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老窖釀的酒為什麼會有獨特的風味?

陳俊堯
・2014/03/16 ・2282字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 519 ・六年級

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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延伸科學再發現@科技大觀園


更多內容也可以上科技大觀園搜尋「細菌」,或每週六上午8點收看民視53台科學再發現

文章難易度
陳俊堯
109 篇文章 ・ 10 位粉絲
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。


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提早部署「免疫負債」!接種流感疫苗,有助於降低新冠肺炎死亡率

careonline_96
・2022/01/20 ・2436字 ・閱讀時間約 5 分鐘
接種流感疫苗,有助降低新冠肺炎死亡率,感染科醫師圖解說明

新冠肺炎 COVID-19 疫情是大家高度關注的問題,不過流感病毒可沒有沉寂,流感會不會出現大反撲,是目前全世界都很關心的議題。臺大兒童醫院黃立民院長表示,流感疫情與邊境管制措施有關,隨著政策的調整,流感再流行的機會相當大。因為已經兩年沒有流行,加上監視結果顯示,流感病毒株已經改變,所以當流感疫情升溫,可能出現大流行。

大家常聽到的「免疫負債」意思就是說,大家為了預防新冠肺炎 COVID-19,所以會戴口罩、勤洗手、保持距離,使得呼吸道感染、腸胃道感染的機會降低,因此一些本來容易得到的傳染病,例如流感、腸病毒等在這兩年都少了許多。黃立民醫師解釋,造成的結果就是,一旦解除防疫限制,民眾開始不戴口罩、洗手頻率減少、社交距離拉近,其他病毒就會開始流行。由於已經連續兩年都較少人感染,可以感染的人數就會變多,這個時候就容易爆發流行,把過去兩年沒有爆發的流行補回來,所以叫做「免疫負債」,像是還債的概念。

「包括法國、紐西蘭,都有觀察到這個現象,一開放邊界,就馬上大爆發」黃立民醫師提醒,「要解決免疫負債,就是要大家趕緊去打疫苗。冬天需要施打的呼吸道疾病疫苗,最強調的還是流感疫苗。」

流行性感冒病毒(Influenza virus)是經由飛沫傳染,感染者的鼻咽部、口腔、還有呼吸道都有病毒,在講話、咳嗽、打噴嚏時,會把病毒噴到環境裡,黃立民醫師說,如果距離一到兩公尺之內,就有機會被飛沫噴到而感染;另外一個模式,叫做媒介物傳染,感染者會污染他的物品,例如杯子、桌面、門把等,如果有人進入這些環境,就可能碰觸病毒而遭到感染。我們生活在城市裡,流感患者可能搭捷運、進餐館,所以扶手、椅子、桌子都可能有病毒,這種傳染模式在大城市相當常見。

流感症狀較嚴重,不同於一般感冒

呼吸道感染可分成兩種,一種叫做一般感冒,一種叫做類流感,黃立民醫師解釋,一般感冒比較輕微,類流感會比較嚴重。類流感的定義,第一個是發燒,第二個是有呼吸道症狀,比如說咳嗽、流鼻水、喉嚨痛等。

類流感跟一般感冒最大的差別就是發燒,成年人得到一般感冒通常不會發燒,如果發燒了,代表狀況比較嚴重,黃立民醫師說,台灣的類流感通常都會伴隨著一些比較不舒服的表現,包括畏寒發燒、全身痠痛、倦怠感、劇烈頭痛、腰酸背痛,這些都是流感的典型症狀。

流感不同於一般感冒

流感除了讓人全身很不舒服外,還可能出現嚴重併發症,黃立民醫師說,流感病毒會跑到肺部引起肺炎、跑到心臟造成心肌炎、跑到腦部造成腦炎,其中最常見是肺炎。流感病毒還可能引起繼發性細菌感染,例如在感染肺部以後出現細菌感染。

「由於流感病毒會攻擊我們的組織,造成全身發炎,進而導致患者原有的慢性病惡化」黃立民醫師說,「例如心臟冠狀動脈本來塞了 75%,得到流感之後可能就會塞到 95%,導致心肌梗塞。無論是慢性心臟病、高血壓、糖尿病、慢性腎臟、肝臟疾病,都可能會惡化,甚至導致死亡。」

預先部屬,預防流感

預防流感就跟預防新冠肺炎 COVID-19 一樣,要戴口罩、勤洗手、保持社交距離,減少接觸病毒的機會,黃立民醫師說,另一方面可以在每年冬天施打流感疫苗,提升身體的保護力。因為流感病毒會突變,每一年流行的病毒株都不太一樣,而且流感疫苗的保護力持續時間較短,一般認為大概三、四個月之後效果就漸漸變差了,所以每年需要重新施打。

預先部屬,預防流感

呼吸道感染發生時常常是兩、三種病原體一起感染,黃立民醫師說,隨著檢驗工具的進步,我們會發現很多人並非只有一種細菌或病毒,而是多重感染。研究發現,新冠肺炎患者亦會同時找到兩種病原,流感與新冠肺炎可能同時感染,而且病情還會加重。

「研究指出,施打過流感疫苗,比較不會被診斷新冠肺炎 COVID-19;而且如果不幸得到新冠肺炎,死亡率也會降低。」黃立民醫師解釋,「因為很多新冠肺炎屬於輕症,如果患者單獨得到新冠肺炎,症狀可能不甚嚴重,而不會就醫。但如果同時得到新冠肺炎和流感,症狀比較嚴重使就醫機率高,也就較容易被診斷出來。」

其實不只流感病毒、新冠肺炎,呼吸道本來就是一個開放的環境,還有多種細菌、病毒都混在裡面,同時遭到兩、三種感染,是很常有的狀況。因此建議可同時接種呼吸道疾病疫苗,例如流感疫苗、百日咳疫苗、肺炎鏈球菌疫苗等,都可降低新冠肺炎死亡率約兩成至三成。

貼心小提醒

五十歲以上,或者是有慢性病,例如心臟病、肝病、癌症、或是服用免疫抑制劑的患者,得到流感時出現重症的機會較高,一定要記得施打流感疫苗,提高保護力。另外,家人之間的傳播是流感病毒很重要的傳染模式,學生是傳播流感病毒的重要族群,所以也需要施打流感疫苗。

黃立民醫師強調,接種疫苗後需要一段時間身體才能產生保護力,建議大家要在流感疫情升溫前趕快施打疫苗!

careonline_96
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