2016年，諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎頒布給了日本科學(xué)家大隅良典，表彰他在酵母菌特性方面的突破性研究。這一獎項(xiàng)不僅是對他個人努力的認(rèn)可，也揭示了酵母菌在科研中的廣泛應(yīng)用。

大隅良典曾說：“我們可以借助酵母菌，回答有關(guān)生命本質(zhì)最基本、最重要的問題”。當(dāng)我們認(rèn)真審視酵母菌這種無處不在的單細(xì)胞真菌時(shí)，會發(fā)現(xiàn)：從海洋到陸地，從溫泉到極地，從科研到生活，酵母菌都以獨(dú)特的作用，默默地參與并影響著這個世界。

正是這種無處不在的普遍性，賦予了酵母菌無盡的多樣性。截至目前，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的酵母菌種類超過1000種，它們有共同的特性，但又差異巨大。酒的釀造便是酵母菌的神奇用途之一——酵母菌代謝生產(chǎn)酒精，合成各種風(fēng)味物質(zhì)，與其他微生物一起，共同產(chǎn)生了白酒、啤酒、葡萄酒等各具風(fēng)味的酒產(chǎn)品。

酵母菌的神奇之處，遠(yuǎn)不止釀酒。它還廣泛存在于自然界與我們的生活中，用途之廣遠(yuǎn)超我們的想象。

且看酵母菌上天人地、無處不在

作為自然界的生存高手，酵母菌無論是在營養(yǎng)豐富的理想之地，還是在高海拔極寒之地、赤道深海等低溫缺氧的極端環(huán)境，皆能覓其蹤跡。甚至，在太空中也能存活。

酵母菌還能用于化妝品。例如，一家化妝品公司在喜馬拉雅山脈腹地發(fā)現(xiàn)了能夠在零下80℃生存的極地酵母“喜默因”，并將該酵母代謝產(chǎn)物應(yīng)用于多款化妝品，幫助人們護(hù)膚抗衰。此外，在馬里亞納海溝11000m深的位置，人們還發(fā)現(xiàn)了紅酵母屬酵母菌。這種獨(dú)特的酵母菌，在極地土壤、植被、巖石、海洋、冰川等區(qū)域中都能發(fā)現(xiàn)。

在這些極端環(huán)境下，酵母菌是如何生存的？

酵母菌的繁殖方式可以分為有性繁殖和無性繁殖。面對極端條件，酵母菌會通過有性繁殖產(chǎn)生“種子”——孢子，靜靜等待春天的到來。它們休眠、忍耐，直到環(huán)境改善，生命力較強(qiáng)的酵母菌便再次煥發(fā)生機(jī)，繁衍出新一代的族群。正是這種在逆境中求生的智慧，揭示了自然界物種進(jìn)化的奧秘。

除自然界之外，酵母菌還悄然存在于我們的日常生活中。

比如啤酒，根據(jù)發(fā)酵工藝的不同，可分為艾爾啤酒和拉格啤酒，兩者都起源于歐洲。大部分工業(yè)化量產(chǎn)的啤酒、德國黑啤，都由拉格法釀造而成。讓人意外的是，拉格啤酒的野生酵母“祖先”，有研究表明竟然誕生于距離歐洲萬里之外的青藏高原。

盡管“祖先”來自青藏高原，但是中國作為世界第一大啤酒生產(chǎn)國，酵母菌種卻長期嚴(yán)重依賴進(jìn)口。在很長一段時(shí)間里，商業(yè)啤酒酵母株系沒有一株中國本土菌種。其中法國樂斯福集團(tuán)和加拿大拉曼集團(tuán)便占據(jù)了中國90%的精釀啤酒酵母市場。面對這種境地，中國科研團(tuán)隊(duì)在近幾年不斷研究實(shí)驗(yàn)，完成了幾千余株菌種的測試，篩選培養(yǎng)出10余種優(yōu)異的中國本土酵母菌株，打破了此前的尷尬局面。

（電子顯微鏡下的釀酒酵母）

你有沒有想過：我們的衣服上也可能附著有酵母菌？當(dāng)衣物長時(shí)間未清洗或清洗不徹底、衣物洗后沒有及時(shí)晾干、放置在溫暖潮濕的室內(nèi)或密閉的衣柜時(shí)，都容易促使酵母菌肆意生長。如果不加以控制，就會導(dǎo)致衣物纖維被腐蝕，致使衣物變色、破損等問題，嚴(yán)重可能會導(dǎo)致皮膚瘙癢、紅腫、脫屑，甚至誘發(fā)敗血癥等。

酵母菌是一個枝繁葉茂的龐大種族，有釀酒酵母、面包酵母、野生酵母、裂殖酵母等。每個種類的酵母菌生活習(xí)性都存在差異，散布在地球上的各個角落，釋放絢麗的魔法。

微生物界的“大高個”魔法師

如果把微生物世界看作地球，那么酵母菌就是一個國家，其中居住著超過1000個民族，總數(shù)不可估量，都在各自的崗位上兢兢業(yè)業(yè)。酵母菌通常身材高大，平均比細(xì)菌大幾倍甚至十幾倍。酵母菌還長相各異，有的呈球形和卵形，還有的長得像臘腸、檸檬或藕節(jié)。

酵母菌們本領(lǐng)強(qiáng)大。它們能在無氧的環(huán)境下，把果汁或麥芽汁中的糖類分解成酒精和二氧化碳，使糖變成酒。它們能使面粉中的糖類發(fā)酵，產(chǎn)生二氧化碳，蒸煮時(shí)二氧化碳受熱膨脹，饅頭就變得松軟了，所以被稱作發(fā)酵之母。

（電子顯微鏡下的釀酒酵母）

大部分酵母菌的營養(yǎng)豐富，它們體內(nèi)有一半多都是蛋白質(zhì)。據(jù)測算，100克干酵母中的蛋白質(zhì),相當(dāng)于500克大米、217克大豆、250克豬肉的蛋白質(zhì)含量。很早，德國人便發(fā)現(xiàn)了酵母菌的營養(yǎng)價(jià)值，甚至在兩次世界大戰(zhàn)中研究開發(fā)了食用酵母，因外形像豬肉和牛肉，也被稱作“人造肉”。隨后，多個國家紛紛效仿，解決了當(dāng)時(shí)的很多食物問題。因此，食用酵母與原子能、青霉素一起被稱為二戰(zhàn)中的“三個偉大成果”。

與大多數(shù)生物相似，酵母菌們喜歡在適宜的環(huán)境群居，喜歡一起工作，效率成倍增加，有時(shí)可能還會像人類分泌“荷爾蒙”一樣產(chǎn)生香氣。

在茅臺酒廠便流傳著一個與酵母菌相關(guān)的趣事。堆積發(fā)酵時(shí)，制酒工人會將料堆表面是否出現(xiàn)白層作為入窖的標(biāo)準(zhǔn)，稱作“螞蟻蛋”，研究后發(fā)現(xiàn)“螞蟻蛋”其實(shí)是數(shù)量龐大的畢赤酵母聚集。此外，技術(shù)團(tuán)隊(duì)將畢赤酵母放在不同的溫度、酸度下進(jìn)行培養(yǎng)時(shí)，總是會有濃郁的糧食香氣，研究后發(fā)現(xiàn)是它們產(chǎn)生的乙酯類物質(zhì)，這也是茅臺輪次酒糧香的來源。

在微生物世界中，酵母菌這個大家族“人才輩出”。像畢赤酵母這樣才華橫溢的成員還有很多，大家默契合作，造就了令人陶醉的美酒杰作。茅臺鎮(zhèn)作為醬香型白酒的圣地，自然而然地成為了各種酵母菌施展才華的舞臺。

酵母菌在“中國第一酒鎮(zhèn)”

茅臺鎮(zhèn)之所以被譽(yù)為“中國第一酒鎮(zhèn)”，不僅在于悠久的釀酒歷史、獨(dú)特的氣候等，還在于當(dāng)?shù)鬲?dú)特的微生物環(huán)境。這是茅臺鎮(zhèn)不可復(fù)制性的核心原因之一。

茅臺鎮(zhèn)四面環(huán)山，三山環(huán)繞、一水中流，年均溫度為18℃，夏季最高溫度可到40℃左右，冬季氣溫也不會低于0℃。晝夜氣溫相差很小，這讓在茅臺鎮(zhèn)幾乎一年四季、白天黑夜都非常適合微生物的繁殖。獨(dú)特的地理環(huán)境讓茅臺鎮(zhèn)形似一個天然的發(fā)酵車間，滋養(yǎng)著酵母菌等微生物生長繁殖。加上千百年來的釀酒歷史，整個茅臺鎮(zhèn)都充滿了釀酒所需的微生物。

（茅臺鎮(zhèn)）

以獨(dú)特的微生物生態(tài)系統(tǒng)為基石，茅臺鎮(zhèn)人民千百年不斷探索，總結(jié)出“12987”醬酒釀造工藝。熟悉醬酒的朋友都知道，醬酒釀造工藝中的一項(xiàng)顯著特色便是“高溫”，這已成為區(qū)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類型，像釀酒酵母、生香酵母等醬酒釀造過程中常見的酵母菌，其適宜溫度通常在25℃-30℃之間。面對茅臺鎮(zhèn)醬酒釀造過程的高溫，酵母菌怎么扛下來的？

我們以國臺酒為例，制曲溫度可達(dá)到60℃以上。有研究發(fā)現(xiàn)：酵母菌的數(shù)量從制曲開始，在曲房升溫時(shí)有所上升，然后漸次遞減，在25天左右?guī)捉鼫缃^，或以休眠狀態(tài)保存或部分衰老死亡。如若沒有酵母菌，那發(fā)酵產(chǎn)生酒精就無從談起。醬酒釀造是如何解決此事，彌補(bǔ)大曲酒精發(fā)酵能力不足的問題？

解決的辦法就是堆積發(fā)酵。堆積簡要來說是在入窖之前，將糟醅進(jìn)行攤晾降溫，撒上曲粉堆積成圓錐形。有研究發(fā)現(xiàn)：通過比較堆積起始與結(jié)束時(shí)酵母的種屬發(fā)現(xiàn)，不同輪次堆積過程中酵母種屬含量有不同程度增加，甚至增加數(shù)倍。

全國白酒行業(yè)著名專家周恒剛等通過對堆積工藝的研究后認(rèn)為：堆積能夠網(wǎng)羅、繁殖微生物，起到二次制曲的作用。

（國臺數(shù)智酒業(yè)集團(tuán)智能釀造車間）

相親相愛的微生物家族

酵母菌是參與白酒釀造的眾多微生物的一種。酵母菌與其它微生物共同協(xié)作，最終釀造出了色彩繽紛的白酒世界。釀酒企業(yè)要想產(chǎn)出高品質(zhì)的美酒，就需要不斷深入研究，摸清酵母菌等微生物的習(xí)性，為其生存創(chuàng)造適宜的環(huán)境。

（國臺數(shù)智酒業(yè)集團(tuán)部分科研人員）

比如，微生物菌種資源庫的建立就是研究微生物的重要一環(huán)。2006年，國臺開始建立微生物菌種資源庫，這其中酵母菌的種類和數(shù)量最多。目前，國臺研究確定了13個種屬的201株酵母，5個種屬的25株乳酸菌，11個種屬的112株芽孢菌，解析了國臺酒品質(zhì)背后的微生物基礎(chǔ)，為發(fā)酵調(diào)控技術(shù)提供了素材。同時(shí)國臺還建立了釀酒微生態(tài)“菌系”評價(jià)體系，精準(zhǔn)量化了釀造過程中起關(guān)鍵作用的微生物種屬相對豐度范圍。

根據(jù)對微生物的長期探索，國臺科研團(tuán)隊(duì)摸清了醬香型白酒發(fā)酵進(jìn)程微生物的演替規(guī)律。例如，國臺酒進(jìn)行四輪次發(fā)酵時(shí)，粟酒裂殖酵母、拜爾接合酵母、庫德里亞茲畢赤酵母、釀酒酵母、乳酸菌率先大量繁殖，推動釀酒進(jìn)行。進(jìn)入窖池七天后，粟酒裂殖酵母則遙遙領(lǐng)先，發(fā)酵結(jié)束時(shí)，乳酸菌又成為唯一的優(yōu)勢物種。

國臺酒對于微生物的研究已經(jīng)已經(jīng)達(dá)到國內(nèi)外領(lǐng)先水平。近些年，國臺科技研發(fā)碩果累累，多項(xiàng)科技成果整體技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。國臺始終堅(jiān)信，科技創(chuàng)新是酒類產(chǎn)業(yè)發(fā)展的動力源，也是實(shí)現(xiàn)行業(yè)全面提升的發(fā)展方向。

國臺創(chuàng)始人、國臺數(shù)智酒業(yè)集團(tuán)終身榮譽(yù)董事長、創(chuàng)新生產(chǎn)力總師、國臺研究院院長閆希軍曾說：“我們的核心工作，就是給這些看不見的釀酒大師做好‘保姆’工作。”

每一滴國臺酒都是酵母菌等微生物的共同杰作。這些神奇的酵母菌，上天入地，無處不在，既隱匿于空氣之中，又棲息于谷物之間，展現(xiàn)出千變?nèi)f化的姿態(tài)。它們是“看不見的釀酒大師”，憑借強(qiáng)大的魔法，將糧食化作美酒，實(shí)現(xiàn)了從原料到佳釀的蛻變。

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