微生物知識分享：發(fā)酵，傳承千年的微生物力量！
小楊 / 2024-01-26 08:55:29
百歐博偉生物：傳承數(shù)千年的傳統(tǒng)發(fā)酵食品是中華飲食文化的重要載體。世界上絕大多數(shù)人每天都在享用著發(fā)酵食品，或許是你正在吃著的包子，或許是手里端著的咖啡——包子從面團(tuán)發(fā)酵而成，咖啡豆的處理過程也離不開發(fā)酵。
在冰箱和現(xiàn)代滅菌技術(shù)發(fā)明之前，人類主要依靠風(fēng)干、腌制和發(fā)酵3種方式用于延長食物的保存時(shí)間，但是風(fēng)干易使食物因脫水而變硬；腌制因大量使用鹽分易使食物變得過咸。發(fā)酵則是通過微生物的生長和食品成分的酶轉(zhuǎn)化，微生物進(jìn)行繁殖并形成絕對數(shù)量優(yōu)勢，進(jìn)而抑制其他有害菌的生長。較之前兩者，發(fā)酵食品具有更美味、更營養(yǎng)、更安全、更長期保存的特點(diǎn)。
發(fā)酵現(xiàn)代化的關(guān)鍵歷史事件：
1、公元前 10,000 年：發(fā)生自發(fā)的乳制品發(fā)酵
在公元前10,000年之前，人類主要以狩獵和采集為主要的食物來源。然而，當(dāng)人類開始定居并開始農(nóng)業(yè)生產(chǎn)時(shí)，他們開始馴化動物，其中包括奶牛、山羊和其他奶制品動物。這一時(shí)期的農(nóng)業(yè)革命為人類提供了更加穩(wěn)定和可預(yù)測的食物來源，同時(shí)也為奶制品的發(fā)酵創(chuàng)造了條件。
自發(fā)的乳制品發(fā)酵是一個復(fù)雜的過程，它涉及到微生物的作用。當(dāng)奶制品暴露在自然環(huán)境中時(shí)，空氣中的細(xì)菌和酵母開始對奶制品中的糖類進(jìn)行發(fā)酵。這一發(fā)酵過程產(chǎn)生了乳酸和其他有益的化合物，不僅增加了食物的保質(zhì)期，還賦予了奶制品特殊的風(fēng)味和口感。酪乳、酸奶、開菲爾、酸奶油和奶酪是益生菌含量最高的乳制品。
值得一提的是，乳制品的發(fā)酵也在一定程度上影響了人類社會的文化和宗教信仰。在許多文化中，乳制品被視為神圣的食物，與神話傳說和宗教儀式緊密相連。乳制品的發(fā)酵過程也成為了一種傳統(tǒng)技藝，代代相傳，成為了各個文化的驕傲。
公元前10,000年發(fā)生的自發(fā)的乳制品發(fā)酵事件，不僅改變了人類的飲食習(xí)慣，還對人類社會和文化產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。這一事件標(biāo)志著人類社會向更加復(fù)雜和多樣化的食物生產(chǎn)和消費(fèi)模式的轉(zhuǎn)變，同時(shí)也為人類社會的進(jìn)步和發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2、公元前7000年：中國古代文明開始醞釀
2004 年，考古學(xué)家通過對可追溯到公元前 7,000 年的新石器時(shí)代中國陶器進(jìn)行化學(xué)測試，發(fā)現(xiàn)了世界上最古老的釀造飲料。這種釀造指的是人們利用發(fā)酵來制作食物和飲料，比如發(fā)酵大米制作米酒，發(fā)酵豆類制作豆腐和醬油等。這些發(fā)酵食品不僅豐富了人們的飲食，還為中國的飲食文化奠定了基礎(chǔ)。
同時(shí)，發(fā)酵也被應(yīng)用于其他方面，比如在醫(yī)藥領(lǐng)域，人們開始利用發(fā)酵來制作藥物，比如發(fā)酵大蒜制作蒜泥，發(fā)酵黃酒制作黃酒等。這些發(fā)酵技術(shù)的發(fā)展為中國的醫(yī)藥和食品產(chǎn)業(yè)打下了基礎(chǔ)。
比之前在伊朗發(fā)現(xiàn)的最古老的釀造證據(jù)的記錄早了近 1500 年。古代飲料中的成分仍然存在于現(xiàn)代酒精飲料中：發(fā)酵水果用于釀酒，發(fā)酵米用于清酒，發(fā)酵蜂蜜用于蜂蜜酒。
3、公元前 3,500 至 300 年：古埃及人完善了發(fā)酵面包的藝術(shù)
古埃及位于尼羅河流域，這里的土壤肥沃，氣候適宜，非常適合小麥的種植。古埃及人開始意識到小麥的重要性，并逐漸將其種植和加工工藝發(fā)展到了一個新的高度。在這個過程中，他們發(fā)現(xiàn)了發(fā)酵面包的制作方法，這成為古埃及人飲食文化的重要組成部分。
面包是古埃及飲食中的主食，提供富含維生素、礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)和淀粉的營養(yǎng)來源。發(fā)酵面包的制作過程需要面粉、水和發(fā)酵劑。古埃及人使用酵母和發(fā)酵劑來制作面包，這使得面包變得更加松軟和美味。他們還在面包中添加了各種香料和堅(jiān)果，使得面包的口感更加豐富多樣。這些技藝的發(fā)展不僅提升了古埃及人的飲食享受，也為他們的社會生活增添了色彩。
4、公元前 2,000 年：黃瓜被腌制
黃瓜腌制的歷史淵源可以追溯到古代的美索不達(dá)米亞地區(qū)，當(dāng)時(shí)人們開始利用鹽水和醋來保存食物，其中黃瓜成為了其中的一種重要食材。古代人們發(fā)現(xiàn)，將黃瓜放入鹽水中腌制，不僅可以延長其保存時(shí)間，還可以增加風(fēng)味。這種古老的腌制技藝逐漸傳播到歐洲和亞洲其他地區(qū)，成為當(dāng)時(shí)人們飲食生活中不可或缺的一部分。
在不同的文化中，黃瓜腌制技藝也得到了獨(dú)特的發(fā)展。在中國，腌制黃瓜通常使用鹽腌或者醬腌的方式，不同地區(qū)還有各自的特色口味和配方。在東歐國家，如波蘭、俄羅斯等地，腌制黃瓜被視為傳統(tǒng)美食，人們在夏季采摘新鮮黃瓜后，會用鹽水和香料腌制成為美味的小食。而在地中海地區(qū)，黃瓜腌制通常會加入橄欖油、香草和蒜等調(diào)料，形成獨(dú)特的地中海風(fēng)味。
隨著時(shí)間的推移，黃瓜腌制技藝也在不斷演變和創(chuàng)新。在當(dāng)代，人們在傳統(tǒng)的黃瓜腌制工藝基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)代科技和工藝，開發(fā)出了更多種類的腌制黃瓜產(chǎn)品。比如，醋泡黃瓜、甜腌黃瓜、泡菜黃瓜等，不僅口味多樣，而且更加符合現(xiàn)代人的口味需求。此外，黃瓜腌制也成為了一種特色小吃，受到了許多人的喜愛。在餐桌上，黃瓜腌制不僅可以作為開胃菜，還可以作為配菜，為人們的飲食生活增添了更多的選擇。
雖然中國古代文化以倡導(dǎo)蔬菜發(fā)酵而聞名，但大約 1700 年前中東地區(qū)的黃瓜酸洗技術(shù)真正打開了大門。從那時(shí)起，泡菜取得了長足的進(jìn)步，成為世界各地許多家庭的主食。由于發(fā)酵，泡菜可以增加抗氧化劑的攝入量，喝泡菜汁可以幫助平衡電解質(zhì)和緩解肌肉痙攣。
5、公元前500年：中國人使用發(fā)霉的大豆作為抗生素
公元前500年，中國人開始使用發(fā)霉的大豆作為抗生素，這一發(fā)現(xiàn)在當(dāng)時(shí)無疑是醫(yī)學(xué)史上的一大突破。這一發(fā)現(xiàn)不僅展示了中國古代醫(yī)學(xué)的卓越成就，也為后世的醫(yī)學(xué)研究和發(fā)展提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和啟示。
在當(dāng)時(shí)的中國，人們對草藥和自然療法有著深厚的了解和豐富的經(jīng)驗(yàn)。因此，他們對植物和食物的利用也相當(dāng)熟練。據(jù)史書記載，古代中國人發(fā)現(xiàn)了發(fā)霉的大豆具有治療感染性疾病的功效。他們將發(fā)霉的大豆加工成藥物，用于治療感染性疾病，這一做法在當(dāng)時(shí)被認(rèn)為是一種奇跡。
發(fā)霉的大豆所含的青霉素是一種強(qiáng)效的抗生素，能夠有效地抑制細(xì)菌的生長，從而治療感染性疾病。這一發(fā)現(xiàn)不僅在當(dāng)時(shí)解決了人們面臨的醫(yī)療難題，也為后世的醫(yī)學(xué)研究提供了重要的啟示。青霉素的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，為人類的醫(yī)學(xué)事業(yè)帶來了革命性的變革，也為后世的抗生素研究和開發(fā)奠定了重要的基礎(chǔ)。
中國古代醫(yī)學(xué)的這一偉大成就，不僅展現(xiàn)了古代中國人民對自然的深刻理解和對醫(yī)學(xué)的卓越貢獻(xiàn)，也為世界醫(yī)學(xué)史上的發(fā)展留下了濃墨重彩的一筆。這一發(fā)現(xiàn)的影響不僅局限于古代，而是在后世的醫(yī)學(xué)研究和發(fā)展中發(fā)揮了深遠(yuǎn)的影響，成為醫(yī)學(xué)史上的一大奇跡。
6、公元前200年：茶葉發(fā)酵
茶葉發(fā)酵的歷史可以追溯到中國古代，公元前200年左右，茶葉開始被人們發(fā)現(xiàn)并使用。產(chǎn)生了廣受歡迎的、對腸道有益的飲料康普茶。茶、糖、細(xì)菌和酵母的混合物發(fā)酵一周，制成這種略帶甜味、略帶醋味、起泡的飲料。根據(jù)釀造的不同，大多數(shù)康普茶都富含抗氧化劑、礦物質(zhì)、B 族維生素和益生菌。盡管如此，明智地選擇康普茶還是很重要的，所以選擇低糖含量和天然提取的調(diào)味品。
在早期，茶葉的發(fā)酵過程并不像現(xiàn)代那樣精確，而是通過自然條件下的發(fā)酵來實(shí)現(xiàn)。茶葉在發(fā)酵的過程中，葉中的化學(xué)成分會發(fā)生變化，從而賦予茶葉獨(dú)特的風(fēng)味和香氣。這種發(fā)酵過程不僅提高了茶葉的口感，也為茶葉的保存和運(yùn)輸提供了更多的可能性。
茶葉發(fā)酵的歷史不僅僅是一項(xiàng)技術(shù)進(jìn)步，更是一種文化傳承和生活方式的體現(xiàn)。在中國古代，茶葉被視為一種重要的飲品，不僅在宮廷和貴族社會中流行，也滲透到了民間生活中。茶文化在中國的發(fā)展過程中，茶葉的發(fā)酵工藝也得到了不斷的完善和提升，從而形成了獨(dú)特的茶文化和茶道。
7、公元 500 至 1,000 年：谷物-豆類發(fā)酵走向全球
谷物-豆類發(fā)酵可能是歷史發(fā)酵階段中最具爆炸性的階段。谷物——小麥、大米、黑麥、燕麥、大麥、玉米和高粱——以及豆類——豆類、豌豆和扁豆——的多樣性導(dǎo)致了世界各地生產(chǎn)的各種發(fā)酵產(chǎn)品。谷物和豆類單獨(dú)提供足夠的營養(yǎng)來源，但發(fā)酵后，它們的營養(yǎng)密度會增加，使這些作物非常適合實(shí)現(xiàn)營養(yǎng)豐富的飲食。
谷物和豆類發(fā)酵食品對人類社會產(chǎn)生的深遠(yuǎn)影響。首先，發(fā)酵食品的出現(xiàn)使得人們能夠更好地保存食物，這對于當(dāng)時(shí)的社會來說具有重大意義。其次，發(fā)酵食品的出現(xiàn)豐富了人們的飲食，提高了飲食的多樣性和營養(yǎng)價(jià)值。此外，發(fā)酵食品也在一定程度上影響了當(dāng)時(shí)的社會結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。例如，釀酒和面包的生產(chǎn)成為了當(dāng)時(shí)社會中重要的產(chǎn)業(yè)之一，推動了當(dāng)時(shí)的商業(yè)和貿(mào)易活動。因此，可以說谷物和豆類發(fā)酵食品在這一時(shí)期對人類社會產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，促進(jìn)了社會的發(fā)展和進(jìn)步。
8、1856 年：Louis Pasteur 用顯微鏡觀察微生物
Antonie van Leeuwenhoek 于 1665 年首次發(fā)現(xiàn)微生物，為法國科學(xué)家 Louis Pasteur 在近 200 年后拼湊其余微生物奠定了基礎(chǔ)。1856 年，巴斯德發(fā)現(xiàn)發(fā)酵需要活細(xì)胞，而酵母在這一過程中起著至關(guān)重要的作用。他與熱相關(guān)的實(shí)驗(yàn)后來被用于巴氏殺菌的發(fā)展。
巴斯德的發(fā)現(xiàn)也為微生物學(xué)的發(fā)展鋪平了道路。通過觀察微生物的形態(tài)和結(jié)構(gòu)，科學(xué)家們逐漸揭示了微生物的生命周期、生長規(guī)律以及與環(huán)境的相互作用，為微生物學(xué)的發(fā)展提供了重要的基礎(chǔ)。巴斯德的發(fā)現(xiàn)也激發(fā)了更多科學(xué)家對微生物學(xué)的研究興趣，推動了微生物學(xué)領(lǐng)域的快速發(fā)展。
9、1910 年至 1935 年：細(xì)菌菌株的鑒定
1900 年代，俄羅斯細(xì)菌學(xué)家埃利·梅奇尼科夫 (Elie Metchnikoff)在發(fā)酵乳中發(fā)現(xiàn)了細(xì)菌菌株保加利亞桿菌。他以他研究的保加利亞文化命名該菌株，因?yàn)樗鼈兊膲勖荛L，盡管后來它被重新歸類為嗜酸乳桿菌。耶魯大學(xué)研究員 Leo F. Rettger 使用 Metchnikoff 的發(fā)現(xiàn)作為平臺，發(fā)現(xiàn)乳酸菌菌株在人體腸道內(nèi)非?；钴S，為益生菌的開發(fā)鋪平了道路。
在1910年至1935年期間，微生物學(xué)家們對細(xì)菌的研究日益深入，他們開始意識到細(xì)菌在人類疾病和環(huán)境中的重要作用。隨著科學(xué)家們對微生物的認(rèn)識不斷深化，對細(xì)菌菌株進(jìn)行準(zhǔn)確鑒定的需求也日益迫切。
在這一時(shí)期，細(xì)菌菌株的鑒定技術(shù)得到了長足的發(fā)展?？茖W(xué)家們開始利用顯微鏡和培養(yǎng)基等工具，對細(xì)菌進(jìn)行觀察和分離，從而識別不同的細(xì)菌菌株。同時(shí)，他們還開發(fā)了一系列新的實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)，例如染色技術(shù)和生物化學(xué)檢測方法，以幫助區(qū)分和鑒定不同的細(xì)菌菌株。
例如，柯克曼和巴爾扎克等科學(xué)家通過他們的研究和實(shí)驗(yàn)，對細(xì)菌菌株鑒定技術(shù)做出了重大的推動。他們的工作不僅加深了人們對細(xì)菌多樣性的理解，還為后來的細(xì)菌學(xué)研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
10、1970 年至今：生產(chǎn)益生菌
自 1970 年代以來，益生菌的生產(chǎn)一直是一個備受關(guān)注的話題。益生菌作為一種有益的微生物，對人體健康具有重要意義。它們被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥和保健產(chǎn)品領(lǐng)域，對促進(jìn)消化系統(tǒng)健康、增強(qiáng)免疫力以及改善整體健康起著重要作用。在過去的幾十年里，隨著對益生菌研究的深入和對其價(jià)值的認(rèn)識不斷提高，益生菌的生產(chǎn)技術(shù)也在不斷發(fā)展和創(chuàng)新。
1970 年代，第一批可攝入的益生菌出現(xiàn)在商店貨架上。雖然這是設(shè)計(jì)益生菌的第一個實(shí)例，但益生菌背后的想法并不新鮮。Metchnikoff 稱這種乳酸桿菌為他發(fā)現(xiàn)的益生菌，更早的時(shí)候，一本 4 世紀(jì)的中國手冊提到了糞便微生物群移植。發(fā)酵意味著益生菌包含微生物的組合，這些微生物能夠支持消化、免疫系統(tǒng)和心理健康。
隨著生物工程技術(shù)和微生物學(xué)的發(fā)展，益生菌的生產(chǎn)方式發(fā)生了革命性的變化。通過對益生菌菌株的篩選、培養(yǎng)、發(fā)酵和提取，人們成功地實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模的益生菌生產(chǎn)，從而使益生菌產(chǎn)品得以廣泛應(yīng)用于不同領(lǐng)域。
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