廚房裡的科學：細菌是我們的美食朋友

當你品嘗一杯咖啡、享受一塊絲滑的巧克力或感受一塊乳酪的芳香的時候，你是否考慮過小小的微生物為此而付出的辛勞呢？

正如法國化學家路易·巴斯德所說，自然界中無限小的東西，其作用可能無限大。沒有微生物，這個星球的生命可能就不會存在或者與我們今天所看到的截然不同。

最近的發現揭示了微生物在推動生態系統、改變我們的環境以及影響植物、動物和人類健康中所發揮的關鍵作用。

關於微生物學最吸引人的一面是，許許多多的生物和化學過程都可以歸因於微生物。有些微生物可以分解污染物，可以在砷上快樂地生長；最近也有報道指出有的細菌可以分解PET塑料。

神奇的發酵

在家裡，沒有什麼比發酵過程更能體現這種生物活性的。這一代謝過程被許多微生物所利用，主要是細菌和酵母；也被人類廣泛地應用於工業和農業生產。

我們都知道呼吸作用，活細胞利用這一過程將化學物質，比如糖類，分解成更小的組分並釋放出能量。

我們最熟悉的版本就是有氧呼吸，這個化學反應鏈中，細胞在氧氣的參與下，最終生成水和二氧化碳併產生能量。

然而，許多細菌能夠在缺乏氧氣的情況下，進行另一種形式的呼吸，被稱為無氧呼吸。這使得微生物能夠在厭氧的條件下存活，比如在我們的腸道中。一些細菌生活在持續的厭氧條件下，對它們來說，暴露於氧氣是致命的。

但是，許多微生物還有另一個策略，那就是發酵。在發酵過程中，一些分子，比如糖類只是被部分分解，產生的能量也沒有呼吸作用產生的多，但細胞仍然能夠存活。

對我們來說，幸運的是，發酵過程的許多終產物是非常有價值的，包括乙醇和乳酸等化合物。

發酵食品

我們都知道細菌可以把牛奶變成酸奶，酵母菌可以把葡萄汁中的糖轉化為乙醇或者讓製作麵包的麵糰鼓起來，在世界各地還有無數利用發酵生產具有重要文化意義的獨特產品的例子。

但是，很多人並沒有意識到發酵究竟把我們對食物和飲料的享受程度提高了多少。在某些情況下，它可能給我提供一些超越感官的、想像不到的好處。

在哥倫比亞，中美洲和夏威夷，阿拉比卡咖啡是經過「濕磨法」加工的，其中包括24至48小時的發酵步驟，這個主要是用來去除咖啡豆周圍的一層薄薄的粘液。

這一過程還賦予咖啡令人滿意的風味和芳香。當然，烘焙和沖泡也是咖啡口味的全面開發的關鍵步驟。

巧克力生產也起始於可可豆的一個類似的發酵過程，其中包括一系列複雜的細菌和酵母發酵產生風味物質前體的過程，比如乙醇、乳酸和醋酸等等。

乳製品行業的發展在很大程度上也依賴於發酵。其中之一就是簡單的「發酵劑」，由一種或幾種細菌組成，能夠通過乳酸發酵將牛奶變成酸奶。

還有複雜細菌和真菌的混合發酵成美味的軟乳酪、藍乳酪和各種成熟的乳酪。

不僅僅是牛奶，羊奶、氂牛奶和駱駝奶等也被世界各地的人們發酵生產出各種各樣的具有地方特色的發酵乳製品。

食品保存

除了增加口感，發酵也是食物保存的一種方法，使得容易腐壞的食品存儲時間更長。這是在19世紀冰箱發明以前食品安全的一個重要方面。

隨著鹽（腌制肉）或糖（果醬）的加入，發酵過程中產生的酸可以迅速降低產品的pH值。以牛奶為例，酸度上升會導致牛奶中的酪蛋白凝固形成凝乳，也會抑制生牛乳中的不受歡迎的（有時甚至是致命的）細菌的生長。

同樣的，傳統的發酵肉製品，包括豬肉、牛肉、雞肉等，也包含有一個複雜的微生物群落，它們產生乳酸、乙酸、雙乙醯以及各種分解蛋白質和脂肪的酶類。

一些細菌會產生過氧化氫，它們與肉類中的肌紅蛋白髮生反應導致肉類變色；為了克服這一點，其它的一些細菌會產生過氧化氫酶，分解過氧化氫而保留肉的粉色。

發酵食品現在已經擴展到了素食產品，包括經典的泡菜、各種發酵豆腐和西班牙橄欖等等。

農場動物也可以從發酵中獲益。在世界上的一些地區，在沒有新鮮牧草的季節，牧民就會將切碎的植物原料（玉米、高粱和穀物）經自然發酵生產青貯飼料，作為飼料。

這不僅僅只是風味、芳香和營養，許多用於發酵的微生物通常也被視為「益生菌」。儘管益生菌的有益作用仍然存在爭議，但是許多研究已經表明補充益生菌有益於健康，包括提高免疫力。

所以，下次在你享受一杯美酒時，別忘了為所有辛勤工作的微生物好夥伴干一杯！

圖片來自網路

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