威士忌的科學：為何「蒸餾」是製造威士忌的關鍵步驟？

國安危機！為什麼葡萄酒變酸了？

在上一集中，我們聊到了十七世紀，荷蘭科學家 aka 手作達人雷文霍克，以他那充滿手工溫度的兩百五十臺顯微鏡，以及一百七十二塊鏡片，為世人展示了「微型動物」（微生物）的世界。

然而在雷文霍克之後，除了斯巴蘭札尼神父曾經投以關愛的眼神，做了一些相關的實驗與研究，微生物似乎逐漸被眾人遺忘。

一直到微生物學的奠基者，巴斯德（Louis Pasteur）的出現，微生物的存在終於開始閃閃發光。一開始，巴斯德是打算進行「自然發生說」的相關實驗，沒想到，一個可能動搖國本的問題卻找上了他。

在浪漫優雅的法國，飲酒文化與釀酒事業同樣歷史悠久，然而，當時的酒商與釀酒廠負責人卻天天急得跳腳，一點也浪漫不起來。

原來，釀酒這門手藝太過精細，只要一不小心，酒廠生產的酒很可能就會酸化變質，不僅造成商譽與營運的巨大損失，也會影響市場供應的穩定性。

生活不能缺少微醺的感覺，釀酒業的危機，簡直就是國安危機，巴斯德義無反顧的決定伸出援手。

於是，巴斯德拿出科學家的精神，仔細研究了整個釀酒過程，收集、觀察製程中，不同時間的發酵液，並且分析、比較這些酒液的不同。

經過一次一次的培養與試驗，巴斯德終於發現，在顯微鏡下，正常的發酵液中，有一種形狀圓圓的球體小生物（也就是酵母菌）；而那些發酵失敗、變酸的酒液中，則可以看見一種又細又長的桿狀小生物（乳酸菌是也）。

抓出讓酒精變質的小小兇手

一八五七年八月，巴斯德發表了他的研究成果，這篇論文，可以說是現代微生物學的開山之作。論文中指出，發酵，是涉及某些特定的細菌、黴菌、酵母菌等微生物的活動。

這些研究不僅拯救了釀酒業，也影響著食品業與醫藥產業。當時的科學界一度認為，發酵與食物腐敗、傷口發炎等現象，是可以畫上等號的，因此啟發了一名外科醫師的抗菌革命之路（這段故事我們後面再聊，先賣個關子）。

回到釀酒業的危機處理之上，雖然揪出了讓酒變酸的凶手，但巴斯德的工作還沒有完成，還得找出一勞永逸的方法，才算是功德圓滿。

經過一番苦思冥想，巴斯德最後採用的是加熱滅菌法，這種方法，如今也被稱為「巴斯德消毒法」（pasteurization）。

我們都知道，加熱是個有效的滅菌方式，巴斯德將釀好的酒，短暫、而且小心翼翼的加熱，直到攝氏五十至六十度，藉此殺死那些可能讓酒變質的細菌。如此一來，不僅能讓酒長斯保存，也不會犧牲酒的口感，是不是很讚！

陷入絕境的養蠶業：蠶寶寶為什麼會生病？

感謝飛天小女警，啊不，是巴斯德的努力，一天又平安的過去了，釀酒業終於恢復了平靜。然而，一八六五年，法國農村再次遭遇危機。

雍容華貴的絲綢，是廣受貴族喜愛的高級布料，養蠶、攪絲、織布，也是當時法國農村的一大主力產業。沒想到，一種傳播快速、並且容易致死的疾病，卻在蠶寶寶界蔓延開來，蠶農們對此束手無策，養蠶業因此陷入絕境。

在昔日師長的建議之下，巴斯德決定投身於蠶病研究，為蠶寶寶尋得一線生機。

在此之前，他並沒有養過蠶，也缺乏相關知識。於是他動身前往法國南部，花了五年的時間，在第一線的蠶病疫區進行研究。

透過顯微鏡，巴斯德在病蠶的身體裡，發現了一些微小的病原體。

同樣的，溯源之後還得找出根治方法，巴斯德除了研究鑑定方法，以幫助蠶農辨認染病的蠶寶寶之外，也建議蠶農對病蠶進行隔離。

篩檢與隔離，加上選擇性育種與提高蠶群的清潔度，巴斯德提出的「蠶界防疫新生活」，不但拯救了無數蠶寶寶的性命，也讓瀕臨崩潰的法國絲綢獲得喘息。

在釀酒業與養蠶業分別取得成功之後，巴斯德於是將目光從經濟產業轉向醫療產業。

這些肉眼看不見的微生物，既然可能讓酒變酸，也可能讓蠶生病，是不是也可能引發人類的疾病？如果真是如此，只要知道如何躲避生物的攻擊，或許就能增加戰勝疾病的可能性。

──本文摘自《厲害了，我的生物》，2022 年 9 月，聚光文創，未經同意請勿轉載。

湖中女神：「請問你掉的是金吸管，銀吸管，還是紙吸管？」
考古學家：「我只要塑膠吸管，塑膠吸管是人類最偉大的發明。」

前幾年台灣政府限制使用塑膠吸管後，好些人響應環保號召，隨身攜帶金屬吸管。最近有論文報告，發現已知最古老的金屬吸管，以高貴的金、銀打造，距今有 5000 年之久。古代人使用金屬吸管的目的當然不是環保，是享樂。

超過一公尺的金屬管，是權杖還是吸管？

這批「吸管」出土於北高加索的梅科普遺址（Maikop），而且早在公元 1897 年就重現於世。它們來自一座豪華墓葬（kurgan），是豐富陪葬品的一部分。照現代的認知，這座墓葬距今約 5000 年，被歸類為青銅時代早期。

墓中陪葬的金屬長管共有 8 根，擺在長眠的墓主附近。它們由金、銀打造，金屬原料被打薄成大薄片，再捲起來成管狀。每根長度 112 公分，直徑約 1 公分，管壁厚度介於 0.27 到 0.70 mm，重量約 200 公克。

超過一公尺的金屬管並非一體成型，而是多段組合而成。4 根包含較短的二或三段銀管，其中 2 根上有小隻銀牛的雕像裝飾；另外 4 根則包括金管和銀管，其中 2 根上有金牛雕像。金牛與銀牛皆為實心，長度 7 到 9 公分，中間穿孔插在管上，可以滑動調整位置。

一開始挖掘的考古學家，聖彼得堡大學的 Nikolai Veselovsky 判斷，這組金屬管是古代大人物用的權杖，後來還有其他學者提出不同見解，覺得是出巡用大棒棒之類的（法西斯？）。但是他們都無法解釋，為什麼權杖要大費周章做成空心的。

新發表的論文則提出幾點證據，認為這組「權杖」應該是吸管，目的是讓大家一起吸啤酒。如此判斷的證據，來自與中東地區考古的比較。

咕咕咕咕嘟嘟嘟嘟，用吸管逸樂的歷史

啤酒的歷史也許非常早。早於植物被馴化，農業誕生、人類定居形成農村以前，黎凡特（現今的以色列、黎巴嫩與周圍一帶）的納圖夫文化（Natufian）疑似已經有人發酵穀物，釀造啤酒。反正酒的歷史，淵遠流長。

至於吸管的歷史，不可考。用管子吸液體，應該不是太難的發明，但是如果以麥稈、蘆葦等材質作為吸管，幾乎不可能留下考古紀錄。

如今已知最早的吸管並非實體，而是留在印章上的圖案，來自伊拉克北部的 Gawra XII，以及伊朗西部的 Chogha Mish 這些位於中東的遺址，超過五千年。

六千年前過後，美索不達米亞的蘇美等古文化，漸漸發展出初步的古文明，也顯現出逸樂的跡象。幾處距今 4000 多年的貴氣墓葬，描繪宴會的場景中，可以見到一群人用長吸管喝飲料。

蘇美人常用的吸管材質應該是蘆葦，也有豪華版的包金蘆葦。烏爾（Ur）的普阿比女王（Queen Puabi）距今約 4600 年的華麗墓葬中，便出土金箔包覆的蘆葦桿，長度 124 公分、直徑 1 公分。另外還有 2 根類似的吸管，一根銅製，另一根銀製，上頭包金，2 根都有青金石裝飾。

烏魯克（Uruk）等地，則出土過吸管上的動物裝飾小雕像。

和普阿比女王墓葬同時期的 Tell Asmar 留下一組飲用設備，包括碗、長管、過濾器。過濾器通常為銅製的窄椎體，安裝在蘆葦吸管的前端，浸入液體過濾啤酒中的雜質，可以拆卸重複使用。

一組八人咕咕咕咕咕咕咕咕，第九個人沒酒喝！？

上述位於今日伊拉克境內的多處遺址，出土的長管們，可以肯定作為吸管之用，它們的型態和北高加索的金屬長管十分相似。

另外北高加索的金屬管內，疑似作為過濾器的部分，也發現裡頭殘留大麥澱粉顆粒和植物矽酸體（phytolith）。綜合推論，這組金屬管應該也是作為吸管使用，曾用於吸食啤酒。

早在公元 1897 年便被發掘的梅科普遺址，後來成為廣布北高加索地區，梅科普文化的代表性遺址。此一文化介於新石器時代晚期（或銅石並用時期）到青銅時代早期，過去常認為以畜牧業為主要生產方式。

然而該遺址其實也出土大量石製鐮刀、儲存容器，這些都是農業生產的特徵。當時的人，無疑具備用大麥等穀物釀酒的條件。

超過一公尺的金屬吸管如何使用？參考距今 4000 年左右，敘利亞的 Tell Bagüz 遺址的狀況，論文推測可能是將 8 支吸管插在大酒桶裡，同時讓 8 個人圍一圈一起喝酒（第 9 個人沒酒喝！），是宴會的項目之一。

考慮到不少吸管是陪葬品，而葬禮是人類最重要的聚會形式之一，古人也可能會在葬禮中痛飲一輪，再把吸管組陪葬。不論如何，這都是某種享受與奢華的展現。

穿越文明疆界的啤酒社交風俗

這類社交場合，也伴隨體液交流，可想而知是群聚感染的溫床，不過當然不能用現代公衛標準要求古代人。

另一點有趣的是，要用超過一公尺的吸管吸到啤酒，肺活量想必不能太差；比起倒出來用酒杯痛飲，吸管的飲酒效率應該差很多，為什麼不倒出來喝呢？（想想李白用吸管啜飲美酒的畫面……好違和）

我猜有個可能理由是促進社交，辦流水席吃吃喝喝，是不同時空的文化，維繫組織運作的一大共通手段。大家圍一圈喝酒，人際交流的意義不遜於飲酒本身（8 個人同時吸一大桶酒，佔著位置不吸大概也不會被發現，嘻嘻），這樣設計的目的，也許本來就是避免參與者喝的太多、太快，而忽略社交。

有趣的是，長吸管共飲是四、五千年前，中東文化發達地區流行的風尚。以中東古文明的視角觀之，距離數百公里的高加索北部可謂化外之地，但是這批邊緣人也存在使用金、銀吸管的風俗（順帶證實他們金屬加工的手藝相當優秀），與中東文明中心類似。啤酒文化的交流與傳播，顯然能穿越空間的阻礙。

延伸閱讀

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參考資料

1. Trifonov, V., Petrov, D., & Savelieva, L. (2022). Party like a Sumerian: reinterpreting the ‘sceptres’ from the Maikop kurgan. Antiquity, 1-18.
2. Oldest known drinking straws identified

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁。

• 文 / 禾餘麥酒（Alechemist）

近年來自釀啤酒的風潮盛行，釀造者可以在基本步驟之上加入各式各樣的靈感與創意，但許多人都會遇到「酵母無法發酵將醣類轉換成酒精」此一問題，導致無法順利品嚐到佳釀。想解決這個問題，就需要先理解酵母的特性以及酵母在釀酒過程中扮演的角色。

不論是東方或是西方，應用微生物之研究均由釀酒開始。西方喜用大麥中之酵素來糖化，而東方人習慣以米做酒，以黴菌糖化之。中國古書上記載之「醴」即所謂「啤酒」，可惜後來失傳了，如今啤酒可說是西方酒類之代表。（應用微生物學，蘇遠志）

釀造者：為了酵母而存在

簡單來說，釀酒所需的材料包括由澱粉產製的葡萄糖、酵母菌、水，以及提供風味的成分如啤酒花等等。酵母得在適當的環境溫度，才能將葡萄糖發酵成酒精。因此，釀造者的責任是為酵母提供一個最適合發酵的環境，並呵護它成長！一桶佳釀可說是釀酒師身為酵母的僕人，親力親為細心照顧的成果。

餵養酵母、幫它準備養份，是釀造者的重要工作之一。釀造者得先準備好需要的原料，並透過糖化（mashing）將麥芽中的澱粉有效水解成酵母更容易使用的短鏈醣類養份。接著須準備水溫74到80度間過濾後的清水（filtered water），並利用麥芽所組成的過濾層將粥內的糖分洗出。此步驟過程較為繁複，需要專業設備輔助才能完成。

將糖分從麥芽中取出後，得將麥汁煮沸。這個步驟不光是可以有效的殺菌，煮沸同時可將人們不喜歡的味道如二甲基硫醚 (Dimethyl Sulfide, DMS) 隨蒸氣揮發。啤酒花也是在這個階段放入，藉由煮沸萃取其「有效物質」。而這邊的「有效物質」是指能將味道確切傳遞的化合物。以釀酒而言，啤酒花中的 alpha 酸（α acid），在煮沸時會異構化，形成提供苦味的異 alpha 酸（iso-α acid）。煮沸後即是等待降溫，此時釀造者會面臨一個很常遇到的問題：什麼時候應該投入酵母？在麥汁溫度過高時投入酵母，酵母會直接被煮熟，或是被燙的半死不活剩餘數量太少。麥汁中燙死的酵母是無法將麥汁發酵成酒精的！酵母存活數量太少則是導致發酵時間延長，或是其他雜菌侵略形成優勢菌種，導致整桶麥汁被污染不能喝了。

釀酒原理：酵母怎麼呼吸?

釀酒的原理跟呼吸 (respiration) 有關，而酵母呼吸是為了產生能量活下去。酵母的呼吸可分為有氧與無氧，雖然兩種情況都能產生能量，不過並不是兩種情況都能產生酒精！酵母只有在缺氧的情況下，才能產出酒精；在有氧的情況下，會產出乳酸。這與人類激烈無氧運動下代謝機制產出相同，運動後有身體痠痛的情況，即是因為體內的糖分轉換成乳酸。

有許多原因會導致酵母無法發酵，最常見的即是酵母數量不夠或酵母活性不足。那要如何確定酵母順利無氧呼吸將糖類發酵成酒精呢？繁殖酵母可以解決數量不夠的問題，在許多文化裡做麵食所用的老麵糰，即是培養酵母的聰明方法。利用麵團當作培養皿不僅保濕，又可以提供酵母所需要的養份。不過當然，養麵團猶如養任何生物一般，是需要悉心照顧的。

至於要確認酵母活性足夠則可以使用以下方法：取一只碗，將顆粒狀乾酵母倒入蘋果汁中，攪拌均勻，並以保鮮膜將碗給包起來，確認密封。酵母與蘋果汁的比例建議 1：10（即 1 克的酵母搭配 10 克的蘋果汁）。過程中使用到的餐具建議以酒精先行清潔，防止污染。如果酵母活性足夠的話，不用 5 分鐘便可以看到保鮮膜膨起。一旦確認酵母的活性，後面自釀時的發酵自然就不會失誤了，如此還可以控制好製作啤酒的變因，釀酒是不是很科學呢？

酵母種類繁多：如何挑選？ 

酵母種類多樣，並不是每種酵母都適合釀酒。日常生活中麵包和啤酒是最常見的發酵食品，但麵包和啤酒所使用的酵母，即使都是酵母，其實種類並不相同，這和作物種類繁多一般，如同賣場內陳列的各式稻米包括台梗 9 號、越光米、台南 16 號 (鹿鳴米)、益全香米、高雄 139 等等品種。

說回酵母的種類，做麵包的酵母呼吸時會產生大量的氣體，而釀啤酒的酵母呼吸時會大量利用醣類並產生酒精，兩者是有一定差異的。假使硬是交換使用，將釀酒酵母拿去做麵包，麵糰膨脹需要更多時間，而將麵包酵母拿去釀酒，酵母會因為隨著發酵酒精濃度逐漸提高而失去活性，進而停止發酵。因為不論做麵包或釀酒都有分別適合的酵母，建議在家自釀還是選擇適合釀酒的酵母，事半功倍！

更詳細的酵母知識都在說到釀酒，酵母比釀酒師更重要？｜《看得見與看不見的多樣性》系列講座

瓶裝啤酒：活酵母還在嗎?

逛超市或便利商店時，看著架上琳琅滿目的啤酒，可否曾經好奇，使用酵母釀造的啤酒中，還有沒有酵母活著的身影呢？一支啤酒是否內含活酵母，其實是由生產製程決定的。市面上常見的啤酒，如台啤、海尼根、麒麟等，釀造完成裝瓶前常會使用巴氏殺菌或薄膜過濾的方式處理。巴氏殺菌是用低溫長時間將啤酒中的微生物菌包括酵母殺死，使用此種滅菌方式製成的即稱熟啤酒。相對地，不少精釀啤酒（craft beer）為了保留更多啤酒原有的風味，會使用不殺菌的生產流程，利用過濾的方式將酵母排出，以減少裝瓶後啤酒在瓶內繼續發酵的可能性。

然而，並非所有瓶裝啤酒都有經過上述殺菌或過濾的流程，很多比利時啤酒如 Duvaal 就選擇不殺菌也不過濾。在比利時的酒廠，精密計算酵母在發酵過程中會利用到的糖分和生產出來二氧化碳的數量，並利用這樣的運算知識於生產流程上，在啤酒裝瓶前調和入微量的糖（Dextrins），與啤酒內殘餘極少量的酵母作用，藉此增加瓶內的二氧化碳。這個模式可以有效地保存啤酒原有的風味，同時減少裝瓶時的瓶內氧化。但這樣的製程難度相對較高，若是在運輸條件較差的區域，可能因為瓶內發酵的溫度過高，導致啤酒風味的改變。所以說，在超市或便利商店大多數購買到的商業啤酒 (有別於自釀) ，都已經沒有酵母了！

結語

在啤酒的世界裡，釀造者存在的意義是悉心呵護可以將糖類有效轉換成酒精的酵母。但自釀啤酒師可以運用自己的各式靈感與創意，煮出各式風味的麥汁作為餵養酵母的營養液，讓釀出來的啤酒更貼近自身喜歡的味道。酵母的學問非常複雜，不管從生物生理上、商業上、宏觀與巨觀的角度切入都能有不同的發現和應用。

如果本篇達到 100 個光點，九月份禾餘麥酒會再次跟大家分享有關釀酒上的酵母知識。