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酵母看似不足为奇,但这个小家伙已经陪伴人类走过了6000多年的历史.但直到1680年,荷兰科学家列文·虎克才首次在显微镜下观测到了这种呆萌的小生物——它们外形圆润,没有鞭毛,无法游动,具有典型的真核细胞结构.随着科学家对酵母认识的逐步深入,酵母也从一开始的美食同盟军,到如今走上科学圣坛,为生物医药、基因研究、环境保护等多个领域贡献力量.
酵母是一类单细胞真菌的总称.最早的酵母产品是酵母泥,在200年前开始作为商品出售.鲜活的酵母具有发酵速度快的优点,但保存时间仅有短短的1—2周,这使储存和运输变得极为不便.因此,酵母泥的商业化程度并不高.
家中的长辈,一定还记得“面肥”这个东西.在干酵母出现前,家家户户发面都离不开它.面肥也叫面起子,是一块住着活酵母菌的湿面团.面肥中的酵母从何而来呢？这些小家伙或漂浮在空气中,或附着于谷物、水果上,加入糖分的面团更容易吸引它们安家.如果运气好,吸引到了一些能产生香气的菌种,那蒸出的馒头就会特别香甜.这就是家家户户蒸出的馒头,滋味各有特色的缘故.把面肥揉匀进新面团里,就像将种子撒入土壤,面肥中的酵母得到了面团中的养料开始繁衍发酵.一段时间后,面团体积膨大,交得松软,发酵就完成了.再留下一块“面肥”作为种子,下次发面,可以继续使用.这些从自然界直接得到的酵母就是天然酵母.
在科技迅速发展的今天,我们不用再等待酵母菌自由落户.食品科学家从天然酵母中筛选出风味更好,发酵效率更高的菌种,应用于不同食物的加工制作.比如,可用来制作面包、馒头、包子、饼干等食品的烘焙酵母,能使食品松软可口、美味鲜香；用来酿制白酒、红酒、酒精、制曲、酱油、醋等食品工艺中的酿造酵母,可产生独特的香气.聪明的人类甚至一改酵母喜欢潮湿的特性,将酵母用特殊的培养基培养,将其干燥脱水,降低含水量,再进行抽真空或充入惰性气体包装.在干燥缺氧的环境中,酵母菌呈休眠状态.干酵母的保质期可达2年.相对于1—2周就会失效的鲜酵母而言,干酵母无论储存还是使用,都变得更加简便.这种酵母苏醒后仍具有较强的发酵能力,使用前只要加温水、糖分就能使酵母迅速“满血复活”,大大提升了发酵的成功率和食物品质口感的稳定性.但鲜酵母并非一无是处,与干酵母相比,面肥中的鲜酵母免除了复苏的过程,因此发酵速度更快.这种传统的发酵“种子”中除了含有酵母菌外,还含有乳酸菌等其他微生物.正因为这些杂菌的存在,可使发酵后的食物具有独特的风味.
酵母发酵会使面团变得蓬松柔软.无论是西方的面包,还是东方的馒头,其内都有大大小小的孔洞,这是酵母发酵产生二氧化碳形成的.将完成发酵的面团放入烤箱或者蒸锅,其中的二氧化碳会受热膨胀,可令面团的体积增大.最终,气体逸出面团.面团经加热熟化,其中的淀粉糊化,令面团结构变得固定,原先被二氧化碳撑大的气孔就这样被保留了下来.酵母在发酵的过程中还会产生一定量的有机酸,与酒精结合会演化为具有香甜气味的酯类物质,这些都是酵母发酵带来的特殊风味.
酵母发酵的另一种产物是酒精.酒精可以带来能量,也是人们情绪的助推剂.在我国,酿造技术的历史可追溯到5 000年前.美酒的出现,自然离不开酵母的功劳.酵母将谷物、水果中的糖类分解为酒精——一种辛辣、刺激,扩散力十足的成分.谷物、水果等食物在发酵中可产生几十种香气,在酒精的助阵下尽情蔓延,碰撞出崭新的令人惊艳的效果.在人们的印象中,酒精的重要功能是杀菌.那么,为何酵母菌要酿制可以令自己送命的“毒”酒呢？这是因为,酵母希望通过酒精抑制其他微生物的活性,以求得更加纯净的环境,拥有充沛的养料.这是小小酵母菌的生存智慧.
领教了酵母强大的发酵本领,我们再来看看酵母的营养价值.酵母的蛋白质含量占细胞干重的35%~60%,碳水化合物含量在350/0耿上,脂类物质占1%~50/0,还含有丰富的维生素Bi、B2、尼克酸,以及多糖、酶类等活性物质.锌、硒等微量元素经过酵母的吸收转化,由无机态变为有机形态,大大地提升了矿物质的吸收效果和安全性.在发酵的过程中,结构复杂的大分子物质被酵母分解成结构相对简单、分子质量较低,能直接被人体吸收的小分子或单分子有机物,植酸等一些会干扰营养吸收的抗营养物质也被分解.这些转变能够大大缓解人体消化系统的压力.因此,经过发酵的食物更易消化吸收,添加了酵母菌的食物也往往比原来的食材更有营养.
作为单细胞真核生物,酵母以无性繁殖的方式繁育后代,比遗传学研究常用的豌豆、果蝇和玉米等多细胞生物模型生长周期短,生长模式更为简单,观测更为容易.凭借着这些优势,20世纪30年代,酵母菌被丹麦生物学家温厄选为生命科学研究“模特”,帮助人类洞悉生命的奥秘.20世纪60年代,酵母逐渐成为生命科学领域的重要模型.2014年,科学家已完成酿酒酵母染色体Ⅲ的人工全合成,使酵母的研究水平达到新高度.
如今,酵母还在不断拓展业务领域,比如作为增鲜剂添加到调味料中,作为护肤物质添加至化妆品中,作为饲料在提高农业生产、分解有害气体改善环境等方画均发挥了重要作用.随着自然资源日益枯竭,人类生活环境面临极大挑战,能源和环境问题成为全球关注的焦点.科学家挖掘酵母发酵可生产乙醇的潜能,将甘蔗、玉米、木薯和纤维类废弃物等转化为燃料乙醇,这种变废为宝的方式已成为解决世界能源危机和开发生物能源的重要手段.
随着科学的进一步发展和人们对酵母菌的研究不断加深,酵母的价值会被进一步挖掘.酵母对人们生活的帮助不容小觑,未来的用途还将不断扩展.
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参考文献：
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