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发酵，宇宙中最温柔而馥郁的爆炸

2022/10/10
导读
「不是人发明了发酵，而是发酵发明了人」

  • 时间的味道与微型的神

发酵食品在生活中随处可见。发酵的初衷是为了使食物保存的更长久，但令人意想不到的是，这种与时间“对抗”的方式，却给人类味觉带来出乎意料的惊喜。微生物们是这场博弈中的无冕之王，将“时间的味道”注入到食物中。

发酵是利用微生物，在有氧或无氧条件下，大量生产或积累生物细胞、酶类和代谢产物，将原料经过特定的代谢途径，转化为人类所需要的产物的过程。

微生物种类多样，不同的微生物具有产生不同代谢产物的能力，我们喝到丰富口味和口感的酸奶就是利用不同的菌种进行发酵制成的。

面包的发酵过程，来源：wikiart
早在几千年前，就有人们从事发酵生产的记录了。据《史记》记载，仪狄造“旨酒”以献大禹，这就是中国以粮酿酒的开端；公元6世纪，农学家贾思勰（xié）编写的《齐民要术》中，详细描述了食物发酵的步骤。但，发酵的故事似乎比我们想象的还要久远。自新石器时代以来，人类就制作了发酵食品。最早的类型是啤酒、葡萄酒、发酵面包和奶酪，紧随其后的是东亚地区，酸奶、泡菜、酸菜、醋、黄油和许多传统酒精饮料。
公元前200年埃及人制作啤酒的木制模型，来源：getty images

不过，对于早期的人类社会来说，基本的食品原料转化为发酵食品的过程是一个谜，也是一个奇迹。由于科学知识的缺乏，他们不知道是什么导致了这种转变。人们相信这些都是神的赏赐：古希腊文化认为酒与植物之神巴克斯将此等美味赋予人间；在日本，一些味噌和酱油酿酒厂的中心位置常设立一座小神社来供奉“味噌之神”……

卡拉瓦乔《酒神巴克斯》，来源：wikiart

  • 看到奇迹

科学的发展让人类看世界的分辨率越来越高。

复合显微镜的发明让人类第一次看到了这些“微型的神”。1675年，伟大的显微镜学家安东·范·列文虎克(anton van leeuwenhoek)首次在雨水中观察到了单细胞生物，他认为这就是古罗马学者marcus terentius varro在公元前1世纪《论农业》中提到的看不见的生物“animalcules”。
1789年，“现代化学之父”拉瓦锡（antoine-laurentde lavoiser）在“基本化学论文”中首次清楚地描述了发酵的过程。
然而，发酵在当时都被认为是死亡的过程，而不是生命的“轮回”。
拉瓦锡和他的妻子的著名肖像。拉瓦锡的妻子 marie-anne pierrette paulze 是他的合作者，为他翻译英文科学著作并为他的书籍配图。在那个女性不被承认的时代，对于许多学者来说，玛丽-安妮·保尔兹是历史上众多“隐藏在背后”的女性科学家之一。
发酵是“生命行为”这一观点受到“活力论”（vitalism）者力挺。“活力论”具有神秘主义色彩，起源于古希腊学者亚里士多德，他们认为生物具有灵魂，生物体的一切活动都由其内部的“活力”或“生命力”所支配。
而当时主流化学界则发出了强烈反对的声音，他们提出“机械论”，认为发酵是纯粹的物理与化学反应，与生命无关。一场旷日持久的科学论战就此展开，虽然人们逐渐认识到酵母是一种具有生命的有机体，但发酵的具体过程与本质原理还存在争议。
路易斯·巴斯德，来源：wiki
这场争论最终由法国化学家路易斯·巴斯德（louis pasteur，1822-1895）终结。在 1850到1860年代，他通过一系列的实验和研究，证明了发酵是由生命体引发的，也就是我们所熟知的乳酸菌。
1900 年代，俄国细菌学家elie metchnikoff在保加利亚旅行时，注意到当地有很多百岁老人，通过调查研究当地的饮食习惯，他发现，当地居民经常饮用酸奶，因此他将这种酸奶中的菌种命名为保加利亚乳杆菌。
metchnikoff认为，保加利亚人长寿的原因在于他们长期、大量地饮用酸奶。耶鲁大学研究员 leo f. rettger 以metchnikoff 的研究结果为基础，发现乳酸杆菌菌株在人体肠道内非常活跃，是人类维持身体健康的一项重要元素。保加利亚乳杆菌不断繁衍、流传至今，助人类健康长寿，这种微小生命的馈赠，实在神奇。保加利亚也就此被冠以酸奶的故乡。

  • 当艺术家和发酵联手会怎么样？

这些神奇的微生物不仅满足了人们的口味，整治了人们的肠胃，也可以制造出独具一格的艺术品位。
在葡萄酒的酿造过程中，发酵是最关键的一环。在葡萄汁中加入活跃的酵母，发生厌氧反应的酵母和葡萄酒里的糖相互作用，产生二氧化碳和酒精。
葡萄汁中的糖分被空气中的酵母吞食——空气中存在的不同酵母是赋予葡萄酒诸多微妙风味的因素。最后酵母的使命完成，沉淀到葡萄酒底部成为残渣。
gilles lapalus 和 cameron robbins 的发酵绘图装置，来源：wiki
酿酒师gilles lapalus 和艺术家cameron robbins将一台绘图机与一桶酿造中的葡萄酒相连接，发酵产生的二氧化碳从酒桶的气闸中涌出，驱动画笔在一张缓慢旋转的纸上留墨，就这样，奇妙的发酵过程被我们看到，那一圈圈的轨迹则是酵母写下的生命符号。
风力发酵绘图设备视频，来源：cameronrobbins.com
风力发酵绘图设备绘出的图案，来源：cameronrobbins.com
风力发酵绘图设备绘图的笔触，来源：cameronrobbins.com
风力发酵绘图设备绘图的笔触，来源：cameronrobbins.com

  • 喂？我是酵母，你找哪位

你想听微生物演奏的音乐吗？在哈佛自然历史博物馆，艺术家joshua pablo rosenstock创作了一种多感官装置，发酵乐团（fermentophone）。
发酵乐团（fermentophone)，来源：joshuapablorosenstock.com
该装置包括一系列正在发酵的食品和饮料，有乳酸发酵剂、不同的泡菜和酸菜，还有一堆酵母饮料，包括蜂蜜酒、苹果酒、啤酒、姜汁啤酒和果味苏打水。
装有发酵食品和饮料的罐子与传感器相连，发酵过程中不断产生二氧化碳气泡。这些气泡就像一个个打着节奏的小鼓点，通过传感器转化为电信号，再通过软件转化不同音色的乐音。
joshua希望人们感知微生物生命的存在，微生物无处不在，我们身体中的微生物多于我们的细胞总数，甚至可能通过某些我们无法完全理解的方式控制我们的思想和感受。
创作者精心为每种发酵食品挑选了不同的乐器，酵母和细菌负责“演奏”，宏观与微观由音乐相连，这真是人类与细菌的跨界“二重奏”，也是科学与艺术共谱的乐章。

发酵乐团（fermentophone)，来源：youtube

  • 酵母美学

将时间定格，发酵的微生物，浓墨重彩，散发着生命的绚烂。
显微镜下的味噌，来源：sandor ellix katz
显微镜下的酵母，来源：sandor ellix katz
豆瓣酱（四川蚕豆辣椒发酵），来源：sandor ellix katz
山羊奶奶酪，来源：sandor ellix katz
bayley hazen蓝纹奶酪，来源：sandor ellix katz
布面切达干酪皮，来源：sandor ellix katz
生物技术指利用含动物、植物及微生物的细胞的生物体，来生产有用的物质，改良生物的特性，以降低成本及创新物种的科学技术。而发酵被认为是生物技术的第一次使用，它向我们展示了，尽管于我们而言，微生物不为肉眼所见，但它们的力量却从不我们弱小。
发酵的魅力无限，它创造了人类历史，建立了人与人之间的关系，就像美国美食作家桑多尔·卡茨(sandor katz)说的那样，“不是人发明了发酵，而是发酵发明了人。”
发酵建立在科学基础之上，摆脱了对来自不可知的神学和猜想。人们第一次开始接受新的世界观，即他们正与众多对人类生活产生持续影响的微小生物共享环境。

参考文献：

  1. https://annadumitriu.co.uk/portfolio/fermenting-futures/
  2. https://www.soyinfocenter.com/hss/fermentation.php
  3. https://www.sfgate.com/lifestyle/slideshow/history-of-fermentation-around-the-world-228894.php
  4. https://www.guadoalmelo.it/en/fermentation-in-history-2-it-is-rarefied-to-spirit/
  5. https://www.youtube.com/watch?v=eaarkth8uwo
  6. https://www.joshuarosenstock.com/fermentophone/
  7. https://cameronrobbins.com/ferment-co2-drawing/

制版编辑｜小圭月



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《赛先生》微信公众号创刊于2014年7月，创始人为饶毅、鲁白、谢宇三位学者，成为国内首个由知名科学家创办并担任主编的科学传播新媒体平台，共同致力于让科学文化在中国本土扎根。
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