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威士忌的科學:為何「蒸餾」是製造威士忌的關鍵步驟?

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2018/06/29 ・3282字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 485 ・五年級

本文由蘇格登委託,泛科學企劃執行

  • 文 / River
「晚上喝一杯吧!」好威的威士忌就算沒喝過也聽過,但你知道為何「蒸餾」會是製造威士忌的關鍵步驟嗎?圖 / 蘇格登提供。

「晚上喝一杯吧!」和老友見面,聚會不免喝點酒。威士忌是我們這群人常點的酒類,純喝或是加點軟性飲料混著喝,既放鬆也助興。

「考考你,威士忌跟啤酒差別在哪?」問話的朋友左手舉著啤酒杯,右手拿著威士忌,「威士忌醉得比較快!」另一位朋友搶在我之前回答,看來已有醉意。

沒錯,威士忌酒精濃度比較高,當然讓人醉的比較快。像啤酒這樣的釀造酒,酒精濃度大多不超過 20%,再高上去,釀酒的酵母菌就撐不住了。那為何威士忌的酒精濃度可以高達 40% 以上呢?最大差異,便是製程上的一個關鍵步驟:「蒸餾」。

蒸餾是威士忌的關鍵步驟。圖 / Siyavula Education @Flickr

「蒸餾算是一種將酒精濃縮的方法嗎?」

對!不過這種濃縮方法卻與濃縮果汁、濃縮咖啡的方法不同。蒸餾是利用加熱液體後產生的蒸氣,在低溫表面凝結,利用液體沸點不同的特性,分離出想要的液體。酒精的沸點約在攝氏 78 度、水的沸點在攝氏100度,若能留住液體的酒精蒸氣,則可獲得高濃度的酒精,經過重複蒸餾,則可蒐集到極高濃度的酒精。釀酒工人嚴格控制蒸餾器裡面的溫度,加熱發酵後的大麥等穀類酒汁,蒐集凝結的高濃度酒精液體,再將液體放進橡木桶中熟成三年以上,就成了我們杯中的威士忌。

麥芽汁會在發酵槽(washback)中進行發酵。圖 /格蘭奧德釀酒廠(Glen Ord Distillery), 蘇格登提供。

「真有意思,當初怎麼想到這種釀酒製法的呢?」

接下來,就是更多蒸餾的故事啦!現今市面上看得到的蒸餾酒種類很多,例如利用葡萄製作的白蘭地、用穀物製作的威士忌跟琴酒,還有用薯類製作的阿夸維特酒。如果另外在蒸餾酒中加入糖、水果、堅果、香料、花朵或奶油等香味物質,就是所謂「利口酒」。

根據考古資料顯示,蒸餾技術的起源可追溯回至今約 2000 年前的中國煉丹術,那時煉丹術的主要目的為找到長生不老丹,因此開發出許多特製容器以及火煉技術。這些器具與技術傳入世界各地,不斷改良,衍伸成各式的蒸餾設備。

約在中國唐代,煉丹術由伊斯蘭商人傳入伊斯蘭文化中。伊斯蘭人進一步精進煉丹術,開發、改良蒸餾器,進而有了蒸餾酒精的技術;而商人也將蒸餾器技術傳到歐亞各地,使得不同地區出現了各地的酒類,酒的文化有了嶄新的面貌。

歐洲發展出新類型蒸餾酒,則與西元 14 世紀的黑死病大傳染有關。當時煉金術師無所不用其極地尋找「生命之水」,也在過程中發明了白蘭地、利口酒等高濃度酒品;因為這些蒸餾酒濃度高,碰到火會燃燒,當時的一些歐洲人相信其中含有「火之精靈」,能夠賦予身體活力。而愛爾蘭早在黑死病開始流行前,就已經出現了經過蒸餾的大麥釀造啤酒,正是威士忌的由來。

「聽起來蠻單純的嘛!以前的人隨便就釀出來了,那我能自己釀威士忌嗎?」

威士忌蒸餾才沒有那麼簡單!蒸餾的每個細節都會影響威士忌的風味,光是蒸餾器就滿是學問。首先是蒸餾器的構造,主要分為壺身(pot)、壺頸(swan neck)、林恩臂(lyne arm/lye pipe)和冷凝器(condenser),蒸餾器的形狀、大小、壺頸高度、加熱方式、林恩臂的角度等等細節,都會影響威士忌的品質。

每個蒸餾器形狀大小、壺頸高度、加熱方式、林恩臂的角度等等,都會影響威士忌的品質。圖 / 格蘭奧德釀酒廠(Glen Ord Distillery),蘇格登提供。

另外,蒸餾器的材質也是關鍵。在煉金術時期主要使用陶器,隨著時間演進,現今主要使用具有絕佳延展性的銅金屬來製作蒸餾器。各有差異的蒸餾器高度、大小,酒汁與銅接觸時間、作用時間,讓每個酒廠做出的威士忌氣味皆具特色。蒸餾器使用的銅會和酒體反應,在化學作用中擔任催化劑,能除去酒體中不必要、具特殊氣味的化學分子。除了材質之外,各種精密調整也會影響酒體的風味,如「緩慢蒸餾」即是使用較高大的蒸餾器,靠著蒸餾師傅精密火侯控制,讓酒汁與蒸餾器接觸時間更長,酒汁會更加純淨,創造出威士忌獨特的醇順口感。

隨著蒸餾器高度、大小,酒汁與銅接觸時間、作用時間不同,讓每個酒廠做出的威士忌氣味皆有特色。圖 / 格蘭奧德釀酒廠(Glen Ord Distillery),蘇格登提供。

威士忌的誕生,這些事情也很重要

「再給我一杯威士忌。」我選了吧台後的一瓶酒,酒保露出一抹微笑:「好品味,這是麥芽威士忌。」

看我隨著威士忌入喉而大發的解釋慾,朋友接著問:「在市面上看到很多種不同的威士忌,像是麥芽、調和、穀物等,這些有什麼不同嗎?」

當然不同!差別就在於美國、加拿大與英國製造威士忌時用的主要成份。北美地區的威士忌,主要以美國本土的玉米製成,最著名的玉米威士忌就是波本威士忌,其成分包含 51~80%的玉米,其他成分還包含裸麥、小麥及其他穀物,蒸餾後的酒精濃度不超過 80%,再放入新烘烤過的橡木桶熟成至少兩年。

而蘇格蘭與愛爾蘭地區的威士忌,主要以大麥為原料,蘇格蘭的威士忌有三大類,分別為「麥芽威士忌」、「穀物威士忌」以及「麥芽與穀物調和威士忌」。麥芽威士忌主要生產地點為蘇格蘭高地與群島地區,僅使用大麥製作,風味強烈而獨特;第二種穀物威士忌由多類穀物蒸餾而成,其中大麥比例僅佔10~15%,風味較淡雅;調合式威士忌則出現在 1860 年,由於經濟因素,在市面上比較常見,層次豐富,強調品牌風格及特色。

「什麼是熟成?是把酒放很久的意思嗎?」

講簡單一點是這樣沒錯,但儲酒可是一大學問喔!蒸餾後的酒體還相當粗糙,和水一樣無色,需再經一段時間讓其中成分完成化學作用;這時就需依據製作的酒種來決定製程。如伏特加類的白酒,可直接調味、裝瓶上市;而如威士忌、白蘭地棕色烈酒,則需注入木桶中,熟成數月到數年,才能在上市時,展露我們熟悉的顏色與風味。

「木桶?為什麼一定要用木桶呢?」

木桶的學問可大了!用來熟成烈酒的木桶常用橡木,橡木樹幹中心的老木材由死亡細胞組成,這種木材擁有單寧酸等化合物,可以阻止昆蟲鑽孔。在製桶過程中,木材會經烘烤,依製酒種類決定烘烤時間,例如烈酒用的木桶烘烤時間就較葡萄酒用的長。當酒放入新製作完成的木桶後,酒液會與木桶作用,帶出風味與顏色;烘烤木桶賦予的風味物質來自於半纖維素降解物,會帶來類似焦糖、咖啡、棉花糖的香氣,而木質素降解物會帶出類似香草、奶油、巧克力、煙燻、丁香的多種香氣;另外炙燒木桶時形成的碳層,有助於酒液滲透萃取風味物質,並具有濾淨效果,促進風味熟成。另外,除了化學因素外,木材物理結構上的隙縫與空洞,也能讓酒吸收所需的少量氧氣,靠著科學熟成一桶好酒。

格蘭奧德釀酒廠(Glen Ord Distillery)的木桶同時使用美國波本桶與歐洲雪莉桶。圖 / 蘇格登提供。

一瓶好的威士忌,經過重重程序:從精心挑選大麥穀物、水質、酵母等原料,到嚴格控管釀製器材、溫度、與時間,每個步驟都千錘百鍊。就像我們的友情……

「說得好!為了我們的友情,今天這攤就給你請啦!最後一杯,敬你!」

不是吧!我講了那麼久,都你們在喝耶!我看還是把我們的友情放回木桶,繼續熟成好了。

用知識品酒更有韻味:歡迎參加蘇格登品酩會

參考資料

  • Harold McGee著,蔡承志譯,《食物與廚藝:麵食、醬料、甜點、飲料》,大家出版,2010年。
  • 宮崎正勝著,陳柏瑤譯,《酒杯裡的世界史》,遠足文化,2016年。
  • Adam Rogers 著,丁超譯,《酒的科學:從發酵、蒸餾、熟陳至品酩的醉人之旅》,商周出版 ,2016年。
  • 邱德夫著,《威士忌學》,寫樂文化,2018年。
  • 王鵬著,《蘇格蘭威士忌品飲與風味指南》,聯經出版,2018年。

本文由蘇格登委託,泛科學企劃執行





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葡萄酒變酸了?這可不能忍!巴斯德揪出「乳酸菌」,成功拯救法國的釀酒業──《厲害了,我的生物》
聚光文創_96
・2022/09/12 ・2154字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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國安危機!為什麼葡萄酒變酸了?

在上一集中,我們聊到了十七世紀,荷蘭科學家 aka 手作達人雷文霍克,以他那充滿手工溫度的兩百五十臺顯微鏡,以及一百七十二塊鏡片,為世人展示了「微型動物」(微生物)的世界。

然而在雷文霍克之後,除了斯巴蘭札尼神父曾經投以關愛的眼神,做了一些相關的實驗與研究,微生物似乎逐漸被眾人遺忘。

一直到微生物學的奠基者,巴斯德(Louis Pasteur)的出現,微生物的存在終於開始閃閃發光。一開始,巴斯德是打算進行「自然發生說」的相關實驗,沒想到,一個可能動搖國本的問題卻找上了他。

巴斯德(Louis Pasteur)被譽為微生物學的奠基者,也是研發出狂犬病疫苗的科學家。圖/Wikipedia

在浪漫優雅的法國,飲酒文化與釀酒事業同樣歷史悠久,然而,當時的酒商與釀酒廠負責人卻天天急得跳腳,一點也浪漫不起來。

原來,釀酒這門手藝太過精細,只要一不小心,酒廠生產的酒很可能就會酸化變質,不僅造成商譽與營運的巨大損失,也會影響市場供應的穩定性。

生活不能缺少微醺的感覺,釀酒業的危機,簡直就是國安危機,巴斯德義無反顧的決定伸出援手。

於是,巴斯德拿出科學家的精神,仔細研究了整個釀酒過程,收集、觀察製程中,不同時間的發酵液,並且分析、比較這些酒液的不同。

經過一次一次的培養與試驗,巴斯德終於發現,在顯微鏡下,正常的發酵液中,有一種形狀圓圓的球體小生物(也就是酵母菌);而那些發酵失敗、變酸的酒液中,則可以看見一種又細又長的桿狀小生物(乳酸菌是也)。

乳酸菌平常也許是不錯的東西,但要是跑到酒裡面可就不好了。圖/envatoelements

抓出讓酒精變質的小小兇手

一八五七年八月,巴斯德發表了他的研究成果,這篇論文,可以說是現代微生物學的開山之作。論文中指出,發酵,是涉及某些特定的細菌、黴菌、酵母菌等微生物的活動。

這些研究不僅拯救了釀酒業,也影響著食品業與醫藥產業。當時的科學界一度認為,發酵與食物腐敗、傷口發炎等現象,是可以畫上等號的,因此啟發了一名外科醫師的抗菌革命之路(這段故事我們後面再聊,先賣個關子)。

回到釀酒業的危機處理之上,雖然揪出了讓酒變酸的凶手,但巴斯德的工作還沒有完成,還得找出一勞永逸的方法,才算是功德圓滿。

經過一番苦思冥想,巴斯德最後採用的是加熱滅菌法,這種方法,如今也被稱為「巴斯德消毒法」(pasteurization)。

我們都知道,加熱是個有效的滅菌方式,巴斯德將釀好的酒,短暫、而且小心翼翼的加熱,直到攝氏五十至六十度,藉此殺死那些可能讓酒變質的細菌。如此一來,不僅能讓酒長斯保存,也不會犧牲酒的口感,是不是很讚!

感謝巴斯德讓我們今天能喝到沒有壞掉的酒。圖/聚光文創

陷入絕境的養蠶業:蠶寶寶為什麼會生病?

感謝飛天小女警,啊不,是巴斯德的努力,一天又平安的過去了,釀酒業終於恢復了平靜。然而,一八六五年,法國農村再次遭遇危機。

雍容華貴的絲綢,是廣受貴族喜愛的高級布料,養蠶、攪絲、織布,也是當時法國農村的一大主力產業。沒想到,一種傳播快速、並且容易致死的疾病,卻在蠶寶寶界蔓延開來,蠶農們對此束手無策,養蠶業因此陷入絕境。

在昔日師長的建議之下,巴斯德決定投身於蠶病研究,為蠶寶寶尋得一線生機。

在此之前,他並沒有養過蠶,也缺乏相關知識。於是他動身前往法國南部,花了五年的時間,在第一線的蠶病疫區進行研究。

透過顯微鏡,巴斯德在病蠶的身體裡,發現了一些微小的病原體。

不曉得大家小時候有沒有養過蠶寶寶呢?圖/envatoelements

同樣的,溯源之後還得找出根治方法,巴斯德除了研究鑑定方法,以幫助蠶農辨認染病的蠶寶寶之外,也建議蠶農對病蠶進行隔離。

篩檢與隔離,加上選擇性育種與提高蠶群的清潔度,巴斯德提出的「蠶界防疫新生活」,不但拯救了無數蠶寶寶的性命,也讓瀕臨崩潰的法國絲綢獲得喘息。

在釀酒業與養蠶業分別取得成功之後,巴斯德於是將目光從經濟產業轉向醫療產業。

這些肉眼看不見的微生物,既然可能讓酒變酸,也可能讓蠶生病,是不是也可能引發人類的疾病?如果真是如此,只要知道如何躲避生物的攻擊,或許就能增加戰勝疾病的可能性。

大家努力待在家防疫的時候也別忘了記得動一動。圖/聚光文創

──本文摘自《厲害了,我的生物》,2022 年 9 月,聚光文創,未經同意請勿轉載。

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聚光文創_96
6 篇文章 ・ 2 位粉絲
據說三人出版社就算得上中型規模,也許是島嶼南方太過溫暖,我們對出版業的寒冬始終抱持著浪漫與天真。 作者們說,出版市場很艱困,但我們依然想在翻譯領軍的文學市場中,為本土的作者、原創故事發聲。 喜歡做為升學孩子減輕壓力的書,不要厚重百科類型、沒有艱澀的專有名詞,很多重大發現的背後故事更值得我們好好品味。

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史上最早金屬吸管——5000年前一組8人喝啤酒?
寒波_96
・2022/02/07 ・3857字 ・閱讀時間約 8 分鐘

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湖中女神:「請問你掉的是金吸管,銀吸管,還是紙吸管?」
考古學家:「我只要塑膠吸管,塑膠吸管是人類最偉大的發明。」

前幾年台灣政府限制使用塑膠吸管後,好些人響應環保號召,隨身攜帶金屬吸管。最近有論文報告,發現已知最古老的金屬吸管,以高貴的金、銀打造,距今有 5000 年之久。古代人使用金屬吸管的目的當然不是環保,是享樂。

啤酒 8 人一桶,保證群聚感染。圖/參考資料 1

超過一公尺的金屬管,是權杖還是吸管?

這批「吸管」出土於北高加索的梅科普遺址(Maikop),而且早在公元 1897 年就重現於世。它們來自一座豪華墓葬(kurgan),是豐富陪葬品的一部分。照現代的認知,這座墓葬距今約 5000 年,被歸類為青銅時代早期。

墓中陪葬的金屬長管共有 8 根,擺在長眠的墓主附近。它們由金、銀打造,金屬原料被打薄成大薄片,再捲起來成管狀。每根長度 112 公分,直徑約 1 公分,管壁厚度介於 0.27 到 0.70 mm,重量約 200 公克。

梅科普遺址出土,由金、銀製成,長度超過一公尺的「權杖」?圖/參考資料 1

超過一公尺的金屬管並非一體成型,而是多段組合而成。4 根包含較短的二或三段銀管,其中 2 根上有小隻銀牛的雕像裝飾;另外 4 根則包括金管和銀管,其中 2 根上有金牛雕像。金牛與銀牛皆為實心,長度 7 到 9 公分,中間穿孔插在管上,可以滑動調整位置。

一開始挖掘的考古學家,聖彼得堡大學的 Nikolai Veselovsky 判斷,這組金屬管是古代大人物用的權杖,後來還有其他學者提出不同見解,覺得是出巡用大棒棒之類的(法西斯?)。但是他們都無法解釋,為什麼權杖要大費周章做成空心的。

新發表的論文認為應該是「吸管」,使用時過濾器方向朝下,可移動的金牛、銀牛是倒立的。圖/參考資料 1

新發表的論文則提出幾點證據,認為這組「權杖」應該是吸管,目的是讓大家一起吸啤酒。如此判斷的證據,來自與中東地區考古的比較。

咕咕咕咕嘟嘟嘟嘟,用吸管逸樂的歷史

啤酒的歷史也許非常早。早於植物被馴化,農業誕生、人類定居形成農村以前,黎凡特(現今的以色列、黎巴嫩與周圍一帶)的納圖夫文化(Natufian)疑似已經有人發酵穀物,釀造啤酒。反正酒的歷史,淵遠流長。

至於吸管的歷史,不可考。用管子吸液體,應該不是太難的發明,但是如果以麥稈、蘆葦等材質作為吸管,幾乎不可能留下考古紀錄。

如今已知最早的吸管並非實體,而是留在印章上的圖案,來自伊拉克北部的 Gawra XII,以及伊朗西部的 Chogha Mish 這些位於中東的遺址,超過五千年。

1 是烏爾王室墓葬中,以吸管共享飲料的圖像;2 是普阿比女王墓葬中,包金的蘆葦吸管;3 是普阿比女王墓葬中,包金和青金石的銀西管;4 是 Tell Asmar 出土的過濾器; 5 是敘利亞的 Chagar Bazar 出土的過濾器。圖/參考資料 1

六千年前過後,美索不達米亞的蘇美等古文化,漸漸發展出初步的古文明,也顯現出逸樂的跡象。幾處距今 4000 多年的貴氣墓葬,描繪宴會的場景中,可以見到一群人用長吸管喝飲料。

蘇美人常用的吸管材質應該是蘆葦,也有豪華版的包金蘆葦。烏爾(Ur)的普阿比女王(Queen Puabi)距今約 4600 年的華麗墓葬中,便出土金箔包覆的蘆葦桿,長度 124 公分、直徑 1 公分。另外還有 2 根類似的吸管,一根銅製,另一根銀製,上頭包金,2 根都有青金石裝飾。

烏魯克(Uruk)等地,則出土過吸管上的動物裝飾小雕像。

梅科普遺址出土金屬長管的一截尖端,推測是浸入啤酒中,作為過濾器使用。圖/參考資料 1

和普阿比女王墓葬同時期的 Tell Asmar 留下一組飲用設備,包括碗、長管、過濾器。過濾器通常為銅製的窄椎體,安裝在蘆葦吸管的前端,浸入液體過濾啤酒中的雜質,可以拆卸重複使用。

一組八人咕咕咕咕咕咕咕咕,第九個人沒酒喝!?

上述位於今日伊拉克境內的多處遺址,出土的長管們,可以肯定作為吸管之用,它們的型態和北高加索的金屬長管十分相似。

另外北高加索的金屬管內,疑似作為過濾器的部分,也發現裡頭殘留大麥澱粉顆粒和植物矽酸體(phytolith)。綜合推論,這組金屬管應該也是作為吸管使用,曾用於吸食啤酒。

梅科普遺址出土,1 是銀製過濾器;2、3 為大麥的澱粉顆粒;4 為椴樹(lime tree)的花粉粒;5 為穀物的植物矽酸體。圖/參考資料 1

早在公元 1897 年便被發掘的梅科普遺址,後來成為廣布北高加索地區,梅科普文化的代表性遺址。此一文化介於新石器時代晚期(或銅石並用時期)到青銅時代早期,過去常認為以畜牧業為主要生產方式。

然而該遺址其實也出土大量石製鐮刀、儲存容器,這些都是農業生產的特徵。當時的人,無疑具備用大麥等穀物釀酒的條件。

超過一公尺的金屬吸管如何使用?參考距今 4000 年左右,敘利亞的 Tell Bagüz 遺址的狀況,論文推測可能是將 8 支吸管插在大酒桶裡,同時讓 8 個人圍一圈一起喝酒(第 9 個人沒酒喝!),是宴會的項目之一。

梅科普遺址的吸管上的金牛、銀牛。圖/參考資料 1

考慮到不少吸管是陪葬品,而葬禮是人類最重要的聚會形式之一,古人也可能會在葬禮中痛飲一輪,再把吸管組陪葬。不論如何,這都是某種享受與奢華的展現。

穿越文明疆界的啤酒社交風俗

這類社交場合,也伴隨體液交流,可想而知是群聚感染的溫床,不過當然不能用現代公衛標準要求古代人。

另一點有趣的是,要用超過一公尺的吸管吸到啤酒,肺活量想必不能太差;比起倒出來用酒杯痛飲,吸管的飲酒效率應該差很多,為什麼不倒出來喝呢?(想想李白用吸管啜飲美酒的畫面……好違和)

位於北高加索的梅科普,距離當時美索不達米亞的文明中心有段距離,兩地卻存在一樣的共享啤酒文化。圖/修改自 google map

我猜有個可能理由是促進社交,辦流水席吃吃喝喝,是不同時空的文化,維繫組織運作的一大共通手段。大家圍一圈喝酒,人際交流的意義不遜於飲酒本身(8 個人同時吸一大桶酒,佔著位置不吸大概也不會被發現,嘻嘻),這樣設計的目的,也許本來就是避免參與者喝的太多、太快,而忽略社交。

有趣的是,長吸管共飲是四、五千年前,中東文化發達地區流行的風尚。以中東古文明的視角觀之,距離數百公里的高加索北部可謂化外之地,但是這批邊緣人也存在使用金、銀吸管的風俗(順帶證實他們金屬加工的手藝相當優秀),與中東文明中心類似。啤酒文化的交流與傳播,顯然能穿越空間的阻礙。

延伸閱讀

參考資料

  1. Trifonov, V., Petrov, D., & Savelieva, L. (2022). Party like a Sumerian: reinterpreting the ‘sceptres’ from the Maikop kurgan. Antiquity, 1-18.
  2. Oldest known drinking straws identified

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁

寒波_96
174 篇文章 ・ 671 位粉絲
生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。

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酵母:決定自釀成敗的關鍵少數
Alechemist_96
・2021/04/27 ・2935字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 525 ・七年級

  • 文 / 禾餘麥酒(Alechemist)

近年來自釀啤酒的風潮盛行,釀造者可以在基本步驟之上加入各式各樣的靈感與創意,但許多人都會遇到「酵母無法發酵將醣類轉換成酒精」此一問題,導致無法順利品嚐到佳釀。想解決這個問題,就需要先理解酵母的特性以及酵母在釀酒過程中扮演的角色。

應用微生物將醣類轉換成酒精的釀酒,是個非常科學的過程。圖/Pexels

不論是東方或是西方,應用微生物之研究均由釀酒開始。西方喜用大麥中之酵素來糖化,而東方人習慣以米做酒,以黴菌糖化之。中國古書上記載之「醴」即所謂「啤酒」,可惜後來失傳了,如今啤酒可說是西方酒類之代表。(應用微生物學,蘇遠志)

釀造者:為了酵母而存在

簡單來說,釀酒所需的材料包括由澱粉產製的葡萄糖酵母菌,以及提供風味的成分如啤酒花等等。酵母得在適當的環境溫度,才能將葡萄糖發酵成酒精。因此,釀造者的責任是為酵母提供一個最適合發酵的環境,並呵護它成長!一桶佳釀可說是釀酒師身為酵母的僕人,親力親為細心照顧的成果。

為酵母提供一個最適合發酵的環境並呵護它成長,是釀造者的責任。圖/Pexels

餵養酵母、幫它準備養份,是釀造者的重要工作之一。釀造者得先準備好需要的原料,並透過糖化(mashing)將麥芽中的澱粉有效水解成酵母更容易使用的短鏈醣類養份。接著須準備水溫74到80度間過濾後的清水(filtered water),並利用麥芽所組成的過濾層將粥內的糖分洗出。此步驟過程較為繁複,需要專業設備輔助才能完成。

將糖分從麥芽中取出後,得將麥汁煮沸。這個步驟不光是可以有效的殺菌,煮沸同時可將人們不喜歡的味道如二甲基硫醚 (Dimethyl Sulfide, DMS) 隨蒸氣揮發。啤酒花也是在這個階段放入,藉由煮沸萃取其「有效物質」。而這邊的「有效物質」是指能將味道確切傳遞的化合物。以釀酒而言,啤酒花中的 alpha 酸(α acid),在煮沸時會異構化,形成提供苦味的異 alpha 酸(iso-α acid)。煮沸後即是等待降溫,此時釀造者會面臨一個很常遇到的問題:什麼時候應該投入酵母?在麥汁溫度過高時投入酵母,酵母會直接被煮熟,或是被燙的半死不活剩餘數量太少。麥汁中燙死的酵母是無法將麥汁發酵成酒精的!酵母存活數量太少則是導致發酵時間延長,或是其他雜菌侵略形成優勢菌種,導致整桶麥汁被污染不能喝了。

釀酒原理:酵母怎麼呼吸?

釀酒的原理跟呼吸 (respiration) 有關,而酵母呼吸是為了產生能量活下去。酵母的呼吸可分為有氧無氧,雖然兩種情況都能產生能量,不過並不是兩種情況都能產生酒精!酵母只有在缺氧的情況下,才能產出酒精;在有氧的情況下,會產出乳酸。這與人類激烈無氧運動下代謝機制產出相同,運動後有身體痠痛的情況,即是因為體內的糖分轉換成乳酸。

有許多原因會導致酵母無法發酵,最常見的即是酵母數量不夠酵母活性不足。那要如何確定酵母順利無氧呼吸將糖類發酵成酒精呢?繁殖酵母可以解決數量不夠的問題,在許多文化裡做麵食所用的老麵糰,即是培養酵母的聰明方法。利用麵團當作培養皿不僅保濕,又可以提供酵母所需要的養份。不過當然,養麵團猶如養任何生物一般,是需要悉心照顧的。

製作麵食時所用的老麵糰,是培養酵母的聰明方法。圖/Pixabay

至於要確認酵母活性足夠則可以使用以下方法:取一只碗,將顆粒狀乾酵母倒入蘋果汁中,攪拌均勻,並以保鮮膜將碗給包起來,確認密封。酵母與蘋果汁的比例建議 1:10(即 1 克的酵母搭配 10 克的蘋果汁)。過程中使用到的餐具建議以酒精先行清潔,防止污染。如果酵母活性足夠的話,不用 5 分鐘便可以看到保鮮膜膨起。一旦確認酵母的活性,後面自釀時的發酵自然就不會失誤了,如此還可以控制好製作啤酒的變因,釀酒是不是很科學呢?

酵母種類繁多:如何挑選? 

酵母種類多樣,並不是每種酵母都適合釀酒。日常生活中麵包和啤酒是最常見的發酵食品,但麵包和啤酒所使用的酵母,即使都是酵母,其實種類並不相同,這和作物種類繁多一般,如同賣場內陳列的各式稻米包括台梗 9 號、越光米、台南 16 號 (鹿鳴米)、益全香米、高雄 139 等等品種。

說回酵母的種類,做麵包的酵母呼吸時會產生大量的氣體,而釀啤酒的酵母呼吸時會大量利用醣類並產生酒精,兩者是有一定差異的。假使硬是交換使用,將釀酒酵母拿去做麵包,麵糰膨脹需要更多時間,而將麵包酵母拿去釀酒,酵母會因為隨著發酵酒精濃度逐漸提高而失去活性,進而停止發酵。因為不論做麵包或釀酒都有分別適合的酵母,建議在家自釀還是選擇適合釀酒的酵母,事半功倍!

更詳細的酵母知識都在說到釀酒,酵母比釀酒師更重要?|《看得見與看不見的多樣性》系列講座

瓶裝啤酒:活酵母還在嗎?

逛超市或便利商店時,看著架上琳琅滿目的啤酒,可否曾經好奇,使用酵母釀造的啤酒中,還有沒有酵母活著的身影呢?一支啤酒是否內含活酵母,其實是由生產製程決定的。市面上常見的啤酒,如台啤、海尼根、麒麟等,釀造完成裝瓶前常會使用巴氏殺菌或薄膜過濾的方式處理。巴氏殺菌是用低溫長時間將啤酒中的微生物菌包括酵母殺死,使用此種滅菌方式製成的即稱熟啤酒。相對地,不少精釀啤酒(craft beer)為了保留更多啤酒原有的風味,會使用不殺菌的生產流程利用過濾的方式將酵母排出,以減少裝瓶後啤酒在瓶內繼續發酵的可能性。

大部分市售商業啤酒都已經過殺菌,沒有活酵母存在。圖/Pexels

然而,並非所有瓶裝啤酒都有經過上述殺菌或過濾的流程,很多比利時啤酒如 Duvaal 就選擇不殺菌也不過濾。在比利時的酒廠,精密計算酵母在發酵過程中會利用到的糖分和生產出來二氧化碳的數量,並利用這樣的運算知識於生產流程上,在啤酒裝瓶前調和入微量的糖(Dextrins),與啤酒內殘餘極少量的酵母作用,藉此增加瓶內的二氧化碳。這個模式可以有效地保存啤酒原有的風味,同時減少裝瓶時的瓶內氧化。但這樣的製程難度相對較高,若是在運輸條件較差的區域,可能因為瓶內發酵的溫度過高,導致啤酒風味的改變。所以說,在超市或便利商店大多數購買到的商業啤酒 (有別於自釀) ,都已經沒有酵母了!

結語

在啤酒的世界裡,釀造者存在的意義是悉心呵護可以將糖類有效轉換成酒精的酵母。但自釀啤酒師可以運用自己的各式靈感與創意,煮出各式風味的麥汁作為餵養酵母的營養液,讓釀出來的啤酒更貼近自身喜歡的味道。酵母的學問非常複雜,不管從生物生理上、商業上、宏觀與巨觀的角度切入都能有不同的發現和應用。

如果本篇達到 100 個光點,九月份禾餘麥酒會再次跟大家分享有關釀酒上的酵母知識。

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Alechemist_96
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【此為企業合作帳號】 禾,代表穀物。餘,代表豐盛。 禾餘麥酒成立於2015年,我們從田間出發,藉由契作的形式與農民一同耕作小麥、大麥、玉米等雜糧作物,運用專業農業及發酵科學知識,親自栽種並使用在地品種穀物賦予作物更高的經濟價值,我們希望在地的飲食都能使用在地的原料,進而改變台灣農業中水稻產量過剩、休耕地過多、雜糧作物仰賴進口等困境。禾餘麥酒致力將每項作物的風味轉化成口感細緻的啤酒,打造真正屬於台灣的風土之味,讓人與土地的關係更加和諧。

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威士忌的科學:為何「蒸餾」是製造威士忌的關鍵步驟?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2018/06/29 ・3282字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 485 ・五年級

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本文由蘇格登委託,泛科學企劃執行

  • 文 / River

「晚上喝一杯吧!」好威的威士忌就算沒喝過也聽過,但你知道為何「蒸餾」會是製造威士忌的關鍵步驟嗎?圖 / 蘇格登提供。

「晚上喝一杯吧!」和老友見面,聚會不免喝點酒。威士忌是我們這群人常點的酒類,純喝或是加點軟性飲料混著喝,既放鬆也助興。

「考考你,威士忌跟啤酒差別在哪?」問話的朋友左手舉著啤酒杯,右手拿著威士忌,「威士忌醉得比較快!」另一位朋友搶在我之前回答,看來已有醉意。

沒錯,威士忌酒精濃度比較高,當然讓人醉的比較快。像啤酒這樣的釀造酒,酒精濃度大多不超過 20%,再高上去,釀酒的酵母菌就撐不住了。那為何威士忌的酒精濃度可以高達 40% 以上呢?最大差異,便是製程上的一個關鍵步驟:「蒸餾」。

蒸餾是威士忌的關鍵步驟。圖 / Siyavula Education @Flickr

「蒸餾算是一種將酒精濃縮的方法嗎?」

對!不過這種濃縮方法卻與濃縮果汁、濃縮咖啡的方法不同。蒸餾是利用加熱液體後產生的蒸氣,在低溫表面凝結,利用液體沸點不同的特性,分離出想要的液體。酒精的沸點約在攝氏 78 度、水的沸點在攝氏100度,若能留住液體的酒精蒸氣,則可獲得高濃度的酒精,經過重複蒸餾,則可蒐集到極高濃度的酒精。釀酒工人嚴格控制蒸餾器裡面的溫度,加熱發酵後的大麥等穀類酒汁,蒐集凝結的高濃度酒精液體,再將液體放進橡木桶中熟成三年以上,就成了我們杯中的威士忌。

麥芽汁會在發酵槽(washback)中進行發酵。圖 /格蘭奧德釀酒廠(Glen Ord Distillery), 蘇格登提供。

「真有意思,當初怎麼想到這種釀酒製法的呢?」

接下來,就是更多蒸餾的故事啦!現今市面上看得到的蒸餾酒種類很多,例如利用葡萄製作的白蘭地、用穀物製作的威士忌跟琴酒,還有用薯類製作的阿夸維特酒。如果另外在蒸餾酒中加入糖、水果、堅果、香料、花朵或奶油等香味物質,就是所謂「利口酒」。

根據考古資料顯示,蒸餾技術的起源可追溯回至今約 2000 年前的中國煉丹術,那時煉丹術的主要目的為找到長生不老丹,因此開發出許多特製容器以及火煉技術。這些器具與技術傳入世界各地,不斷改良,衍伸成各式的蒸餾設備。

約在中國唐代,煉丹術由伊斯蘭商人傳入伊斯蘭文化中。伊斯蘭人進一步精進煉丹術,開發、改良蒸餾器,進而有了蒸餾酒精的技術;而商人也將蒸餾器技術傳到歐亞各地,使得不同地區出現了各地的酒類,酒的文化有了嶄新的面貌。

歐洲發展出新類型蒸餾酒,則與西元 14 世紀的黑死病大傳染有關。當時煉金術師無所不用其極地尋找「生命之水」,也在過程中發明了白蘭地、利口酒等高濃度酒品;因為這些蒸餾酒濃度高,碰到火會燃燒,當時的一些歐洲人相信其中含有「火之精靈」,能夠賦予身體活力。而愛爾蘭早在黑死病開始流行前,就已經出現了經過蒸餾的大麥釀造啤酒,正是威士忌的由來。

「聽起來蠻單純的嘛!以前的人隨便就釀出來了,那我能自己釀威士忌嗎?」

威士忌蒸餾才沒有那麼簡單!蒸餾的每個細節都會影響威士忌的風味,光是蒸餾器就滿是學問。首先是蒸餾器的構造,主要分為壺身(pot)、壺頸(swan neck)、林恩臂(lyne arm/lye pipe)和冷凝器(condenser),蒸餾器的形狀、大小、壺頸高度、加熱方式、林恩臂的角度等等細節,都會影響威士忌的品質。

每個蒸餾器形狀大小、壺頸高度、加熱方式、林恩臂的角度等等,都會影響威士忌的品質。圖 / 格蘭奧德釀酒廠(Glen Ord Distillery),蘇格登提供。

另外,蒸餾器的材質也是關鍵。在煉金術時期主要使用陶器,隨著時間演進,現今主要使用具有絕佳延展性的銅金屬來製作蒸餾器。各有差異的蒸餾器高度、大小,酒汁與銅接觸時間、作用時間,讓每個酒廠做出的威士忌氣味皆具特色。蒸餾器使用的銅會和酒體反應,在化學作用中擔任催化劑,能除去酒體中不必要、具特殊氣味的化學分子。除了材質之外,各種精密調整也會影響酒體的風味,如「緩慢蒸餾」即是使用較高大的蒸餾器,靠著蒸餾師傅精密火侯控制,讓酒汁與蒸餾器接觸時間更長,酒汁會更加純淨,創造出威士忌獨特的醇順口感。

隨著蒸餾器高度、大小,酒汁與銅接觸時間、作用時間不同,讓每個酒廠做出的威士忌氣味皆有特色。圖 / 格蘭奧德釀酒廠(Glen Ord Distillery),蘇格登提供。

威士忌的誕生,這些事情也很重要

「再給我一杯威士忌。」我選了吧台後的一瓶酒,酒保露出一抹微笑:「好品味,這是麥芽威士忌。」

看我隨著威士忌入喉而大發的解釋慾,朋友接著問:「在市面上看到很多種不同的威士忌,像是麥芽、調和、穀物等,這些有什麼不同嗎?」

當然不同!差別就在於美國、加拿大與英國製造威士忌時用的主要成份。北美地區的威士忌,主要以美國本土的玉米製成,最著名的玉米威士忌就是波本威士忌,其成分包含 51~80%的玉米,其他成分還包含裸麥、小麥及其他穀物,蒸餾後的酒精濃度不超過 80%,再放入新烘烤過的橡木桶熟成至少兩年。

而蘇格蘭與愛爾蘭地區的威士忌,主要以大麥為原料,蘇格蘭的威士忌有三大類,分別為「麥芽威士忌」、「穀物威士忌」以及「麥芽與穀物調和威士忌」。麥芽威士忌主要生產地點為蘇格蘭高地與群島地區,僅使用大麥製作,風味強烈而獨特;第二種穀物威士忌由多類穀物蒸餾而成,其中大麥比例僅佔10~15%,風味較淡雅;調合式威士忌則出現在 1860 年,由於經濟因素,在市面上比較常見,層次豐富,強調品牌風格及特色。

「什麼是熟成?是把酒放很久的意思嗎?」

講簡單一點是這樣沒錯,但儲酒可是一大學問喔!蒸餾後的酒體還相當粗糙,和水一樣無色,需再經一段時間讓其中成分完成化學作用;這時就需依據製作的酒種來決定製程。如伏特加類的白酒,可直接調味、裝瓶上市;而如威士忌、白蘭地棕色烈酒,則需注入木桶中,熟成數月到數年,才能在上市時,展露我們熟悉的顏色與風味。

「木桶?為什麼一定要用木桶呢?」

木桶的學問可大了!用來熟成烈酒的木桶常用橡木,橡木樹幹中心的老木材由死亡細胞組成,這種木材擁有單寧酸等化合物,可以阻止昆蟲鑽孔。在製桶過程中,木材會經烘烤,依製酒種類決定烘烤時間,例如烈酒用的木桶烘烤時間就較葡萄酒用的長。當酒放入新製作完成的木桶後,酒液會與木桶作用,帶出風味與顏色;烘烤木桶賦予的風味物質來自於半纖維素降解物,會帶來類似焦糖、咖啡、棉花糖的香氣,而木質素降解物會帶出類似香草、奶油、巧克力、煙燻、丁香的多種香氣;另外炙燒木桶時形成的碳層,有助於酒液滲透萃取風味物質,並具有濾淨效果,促進風味熟成。另外,除了化學因素外,木材物理結構上的隙縫與空洞,也能讓酒吸收所需的少量氧氣,靠著科學熟成一桶好酒。

格蘭奧德釀酒廠(Glen Ord Distillery)的木桶同時使用美國波本桶與歐洲雪莉桶。圖 / 蘇格登提供。

一瓶好的威士忌,經過重重程序:從精心挑選大麥穀物、水質、酵母等原料,到嚴格控管釀製器材、溫度、與時間,每個步驟都千錘百鍊。就像我們的友情……

「說得好!為了我們的友情,今天這攤就給你請啦!最後一杯,敬你!」

不是吧!我講了那麼久,都你們在喝耶!我看還是把我們的友情放回木桶,繼續熟成好了。

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參考資料

  • Harold McGee著,蔡承志譯,《食物與廚藝:麵食、醬料、甜點、飲料》,大家出版,2010年。
  • 宮崎正勝著,陳柏瑤譯,《酒杯裡的世界史》,遠足文化,2016年。
  • Adam Rogers 著,丁超譯,《酒的科學:從發酵、蒸餾、熟陳至品酩的醉人之旅》,商周出版 ,2016年。
  • 邱德夫著,《威士忌學》,寫樂文化,2018年。
  • 王鵬著,《蘇格蘭威士忌品飲與風味指南》,聯經出版,2018年。

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