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百年戰爭:葡萄酒與根瘤蚜蟲的歷史

劉筱蕾_96
・2016/02/10 ・5493字 ・閱讀時間約 11 分鐘 ・SR值 567 ・九年級

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說到百年戰爭,通常想到的應該是英法之間因為王位而發生的諸多爭端,其中又牽扯了當時經濟文化均處於優勢,現在則是知名酒區的勃艮地公國。既然是長達百年的戰爭,可歌可泣的故事當然不少,像聖女貞德就出生於這個時代。但我想討論的,其實是另一種長期抗戰,葡萄與昆蟲間直到今天還在持續的演化戰爭,而戰爭的代價,則影響到了人類重要的作物之一──葡萄。

史上最強饕客,造成歐洲19世紀的經濟浩劫。當時法國70%的葡萄因為根瘤蚜蟲而死亡,成千上萬賴以維生的釀酒家族經濟因此崩潰。 Credit: Great French Wine Blight
史上最強饕客,造成歐洲19世紀的經濟浩劫。當時法國70%的葡萄因為根瘤蚜蟲而死亡,成千上萬賴以維生的釀酒家族經濟因此崩潰。
Credit: Great French Wine Blight

入侵者檔案: 葡萄根瘤蚜

前面所提到的昆蟲,就是葡萄根瘤蚜蟲(Daktulosphaira vitifoliae)。葡萄根瘤蚜蟲原產於北美,寄生於葡萄屬 (Vitis) 的植物,它的生活史相當複雜。

葉癭型感染來說,當被產在葡萄葉背上的雌、雄卵 (male egg and female eggs) 孵化後 (此階段其口器發育不全且缺乏消化系統) 的雄蟲與雌蟲 (有性蚜的若蟲階段是在卵內完成的,孵化後直接是成蟲) 不會進食,兩者交配後雌蟲會在葡萄藤的樹皮內產下一顆越冬卵 (overwintering egg) 隨即死亡 (標準的牡丹花下死,做鬼也風流)。

當春天來臨,越冬卵會發育成若蟲 (nymph),若蟲會發育成幹母 (fundatrix, stem mother),並爬上葡萄嫩葉,將唾液注入葉肉組織造成葉癭,並在癭中行孤雌生殖產卵,繁殖好幾個世代。這個階段的若蟲蛻皮 4 次,第一階段的若蟲又叫爬行者 (crawler)。爬行者有較好的活動能力,可能會繼續感染其他葉子,或是遷移到根部展開另一種類型 (根瘤型) 的傳染。

根瘤型的感染中,爬行者向下爬到根部,鑽孔並進入根部尋找養分。這型的感染會在葡萄的生長季藉由孤雌生殖持續5-7個世代,並經過土壤縫隙向其他未受感染的根傳播。

進入秋季後的最後一代若蟲會在根部冬眠,直到春季再重新開始活動。但是根瘤型傳染循環在某些情況下會受到刺激,某些個體發育成有翅型成蟲 (alate),會離開植株至在新植株葉片上並以孤雌生殖方式產下雌雄卵 (小顆的卵為雄卵,大顆的為雌卵),重新進入上述的葉癭型有性世代。

葡萄根瘤蚜蟲的生活史。 Credit: Biology and Management of Grape Phylloxera
葡萄根瘤蚜蟲的生活史。 Credit: Biology and Management of Grape Phylloxera

有趣的是,葡萄根瘤蚜蟲的生活史會因為寄主的不同而有所改變,當寄主是北美的原生葡萄時,葉癭型與根瘤型的傳染都會發生,可是如果宿主變成歐洲葡萄 (Vitis. vinifera, 就是釀酒葡萄),就幾乎沒有葉癭型傳染。所以對葡萄酒產業來說,根瘤蚜蟲最大的問題是對歐洲葡萄根部的危害。當爬行者在鑽孔的同時,也會分泌物質,使組織增生 (產生所謂的根瘤),也讓葡萄的傷口無法癒合,直到最後根瘤蚜與其他後續的病蟲害感染殺死植株。在 19 世紀的歐洲,葡萄根瘤蚜的爆發,幾乎毀掉了所有的釀酒葡萄。19 世紀晚期,全歐洲的酒莊不顧一切,甚至不惜燒毀世代傳承的古老葡萄園,以阻止這場葡萄瘟疫的蔓延。然而,葡萄根瘤蚜蟲還是傳到了幾乎全歐洲:以法國為例,超過 70% 的法國葡萄藤死於根瘤蚜蟲,估計歐洲當時 2/3 – 9/10 的葡萄園因此被毀。

兩兵相接:葡萄根瘤蚜的奇幻漂流

可是原產於北美東部的根瘤蚜蟲怎麼會跑到歐洲去開大絕,摧毀歐洲的葡萄園呢? (老實講,當時歐洲人也把天花等疾病帶到美洲……算是某種程度的非法正義) 先講結論,這是外來種防治重要性的最佳例子。

關於葡萄根瘤蚜進入的歐洲的原因,有幾個可能的說法,其中一個是當時英國的園藝學者將北美的葡萄屬植物做為珍貴的植物標本運送至英國;另一個可能性是農學家把北美的葡萄屬植物引進法國,作為病蟲害防治的材料。在沒有保育生物學概念的當時,當然沒有人會想到檢疫的問題,完全引狼入室 (那保育生物學概念發達的今天還瘋狂引入外來種的台灣是…….? 詳見【政府帶頭破壞生態系列】管它吃魚吃肉放流外來種就是不對一位自然科教師的沉痛抗議)。不過也同時要考量到時代背景,由於19世紀蒸汽船的發明而加快的交通速度,也增加了根瘤蚜蟲被帶到非原生地的可能性。進入歐洲之後,葡萄根瘤蚜又再跟著殖民者的腳步,進入了南非、紐西蘭、澳洲等殖民地。

生物不學好,長大護家萌…….可能生物資源通通都被破壞光了 Credit: 公視
生物不學好,長大護家萌…….可能生物資源通通都被破壞光了。Credit: 公視

從葡萄根瘤蚜的生活史可以知道,儘管根瘤型根瘤蚜繁殖的機制會造成樹勢逐漸虛弱,但不會立刻出現病徵。由於歐洲葡萄從來沒有遭遇過類似的蟲害,所以當根瘤蚜進入歐洲後數年,從 1863 年起,南法酒農漸漸發現,自己的葡萄一棵棵變得衰弱,產量大減,然後死亡,並像瘟疫一樣的向外傳播。在絕望之下,各種神奇方法出現了 (電台賣藥),有的酒莊對著葡萄園唱誦《聖經》 (驅魔路線),抓狂的法國農人曾試圖在每株葡萄藤下都放一隻蟾蜍,想用「以毒攻毒」的辦法來驅逐瘟疫。沒有最荒謬,只有更荒謬,薄酒萊地區的人們甚至曾把男學生從學校上抓到田裡,要求他們一天至少兩次對著葡萄藤……尿尿。

鷸蚌相爭,漁翁得利:西班牙釀酒業的興起

順道一提,由於西班牙各產區之間的距離較遠,可能也因為西班牙某些葡萄品種跟地區天生能抵抗葡萄根瘤蚜,所以當鄰國法國遭受根瘤蚜浩劫期間,許多法國酒商跨越庇里牛斯山,來到離波爾多最近的西班牙里奧哈(Rioja)和那瓦勒(Navarra)產區大批量購買葡萄酒,以補充法國當時葡萄酒生產的不足。因此,雖然西班牙也是根瘤蚜的疫區之一,但卻成為法國這次不幸最大的受益者:他們順理成章的吸收了法國當時先進的釀酒文化和工藝,進而帶動了整個西班牙葡萄酒產業的興起。直到今天,每年 9 月 7 – 8 日被訂為葡萄根瘤蚜節(Festa della Filoxera),在馬德里跟加泰隆尼亞等地都會有狂歡活動,參加者會 cosplay 成葡萄根瘤蚜的樣子,在街上放煙火,慶祝葡萄根瘤蚜對法國葡萄酒工業的破壞(敵人的敵人就是朋友?)

我其實無法理解扮成蟲走在街上狂歡的興奮感…… Credit: Robin Allaby
我其實無法理解扮成蟲走在街上狂歡的興奮感……
Credit: Robin Allaby

最新戰爭武器;嫁接的使用

回到根瘤蚜的防治,從 1860 年代疫情爆發之後,根瘤蚜的正規基礎研究也不斷的進行。在 1868 年,深受根瘤蚜蟲害所苦的農人前往位於蒙佩利爾的農業工程師學校 (Montpellier SupAgro) 求救。Montpellier 的研究者很快發現所謂的「瘟疫」其實是寄生在根部的蚜蟲所造成的。1869 年,英國的昆蟲學家發現,這種蚜蟲,其實與英國自 1863 年起受到的葡萄葉蟲害的致病昆蟲一致。也在同一年,科學家們發現這種昆蟲早在 1855 年時美國研究者已經描述過其生態行為,也因此得知葡萄根瘤蚜蟲是個原裝進口的美國貨。

一開始,科學家的試圖解決疫情的方法是雜交。從種子銀行含藏著解決未來糧食問題的關鍵可以得知,藉由不同品系,甚至不同種間的雜交,人們可以試圖結合兩邊親本的優秀性狀。然而培育出來的結果發現,釀出來的酒有一個強烈的風味! 而且法國當地的研究者對雜交葡萄出來的酒的品質也有所疑慮,所以這個方法當然沒有被廣泛採用。

然後,燈燈燈燈~ 嫁接就登場了!在  1872 年,法國人 Jules Emile Planchon 和美國人 Charles Valentine Riley 等人組成的研究小組,建立了針對葡萄根瘤蚜的嫁接管理。通過將歐洲葡萄接穗嫁接到美國本土葡萄品種的砧木上,來抵禦根瘤蚜的對歐洲葡萄根部的危害。在演化生物學的觀點中,時間是個非常重要的因素,在原生地,由於葡萄根瘤蚜與原生葡萄屬植物長期接觸,根瘤蚜寄生的葡萄個體如果產生嚴重的病害,留下後代的機會相對較小,所以幾代之後,能對抗根瘤蚜的個體就會逐漸被篩選出來,而產生美國本土葡萄對葡萄根瘤蚜的抗性。

天擇作用的機制 Credit: Evolution
天擇作用的機制。Credit: Evolution

由於長期演化出來的抗性,根瘤蚜蟲對北美原生葡萄的生長影響不大。波爾多葡萄栽培家 Leo Laliman 將這個方法在波爾多推廣,才總算抑制住了根瘤蚜不斷蔓延的趨勢。但是細心的讀者可以發現,這個方法是治標不治本,因為宿主還在,所以根瘤蚜從來沒有在歐洲被移除,頂多只能說經由嫁接,讓歐洲葡萄有相對健康的根系吸收水分和無機鹽,維持生長而已。

嫁接為植物在園藝中所使用的其中一種繁殖方法,把植物體的一部分(接穗)固定在另外一個植物體(砧木)上,使其組織相互運送水分養分。 Credit: Graft
嫁接為植物在園藝中所使用的其中一種繁殖方法,把植物體的一部分(接穗)固定在另外一個植物體(砧木)上,使其組織相互運送水分養分。Credit: Graft

道高一尺,魔高一丈: Biotype B 出現

把嫁接技術運用在葡萄根瘤蚜管理之後,第一階段暫時結束。看來歐洲葡萄在外籍美國傭兵,跟人類的外部支援之下,稍微占了上風。但是,葡萄根瘤蚜也沒有被殲滅,隨時有死灰復燃的機會。之前提過,隨著葡萄酒產區的拓展,歐陸之外的其他地區也用同樣的方法抑制了葡萄根瘤蚜的疫情。但到了 19 世紀初期,歐陸使用的砧木品系之一──AXR#1 開始無法抵抗葡萄根瘤蚜侵襲,同樣的現象也發現在西班牙、南非、與加州。這次根瘤蚜的再出現對加州的影響最大,因為當時加州兩個最有名的葡萄酒產區,那帕 (Napa) 和索諾瑪 (Sonoma) 大約有 75% 的葡萄都接在 AXR#1 上面,最後當地的栽培者大約花了 60 億美元重新嫁接新的砧木。

加州在1938年時曾做過田間試驗,確認 AXR#1 能成功抵抗葡萄根瘤蚜,才開始大量作為砧木使用,怎麼在只過了不到50年的1983,葡萄的死亡事件又在加州發生了呢?

研究者觀察了加州的砧木品系後,指出這種寄生在 AXR#1 上的葡萄根瘤蚜,現在被稱為 biotype B,有與原來的葡萄根瘤蚜,現在叫 biotype A,有不同的生態特性。Biotype B 其實也在其他砧木上出現,但是只對 AXR#1 產生傷害。如果比較 AXR#1 跟其他砧木的種源,會發現 AXR#1 的親本有歐洲葡萄的成分。科學家們研究後發現,當葡萄根瘤蚜對北美原生葡萄的適應性增加 (也就是就算寄生在北美原生葡萄上,對植株造成的傷害也不那麼大),對歐洲葡萄的適應性就會降低。隨著美洲葡萄砧木品系在人類產業的需求下大肆擴張,葡萄根瘤蚜對美洲葡萄的適應性也逐漸提高了,很可能讓原本帶有歐洲葡萄的成分的砧木品系 (像是 AXR#1) 受到波及,無法跟上葡萄根瘤蚜與北美原生葡萄的生存競爭而被逐漸淘汰。

這個歐洲葡萄、北美葡萄面對根瘤蚜性狀之間的演化關係,可以被生物學家們用愛麗絲夢遊仙境中的故事情節來描述。簡單的說,生物之間存在許多的互動 (就是生物課本中說的競爭、掠食、共生等關係)。當某一生物產生突變,增加了適應性的同時,並定會影響其他競爭者相對的適應性。而這些物種為了維持競爭的態勢,也必須產生相應的改變,不然就會遭到淘汰的命運。在這樣的演化過程中,雖然彼此的相對適應性並沒有增加,但是大家都改變了;但如果有某方不變,就很可能遭到淘汰 (詳細的理論概念請看我的偶像之一,台大王弘毅老師的介紹 紅皇后:愛麗絲在鏡中奇緣裏學到的生存競爭法則,與紅皇后與有性生殖)。

你以為你沒在動,其實你在跟著別人向前跑。如果你真的沒在動,或是動得不夠快,你就要被淘汰了! Credit: Alice & Red Queen
你以為你沒在動,其實你在跟著別人向前跑。如果你真的沒在動,或是動得不夠快,你就要被淘汰了!
Credit: Alice & Red Queen 

除了嫁接之外的方法,各方專家也持續在開發各種不同的方法來防治葡萄根瘤蚜。其中唯一執行之後 100% 有效的方法是「隔離」,也就是不要讓可能帶有葡萄根瘤蚜的植物跟所有的設備、器材、甚至工作人員的服裝接觸植株……其實完全是預防重於治療的概念,因為真正能殺死的根瘤蚜的農藥太毒,而一般的藥劑或處理方法也無法完全殺死根瘤蚜。畢竟雖然用嫁接抑制,但葡萄根瘤蚜從來都沒有消失啊! 有些葡萄酒的生產國執行「鎖國政策」,除非事前申請並消毒,所有植物一律不許進入國內。這個國家就是智利,智利由於安地斯山脈和太平洋的包圍,再加上嚴格的檢疫系統,也使其至今沒有遭受根瘤蚜的為害。

結語

這場長達百年的演化對抗至今還在持續,雖然有時會有某方相對站上風,但從來沒有真正的勝利者或失敗者出現 (畢竟兩個物種現在都還存在)。有道是「不怕神一般的敵人,只怕豬一般的隊友」,人類在這場戰爭中完全就是豬一般的隊友。看完整個過程,可以發現根本就是人類引起了這場戰爭,在過去這一百多年,人類在雙方之間穿針引線的情節所在多有,從外來種的引進、防除方法的建立……人類的角色為了自己的經濟利益,有時在幫葡萄根瘤蚜,有時則努力維持歐洲葡萄的生存 (但卻又被砧木的抗性演化倒打一記回馬槍)。到底是情愛的糾葛?命運的糾纏?金錢的誘惑?還是利益的衝突? 這一切命運的糾葛又將會產生何種結果,就讓我們繼續看下去 (菸)~

  • 致謝:感謝Emily Yo (釀酒師之路版主)、老友陳陽發、跟新友張妤貞對專業內容與文章結構上的修改。本文為作者參與歐盟居禮夫人人才培育計畫創新訓練網絡(Innovative Training Networks, Marie Curie Actions)之子計畫 MicroWine 所撰寫。

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參考資料:

  1. Granett, J., et al. (2001). Biology and management of grape phylloxera. Annual review of entomology, 46: p. 387-412.
  2. Downie, D.A. (2002). Locating the sources of an invasive pest, grape phylloxera, using a mitochondrial DNA gene genealogy. Molecular Ecology, 11: p. 2013-2026.
  3. Phylloxera
  4. Great French Wine Blight
  5. Phylloxera: the parasite that changed wine forever
  6. 歷史丨葡萄根瘤蚜的“饋贈”
文章難易度
劉筱蕾_96
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森林系出身,遵守農院傳統熱愛喝酒吃肉的動漫宅,在英國漂流完之後到美國Smithsonian Institution 繼續漂流。我的興趣是植物的演化與馴化。這個過程表現了生物被自然和人為條件「雕塑」的過程。希望能擔任生物與歷史研究間的橋樑,並把研究中的所學到的小故事跟科學觀念分享給大家。

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桶裝酒和瓶裝酒不可或缺的材料!淺談木材如何增添酒香——《飲食的香氣科學》
麥浩斯
・2022/10/08 ・2602字 ・閱讀時間約 5 分鐘

利用木頭香氣做成的酒?

製造聞名世界的名酒時會利用到橡木和杉木等木材的香氣。

  • 橡木桶

觀察世界名酒的製造工程,可發現在發酵和蒸餾後的熟成階段,會下功夫進一步去增添豐富的香氣。除了成分本身隨著時間所產生的變化外,最大的影響要素是來自容器的木桶所轉移的香氣。

葡萄酒、白蘭地和威士忌(見本書 P72)都需要裝桶熟成。歐洲地區會使用橡木(櫟木)桶來熟成葡萄酒和蒸餾酒。要使用全新木桶還是再次塡充的木桶,以及使用前內部是否烘烤……,這些決定都會影響到成品的香氣。如果使用全新木桶,就可將非常明顯的木材香氣轉移至酒當中。此外,烘烤木材亦可促進新的香氣分子之生成。

葡萄酒需裝桶熟成。圖/Pexels

樹木細胞壁中的木質素由各種分子所連接而成,其結構就算在天然化合物當中亦可說是相當複雜。燃燒木質素會產生癒創木酚(藥劑類的煙燻香氣)、香草醛(香草般的甜香)和異丁香酚(辛辣的香氣)。

  • 吉野杉木桶

江戶時代的日本,所有的酒都是儲存在杉木或檜木桶中的桶裝酒。直到江戶時代晚期為止,在江戶飮用的酒都是從上方地區(上方指首都圈,江戶時代的上方指京都大阪一帶,廣義的上方包含近畿地區。)的酒廠花費 5~10 天運送而來的 「下行酒」,因此一般喝的酒都含有來自木桶所轉移的香氣。現代的酒雖多以玻璃瓶包裝販售,但桶裝酒的風味仍然受到靑睞。

桶材的香氣會因產地和木材的製作方法而異,據說製作酒桶最頂級的木材是樹齡介於 60~90 年間的吉野杉甲付材(外層呈白色,內層偏紅)。

裝桶前的淸酒和桶裝酒之間的香氣有何差別呢?有一個實驗將淸酒在 15°C 下裝桶儲藏兩周後再分析其中的香氣成分,發現桶裝酒中可測得來自杉木的倍半萜類以及倍半萜醇類的香氣分子。根據天數長短和溫(4°C、15°C 和 30°C)不同,香氣的轉移程度亦有所不同。酒精濃度越高,所萃取出的香氣分子就越多,這也是因為香氣分子具有比起水更容易溶於酒精的性質之故(見本書 P66)。

  • 桶裝酒和料理

俗話說「吃鰻魚就是要配桶裝酒」,但這有任何根據嗎?這和「香氣」的功能是否相關?

雖然我們沒有找到任何科學實驗能證實桶裝酒的香氣能讓鰻魚吃起來更美味,但根據關於桶裝酒和料理適性的研究結果顯示,桶裝酒具有緩解油膩的功能*。比較吃了美乃滋後喝水、普通酒以及桶裝酒的結果,口中感覺最為淸爽的便是桶裝酒。經過調查,這是因為桶裝酒較易將油脂乳化之故。因此,當享用富含油脂的菜餚時,不妨先試試搭配桶裝酒吧。

下次享用富含油脂的菜餚時,不妨試試搭配桶裝酒。圖/Pexels

*〈桶裝酒對食品中的油脂和鮮味之影響〉,高尾佳史,釀協,第 110 卷,第 6 期(2015 年)

葡萄酒的「軟木塞香氣」會影響葡萄酒的香氣嗎?

不能說「沒有」。以下便舉兩個例子來看軟木塞對香氣的影響。

  • 帶松脂香氣的葡萄酒

說到葡萄酒生產國,人們首先會想到法國、義大利和西班牙,但其實希臘才是歐洲最早的葡萄酒生產地,他們早在西元前 1500 年時就會釀造葡萄酒了。

希臘有一款自古流傳至今,利用木材香氣所製成的風味葡萄酒,這種白葡萄酒具有松脂風味,稱作「松脂酒(Retsina)」。古希臘時期,在儲存和運輸葡萄酒時會使用「雙耳瓶(Amphora)」,這是一種帶有兩個把手的素面陶器。而據說松脂酒便是因為當時用松脂來密封所產生的。松脂原本只是用來密封酒瓶的酒塞,卻在無意中賦予了葡萄酒獨特的風味,成就了松脂酒獨一無二的吸引力。現今在松脂酒的製造過程中,會在葡萄汁中加入松脂以增添風味。

古希臘時期,會將葡萄酒儲存在帶有兩個把手的素面陶器——雙耳瓶(Amphora)中。圖/Pixabay

松脂的香味含有大量聞起來像針葉樹的香氣「α-蒎烯」。針對 α-蒎烯的研究顯示,在嗅聞這種氣味 90 秒後,可觀察到自律神經活動的變化,可能具有舒緩心神之作用。或許人們之所以喜歡松脂酒,便是因為從松脂酒的獨特香氣中感受到某種安定精神的效果也說不定。

  • 軟木塞的加工與香氣

葡萄酒酒塞和葡萄酒香氣間的密切關係從古希臘時期一直延續到後來的時代。在現代,針對用於葡萄酒酒塞的軟木塞之氣味開始受到了質疑。

自古羅馬以來,歐洲葡萄酒在儲存及運送時一直都是使用木桶。木桶由木板製成,運輸上雖然方便,但從防止氧化的角度來看並不十分優異。

現代常見的 「玻璃瓶 + 軟木塞」 形式要到 17~18 世紀才出現。正因為有了這項創新,我們才能為了維持風味或者增進風味以年為單位長期儲存葡萄酒。製作軟木塞的材料為栓皮櫟的樹皮。

現今常見的玻璃瓶 與軟木塞 組合,是一直到 17、18 世紀才出現的。圖/Pexels

然而,人們開始發現,這種由軟木塞所衍生出的香氣分子對葡萄酒品質有著負面影響。法語中被稱為「軟木塞味(Bouchonne)」,聞起來是一股發霉的臭味。導致這項氣味生成的原因不止一個。以前認為這種令人不快的氣味是因消毒氯化處理時所產生的 TCA(2,4,6-三氯苯甲醚)所導致,但也有報告指出,在栓皮櫟當中發現了 TCA 的存在。

由於 TCA 的閾値較低(見本書 P29),因此即使含量甚微,人也很容易感受到。此外,已知 TCA 除了本身帶有異臭,同時還會影響嗅覺,掩蓋掉其他香氣。據說 1~5% 的葡萄酒會產生這種污染,因此也有許多人提倡用旋轉瓶蓋取代軟木塞。提倡軟木塞以外的理由除了 TCA 之外,尙有其他原因,現在還在摸索最佳方案當中。

——本文摘自《飲食的香氣科學:從香味產生的原理、萃取到食譜應用,認識讓料理更美味的關鍵香氣與風味搭配》,2022 年 8 月,麥浩斯,未經同意請勿轉載。

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麥浩斯
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葡萄酒變酸了?這可不能忍!巴斯德揪出「乳酸菌」,成功拯救法國的釀酒業──《厲害了,我的生物》
聚光文創_96
・2022/09/12 ・2154字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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。

巴斯德(Louis Pasteur)被譽為微生物學的奠基者,也是研發出狂犬病疫苗的科學家。圖/Wikipedia

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)。

乳酸菌平常也許是不錯的東西,但要是跑到酒裡面可就不好了。圖/envatoelements

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!

感謝巴斯德讓我們今天能喝到沒有壞掉的酒。圖/聚光文創

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。

不曉得大家小時候有沒有養過蠶寶寶呢?圖/envatoelements

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。

大家努力待在家防疫的時候也別忘了記得動一動。圖/聚光文創

──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。

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聚光文創_96
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據說三人出版社就算得上中型規模,也許是島嶼南方太過溫暖,我們對出版業的寒冬始終抱持著浪漫與天真。 作者們說,出版市場很艱困,但我們依然想在翻譯領軍的文學市場中,為本土的作者、原創故事發聲。 喜歡做為升學孩子減輕壓力的書,不要厚重百科類型、沒有艱澀的專有名詞,很多重大發現的背後故事更值得我們好好品味。

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抽絲剝繭的果樹學,19世紀的進步與藝術──《馴果記》
臉譜出版_96
・2022/06/25 ・1811字 ・閱讀時間約 3 分鐘

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16 世紀,植物學先驅開始將植物分類成科和種,為記錄和研究植被的龐大工作奠定基礎。幸運的是,他們與當時的藝術家密切合作,為植物和果實創作無數描繪。這些圖像代表植物學插圖極盛時期,益形增加的精確度和美麗的形式,讓人感受到植物分類學在不同國家激發的熱情。

果樹學(種植水果的科學)在 19 世紀早期發展成為一門學科,並帶來了對不同類型水果的全新思考方式。這種新的系統研究還產生有趣的追溯效應:儘管「pomologist」(果樹學家)這個詞剛被創造出來,它似乎突然在歷史上有了許多適用的對象。

果樹學前輩的隊伍從泰奧弗拉斯托斯一直延伸到哈里斯(Richard Harris,在 16 世紀創立了英格蘭第一個商業苗圃),再到奈特(Tomas Andrew Knight, 1759–1838,倫敦園藝學會主席)等人。

托馬斯·安德魯·奈特,所羅門·科爾繪。圖/Wikipedia

奈特支持當時流行的一種理論,即所有果樹品種都有預先確定的壽命,當其終點到來時,就會腐爛和死亡。

雖然這種想法完全錯誤,但確實激發人們依當時最先進的科學方法栽培出大量新品種櫻桃(雞心﹝Black Eagle﹞、艾爾頓﹝Elton﹞和滑鐵盧﹝Waterloo﹞等品種)、蘋果、梨、李和其他水果,藉此確保這些水果在未來的供應。

奈特最知名的著作是1811 年出版的《赫里福德郡的水果女神波莫娜》(Pomona Herefordensis)。

野生酸蘋果是我們喜愛的栽培蘋果的祖先,20世紀早期。圖/《馴果記

從那時起,果樹學作為植物學分支的地位就牢固地確立下來。

18 世紀末和 19 世紀初,大多數試圖為各種水果類型建立規範的人都不是專職的科學家,而是牧師、醫生、藥劑師和教師。他們收集標本、繪圖,並比較他們的發現。

平版印刷術出現後——而且很快就有了彩色平版印刷——更可以用相對較少的費用複製出水果圖像。

《大英水果百科;或這個國家目前栽培的最受珍視水果集》(Pomona Britannica; or, A Collection of the Most Esteemed Fruits at Present Cultivated in This Country)這部作品就利用了這種新技術,該書由製圖師暨雕刻師布魯克紹(George Brookshaw, 1751–1823)於 1812 年初版。

布魯克紹的書收錄許多整頁插圖,這些令人印象深刻的插圖展現當時英國果園的豐收成果——十五種水果的兩百五十六個品種。這些圖像非常逼眞,即使在今日也會讓人口水直流。

隨後的幾十年間,更多作者創作了關於水果的重要作品,包括倫敦《園藝期刊》(Journal of Horticulture)編輯霍格(Robert Hogg, 1818–1897)。霍格的作品《水果手冊》(The Fruit Manual, 1860)曾多次再版。

同一時期,大英果樹學會(British Pomological Society)成立,其宗旨在於:

在英國領地推廣水果文化,特別要注意水果新品種的生產,審查並報告其優點,並努力對大不列顛、歐洲大陸和美洲的水果進行分類。

收穫季節的花園,德國,19世紀晚期。圖/《馴果記

為什麼水果品種的世界一開始就像是一張糾結的網?

雖然水果種植者自中世紀以來就知道嫁接技術,但並不總是遵守規則,反而是在需要新樹時,自己去取隨機發芽的蘋果、梨、櫻桃或李的樹苗。如果他們喜歡這些植物,就會把它們用作下一次嫁接的接穗。

假使想像這個過程在許多不同地方一次又一次發生,就能想像出各地不同水果類型怎麼出現的。大多數地方的品種不會被記錄在果樹學概要中。

法國和德國是果樹學先驅,北美地區對水果類型的深入研究直到 19 世紀中期才開始。很長一段時間,品種的產生多少出於偶然。有目的性的水果育種,亦即刻意用父本植株的花粉讓母本植株的柱頭授粉,一直到 20 世紀才實踐。

——本書摘自《馴果記》,2022 年 6 月,臉譜,未經同意請勿轉載

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