生命之风的低语
Whispers in the Wind of Life.

酒是怎么来的?酿酒酵母为什么牺牲自己为人类奉献美酒这一妙物?

2026-06-17 09:40:36

或者,很久很久以前,在花果山的某个山坳里,一堆腐烂的野果子旁边的洼地上自然形成了一洼澄清的液体,“还没有变成人类”的一群猴子最早替人类率先享用了果酒的美味和陶醉。

酿酒酵母为什么会牺牲自己为人类造酒呢?

酒,最是人间第一妙物。

酒精,不仅可以使人产生愉悦和陶醉感,解忧助眠,是世界上最广泛使用的精神性药物。

酒精还是一种高能量物质,氧化(燃烧)1克酒精可以产生高达7千卡热量,为我们的生理活动提供能量支持,也可以作为生物燃料。

同时,酒精还可以杀死包括真菌、细菌和病毒等微生物,被用作杀菌消毒。

尤其是,尽管酿酒酵母是一类真菌,但毕竟也属于菌类,也可以被酒精杀灭。

这样,酿酒酵母为什么宁愿牺牲自己,也要为人类奉献美酒这种人间妙物呢?

发酵产生酒精是酿酒酵母进化来的巨大生存优势

说酿酒酵母宁愿牺牲自己,也要为人类造酒,不过是我们一厢情愿的意淫。

我们知道,自私是所有生物的第一天性,生物进化出任何更具有适应性的生物学表征都是为了获得更好的生态位,挤掉其他竞争对手,获得更大的生存优势。

某些酵母菌get到发酵糖类产生酒精的特殊技能,也是为了自己而不是为人类做奉献。

研究认为,酵母菌在地球上已经有2亿年的历史,而其中的某些分支get到发酵糖类产生酒精的成为酿酒酵母的时间出现在约1.25亿年上下。

“巧合”的是,地球上出现现代水果植物的时间也在1.25亿年上下。

因而,有的科学家认为,某些某些酵母菌get到发酵糖类产生酒精的“技能”正是适应现在水果植物出现这一环境变化的结果。

水果是天然存在地球上碳基生物第一能源物质葡萄糖最丰富的物质,很多真菌和细菌都“趴”在水果表面,等待水果生熟糖化后可以第一时间分享到其中的葡萄糖。

由于我们知道,真菌和细菌这些微生物体型虽然“渺小”,但是它们向来都是以“人海战术”,以多取胜。

比如,我们的肠道内就存在着总重量高达4公斤的微生物。

由此可见,菌类对于分食水果中糖分的竞争是何等残酷。

正是在这种残酷竞争中,与细菌相比,代谢相对缓慢,不占竞争优势的某些酵母菌get到一种“阴招”,就是不再跟竞争对手们讲什么江湖道义,遵守规矩,老老实实地利用氧气一次性完全彻底氧化葡萄糖,产生能量和二氧化碳;

而是耍赖皮,先“囫囵吞枣”,无论是在有氧还是无氧条件下都先快速消耗葡萄糖,但并不是一次性彻底氧化,而是通过发酵将葡萄糖转化成能量密度更高的酒精,同时释放生物能量(ATP)维持生理活动所需。

这些酵母菌通过发酵产生酒精的能力非常强,可以一直延续到绝大部分葡萄糖被消耗掉,达到非常低的浓度水平时。

这也是啤酒酿造过程中几乎所有麦芽糖都可以被发酵转化成酒精,仅遗留少量碳水化合物的原因。

这些可以产生酒精的酵母菌这一技能一旦发动,就可以在短时间内将葡萄糖消耗殆尽,从而 “饿死”只能氧化葡萄糖的竞争对手,包括几乎大部分细菌和非酿酒酵母。

酿酒酵母在与对手的竞争中进化出的快速将糖转化为乙醇和二氧化碳的能力,这种生物学现象被以发现者的名字命名为克拉布特里效应。

一旦葡萄糖被消耗掉,这些酿酒酵母也不会与其竞争对手一同忍饥挨饿,而是可以四平八稳地启动另一项特殊技能,就是像我们的肝脏细胞一样,通过乙醇脱氢酶、乙醛脱氢酶途径,按部就班地分解酒精,产生能量维持自己的生存。

酿酒酵母正是通过“制造-积累-消耗(乙醇)”的策略而获得了巨大的生存优势,占据有利的生态位。

不仅如此,这些酿酒酵母还有另一项技能,就是还具有比其他真菌和细菌更强的酒精耐受能力。这样,快速消耗葡萄糖制造酒精,不仅仅是可以用不道义的方式霸占更多能量储备,随着酒精积累,当酒精达到一定浓度,就可以杀灭其他细菌或真菌。

我们在体外将酒精当成消杀剂,酒精浓度需要高于50%。这么高的浓度意味着可以在数秒内杀灭几乎所有细菌和包膜病毒。

如果在 长时间作用下,酒精浓度只需要达到4%-5%,就可以杀死绝大多数细菌、真菌。

这样,酿酒酵母“制造-积累-消耗(乙醇)”的策略的生物学意义不仅在于霸占食物,还制造出了杀死竞争对手的大规模“毁灭性”武器。

当然,酿酒酵母归根结底也还是“肉体凡胎”,非金刚不坏之躯,当酒精浓度达到一定水平,它们自己的活性也会受到抑制、被杀死。

不同种类的酿酒酵母可以耐受的最大酒精浓度不同。

但是,在过去,自然存在的酿酒酵母可以耐受的最高酒精浓度不能超过13%-14%,一旦超过就会发生“发酵停滞”(stuck fermentation)。这也是过去酿造酒酒精浓度最高不能超过葡萄酒13.5%的极限的生物学原理。

当然,现在也已经筛选出了可以耐受更高酒精浓度的酿酒酵母;而经过生物工程改造的酵母,酒精耐受力又可以大幅度提升。

这也是现在的精酿啤酒和葡萄酒酒精浓度可以大大超越古代同类酒的原因。目前,自然酿造的葡萄酒酒精浓度已经可以达到16.5%,喝起来可以感觉到“辣”,被称为“辣”葡萄酒。

而结合超高浓度(VHG)乙醇酿造技术和高耐受力酿酒酵母,也已经可以自然酿造出酒精浓度超过16%的啤酒。

由此可见,酿酒酵母之所以生产酒精,并不是在牺牲自己为人类奉献美味,而是为了自身更好地生存。返回搜狐,查看更多