酵母の世界 No.23-3｜Pichia kluyveri：アルコールを抑えながら果実香をつくる酵母

このシリーズでは、パン・ビール・ワイン・発酵食品を支える酵母たちを、研究者の視点から少しずつ紹介しています。
★酵母の世界を巡るためのまとめページを作成してます↓

前回は、洗剤を作る酵母Starmerella bombicola（スターメレラ・ボンビコラ）を紹介しました！

今回は低アルコールビールに関するお話です！

ビールのアルコールを低くするには、どうすればよいのでしょうか？

単純に考えれば、酵母に糖をあまり発酵させなければよさそうです。
ところが、酵母の働きを抑えると、アルコールだけでなく、発酵によって生まれる香りまで少なくなりやすくなります。
一方で、発酵前の麦汁に由来する甘さや穀物のような風味は残ります。

つまり低アルコールビールでは、アルコールをつくらせすぎず、それでも香りはつくるという、少し難しい発酵が求められます。

そこで注目されているのが、Pichia kluyveri（ピキア・クルイベリ）です。

この酵母は、麦汁に多く含まれるマルトースという糖をほとんど利用しません。
そのため、一般的なビール酵母ほどアルコールを増やさずに発酵できます。

しかし、何もしない酵母ではありません。
限られた糖やアミノ酸を使い、果実や花を思わせる香りをつくります。

ビールの主な糖を使えないという性質が、なぜ低アルコールビールでは強みになるのでしょうか？

果実発酵で香りをつくる酵母

まず、P. kluyveri は果実や植物に関わる環境のほか、コーヒーやカカオの発酵からも見つかります。

こうした発酵では、糖を利用しながら香りの成分をつくり、最終的なコーヒーやチョコレートの風味を変えるスターターとして研究されてきました。

つまり、もともと果実発酵で注目されていた香りづくりの能力を、麦汁という別の原料へ持ち込んだのが、ビールでの利用です！

ビールの主な糖には手をつけない

ビールの原料となる麦汁には、ブドウ糖だけでなく、マルトースという糖が多く含まれています。
一般的なビール酵母 Saccharomyces cerevisiae（サッカロマイセス・セレビシエ）は、このマルトースを取り込み、アルコールへ変えます。

一方、ビール醸造用に調べられた P. kluyveri は、最初にある少量のブドウ糖は使いますが、麦汁の大部分を占めるマルトースにはほとんど手をつけません。

そのため、利用できる糖が少なくなると発酵が弱まり、単独発酵ではアルコール濃度を0.5％前後に抑えられる例があります。

通常のビールなら、糖を使い切れないことは欠点です！
しかし、低アルコールビールでは、発酵後にアルコールを取り除かなくても、最初からつくらせすぎないための性質になります。

アルコールは少なくても、香りは生まれる

ここで面白いのは、マルトースを使えないからといって、香りづくりまで止まるわけではないことです。

酵母は少量の糖や麦汁中のアミノ酸を利用し、香りを持つアルコールやエステルをつくります。
P. kluyveri では、バナナを思わせる酢酸イソアミルや、花や蜂蜜のような香りに関わる酢酸2-フェニルエチルなどが報告されています。

つまり、アルコールを大量につくる代謝と、香りをつくる代謝は、完全に同じではありません。

この違いが、低アルコールでも香りのあるビールをつくる鍵になります！

ただし、果実香が強ければ必ずおいしくなるわけではなく、課題も残ります。
華やかなクラフトビールには合っても、すっきりしたラガーでは香りが甘く感じられることがあります。
また、使われずに残ったマルトースは、甘味や飲み応えだけでなく、製品の微生物学的な安定性にも影響します。

二種類の酵母に仕事を分ける

そこで利用されるのが、一般的なビール酵母との組み合わせです。

まず P. kluyveri に香りをつくらせ、その後に S. cerevisiae を加えて、残ったマルトースの一部を発酵させます。
あるいは、二種類の酵母の割合を変えることで、アルコール濃度と果実香のバランスを調整します。

一種類の酵母にすべてを任せるのではなく、香りをつくる酵母と、発酵を進める酵母に役割を分けるのです。

これまでは物理的にアルコールを除去していた製法でしたが、麦汁の糖組成、酵母の割合、加える順番を組み合わせ、どこまで発酵させ、どの香りを残すかを設計することで、低アルコールビールを製造できるかもしれませんね！

おわりに

Pichia kluyveri（ピキア・クルイベリ）は、ビールの主な糖であるマルトースをほとんど使いません。

しかし、その不完全な発酵力がアルコールを抑え、同時につくられる果実香が低アルコールビールの風味を補います。

発酵では、多くの糖を使える酵母が、いつでも最も優秀とは限りません。
目的が変われば、「何ができるか」だけでなく、「何をしないか」も重要な能力になります。

次回は、生命科学の研究に使われる酵母 Schizosaccharomyces japonicus（シゾサッカロマイセス・ジャポニクス）を紹介します！

この酵母は、環境に応じて単細胞の酵母から、細長い菌糸へ姿を変えます。さらに、細胞分裂のときには、DNAを包む核の膜を一部開いて染色体を分けます。

なぜ研究者は、よく知られたモデル酵母ではなく、この少し変わった酵母を調べるのでしょうか？

生命の仕組みを理解するための「比較する」という研究の面白さを紹介します！

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参考文献

Miguel GA, et al. Amino acid preference and fermentation performance of Pichia kluyveri strains in a synthetic wort. LWT. 2024;197:115847.

Huang PH, et al. The potential of co-fermentation with Pichia kluyveri and Saccharomyces cerevisiae for the production of low-alcohol craft beer. Foods. 2024;13:3794.

Crafack M, et al. Influencing cocoa flavour using Pichia kluyveri and Kluyveromyces marxianus in a defined mixed starter culture for cocoa fermentation. International Journal of Food Microbiology. 2013;167:103–116.

Wang C, et al. Coffee flavour modification through controlled fermentations of green coffee beans by Saccharomyces cerevisiae and Pichia kluyveri: Part I. Food Research International. 2020;136:109588.

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