【科學史沙龍】〈啤酒不只是啤酒〉&〈啤酒花與啤酒的酵母其實很不簡單〉
〈啤酒不只是啤酒〉
啤酒是利用穀物糖化所釀造出來的酒，是人類最早的生物科技產品之一，史料記載早在四、五千年前，埃及人便已通曉啤酒的釀造方式。不過一直要到 19 世紀，有了工業化的大量生產技術以及冷藏技術，才有了我們所熟知的現代化啤酒。鄭建瑋這次就來為聽眾介紹形形色色的各式啤酒，以及自己在家釀製啤酒的詳細步驟。
講師：鄭建瑋｜銘傳大學生物科技學系副教授
啤酒的釀製原理很簡單，先對穀物進行糖化（傳統上使用大麥），將其澱粉轉化成微生物可利用的單醣，再將製造出來的麥汁煮沸，然後加入酵母菌跟啤酒花進行發酵。傳統的啤酒製程叫做艾爾啤酒 (Ale) ，酵母菌會移動到麥汁液面進行發酵，因此屬於上層發酵啤酒，發酵溫度比較高，通常兩三天就可以完成發酵。大家最熟悉的台灣啤酒，則是屬於拉格啤酒 (Lager) ，酵母菌是在桶底發酵，因此屬於下層發酵啤酒，發酵溫度比較低，通常需要低溫保存好幾個月才能完成發酵。
若是再將啤酒按照酒精度、苦味值、口感、風味細分，可以林林總總區分出十幾個種類：
@.美式拉格：酒精度低，口感跟顏色都偏清淡，比較不苦，一定要冰的才好喝。
@.德式拉格：酒精度比美式拉格略高，苦味則提高不少，因此適飲溫度也要稍微高一點，拿出冰箱後可以放一下再喝。
@.維也納拉格：奧地利版本的德式拉格，略帶紅色，有一股香甜的大麥風味。
@.德式皮爾森：酒精度跟德式拉格差不多，但啤酒花放得更多，苦味進一步提高。
@.波西米亞皮爾森：酒精度跟德式皮爾森差不多，苦味再進一步提高，難以為大眾接受。酒廠把苦味降低之後，就成為現代工業化生產啤酒的原型。
@.美式琥珀拉格：美式拉格加入一些輔料之後，成品帶琥珀色、有焦糖香氣、口感滑順。苦味還是比美式拉格高出一截。
@.慕尼黑啤酒：稍高的酒精度搭配中等苦味，形成豐厚的口感。
@.德式黑啤：顏色很深，酒精度卻偏低，中等苦味。
@.傳統勃克：酒精度比一般拉格再高一點，強調麥香重口味。
@.雙倍勃克：香氣與口感要比傳統勃克更濃郁。
@.小麥勃克：以小麥釀製的勃克啤酒，顏色略淺，但酒精度更高。
@.五月勃克：顏色跟口感比傳統勃克略淡，但還是要強調麥香的呈現。
@.美式棕色艾爾：酒精度跟苦味都中規中矩的黑啤酒。
@.英式棕色艾爾：酒精度跟苦味比美式棕色艾爾略低。
@.美式琥珀艾爾：跟美式琥珀拉格很像，只差在發酵方式不同。
@.印度淡色艾爾 (IPA) ：這種陰錯陽差的風味啤酒，起源於英國當年把一批艾爾啤酒送到殖民地印度，因為時間過久產生質變，卻意外地大受歡迎，因此就開始有人專門釀製 IPA 。 IPA 酒精度不高，顏色偏淡，但是苦味值特高，雙倍 IPA 苦味值更是高到嚇人，但是豐富的風味可以讓人願意接受其苦味。
如果你想在家裡自製啤酒，鄭建瑋老師跟我們分享了一個按部就班的簡易流程：
1.準備乾淨的水。可以把自來水煮沸後靜置沉澱，用 RO 逆滲透水，或是直接買礦泉水。
2.把 20 公升的水加熱到攝氏 78 度，溫度差不多就可以，不需要非常精準。
3.把碾壓過的大麥榖物（生機飲食店有售）放進水裡，保持 72 到 78 度的水溫大約 30 分鐘，以啟動穀物裡的糖化酵素活性。
4.加入麥芽濃縮液與啤酒花，煮沸 90 分鐘。
5.快速降溫並沉澱過濾，免得啤酒看起來混濁，自己都不敢喝。之後把澄清的麥汁換到發酵桶。
6.把酵母粉放到水溫 20 到 24 度的水中 30 分鐘進行活化，之後加入發酵桶。
7.常溫靜置發酵 7 到 14 天。發酵過程會產生大量二氧化碳，所以要記得裝上酒醛或排氣裝置。
8.發酵完成後測量糖度，不夠的話加入適度的糖，之後放入冰箱靜置沉澱 12 小時。
9.把上層澄清的液體裝瓶，完工！
〈啤酒花與啤酒的酵母其實很不簡單〉
我們在《新牛津美國辭典》裡查閱「啤酒」這個詞，它的定義是：一種由麥汁經啤酒花調味後，由酵母菌發酵的酒精飲品。慕尼黑公國在五百年前頒布的《啤酒純釀法》，也規定除了大麥、啤酒花以及清水以外（後來發現酵母菌的功效之後追加），不得添加任何副料。本講次介紹這四種啤酒的基本原料裡，其存在意義最為奇妙的啤酒花，以及酵母的學問。
講師：林翰佐｜銘傳大學生物科技學系副教授／科學月刊總編輯
啤酒花是蛇麻草的花苞，分類學上屬於大麻科葎草屬，生長於緯度 35 到 55 度的區域，需要長日照以及生長期的低溫；台灣的氣候對蛇麻草來說太炎熱了，因此很難在台灣本地種植。人類釀製啤酒的歷史，可追溯到四、五千年前的埃及人，但是開始在啤酒裡添加啤酒花，大約是近一千年的事，主要目的是為了增長啤酒的保存期限。
啤酒花裡含有高達 400 種以上的天然化合物，主要可分為四大類：葎草酮、蛇麻酮、精油以及類黃酮（附帶一提，蛇麻草雖屬大麻科，但是不含大麻酚，喝啤酒成癮可不能怪到大麻頭上唷）。葎草酮是啤酒花最主要的化學成分，具有殺菌功能，因此能防止啤酒腐敗，但是帶有苦味，因此啤酒只要添加了啤酒花，多多少少都含有苦味。葎草酮的水溶性較低，不過經過熬煮可提高其溶解度，這就是為什麼現代啤酒的製程中，一定都有高溫煮沸這一道工序。蛇麻酮雖然在啤酒花裡含量不高，不過其殺菌功能比葎草酮更廣泛，同時也帶有苦味。精油則是以萜烯烴類為主，如月桂烯、蛇麻烯、石竹烯等，這是啤酒花獨特風味的來源。
人類把啤酒花當成經濟作物種植，起初自然是為了賺錢，在一個以啤酒花 Alpha 酸值含量為計酬基準的市場上，透過雜交育種極力衝高 Alpha 酸值，因而產生了約 150 種的啤酒花品系。但是人類就是喜歡追求新的花樣，近年來開始追求 Alpha 酸值以外，啤酒花所能產生的各種香氣，在釀製啤酒過程中使用啤酒花的方式，也就衍生出初麥汁浸泡法、結束浸泡法、苦煮法、香煮法、冷泡法等等不同製程。
至於釀造啤酒另一項不可或缺的要角酵母，其實是泛指能夠發酵醣類的各種單細胞真菌，目前已知有 1500 多種酵母，大部分被分類到子囊菌門 (Ascomycota) 。有如此繁多的酵母菌種，因此各種五花八門的發酵法都有人嘗試，在巴斯德確立微生物學的基礎之前，釀酒可說是一門神祕的技藝；但是在工業化生產與商業化行銷的要求下，就必須要有相對應的保種技術，確保良率夠且穩定性佳的菌種能夠廣泛使用。丹麥的嘉士伯啤酒，就是全世界第一家建立實驗室，以純化酵母品系建立科學化生產流程的啤酒廠。
釀啤酒所用的酵母，可分為拉格式底層發酵，以及艾爾式頂層發酵兩大類。拉格式酵母需要較為低溫，大約攝氏 8 到 12 度的發酵環境，且需數個月才能完成，釀出的酒體色淺，啤酒香跟花香都很中庸。艾爾式酵母的發酵環境溫度較高，大約攝氏 12 到 18 度即可，發酵時間也比拉格式酵母短很多，釀出的酒體色深，帶有較濃郁的麥芽香。
無論你選擇哪一種酵母，產生酒精都算是酵母進行呼吸作用的副產品，真正決定啤酒風味的，在於乙酯類等等「副產品的副產品」。現代啤酒的工業化釀製講究科學性，也就是希望每一次釀製，都得以精準地重現某種既定的風味；但是啤酒也是飲食文化的一部分，人們總希望能夠變出一些新花樣，材料的豐富性加上適合的酵母，才能造就一杯啤酒的藝術性。