厨房里的微生物学家，带领细菌真菌创造美食
原文以Artisanal food microbiology为标题
发布在2016年3月29日的《自然-微生物学》上
原文作者：Arielle J. Johnson
借助微生物以生化过程改造自身生长环境的特质，专业厨师和厨艺爱好者正把微生物作为新的烹调手段，以寻常食材为原料创作出全新的味道。
发酵（大致可以定义为由微生物去转化食物）作为保存食物的手段已经至少有几千年的历史了。生活中若缺少了奶酪、巧克力、味噌、酒、咖啡、面包、酱油、酸奶、啤酒和腌菜该是多么令人痛惜！而制作这些著名美食的关键，正是对整个发酵过程的精准控制。
发酵和饮食在全世界都有着历史悠久而紧密的联系（如框1所示），不过这些发酵过程大部分都局限在专门的作坊里，比如酱园、醋厂，而非餐厅厨房里的日常。一方面，为了提供高水准的面包，费尽心思自制酸酵头在餐厅愈发平常，另一方面，菜单上其余发酵食品却罕有餐厅自制的。
与发酵相关的一些饮食词汇
鲣鱼干：熏制，干燥，发酵的鲣鱼，刨成薄花，与昆布一起浸泡制作日式高汤。
克非尔：一种乳酸菌-酵母混合发酵的乳制品，发源于高加索地区。
麴：接种和生长在谷物或豆类上的米曲霉霉菌。传统上使用大米、大麦或大豆。Koji是麴的日本发音，这个过程最早起源于中国新石器时代，读作qu或者chhü。麴富含淀粉酶和蛋白酶，所以它可以用于许多发酵产品的催化剂，如味噌、酱油和清酒。
红茶菌：一种酸性的饮料，由加糖的红茶发酵制成，酵母和醋酸菌会形成一层菌膜。起源不详，俄罗斯、中国、日本、韩国都有可能。
胡椒（Kosho) ：柚子胡椒(yuzukosho) 的简称，由日本柚子、辣椒和盐发酵而成，日本九州特产。
格瓦斯：盛行于波罗的海和斯拉夫文化的饮料，以甜菜面包或黑麦面包发酵而成。
味噌：一种来自日本的两段发酵技法。第一阶段传统上用大米、大麦或者大豆制麴，第二阶段加上盐和大豆进行乳酸发酵，得到味道浓烈、甜咸兼备、富含鲜味的酱。
印尼丹贝：印尼一种饼状大豆发酵物，以根霉属的霉菌发酵而成。
渍物：日本的泡菜。有粕渍（用酿清酒剩下的酒粕腌渍），味噌渍（用味噌腌渍），糠渍（用一层米糠腌渍），盐渍（用盐腌渍）。
直到近年来，全球的厨师开始探索（也许更准确的说法是从历史和其他文化中再次探索）发酵在厨房中发挥作用的可行性。不论是叫它一项复兴运动，或是凡事DIY理念下的自然产物，或是手工食品微生物学，对传统技术的新认识和重新解读，将“人-微生物-底物”之间的关系，转化成为一项新颖却如同削皮刀和平底煎锅一样不可或缺的烹饪工具。厨师得以与细菌和真菌一起，共同转化食材，创作出新的味道。
微生物存活于它食物来源的内部或表面，生化转化食物以获取能量，并制造代谢产物。一般来说，是将大分子量但缺乏风味的分子（比如淀粉、糖、蛋白质和醇）转化成为更多样，更美味，更小的分子（氨基酸、有机酸、酯、小分子糖、小分子醇和芳香族化合物）。最常用的生物（也许可以叫它“烹饪微生物”）是细菌和真菌。
乳酸菌（乳杆菌属、明串球菌属、片球菌属和乳球菌属）可以用糖制造乳酸，在德国酸菜、韩国泡菜、酸奶、奶酪和味噌里都存在。醋酸菌（醋杆菌科下的厌氧菌）负责做醋。酿酒酵母将糖转化为酒精和二氧化碳，在啤酒和面包里都可以找到它们的身影。耐盐酵母菌给酱油带来了焦香和麦芽香。有用的霉菌，比如米曲霉对粮食蛋白质和淀粉的水解造就了清酒、味噌和酱油风味的基石。娄地青霉菌赋予了蓝纹奶酪标志性的青蓝条纹和浓烈气味。
本文作者Arielle Johnson在日本的酱园。
Arielle Johnson
发酵造就风味。在传统的西式厨房，如果想获得食材本身味道之外的的新风味分子，恐怕只能通过焦糖化反应和美拉德反应。美拉德反应的过程中，糖和游离氨基酸在高温下发生复杂的变化，创造出烤面包和烤肉的香气。肉也可以通过“熟成”工艺，利用细胞内的内源蛋白酶缓慢分解蛋白质，释放氨基酸和新的风味。
然而一般来说，风味物质的分子在农场里种植蔬菜、饲养动物时就已经被制造出来了。于是，厨房的工作就负责保留、捕捉以及重新组合这些味道，力求精准的火候，而微生物过程会被认为导致食物腐坏，尽可能避免发生。尽管发酵并不是传统上厨师的手段，但将微生物转化加入到技能树里，厨师就能以全新的办法去控制风味，另辟蹊径展现食材的潜质。
作为风味化学家，我最近几年一直与餐厅和厨房密切合作，以期更好地对食物和科学间的相互联系一探究竟。作为MAD（饮食文化非盈利性机构和研讨会，与哥本哈根的Noma餐厅联系紧密。译者注：Mad是丹麦语食物的意思。）的研究主管，我得以运用多种手段和工具去帮助厨师理解食物。Noma餐厅的料理是基于地域限制的：食材必须（大部分）来自北欧。有了限制，美食创意才会迸发，在我们这，找寻新滋味的核心就是发酵。我的工作就是把各领域的前沿技术里和学术中的学问提炼出来，转化为任何厨师可以实际运用的知识。
我们大部分的实验室都用于发酵过程的开发和生产。我们自行改装的集装箱内部一共有7个可以调节温湿度的室，可控温度范围在–30°C到60°C，湿度可达99%。这给酵母、细菌和霉菌提供了适宜的生长环境，以便我们制作味噌、醋、乳酸发酵、红茶菌等产品（见框1）。
自制的发酵产品几乎出现在Noma餐厅的每一道料理里。发酵转化和产生风味，因此对Noma的菜单（对许多其他餐厅也一样）至关重要。以酸味为例，你可以加柠檬汁，或是葡萄酒醋，只是斯堪的纳维亚半岛的气候并不适宜柑橘类和葡萄的生长，所以我们不予考虑，选择也就少了许多。但当我们转到微生物的世界，有若干种菌的代谢产物都是酸，最典型的比如乳酸菌和醋酸菌。
我的实验室合作伙伴，Noma餐厅首席研发厨师Lars Williams在过去十年间开发、探索和重现了这些技巧。他尤其擅长分辨不同酸味的微妙区别，以及处理酸味和其他来自底物或发酵产物的风味之间的平衡。Noma餐厅会使用给菜肴增酸的调味品有：酸味带有果香和花香的野生洋甘菊红茶菌，酸味粗犷而尖利的泡蘑菇（译者注：和四川泡菜或者韩国泡菜的原理相似，利用乳酸菌发酵），酸味浓郁且带有焦糖香的浓缩黑麦味噌，酸味清新柔顺的乳酸发酵大麦麴（图2）。
“鱿鱼酱”概念食谱，以鱿鱼的边角料和麴一起制成类似鱼露的东西。
Arielle Johnson，NOMA餐厅
其他著名的餐厅也从运用微生物入手创作菜肴。Sean Brock的Husk餐厅同样给创新限定了地域，只选用美国南部（梅森-迪克森线以南）所产的食材。这就是说，如果需要的话，他只能找德州产的橄榄油。Brock还从小时候祖母制作德国酸菜、酸玉米和酿酒的方法汲取灵感，将羽衣甘蓝代替卷心菜来发酵德国酸菜，制作发酵辣椒，以及制作各种各样的醋，比如草莓醋、高粱醋以及臭名昭著的用百事激浪酿的醋。
纽约餐饮集团Momokufu同样有一间实验室开发处理食物的新技巧，以鲣鱼干的制作方法来处理本地猪肉，以日本味噌的制作方法来处理斯佩耳特小麦和鹰嘴豆。厨师Nicolaus Balla和Cortney Burns主理的旧金山酒吧Bar Tartine，在菜单主打各种应季泡菜，也时常会有麴，以及各种自制的发酵饮品，比如奶克非尔、水克非尔、格瓦斯。
餐厅可不会仅仅将微生物局限在发酵一途。许多藻类都富含海洋的气息，因此被波士顿的Number 9 Park餐厅和西班牙的Aponiente餐厅珍视。地衣，这种真菌与藻类或蓝藻类的共生体（比如石蕊，俗称苔藓），就时常出现在斯堪的纳维亚的品尝菜单上。
发酵复兴的驱动者之一是“发酵复古派”Sandor Katz。Katz自90年代初期就开始自己发酵蔬菜，起因是他发现自己有太多卷心菜了，可以用来做欧洲中部人都非常熟悉的德国酸菜，他甚至后来因此有了一个外号叫“卷心菜”。自此他一发不可收拾，开始自制酸奶、奶酪、酿酒、酸面包，甚至一些更具挑战的霉菌发酵物，像麴、味噌和印尼丹贝。Katz自1998年开始传授这些技巧，他的三本书《自然发酵》、《革微波食品的命》、《发酵艺术》时常被引用，也常被餐厅参考。
加州的伯克利市有另一间制作发酵食品的店叫Cultured Pickle Shop，它的店主Alex Hozven和Kevin Farley从90年代中期起开始在加州门多西诺县尝试与世隔绝的生活，于是制作味噌成为了生活的一部分。他们不经意间从附近的GEM Cultures公司找到了米曲霉孢子的货源。
这间公司是美国唯一的麴供应商，多年来为发酵实践者提供孢子货源至今。Alex和Kevin在这二十多年来生意越做越大。如今他们提供各种泡菜、德国酸菜，添加水果或香草的红茶菌，以及日式传统渍物，比如粕渍、味噌渍和糠渍。尽管在旧金山湾区以外几乎无法买到他们的产品，甚至有些产品只能去店里买（野生接种和未灭活的发酵品无法快递），但他们的影响力所达更远。
一些加州、日本等地的厨师被他们新奇的产品吸引，比如柑橘胡椒（译者注：柑橘类水果和辣椒研磨成的酱料）、牛蒡味噌渍和西瓜皮粕渍，希望得到他们作为内行的指导和合作。
许多年轻的厨师和新餐厅认为，发酵一定可以在厨房创新工作中占据一席之地。它所涉及的知识很深，但较为杂乱，也缺乏普适性。鉴于整个发酵过程长达数周或数月，而且不同变量（本地菌群、配料、温度、湿度等等）带来巨大差异，想要成功，必须结合实验、试错、探索、自学。
这四点都可以在社交网络上找到，如今厨师们使 49 30735 49 15289 0 0 3539 0 0:00:08 0:00:04 0:00:04 3539用图片分享手机app Instagram作为同行评议想法的平台（举一些优秀范例 @teamsilent, @tmgastronaut,@ericedgin, @culturedpickleshop, @joshfratoni, @momofukulab, 以及 @lars_williams 和 @arielle_johnson）。年轻厨师如Jason White、Ryan Poli正把这些想法结合本地风土、古老的技术、儿时的回忆和在其他餐厅工作的经验，建立自己的研究数据库，向公众分享他们的发现。
发酵与其它手工食品行业联系紧密，如屠宰、采集野生食材、以及一些其他对传统意义上“烹饪”概念进行拓展的行为。比如在Noma餐厅，使用采集的野生香草、水果、花卉或其他植物可能比运用发酵更为频繁。不仅仅餐厅，对有冒险精神的厨艺爱好者来说也是如此。自家发酵正与其他DIY技能，如陶艺、木工一起协同发展。
来自密歇根杜鲁市的Eric Edgin是一名木工。他创立的“Decadence by Hand”品牌制作各式发酵所用的木制工具，比如制麴用的杉木托盘和盒子，陈放酱油和啤酒的橡木或杉木桶。他也教别人熏制食物、采集野味、屠宰以及制作各式腌制干制肉类。Facebook上，类似Fermenter’s Kitchen和Wild Fermentation这样的小组都在扩展和分享各种有关发酵的实验和专业知识。
手工杉木托盘里的米麴，摄于日本那须的味噌厂。
Arielle Johnson
泡菜时盐要准确称取，酿醋时要增氧、酿酒时要抑氧，米曲霉工作的温度是30-35摄氏度，低氧低酸低盐高蛋白环境下容易导致有害健康的肉毒杆菌繁殖。这些基础的技术性边界条件固然存在，但只要你不怕失败，发酵仍然有很大的实验与探索空间。不妨从泡菜开始，投资小，只需要盐、容器和一个秤。
制作味噌就需要多自学、试错，逐渐掌握如何控制麴的温度。对底物的化学成分和功能进行思考能发现新大陆，如泡蘑菇、新式味噌（不用大豆，改用黄豌豆、鹰嘴豆、酿过酒的麦芽）。非常规信息来源也能启迪新的想法，像是鱼露制作过程的专利，人种学的学术会议记录，李约瑟的《中国科学技术史》，或讨论真菌中酶活性的化工文献。要想在手工微生物学领域里获得成功，必须有自学能力、实验精神和受过训练的直觉，可以说这是一种处于工艺与科学之间的技能。
对运用到食物上的科学而言，微生物学和微生物生态学从七八年前至今正在加入这个越来越大的家庭，并日渐成熟，成为饮食探索的一股崭新而具批判性的力量。这股风潮由20世纪90年代的“分子料理”进化而来，现在从诸如农学、植物学、风味化学、民族植物学等学科汲取创意。它的下一步发展将会非常有意思（以及希望会让我们更有口福）。ⓝ
Nature|10.1038/nmicrobiol.2016.39
原文作者Arielle J. Johnson是丹麦饮食文化非盈利性机构和研讨会MAD的成员。
本文译者为默识先生，旅居新加坡的美食作者。
点击“阅读原文”了解Nature Microbiology上线一年的历程
版权声明：
本文由施普林格·自然上海办公室负责翻译。中文内容仅供参考，一切内容以英文原版为准。欢迎转发至朋友圈，如需转载，请邮件Chinapress@nature.com。未经授权的翻译是侵权行为，版权方将保留追究法律责任的权利。
© 2017 Macmillan Publishers Limited, part of Springer Nature. All Rights Reserved