2011年8月，特立獨行的廚師大衛張在哥本哈根的一次廚師和其他食品從業人員聚會上發表了關於食品與微生物學的演講。他在演講開始時向聽眾道歉：“我們對微生物學知之甚少，所以接下來就由我來給大家講解了。”
張先生繼續描述了他為高端菜餚創造獨特發酵風味的實驗。而張先生並非唯一一位為了追求美食而突破微生物科學界限的廚師。雷內·雷德澤皮的北歐食品實驗室使用當地魚類自製魚露。夫妻檔亞歷克斯·塔爾博特和阿基·卡莫澤則致力於研發各種客製化醋。
還有啤酒。像哈普恩（Harpoon）或狗魚頭（Dogfish Head）這樣的大型啤酒廠，通常會聘請一支微生物學家團隊，他們的唯一職責就是研究和測試酵母的活性。為什麼要花大錢聘請這些科學家呢？因為每一批啤酒的風味都取決於他們的工作。
酒精的起源也有其獨特的故事。幾千年前，人類可能無意中將盛有果汁的容器長時間放置在室外。當他們回來時，果汁已經變酸、起泡，並產生了酒精。空氣中天然存在的酵母開始分解果汁中的糖分，產生了最早的天然發酵酒精。
自從人類首次意外釀造酒精以來的數千年間，釀酒師們從最好的啤酒中提取酵母樣本，並將它們與其他酵母混合使用，以生產出針對不同風味而優化的獨特酵母菌株。
釀酒大師之於酵母，正如犬類繁殖者之於冠軍純種犬。
你可以說，釀酒大師之於酵母，正如犬隻繁殖者之於冠軍純種犬。這兩個領域都運用了人工選擇的力量，也就是選擇性育種。正如哈佛大學微生物學家、資深家庭釀酒師莎拉·道格拉斯解釋的那樣，“當你把酵母加入糖中時，你就把它們置於一個理想的環境中，通過快速生長實現快速進化。你可能會看到好幾代酵母在一次發酵過程中存活、繁殖和死亡。”
為了保持風味的一致性，商業釀酒師會在每次發酵前加入一批初始酵母。這些旗艦酵母會被大量冷凍保存。然而，即便如此，這些酵母最終也會耗盡，此時科學家會盡力利用其他酵母菌株來重現失去的風味特徵。
那麼在實驗室裡培育酵母菌株呢？ “我們確實擁有對酵母進行各種分子改造的技術，”道格拉斯告訴我，“但風味是一種非常複雜的特性，涉及眾多代謝途徑，因此我們最好還是利用人工選擇來尋找能夠釀造美味啤酒的酵母菌株。試圖從頭開始，通過刪除基因或提高蛋白質表達來改造一種美味的酵母菌株，是非常困難的。”
啤酒在酵母創新方面最受關注（此處雙關）。這是因為酵母決定了啤酒的風味，所以酒廠會不斷測試和調整酵母。而烈酒的酵母培養則更為複雜，因為蒸餾過程本身以及陳年烈酒濃鬱的橡木和煙燻風味都會迅速掩蓋酵母帶來的微妙香氣。然而，有些烈酒仍然強調微生物的重要性。
「我知道蘭姆酒和手工卡沙薩主要使用野生酵母，我也知道德爾馬蓋梅斯卡爾酒以其豐富多樣的產品系列而自豪，這些產品真實地展現了不同地域空氣中酵母的變化，」澳大利亞布里斯班Papa Jack’s酒吧的調酒師安德魯·卡梅倫告訴我。 「這就像你品嚐每一口酒，都在感受空氣中微生物群落的縮影。這與葡萄酒中的土壤風土非常相似。」或者正如Momofuku餐廳的張先生所說，這就像品嚐烈酒的「微生物風土」。
所謂「微生物風土」指的是天然存在的酵母（這個過程被稱為「野生發酵」），而釀酒商和蒸餾商通常會從酵母公司購買專門為特定用途培育的酵母。有些公司以提供特定種類的酵母而聞名。例如，拉勒芒公司專營葡萄酒酵母。紅星公司則銷售「紅星威士忌」酵母，這種酵母是美國威士忌獨特風味的關鍵成分。甚至還有一些酵母經過專門培育，能夠在高濃度乙醇環境下生存，用於生產醫用酒精。
當威斯康辛州米德爾頓死亡之門釀酒廠的首席釀酒師約翰·傑弗裡著手釀造他現在廣受讚譽的未陳釀“白狗”威士忌時，他去了傳統的酵母廠，但買了一些略有不同的東西。
傑弗裡告訴我：「傳統的威士忌酵母旨在產生適合在橡木桶中陳釀的芳香化合物。但是，如果不經過陳釀，很多這類化合物的味道會很刺鼻，令人倒胃口。為了釀造我們的白狗威士忌，我用了香檳酵母，這種酵母原本是用來利用葡萄糖產生花香和植物香氣的，但我發現它用玉米糖的效果也非常好。」
大多數釀酒商可能都會直接使用傳統的威士忌酵母來釀造未陳釀的威士忌，但這並非出於懶惰，而是出於實際考慮。釀造啤酒時，嘗試不同的酵母相對簡單：只需釀造、發酵、品嚐即可。而對於烈酒來說，額外的蒸餾步驟（以及隨之而來的各種複雜因素）使得結果更難以預測，實驗也更具風險。
傑弗裡利用高效液相層析儀（HPLC）和氣相層析質譜儀（GC-MS）克服了這個限制。這些儀器通常只在大學實驗室才能見到，它們能夠精確分析蒸餾過程中多個環節產生的香氣化合物。在酒廠裡，他也受惠於「死亡之門」酒廠常備的高效液相層析儀（HPLC），以便隨時進行快速取樣。
傑弗瑞白威士忌成功的關鍵在於，他沒有使用為釀造烈酒而培育的酵母，而是使用了一種專門以果糖為食並會提前死亡的酵母。 “正是這種酵母在瀕死之際釋放出了這些非常獨特的香氣。”
儘管經過數千年的培育，我們對酵母的了解可能很多，但它們仍然只是微生物風味謎題中的一小部分。其他單細胞生物，如黴菌、細菌和真菌，也生活在我們呼吸的空氣中。例如，醋酸菌使普通醋與手工釀造的香醋區分開來。而青黴菌則賦予了藍紋乳酪獨特的風味。
在烈酒釀造過程中，其他微生物有機會與酵母相互作用。特別是蘭比克啤酒，其複雜的香氣和獨特的酸度是透過多階段發酵獲得的，其中一部分發酵過程涉及乳酸菌。在烈酒領域，許多波本威士忌生產商會特意將用過的麥芽漿（蒸餾前的原料）暴露在空氣中，製成“酸麥芽漿”，這種技術可以使波本威士忌的風味更加穩定。
那麼在家進行微生物實驗安全嗎？我不建議在家中搭建微生物實驗室。有些微生物會產生毒素，雖然自釀啤酒最終不太可能真的有害，但既然市面上有許多安全的酵母可供選擇，就沒必要冒險了。
然而，在受控環境下，對微生物和風味的研究仍將持續。 「自從1980年代精釀啤酒熱潮興起以來，」傑弗裡告訴我，「新一代了解酵母和微生物學的釀酒師正轉向蒸餾領域。」 因此，不久之後，您或許就能在您最愛的酒飲中品嚐到微生物學領域的新成果。
