酒廠不想說的，或者問不到的麴菌家族故事，讓我們來一一解開神秘面紗。
黑麴菌（Aspergillus Niger）因其卓越的檸檬酸和酵素生產能力，在工業生物技術中佔有重要地位。然而近期的研究指出，部分原被認為是黑麴菌的工業菌株，實際上應被重新歸類為沖繩麴菌（Aspergillus Luchuensis），這論點在實際操作上其實並沒有太大影響，只是在文化背景上有點搶奪了燒酎原本黑麴菌的地位。
黑麴菌的特性
形態特徵
黑麴菌。圖片來源：飛行釀酒師熊爸
特性：黑麴菌（A. niger） 比較（其他麴菌）
孢子顏色： 深黑色 黃麴菌為綠色，米麴菌為淺黃色
菌絲結構：分隔型菌絲 大多數麴菌均為分隔型菌絲
菌落形態：具深色孢子頭，菌落呈黑色 其他麴菌菌落顏色和形態各異
溫度耐受性：最適生長溫度為30-35℃，可耐受較高溫度。
酸鹼耐受性：可在pH 2-11範圍內生長，特別耐受酸性環境。
生態分布：廣泛存在於土壤、腐敗植物物質和儲藏食品中。
酵素生產：高產果膠酶、纖維素酶、葡萄糖氧化酶等，應用廣泛。
有機酸生產：主要生產檸檬酸，亦能生產草酸等有機酸。
次級代謝產物：可能產生赭麴毒素A，需要監控其毒素生成。
黑麴菌的工業應用
檸檬酸生產
黑麴菌是全球檸檬酸生產的主要微生物。其高效的檸檬酸積累能力和對高糖、高酸環境的耐受性，使其成為工業發酵的理想選擇。檸檬酸廣泛應用於食品、飲料、藥品和化妝品等行業。
酵素生產
黑麴菌能夠生產多種工業酵素，廣泛應用於各行業：
- 果膠酶：用於果汁澄清、紡織品加工和造紙工業。
- 纖維素酶：應用於生物燃料生產、飼料添加劑和紙漿處理。
- 葡萄糖氧化酶：用於食品防腐、麵包製作和血糖檢測試劑。
- 生物轉化和廢物處理
黑麴菌具有降解多種有機物的能力，可用於廢水處理和有機廢棄物的資源化利用，促進環境友好型工業的發展。
黑麴菌與沖繩麴菌的重新分類
部分在日本生物產業中使用的工業麴菌菌株，經過基因組和形態學分析，實際上應被重新分類為沖繩麴菌（A. luchuensis），這些菌株在外觀和部分代謝特性上與黑麴菌相似，但基因組有明顯差異。
沖繩麴菌的特性
孢子顏色：通常為黑色，與黑麴菌相似，易於混淆。
酵素生產：廣泛應用於醬油、味噌等日本傳統發酵食品的製作。
香氣化合物：產生特定的香氣物質，對食品風味有重要影響。
重新分類的意義
精確的菌株鑑定：有助於提高工業生產的穩定性和產品品質。
避免毒素風險：不同麴菌可能產生不同的次級代謝物，影響產品安全性。
促進菌種選育：為開發高效、安全的工業菌株提供新的方向。
黑麴菌主流系列菌株特性比較
圖片來源：飛行釀酒師熊爸
為深入了解黑麴菌的應用，在日本的主流派中我們可以看到以RIB、TTC、ATCC為系列保存黑麴菌菌株：
菌株列表與特性
菌株列表與特性，參照列表。圖片來源：飛行釀酒師熊爸
參照列表。
- 注意：上述數據為概括性比較，實際特性需透過實驗驗證。
特性分析
檸檬酸產量：高檸檬酸產量，適合工業生產。
酵素生產：果膠酶產量高，適合應用於食品和紡織行業。
生長速率：生長速率快的菌株可縮短生產周期，提高效率。
毒素產生：需特別關注高赭麴毒素A產生的菌株，避免產品安全風險。
耐受性：不同菌株對環境壓力的耐受性不同，可根據工業條件選擇合適的菌株。
那麼這麼多種類的黑麴菌，到底在製酒產業中有什麼變化可以著墨呢？
六種麴菌株對燒酎發酵特性的影響
在燒酎的製造過程中，麴菌種類選擇對發酵效率、最終產品風味和穩定性具有顯著影響。
我們來聊聊6種麴菌株進行比較，這些菌株包括2株野外分離的黑麴菌株以及4種商業化的燒酎麴菌，其中1款燒酎用黃麴菌以及黃黑麴融合株。
我們拿這些菌株分別在酸度、酵素活性、發酵生成物與香氣特徵上比較不同的表現，目的主要是為燒酎的風味提供更多樣化的選擇。
6種麴菌株包括
1. 泡盛黑麴菌（A. luchuensis var. awamori）
2. 燒酎K型菌（A. luchuensis mut. kawachii）
3. 燒酎黃麴菌（A. oryzae）
4. 燒酎用融合株（A. oryzae與A. tubingensis的融合株）
5. 分離株（苔藓）：由野外苔蘚分離出的黑麴菌（A. tubingensis）
6. 分離株（八重櫻的葉）：由野外八重櫻葉子分離出的黑麴菌（A. tubingensis）
特性比較
1. 酸度與檸檬酸生成量
說到黑麴菌，當然首先想到的檸檬酸的生成量，黑麴菌系統（泡盛黑麴菌、燒酎K型菌和野外分離株）在發酵過程中生成較多的檸檬酸，這些酸有助於降低發酵液的pH值，抑制雜菌生長，並提供酸爽的口感。而黃麴菌和融合株的酸度較低，乳酸生成量較高，使得風味偏向柔和。
2. 酵素活性
不同麴菌株的糖化酵素和蛋白酶活性差異較大，黃麴菌的α-澱粉酶活性最高，適合用於含高澱粉原料的發酵。而黑麴菌和其衍生菌株則耐酸性較高，適合用於高酸度環境，有助於燒酎的穩定發酵；野外分離株的酵素活性普遍低於商業菌株，顯示出這些商業菌株經過選育以適應發酵需求。
3. 發酵效率
各菌株在發酵過程中的生成效率也有不同，燒酎K型菌具有較高的初期發酵速率，而分離株的發酵速度略低，表現出野生型黑麴菌較低的代謝速率。經過15天發酵後，除了分離株（八重櫻葉）生成的酒精度略低外，其餘菌株均達到13-14%的酒精濃度，表現出良好的發酵適應性。
4. 感官特徵與香氣
六種麴菌株的感官特徵與香氣。圖片來源：飛行釀酒師熊爸
根據香氣成分分析和官能品評結果，不同麴菌株生成的燒酎風味差異如下：
- 泡盛黑麴菌：高級醇類、酯類香氣豐富 酸度：7.0 酒精度：13.2-14.7％ 酸度適中，香氣濃郁。
- 燒酎K型菌：果香與淡酸香，酒體醇厚 酸度：7.1 酒精度：13.6-14.2％ 酸度高，口感豐富。
- 黃麴菌：柔和的乳酸香，較少酸味 酸度：5.5 酒精度：13.4％ 酸度低，適合清爽風味。
- 融合株：淡雅的香氣，略帶酸香 酸度：5.8 酒精度：14.3％ 酸度偏低，帶有複雜風味。
- 分離株（苔蘚）：清淡香氣，柔和口感 酸度：6.9 酒精度：13.2％ 酸度適中，風味較無特色。
- 分離株（八重櫻葉）：較低的香氣成分，口感一般 酸度：7.2 酒精度：12.3％ 酒精度略低，酸度適中。
發酵應用與選擇考量
1. 風味控制
酒廠可根據市場需求選擇不同的麴菌株來調整燒酎的風味，如泡盛黑麴菌和燒酎K型菌生成的燒酎酸度適中，香氣濃郁，適合重口味的愛好者；而黃麴菌則適合製作清爽型燒酎，帶來柔和的乳酸香氣。
2. 發酵穩定性
黑麴菌類型具有較高的耐酸性和檸檬酸生產能力，有助於穩定發酵並抑制雜菌，是燒酎釀造的理想選擇。黃麴菌則適合添加乳酸以防止雜菌滋生，融合株則因其酸度適中且帶有特殊香氣，有助於增加產品多樣性。
3. 經濟與生產效率
對於需要快速發酵的酒廠，燒酎K型菌的高初期發酵效率可以縮短生產周期，降低成本。野生型黑麴菌分離株雖然能生成適度的香氣與酸度，但其發酵效率和酵素活性低於商業化菌株，可能不適合商業量產。
那麼下一個命題將會是，那可不可以使用混合麴呢？什麼樣的條件下可以實施？風味與變化會是什麼？
延伸閱讀：【熊爸專欄】關於酒的命題1：關於麴菌01
原文出自 飛行釀酒師熊爸FB 命題11：關於麴菌02 – 黑麴菌家族的菌株特性與6種麴菌的比較
核稿編輯：郭宜蓁
