乾投啤酒(Dry-hopping)與酒花蠕變(Hop-Creep)
本文探討了啤酒釀造過程中的一個現象，稱為「酒花蠕變 (Hop-Creep)」。啤酒花蠕變發生在啤酒花在發酵過程中加入啤酒時，啤酒花中的酶會將啤酒中的不可發酵麥芽糖分解成可發酵糖，導致酵母菌繼續發酵，造成啤酒的酒精度和二氧化碳含量上升。本文分析了啤酒花蠕變的原因、影響和管制方法，並提出了如何測量和管理啤酒花蠕變的方法。
壹、重點詞彙表
啤酒花蠕變(Hop Creep)： 指在啤酒發酵結束後，因啤酒花乾投導致的持續發酵現象。啤酒花中的酶會分解麥芽糖，產生更多可發酵糖，導致酵母繼續發酵，產生更多酒精和二氧化碳。
1. 乾投啤酒花(Dry Hopping)： 在發酵結束時或之後，將啤酒花加入啤酒中的過程，目的是賦予啤酒更強烈的啤酒花香氣和風味。
2. 總浸出物(Total Extract)： 麥汁中所有溶解物質的總量，包括可發酵糖、不可發酵糊精、蛋白質、礦物質和灰分。
3. 可發酵浸出物(Fermentable Extract)： 麥汁中可被酵母發酵成酒精的糖分總量。
4. 真實浸出物(Real Extract)： 發酵結束後，啤酒中未被酵母消耗的物質總量，包括不可發酵糊精、蛋白質、礦物質和灰分。
5. 表觀發酵度(Apparent Attenuation)： 根據比重變化計算出的發酵度，它反映了可發酵物質被轉化為酒精的程度。
6. 真實發酵度(Real Degree of Fermentation, RDF)： 考慮到酒精和浸出物對比重的影響，更準確地反映酵母發酵能力的指標。
7. 雙乙醯(Diacetyl)： 一種帶有奶油糖果或奶油風味的化合物，在發酵過程中產生，過量會產生不良風味。
8. α-酸(Alpha Acids)： 啤酒花中的苦味化合物，在煮沸過程中會異構化成異α-酸，賦予啤酒苦味。
9. 異α-酸(Iso-Alpha Acids)： α-酸異構化後的產物，是啤酒中的主要苦味物質。
10. 糊精(Dextrins)： 麥芽中較長鏈的糖類，通常不能被酵母發酵，賦予啤酒飽滿感和口感。
貳、乾投啤酒與酒花蠕變：
本文旨在探討啤酒乾投技術，重點關注「酒花蠕變」現象及其對啤酒釀造的影響。我們將回顧多個研究資料來源，總結其主要論點、重要發現以及相關建議。
一、酒花蠕變：現象與影響
酒花蠕變是指在啤酒發酵結束後或接近結束時添加酒花（乾投啤酒花）所導致的二次發酵現象。此過程會引發一系列變化，影響啤酒風味、酒精濃度和包裝穩定性。
1.酒精濃度增加: 乾投啤酒花過程中，酒花中的酵素會將麥汁中無法發酵的糊精分解成可發酵的糖，酵母菌會進一步將其轉化為酒精，導致最終啤酒酒精濃度高於預期。（資料來源：2020 Further Exploration of Hop Creep Variability, 2020 Hop-Creep-–-Technical-Brief, 2020.11 Hop-derived enzymes & Hop Creep, 2020.5 CBC-Online-Seminar-Presentation-Hop-Creep）
2.二氧化碳過量: 酒花潛變產生的額外二氧化碳會增加包裝瓶或罐中的壓力，可能導致啤酒噴湧或包裝破裂。（資料來源：2020 Hop-Creep-–-Technical-Brief, 2021 Dry-Hop Creep Potential, 2022.11.4 HopCreep）
3.雙乙醯生成: 二次發酵過程中可能產生雙乙醯，為啤酒帶來奶油或爆米花的不良風味。（資料來源：2020.5 CBC-Online-Seminar-Presentation-Hop-Creep, 2021 Dry-Hop Creep Potential）
4.延長發酵時間: 酒花潛變會延長啤酒在發酵罐中的停留時間，影響釀造效率。（資料來源：2022.11.4 HopCreep）
二、影響酒花潛變的因素
多種因素會影響酒花潛變的程度，包括：
1.麥芽汁組成: 麥芽汁中殘留的糊精含量越高，酒花潛變的可能性就越大。（資料來源：2020 Hop-Creep-–-Technical-Brief, 2020.11 Hop-derived enzymes & Hop Creep）
2.酵母菌種類: 不同酵母菌對乾投的反應不同。某些酵母菌株可能加劇酒花潛變，而另一些則影響較小。(資料來源: 2021 Dry-Hop Creep Potential)
3.乾投時間: 相較於發酵後期乾投，在發酵早期乾投會提供更多時間讓酵母菌分解糖分，進而加劇酒花潛變。（資料來源：2022.11.4 HopCreep）
4.乾投溫度: 較高的乾投溫度會促進酵素活性，加劇酒花潛變。（資料來源：2020 Further Exploration of Hop Creep Variability, 2020.11 Hop-derived enzymes & Hop Creep, 2020.5 CBC-Online-Seminar-Presentation-Hop-Creep）
5.酒花品種和形態: 不同酒花品種的酵素含量不同，進而影響酒花潛變的程度。例如，與酒花顆粒相比，冷凝酒花顆粒的酒花潛變程度較低。（資料來源：2020 Further Exploration of Hop Creep Variability, 2020.11 Hop-derived enzymes & Hop Creep, 2020.5 CBC-Online-Seminar-Presentation-Hop-Creep）
6.乾投量: 乾投量越高，釋放的酵素越多，酒花潛變的可能性就越大。（資料來源：2020.11 Hop-derived enzymes & Hop Creep, 2020.5 CBC-Online-Seminar-Presentation-Hop-Creep）
三、管制酒花潛變的方法
釀酒師可以採取多種方法來管制或緩解酒花潛變：
1.調整麥芽汁配方: 使用產生較少糊精的麥芽或調整糖化工藝，可以降低酒花潛變的風險。（資料來源：2020 Hop-Creep-–-Technical-Brief）
2.管制乾投溫度: 在較低溫度下乾投可以減緩酵素活性，降低酒花蠕變的程度。（資料來源：2020 Hop-Creep-–-Technical-Brief, 2020.11 Hop-derived enzymes & Hop Creep）
3.選擇合適的酵母菌: 選擇不易加劇酒花蠕變的酵母菌株，可以有效管制二次發酵。（資料來源：2021 Dry-Hop Creep Potential）
4.使用酒花產品: 使用冷凝酒花顆粒或其他酒花產品，可以降低酒花蠕變的風險。（資料來源：2020 Hop-Creep-–-Technical-Brief）
5.添加α-乙醯乳酸脫羧酶: 在發酵過程中添加α-乙醯乳酸脫羧酶，可以有效減少雙乙醯的產生。（資料來源：2023 DIACETYL）
6.巴氏殺菌: 巴氏殺菌可以使酒花中的酵素和酵母菌失活，徹底阻止酒花蠕變，但可能會影響啤酒風味。（資料來源：2020 Hop-Creep-–-Technical-Brief）
四、其他重要發現
1.酒花蠕變的歷史: 早在1893 年，Brown 和Morris 就觀察到乾投啤酒的「二次發酵」現象，並發現酒花中的澱粉酶可以分解麥芽糖。（資料來源：2020 Hop-Creep-–-Technical-Brief, 2020.11 Hop-derived enzymes & Hop Creep）
2.酒花蠕變的量化: 研究人員開發了實驗室方法來量化不同酒花品種的酒花蠕變潛力。(資料來源: 2020 Further Exploration of Hop Creep Variability)
3.酒花蠕變與啤酒風味: 酒花潛變不僅影響啤酒的酒精濃度和穩定性，還會影響其風味。例如，酒花蠕變可能會影響啤酒的苦味，並影響啤酒中萜烯醇類化合物的含量。(資料來源: Dry-hopping Beer and Achieving Consistent Flavor)
五、結論
酒花蠕變是一個複雜的現象，會受到多種因素影響。釀酒師需要了解酒花蠕變的成因和影響，並採取適當的措施來管制其發生，才能釀造出高品質、風味consistent 的乾投啤酒。
叁、啤酒花蠕變的緩解和管制
以下將評估不同緩解或管制啤酒花蠕變方法的有效性和局限性，並討論它們對啤酒風味和品質的潛在影響。
啤酒花蠕變，俗稱「啤酒花蠕變」，是一種由啤酒乾投啤酒花引起的二次發酵現象1。啤酒花中含有能將不可發酵的糊精水解成可發酵糖的酶[4、18-21、45、98]。如果啤酒酵母在乾投啤酒花後仍然保持活性，新產生的可發酵糖會導致啤酒過度發酵，從而導致以下後果[19、45]。
●更高的酒精含量：啤酒花蠕變會導致更高的酒精含量，這可能會影響啤酒的風味和口感，並可能產生不希望的影響。
●瓶裝過壓：如果啤酒花蠕變在包裝後繼續進行，可能會產生過多的二氧化碳，從而導致瓶裝過壓甚至爆炸。
●風味變化：啤酒花蠕變會影響啤酒的風味穩定性，並可能導致風味變化。
●diacetyl 異味：啤酒花蠕變可能會導致雙乙醯的產生，產生奶油爆米花的異味[39、101、135]。
以下是緩解或管制啤酒花蠕變的一些常見方法，以及它們的有效性和局限性：
●選擇啤酒花產品：與傳統的啤酒花顆粒相比，CO2 啤酒花萃取物、冷壓顆粒(Cryo) 和T45 顆粒的二乙醯活性較低，這表示它們引發啤酒花蠕變的可能性較小。建議將顆粒與冷壓啤酒花混合使用以降低風險[20、100]。
●乾投時間和持續時間：在發酵過程中盡早乾投啤酒花，讓啤酒酵母有時間代謝掉啤酒花酶產生的額外糖分，可以最大程度減少啤酒花蠕變。然而，這可能會影響啤酒花香氣的保持力。建議在發酵後期或發酵結束後進行乾投，以保持風味，但時間應盡可能短[46、82、98]。
●乾投溫度：較低的乾投溫度（低於50°F）可以減緩酶活性，從而減少啤酒花蠕變。但這也會減緩提取速度，可能需要更長的接觸時間[20、46]。
●啤酒花載量：較高的啤酒花載量與較高的酶活性有關，可能會增加啤酒花潛變的可能性。減少啤酒花載量或使用低二乙醯活性的啤酒花產品可以幫助最大程度減少這種情況[20、98]。
●酵母管理：雖然沒有證據支持高絮凝性酵母菌株可以緩解啤酒花蠕變的說法2，但保持良好的酵母健康狀況非常重要。健康的酵母在發酵過程中效率更高，乾投時殘留的糖分更少，從而減少啤酒花蠕變的可能性。
●包裝考量：乾投啤酒花會增加啤酒中溶解氧的含量，這可能會影響風味穩定性。在包裝過程中應盡可能減少氧氣的吸收3。冷藏儲存對於任何包裝啤酒（特別是乾投啤酒花）的風味穩定性至關重要3。
●閃巴氏殺菌：在發酵完成後進行閃巴氏殺菌可以使啤酒花酶和剩餘的啤酒酵母失活，從而有效防止啤酒花蠕變4。但是，這會影響啤酒的風味，並且並非所有啤酒廠都有必要的設備。
●過濾：過濾，特別是無菌過濾，可以去除啤酒中的所有酵母細胞，包括可能導致啤酒花蠕變的細胞。這種方法在防止啤酒花潛變方面非常有效4。然而，這也會去除啤酒中理想的風味和口感成分，而且設備成本高昂。
●添加α- 乙醯乳酸脫羧酶(ALDC)：ALDC 可以在啤酒酵母投放時添加到冷麥汁中，並在乾投時再次添加。ALDC 會加速α- 乙醯乳酸轉化為雙乙醯，然後轉化為風味閾值較高的乙偶姻和2,3- 丁二醇。這可以防止在發酵過程中形成雙乙醯，並有助於控制乾投期間產生的任何雙乙醯[101、102]。
總之，啤酒花潛變是一種複雜的現象，會受到多種因素的影響。沒有單一的解決方案可以完全防止啤酒花蠕變。但通過了解導致啤酒花潛變的因素，啤酒廠可以採取措施減輕其影響並生產出高品質的啤酒。
肆、啤酒花蠕變研究的新趨勢和未來方向
隨著消費者對酒花香氣和風味的需求不斷增長，啤酒廠一直在探索新的乾投技術和酒花產品，以創造出更新穎、更濃郁的酒花香氣的啤酒。這種趨勢導致了對啤酒花蠕變現象的更多研究，這是一種可能導致啤酒過度發酵和產生異味的現象。以下將探討啤酒花蠕變研究的新趨勢和未來方向，包括新型酒花產品的開發、酵母菌株的選擇和改良，以及發酵工藝的優化等：
● 新型酒花產品的開發：由於消費者對酒花香氣啤酒的需求不斷增長，以及對啤酒花蠕變現象的認識不斷提高，因此越來越重視開發降低啤酒花蠕變風險的酒花產品。這些產品包括：
○ CO2 酒花萃取物：與傳統的酒花顆粒相比，CO2 酒花萃取物的二乙醯活性較低，這表示它們引發啤酒花蠕變的可能性較小。
○ 冷壓酒花顆粒：冷壓酒花顆粒是通過在低溫下加工酒花而製成的，這有助於保留其香氣和風味化合物，同時減少二乙醯活性。
○ T45 酒花顆粒：T45 酒花顆粒是一種較細的酒花顆粒，表面積較大，可以更快地釋放香氣和風味化合物。它們的二乙醯活性也低於傳統的酒花顆粒。
● 酵母菌株的選擇和改良：選擇合適的酵母菌株對於管制啤酒花蠕變至關重要。一些啤酒廠認為，高絮凝性的酵母菌株可以通過減少酵母與乾投酒花的接觸時間來減輕啤酒花蠕變。然而，研究表明，絮凝性和啤酒花蠕變之間沒有直接的關係。
○ 一些酵母菌株，如Saccharomyces paradoxus，在試驗中表現出較低的啤酒花蠕變敏感性，這使其成為未來研究的潛在候選者。
○ 基因工程為開發對啤酒花蠕變具有抗性的酵母菌株提供了機會，例如，通過增強酵母代謝酒花酶產生的特定糖類的能力。
● 發酵製程的優化：調整發酵製程參數可以幫助管制啤酒花蠕變：
○ 乾投時間和溫度：在發酵過程中盡早乾投酒花並使用較低的溫度可以最大程度地減少啤酒花蠕變，但這可能會影響酒花香氣和風味的提取。啤酒廠需要平衡這些因素以達到最佳效果。
○ 使用α- 乙醯乳酸脫羧酶(ALDC)：ALDC 是一種可以添加到啤酒中的酶，用於減少雙乙醯的產生，雙乙醯是一種與啤酒花蠕變相關的異味。
● 啤酒花管理：
○ 酒花品種的選擇：不同的酒花品種表現出不同的酶活性水準。選擇酶活性較低的品種可以幫助減少啤酒花蠕變。
○ 酒花收穫時間：研究表明，酒花的成熟度會影響其酶活性。在適當的時間收穫酒花可以幫助最大程度地減少啤酒花蠕變的可能性。
○ 酒花烘乾溫度：酒花的烘乾溫度會影響其酶活性。在較低溫度下烘乾酒花可以幫助保留更多的香氣和風味化合物，同時減少啤酒花蠕變。
總之，啤酒花蠕變研究的新趨勢和未來方向集中在開發降低啤酒花蠕變風險的新型酒花產品和釀造技術上。這些努力的目標是在滿足消費者對酒花香氣和風味不斷增長的需求的同時，確保啤酒的品質和穩定性。
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