醋的酸味秘诀在于细菌

细菌被严重低估了。从农业到调味，这些微生物在某些方面至关重要，你可能甚至没有意识到。本系列中还有另外三个故事，分别关于艺术品修复、大肠杆菌在生物学和医学中的作用，以及细菌肥料。

数千年来，醋一直帮助人类保存食物和清洁房屋。但造成这种无处不在的酸的罪魁祸首却出乎意料：细菌。

醋酸菌是一种微生物，它的名字恰如其分，是生产醋酸的唯一原料。这些微生物吸收乙醇，将其作为燃料，然后直接向正在发酵的混合物中释放醋酸分子——这意味着醋基本上就是细菌堆肥。

在古代，这种调味品通常是酒精饮料发酵的副产品。它的原名“vin aigre”在法语中就是“酸酒”的意思。即使在它成为一个独立的过程之后，生产方法也基本上是控制腐败。生产商会将四分之三的木桶装满所需的乙醇源，在桶的末端留出小孔，并用细筛网覆盖以让氧气进入。醋酸菌是从空气中、从原料混合物中引入到混合物中的，或者只是上一批剩下的。

可用的醋种类取决于起始材料。苹果醋以苹果汁作为主要糖源；麦芽醋以麦芽粒为起始材料；香醋以整颗压碎的葡萄为起始材料。酵母首先需要将这些糖发酵成乙醇，此时醋酸菌就可以接管。葡萄酒醋的生产始于典型的葡萄酒发酵过程，然后通过添加醋酸菌更进一步。红葡萄酒、白葡萄酒、米酒和香槟都可以通过这种方法转化为相应的醋。

整个过程需要一到三个月的时间。然而，根据斯洛文尼亚卢布尔雅那大学研究人员 2008 年的一项研究，时间的投入使得醋的浓郁风味和香气得以缓慢形成，并产生了高品质的醋。

然而，如今大多数醋都不是法国工匠用木桶酿造的。工业规模生产需要巨大的不锈钢桶。糖发酵后，生产商会添加四种醋酸菌中的一种：醋酸杆菌、葡萄糖醋酸杆菌、葡萄糖酸杆菌和Komagataeibacter 。然后注入少量氧气以启动微生物，并在精确的温度下（通常为 86 华氏度）不断充气和搅拌混合物，以确保细菌发挥最佳功能。在接下来的 24 到 48 小时内，细菌会用乙酸完全取代乙醇。

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在该过程结束时，将酸性混合物用水稀释，以达到所需的质量和风味。在美国，食品和药物管理局要求最终产品的乙酸含量至少为 4%（体积），才能作为“醋”出售。5% 的酸度是标准，而大多数葡萄酒醋和香醋的酸度在 6% 到 7% 之间。任何超过 15% 的酸度都用于清洁和除草。

就像葡萄酒、啤酒和奶酪一样，所有这些都利用了这些小微生物的自然作用。醋酸菌是将乙醇转化为醋酸的强力武器，因为它们从中获取能量。

在转化过程中，细菌从乙醇分子中剥离电子，然后利用这些电子为自己的细胞机制提供动力。它们之所以能高效地做到这一点，是因为所需的所有机制都固定在细胞膜表面。乙醇分子不必经历进入细胞、转化并再次离开细胞的艰难过程；所有的酶促作用都发生在细胞表面。

就像任何给定时间在单个细胞中发生的所有微小相互作用一样，醋酸菌进行的转化需要非常特殊的操作条件才能最有效地生产醋。简单地将微生物扔进一桶乙醇是行不通的；除了不断给混合物充气外，还必须仔细控制温度。

为了解决这一问题，研究人员正在探索这些细菌的耐热菌株，即在高于或低于典型的 86 华氏度的温度下表现出最佳性能的特定菌株。

在炎热地区，生产商必须投资冷却系统以确保细菌保持足够低的温度以便运行，而寒冷地区则面临相反的问题。在两端，能源投入和适当的基础设施是确保细菌保持舒适的关键。引入耐热菌株有可能消除在加热和冷却方面投入能源的需要，从而使整个过程更加可持续和具有成本效益。

尽管现代化学技术取得了长足进步，但醋业尚未遇到有希望的挑战者，无法与醋酸菌这种久经考验的天然机制抗衡。随着更多多功能菌株有待发现，以及它们作为微生物世界中大量居民的可获得性，我们将在未来几年依靠这些微生物来为我们的货架提供醋。