酿酒、做面包、拿诺奖：神奇的酵母是如何影响你我生活的？

2016年，诺贝尔生理学或医学奖颁布给了日本科学家大隅良典，表彰他在酵母菌特性方面的突破性研究。这一奖项不仅是对他个人努力的认可，也揭示了酵母菌在科研中的广泛应用。

大隅良典曾说："我们可以借助酵母菌，回答有关生命本质最基本、最重要的问题"。当我们认真审视酵母菌这种无处不在的单细胞真菌时，会发现：从海洋到陆地，从温泉到极地，从科研到生活，酵母菌都以独特的作用，默默地参与并影响着这个世界。

正是这种无处不在的普遍性，赋予了酵母菌无尽的多样性。截至目前，已经发现的酵母菌种类超过1000种，它们有共同的特性，但又差异巨大。酒的酿造便是酵母菌的神奇用途之一——酵母菌代谢生产酒精，合成各种风味物质，与其他微生物一起，共同产生了白酒、啤酒、葡萄酒等各具风味的酒产品。

酵母菌的神奇之处，远不止酿酒。它还广泛存在于自然界与我们的生活中，用途之广远超我们的想象。

且看酵母菌上天人地、无处不在

作为自然界的生存高手，酵母菌无论是在营养丰富的理想之地，还是在高海拔极寒之地、赤道深海等低温缺氧的极端环境，皆能觅其踪迹。甚至，在太空中也能存活。

酵母菌还能用于化妆品。例如，一家化妆品公司在喜马拉雅山脉腹地发现了能够在零下80℃生存的极地酵母"喜默因"，并将该酵母代谢产物应用于多款化妆品，帮助人们护肤抗衰。此外，在马里亚纳海沟11000m深的位置，人们还发现了红酵母属酵母菌。这种独特的酵母菌，在极地土壤、植被、岩石、海洋、冰川等区域中都能发现。

在这些极端环境下，酵母菌是如何生存的？

酵母菌的繁殖方式可以分为有性繁殖和无性繁殖。面对极端条件，酵母菌会通过有性繁殖产生"种子"——孢子，静静等待春天的到来。它们休眠、忍耐，直到环境改善，生命力较强的酵母菌便再次焕发生机，繁衍出新一代的族群。正是这种在逆境中求生的智慧，揭示了自然界物种进化的奥秘。

除自然界之外，酵母菌还悄然存在于我们的日常生活中。

比如啤酒，根据发酵工艺的不同，可分为艾尔啤酒和拉格啤酒，两者都起源于欧洲。大部分工业化量产的啤酒、德国黑啤，都由拉格法酿造而成。让人意外的是，拉格啤酒的野生酵母"祖先"，有研究表明竟然诞生于距离欧洲万里之外的青藏高原。

尽管"祖先"来自青藏高原，但是中国作为世界第一大啤酒生产国，酵母菌种却长期严重依赖进口。在很长一段时间里，商业啤酒酵母株系没有一株中国本土菌种。其中法国乐斯福集团和加拿大拉曼集团便占据了中国90%的精酿啤酒酵母市场。面对这种境地，中国科研团队在近几年不断研究实验，完成了几千余株菌种的测试，筛选培养出10余种优异的中国本土酵母菌株，打破了此前的尴尬局面。

（电子显微镜下的酿酒酵母）

你有没有想过：我们的衣服上也可能附着有酵母菌？当衣物长时间未清洗或清洗不彻底、衣物洗后没有及时晾干、放置在温暖潮湿的室内或密闭的衣柜时，都容易促使酵母菌肆意生长。如果不加以控制，就会导致衣物纤维被腐蚀，致使衣物变色、破损等问题，严重可能会导致皮肤瘙痒、红肿、脱屑，甚至诱发败血症等。

酵母菌是一个枝繁叶茂的庞大种族，有酿酒酵母、面包酵母、野生酵母、裂殖酵母等。每个种类的酵母菌生活习性都存在差异，散布在地球上的各个角落，释放绚丽的魔法。

微生物界的"大高个"魔法师

如果把微生物世界看作地球，那么酵母菌就是一个国家，其中居住着超过1000个民族，总数不可估量，都在各自的岗位上兢兢业业。酵母菌通常身材高大，平均比细菌大几倍甚至十几倍。酵母菌还长相各异，有的呈球形和卵形，还有的长得像腊肠、柠檬或藕节。

酵母菌们本领强大。它们能在无氧的环境下，把果汁或麦芽汁中的糖类分解成酒精和二氧化碳，使糖变成酒。它们能使面粉中的糖类发酵，产生二氧化碳，蒸煮时二氧化碳受热膨胀，馒头就变得松软了，所以被称作发酵之母。

（电子显微镜下的酿酒酵母）

大部分酵母菌的营养丰富，它们体内有一半多都是蛋白质。据测算，100克干酵母中的蛋白质,相当于500克大米、217克大豆、250克猪肉的蛋白质含量。很早，德国人便发现了酵母菌的营养价值，甚至在两次世界大战中研究开发了食用酵母，因外形像猪肉和牛肉，也被称作"人造肉"。随后，多个国家纷纷效仿，解决了当时的很多食物问题。因此，食用酵母与原子能、青霉素一起被称为二战中的"三个伟大成果"。

与大多数生物相似，酵母菌们喜欢在适宜的环境群居，喜欢一起工作，效率成倍增加，有时可能还会像人类分泌"荷尔蒙"一样产生香气。

在茅台酒厂便流传着一个与酵母菌相关的趣事。堆积发酵时，制酒工人会将料堆表面是否出现白层作为入窖的标准，称作"蚂蚁蛋"，研究后发现"蚂蚁蛋"其实是数量庞大的毕赤酵母聚集。此外，技术团队将毕赤酵母放在不同的温度、酸度下进行培养时，总是会有浓郁的粮食香气，研究后发现是它们产生的乙酯类物质，这也是茅台轮次酒粮香的来源。

在微生物世界中，酵母菌这个大家族"人才辈出"。像毕赤酵母这样才华横溢的成员还有很多，大家默契合作，造就了令人陶醉的美酒杰作。茅台镇作为酱香型白酒的圣地，自然而然地成为了各种酵母菌施展才华的舞台。

酵母菌在"中国第一酒镇"

茅台镇之所以被誉为"中国第一酒镇"，不仅在于悠久的酿酒历史、独特的气候等，还在于当地独特的微生物环境。这是茅台镇不可复制性的核心原因之一。

茅台镇四面环山，三山环绕、一水中流，年均温度为18℃，夏季最高温度可到40℃左右，冬季气温也不会低于0℃。昼夜气温相差很小，这让在茅台镇几乎一年四季、白天黑夜都非常适合微生物的繁殖。独特的地理环境让茅台镇形似一个天然的发酵车间，滋养着酵母菌等微生物生长繁殖。加上千百年来的酿酒历史，整个茅台镇都充满了酿酒所需的微生物。

（茅台镇）

以独特的微生物生态系统为基石，茅台镇人民千百年不断探索，总结出"12987"酱酒酿造工艺。熟悉酱酒的朋友都知道，酱酒酿造工艺中的一项显著特色便是"高温"，这已成为区分其他香型白酒的重要特征之一。除了前文所述特殊的酵母菌类型，像酿酒酵母、生香酵母等酱酒酿造过程中常见的酵母菌，其适宜温度通常在25℃-30℃之间。面对茅台镇酱酒酿造过程的高温，酵母菌怎么扛下来的？

我们以国台酒为例，制曲温度可达到60℃以上。有研究发现：酵母菌的数量从制曲开始，在曲房升温时有所上升，然后渐次递减，在25天左右几近灭绝，或以休眠状态保存或部分衰老死亡。如若没有酵母菌，那发酵产生酒精就无从谈起。酱酒酿造是如何解决此事，弥补大曲酒精发酵能力不足的问题？

解决的办法就是堆积发酵。堆积简要来说是在入窖之前，将糟醅进行摊晾降温，撒上曲粉堆积成圆锥形。有研究发现：通过比较堆积起始与结束时酵母的种属发现，不同轮次堆积过程中酵母种属含量有不同程度增加，甚至增加数倍。

全国白酒行业著名专家周恒刚等通过对堆积工艺的研究后认为：堆积能够网罗、繁殖微生物，起到二次制曲的作用。

（国台数智酒业集团智能酿造车间）

相亲相爱的微生物家族

酵母菌是参与白酒酿造的众多微生物的一种。酵母菌与其它微生物共同协作，最终酿造出了色彩缤纷的白酒世界。酿酒企业要想产出高品质的美酒，就需要不断深入研究，摸清酵母菌等微生物的习性，为其生存创造适宜的环境。

（国台数智酒业集团部分科研人员）

比如，微生物菌种资源库的建立就是研究微生物的重要一环。2006年，国台开始建立微生物菌种资源库，这其中酵母菌的种类和数量最多。目前，国台研究确定了13个种属的201株酵母，5个种属的25株乳酸菌，11个种属的112株芽孢菌，解析了国台酒品质背后的微生物基础，为发酵调控技术提供了素材。同时国台还建立了酿酒微生态"菌系"评价体系，精准量化了酿造过程中起关键作用的微生物种属相对丰度范围。

根据对微生物的长期探索，国台科研团队摸清了酱香型白酒发酵进程微生物的演替规律。例如，国台酒进行四轮次发酵时，粟酒裂殖酵母、拜尔接合酵母、库德里亚兹毕赤酵母、酿酒酵母、乳酸菌率先大量繁殖，推动酿酒进行。进入窖池七天后，粟酒裂殖酵母则遥遥领先，发酵结束时，乳酸菌又成为唯一的优势物种。

国台酒对于微生物的研究已经已经达到国内外领先水平。近些年，国台科技研发硕果累累，多项科技成果整体技术达到国际领先水平。国台始终坚信，科技创新是酒类产业发展的动力源，也是实现行业全面提升的发展方向。

国台创始人、国台数智酒业集团终身荣誉董事长、创新生产力总师、国台研究院院长闫希军曾说："我们的核心工作，就是给这些看不见的酿酒大师做好‘保姆’工作。"

每一滴国台酒都是酵母菌等微生物的共同杰作。这些神奇的酵母菌，上天入地，无处不在，既隐匿于空气之中，又栖息于谷物之间，展现出千变万化的姿态。它们是"看不见的酿酒大师"，凭借强大的魔法，将粮食化作美酒，实现了从原料到佳酿的蜕变。

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