津津有味的生物科技

酵母太忙

提起發酵，我們通常首先想到要靠酵母幫手的啤酒和麵包。世界各地因為不同的氣候、農作物、歷史和文化，便出現了葡萄酒、啤酒、米酒等不同飲品。發酵作用其實泛指在厭氧條件下，微生物把糖類轉化成酒精或有機酸的過程。釀酒和做麵包已經令「酵母太忙」，豉油、腐乳和臭豆腐等重口味的豆製品要靠黴菌發酵製造。過程中，黴菌分泌出酵素將食材中的蛋白質和澱粉質分子分解，產生濃烈的特殊氣味。

許多開胃的風味食品，例如酸薑、蕎頭和榨菜等本地醃菜，還有韓國泡菜、日本漬物和德國酸菜等都經過發酵。醃製泡菜會用大量的鹽，這令植物脫水變軟，水分子從植物細胞內擴散到外界。水份過度流失導致細胞收縮並失去支撐，細胞結構受損使內裏的成分滲出，而鹽則會滲入。這使細胞內的水活性下降，阻礙微生物的代謝。此外，高鹽度亦降低酵素的活性，干擾微生物的生長。大白菜表面原本天然存在的微生物可以多達數百種，而發酵的過程還會用密閉容器存放以隔絕空氣。因此，於這種困難的條件下，絕大部份的細菌都不能繁殖，能夠生存的便剩下乳酸菌，它們漸漸繁殖，產生乳酸、醋酸、丙酸等產物。隨著這些有機酸的產生，泡菜的pH值降低，抑制壞菌滋生，而更重要的是，累積的酸味分子令泡菜變得美味可口。

一日都係乳酸菌啦

做酸種麵包的方法很古老，麵粉與水混合後要醞釀幾天。最初天然存在於麵粉的各種微生物漸漸增長，但最後乳酸菌因為能產生乳酸而佔了優勢。酵母菌因為能夠忍耐酸性環境所以能夠存活下來。麵糊需要每日攪拌，蛋白質分子之間產生雙硫鍵形成麵筋網絡，把發酵產生的二氧化碳包着令麵團發起。成熟的酸種內乳酸菌非常活躍，這時候可以加入正確比例的麵粉和水來做麵包。經過數小時重復的揉搓與等候，烘烤出來的麵包帶有果酸香味，質地外脆內軟而耐嚼。

乳酪是筆者家裏最日常的發酵食物，先將牛奶用慢火加熱到攝氏89度，然後熄火等待溫度下降至45度，再加入原味乳酪拌均，在室溫培育4小時便完成。這個超簡單的乳酪食譜很難失敗，是乳製品公司絕不會告訴你的。

2005年，丹麥一間食品公司的乳酸菌生產出現了危機，他們用於乳酪發酵的嗜熱鏈球菌受到噬菌體感染。研發部的科學家努力研究如何解決這問題，希望能夠提高細菌對病毒的抵抗力，設法延長細菌培養的壽命。他們發現，那些對噬菌體免疫的細菌株的DNA包含了奇怪的重複序列，即是現在被稱為CRISPR的序列。他們證明了CRISPR間隔序列就是細菌對抗病毒的免疫系統。他們還發現細菌內一個稱為Cas9的酵素能切斷入侵病毒的DNA，是抵禦病毒的重要蛋白質。CRISPR的發現是一個重要的生物科技里程碑，而今CRISPR不僅是幫助乳酸菌抵抗病毒感染的機制，它更是一門全新的基因研究的領域：可以改寫遺傳密碼的CRISPR-Cas9基因編輯工具。

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