安妮·馬登像牧羊人一樣巧妙地駕馭著生物。但馬登是一位微生物馴服者——她研究的生物覆蓋了培養皿。馬登不僅僅是觀察細菌和真菌，她還看到了一個準備好工作的社群。如果沒有真菌，就不會有對抗細菌的青黴素或拯救心臟的他汀類藥物。如果沒有細菌，世界上就不會有泡菜。泡菜！
“我們必須找到它。我們必須把它帶到實驗室，然後我們必須說服它做一些事情，”馬登在羅利北卡羅來納州立大學的一個實驗室裡告訴 NewsHour，她在那裡擔任環境微生物學家。
這些天，她的實驗正熱火朝天地進行著，她從蜜蜂身上提取微生物——酵母——並說服它們釀造啤酒。
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但別擔心。它沒有聽起來那麼噁心。沒有發生“大規模滅蟲”，最終的泡沫中也沒有昆蟲身體部位。
相反，大黃蜂啤酒酵母的發現讓人回想起啤酒歷史核心的偶然科學——並且也可能代表了 600 年來第一種能夠釀造傳統啤酒的新酵母。
大黃蜂啤酒冒出水面
大黃蜂啤酒始於 2014 年，作為一個學術科學展覽專案。
北卡羅來納州立大學的應用生態學家羅布·鄧恩與校園研究釀酒師約翰·謝潑德聯手，為來年在羅利舉行的世界啤酒節開發一個科學主題展覽。
鄧恩之所以被邀請，是因為他以揭示我們日常生活中看不見的生物而聞名。多年來，他的實驗室進行了一系列蟲子普查，發現了各種各樣的寄生者。
其中一個專案讓羅利市的公民科學家擦拭他們房屋周圍的灰塵，以尋找生物留下的微量 DNA。調查顯示，一個普通的家庭包含多達 200 種蟲子，一個由地毯甲蟲、蚜蟲、蟑螂、紙黃蜂、蜘蛛和衣魚組成的繁榮的生態系統。
這甚至還不是最奇怪的部分。
“到目前為止，我們發現富裕的人家裡的昆蟲種類更多，有些人喜歡這樣，另一些人不太喜歡，”鄧恩在他的辦公室裡開玩笑說，辦公室裡擺滿了古董地圖和裝滿蜜蜂、蒼蠅和蝴蝶的玻璃櫃。
當團隊將調查範圍擴大到全國 700 多個家庭時，他們發現塵蟎——其糞便和屍體引發過敏反應和哮喘——在東海岸最豐富。需要呼吸系統緩解？去西部吧。
另一項普查顯示，巨型日本駝背蟋蟀這種入侵物種“在北美各地不知不覺地從地下室轉移到地下室，”鄧恩說。“人們不喜歡它們，因為它們會從黑暗中跳向你。”
該團隊估計，僅在美國東部地區就可能存在 7 億隻這種拇指大小的蟋蟀 ——這最終可能對我們有利。他們發現來自這些蟋蟀腸道的新型細菌可以分解造紙業的廢物，並將其轉化為能量。
很少有實驗室有能力在如此隨機的環境中找到這樣的微生物和蟲子，所以如果有人能在野外找到釀酒細菌，那就是鄧恩的團隊。
但從哪裡開始呢？
天哪，這酵母聞起來真香
啤酒、葡萄酒和其他酒類是用酵母製成的——來自真菌界的單細胞微生物。世界上已知有 1,500 多種酵母，然而自9000 年前的最早釀造時代以來，人類基本上只依賴兩種產酒酵母——艾爾酵母和拉格酵母。
那是因為我們與釀酒酵母的合作關係可能始於意外，並透過偶然事件演變而來。科學家們直到 19 世紀 30 年代才意識到酵母是活的生物體，路易斯·巴斯德又花了 20 年時間才發現微生物如何將糖化學轉化——發酵——成酒精。
酵母微生物學家認為，最早的釀酒師是在盲目摸索，他們被酵母發酵富含糖分的溼糧堆或果園裡腐爛的水果時產生的甜味所驅動。
“很容易想象人們會認為這種氣味非常適合做美味的麵包。這種氣味非常適合做美味的啤酒，我要把它儲存下來，”鄧恩說。麵包、酸麵糰和啤酒配方由此而來，代代相傳。
馬登說，這些氣味源於酵母和昆蟲傳粉者之間的古老關係。
酵母生活在花蜜中，在那裡微生物以大量的糖為食。酵母產生酒精，以及那些刺激我們鼻子的甜味，反過來又吸引了嗡嗡作響的蟲子。蜜蜂有時會因這種發酵的花蜜而喝醉。
但鮮花和水果會在寒冷的冬天枯萎，這也會殺死酵母，這意味著微生物需要一個逃生的地方。
“所以問題仍然是，酵母在冬天在哪裡，酵母藏在世界的哪裡？”馬登問道。“酵母特別不擅長從一個地方移動到另一個地方。它們不具備其他微生物或其他更大的生物體擁有的許多技能。”
因此，酵母搭便車在昆蟲傳粉者身上，隨著它們從一朵花移動到另一朵花。她說研究人員發現在冬眠的黃蜂身上發現了釀酒酵母，這些黃蜂在夏季訪問這些糖源。
“我們實際上認為，基於義大利同事的一些工作，最早的啤酒和麵包很可能也依賴於來自昆蟲的酵母，”鄧恩說。馬登和鄧恩從一個計劃開始：攔截蜜蜂或黃蜂身上的酵母，希望能找到一種用來釀酒的酵母。
但是野生動物很髒，身上或體內覆蓋或充滿了數千種微生物。你不能只是把蜜蜂扔進果汁裡，就指望它發酵。馬登需要結合她的感官和現代微生物學。
她從北卡羅來納州的田野開始，在那裡她抓到了一隻紙黃蜂——一種已知含有大量酵母的蟲子。然後，她將它身上的每一種微生物都轉移到一個培養皿中。幾天後，培養皿上出現了一片微生物森林。
首先，她試圖將培養皿上的酵母與其他真菌或細菌分離。“關鍵是要了解什麼時候東西會以某種方式閃閃發光，”馬登說。“它的顏色與其他顏色不同。它稍微不那麼粘稠。”接下來，她挑選了一些酵母候選物，在新的培養皿上培養它們，然後用鼻子聞。發酵酵母由於它們從糖中產生的稱為“感官特性”的化合物而散發出令人愉悅的氣味。水果味和餅乾味定義了啤酒的最終味道。
她的第三個任務是透過美國國立衛生研究院資料庫執行這些候選物的 DNA，以確保她挑選的不是病原體。最後階段是顏色編碼的化學測試，因為要釀造啤酒，酵母必須能夠處理麥芽糖——一種在麥芽大麥中發現的糖。如果酵母不能利用這些糖，它們就不會產生酒精。
如果試管變成鮮黃色，那麼酵母就是贏家，可以用於釀酒廠了。
野生酵母，被驅逐
到目前為止，馬登已經發現了兩種酵母，一種來自一隻黃蜂，另一種來自一隻蜜蜂，它們都能夠釀造啤酒。
“人們傾向於問我們有多少昆蟲為了釀造啤酒而死亡，答案是非常少。一旦酵母被分離出來，我們就可以永遠使用酵母，而無需回到那些昆蟲身上，”馬登說。“為了釀造我們釀造的所有不同的大黃蜂啤酒，我們只殺死了兩隻蟲子。你可能在去酒吧買啤酒的路上殺死了更多的蟲子。”
她挑選的酵母落到了北卡羅來納州立大學的研究釀酒師約翰·謝潑德手中，他發現大黃蜂啤酒酵母在釀造中佔據著獨特的地位。謝潑德說，許多野生酵母在國產啤酒行業中被認為是汙染物，因為它們會產生許多異味。
但曾經有一段時間，野生酵母在酒精生產中是不可避免的。當你不知道微生物覆蓋了你身體的每一寸……以及幾乎所有其他東西時，很容易汙染你的食物。
最早的釀酒師認識到，啤酒桶的頂部可以儲存下來並重復使用，以釀造出穩定的產品。他們萬萬沒想到，它還包含一種微生物混合物，主要由艾爾酵母（物種：釀酒酵母）組成。當然，他們的批次偶爾可能會被混合物中的其他微生物弄髒——你好，酸啤酒！但這種做法在文明開始的溫暖地區效果很好。
隨著人們遷移到德國和北歐的寒冷氣候中，這種策略變得不太可行，在那裡，釀造業的“大爆炸”最終發生了。
在 15 世紀早期和中期，巴伐利亞釀酒師偶然發現了拉格酵母，這在技術上是桶底剩下的殘渣。
威斯康星大學的遺傳學家克里斯·託德·希廷格說：“突然之間，他們現在可以在較低的溫度下釀造，並獲得更清爽、更純淨的味道。”他沒有參與大黃蜂啤酒專案。
冷釀使啤酒不太容易變質，並引發了家釀啤酒的時代。1516 年 4 月，巴伐利亞頒佈了《純淨法》——一項“純度法令”——將啤酒的成分限制為麥芽大麥、水、啤酒花和底部發酵劑（拉格酵母）。
再加上蒸汽機和殖民主義，拉格風格的啤酒最終傳播到世界各地。希廷格說，如今，適應寒冷的拉格酵母佔全球啤酒市場的 90%，例如 Miller、Budweiser、Heineken、Stella Artois 和 Corona 等大品牌。艾爾酵母則被保留用於特色選單：淡色艾爾啤酒、印度淡色艾爾啤酒、烈性黑啤酒、波特啤酒和小麥啤酒。
謝潑德說，艾爾酵母和拉格酵母成為標準，因為它們在不新增天然風味的情況下可以產生大量的酒精。
它們是基本的貝基——平淡且容易受影響，比早期的釀酒師可能猜到的更相似。
三十年前，現代遺傳學揭示拉格酵母是艾爾酵母的“活著的後裔”——後者與一種被鑑定為真菌酵母菌的酵母菌株交配而產生的，希廷格和阿根廷生物學家迭戈·利布金德在 2011 年發現了這種菌株。此外，馴化將這些菌株推向了遺傳瓶頸，迫使它們產生越來越多的酒精，同時失去了在野外生存所需的特性。
野生酵母呢？對於釀酒師來說，野生酵母變成了你忘記邀請參加派對的臭朋友——除了酸啤酒的愛好者之外，所有人都將它們驅逐出去，酸啤酒需要一種奇怪的味道。
野生酵母，正在崛起
大黃蜂啤酒酵母應運而生。它是野生的，但可以釀造傳統的拉格風格啤酒，而沒有臭味。但是使用大黃蜂啤酒酵母，謝潑德也可以調整發酵條件，這樣就可以在不新增蜂蜜的情況下產生蜂蜜味。再次調整它們，他就可以釀造出淡淡的酸味啤酒。
謝潑德說：“這些野生酵母的適應性意味著，如果你改變條件，它們會在啤酒中給你帶來截然不同的風味。”
大黃蜂啤酒團隊對酸啤酒特別感興趣，酸啤酒通常很難調製。
“的確如此。傳統的酸啤酒工藝要複雜得多，因為你有這個生物群落來啟動發酵，”希廷格說。
人們從難以想象的地方獲取這些非常規的生物。（俄勒岡州的一位釀酒師用從他的鬍鬚中提取的野生酵母釀造了一種酸啤酒。）但由於它們的不可預測性，典型的酸啤酒需要數月或數年的時間才能釀造出來。
大黃蜂啤酒在幾周內就能完成同樣的工作。鄧恩、馬登和謝潑德已經為這些菌株申請了專利並獲得了許可，這些菌株是拉克酵母——一個在 1 億年前從艾爾酵母和拉格酵母中分離出來的群體。其他研究人員已經測試了拉克酵母菌株用於啤酒生產，但大黃蜂啤酒菌株是第一個計劃商業化的菌株。這部分是因為大黃蜂啤酒酵母在合適的條件下產生的酸是其他菌株的 10 倍，這正是酸啤酒的濃郁味道的來源。
馬登說：“在口感、風味和香氣以及工業效能方面，還有更多不同的特徵。”
他們還為重複在野外發現產啤酒菌株的壯舉奠定了基礎。
希廷格說：“[大黃蜂啤酒]可能是一種介於酸啤酒和艾爾啤酒之間的新型啤酒。”
北卡羅來納州的深河釀酒廠今年早些時候推出了第一批用大黃蜂啤酒酵母釀造的啤酒。
“所以我們最近研究了一種駝背蟋蟀、一隻大黃蜂、一隻黃蜂——我們發現了三件對社會有用的東西，”鄧恩說。“兩種是用於釀造啤酒的新酵母，一種是用於分解廢物的新型細菌。”
鄧恩繼續說道，現在想象一下可能隱藏在全球數百萬未知昆蟲中的東西。
“誰知道我們會在那裡發現什麼？可能是新的藥物化合物。可能是更多用於啤酒的新酵母。可能是幫助我們製造能量的新細菌。”鄧恩說。
“而我們才剛剛開始尋找。”
本文經PBS NewsHour許可轉載。它於 2017 年 6 月 16 日首次發表。