波兰125款熟成奶酪中,逾四分之一检出因“尸体”得名的化学物
奶酪只是变质的牛奶吗?发酵和腐败是同一类微生物作用,区别在于我们想不想要这个结果。本片讲述牛奶、酸奶、奶酪、葡萄酒、啤酒、清酒、马格利酒和威士忌,如何靠层层叠加的防线(酸、盐、干燥、酒精、啤酒花、亚硫酸盐和加热)留在我们想要的那一边。片中还会讲到:油脂为什么没有微生物也会酸败,米曲霉为何是能产生黄曲霉毒素的霉菌的驯化近亲,新疆塔里木盆地约3500年前的奶酪,2025年一项考察H5N1禽流感病毒在生乳奶酪中存活情况的研究,早在1568年就已加热处理、比巴斯德的葡萄酒专利早约300年的日本清酒,以及2026年韩国关于马格利酒保质期的争论。
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发酵还是变质?
奶酪,就是坏掉的牛奶吗?说实话,差不多吧。腐败和发酵是同一类过程:微生物分解食物。葡萄酒坏了,可能变成醋。
那葡萄酒就是坏掉的葡萄汁吗?不论发酵还是腐败,微生物干的都是同一种活。牛奶在冰箱里放太久,会变苦、变酸、结块。而把鲜奶做成帕玛森雷焦干酪,却要特意陈放至少12个月。
区别主要在一个问题:结果是不是我们想要的。葡萄酒、啤酒、奶酪和酸奶怎样守在想要的一边?失守又会怎样?我们从几乎无力自保的牛奶,讲到威士忌。
同样的微生物,不同的名字
1876年,巴斯德用一句话概括理论:发酵是无氧生命活动的结果。他也研究腐败。在1863年发表的腐败研究中,他提出两个沿用至今的词:好氧和厌氧。在巴斯德看来,腐败也是一种发酵:微生物在无氧环境中生活。
2021年,一个国际科学家小组给发酵食品下了现代定义。定义是:靠想要的微生物生长和酶的作用改变食物而成。关键词是:想要。同一论文称,腐败在微生物学上是发酵的反面:活儿相似,却没人想要。
连气味都很相似。细菌分解蛋白质时,可能产生腐胺和尸胺,名字分别来自腐烂和尸体。两者都出现在人们珍视的食物里,比如陈年奶酪、葡萄酒和发酵鱼。波兰一项调查检测了125种在售的成熟奶酪,超过四分之一含有尸胺。
实验中,以臭闻名的林堡奶酪,吸引了靠气味找人的疟蚊。化学上,发酵和腐败没有清晰界线。界线就是我们。
酸败:没有微生物也会变质
食物变坏还有第三种方式,完全不需要微生物。脂肪会酸败,分两种。第一种是酶把脂肪切成游离脂肪酸,而牛奶天生就带着这种酶。在牛奶里,其中的丁酸是典型的酸败异味。
第二种是氧化。氧气攻击脂肪,光、热以及铁、铜等金属会推波助澜。这是连锁反应:一个受损的脂肪分子产生活性碎片,再去破坏下一个。脂肪链上的双键越多,分解得越快。
一项实验中,含三个双键的脂肪酸化合物,氧化速度约是只含一个双键的20倍。深色瓶子能挡住照向油的光。转折来了:硬质奶酪熟成时,产生的正是同类脂肪酸。在牛奶里带来酸败味的丁酸,在陈年硬质奶酪里成了奶酪味的一部分。
蓝纹奶酪更进一步:霉菌把脂肪分解成甲基酮,这是蓝纹风味的重要来源。不想要,就是酸败。想要,就是风味。
酵母的武器和防线
那么,发酵食品怎样留在想要的一边?部分靠微生物自己守护。糖充足时,葡萄酒和啤酒酵母即使有氧,也继续产酒精。这很怪,因为发酵得到的能量少得多。
用氧分解一个葡萄糖分子,酿酒酵母能得约18个ATP,也就是它的能量货币。发酵同一个葡萄糖,只得2个ATP。一种观点认为酒精是武器:先大量积累毒倒对手,再把酒精吃掉。2005年,研究者复原了背后的古老酶,发现它偏向产酒精,而非消耗。
酵母吃酒精的基因拷贝,在两条酵母谱系分开后才出现,约8000万年前。那可能正是多肉果实扩散的时候。并非人人认同武器说。也有人认为,酵母发酵主要是为了更快获得能量。
不管怎样,酒精和酸都让竞争者难活。但它们并不能把微生物杀光。消毒酒精在百分之60到90最有效,低于百分之50效力大减。即使烈一点的餐酒,也只有百分之15左右。
1988年一项实验,把沙门氏菌、志贺氏菌和大肠杆菌加入多种饮料。葡萄酒里存活率最低,作者认为或许是酸度所致。食品科学家称真正的策略为栅栏技术。单道栅栏可能被微生物越过,所以要叠几道:酸、盐、干燥、低氧、加热、竞争菌。
蜂蜜里,一道栅栏会交棒给下一道。蜂蜜干得几乎什么都长不了,但兑水酿蜂蜜酒时,一种酶开始释放过氧化氢。再由酵母酿成蜂蜜酒。每种食物的栅栏组合都不同。
牛奶:变质,还是变成酸奶
先说牛奶,它对微生物来说近乎理想食物。牛奶的pH约6.4到6.8,接近中性。美国罐头食品法规把线划在pH 4.6:高于它的湿润食品算低酸食品。同一法规把酒类完全排除在外。
冰箱能减缓牛奶变质,却阻止不了。冷却两天内,假单胞菌等耐冷菌就可能在农场奶罐的生乳中占上风。一项研究把7摄氏度下放了三天的牛奶里的假单胞菌,与鲜奶菌株比较。低温下,它们生长快10倍,分解蛋白质的活性高1000倍。
有些酶能熬过超高温处理,所以牛奶可能因包装前已死的细菌而变质。酸奶用酸筑起栅栏。两种细菌合作完成:嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌。链球菌释放甲酸和二氧化碳,帮助搭档生长。
乳杆菌把乳蛋白切成小片,喂给链球菌。两者合作把乳糖变成乳酸,比单独都快,乳蛋白随之凝成凝胶。美国法规规定,酸奶的pH必须达到4.6或更低,正是同一条线。国际食品标准要求,杯上日期前每克至少有1000万个活发酵菌种。
发酵后再加热处理的酸奶除外。酸奶照样会坏。有些酵母在pH 3也能生长,青霉等霉菌会从封口不严处钻入。所以有些厂家加保护菌,其中一些抗霉方式出人意料:吸走霉菌所需的微量金属锰。
实验中把锰加回去后,原本受抑的25株真菌里,16株不再受抑。这栅栏既不是酸,也不是盐。而是空粮仓。
奶酪:有的耐放,有的不耐放
奶酪叠的栅栏更多:酸、热、盐、干燥和时间。人类这样做已经很久了。波兰出土的七千多年前陶滤器上留有乳脂,研究者认为是滤奶酪用的。在中国塔里木盆地的小河墓地,约3500年前下葬者的颈部和胸前发现了类似开菲尔的奶酪碎块。
但不是每种奶酪都为久存而做,最大差别在水分。美国标准允许茅屋奶酪含水高达百分之80。帕玛森最多百分之32。美国农业部的储存指南也反映了这点:未开封的茅屋奶酪
和里科塔冷藏约两周,未开封的硬质奶酪块约六个月。新鲜奶酪做好就该尽快吃,所以依靠巴氏杀菌、酸和低温。帕玛森雷焦干酪则走到了另一端。按官方规定,它用无添加的生乳制作,盐水腌制,至少熟成12个月。
规定甚至禁止添加强化或校正发酵剂。每天这批奶酪,都用前一天留下的乳清起头。这类做法把凝乳加热到约53到56摄氏度,并使之酸化。在几项挑战研究中,病原菌数量一两天内下降超过一万倍。
一项研究里,熟成15个月的帕玛森含水仅约百分之31,含盐约百分之1.5。但栅栏之间不能互相替代。2025年一项研究,用受H5N1禽流感污染的牛奶做生乳奶酪。在pH 6.6和5.8时,有感染性的病毒最多撑过120天熟成期。
在pH 5.0时,病毒没能撑过制作过程。几个月熟成,也达不到更低pH的效果。表面熟成的软质奶酪,走另一条路。卡门贝尔表皮上,酵母和霉菌吃掉乳酸,成熟时pH可达7.4,比鲜奶还不酸。
它因此变软,却也少了一道栅栏;2024年一篇综述称,李斯特菌是这类表皮的实际威胁。美国农业部按水分另划一条线。指南说,硬质奶酪块上长霉,要连周围一英寸一起切掉。软质奶酪更湿,污染可能渗到表面以下,指南说应丢弃。
有些奶酪微生物甚至自己制造防腐剂。乳酸乳球菌产生乳酸链球菌素,这是细菌用来抑制其他细菌的肽。在欧洲它是食品添加剂E234;美国允许用于巴氏杀菌再制奶酪酱,以抑制肉毒梭菌。埃门塔尔的孔洞来自丙酸菌,它把乳酸变成丙酸、乙酸和二氧化碳。
酸帮助保存奶酪,气体造出孔洞。
好霉菌,坏霉菌
注意到没有,这里很多都靠霉菌。霉菌听起来就是变质的代名词,但世界各地都有人故意吃它。区别在于是哪种霉菌,是否经过挑选。最坏的霉菌会产生毒素。
黄曲霉产生黄曲霉毒素,世卫组织的癌症研究机构把它列为最高一级:对人类致癌。美国农业部解释,菌丝能深入软质食物,危险霉菌的毒素就积在菌丝内外。再来看曲用的米曲霉,清酒、味噌和酱油都靠它。它最近的野生亲戚,正是黄曲霉。
研究者认为,人类慢慢驯化了其中不产毒的一支。米曲霉里,制造黄曲霉毒素的机制已坏掉或关闭。调查210株米曲霉,超过三分之一丢了毒素基因簇约一半的基因。有一株的染色体,正好在基因簇里面断掉。
奶酪霉菌也是类似的故事。蓝纹奶酪的青霉和卡门贝尔的白霉是不同物种,由奶酪师分别选出。如今多数蓝纹奶酪用的青霉,两种毒素的基因也坏了。卡门贝尔的白霉是年轻的克隆谱系,比野生亲戚产毒少,还会排挤其他真菌。
驯化让两者的产毒都降低了。韩国传统的努鲁克,即韩国酒曲,则不同:微生物来自环境,而非纯种发酵剂。它是一块小麦饼,任环境微生物落上,再培养几周。一项调查分析了59份努鲁克的真菌,最常见的是一种吃淀粉的酵母,
曲霉和横梗霉等霉菌也各在一半以上样本中出现。这些霉菌把淀粉变成糖,酵母再把糖变成酒精。一项调查中,61份努鲁克有14份超过韩国谷物制品的黄曲霉毒素限量。但用它们酿的米酒,只测到约百分之1的毒素。
另一项研究检测了69株努鲁克曲霉,没有一株产毒。所以,好霉菌并非另一类东西。是有人挑选、驯化或看管的霉菌。
葡萄酒和醋,相差30倍
葡萄酒同理:酸、酒精,加上隔绝空气。多数葡萄酒pH在3到4,酒精度约百分之12到15。它的头号敌人需要空气。醋酸菌把酒精变成醋酸,也就是醋里的酸,但必须有氧。
美国法规用数字划线。多数红葡萄酒的挥发酸上限,以乙酸计,为每100毫升0.14克。FDA政策要求醋每100毫升至少含4克乙酸。这大约是30倍,来自同类细菌和同一个反应。
超过上限,美国法规要求标为不合格。同一个反应刻意推得更远,就成了醋。已知最古老的人造栅栏之一,就来自葡萄酒。伊朗哈吉菲鲁兹约七千年前的陶罐里,研究者发现了
混有树脂的葡萄酒残留,树脂可能是为防酒变酸。如今主要靠添加二氧化硫,即标签上的亚硫酸盐。效果取决于酸度。要维持同样保护,pH 3.0时每升约需13毫克游离二氧化硫,pH 4.0时约需125毫克。
pH每升高一级,所需二氧化硫就接近10倍。如今有些酿酒师少用二氧化硫、调高pH,靠野生微生物。2019年一篇论文把这一潮流与鼠臭味回归相连,这种老缺陷会留下难闻回味。雪莉酒另有保护法。
菲诺雪莉酒酒精度约百分之15,表面长一层flor酵母膜,隔绝氧气。很多马德拉酒相反:加热约三个月,约45到50摄氏度,刻意让它部分煮熟、氧化。巴斯德加热法也始于葡萄酒。
1865年,他为葡萄酒温和加热保存法申请专利,后来因牛奶出名。
啤酒:薄弱的防线和啤酒花
啤酒一般酒精度约百分之4到6,pH约4到4.5,所以要几道栅栏合力。其中之一是化学防线:啤酒花。啤酒花酸钻进某些细菌的细胞膜,破坏细胞吸收养分所需的pH差异。它对革兰氏阳性菌有效,许多啤酒腐败菌都属此类。
但腐败菌演化出了反击。有些带有horA基因,造出把啤酒花酸泵出去的泵。它最早发现于一种啤酒腐败乳杆菌的小环状DNA上,如今啤酒厂用PCR检测。啤酒花挡不住革兰氏阴性菌,只能靠其他栅栏。
2011年一项研究中,大肠杆菌O157和沙门氏菌在中等或正常酒度啤酒里都不能生长。但在冷藏的中等酒度啤酒里,存活了30多天。在测试的无醇啤酒里,原始pH 4.3时,它们长得很快。把pH降到4.0,生长就停了。
啤酒不靠微生物也会变坏。陈啤酒的湿纸板味与反式-2-壬烯醛有关,每升约0.1微克就能尝出。通常归咎于脂肪氧化,但有研究发现它能在无氧的瓶中释放。光也会伤啤酒:在核黄素帮助下,把啤酒花化合物分解成一种含硫
分子,带来臭鼬味,每升几纳克就闻得到。你可能听说,印度淡色艾尔是为熬过去印度的航程,才多加啤酒花。啤酒史学家不同意。啤酒至少从1711年起就运往印度,早期IPA和波特一样烈,波特也大量运往那里。
IPA源自耐存艾尔,同样酒花充足,但不是为航程发明的。巴斯德也研究啤酒,他1876年的专著画有让啤酒腐败的微生物。
清酒:比巴斯德早300年的加热处理
加热饮料来保存,不只是巴斯德的主意。据日本国税厅介绍,奈良一座佛寺留下的日记多闻院日记记载,最晚在1568年就有加热清酒的做法。比巴斯德的葡萄酒专利早约三百年。
酿酒人把它叫作火入,业内资料说,现代火入大约在60到65摄氏度。清酒需要加热,是因为它有自己的腐败菌,叫火落菌。它们是乳酸菌,能在含酒精的清酒里生存。1957年,日本研究者发现,其中有些需要一种生长因子,他们称之为火落酸。
同一年,火落酸被证实就是甲羟戊酸,是细胞合成胆固醇途径的早期一步。加热还能让曲的酶停下,否则它们会继续改变味道。不加热的清酒叫生酒,保留着酶和活微生物,所以通常冷藏。清酒酿造从一开始就用酸当盾牌。
传统的生酛法里,酿造用水中的细菌先产生亚硝酸,接着乳酸菌让酒母变酸。两者合力压制野生酵母和不想要的细菌。现代的捷径是直接加乳酸。然后在同一个罐里,曲把米的淀粉变成糖,酵母同时把糖变成酒精。
这让清酒在装瓶稀释前,能达到约百分之20。
马格利酒和马奶酒:活着的酒
韩国的马格利酒是用努鲁克酿的浑浊米酒,常常像酸奶一样带着活菌出售。它的酒精度约百分之6到7,pH约4.1到4.6。未经巴氏杀菌的款式,瓶中保留着酵母和乳酸菌。一项研究中,酵母数在第三天达到高峰后下降,乳酸菌则持续增加。
在25摄氏度下,酸度从第六天起上升。据韩国媒体报道,食品监管机构要求马格利酒无论是否杀菌都要标注食用期限,理由是酒精度低、营养丰富。2010年的规定曾豁免杀菌马格利酒,但2013年标签改归食品法管理后,豁免被取消。
2026年10月,这条规定又上了新闻。10月13日的国政监查中,韩国食品药品安全处处长表示会重新审视。据这些报道,导火索是一款与BTS成员Jin有关的传统酒。它的分类不同,所以不用标日期。
墨西哥的普尔克酒栅栏更少。它是发酵的龙舌兰汁,会一直发酵,几天内就可能变酸,很难新鲜运输。牛奶也能变成酒。库米斯是发酵马奶,酿得多烈不同,酒精度约百分之1到2.3。
牛奶里能被酵母发酵的糖很少,所以度数上不去。在布里亚特,发酵奶只有约百分之1.5到2,牧民便分阶段蒸馏,把酒精度提到百分之40,甚至百分之75。蒸馏是最后一道栅栏。
威士忌和韩国烧酒:防线的顶端
苏格兰威士忌须在橡木桶陈酿至少三年,装瓶酒精度不低于百分之40。蒸馏甩掉了发酵微生物,而百分之40的酒精远超连实验室驯化的耐酒精酵母也只能承受的百分之18到25。所以密封的瓶子基本不会坏。
标签上的年份是桶中年数,装瓶就结束了桶中陈酿。开瓶后的变化是化学性的:缓慢氧化,香气流失。韩国烧酒度数降了很多:真露1924年问世时约百分之35,如今大品牌约百分之16到17。即便如此,它主要是精制酒精和水,微生物几乎没东西吃。
据韩国报道,烧酒瓶标生产或装瓶日期,不是食用期限。
有意为之的发酵
把它们排在一起,规律就出来了。鲜奶本身几乎没有栅栏。酸奶加酸,硬质奶酪再靠加热、盐、干燥和时间。啤酒加啤酒花和酒精,葡萄酒加更多酒精和亚硫酸盐,清酒加热。
威士忌把酒精蒸馏到百分之40以上,把微生物甩在身后。而栅栏一弱,不想要的微生物就占上风,或想要的微生物繁殖过头。葡萄酒滑向醋,马格利酒越来越酸,霉菌从封口不严处钻进酸奶。那么,奶酪就是坏掉的牛奶吗?
可以说,是的。是按我们想要的方式坏掉的牛奶。
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