酒精:令人驚歎的分子

早在人類直立行走之前,這種物質就已滋養和麻醉了動物的生命。然而,我們對酒精的操縱和消費導致了深刻的生理和文化影響——並幫助塑造了今天的我們

編者按:以下是《大眾科學經典》2015年3月刊的導言: 醉人的:酒精科學

酒精長期以來一直困擾著我們人類。無論我們審視古代還是現代世界,人們都展現出非凡的創造力,發現瞭如何釀造發酵和蒸餾飲料,並將它們融入到自己的文化中。非洲是大約20萬年前智人首次出現的地方,它奠定了這種模式,隨著人類遍佈全球,這種模式一次又一次地重複出現。如今,非洲數千種獨特的文化都沉浸在高粱啤酒、小米啤酒、蜂蜜酒以及香蕉和棕櫚酒中,其中許多很可能是很久以前就“遺留”下來的。從出生到死亡,生活的幾乎方方面面——日常飲食、成人禮和主要的宗教節日——都圍繞著一種或多種酒精飲料展開。同樣,葡萄酒是西方宗教的核心,米酒和小米酒在中國古代佔據重要地位,而發酵的可可飲料是前哥倫布時期美洲精英階層的飲品。

儘管酒精飲料在世界各地廣受歡迎,但它們的潛在危險在人類歷史上卻扮演著一種不祥的主題。根據聖經詩篇作者的說法,葡萄酒可能會使人心歡喜,但也可能像蝰蛇一樣蜇人。據說公元前二千年末偉大的中國商朝皇帝就因飲酒過量而亡,變得瘋狂並自殺。禁酒運動不可避免地興起,以應對世界各地的這一挑戰,從印度(佛教強調冥想技巧以獲得超越)到最近19世紀和20世紀美國和歐洲徹底消除酒精消費的嘗試。這本深入的文章集,選自《大眾科學》檔案館,描述了這段漫長且常常兩極分化的歷史。


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如果酒精經常被描繪成負面的,那麼如何解釋它的魅力呢?包括乙醇在內的醇類並非我們人類獨有——甚至並非我們地球獨有。數十億升的醇類構成了銀河系中心恆星形成區域的巨大雲團。此外,地球上最早的一些單細胞生命形式很可能透過厭氧發酵或糖酵解來滋養自身。這個過程導致乙醇和二氧化碳的排洩,類似於今天天然發酵飲料的製作方式。

鑑於酒精的普遍存在,幾乎所有動物在生理上都適應這種化合物,並被它及其糖分所吸引,這也許就不足為奇了——從卑微的果蠅(用酒精餵養幼蟲)到鳥類,再到大象。我們靈長類動物當然也不例外,但在靈長類動物中,可能沒有其他動物比馬來西亞筆尾樹鼩更優雅地展示了其對酒精的嗜好。作為地球上最早的靈長類動物之一(大約在5500萬年前出現),這種生物主要以發酵的棕櫚花蜜為食,每晚飲用相當於人類九杯葡萄酒的量——而沒有明顯的醉酒跡象。這種樹鼩的飲食為靈長類動物數百萬年的酒精消費奠定了模式。

大多數現代靈長類動物的飲食大約四分之三是水果,而且眾所周知,當有機會時,它們會盡可能多地食用發酵水果或飲料。“舊石器時代”或“醉猴”假說總結了這些考慮,該假說認為,飲酒是存在於我們基因中的,無論是好是壞。這些基因包括與醉酒相關的基因,我們與果蠅共有這些基因,並且這些基因帶有諸如“酒吧常客”、“吝嗇鬼”和“歡樂時光”等異想天開的名字。其他基因則參與所謂的興奮效應,即低水平接觸潛在毒物可能有助於產生積極的生理效應。

鑑於這些基因基礎和漫長的動物歷史,不難想象,我們的祖先早期人科動物可能已經開始用野生水果、咀嚼過的根莖和穀物、蜂蜜以及從環境中採集的各種草藥和香料製作葡萄酒、啤酒、蜂蜜酒和混合發酵飲料。因此,人類的第一項生物技術誕生了,它基於經驗觀察——並在一種微觀生物——酵母菌(至今仍用於現代發酵飲料製作)的幫助下。由於缺乏在季節性儲存水果和其他天然產品的手段,人們很可能將發酵作為一種延長食品和飲料保質期的方法。

古代在釀造酒精飲料方面的實驗也受到許多生理因素的推動,包括我們對酒精的感覺意識以及發酵產生的芳香和味道化合物;我們的肝臟,它使用乙醇脫氫酶(約佔該器官代謝酶的10%)有效地將化合物轉化為能量;也許最重要的是,酒精在我們大腦中釋放的神經遞質的快感級聯。發酵飲料顯然緩解了日常生活的困難——建造古埃及和中美洲金字塔的工人們是用啤酒支付報酬的。酒精還透過將人類聚集在一起並使他們彼此熱情起來,從而編織或“潤滑”了文化的社會結構。

本合集中的許多文章都從醫學角度看待酒精,展示了過去一個世紀以來,關於酒精與人類生理學關係的科學知識是如何進步的。事實上,在現代合成藥物出現之前,酒精飲料是一種通用藥物。具有藥用特性的植物化合物也可以溶解在酒精介質中,用於塗抹在皮膚上或飲用。世界古代藥典——中國、印度、埃及和希臘-羅馬——都以這類配方為主。此外,由於酒精的防腐特性,那些飲用蒸餾飲料而不是可能被有害微生物和寄生蟲汙染的生水的人,壽命更長。

這裡的文章重點介紹了具有悠久歷史的飲料的現代版本,包括葡萄酒以及大麥和小麥啤酒。人類的創新最終還導致瞭如何製造高碳酸化飲料(如香檳)以及透過蒸餾濃縮酒精的發現,有時還會加入苦艾、茴芹或其他新增劑(如苦艾酒)的草本風味。為了提醒讀者科學永不止步,最近的研究結果表明,與本卷收錄的一篇文章相反,苦艾酒並沒有構成特別嚴重的健康威脅。其在美國的生產已再次獲得食品和藥物管理局的批准。

關於酒精的利弊之爭絲毫沒有減弱的跡象。我想在其中加入另一個令人困惑的成分:我們認為的許多獨特的人類特徵——音樂、舞蹈、戲劇、宗教故事和崇拜、語言以及最終發展成為科學的思維過程——很可能是在舊石器時代,由酒精飲料的創造和消費所激發,舊石器時代涵蓋了我們大部分不為人知的人科動物歷史的約95%。我們的祖先一定對發酵過程本身感到震驚,因為液體神秘地翻騰並轉化為另一種具有精神活性特性的物質。當然,還有更多有待發現。

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