清酒酿造中的酒曲科学
曲霉菌是日本最具标志性的食品和饮料生产的关键成分，是清酒酿造过程的核心。
酒曲是许多产品的重要成分，包括清酒。
麴越来越引起西方厨师、酿酒师和食品和饮料界其他人士的兴趣，尽管它并不总是得到很好的理解。“我认为在西方世界，曲仍处于一种发现阶段，”纽约清酒酿酒厂布鲁克林库拉 ( Brooklyn Kura)的联合创始人兼首席酿酒师布兰登·道恩 (Brandon Doughan) 说道。“但这是让我陷入这一切的原因之一。”
麴是一种在炎热、潮湿的环境中生长的霉菌，于 2006 年被正式认定为日本国家真菌，用于生产清酒、烧酒、味噌和酱油。它在清酒生产中的作用在酿酒世界中是独一无二的，而且如此重要，以至于日本政府要求联合国教科文组织将清酒承认为非物质文化遗产的标题中明确提到了这种模具。
酒曲及其各种种类和菌株到底如何影响清酒生产？在这里，清酒酿酒师解释了这种不寻常成分背后的科学原理。
酒曲在酿造过程中的作用
Koji 在啤酒厂的工作是提供将大米淀粉转化为糖的酶，Doughan 将这一过程与啤酒酿造中的麦芽制作进行了比较。清酒酿造者从粉末状的曲孢子开始，通常称为曲发酵剂、种曲或种子曲，以区别于霉菌本身。从技术上讲，霉菌本身就是曲，而包有曲的米被称为“曲”，但大多数酿酒商将包有曲的米简称为“曲”。
酿酒师将曲子撒在一部分大米上，用于酿造一批清酒。将接种后的大米捆扎在有利于曲生长的房间内过夜；通常温度约为 30 至 32 摄氏度，湿度为 40%。严格的卫生至关重要，因为许多不需要的细菌也会在这些条件下繁殖。
“第二天早上，你可以看到水稻上出现白色斑点，真菌开始在那里生长，”杜恩说。啤酒厂团队将大米铺在一张大桌子上或放入许多小而浅的托盘中，以分散热量并控制温度。目标是让霉菌的微小细丝（称为菌丝）均匀一致地渗透到每粒米粒中。“我们试图将每一粒米制成一个小时间胶囊，在酿造的一个月内缓慢而均匀地释放酶，这样我们就可以在酵母的活性和糖的引入之间取得平衡。”
一旦将曲子覆盖的大米添加到主酿造罐中，霉菌的工作就完成了，但酶继续将淀粉发酵成糖，同时酵母将这些糖转化为酒精。“这被称为双平行发酵，”日本神户Hakutsuru Brewing的酿酒师 Mitsuhiro Ban 说道，“它的酒精度比啤酒或葡萄酒更高。清酒的酒精度达到 20% 是很正常的，”因为酵母永远不会同时被太多的糖或酒精淹没。
Koji 向米粒中释放 50 多种酶。“从酿造的角度来看，”京都府玉川啤酒厂的酿酒大师兼总经理 Philip Harper 说，“主要的酶是液化大米并将淀粉分解成更小的分子，然后糖化酶会剪掉糖分子，产生葡萄糖，然后酵母将其代谢成酒精。”
这两种酶都是淀粉酶的形式，淀粉酶是一种分解碳水化合物的蛋白质。根据2020年的一份报告，“一克纯淀粉酶在50摄氏度下一小时内可以糖化两公斤淀粉。” 蛋白酶以类似的方式分解蛋白质，产生氨基酸。“这赋予了清酒鲜味和口感，”Doughan 说道，“同时也赋予了清酒苦味。” 菌丝的渗透程度决定了这些性状的表达程度。
在清酒生产开始时，将曲发酵剂撒在蒸好的米饭上。
曲种和菌株
所用曲的种类和菌株也会影响清酒的特性。曲有多种；清酒制造商通常使用米曲霉（称为黄曲），而烧酒和泡盛制造商分别使用白曲霉和卢中曲霉。后两者产生大量柠檬酸；Doughan 在他的一款清酒“三曲酸纯米”中使用了少量的这些物质，赋予了它一种新鲜、酸味十足的特性。
1960 年的一次事件后，对不同物种的研究加强了，当时曲霉菌导致英国 100,000 只火鸡死亡。“米曲霉与野生黄曲霉非常相似，”Ban说。“然而，前者不会产生一种叫做黄曲霉毒素的毒素，而后者却会产生这种毒素，”这就是导致火鸡死亡的原因。“无毒的米曲霉被认为是由有毒的黄曲霉驯化而来，就像人类将好斗的野猪驯化为温顺的猪一样。” 对于人类来说，黄曲霉毒素会导致肝癌，因此在 20 世纪 60 年代进行了深入研究，以确保米曲菌可以安全食用。
随后的研究导致了新米酵母菌株的激增，供应商经常提供多种菌株的混合物来满足清酒行业的需求。关键的区别在于酿酒师是否想要酿造更清淡、更香的吟酿风格清酒、更浓郁的纯米清酒，还是入门级的府酒清酒。“新酵母让酿造芳香浓郁的吟酿清酒变得更加容易”，领先的麴酒供应商Higuchi Moyashi的研究主管 Hideyuki Yamashita 说道（山下的全部言论均由酿酒商关系总监 Justin Potts 翻译）在折纸清酒）。“但为了做到这一点，所使用的曲必须产生特定的淀粉酶平衡。如果醪中的发酵米快速溶解并快速产生酒精，你就无法获得吟酿风格清酒所需的芳香。”
液化淀粉酶和葡萄糖生成淀粉酶之间的平衡是关键。在米粒上，霉菌应该是“tsuki-haze”，意思是斑点或斑点，而不是“so-haze”，即谷物更均匀地覆盖。山下说，在后一种情况下，酶将更加自信，“并产生更丰富、更醇厚的清酒”，适合纯米或府酒清酒。
不同的曲品种可以酿造出不同风格的清酒。
瞬息万变的世界中的浩二
如今，曲的研究已从其传统用途扩展到茶叶生产、奶酪制作以及鸡蛋和海藻发酵等新领域。在清酒生产领域，新趋势和气候变化正在推动发展。“由于淀粉结构的成分变化，温度升高给啤酒厂带来了问题，”山下说。“为了弥补这一缺陷，许多啤酒厂正在调整其曲制作方法，以提高整体酶活性。” 生长季节过多的热量会导致米粒变硬，无法吸收水分；然后，酶在发酵过程中努力液化大米。山下表示，这会导致产量下降，清酒味道单薄且缺乏结构。当精制的曲还不够时，一些啤酒厂会添加酶来弥补。
山下还表示，水稻种植者正在开发更耐热的水稻品种，通常会转向传家宝品种。“以前，啤酒厂只关注功能和易用性，而现在他们更感兴趣的是当地的故事和性格以及类似的事物。几乎所有这些大米的行为方式都与主流清酒米品种不同，因此正在探索新的曲菌株与它们一起使用。
尽管存在这些挑战和来自酶添加等先进技术的竞争，曲仍然是清酒酿造的核心，尽管它的指纹对清酒饮用者来说不像其他元素那么明显。“曲对最终用户的影响不会像独特的酵母品种那样明显，”哈珀说。“这有点令人失望，因为它对整个过程非常重要，但它有点像在后台。如果你问一百个清酒酿造者“清酒酿造中最重要的是什么”，他们都会支支吾吾，直到你把他们逼到角落；那么每个人都会同意这是曲。”
