世界NO.1台灣野生釀酒酵母菌|基因遺傳多樣性豐富

採訪 呂培苓 陳淯茜
撰稿 呂培苓
攝影 / 剪輯 陳添寶

釀酒酵母菌肉眼看不到,但卻可以吃得到、喝得到。中研院生物多樣性中心研究員蔡怡陞研究顯示,台灣與中國同樣擁有世界最豐富的釀酒酵母菌遺傳基因。釀酒酵母菌肉眼看不到,這個研究是怎麼做的?這個研究,又訴說了什麼樣的環境與人文變遷?

上山尋找殼斗科森林的啤酒酵母菌

中研院生物多樣性研究中心研究員蔡怡陞和研究團隊發現,在殼斗科樹木周遭,最容易採集到釀酒酵母菌。

新北市烏來地區的山上,蔡怡陞和中山大學生物科學系助理教授張楊家豪一群人,走了將近兩小時,尋找長尾栲、烏來柯等殼斗科的樹木,「我們想在台灣一些原始殼斗科林,做分離酵母菌的動作。也發現它真的都是在跟殼斗科相關、殼斗科的樹,可以分離到酵母菌。」蔡怡陞說。

並不是只有殼斗科,但是殼斗科的葉子和周遭環境,的確比較容易找到釀酒酵母菌。釀酒酵母菌Saccharomyces cerevisiae,在生物演化分類,界門綱目科屬種的排列上,屬於酵母菌目Saccharomycetales,裡面的一個種。就像我們人類,智人種,是靈長目下面的一個種一樣,然後人類還有白皮膚、黃皮膚、黑眼珠、藍眼珠等不同性狀。釀酒酵母菌這個種,有人稱為「啤酒酵母」或「麵包酵母」。在釀酒酵母菌這個種裡面,也還有很多不同的性狀。

釀酒酵母菌這個種,有人稱為啤酒酵母或者麵包酵母,在釀酒酵母菌這個種裡面,也還有很多不同的菌株。

不同的菌株,轉化酒精的能力,發酵產出的風味,都不一樣。所以尋找馴化適用的釀酒酵母菌,是食品工業的大事,也是一大商機。

探訪都蘭部落釀酒的九種植物配方

許震詮利用耆老說的釀酒植物,想要回歸傳統手工釀酒。

為了更親近釀酒酵母菌,我們拜訪台東都蘭的許震詮,他和太太回到娘家,拜訪岳丈和各部落長老,了解傳統釀糯米酒,需要的配方。

都蘭傳統釀酒要有九種植物,但現實上在野外,現在要找齊很難,於是他們自己經營了一個小小的植物園,許震詮的岳母陳艷庭拔起一株大葉田香,「大葉田香以前都是在水稻田的水源頭,那個最乾淨的水。後來要保持水田,不要有雜草,他們就用藥,所以都沒有了。」

為了確保釀酒材料不虞匱乏,許震詮自己營造一個小小植物園,種植大葉田香等釀酒植物。

每個部落釀酒需要的植物配方不一樣,但是葉子吃起來甜甜的大葉田香,卻是必備款。許震詮說,「甜味,它是給酵母菌的養分,就滿重要的一個來源。」在這個園子裡,還有雞母珠,葉子也是甜甜的。其他還有過山香、艾草、山澤蘭、大風草、菊科植物。

這些植物裡面有辣味、苦味、澀味的,有殺菌功能。但,怎麼剛好沒有殺死要釀酒的酵母菌呢?許震詮說「這要感謝老祖宗的智慧。」食品工業發展研究所生物資源保存及研究中心主任謝松源以科學的角度解釋,「當你組合不同原料,這個微環境會篩選出某些菌種,某些菌種會帶給你某些風味,什麼樣是最好的微環境,它是先民智慧留下來。」

部落的釀酒配方,需要九種植物混和,這裡面有令人驚訝的微妙平衡。

最古早的釀酒都是自然落菌法,讓環境中的酵母菌自己發酵。後來為了穩定釀酒風味,釀酒者會保留酒麴,也就是保留自己要的酵母菌菌種,「這個菌種先接下去,它的量就比較多,能夠先攻占這個範圍,在繁殖上,其他的菌能夠作用就比較少。這樣你就能比較穩定來控制產品的品質。」謝松源解釋。

在野外採集到的釀酒酵母菌,數量非常少。是釀酒糖化過程,提供了養分,酵母菌族群才會變大。部落長久以來釀酒的傳統,已經找到並馴化喜歡的、適合的釀酒酵母菌,在生活環境中。這也就是中研院蔡怡陞研究團隊,為什麼要爬山採集野生族群的原因。因為人類的生活環境,有很多被馴化的釀酒酵母菌。他們想知道酵母菌原始在大自然中,扮演什麼角色?它們到底有多少親戚朋友?

東吳大學微生物系助理教授柯惠棉解釋,如何利用酵母菌喜糖且耐受酒精的特性,調製培養液讓酵母菌現形。

台灣釀酒酵母菌基因多樣性 是祖先中的祖先

蔡怡陞團隊調查台灣野生釀酒酵母,發現台灣和中國擁有最多的基因多樣性。

蔡怡陞團隊將採集到的樹葉等帶回實驗室,分離出釀酒酵母菌,然後再用基因定序的方式,辨認出不同菌株。擁有越多相同基因的酵母菌,親緣關係就越接近。再把各國研究的一千多株釀酒酵母菌的基因都來排一排,畫出演化樹,結果發現,台灣和中國擁有最多的基因多樣性,是釀酒酵母菌,祖先中的祖先,「我們發現,釀酒酵母菌其實有很多族群,或是說很多品系在台灣。這個是非常好奇的點:為什麼會那麼高?」蔡怡陞說。

為什麼呢?難道台灣是全世界釀酒酵母的起源地嗎?蔡怡陞認為,起源地應該不只台灣一個島,而是包括中國在內的整個東亞,「整個東亞,包括台灣,都算它的發源地之一。只是冰河期的時候,本來多樣性也很高的發源地被冰所覆蓋,所以很多品系在那時候就被滅絕。但是台灣的闊葉林森林,在冰河期其實是沒有被冰所覆蓋。所以就代表,這些品系有被留下來。」

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蔡怡陞認為釀酒酵母菌的起源地應該不只台灣一個島,而是整個東亞,只是台灣的闊葉林森林在冰河期沒有被冰所覆蓋,所以將這些品系保留下來。

原來,台灣是一艘諾亞方舟,它庇護了千萬年前地球大變動時代的生物。這些生物躲過了當時的寒冷,不過現在卻要面對全球暖化、氣溫上升的挑戰。在都蘭釀酒的許震詮發現,做麴的時間,縮短了很多,「以前說是三天到五天,甚至有些老人家說七天,要蓋棉被。然後什麼前三天都不能睡覺,要一直顧。現在不用,你看我們第二天就長出毛了,太熱了,它就長很快。」許震詮說。 因為擔心環境或許會變化,他將酵母菌儲存在工業食品研究所,零下180度C的液態氮儲存槽裡面。

在都蘭釀酒的許震詮發現,受暖化影響,做麴的時間縮短很多。

釀酒酵母菌,肉眼看不見,但對人類生活至關重大。未來的環境變化,對野生酵母菌族群,會有什麼樣的影響?而人類對酵母菌的好奇與探索,又會對巨大的食品工業甚至人類的飲食文化,帶來什麼變革呢?

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