酵母
【基礎知識】酵母が時間をかけてビールを発酵させる仕組み
酵母(イースト) が、麦汁を発酵させビールになるまでの過程を、簡単なグラフで確認します。この記事を読めば、酵母がどのような役割を果たしているのか理解できるようになります。
How Yeast Ferments Beer Over Time
この記事は原著者(BeerSmith)の許可を得て翻訳・公開したものです。
著者: BRAD SMITH
今週は、酵母が麦汁を発酵させてビールになるまでの過程を、White Labs社の発酵タイムラインに関する簡単なグラフで見てみましょう。
時間をかけて発酵させる
酵母が麦芽糖を中心とした単糖を消費し、アルコール、炭酸ガス、フレーバー(風味) とアロマ(香り) の成分に変換するという発酵の基本は、ほとんどの人が知っていると思います。
麦芽糖、ショ糖、果糖、ブドウ糖、マルトトリオースなどの糖類と、窒素、酸素、各種ミネラルなどを単細胞生物に取り込み、急速な成長、呼吸、発酵の多段階プロセスで、上記の4つの主要化合物に変換します。しかし、今日はその有機化学的な説明は省きます。

その代わりに、発酵の最初の6日間を示すWhite Labsの上のチャートに注目したいと思います。ここでは、発酵の第一段階で起こっている主要なサイクルと変化をかなり明確に見ることができます。
まず、懸濁液中(※1) の細胞(緑の線)を見ると、発酵の成長段階は非常に速く、約24時間を占めていることが分かります。酵母の細胞は通常、1回のサイクルで5~6倍に膨張するため、酵母パックやスターターはこの段階で急速に成長することになります。酵母はまた、この時点で添加した酸素や栄養素を吸収して成長を促進するため、エアレーション(※2 aeration)が重要です。
二酸化炭素の活動量(青い線)も成長段階で急速に増加しますが、発酵が進むにつれてわずかに減少します。通常、CO2活性は生育がピークに達しますが、活発な発酵が続く限り、CO2は生成され続けます。
麦汁の比重は、細胞の初期成長段階ではあまり低下しないですが、細胞の活性がピークに達すると、より急速に低下し始めます。細胞の活性がピークに達した後は、糖分が急速に消費され、発酵可能な糖分が少なくなるにつれて比重の低下が緩やかになるため、その時点から指数関数的に減少することは珍しくないです。
ほとんどの家庭用ビールメーカーはビールのpHを追跡しません。しかし、麦汁のpHは生育期でも非常に急速に低下し、発酵のピーク時まで低下し続けるため、注意が必要です。発酵が完了すると、pHはわずかに上昇するのが普通です。これは、サワービール、特にケトルサワーリングや酸味のある果物を使ったビールを扱う場合に重要です。発酵中のpHが3.0-3.2の低い範囲に下がると、発酵が阻害され始めることがあります。この場合、発酵を完了させるために、炭酸水素カリウムのようなものを加えてpHを少し上げる必要があるかもしれません。
このグラフは6日で止まっていますが、明らかにこの時点では発酵は完了していません。酵母が浮遊している間に、熟成を助ける重要なプロセスが進行しているのです。例えば、残った酵母がビール中のジアセチルを吸収してくれています。そのため、一次発酵が終わった後、酵母が凝集して熟成するまでの時間を確保する必要があるのです。
BeerSmith Home Brewing Blogの今週の記事はお楽しみいただけましたでしょうか?また、コメントやお友達への紹介もお待ちしています。
BeerSmith™ 3 – Home Brewing Softwareのご紹介
BeerSmithでは、醸造管理ソフトウェアを提供しています。
レシピの計算、世界各国のビアスタイルをマッチング、世界中のブルワーとレシピを共有し、比較することも出来ます!
ぜひ、BeerSmith Web エディタを30日間無料でお試しください。

出典元
How Yeast Ferments Beer Over Time
※1 懸濁液(酵母スラリー)
一度発酵を終えて回収した酵母の懸濁液のことです。スラリーとは、液体中に固体の粒子が混在しており、多くは粘性の強い状態のものを指します。酵母スラリーには、ビールと多くの酵母が含まれており、粘性の高い状態になっています 。
引用: 株式会社神鋼環境ソリューション「ビール醸造工程における酵母スラリー撹拌システムの開発」が令和元年度 化学工学会技術賞を受賞」-高品質・安定的なビール製造のための酵母ハンドリングの技術開発-(引用日:2022/12/25)
※2 エアレーション(aeration)
aeration (エアレーション)(麦汁に)空気を通気させること。麦汁の中に酸素をとけ込ませること。醸造過程の様々なステージいおいて麦汁に空気を通すこと。 特に発酵のはじめは、酵母は好気性呼吸をするため、酸素を必要とする。ビールを上手に発酵させるためには、麦汁を完全にエアレーションしておく必要がある。温度が低いほど酸素が溶解しやすいので、麦汁の温度を27度以下で行う必要がある。高い温度でのエアレーションはメラノイジンの酸化が起こり、後のビールの酸化の原因となる。麦汁に酸素が適量溶解していないと、酵母の働きが鈍くなり十分な発酵ができない。オフフレーバーの原因となります。
引用:2022/09/22 モルトショップ 醸造所の用語集