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- 633期-葡萄的不思議奇幻旅程(9月號)
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2022-09-01不是所有酵母菌都能釀酒 如何分離、鑑定出好的釀酒酵母菌?
633 期
Author 作者
林志輝/臺灣大學生化科技系博士,現為臺東大學生命科學系副教授兼系主任。
Take Home Message
►適合釀酒的釀酒酵母菌需要具備特色風味、高發酵速率、高酒精產率、高酒精耐受性等特性。
►在鑑定釀酒酵母菌時,可以先由顯微鏡形態觀察開始,再進階以基因定序比對。
►酒精發酵過程中每分子酒精會伴隨產生兩分子的二氧化碳,因此可以透過二氧化碳的產生速度,推斷釀酒酵母菌的發酵能力。
釀酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae,又稱啤酒酵母或麵包酵母)是一種獨特、具有悠遠利用歷史的單細胞真菌。雖然在埃及與中國古文明中,都有關於釀酒或製作麵包的記載,但一直到19 世紀現代微生物學逐漸發展成熟後,特定發酵菌株的使用與專門製作的菌酛,才成為釀造工業的慣例。發酵菌株對於釀造產品的特性與風味具有決定性影響,能產生難以模仿的迷人風味,可以說是風味與香味的精靈。良好的酵母菌株不但需要具有特色風味,還須具備高發酵效率、高酒精耐受性、生長快速、風味良好等特性。
怎麼分離、鑑定釀酒酵母菌?
酵母菌原指所有的單細胞真菌,而在自然環境中有非常多的酵母菌物種,其中也不乏具有高效率發酵能力的種類,但是真正能符合釀酒需求的物種只有釀酒酵母菌。釀酒發酵產生的酒精可以抑制其他微生物生長、甚至殺死它們,但隨著酒精濃度增高,酵母菌自己也會受不了而停止發酵。若把酵母菌能夠忍受的最高酒精濃度稱為酒精耐受性,釀酒酵母菌大多至少具有8%的酒精耐受性,最高的酒精耐受性約為14%,也就是一般葡萄酒的最高酒精濃度。至於非釀酒酵母菌的物種,酒精耐受性通常低於5%,不具良好的酒精耐受性與高發酵產率。因此在酵母菌篩選、分離的過程中,能否快速篩除不適合的酵母菌是技術關鍵。
釀酒酵母菌與其他酵母菌或微生物最大的差異是釀酒酵母菌在高糖度、無氧發酵、高酒精濃度的環境中適應力很強,因此常存在於具有高糖度水果的果皮上,例如葡萄。釀酒酵母菌會在其他微生物、酵母菌快速利用葡萄糖或是蔗糖發酵、累積了低濃度的酒精之後,再接替這些早期菌群主導酒精發酵,直到釀酒酵母菌本身的酒精耐受性上限為止。釀酒酵母菌在發酵早期的競爭力其實不強,因此在篩選、分離時需要特別注意,以免浪費大量人力、物力,又鑑定出許多不需要的酵母菌物種。
根據筆者的經驗,在篩選、分離、鑑定時建議選用高糖度、表皮受損,或是開始出現發酵現象的全熟或過熟水果,加入適量的開水打成果泥,加入砂糖再調整糖度至20°Bx〔註〕,並加入藥用酒精調整酒精濃度至3%,靜置於24 ~ 20℃的環境發酵約數週至一個月,直到無明顯二氧化碳氣泡產生。最後再以酵母菌平板培養基,例如YPD(yeast extract–peptone–dextrose)培養基,進行四區劃線分離,再挑選乳白色、半光澤的圓形菌落(圖一),保存與鑑定菌株。……【更多內容請閱讀科學月刊第633期】
圖一|在篩選釀酒酵母菌時,以培養基進行四區劃線分離,再挑選乳白色、半光澤的圓形菌落,進行菌株保存與鑑定。(作者提供)