拉格(淡)啤酒的酵母之謎

2011/08/29 | | 標籤:

歐洲文化史裡常提到修道院的修士在修道院裡釀造含有酒精成份的麥汁,以便補充齋戒日裡不能進食的體力消耗,讓人以為修士每天都是醉醺醺的。到歐洲旅遊,也常常因為酒吧林立,晌午就看到一堆人或坐或站在酒吧裡外喝啤酒。一旦喝到地區性的啤酒或發酵的果實酒,其風味、口感差異之大,不得不讓人思考罐裝啤酒之乏味。當我們以為啤酒是歐洲的產物時,是否也有個失落的環節,如同咖啡、煙草、馬鈴薯等影響西方文明的重要商品,也是靠著舶來品,才拼湊出完整的現代圖像?

雖然我們喝啤酒,可以不論啤酒為何物。但是,當大麥、小麥、玉米、米、啤酒花、水、麥芽等等不同組合,經過發酵之後,就會變成讓人大聲說話、面紅耳赤、稱兄道弟、忽而意氣風發、乍時又黯然落淚的出神飲料。知道一下啤酒跟最新的科學發現之間的偶遇,也是酣暢之際的樂事。

2011 年8月份的Proceedings of the National Academy of Sciences的一份新的研究報告,這個研究的故事就來自一個跨國的研究團隊發現了貝酵母的野生遠親:優貝酵母(尚無中文,筆者暫譯,原文 Saccharomyces eubayanus)。大概是因為啤酒這喝的玩意,跟生活、經濟、產業密切相關,報導這個研究的媒體真是不少,本文綜合Science New, Science Now, Economist, BBC, USAtoday, Wired.co.uk,簡單說明。

啤酒歷史從15世紀開始有了革命性的轉變,巴伐利亞地區的修道院開始採取低溫發酵,以便可以在冬天釀造啤酒。從此之後,拉格(Lager)與愛爾(Ale)的啤酒世界開始大不相同。例如,2008年拉格啤酒的全球銷售額達到2500億美金,而你在台灣的便利商店幾乎找不到愛爾。拉格與愛爾的差別主要在發酵溫度,前者低溫後者稍稍高於室溫,原因乃是酵母不同,愛爾使用的是釀酒酵母( Saccharomyces cerevisiae),拉格使用的則是釀酒酵母和貝酵母( Saccharomyces bayanus)的混株,稱為加士柏酵母( Saccharomyces carsbergensis),也因為生物學家巴斯德的發現與貢獻,也稱巴氏酵母( Saccharomyces pastorianus)。當代的拉格啤酒廠使用的是巴氏酵母的混株,包括歐洲大陸、北美、亞洲地區的流行品牌都是拉格,台灣也不例外;而英國就延續傳統的釀酒法,仍是愛爾、史脫特(Stout)的大本營。

從15世紀開始,釀酒人經過了好幾個世紀的努力,盡其所能地增加口感或色澤,使生產出來的啤酒容易被接受,他們根據這些受歡迎的特徵製造下一批啤酒。一開始,他們並不知道他們正在影響酵母的演化。

拉格啤酒的關鍵在於其低溫釀造。今日拉格啤酒商所用的酵母,科學家雖然早就知道是典型的釀酒酵母與貝氏酵母混株而成。 因此科學家翻遍歐洲和北美尋找, 但是貝氏酵母的母本卻從未找到,原來他們找錯半球了。

圖:癭

一個由Chris Todd Hittinger率領的國際研究團隊,在巴塔哥尼亞山區找到了拉格酵母的另一半失落的母本:優貝酵母。 因此在山毛櫸樹上,因真菌感染造成的如白桃與氣球般的結構:癭(galls)內找到了優貝酵母。其中包含了優貝酵母和另外一種野生酵母以及發酵的糖分,當癭熟透掉到地面上破裂後,地面會覆蓋一層薄薄的地衣,還有濃濃的乙醇味道。 所以,拉格啤酒源於巴伐利亞,但是主要添加物則是來自半個地球之外。釀造拉格啤酒的酵母來自阿根廷的巴塔哥尼亞山區的山毛櫸森林裡,卻遠渡重洋到歐洲,並溜進了釀啤酒的木桶裡。

當研究者把優貝酵母的基因進行排序,並搜尋其他酵母基因的資料庫後發現,他的近親貝氏酵母,而且非常接近卡士柏酵母。事實上高達99.5%的相似度。與卡氏柏酵母不同之處,在於用於釀造拉格啤酒的酵母,在過去幾個世紀以來,已經突變,並且被馴化,以便用於大量工業生產。

研究者合理的推論這就是要找的野生酵母。另外一個原因則是:一般來說寒冷的氣候是拉格酵母喜歡的環境,拉格釀造的溫度大多於攝氏4-9度。但是用於製造愛爾、果實酒或其他酒精飲料的釀酒酵母,適溫是攝氏15-25度,因此德國人得以在冬天釀造啤酒,並且避免遭受的夏天霉菌、細菌或者其他東西使啤酒發酵失敗,變得又酸又臭。而巴塔哥尼亞山區的平均溫度大約攝氏6 度。所以人和生長於此的酵母都具有抗寒基因,對於尋找低溫釀造啤酒的釀酒商而言,十分有價值。因為酵母偏好的低溫特性,有助於啤酒工業的擴展。

其中的一位成員Jose’ Paulo Sampaio,葡萄牙坎培拉的Nova de Lisboa大學的微生物學家說,他並不知道到底優貝酵母如何從山毛櫸的樹上移動到歐洲的啤酒釀酒廠。但是可以假設,酵母搭便車在某些動物或生物身上移動。另一位Vanderbilt大學的演化生物學家Antonis Rokas則猜測,優貝酵母可能隨著一片片的木料或山毛櫸製成的桶子,或是依附在水果、甚至果蠅的腹部遷徙。不管如何,最後還是到了歐洲,還找到為他量身打造的棲地和夥伴。這個研究開啟了新視野,也給人們臆測的空間。如USAToday的編輯用了「我們應該感謝哥倫布帶給我們拉格淡啤酒」(We have Columbus to thank for lager beer)。但是經濟學人(Economist)則認為這引發了另外一個謎,因為真菌從巴塔哥尼亞移動到歐洲的唯一可能方法,就是靠人類的運輸。但是歐洲直到15世紀末才開始探索新大陸,直到16世紀,歐洲人尚未抵達巴塔哥尼亞。但是記錄低溫發酵的啤酒的記載,最早始於1420年。計畫主持人 Hittinger 表示,也不排除優貝酵母住在某些被遺忘的舊大陸,顯然我們尚未搜尋整個地球的所有可能的棲息地。

一位研究發酵飲料歷史的費城賓州大學博物館的分子生物考古學家Patrick Mcgovern表示,這個研究發現震驚了歷史學界和考古學界,因為再也沒有比這更真實、更神奇的發酵過程。可見酵母是適應力很強的物種,隨著人類在世界各地移動。

了解野生母本有助科學家們了解拉格酵母混株的形成,並且也了解基因的馴化如何改變酵母,Rokas則說,釀酒商或許也可以為新的啤酒創造出新的混株。

p.s. 寫完了,來一杯吧。

論文連結:

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  1. Lager’s mystery ingredient found
  2. lager-beers-mystery-yeast
  3. The yeast that gave rise to lager is tracked down to South America
  4. We have Columbus to thank for lager beer

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貓人複合體。成員為黃貓、花貓、虎班貓。東海社會學博士,清華社人所碩士,曾任報社編輯和記者,博士後研究員,流浪博士。

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