酿酒发酵过程中,除了酵母,还有哪些微生物在偷偷发挥作用?
看星空的仓鼠,代文曲星品酒 / 商业合作请私信 or 微信咨询 查看知乎原文 不请自来,先表扬题主,恭喜你发现了精酿啤酒之所以成为「精酿」的华点! 当然啦,中华白酒、西洋葡萄酒、西洋烈酒等很多讲究前期发酵来决定酒香口感的酒类,也非常需要「其它微生物在酿造过程中的重要性」(Importance of Other Micr…
不请自来,先表扬题主,恭喜你发现了精酿啤酒之所以成为「精酿」的华点!
当然啦,中华白酒、西洋葡萄酒、西洋烈酒等很多讲究前期发酵来决定酒香口感的酒类,也非常需要「其它微生物在酿造过程中的重要性」(Importance of Other Microorganisms in Brewing,这甚至是个专有表述)。
确切地说,包括题主在描述中提到,乳酸菌属(LAB)、野酵母大类(Wild Yeast),这 2 种类微生物会在酿酒酵母(Brewing Yeast)工作的同时,在特定环境里,全方位地参与、支持(也会提供一定的副作用)酿酒的有机化学反应。

另外,醋酸菌(Acetobacter)虽然不会在酿酒的主体生态化反中正面参与,但它也会适度提供一系列的调节口味,并且会在发酵完成之后,充当一个警示信号——「是时候停止发酵了」。
闲话休提,且随鼠踏入酿酒环境这一奇妙的微生物世界吧~
乳酸菌种属:酵母是老大,我们就是老二
作为既能有氧呼吸,又能无氧呼吸的一类革兰氏阳性菌,乳酸菌大家族包括 43 个属、5 个门,数量极其庞大,绝大多数成员参与到人类健康生活的方方面面,当然,鼠类和更多的哺乳动物族群也高度需要乳酸菌的支持。
而在酿酒(Brewing)环节中,乳酸菌大家族「精选」了乳杆菌(Lactobacillus)、片球菌(Pediococcus)、明串珠菌(Leuconostoc)3 个属来助力人类(以及好酒的仓鼠、猩猩),其中又以片球菌属下的戊糖片球菌(P. Pentosaceus)作为「主将」。

而在白酒这一边,主要发酵工作开展之际,乳酸菌还会为芽孢杆菌属(Bacillus)让出发展空间,尤其是为大曲的先行陈化、酒醅的全面生态化反让路,让芽孢杆菌属(生产特定酯类)、真菌属(主要是霉菌大类)、葡萄球菌属等优势群落参与酒醅发酵工作,自个儿就转入了窖泥中的深层次生态化反。

在窖泥深处,存在着真菌属的青霉菌群落,其中以罗克福青霉属(Roqueforti)为首占有决定性的优势数量,与乳酸菌大家族相辅相成。
嘛,初听「罗克福特青霉属」可能会觉着佶屈聱牙,不过只要知道这玩意儿是催生「著名」法国蓝纹奶酪「罗克福(Roquefort)」的主力真菌就行了。

换言之,主要生成咸、酸、辛辣的风味。
等青霉菌群落差不多开始工作,酒醅、大曲的微生物群落也到位工作,这时节乳酸菌群落也开始助力。
以片球菌属为例子,它们喜爱酸性微需氧环境,在胃酸同等酸度液态环境里,还能悠哉悠哉,一边分解葡萄糖,一边生产苯乳酸与水,不释放二氧化碳,时不常用自个儿的 horA、horB 等抗酒花基因遨游于原始酒精之海,干扰一下酿酒酵母的工作速率——避免酵母分解过快,让别的微生物(尤其青霉属)赶不上趟。
同时,片球菌属会为啤酒提供较为浓烈的奶油香、偏高的酸度、柔和的苦度,为白酒提供短暂的甜度,避免它们的同族乳杆菌属、明串珠菌属一味盯着糖分发酵,结果产生了过量的乙酸,就不太好收场了。

为避免同族变成啤酒、白酒腐败菌,片球菌属不得不拆东墙补西墙,尤其要借力霉菌属、芽孢杆菌属、野生酵母菌大类(下文会提到)来争夺糖源、减少同族(包括片球菌属本身)的生态环境份额,还要提防杂菌的入侵,比如危险的黄曲霉菌、白念珠菌之类。
相比之下,在白酒这边,乳酸菌参与酿酒的 3 个属就不必像啤酒发酵那边「手忙脚乱」,它们只需要依照各自特性,分解葡萄糖产生己酸、乙酸、辛酸、苯乙酸、苯乳酸等有机酸,然后由芽孢杆菌属、霉菌属的根霉与黑曲霉,来接力产生提供酒香味的酯类物质即可。

而随着白酒原浆逐渐产生,酒精度不断提升,众多微生物会停止参与反应,唯有乳酸菌会工作到最后一刻,从而维持住白酒基本质量、酒体平衡性,直到酵母活性完全被高浓度酒精抑制,它们才会彻底停止辅助。
如此,白酒里的几十种独特香味就这么出来了,精酿啤酒里的甜香也是如此。

在浓香型白酒中,上述团结作战参与生态化反尤为突出,甚至在微生物群落种类上,能跟精酿啤酒打平手。
至于红酒嘛……很抱歉,在上述生态化反开始后不久,因为酿酒葡萄惊人的含糖量,酒精浓度提升更快,干掉了绝大多数参与酿酒微生物,基本剩下酵母、野生酵母、醋酸菌了,比白酒原浆还要无情。
至于精酿啤酒这边……生态化反工作还没结束,乳酸菌是平衡了,还有野生酵母呢。
野酵母大类:精酿啤酒最核心风味看我们心情
相比乳酸菌大类的「辛勤」,野酵母这边反应堪称「平淡」,毕竟在白酒、红酒、黄酒那边,它们一般不上台主动表演,但在酒精度相对低的啤酒这边儿……
它们要是不参与,那,精酿啤酒的味儿可能会比没酿好的醋还糟糕。
一般而言,野酵母大类包括 Brettanomyces(酒香酵母)、Wickerhamomyces(威克汉姆酵母)、Pichia(毕赤酵母)等,都是精酿师傅直挠头的酿酒风味微生物菌群。

但如果控制得当,它们就不必被归入杂菌类。
比如脱胎自老式酸啤(Sour Beer)的精酿——兰比克啤酒(Lambic Beer),就是巧妙利用了过熟水果表面的酒香酵母(提供微腐败的酒味),让添加入啤酒的水果汁提供酸度、果香,融入精酿啤酒,带来明快的果味。

同理,从中世纪到现代,酸啤酿造师傅一直在研究如何掌控酒香酵母的含量,利用上文提到的片球菌来支援,就跟干预常规酿酒酵母的工作效率一样。
无奈的是,酒香酵母本质上是腐败菌,如野马般难以驾驭,生命强度也远远超过常规酿酒酵母,需要调和很多片球菌属才能压制它们的野性。
发展到后来,比利时人的 Orval 精酿最先摸索出来能利用酒香酵母的酿造配方,奠定了更小众精酿啤酒的出产基础。

独特的果酸、乳酸、窖酸甚至臭酸,都是酒香酵母的「杰作」。
有些酸啤酒、小众精酿那一股子劝退大多数新人的怪味儿,就已经是酒香酵母的「嘲讽」了:这都接受不了,还是走开吧。
与之相对,威克汉姆酵母属是出了名的「平淡微生物」,它们最早在我国白酒窖池中被提取,在乳酸菌属、常规酿酒酵母、霉菌属、芽孢杆菌属在窖池上层的酒醅里兵来将挡时,它们就懒懒呆在窖池下层,提供一些小而关键的生态化反,比如增加淀粉糖化性、促进酯类产生、瓦解下沉杂质。
但如果有醋酸菌来「求助」,那么威克汉姆酵母属就会上浮支援。
至于毕赤酵母属,它们会发现甲醇的产生,然后迅速出击「吃掉」之……平时也就不太参与工作。

所以到最后,也就酒香酵母这一大类野酵母从头打到尾,最难伺候,一个没留神,它们就给精酿带来一股子小宝宝吐奶的怪味儿、或者苦药味儿,酒体也给弄得稀薄不堪,比最粗糙的工业拉格还稀薄。
但伺候好了,精酿就有了奇妙的香味……或者是好闻的怪味,如臭豆腐、榴莲之于人类。

所以嘞,精酿师傅们能忍受酒香酵母、学着如何跟它们「友好」相处,而不是像隔壁的红酒师傅,在酿造完成后、灌装开始时,故意往红酒里添加二氧化硫,杀灭残留的野生酵母。
至于我国白酒这边,也得赶紧送去蒸馏罐,高温提取酒精、香味分子,避免野生酵母勾结醋酸菌捣乱。
醋酸菌种属:追求深度发酵虽好,可不要贪心哦
美中不足,好事多磨。——《红楼梦》
对于醋酸菌种属而言,在酿酒这个生态化反大工程的最后一步,添点儿「美中不足」是它们的常规操作了。
相比于乳酸菌,醋酸菌没有充足氧气就会完蛋,也不耐热,除了酒精,一无所爱,只要让它们在原浆酒里待一小会儿,那就麻烦了,必须赶紧往酒里兑食盐……但也只是一时之计,毕竟食盐多了酒风味就乱了。
白酒还好说,毕竟最终要送去高温蒸馏,但红酒就必须小心醋酸菌来捣乱,精酿啤酒也是。

如前文所述,一部分野生酵母会协助醋酸菌大量繁殖,尤其是在原浆酒中沉淀杂质(大分子碳糖)较多、尚未精细过滤时,醋酸菌就会趁乱杀来,在原浆酒表面形成一层薄膜,大量吸取氧气来分化酒精。
红酒师傅最看不得这种情况,会立即上二氧化硫伺候,或者赶紧过滤干净。
不过之于小部分红酒、精酿师傅而言,醋酸菌的捣乱行为,是九九八十一难的最后一难,因为这时段酒的发酵工作还在深层次进行,为了获取更出色的香气,必须更殚精竭虑。

说起来,醋酸菌在这深层次发酵中,也有一定的参与技术含量……比如提供些微的甘酸度、跟毕赤酵母属密切配合、消去部分杂醇。
在黄酒、三花酒等米酒类发酵的尾声,醋酸菌更是参与深层次气味调节,提供中规中矩的微酸。
但绝大部分时间,它还是被清理掉要来得好。
随着现代技术进步,抽真空、隔绝空气加热等手段已经不新鲜,当然从一开始清洁好发酵罐周围环境也是很重要的,避免杂菌侵袭、干扰,从源头上清理干净,避免跟中世纪的酿酒师傅一样抱怨「昨天没拖地,这酒就出怪味儿了」。

嘛,最后啰嗦一句……
如果题主不只是想写论文的话,还想进一步研究中规中矩酿酒、如何协调微生物群落的手段,那么鼠诚挚建议,本文可用于初步参考,细节知识请参考工具书。
逃~
延伸阅读
wild yeast | The Oxford Companion to Beer | Craft Beer & Brewing
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