเซลล์เพื่อสร้างเอทานอลและคุณสมบัติทางเคมีอื่นๆ ไวน์ที่ได้มักจะมีรสชาติอ่อนนุ่มและมีกลิ่นผลไม้^{[ 18 ]}

แทนที่จะใช้ยีสต์แบคทีเรียมีบทบาทสำคัญในการหมักมาโลแลคติกซึ่งโดยพื้นฐานแล้วคือการเปลี่ยนกรดมาลิกเป็นกรดแลคติกซึ่งมีประโยชน์ในการลดความเปรี้ยวลงและทำให้ไวน์ที่ได้มีรสชาติที่นุ่มนวลขึ้น ขึ้นอยู่กับสไตล์ของไวน์ที่ผู้ผลิตไวน์พยายามจะผลิต การหมักมาโลแลคติกอาจเกิดขึ้นพร้อมกับการหมักยีสต์^{[ 19 ]}หรืออีกทางหนึ่ง อาจมีการพัฒนาสายพันธุ์ยีสต์บางสายพันธุ์ที่สามารถเปลี่ยน L-มาเลตเป็น L-แลคเตตในระหว่างการหมักแอลกอฮอล์ได้^{[ 20 ]}ตัวอย่างเช่นSaccharomyces cerevisiaeสายพันธุ์ ML01 ( S. cerevisiae สายพันธุ์ ML01) ซึ่งมียีนที่เข้ารหัสเอนไซม์มาโลแลคติกจากOenococcus oeniและยีนที่เข้ารหัสมาเลตเพอร์มีเอสจากSchizosaccharomyces pombe S. cerevisiae สายพันธุ์ ML01 ได้รับการอนุมัติจากหน่วยงานกำกับดูแลทั้งในแคนาดาและสหรัฐอเมริกา^{[ 21 ]}

• การหมักร่วม