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老窖釀的酒為什麼會有獨特的風味?

本文由民視《科學再發現》贊助,泛科學獨立製作

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瀘州老窖公司網站上說明他們使用的釀酒古法。照片取自這裡

今天在網上閱讀時碰到一個名詞,Chinese Strong-Flavored Liquor。字面上只是氣味濃厚的中國烈酒,認不出是誰。花了點時間細查,知道它又叫 Luzhou flavor liquor,原來指的是四川瀘州產的濃香型白酒。我不懂酒,下面借香港百科裡的文字解釋一下:

“濃香型,又稱瀘香型,以瀘州老窖特曲為代表。濃香型的酒具有芳香濃郁、綿柔甘洌、香味協調、入口甜、落口綿、尾淨餘長等特點,這也是判斷濃香型白酒酒質優劣的主要依據。構成濃香型酒典型風格的主體是己酸乙酯,這種成分含香量較高且香氣突出。”

瀘州老窖酒好像很有名。劍南春、五糧液也都是在老酒窖裡產生的。雖然我沒機會喝過,但從網路上的資料看起來,在這些老酒窖裡釀出來酒的風味,似乎不是年輕酒窖裡有辦法做得到的。

釀酒要靠微生物。產生酒精要靠酵母菌(它跟香菇一樣是真菌)。但是酒的風味則要靠所有參與酒精發酵過程的各種微生物,特別是細菌。它們利用了植物裡主要是醣類的各種成份,代謝後留下了什麼,這酒就會出現什麼味道。而酒窖裡有什麼微生物,以及酒窖環境的溫濕度等等條件,就成了影響酒裡微生物組成及酒的風味的決定性因素。同樣的原料放在不同酒窖裡會釀出不同味道的酒,那酒窖裡有沒有什麼特殊的細菌,就是個最值得懷疑的地方。如果能取得這些特殊的微生物,或許可能在金屬發酵槽裡重現老窖風味囉(美好夢境)。

先來說明了這酒的釀法:先挖個方型的土坑,土坑內側周圍塗上一層窖泥,再把酒放進去釀。這窖泥是拿老窖泥加新土混合,放在地窖裡擺個一年,等菌相養成了以後才能使用。釀酒的原料是混合麥,高梁和玉米,加大麴酒當微生物種源。接著整個酒窖用泥封存 60 天,再取出蒸餾,就成了白酒。瀘州老窖第 22 代繼承人沈才洪先生說了,“這些窖泥是有生命的,而且活了四百多年,為什麼它們能夠活這麼久,是因為我們幾百年來一直連續使用, 從未間斷”。過去的一篇研究也曾這樣推測,這裡特別的細菌是長期處在酸性低氧氣高酒精濃度下篩選出來的優勝者。因為一直在釀酒,所以細菌一直在這樣的環境下被篩選而留存下來。

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沈才洪先生站在鋪滿窖泥的土坑裡,可以看出土坑的大小。取自瀘州老窖廣告影片

這次讀到的這篇研究刊載於 2014 年 4 月出刊的《應用與環境微生物》(Applied and Environmental Microbiology)期刊。作者選擇了 1 年,10 年,25 年和 50 年共 20 個酒窖,採集 60 個窖泥樣本,用大量平行定序的技術來檢驗窖泥裡面的細菌組成。 過去雖然也有不少人研究過這個主題,但是當時技術上的限制而一直沒有一個全面性的結論。究竟在這些窖泥樣本裡,是不是能看出歲月留下的痕跡,找出特別的細菌社會呢?

果然不出所料,時間的影響很大。這些窖泥裡的細菌社會組成,可以根據相似程度區分成三大群,而這三大群的區分剛好跟酒窖的年紀有關。第一大群包括 1 年酒窖的樣本,和一個10年的樣本。大部份的 10 年樣本自成第二群,而 25 年和 50 年的樣本加一個 10 年樣本成第三群。在這些細菌社會裡總共找到了 796 種細菌(嚴謹點說是 OTU),多樣性則是從最低的 1 年酒窖樣本隨時間逐漸上升,在 25 及 50 年的樣本裡達到最高。在主要細菌菌群上 1 年酒窖樣本裡有大量乳酸菌(Lactobacillus,62%),10 年後下降到只有一成左右。取而代之的是厭氧型的細菌和古菌(包括 Clostridium,Bacteroidetes 和 Euryarchaeota)。

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原研究中酒窖窖泥細菌組成隨著時間的變動狀況。可以看到25 年後趨於穩定。

整理一下這個研究裡的發現,在 1 年的新酒窖裡,窖泥菌相以乳酸菌為主,泥裡測得的乳酸濃度也很高,環境偏酸。這段時間是馴化期(domestication phase)。接下來進入轉型期(transition phase),乳酸菌隨著時間數量變少,換成厭氧菌。這個過程到了 25 年後才穩定下來,進入菌相成熟期(maturation phase)。在這個時期泥裡測得高量的己酸(caproic acid),剛好可以讓細菌轉化成己酸乙酯(ethyl caproate),而這個分子正是這酒獨特風味的來源。或許窖泥裡的細菌跑進酒桶裡進行相同的反應,或許窖泥裡的己酸乙酯可以經由揮發從空氣進入酒裡。

如果這些細菌的代謝會影響酒的風味,那一個新建的酒窖少說得要先等待個 25 年,才會在自然篩選下擁有適當的菌相,然後在釀出來的酒裡展現歲月的智慧了。釀酒是一項需要大量經驗的藝術,藉由研究的力量,科學家們終於可以慢慢瞭解傳統釀酒法和神秘禁忌背後的生物及化學機制了。

研究原文:

Tao Y, Li J, Rui J, Xu Z, Zhou Y, Hu X, Wang X, Liu M, Li D, Li X. Prokaryotic communities in pit mud from different-aged cellars used for the production of chinese strong-flavored liquor. Appl Environ Microbiol. 2014 Apr;80(7):2254-60.

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關於作者

陳俊堯

慈濟大學生命科學系的教書匠。對肉眼看不見的微米世界特別有興趣,每天都在探聽細菌間的愛恨情仇。希望藉由長時間的發酵,培養出又香又醇的細菌人。