酵母菌知多少


從市售酵母菌粉中分離培養出的酵母菌落。(圖/周舒雯)

早餐吃的麵包和宴會中喝的酒都是酵母菌的產物,日常生活中也有許多和酵母菌有關的產品,而酵母菌是什麼樣的生物呢?本文將介紹與酵母菌有關的知識與應用,並釐清一些大眾對酵母菌的誤解。

酵母菌不是一種菌!?

真菌因為中文有個菌字,常常被誤以為是細菌,而其中最常被搞混的,大概就是「酵母菌」了!酵母菌不僅因名字容易受到誤解,由於和細菌一樣是渺小的單細胞微生物,所以更常被誤當成細菌,但細菌是沒有細胞核的原核生物,酵母菌則是有細胞核的真核生物,且通常比細菌大,兩者在演化親緣關係上非常遙遠。事實上,我們說的酵母菌並非單指某一種真菌,而是形態上為單細胞真菌的總稱,約有超過 1000 種的真菌屬於俗稱的酵母菌。酵母菌主要以無性生殖的方式繁殖,包含出芽生殖或分裂生殖,在必要時也會進行有性生殖產生孢子。

顯微鏡下的烘焙酵母。(圖/黃俞菱)
顯微鏡下的烘焙酵母。(圖/黃俞菱)

麵包和酒用的是同一種酵母菌!?

一般製作麵包時加入的烘焙用酵母,是其中一種拉丁學名為 Saccharomyces cerevisiae 的單細胞真菌,俗稱烘焙酵母或釀酒酵母,此種酵母菌在分類上屬於子囊菌門,因為具有非常高的商業用途,所以培養出許多不同的品系(strain),市售的烘焙酵母,就是挑選其中具有穩定且快速發酵能力的品系製成。

酵母菌的發酵作用是將醣類分解成二氧化碳和酒精,二氧化碳是麵包膨脹和內部氣孔的成因,而發酵麵團聞起來淡淡的香氣則是酒精揮發產生的氣味。除了麵包,釀造啤酒的酵母菌,其實也是同樣學名的酵母菌,但通常稱為釀酒酵母,不同類型或品牌的酒,使用不同品系的釀酒酵母,因而有不同的風味。烘焙用酵母和釀酒酵母因為是同一種酵母菌,所以可以拿釀酒酵母來做麵包,也可以拿烘焙用酵母來釀酒,但是風味可能就不太理想。

從市售酵母菌粉中分離培養出的酵母菌落。(圖/周舒雯)
從市售酵母菌粉中分離培養出的酵母菌落。(圖/周舒雯)
葡萄糖經過酵母菌發酵後產生二氧化碳與酒精。(圖/黃俞菱)
葡萄糖經過酵母菌發酵後產生二氧化碳與酒精。(圖/黃俞菱)

天然酵母比較好?

古埃及發現使用麵粉和水製成的麵團,放置一段時間後會更加的蓬鬆,便是環境中的酵母菌落在麵團上所致,這是歷史上人類最早使用酵母菌的紀錄。自然環境中生長著許多酵母菌,植物、動物、土壤和空氣中皆有酵母菌存在,所謂的天然酵母,便是取自這些自然環境。

近年來,由於健康意識提升,許多人開始在家自製烘焙麵包,其中又不乏天然酵母麵包的愛好者。與市售單一菌種的酵母菌不同,天然酵母其實是由多種酵母菌組成的真菌群落,所謂的天然酵母,應該正名為野生酵母菌,不同來源的酵母菌,因群落物種組成的多樣性差異,會有不同的發酵效果和風味,所以即使是同樣從蘋果培養出的天然酵母,日本蘋果和美國蘋果所培養出來的天然酵母可能就會不一樣!

那麼,天然酵母真的比較「天然」、「健康」、「美味」嗎?事實上,酵母菌是微生物,既然是生物當然都是天然的,市售的酵母只是經過人工培養,篩選發酵效率好且穩定的品系,再經過大量培養製成各式酵母販售;至於健康與否,自行分離培養的天然酵母,反而可能因為製作或保存過程不當,導致雜菌污染造成健康危害;而美味與否,其實是見仁見智,天然酵母因為是由各式菌種組成,其所製作的麵包風味更具特色。

與麵包發酵類似,葡萄酒的發酵在古代也是利用附著在葡萄上的天然酵母釀酒,而現代的葡萄酒產業已高度商業化,為確保葡萄酒的品質、衛生與產量,採收回來的葡萄通常都會經過殺菌的處理,葡萄表面的天然酵母菌落因而死亡,釀酒廠再加入各自挑選的酵母菌種進行發酵。

市售烘焙用酵母與天然酵母示意圖。左邊為單一菌種的市售酵母菌,右邊是由多種不同的酵母菌所組成的天然酵母群落。(圖/黃俞菱)
市售烘焙用酵母與天然酵母示意圖。左邊為單一菌種的市售酵母菌,右邊是由多種不同的酵母菌所組成的天然酵母群落。(圖/黃俞菱)

多用途的酵母菌

除了大家熟悉的食品發酵用的酵母菌之外,酵母菌還有其他用途。知名化妝品牌的專利保濕有效成分,其實也是酵母菌發酵後的產物,其他許多保養品,也是使用不同種的酵母菌發酵後的產物製成,如:絲孢酵母菌、半乳糖酵母菌等;而另一種也常運用在保養品上稱作黑酵母菌的真菌,使用的是 Aureobasidium 屬的真菌,科學上並非歸類為酵母菌,而是一種類似酵母菌的多形性真菌。

平常大家吃的益生菌,大多是細菌,但有些酵母菌其實也可以作為益生菌,目前歐美市面上販售名為布拉酵母菌的健康食品就是一個例子,科學家也陸續發現其他有潛力可作為益生菌的酵母菌,如:KluyveromycesPichiaDebaryomyces 等屬中都有一些酵母菌可運用。

酵母菌因為是單細胞的真核生物,生活史週期短且容易培養,所以在生物科技、遺傳學與醫學研究上面是很重要的模式生物之一。使用酵母菌作為模式生物的研究,曾經多次獲得諾貝爾獎,包括 2001 年、 2009 年、 2013 年和 2016 年的生理醫學獎,以及 2006 年的化學獎,這些還不包含20世紀的獲獎紀錄喔!

前面提到的都是對人類有益的酵母菌,但不幸的是,有些酵母菌會造成身體健康上的危害。尤其在人體免疫力差時,口腔、呼吸道、消化道或生殖道會變得容易受到白色念珠菌(Candida albicans)或白色隱球菌(Cryptococcus albidus)感染,它們也都是酵母菌類的成員。

酵母菌是一群包含許多物種的真菌的總稱,我們所熟悉的酵母菌僅是其中幾種而已,卻已成為人類生活中不可或缺的真菌,科學家們仍持續開發與利用酵母菌,並探索酵母菌的多樣性,未來酵母菌是否能有更多的應用,值得期待!

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