【微生物】咖啡和可可的多樣酵母菌

■不少人著迷於咖啡和巧克力的滋味,除了種子本身的風味,酵母菌的發酵也摻了一腳,我們人類還帶著酵母菌全球趴趴走。

發酵的可可豆(Photo credit: Irene Scott/AusAID,CC BY 2.0)
發酵的可可豆(Photo credit: Irene Scott/AusAID,CC BY 2.0)

撰文|黃貞祥

釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae),又稱麵包酵母或者出芽酵母。釀酒酵母是和人類關係最密切的一種酵母,不僅因爲傳統上它可用於製作麵包和饅頭,食品級釀酒、咖啡和可可的發酵也少不了它。它在現代分子和細胞生物學中用也作真核模式生物。

美國西雅圖的太平洋西北糖尿病研究所的遺傳學家Aimée Dudley等人為了瞭解酵母菌的多樣性,首先他們到資料庫中尋找資料,可是發現中南美洲、非洲、亞洲和印尼的資料極為貧乏。他們並沒有旅費到處採樣,於是他們把腦筋動到咖啡和可可上。

許多還沒有酵母菌採樣的地點,都出產咖啡和可可。咖啡和可可分別源自衣索比亞和南美洲。可可豆是巧克力的主要原料,在收成可可時,可可農會把可可的果莢剖開發酵幾週再收取裡頭的可可豆。同樣的,咖啡農也會在從漿果中取出咖啡豆的前後讓它們發酵。於是他們打了咖啡和和可可的主意,採購了世界各地的咖啡豆和可可豆,然後從中採集酵母菌。

當他們收集到了全球的咖啡和可可酵母菌,就在實驗室培養,並且萃居取DNA進行基因體定序來比較它們的遺傳多樣性。他們發現酵母菌的遺傳關係和地理位置息息相關。所有酵母菌都可分為三大族群,一個來自歐洲釀酒的酵母、一個來自北美的橡樹,另一個來自亞洲。同時他們也發現,區域間酵母菌的遠近關係,反映了人類的遷徙路線,看來人類的全球化活動,不僅把動植物跨洋傳播,也在把微生物四處交流。

例如哥倫比亞的咖啡酵母,就是北美橡樹酵母和歐洲釀酒酵母的混血,反映出歐洲人殖民南美的歷史;而葉門的咖啡酵母,則是亞洲品系和歐洲釀酒酵母的混血,可能是藉由絲綢之路的東西交流而邂逅的。

他們還未研究不同品系的酵母菌是否和咖啡或可可的風土味有關。不過酵母菌的來源,已知和葡萄酒的風土味息息相關。此外咖啡和可可酵母菌,多樣性比釀酒酵母還高,所以也可能在咖啡和可可的風土味上摻了重要一腳。

原學術論文:Catherine L. Ludlow, Gareth A. Cromie, Cecilia Garmendia-Torres, Amy Sirr, Michelle Hays, Colburn Field, Eric W. Jeffery, Justin C. Fay, Aimée M. Dudley. Independent Origins of Yeast Associated with Coffee and Cacao Fermentation. Current Biology, 2016; DOI: 10.1016/j.cub.2016.02.012

參考資料:
1. Cell Press. "You can thank diverse yeasts for that coffee and chocolate." ScienceDaily. ScienceDaily, 24 March 2016.
2. Lizzie Wade. Like the flavor of coffee and chocolate? Thank the yeast that hitchhiked on human migration. Science DOI: 10.1126/science.aaf403

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作者:黃貞祥 現任教於國立清華大學分子與細胞生物研究所暨生命科學系,從事鳥類的演化遺傳學、基因體學及演化發育生物學研究。科教中心特約寫手,從事科普文章寫作。

 

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