[釀造技巧]消毒篇(下集-含擴培實作)

在開始實作之前，不免俗的要來一些理論。在實驗室裡最常用的消毒方法就是高溫高壓滅菌法，在擴培酵母上來說也是最理想的消毒方式，只是就像先前提過的，額外添購滅菌釜畢竟是一筆花費，而且通常只要用家中現有的鍋子煮沸加熱來殺菌就足夠了，省下的花費還可以多買很多個冰箱呢(笑)。

那為什麼實驗室就一定堅持要加熱到121度來滅菌呢？細菌只要100℃就可以殺死，而消滅內孢子則必須要121℃。加熱能夠殺菌的原理就跟我們做mash out是一樣的，利用熱能來破壞細菌細胞內外的蛋白質(酵素)，維持生存所需的酵素大量失活時細菌只有死路一條。而蛋白質的製造過程是由很多胺基酸以胜肽鍵聚合而成一條長鏈胺基酸(此時還不能稱為蛋白質)，這條長鏈胺基酸再經由折疊去形成各種形狀、不同功能的蛋白質(例如各種酵素)，大家可以想像長鏈胺基酸就是長條型的氣球，經過折疊後可以變成貴賓狗或是一把劍。氣球要維持形狀靠的是摩擦力，而摺疊好的蛋白質要維持形狀靠的是各種分子間的力量，其中最常見的一種叫做氫鍵(Hydrogen bond)，但是氫鍵非常容易被熱給破壞，所以當加熱到一定的溫度以上時，蛋白質上的大部分氫鍵就會失效，此時蛋白質又會回復成一條常常得胺基酸鏈，而成千上萬條的胺基酸鏈就會像繩子一樣開始雜亂的糾纏，最後，即使降溫了這些胺基酸鏈也無法在摺疊變回原本的蛋白質了。以上就是加熱為什麼可以殺菌的原理。但是細菌也不是省油的燈，他們老早就演化出了一種可以對抗極端環境的方式。有些種類的細菌在環境好、食物豐沛時就懂得未雨綢繆，開始製造內孢子。內孢子的原理很簡單，就是細菌會像利用捲線器一樣，好好地把自己的蛋白質捲起來收好，形成非常緊密的結構，這時的細菌當然沒有繼續大吃大喝的本事，畢竟細胞內的各種酵素都被裝箱打包收起來了，因此內孢子型態的細菌是處於休眠的狀態，也因為所有的蛋白質都已經緊密的捲好了，所以即使遇到加熱，這些蛋白質也不會再像上述一樣散開，所以內孢子才不容易用一般的加熱方式殺死。一些極端的環境，例如高溫高壓、化學物質(漂白水、鹽酸、福馬林)等等才能保證完全的殺滅內孢子，因此實驗室裡才會堅持使用121℃來達到完全滅菌的效果。(註:其實做實驗的時候利用滅菌釜不一定是單純為了滅菌，常常消滅核酸酶才是主要目的，這裡就不多做討論。)

不同的細菌會有不同的特性，那麼不同的細菌所產生的內孢子理所當然也會不太一樣。首先，並不是所有的細菌都會產生內孢子。其次，不同細菌所產生的內孢子難殺的程度也不一樣，最難殺的是Bacillus stearothermophilus(嗜熱脂肪芽孢桿菌)的內孢子，如果有間實驗室想要測試他們滅菌釜到底可不可靠，就會去買一些這種菌的內孢子來，丟進去裡面滅一滅，拿出來再丟到培養液裡培養一個晚上，如果過了一個晚上這個培養液仍然是呈現透明清澈的樣子，就可以證明這個滅菌釜非常可靠，因為如果連這種菌的內孢子都殺的了，那也沒有其他殺不了的菌了。這也告訴我們一個觀念，即使我們只做100℃的煮沸(或是用壓力鍋加熱到110℃)左右，也是有可能可以殺滅掉部分甚至所有內孢子的，因為內孢子也是有強弱之分，誰說你的麥汁/培養液裡就一定這麼衰的會有Bacillus stearothermophilus(嗜熱脂肪芽孢桿菌)的內孢子呢？況且我們消毒完麥汁/培養液後也會馬上投入酵母，後續抑菌的效應也足以保證其他雜菌不會生長(請參照[釀造技巧]消毒篇(上集))。因此，我們才會不斷提倡: 只要有確實做好加熱殺菌，用家裡現有的鍋具絕對也能做到接近零風險的擴培！

恭喜你把枯燥的理論全部都看完了！接下來就是實作了，做一次19L釀造用酵母擴培所需的材料有: (1)培養液-麥芽精粉88克、啤酒酵母粉1茶匙、味精1/4茶匙、水1公升 (2)容量2公升的錐形瓶 (3)蒸架 (4)放得下上述錐形瓶跟蒸架的鍋子

首先，將擴培液的所有配方均勻混合，攪拌均勻，有一些沉澱是正常的。示範照片裡的錐形瓶容量是500ml，而培養液只用了250ml，是錯誤示範(因為我是要拿去做其他用途的)，一般以19L釀造所需的酵母量來說，會需要用到1L培養液，而所使用的瓶子的容量建議是培養液體積的兩倍，這樣才能確保瓶子內有足夠的空間容納空氣，在擴培實能讓培養液溶入更多氧，也避免高泡時溢出。但若你沒辦法買到2L容量的錐形瓶，也沒有這麼大的鍋子可以裝得下他的話，那麼也可以折衷改用1L容量的錐形瓶，裝800ml的培養液，效果或許會比較差一點，但仍在可接受範圍，不失是個折衷的好方式(或是500ml的錐形瓶+400ml培養液，共兩瓶也可以，以此類推)。將混合均勻後的培養液(包含沉澱物)倒入錐形瓶中。接下來的步驟就看圖說故事囉！

撕一張鋁箔紙，對折後將錐形瓶口封住，一定要用至少兩層的鋁箔紙，避免鋁箔紙在皺摺處產生小破洞使汙染源飄入。

將蒸架放入鍋子內，再倒入500-1000ml的水(以不乾燒為原則)。放置蒸架的目的是為了預防水在沸騰時讓錐形瓶上下震動，容易打破。

最後開大火，加熱到鍋蓋開始冒出蒸氣(代表鍋子內部已經達到100℃，但錐形瓶內還沒)，轉小火，再次等到鍋蓋開始冒出蒸氣(此時錐形瓶內的溫度也已到達100℃)，開始計時20分鐘，期間鍋蓋應該要持續冒出蒸氣(很微弱也沒關係，但是一定要有)，否則就是錐形瓶內的溫度尚未達到100℃。關火後靜置冷卻到室溫，就可以投入酵母開始擴培囉！

在投入酵母之後約4~8小時就可以看到液面上會有些氣泡產生，那就是酵母已經有在生長了，8~24小時會看到液面上很旺盛的產生氣泡，這種大量產生氣泡的情況可能會持續到36至48小時甚至更久(視氣溫而定)，而整個擴培所需的時間就是從投入酵母到氣泡漸漸消失為止，約耗時2~3天，期間可以不定時的搖晃錐形瓶，趕出培養液內的二氧化碳並增加溶氧量。

在擴培完成之後，若沒有馬上要將酵母用於釀造，你可以將整個錐形瓶直接放在室溫下一週左右，酵母的健康部會有太大的變化。或者將錐形瓶冰到冰箱內，2週內都可以取出直接投入發酵桶內發酵，但這樣會有一個很大的缺點，就是容易引起其他共用冰箱的家人-尤其是媽媽或老婆的不滿，所以聽我的絕對沒錯，不要買滅菌釜，錢省下來可以多買很多個冰箱，媽媽或老婆就不會不爽了(幹話模式on...)。在投入發酵桶前，記得先靜置數個小時使酵母沉澱，再盡量倒掉澄清部分的培養液，僅把沉澱的酵母倒入發酵桶內發酵，因為擴培液會有嚴重的氧化風味，不適合出現在啤酒成品當中。