認識酵母－台灣艾爾玩啤實驗

酵母在現在的食品工業上是不可缺少的，舉凡麵包、酒精性飲料、醃漬類食品以至於食品添加劑等，都需要使用到酵母。但是酵母到底是什麼？它的發酵作用又是如何進行才能讓食物產生不同的變化？

本單元的目的就是要以淺顯的文字，將這個對人類最重要微生物介紹給大家。

第一單元 有關酵母的基本常識

酵母是什麼?

簡單來說，酵母是一種微生物，但是在分類上，並不是細菌，它是屬於「真核生物」，也就是說酵母有完整的「細胞核」構造，將遺傳因子(染色體)與其他的細胞結構分開，酵母其實跟黴菌及蕈類(香菇)反而是較接近的。

酵母的大小大概在1到10個微米(μm，就是1/1000公厘)，要用顯微鏡才觀察得到，就以人類最常用的酵母種類(Saccharomyces cerevisiae 讀音: 賽克麥斯斯色V西A)為例子，是大概是3-5微米的橢圓形，照片上是偏光顯微鏡下的酵母影像(葫蘆形狀是在無性繁殖時還沒完全分裂的細胞)。

(圖片來源:wikipedia)

我們常用的酵母有哪些?

對人類生活最重要的的酵母就是麵包酵母(baker‘s yeast)，也就是上個段落所提到的「賽克麥斯斯」，早從新石器時代就與人類有關係，但是這關係最早是建立於酒類的製作 (這將會在以後陸續討論)。麵包酵母已是人類生產最大宗的微生物，我們的日常生活中一定有它的參與。

麵包酵母的另一個重要運用就是製酒，幾乎所有的酒類都是利用「賽克麥斯斯」將穀物或水果中的醣發酵成酒精，而酒精近年來也成為一個重要的生質能源。

在啤酒產業中「麵包酵母」被稱為「艾爾酵母(ale)」，也就是「頂層發酵酵母」，這是因為酵母在發酵末期細胞壁會沾黏二氧化碳而浮在酒液的表面所造成的。而另外一種啤酒常用的酵母則是拉格酵母(lager)，在分類學學名是 Saccharomyces pastorianus (賽克麥斯斯巴士德雷納斯)，又稱為「底層發酵酵母」，在發酵末期會凝聚沉澱到酒液底部。由於拉格酵母的醣類利用率力較高，所以大酒廠所出產的啤酒都是拉格型啤酒(當然還有其他原因，也會在以後討論)。

在醫學研究上酵母也是一個非常實用的生物，基於生物遺傳因子的同源性以及細胞生理的相似性，在2001，2006，2009，2013，2016的諾貝爾獎都是以酵母作為研究的模型生物(model system)的研究成果。在實驗室中還有一個很重要的酵母種類稱為「分裂酵母(fission yeast)」，學名為Schizosaccharomyces pombe(龐貝)，在顯微鏡下為短桿狀。這種酵母最早是在東非的一種小米酒中分離出來的，但是在現代食品工業的應用並不多。

(圖片來源:wikipedia)

另外不同的食品發酵工業中都不同的酵母種類，如酸啤酒及水果酒中的brettanomyces(通稱野生酵母)，還有起司、味增、泡菜、咖啡、茶葉等舉凡發酵食品中，都有不同種類酵母的存在。

酵母的生命週期

酵母在自然狀態下都是以單細胞的形式生存，主要以無性出芽生殖(細胞分裂)方式繁衍子代，一般在最適生長條件下的分裂週期為2小時，也就是說細胞個體以2的次方隨時間而增加。

酵母也是有雌跟雄性，會進行有性生殖，雄性稱為是阿爾發型(αtype)雌性則是a型(a type)。在最適的生長環境下發生有性生殖的機會並不大，但是在較嚴苛的環境下，當阿爾發及a型相靠近時，酵母就會進行「徐木」的變形(shmoo)，最後兩型的酵母融合為一，進行"減數分裂"形成4個孢子，等到生長條件改善後才會長成4個新個體。