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〈酵母菌/依據質量守恆 發酵非化學反應〉-【基因科學-討論區-www.coi.tw 】

作者 : 基因科學
性別 : 男
文章主題 : 酵母菌/依據質量守恆 發酵非化學反應 人氣指數 : 5403
發表時間 :2013/9/23 上午 11:14:32   


酵母菌/依據質量守恆 發酵非化學反應

人類食用發酵食品的歷史非常久遠,而絕大多數的發酵食品可能一開始就已經存在自然界中,而非人類發明,畢竟微生物如酵母菌的存在,本來就是為了分解其他生物而存在。



墨西哥國立自治大學自然學院的露易莎•阿爾巴蘿伊絲(Luisa Alba-Lois)博士曾為《自然》(Nature)期刊教育版撰文介紹人類釀酒的歷史和人類如何發現酵母。

蜂蜜稀釋 酵母菌釀成酒

露易莎說,最早出現的酒可能是蜂蜜酒,而且是在人類出現前就存在了;蜂蜜可被看成高濃度的糖漿,照理來說應該無法讓微生物發酵,但是如果下了一場大雨,將蜂蜜稀釋後,環境周遭的酵母菌便可在蜂蜜水當中生存、繁殖,進而將蜂蜜水釀成蜂蜜酒。

根據史料顯示,早在西元前1700年,亞洲就已經出現人類釀造蜂蜜酒的跡象。科學家發現,古希臘、古薩克遜、古維京人也都有釀造蜜酒的經驗;至於古埃及人、古巴比倫人、古羅馬人和古中國人,則大概是最早開始用葡萄和大麥釀酒的族群。

控制溫度 製酒成功關鍵

即使人類早已知道如何釀酒,但在還沒發現酵母菌以前,並不清楚發酵的原理,發酵的英文Fermentation就是從拉丁文的「煮」(Fervere,等同於英文的Boil)來的,因為發酵過程中,液體表面會產生大量氣泡,才會讓古代人以為發酵和沸騰是一回事;雖然如此,人類還是很快地從經驗中學到,控制溫度和空氣接觸程度,是製酒是否成功的關鍵。

人們追溯歷史發現,最早的釀酒法之一為「口嚼酒」,也就是咀嚼穀物如蒸熟的米飯,藉由唾液將澱粉糖化,再將咀嚼物收集起來釀酒;不僅古日本使用這種方式釀造清酒,直到現在拉丁美洲的安地斯山脈一帶,仍有部落使用口嚼法釀酒,他們教女人和小孩圍坐成一圈、咀嚼玉米粒,再將嚼碎的玉米團取出之後曬乾,最後放進容器中和水混合,並使其發酵。

酒精、乳酸發酵不同

1789年,法國科學家、現代化學之父拉瓦節發現糖是由碳、水和氧組成之後,他便開始對發酵反應如何將糖轉換成酒精和二氧化碳感到興趣;他在實驗中加了發酵種(也就是後來人們熟知的酵母菌團),並觀察到糖液中有三分之二的糖被轉換成酒精、且有三分之一的糖被轉換成泡沫(即酒水中的二氧化碳)。

根據他提出的質量守恆定律,拉瓦節認為只要將酒精和二氧化碳依對的比例結合,就可以產生糖,但問題是,發酵種在化學反應中跑到哪去了?科學家最後認定發酵種只是啟動反應,卻沒參與反應,過程中發酵種並沒有發生任何改變。

法國不愧為葡萄酒大國,最終發現發酵並非化學反應,而是微生物在作祟!

法國化學家、微生物學家巴斯德當時受一酒廠的委託,調查為何酒廠釀出來的酒竟是酸水;巴斯德將酸水和正常的酒拿去顯微鏡下觀察,發現正常的酒中含有的菌和酸水不一樣,酸水中含有乳酸,其中的菌比酒中的菌還要更小。

於是他總結,酒精發酵和乳酸發酵是由兩種不同的微生物在執行的,也就是後人所熟知的酵母菌和乳酸菌,至此,發酵製酒的秘密才終於被完全破解!
 



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