在人類歷史上,人類一直被一些肉眼看不到的東西影響著,比如微生物。
電子顯微鏡下的微生物
微生物多種多樣,其中對于人類影響最大的應該算是釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae),又稱面包酵母或出芽酵母。傳統上用于釀酒、制作面包和饅頭等食品。
事實上人類利用自然發酵現象生產食品已有數千年的歷史,釀酒是最傳統的發酵技術之一。大約在9000年前,人們就開始使用谷物釀造啤酒。既有饅頭、醬油,醋,豆腐乳等傳統食物,也有面包、奶酪、酸奶等常見食品,這些食材的制作都已有兩千年以上的歷史。
在我們日常的生活中,接觸到最多的發酵物食品可能就是“酒”了,啤酒,白酒,黃酒,葡萄酒等等....酒精飲料林林種種,令人眼花繚亂,可是發酵的和酒精飲料之間的關系究竟是什么呢?且聽我娓娓道來。
傳統發酵產品歷史悠久,分布廣泛,生活中為人們所喜愛。生產傳統發酵產品的原料來源很廣,發酵采用的微生物種類多樣,其發酵形式主要有液態或固態發酵。
液體發酵法是借助于液體,即先將酵母置于液體介質中,在液體中經幾個小時的繁殖,制成發酵液,然后用發酵液與其他原輔料攪拌進行發酵。類似于我們常說的“酒引子”,我們平時常見的廉價白酒90%都會使用“液態發酵法”。
固態發酵法就是釀酒的原料呈固態,以固態的形式貫穿蒸煮,培菌,糖化,發酵,蒸餾等整個過程。我們平時家里面蒸饅頭的時候,“發面”用的就是固態發酵法的一種。我國的中高端白酒都會使用“固態發酵法”。
兩者的區別在于液體酵母的繁殖會更快,酵母活性會優于固體酵母粉。
用于傳統發酵產品的微生物有酵母菌、霉菌、細菌多種。
如中國的著名大曲酒--茅臺酒,其發酵所用的大曲由大麥、小麥等糧食原料保溫培菌制得,曲中的微生物有紅曲霉、根霉等霉菌,假絲酵母、漢遜酵母等酵母菌以及乳酸菌、丁酸菌、耐高溫芽孢桿菌等各類細菌。
而西方多采用大麥芽作糖化劑,酵母菌作發酵劑,如英國的麥芽威士忌,釀造是在麥芽汁中接入單一釀酒酵母或釀酒酵母與過量的啤酒酵母混合物進行發酵。
釀酒中使用的固態酵母粉
精釀啤酒的釀造中,國內的傳統工藝基本上只會使用固體酵母粉,通過加水活化之后制成發酵液再加入到麥汁中;而在國外,使用固體酵母粉活化或者直接使用液體酵母都很普遍,究其原因主要是國內目前禁止液體酵母的進口。
酒類的釀造已有數千年的歷史,其中葡萄酒釀造甚至超過了一萬年。世界上最古老的酒類當屬葡萄酒,因為葡萄最易自然發酵,在遠古年代,人類的祖先也許正是因為飲用了成熟葡萄自然發酵的之后的液體,從而受到啟發,開始釀制最古老的葡萄酒。
酒類主要是釀造酒和蒸餾酒。原料經發酵后,不需再蒸餾而可直接飲用的酒被稱為釀造酒,如啤酒、葡萄酒、黃酒、日本清酒、果酒等;將發酵液或酒醅經過蒸餾所制成的酒稱被為蒸餾酒,如白酒、白蘭地、威士忌、朗姆、伏特加、金酒、杜松子酒等。
電子顯微鏡下的啤酒酵母
啤酒發酵釀造工藝
啤酒的發酵使用啤酒酵母,釀造工藝中被分為上發酵法(艾爾)和下發酵法(拉格)。
艾爾啤酒(英文:Ale),又譯為麥酒、麥芽酒,為一種上層發酵啤酒(發酵過程酵母會移動至液面)。發酵溫度較拉格啤酒高(20~25℃),發酵時間較拉格啤酒短,可于兩到三天完成。
艾爾酒常常帶有更加濃烈的口感,酒體飽滿,可以形成很好的果仁味道和水果味道。常見的有:Pale Ale、Brown Ale、Porter、STOUT、Hefeweizen等。
拉格啤酒(英文:Lager),源自德文“儲存”(Lagerung),是一種桶底酵母發酵,再經過低溫儲存的啤酒。桶底發酵,顧名思義就是酵母在發酵時沉在麥汁的下方。
發酵溫度一般在10-12攝氏度。發酵時間較艾爾長。常見的有:Pilsner、American Lager、Bock等,多數注重清爽和麥芽的香味,一些特別的拉格啤酒也會有水果或堅果的香味。
上層發酵和下層發酵示意圖
啤酒酵母
啤酒的原料只有麥芽、水、啤酒花、酵母。
而酵母往往會決定這啤酒的風味,在發酵的過程中,酵母自身會產生了一些揮發性醛類物質,讓啤酒擁有水果般的香氣,比如像德式小麥風格的啤酒中的香蕉味,就是由乙酸異戊酯(Isoamylacetate),一種會產生香蕉或者梨的果香所帶來的風味。
同時啤酒中的醛類物質有很多,比如含量最高的乙酸乙酯(Ethylacetate),聞起來像是甜甜的化學溶劑,如果發酵過度造成濃度過高,就會產生我們平時問到的油漆味,而己酸乙酯聞起來很像蘋果或是八角;乙酸苯乙酯則有一種玫瑰或者蜂蜜的香甜。
不同的酵母因為產生每種醛類物質的能力不同而產生千變萬化的香味效果,這也是酵母對啤酒風味影響的重要性所在,因此在啤酒的釀造中會通過雙乙酰還原來處理掉釀造過程中不良的醛類物質影響。
除了啤酒的發酵,大家熟悉的葡萄酒也同樣需要通過酵母將葡萄汁發酵為酒精。
比如我很喜歡喝的干白型葡萄酒,通常采用控溫發酵,發酵溫度一般控制在16~22℃為宜,最佳溫度18~22℃,主發酵期一般2周左右, 主發酵結束后轉入后發酵。后發酵溫度一般控制在15℃以下。在緩慢的后發酵中,葡萄酒香和味的形成更為完善,后發酵約持續一個月左右。
白葡萄汁和葡萄皮的混合,目的是為了讓葡萄皮上的野菌充分混合
最近我在學習清酒的過程中,發現其實清酒跟我們傳統的發酵酒釀造程序很像。清酒的原料只有米,水和酵母,清酒酵母通過發酵米中的淀粉,來產生酒精,可見酵母這一神秘又神奇的微生物對于清酒的影響力之大,不夸張的說清酒的風味完全被酵母所控制。
獺祭是我們非常熟悉的一款日本清酒,這款酒聞起來花香四溢,這聞起來的花果香正是清酒酵母為這款酒體所帶來的。在日本的清酒酒廠大都是向國家釀造研究所購買已經培養好的釀酒酵母的,這也能看出來人們對于酵母這一微生物的研究從來沒有停歇。
如今,古老的發酵工藝和近代的發酵技術利用現有的微生物改變著人類的飲食,現代的生物技術將發酵這一生物化學反應運用到更為寬廣的生產生活之中,從而幫助到人類自身。
微生物多種多樣,酵母作為其中之一,在人類的發展史上卻有著不可替代的作用;小小的酵母發酵著谷物、水果、牛奶等食物,改變著人類的進食,人類通過這些發酵食物改變著世界。