驯化酵母之路

酵母

最初的故事

植物、酵母和昆虫,它们已经合作了数千万年之久。

酒精

这段故事开始于单细胞真菌——酵母,它们依赖糖生存,过着甜蜜的生活。可自然界中还有其他微生物,为了独享糖分,酵母开始制造能消灭其他微生物的酒精。凭借这招,酵母的小日子过得相当滋润。

搭便车

解决了竞争对手,那繁殖呢?酵母没有腿或翅膀,甚至没有细菌普遍具有的鞭毛,不能移动就不能扩散,这对生物繁衍来说无疑是最大的困境。不过这也没有难倒酵母,它们学会了搭便车。酵母利用糖分合成专门针对黄蜂、蝴蝶等飞行昆虫嗅觉感受器的芳香物质,让它们闻香而至。当昆虫被吸引前来觅食时,酵母便可以搭乘这些“便车”,进行长距离迁徙。

三方合作

酵母不但藏匿在飞行昆虫的身上,还将它们的内脏作为安全的越冬场所之一。飞行昆虫也没白付出,通过酵母产生的香气,它们能更容易找到糖源。由于传粉活动变得容易,植物也从中获益。

遇见类人猿

在酵母的帮助下,一些灵长类动物的基因开始变化。

灵长类动物取食被微生物占据的果实

类人猿会在森林地面上发现被微生物侵占了的成熟果实。也不知道付出了多少代价,它们学会了避开被有毒霉菌“占领”的果实,而选择被乳酸菌或酵母菌“占领”的果实。在实地调查中,科学家发现,热带森林地面的果实往往同时被乳酸菌和酵母菌“占领”。我们的祖先更容易接触同时带酸味和酒精的果实,这样看来,如今酸啤酒的盛行并不是偶然。

随着类人猿开始吃更多的此类“腐烂”水果,基因层面的改变悄然发生。大约在1000万年前,类人猿进化出一种新版本的乙醇脱氢酶基因,这让它们代谢乙醇(酒精)的能力提高了约40倍。这个基因也被人类保留下来,让我们比其他哺乳动物有更好的酒量。

中国贾湖遗址发现的人类最早的储酒器
酵母将糖转化为酒精并排出二氧化碳

遇见人类

在所有酵母中,酿酒酵母属真菌和人类的关系最为密切。

距今约1.3万年前,种植的作物开始成为人类主要食物来源。为了照顾作物,人类开始定居。贮存的粮食有时会被打湿,谷物发芽后便形成糖化酶,将淀粉转化为糖。一旦转化完成,酵母就开始后续工作,于是,人类得到了酒。

葡萄酒酵母

虽然酵母菌是水果表面的常见微生物,但野外调查结果表明,野外水果上的酿酒酵母非常罕见,它们更多出现在阔叶树皮上和周围的土壤中。

酿酒酵母在葡萄皮上的数量十分稀少,而且基本上不会主动启动发酵。然而,酿酒酵母一旦感知到其他菌种启动了发酵,它们便立刻活跃起来,通过产生酒精和热量,超越并淘汰掉其他的酵母菌株。随着发酵罐内的酒精度不断上升,其他酵母菌株和细菌都纷纷阵亡,只留下了酿酒酵母和极少数耐酒精微生物。

1838年,经过法国物理学家德拉图尔的研究,酵母被确定为葡萄汁转化为葡萄酒的功臣。

葡萄酒的酒精度普遍高于12%(按体积计),啤酒酵母无法忍受如此高的酒精度,因此葡萄酒酿造需要选用红酒型酵母。

橡树叶子
储存葡萄酒的橡木桶

橡树是酿酒酵母属真菌最喜欢待的地方之一,它们喜欢吸取橡树内部流动的甜蜜汁液。不过,这些蜜汁的流动受季节影响,不是天天都能喝上。栖息在橡树上的酿酒酵母已经适应了蜜汁的流动规律,它们一年中大部分时间休眠,在蜜汁流动的时间则尽可能吸取蜜汁并利用营养快速繁殖。

有些酵母看似不干活……

葡萄酒酿造过程中,除了酿酒酵母发挥作用,非酿酒酵母也参与其中,包括克勒克酵母、梅氏酵母、汉生酵母、有孢汉生酵母、假丝酵母、接合酵母和酒香酵母等。在过去,酿酒界始终排斥非酿酒酵母,认为它们的存在只会败坏葡萄酒的风味,但随着研究的深入,非酿酒酵母对于葡萄酒澄清、改善风味、快速启动酵母发酵等一系列助益逐渐被人们发现。即便非酿酒酵母会稍稍影响葡萄酒的风味,它们的存在对葡萄酒也是利大于弊。

啤酒酵母

啤酒酵母分为上层发酵型与下层发酵型。下层发酵型又被称为拉格酵母,特点是工作温度低,喜欢待在发酵液下部,发酵得到的啤酒味道清爽;上层发酵型又被称为艾尔酵母,它们喜欢更高的温度,平时待在发酵液上部,吃完所有糖分后沉淀到发酵罐底部,利用这种酵母发酵得到的啤酒富含酯类,具有更多水果香气。绝大多数精酿啤酒采用的是艾尔酵母。

艾尔酵母

·喜欢较高温度、吃糖不太干净、出酒浑浊、味道偏水果味

·喜欢在发酵罐上层活动

拉格酵母

·喜欢低温、可以将糖吃得很干净、出酒清澈、味道清爽

·喜欢在发酵罐下层活动

酿酒酵母与真贝氏酵母在自然界的多次杂交,意外诞生了拉格酵母,由此发酵获得拉格啤酒,摆脱了德式啤酒和比利时啤酒过于浓郁的香蕉、水果风味,口感苦爽顺滑,清爽甘冽,不会抢走麦芽芳香的风头。捷克酿酒师利用拉格酵母,开创性地酿造出了拉格啤酒中最为清爽的皮尔森啤酒,至今依然受到全世界啤酒爱好者的追捧。

拉格啤酒。拉格啤酒更偏向于麦芽风味
艾尔啤酒。艾尔啤酒更偏向于水果风味

在所有啤酒酵母中,最特别的要数布雷特酵母。在艾尔酵母的基础上添加一定量的布雷特酵母,不仅能赋予啤酒独特的马厩味和泥土气息,还能适度降低酒精度。这是因为,布雷特酵母不仅吃糖,还能吃酒精,它们能以其他酵母代谢出的酒精为食,并产生酸,赋予啤酒独特的风味。

人类驯化的酿酒酵母属真菌,可以分为两个大家族,分别是固态发酵家族和液态发酵家族。

固态发酵家族

固态发酵家族包含白酒、黄酒、青稞酒、包子和馒头生产过程中需要的酵母。

液态发酵家族

液态发酵家族则包括面包、酸奶、葡萄酒和啤酒生产过程中需要的酵母。

科学家在给酵母建立“家谱”时还意外发现,面包酵母最初可能是从欧洲啤酒或葡萄酒酵母中分离出的亚种。

驯化起点是中国

酿酒酵母属最初极有可能是在神农架的原始森林中被人类发现并驯化的

那么,酿酒酵母属真菌最初是在哪里被驯化的呢?2023年,我国科学家对来自中国不同地理和生态来源的106株野生酿酒酵母菌株和160株驯养酿酒酵母菌株进行了基因组测序,发现了CHN Ⅸ谱系——来自神农架原始森林的已知最古老的酿酒酵母谱系,由此证实酿酒酵母的驯化最初是在中国完成的。全世界范围内,中国拥有最丰富的野生酿酒酵母遗传多样性。

酿酒酵母属大家庭

酿酒酵母属真菌中和人类食品生产密切相关的有七个品种。

酿酒酵母 ——酒类生产的主力菌种,也被用于面包和馒头的发酵。

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