原来做“红酒”的诀窍,竟是这种红色霉菌

来源: | 浏览量:111 次 | 发布时间:2019-08-15 03:11

发酵,在中国可谓是历史悠久。早在新石器时代的仰韶文化时期,已过上农业定居式生活的祖先们就开始以农业生产之余的谷物为原料,利用微生物发酵来获取最为原始的酒精饮料。早期先民们发现,蒸煮过的谷物长时间放置后会产生甜味,再过一段时间又会产生酒味,这就是人们在主动酿酒之前所意识到的谷物自然成酒现象。

经过长期对食物自然发酵的模拟、实践和观察,老祖宗发现“曲”是酿酒的关键,而“曲”其实就是霉菌酵母等微生物及其谷物培养基的混合物。制曲是让霉菌繁殖定居于最初的谷物培养基上,并且使曲包含相关微生物扩大、繁殖和发酵所需的酶系及代谢原料,在后续发酵生产中曲就能起到给发酵原料接种的作用。

红曲。图片:Uranassbandit / Wikipedia

在今年物种日历米曲霉一文中已经介绍过,酿酒时发酵分为两个步骤:首先是米曲霉、黑曲霉、根霉、红曲霉等霉菌把发酵原料中的淀粉转化为单糖,这一步被称为“糖化”;接着,酵母以糖化产生的单糖为原料进一步发酵产生酒精,这一步则是“酒化”。

糖化过程中,部分霉菌其实也能产生少量酒精,但各类霉菌的主要作用还是为后续酒化过程提供酒化原料单,并提供适合酵母发酵、抑制杂菌生长的适宜环境(如pH等),同时还能分解蛋白质等营养物,产生人们所需的次级代谢产物如各类风味物质和色素

培养皿里的红曲霉菌落。图片来源:agrotekno-lab.com

红曲是何许菌也?

今天介绍的红曲霉(Monascus)正是在制曲及发酵酿造中利用到的一类霉菌,由此制出的“曲”即为“红曲”,明代《天工开物》又称“丹曲”,英语则直呼其为“Red Yeast Rice”或“Red Mould”。早在三国时期,建安七子之一王粲的词赋《七释》中就有对红曲用于食物的记载,“西旅游梁,御宿素餐,瓜州红曲,掺揉相半,软滑膏润,入口流散”,这里的“瓜州”即今天的扬州,在鱼米之乡物产丰饶的扬州,用大米等粮食来酿制红曲自然也不足为奇。

发酵2个月还没有分离的红曲酒。图片:Gluo88 / Wikipedia

常见用于红曲的红曲霉属真菌隶属子囊菌门,除最普遍的紫红曲霉(M. purpureus)外,还包括红色红曲霉(M. ruber)、安卡红曲霉(M. anka)等。其实红曲霉在我国发酵酿造工艺中主要作为辅助菌种使用,原因在于以红曲霉为主的红曲相较其他酒曲糖化和其酒化能力都略显逊色,在实际发酵生产中需要额外添加别的酒曲来完成糖化及酒化工作。因而品质上佳的红曲为培养有黑曲霉、米曲霉等霉菌的混合曲,被称为乌衣红曲或黄衣红曲。

红曲霉次级代谢产生的色素主要有6种,依颜色不同分为3类,分别是红色色素:红曲红胺、红斑胺;橙色色素:红曲红素、红斑素;色素:红曲素、安卡黄素。根据生产实践中使用的具体菌株不同,发酵中色素产生的比例会有所差异,从而带来发酵产物颜色的变化。

酿造中的红曲酒,呈现艳丽的红色。图片:吕斌 / 东方IC  

红曲,能好怎?

在食品发酵领域,红曲霉及其色素的主要用于酿酒、酿米醋、制作腐乳、腌制肉类等方面,常见产品如福建连江元红酒、台湾红露酒、绍兴红方腐乳、福建永春红曲醋、红糟肉等,有时甚至直接用作保健食品或茶饮料。我国传统的红曲酒在酿制中通过添加红曲,加上后期贮存时的化学反应,能够形成诱人的红色或琥珀色,这或许就是红曲赋予红曲酒的最大魅力。

呈现琥珀色的红曲酒。图片:布他 / 东方IC

而在没有人造色素和辣椒的一千多年前,要制作拥有鲜艳红色的红豆腐乳,红曲就成了最佳选择。此外,红曲霉的各类水解酶分解大豆中的营养物质还产生了各种鲜美风味,也使得红豆腐乳成为了国人的佐餐佳品。

经典的红方腐乳。图片:图虫创意

在现代食品加工业中,亚硝酸盐常被用于肉类腌制,既起到给肉制品着色保持红润色彩的作用,又能抑菌防腐,但长期的亚硝酸盐摄入对人体潜在的危害却为此蒙上了阴影。研究表明,红曲霉的相关代谢产物能抑制多种细菌生长,因此有学者认为,可以在香肠等肉制品的加工制作中引入红曲霉发酵,在一定程度上替代肉制品中亚硝酸盐的添加,起到着色和防腐的作用。

用红糟制作的红糟肉,有着淡淡的酒香,肥而不腻。图片:美食台 / 豆果美食

添加红曲粉制作的面包。图片:浅浅糖 / 豆果美食

和诺奖竟然也扯上了关系

千百年来红曲霉始终与我们的“吃”有关,但其实红曲霉不仅能在食物上发挥作用,还有着巨大的药用价值,红曲霉还因此与诺贝尔奖扯上了关系。

上世纪七十年代早期,科学家从桔青霉(Penicillium citrinum)中分离出了第一种他汀类药物美伐他汀(Mevastatin),而他汀类药物具有明显的降血脂作。1979年,日本的远藤章教授从红色红曲霉(M. ruber)中分离出一种活性化学物(Monacolin K),同时期的美国科学家从土曲霉(Aspergillus terreus)中分离出了Mevinolin,而后默克公司开发出了降血脂药洛伐他汀(Lovastatin)。后来的研究发现,Monacolin K、Mevinolin与Lovastatin其实是同一种物质,并且是最初从桔青霉中分离出的Mevastatin的衍生物,就这样红曲霉走上了现代医药学之路。

平菇中也有这种物质,是的,就是你日常吃的那种。图片:Wikipedia

故事到这里尚未结束。1985年的诺贝尔生理学或医学奖被联合授予Michael S. Brown教授和Joseph L. Goldstein教授,以表彰他们在胆固醇代谢调节方面的研究贡献。两位教授的发现之一便是,上述这些真菌的活性代谢物能够竞争性抑制HMG Co-A还原酶的活性。HMG Co-A还原酶是胆固醇合成通路中的限速酶,对胆固醇合成的作用十分关键,抑制了它也就抑制了胆固醇的合成,因此包括来源于红曲霉的Monacolin K在内的这些真菌代谢物就显著降低了人体血液中的胆固醇含

红曲霉中的活性成分Monacolin K与降低胆固醇的作用。图片来源:springer.com

在此基础上各国已经开发出许多成熟的降血脂药物,这对于因患高血脂症并引发多种心脑血管疾病的患者而言是莫大的福音,如国内的血脂康就是由红曲制成的胶囊。

且慢,红曲有毒?

介绍到这里,我们已经知道红曲霉既能造福吃货和酒鬼,又能治病救人拿诺奖了,但故事依然没有结束。

1981年,香港学者Hin-Chung Wong首次从红曲霉中分离出了一种活性抗菌成分Monascidin A,1995年法国Blanc教授团队证实Monascidin A与桔霉素(Citrinin)是同一种物质,而桔霉素虽有抑菌效果,却早已被认定为一种具有肾脏毒性和肝脏毒性的真菌毒素。眼看红曲霉辉煌菌生的一世英名眼看就要毁在Monascidin A这种毒素的手里了。

难道要放弃红曲制作的各种美食了吗?图片:拾光机 / 豆果美食

但客观来看,大家也不必对此太过担忧。Monascidin A并不是红曲霉发酵产物中大量产生的物质,尤其是在发酵流程和真菌育种技术日臻成熟的今天,我们已经能通过控制原料、改良技术参数和选育低毒菌株来有效避免毒素的产生,从而让红曲霉能一直在推杯换盏间向吃货们散发它那迷人的红色光芒。

本文是物种日历第4年的第293篇文章,来自物种日历作者@蚕宝宝小子。

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