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冷凍酵母

警語:酵母操作有一定風險,冷凍酵母有賺有賠,過去績效不做為未來績效之保證,個人成功率亦不做為最低成功率之保證,釀酒人應先研讀酵母廠說明書、評估風險和自身技術後再決定是否採用。

酵母的成本很高,尤其是液態酵母,在台灣又有不容易取得的問題,所以如果想要使用液態酵母並節省成本,保存酵母常常是必須考慮的課題。酵母保存常見有三種方法:冷藏、冷凍、培養基(slant)。冷藏是最容易的,但冷藏通常最長只有三個月到半年的保存期限;培養基是實驗室採用的方式,也是可以保存最久的,但培養基的操作需要一些技術及器材;雖然衛生條件在所有的方法中都很重要,但是在培養基的操作中更是關鍵,因為培養基操作的酵母數量相對少了很多:一隻細菌在一百萬個酵母中和一百個酵母中,那個影響會比較嚴重,不言而喻。所以,培養基操作最好能夠在無菌的條件下,對器材和操作的要求很高。綜合這些考量,冷凍似乎就是剩下比較可行的方案了。 請注意,一般的煮沸只能達到「消毒」(Sanitized),無法達到「滅菌」(Sterilized)。「消毒」指的是把微生物降到無害的程度,而「滅菌」則是完全(或99.9%之類的)去除。要達到”無菌”的狀態,如果是用濕熱,要在 121c維持15分鐘以上。如果是用壓力鍋要能到15psi才能符合要求。大部分煮東西用的壓力鍋通常只到10~12psi,沒辦法達到滅菌的要求。 冷凍酵母算是稍微進階的課題,但也是很常見的問題,因為保存酵母是酵酒人長期以來的問題。我在微生物方面的知識非常淺薄,常常看到對凍菌和解凍有不同的見解,無法判斷熟是熟非。不過,就好像整個釀酒流程一樣,我們似乎知道一些原理,但還是有很多不明白的地方,儘管如此,只要確實地照著做,也是可以得到名為啤酒的產品。凍菌,對我來說,也是差不多一樣的概念:儘管不是很確實地理解每個步驟原理,照著操作,得到自己可以滿意的結果,我就覺得是成功了。

要冷凍的酵母愈健康,能夠熬過冷凍解凍的可能就愈高。一般來說,釀酒後回收的酵母因為無氧發酵而缺氧,健康狀況並不好,所以使用擴培出來的酵母來冷凍會是比較好的選擇。擴培酵母最好在室溫下進行至少48小時,發酵結束後讓酵母在常溫下再多待個一天,讓酵母製造糖原(Glycogen)作為儲存,但發酵完也不要放太多天。接著放在冰箱至少2-3天,這樣會促使酵母產生海藻糖(trehalose)。比較多的糖原和海藻糖都會增加酵母的存活率。 除了健康的酵母,要減少酵母在結凍時死亡,一般會加入防凍劑。食品級的甘油是容易取得的好選擇,也是大部分人或書推薦的。然而,有違一般的認知,甘油並不是用來防止結凍的,而且根據專家(White & Bryan這兩位博士)的說法,甘油也不是用來防止冰晶產生而刺破細胞的;甘油真的的用意是:在水結凍過程中,剩下的水會愈來愈少,礦物質等物質就會濃縮,會產生很高的滲透壓而把酵母殺死,甘油可以平均地分配這些物質,避免酵母被滲透壓殺死。甘油的比例有多種說法,有人說15%是業界標準,根據HBT上有人測試結果超過15%反而解凍後的活力變差。而且,對酵母來說,甘油是有害的,太多的甘油是不利的 。我採用了HBT上的做法,用20%的濃度混合一半的酵母,達到10%的最終濃度。 凍得愈多,解凍後愈接近目標的量,但卻佔空間;凍得愈少,衛生要求就愈高,也可能需要多次擴培。照專家的做法,都是採用1~3ml這種大小,例如Yeast書上是用1ml的小管,不過他們通常有滅菌設備。HBT那篇文的作者是採用50ml的離心管,因為他的目標是一次擴培就可以使用。幾次嘗試後,我採用15ml的試管;理由是比50ml的佔更少的空間,而大概只要多一個步驟就可以得到可以接種的量。不用2ml或以下小管的原因是因為我沒有滅菌設備,比較大的菌數在滅菌不完全下相對安全;再說,我的冷凍環境不是很好,如果不小心解凍又冷凍,大一點數目,即使在低存活率下,應該也有機會有相當數量的酵母存活。凍得比較少甘油也就比較少,也是另外一個好處。

實驗室用-80度凍箱或氮氣冷凍,我們一般人通常沒有,家用的凍箱最低溫大約是到-18~-20度。儘管如此,網路上有人有成功解凍冰了5年的酵母,而我個人也有成功解凍3年酵母的經驗,所以小心操作下,家用冰箱還是堪用的。非無霜的冰箱會比較好,因為無霜冰箱事實上會定時加熱除霜,沒有保護的酵母會被重複結凍和解凍,很快就會失去活性,如果只有無霜冰箱可以用,一定要用保溫袋或保麗龍盒隔離起來,並放置保冷用的保冷袋/劑,避免在除霜過程的升溫中被解凍。

沒有滅菌釜或高壓的壓力鍋,可以考慮使用分段滅菌;也就是連續至少三天在同一個時間點煮沸一次,原理是消滅菌體,但耐熱的芽孢在一天後成長後再滅菌一次,連續幾次後,剩下的菌就會很少。雖然還是達不到無菌的要求,比只是煮沸會好一些。但是直接煮沸會導致水份蒸發,影響濃度比例。我是用梅森瓶放在電鍋中,瓶蓋有蓋緊後稍微放鬆,多加一點水去蒸,至少連續三天。目測水份蒸發量不高。 繼續讀下去前,請回頭再一次開頭的警語。 酵母操作有一定風險,冷凍酵母有賺有賠,過去績效不做為未來績效之保證,個人成功率亦不做為最低成功率之保證,釀酒人應先研讀酵母廠說明書、評估風險和自身技術後再決定是否採用。

材料及設備:

  • 食品級甘油
  • 15ml 滅菌離心管數個
  • 梅森瓶
  • 擴培設備及原料(DME)
  • 保冷劑及保溫袋

步驟

  1. 擴培 1200cc~1500cc;包括擴培時間,我通常會放置3~4天。如果設備許可,擴培時同時打氣會更好。
  2. 將擴培完的酵母放入冰箱兩天。
  3. 準備甘油混液:合甘油和水比例為20:80,倒入梅森瓶,放入電鍋蒸;連續至少三天都要在同一個時間蒸。
  4. 把酵母發酵完的上清液倒掉,只留下酵母固體的部分,加入等量的甘油容液*,混合後,倒入離心管,水結冰後體積會增加,所以不要倒到全滿。
  5. 將離心管直立置於冷凍,蓋子不要轉到緊,以免結凍爆開,並在離心管旁放置沒有結凍的保冷劑,以減緩結凍速度。
  6. 一到兩天後,酵母便會結凍,將蓋子鎖緊。可以考慮用parafilm密封。然後將離心管放入保溫袋,保溫袋內並放入保冷劑,整個放入冷凍室。

解凍

  1. 準備150cc 1.020左右的麥汁,比較保險的做法可以用分段滅菌,連續三天消毒。
  2. 取出離心管放入密封袋,將用密封袋包住的離心管放入30幾度C的水中快速搖晃直到解凍。
  3. 將解凍後的酵母投入準備好的麥汁中,過程儘量小心。狀況好的話,幾個小時內就可以觀察到發酵現象;如果麥汁是有滅菌的可以最多等兩到三天,超過三天沒有發酵大概就沒希望了。
  4. 將喚醒的酵母擴培到想要的量。

和最早在HBT上看的使用50ml離心管的做法,用比較小的15ml,我多加了一個用小量麥汁喚醒的動作。理論上如果凍得好,也不是不能省略這個步驟,但是因為器材的限制,我有過失敗的經驗:搬家的時候隨便把原本放在臥式冷凍櫃的凍菌管塞到普通冰箱的冷凍室內,結果差一點全滅。多了一個喚醒的動作,除了比較踏實,也是提早知道是不是失敗了,有可能節省1公升多的擴培麥汁。

參考資料:

註:參考wyeast這個網頁的資訊,可以估算酵母量:「固體部分」的密度大約是2.5 billion, 所以50ml如果一半是酵母固體,會有62.5 billion的酵母數;根據Brewersfriend.com的計算器,1500cc的擴培,視初始酵母量,會得到200~300billion的酵母量,換算成體積,約莫是80~120cc-和我的經驗相符;15ml離心管裝8ml的酵母固體約有20billion。我通常只會裝3~5管,還會剩下一半左右的酵母不冷凍直接使用。另外,一般1.050左右20公升的批次,大約需要接種Ale酵母數為200billion。

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