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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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調香師的秘密:「糞臭素」挑起你骯髒的慾望

胡中行_96
・2022/05/16 ・2039字 ・閱讀時間約 4 分鐘

倫敦高級區梅費爾(Mayfair)的聯排透天洋房裡,他與屋主近身互動。六呎高,湛藍的雙眸,古銅的肌膚,寬闊的下顎,銀髮一絲不苟地貼齊,以及一縷迷人的香氣:肉桂、皮革和不可言喻的香味,他確定迎面襲來的深刻,源自另一個時空。

梅菲爾位在倫敦西區,它是世界上最昂貴的地區之一。圖/Wikipedia

「當你嗅聞,你是用腦在聞。最原始的,處理記憶和情緒的部位。」
屋主解釋:「若芸芸眾生試圖尋覓自我的氣味,那我正在打造專屬你的身份。」

關於香水的秘密

一場訪談,讓男性時尚雜誌《GQ》的作家 Michael Paterniti 化身高級訂製香水的顧客,而江湖人稱「香水界情色男優」(the Pornographer of Perfume)的屋主 Roja Dove,正優雅地介紹混香的秘密。「我使用『糞臭素』,一種帶有糞便氣息的醜陋分子。男女性器皆與肛門比鄰,底蘊裡一丁點的『糞臭素』,便能喚起骯髒的慾望。」[1]

Roja Dove 是一位英國調香師。圖/Wikipedia

糞臭素是怎麼來的?

來到住處之前,兩人在麗池飯店(Ritz Hotel)旁的沃爾斯利餐廳(the Wolseley)用過午餐。此時他們的消化系統正將蛋白質,分解成胺基酸(amino acid)。接著,腸道內的菌落會先進行「去胺作用」(deamination),用氫去代換胺基。於是,有一種叫做「色胺酸」(tryptophan)的胺基酸,就變成「吲哚-3-乙酸」(indole-3-acetic acid,簡稱「IAA」)。

再來,乳酸桿菌(Lactobacillus)、梭菌(Clostridium)和類桿菌(Bacteroides),透過「去羧作用」(decarboxylation;羧,注音ㄗㄨㄟ)把 IAA 中的羧基(carboxylic acid group)換成氫,人體內的「糞臭素」(skatole;即3-methylindole)就誕生了[2][3][4]

Roja Dove 的調香手法

在正式調香之前,Roja Dove 會提供約莫 200 張的試香紙,讓訂製高級香水的顧客挑選最能觸發當下感覺,並連結過往回憶的幾種氣味。Roja Dove 將以它們為發想的根據,把原料輕拍到試香紙上,再把試香紙與一只金屬小風車連結。當小風車運轉,微風迎面吹來,他便能感受這些原料的效果。

當然,調香運用的糞臭素不是靠「人體製造」,而是在實驗室或工廠裡「人工合成」。1883 年德國化學家費雪(Hermann Emil Fischer, 1852-1919)發明了「費雪吲哚合成」(Fischer Indole Synthesis):一種苯肼(phenylhydrazine)和醛(aldehyde)或酮(ketone),透過酸觸媒(acid catalyst)催化產生的作用。一般罐裝糞臭素,便是這麼來的[2][5]

從溝通、聞香、構想、嘗試、製作到完成需要耗時一到二年。圖/Pixabay

從溝通、聞香、構想、嘗試、製作到完成,長達一、二年後,每 3.4 盎司(100.55 毫升)要價 4 萬美元的訂製香水,才會被呈現在顧客面前。所幸,對花不起重金與不特別愛好香水的人來說,還是有其他巧遇糞臭素的機緣。因為某個程度上來說,糞臭素就像愛。它撲朔迷離地存在生活中出乎意料之處:香水、茉莉、橙花、甜菜、香菸、糞便、煤焦油與草莓冰淇淋。糞臭素時臭時香,載舟亦能覆舟,令人欲拒還迎。

氣味的關鍵在於濃度

氣味由香變臭的關鍵,在於濃度。像是過多的愛,使人無法擔待。以體積比來說,一旦超過 60 pptV(0.327 ng/L)[註1],就會開始臭得一去不返[7]。如果以重量比計算,健康人體製造的糞便中,糞臭素濃度約為 5 μg/g,但消化道疾病患者,則可高達 80 到 100 μg/g[註2]。換句話說,腸道保健雖然不會讓人芬芳馥郁,但至少能避免如廁之後臭名遠揚[8]

回顧過去的調香職涯,Roja Dove 感嘆上等的原料不再是小農收成,產地直銷,人工合成的產物也逐漸取代天然素材。

「的確,我們必須在香水裡添加合成物。」他向時尚作家 Michael Paterniti 坦承,那是為了襯托自然的味道,但是如果大比例的使用人造成份,「合成的香水聞起來,就永遠僅是人工的氣息。」然而大時代的趨勢,就連知名調香師也無力回天。諷刺的是,在這場產業變遷的遺憾裡,得知糞臭素並非天然,卻多少能帶給香水顧客卑微的慰藉。

註解

  1. pptV(parts per trillion by volume),則是兆分之一體積比。ng/L,指每公升幾奈克。
  2. μg/g,又作 mcg/g,指每公克中有幾微克,也就是 ppmW(parts per million by weight)百分之一重量比。

參考資料

  1. How to Smell Like a God (GQ, 2014)
  2. Skatole – A Natural Monstrosity In Perfume, Parliaments, Produce And Poop (American Council on Science and Health, 2020)
  3. Impact of the Gut Microbiota on Intestinal Immunity Mediated by Tryptophan Metabolism (Frontiers in Cellular and Infection Microbiology, 2018)
  4. 羧酸(教育部重編國語辭典修訂本,臺灣學術網路第六版)
  5. Emil Fischer Biographical (the Nobel Prize)
  6. Skatole (American Chemical Society, 2021)
  7. Identification, quantification and treatment of fecal odors released into the air at two wastewater treatment plants (Journal of Environmental Economics and Management, 2016)
  8. New Insights Into Gut-Bacteria-Derived Indole and Its Derivatives in Intestinal and Liver Diseases (Frontiers in Pharmacology, 2021)

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胡中行_96
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曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。臉書:荒誕遊牧。