2018年10月28日

啤酒口感及風味的關鍵—酵母

陳奕伸/銘傳大學生物科技學系專任教授。

啤酒,稱得上是人類歷史上一種古老的飲品,據說可以追溯到古代美索不達米亞時期,因為製作麵包的麥不經意浸泡於水中,自然發酵後被發現而來的。如同麵包或葡萄酒,當時人們並不知道這些食物或酒類的形成,是由於酵母菌發酵所導致的結果。但可以確定的是,由於酵母菌的作用,大大地改變了食材本身的風味與口感,就好比燒餅與麵包、葡萄汁與葡萄酒、或是麥汁與啤酒,彼此之間皆有著顯著的差異存在。筆者認為,在諸多利用酵母菌所製作的發酵食物中,日本清酒與啤酒這兩者在酵母菌菌株的選擇及製作工藝上最吹毛求疵,但相對所釀造出來的酒品也最具備各個酒廠的特色。

世界上的啤酒種類繁多,釀造方式也各具特色,啤酒釀造的主要原料包含麥芽、啤酒花與水,副原料則依各個酒廠追求的風味而有所不同。酵母菌的增殖與工作,主要仰賴環境中的氮源及碳源。麥汁中的醣類便是酵母菌碳水化合物的主要來源。這包括了來自麥芽的麥芽糖、麥芽三糖與葡萄糖等3種醣類。透過糖解路徑,醣類最終被酵母菌經由丙酮酸轉變成乙醇與二氧化碳。若麥汁中添加過多蔗糖或葡萄糖時,可讓酵母菌的初期發酵變得旺盛,但當這些醣類消耗殆盡時,可能發生發酵停滯之現象。

啤酒的味道是怎麼來的?
麥汁中的各種化合物經代謝後產生的醇類、醛類、酯類、酮類、硫醇類、雙酮類及其他含硫化合物等物質,對啤酒的風味有重要的影響。儘管乙醇與二氧化碳是糖類代謝後的主要產物,但這兩者對啤酒的風味貢獻很小,主要的貢獻應歸功於酯類的生成。因為乙醇是酒中含量最多的醇類化合物,因此乙酯類是最常見的產物,而酯類的生成量與酵母菌的遺傳特性有關,因此,選用適當的酵母菌株應用於啤酒釀造上,便顯得格外重要。

氮源提供酵母菌蛋白質、核酸及相關含氮物質的合成所需之外,高級醇的形成也與氮的代謝有關,而高級醇對啤酒的風味與芳香影響重大。因此麥汁的品質及酵母菌的選用,對釀造的啤酒成品有著決定性的影響。

各種啤酒的釀造
已知酵母菌菌株的選擇對啤酒有舉足輕重的影響力,若試著將啤酒的分類與酵母菌種類間的關係相連結,酵母菌的重要性與影響力可被更加凸顯。目前啤酒的主要類型可分為拉格、艾爾及司陶特3種,一般拉格意指傳統德國式的啤酒,拉格的德語為窖藏(store)的意思,傳統上在進行主發酵後,還需進行後發酵、熟成與貯酒等動作。拉格啤酒利用底層酵母(Saccharomyces pastorianus或稱Saccharomyces carlsbergensis)糖化麥汁,發酵溫度約在8~12°C之間,所釀造出來的啤酒顏色較淺、啤酒花香味中等,臺灣啤酒近似此種類型。而艾爾啤酒則意指傳統英國式啤酒,與拉格啤酒不同,使用上層酵母(Saccharomyces cerevisiae),發酵溫度略高於拉格啤酒,約在12~18°C,所釀造出來的啤酒顏色較拉格啤酒深,麥芽香味也較濃。

承如前述,與啤酒釀造有關的酵母菌主要分布在酵母屬(Saccharomyces)之中,此菌屬內的菌種在增殖時是以多極出芽方式進行,利用平板培養基培養時,可以觀察到的菌落顏色為白色,不具光澤性,顯微鏡觀察時,營養細胞大小約為4×8μm。艾爾啤酒發酵所使用的上層酵母菌種,除了應用於艾爾啤酒的釀造之外,也廣泛地應用在麵包、葡萄酒與清酒等發酵食品的生產之上。艾爾啤酒發酵之所以也稱為上層發酵,主要因為上層酵母在發酵過程中,會在啤酒表面形成一層酵母泡沫。由於啤酒主要透過酵母菌的代謝,主要產生出酒精與二氧化碳,還有百種以上的不同的風味成分,所以,一部分的酵母菌是由附著的二氧化碳所支持著。傳統上,在發酵過程中每隔一段時間會將表面的酵母泡沫刮除,作為下次發酵時的菌母來使用。此外,根據希拉拉爾(Lettisha Hiralal)等人的研究結果指出,包括釀造溫度、pH值及添加各種促進酵母菌生長的相關物質,都可以對艾爾啤酒的香氣造成影響。這意味著,即使是相同的酵母菌,會因為釀造當下的狀態及環境改變它工作的方式及發酵狀況。 ......【更多內容請閱讀科學月刊第587期】

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