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原來做「紅酒」的訣竅,竟是這種紅色黴菌


發酵,在中國可謂是歷史悠久。早在新石器時代的仰韶文化時期,已過上農業定居式生活的祖先們就開始以農業生產之餘的穀物為原料,利用微生物發酵來獲取最為原始的酒精飲料。早期先民們發現,蒸煮過的穀物長時間放置後會產生甜味,再過一段時間又會產生酒味,這就是人們在主動釀酒之前所意識到的穀物自然成酒現象。


經過長期對食物自然發酵的模擬、實踐和觀察,老祖宗發現

「曲」是釀酒的關鍵

,而「曲」其實就是黴菌酵母等微生物及其穀物培養基的混合物。制曲是讓黴菌繁殖定居於最初的穀物培養基上,並且使曲包含相關微生物擴大、繁殖和發酵所需的酶系及代謝原料,在後續發酵生產中曲就能起到給發酵原料接種的作用。


紅曲。圖片:Uranassbandit / Wikipedia


在今年物種日曆米麴黴一文中已經介紹過,釀酒時發酵分為兩個步驟:首先是米麴黴、黑麴黴、根霉、紅麴黴等黴菌把發酵原料中的澱粉轉化為單糖,這一步被稱為「糖化」;接著,酵母以糖化產生的單糖為原料進一步發酵產生酒精,這一步則是「酒化」。


糖化過程中,部分黴菌其實也能產生少量酒精,但各類黴菌的主要作用還是

為後續酒化過程提供

酒化原料單

,並提供適合酵母發酵、抑制雜菌生長的

適宜環境

(如pH等),同時還能分解蛋白質等營養物,產生人們所需的次級代謝產物如各類

風味物質和色素


培養皿里的紅麴黴菌落。圖片來源:agrotekno-lab.com


紅曲是何許菌也?



今天介紹的紅麴黴(Monascus)正是在制曲及發酵釀造中利用到的一類黴菌,由此制出的「曲」即為「紅曲」,明代《天工開物》又稱「丹曲」,英語則直呼其為「Red Yeast Rice」或「Red Mould」。早在三國時期,建安七子之一王粲的詞賦《七釋》中就有對紅曲用於食物的記載,「西旅遊梁,御宿素餐,瓜州紅曲,摻揉相半,軟滑膏潤,入口流散」,這裡的「瓜州」即今天的揚州,在魚米之鄉物產豐饒的揚州,用大米等糧食來釀製紅曲自然也不足為奇。


發酵2個月還沒有分離的紅曲酒。圖片:Gluo88 / Wikipedia


常見用於紅曲的紅麴黴屬真菌隸屬子囊菌門,除最普遍的紫紅麴黴(M. purpureus)外,還包括紅色紅麴黴(M. ruber)、安卡紅麴黴(M. anka)等。其實紅麴黴在我國發酵釀造工藝中

主要作為輔助菌種使用

,原因在於以紅麴黴為主的紅曲相較其他酒麴糖化和其酒化能力都略顯遜色,在實際發酵生產中需要額外添加別的酒麴來完成糖化及酒化工作。因而品質上佳的紅曲為培養有黑麴黴、米麴黴等黴菌的混合曲,被稱為烏衣紅曲或黃衣紅曲。


紅麴黴次級

代謝產生的色素主要有6種

,依顏色不同分為3類,分別是

紅色

色素:紅曲紅胺、紅斑胺;

橙色

色素:紅曲紅素、紅斑素;

色素:紅曲素、安卡黃素。根據生產實踐中使用的具體菌株不同,發酵中色素產生的比例會有所差異,從而帶來發酵產物顏色的變化。


釀造中的紅曲酒,呈現艷麗的紅色。圖片:呂斌 / 東方IC  


紅曲,能好怎?




在食品發酵領域,紅麴黴及其色素的主要用於

釀酒、釀

米醋、製作腐乳、腌制肉類

等方面,常見產品如福建連江元紅酒、台灣紅露酒、紹興紅方腐乳、福建永春紅曲醋、紅糟肉等,有時甚至直接用作保健食品或茶飲料。我國傳統的

紅曲酒在釀製中通過添加紅曲,加上後期貯存時的化學反應,能夠形成誘人的紅色或琥珀色,這或許就是紅曲賦予紅曲酒的最大魅力。


呈現琥珀色的紅曲酒。圖片:布他 / 東方IC


而在沒有人造色素和辣椒的一千多年前,要製作擁有鮮艷紅色的紅豆腐乳,紅曲就成了最佳選擇。此外,紅麴黴的各類水解酶分解大豆中的營養物質還產生了各種鮮美風味,也使得紅豆腐乳成為了國人的佐餐佳品。


經典的紅方腐乳。圖片:圖蟲創意


在現代食品加工業中,亞硝酸鹽常被用於肉類腌制,既起到給肉製品著色保持紅潤色彩的作用,又能抑菌防腐,但長期的亞硝酸鹽攝入對人體潛在的危害卻為此蒙上了陰影。研究表明,紅麴黴的相關代謝產物能

抑制多種細菌生長

,因此有學者認為,可以在香腸等肉製品的加工製作中引入

紅麴黴

發酵,在一定程度上

替代肉製品

中亞硝酸鹽的添加

,起到著色和防腐的作用。


用紅糟製作的紅糟肉,有著淡淡的酒香,肥而不膩。圖片:美食台 / 豆果美食


添加紅曲粉製作的麵包。圖片:淺淺糖 / 豆果美食


和諾獎竟然也扯上了關係




千百年來紅麴黴始終與我們的「吃」有關,但其實紅麴黴不僅能在食物上發揮作用,還有著

巨大的藥用價值

,紅麴黴還因此與諾貝爾獎扯上了關係。


上世紀七十年代早期,科學家從桔青黴(Penicillium citrinum)中分離出了第一種他汀類藥物美伐他汀(Mevastatin),而他汀類藥物

具有明顯的降血脂作

。1979年,日本的遠藤章教授從紅色紅麴黴(M. ruber)中分離出一種活性化學物(Monacolin K),同時期的美國科學家從土麴黴(Aspergillus terreus)中分離出了Mevinolin,而後默克公司開發出了降血脂葯洛伐他汀(Lovastatin)。後來的研究發現,Monacolin K、Mevinolin與Lovastatin其實是同一種物質,並且是最初從桔青黴中分離出的Mevastatin的衍生物,就這樣紅麴黴走上了現代醫藥學之路。


平菇中也有這種物質,是的,就是你日常吃的那種。圖片:Wikipedia


故事到這裡尚未結束。1985年的諾貝爾生理學或醫學獎被聯合授予Michael S. Brown教授和Joseph L. Goldstein教授,以表彰他們在膽固醇代謝調節方面的研究貢獻。兩位教授的發現之一便是,上述這些真菌的活性代謝物能夠競爭性抑制HMG Co-A還原酶的活性。HMG Co-A還原酶是膽固醇合成通路中的限速酶,對膽固醇合成的作用十分關鍵,抑制了它也就抑制了膽固醇的合成,因此包括來源於紅麴黴的Monacolin K在內的這些真菌代謝物就顯著

降低了人體血液中的膽固醇含


紅麴黴中的活性成分Monacolin K與降低膽固醇的作用。圖片來源:springer.com


在此基礎上各國已經開發出許多成熟的降血脂藥物,這對於因患高血脂症並引發多種心腦血管疾病的患者而言是莫大的福音,如國內的血脂康就是由紅曲製成的膠囊。


且慢,紅曲有毒?




介紹到這裡,我們已經知道紅麴黴既能造福吃貨和酒鬼,又能治病救人拿諾獎了,但故事依然沒有結束。


1981年,香港學者Hin-Chung Wong首次從紅麴黴中分離出了一種活性抗菌成分Monascidin A,1995年法國Blanc教授團隊證實Monascidin A與桔黴素(Citrinin)是同一種物質,而桔黴素雖有抑菌效果,卻早已被認定為

一種具有腎臟毒性和肝臟毒性的真菌毒素

。眼看紅麴黴輝煌菌生的一世英名眼看就要毀在Monascidin A這種毒素的手裡了。


難道要放棄紅曲製作的各種美食了嗎?圖片:拾光機 / 豆果美食


但客觀來看,大家也不必對此太過擔憂。Monascidin A並不是紅麴黴發酵產物中大量產生的物質,尤其是在發酵流程和真菌育種技術日臻成熟的今天,

我們已經能通過控制原料、改良技術參數和選育低毒菌株來

有效避免

毒素的產生

,從而讓紅麴黴能一直在推杯換盞間向吃貨們散發它那迷人的紅色光芒。


本文是物種日曆第4年的第293篇文章,來自物種日曆作者@蠶寶寶小子。














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紅麴黴科 (麵包上的)紅色紅麴黴




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