外源酵素是什麼？為什麼釀造美國威士忌會拿它來加速糖化？ @ 食力foodNEXT‧食事求實的知識頻道

你應該要知道的食事

釀造美國威士忌會添加不同穀物，如玉米、裸麥、小麥及麥芽，並因糖化處理需要增加許多費時的步驟，傳統上使用分階降溫法，在最後利用麥芽轉化的內原酶，完成攸關酒廠酒精產出率的糖化作業，然而此方法較為費時，若使用外源酵素則較節省時間，但會影響威士忌的風味。

大部分威士忌飲者都熟悉蘇格蘭威士忌的製作方法，也很清楚麥芽威士忌的三大原料，但對於美國威士忌就可能不是那麼的熟悉了。的確，美威從原料到製程都和蘇威不太相同，其中原料上因為多了各種不同的穀物，如玉米、裸麥、小麥及麥芽，糖化處理－將穀物中的長鏈澱粉轉化為酵母菌可食的糖－便多了許多步驟，例如必須先以高溫蒸煮磨碎的穀物以糊化澱粉。

分階降溫為主要方法

由於不同穀物所含的直鏈澱粉和支鏈澱粉比例不同，澱粉顆粒尺寸不同，需要的糊化溫度也不同，所以許多酒廠採用分階降溫方式－先投入玉米，將溫度快速拉高到超過90°C，完成玉米糊化後冷卻降溫，等溫度降到70°C時投入裸麥繼續糊化，30分鐘後再投入麥芽，便可利用麥芽在發芽過程中轉化的內原酶，將澱粉轉化為酵母菌可消化的小單位糖，完成攸關酒廠酒精產出率的糖化作業。

耐高溫的外源酵素能省下分階降溫的時間

上述分階降溫法的優點很多，例如高溫可殺死絕大部分附著在穀物的雜菌，不過把溫度拉高超過糊化溫度須耗費額外能源，更因為必須等待降溫才能投入下一批穀物，將花費時間本，否則過高的溫度將導致麥芽內原酶失去作用。如果不想等待過長，唯一的辦法便是使用耐高溫的外源酵素（exogenous enzyme）。

外源酵素經人為設計，有更大的澱粉轉化能力

麥芽的內原酶具有很高的轉化能力，因此可轉化任何可用的澱粉，包括來自其他穀物的澱粉，如未發芽的大麥、玉米、裸麥或小麥。所有的穀物都有內原酶，但其作用力並不如麥芽般強大，假如完全使用這些穀物發芽轉化的酶，將意味著極低的澱粉轉化率以及極低的酒精產出率。

麥芽內原酶有環境限制

不過就算是麥芽內原酶轉化能力強大，但仍有其環境條件限制，只能在特定的溫度和pH值範圍內工作，無法在最恰當的時間發揮功效。外源酵素不同，經由人為設計，可在優選的溫度和pH值環境下工作，具有更大的澱粉轉化能力，可針對不同的澱粉特性選擇效率最佳的酵素來使用，讓糖化過程更快、更一致。

美威並不強制規範使用天然內原酶

美威以玉米、裸麥及小麥為主要原料，並不強制規範使用天然內原酶，可自由選用適宜的外源酵素，這些酵素大多利用各種細菌來培養，例如由Novozymes公司所生產的Termamyl SC酵素，便是先以基因轉殖方式研發出可產生特定酵素的質體（plasmid），而後培育出可殖入這種質體而不產生排斥作用的菌種，最後經由細菌繁殖製作出富含α-澱粉酶的酵素。根據網站說明，Termamyl SC產品在不同的pH值環境下可奈受不同的高溫，pH>6時甚至可以在95°C的溫度下工作，因此無需等候降溫，可立即投入剛剛高溫殺菌完成的玉米進行糊內和糖化。

外源酵素作用分為糊化及水解兩階段

基本上，外源酵素的作用主要分為兩個階段，首先是糊化及水解，在無需使用傳統的蒸煮方式下，酵素直接將穀物澱粉糊化分解，並將糊化的長鏈分子剪切為較短的糖分子，因此優化水解反應而減少穀物糊的黏度。第二階段才是糖化，酵素進一步將澱粉分子分解為酵母菌可消化的葡萄糖、麥芽糖和麥芽三糖等短鏈分子。

由於精釀啤酒和蒸餾事業的蓬勃發展，市面上找得到各種品牌的外源酵素，不過並不是每種品牌的效用都相同，而是針對採用的穀物和環境條件來選擇，舉例如下：

1、在糊化、水解階段，需要的是能耐高溫且富含α-澱粉酶的酵素。

2、在糖化階段，需要富含各種澱粉酶的酵素來分解直鏈澱粉和支鏈澱粉。

3、針對可將穀物糊變得濃稠黏滯的裸麥或小麥，則需要纖維素酶，催化木聚醣等纖維素分解為葡萄糖、纖維二糖和多單元葡萄糖的聚合物，從而降低黏度。

外源酵素在操作上較具彈性卻難免影響風味

總而言之，選擇外源酵素極富有彈性，酒廠可準備不同品牌、不同功能的酵素，在升溫、降溫的恰當時機分批投入，達到糊化及糖化的最佳效果。堅持傳統的蒸餾業者或許嗤之以鼻，不過就像蘇格蘭威士忌法規允許添加焦糖著色劑一樣，在效益考慮下，或許哪天也會允許使用外源酵素也不一定。

最後，所有的品飲者都會有個疑問：到底外源酵素會不會影響風味？答案是很難避免，因為儘管外源酵素的功效強大、投入量不需多，但所有的改變都可能影響最終產品的風味，尤其是完全捨棄麥芽而改用酵素時，麥芽風味將不存在，多出來的是10~15%其他穀物的風味，以及酵素本身可能的風味。可惜酒廠不會告知消費者哪些品牌使用外源酵素而哪些品牌不用，也自然無法了解外源酵素對風味的影響了。

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