进化如何决定啤酒和威士忌的味道

2011 年 8 月，非传统厨师 David Chang 在哥本哈根的厨师和其他食品专家面前发表关于食品和微生物学的演讲。他在演讲开始时向观众道歉：“我们对[微生物学]知之甚少，所以我将亲自向你们介绍。”

张接着描述了他为高端菜肴创造独特发酵风味的实验。张并不是唯一一位为了追求美食而突破微生物科学界限的厨师。雷内·雷哲皮的北欧食品实验室使用当地鱼类制作自己的鱼露。夫妻档亚历克斯·塔尔博特和亚纪·卡莫泽瓦则尝试制作各种定制醋。

然后是啤酒。像 Harpoon 或 Dogfish Head 这样的大型啤酒厂通常会雇佣一批微生物学家，他们唯一的工作就是控制和测试酵母的活性。为什么要为这些昂贵的科学家付钱呢？因为每一批啤酒的味道都取决于他们的工作。

酒精有自己的起源故事。几千年前，人类可能不小心把盛有果汁的容器放在外面很长时间。当他们回来时，果汁已经变酸、起泡并带有酒精味。空气中自然存在的酵母开始消化果汁中的糖分，结果就是第一种自然发酵的酒精。

自第一次意外生产出酒精以来的数千年里，酿酒师从最好的啤酒中提取酵母样本，然后使用、重复使用并将它们与其他酵母混合，以生产出针对不同口味进行优化的独特酵母菌株。

酿酒大师之于酵母的作用就如同狗饲养员之于冠军纯种狗的作用一样。

你可能会说，酿酒大师之于酵母就像狗饲养员之于冠军纯种狗。这两个学科都利用了人工选择的力量，也称为选择性育种。正如哈佛微生物学家和狂热的自酿啤酒爱好者 Sarah Douglass 所解释的那样，“当你将酵母添加到糖中时，你就把它们放入了理想的环境中，通过快速生长来快速进化。你可能会看到几代酵母在一次发酵中存活、繁殖和死亡。”

为了保持一致性，商业酿酒商会在每次发酵过程中“添加”一批初始酵母。这些旗舰酵母的大批量被冷冻，处于假死状态。但最终这些库存也会耗尽，这时科学家会尽最大努力用其他酵母菌株重现失去的风味。

那么在实验室中培育酵母菌株怎么样？“我们确实有技术可以对酵母进行各种分子改变，”道格拉斯告诉我。“但风味是一种非常复杂的特性，涉及如此多的代谢途径，因此我们最好使用人工选择来寻找可以酿造美味啤酒的酵母菌株。试图通过删除基因或提高蛋白质表达来从头设计出美味的酵母菌株将非常困难。”

关于酵母创新，啤酒是最受关注的（双关语）。这是因为酵母决定了啤酒的味道，所以酵母在酿酒厂不断进行测试和调整。培养烈酒酵母更棘手，因为蒸馏过程本身以及陈年烈酒浓郁的橡木和烟熏味可以迅速掩盖酵母带来的微妙味道。然而，有些烈酒继续凸显微生物的重要性。

“我知道，农业朗姆酒和手工卡莎萨酒主要使用野生酵母，我也知道 Del Maguey 梅斯卡尔酒以提供各种产品而自豪，这些产品真正展示了空气中酵母在不同地区的变化，”澳大利亚布里斯班 Papa Jack's 酒吧的调酒师 Andrew Cameron 告诉我。“就像每喝一口烈酒，你都会品尝到空气中菌群的快照。这很像葡萄酒中的土壤风土。”或者用 Momofuku 的 Chang 的话来说，这就像品尝烈酒的“微生物风土”。

所谓的微生物风土指的是自然产生的酵母（这一过程称为“野生发酵”），而酿酒师和蒸馏师通常会去酵母工厂购买专门为特定目的而培育的酵母。有些工厂以提供特定产品而闻名。Lallemand 专门生产葡萄酒酵母。Red Star 销售“Red Star 威士忌”酵母，这是美国威士忌独特风味的关键因素。甚至还有专门为生产外用酒精而培育的酵母，可在高浓度乙醇中存活。

当威斯康星州米德尔顿死亡之门酿酒厂的首席酿酒师约翰杰弗里 (John Jeffery) 着手制作如今广受好评的未陈酿“白狗”威士忌时，他去了传统的酵母房，但买了一些略有不同的东西。

Jeffery 告诉我：“传统的威士忌酵母旨在产生在桶中陈化效果良好的芳香化合物。但是，如果不陈化，这些化合物中的很多都会变得刺鼻和令人倒胃口。对于我们的白狗，我使用了香槟酵母，这种酵母旨在从葡萄糖中产生花香和植物香气，但我发现它与玉米糖搭配效果非常好。”

大多数酿酒商可能只是使用传统的威士忌酵母来酿造未陈酿的威士忌，但这是出于实际原因，而不是出于懒惰。酿造啤酒时，用酵母进行实验是一个相对简单的过程：只需酿造、发酵和品尝即可。对于烈酒，额外的蒸馏步骤（以及随之而来的所有复杂性）使结果更难以预测，实验风险也更大。

Jeffery 通过使用高效液相色谱仪 (HPLC) 和气相色谱-质谱仪 (GC-MS) 来克服这一限制，这些仪器通常只在大学实验室中配备，可以精确分析蒸馏过程中多个点产生的香气化合物。在酿酒厂，他还受益于 Death's Door 随时备有的高效液相色谱仪 (HPLC)，以便随时取样。

Jeffery 的白威士忌成功的关键在于，他没有使用专门为烈酒生产而培养的酵母，而是使用了一种专门吃果糖并早死的酵母。“酵母在垂死挣扎时释放出这些非常有趣的香气。”

不管我们认为自己在经过数千年的培养后对酵母了解多少，它们仍然只是微生物风味之谜的一部分。其他单细胞生物，如霉菌、细菌和真菌，也生活在我们呼吸的空气中。例如，醋酸菌将普通醋与手工酿制的香醋区分开来。而青霉菌则赋予了蓝纹奶酪独特的味道。

在烈酒中，其他微生物有机会与酵母相互作用。兰比克风格的啤酒尤其通过多阶段发酵获得复杂的香气和特有的酸度，其中一部分涉及乳酸菌。在烈酒领域，许多波本威士忌制造商故意将用过的麦芽浆（蒸馏的前体）暴露在空气中以制造“酸麦芽浆”，这是一种使波本威士忌风味更加一致的技术。

那么，在家里用微生物做实验安全吗？我不建议在家里设立微生物实验室。有些微生物会产生毒素，虽然自制的啤酒不太可能真正有害，但既然市面上有这么多安全的酵母，就没有理由去冒险了。

然而，在受控环境中，对微生物和风味的研究将继续进行。“随着 20 世纪 80 年代开始的精酿啤酒热潮，”杰弗里告诉我，“新一代了解酵母和微生物学的酿酒师正在转向蒸馏领域。”所以不久之后，你就可以尝到你最喜欢的酒精饮料中微生物学的新前沿了。