首页 > 科学

不知酶而用酶:酒曲与人类最早的酶工程

来源:网络 编辑:小彩 更新:2026-10-11

先有曲,后有酶

——人类在还不认识"酶"的年代,已经使唤了它三千年

图 1 同一件事的两种形态:左边是一块晒了三个月的干曲,右边是 1897 年柏林实验室里的一瓶酵母压榨汁。

中间只隔着一道细线,隔着三千年。

一、1897年,柏林的一杯"压榨汁"

德国化学家爱德华·布赫纳(Eduard Buchner)做了一件在当时看来很荒谬的事。

他把干燥的酵母细胞和石英砂、硅藻土混在一起,用研钵和杵反复磨,磨到细胞破碎、渗出液体,再把这些湿乎乎的糊状物塞进压榨机,压出一杯汁。

显微镜检查:里面一个活的酵母细胞都没有。

然后他往这杯汁里加了葡萄糖。

几天后,气泡冒出来了——糖被变成了酒精和二氧化碳。

当时的生物学界被"活力论"统治着:发酵这件事,必须由活着的生物体来完成。

巴斯德本人也坚持这一点。

布赫纳这杯无细胞的"压榨汁"直接把这条信念撞碎了。

英国《自然》杂志当时的评论是:布赫纳用破碎的酵母,击碎了生命力的神话。

十年后的 1907 年,布赫纳因为"发现无细胞发酵及其相关生化研究"获得诺贝尔化学奖。

他把那套能发酵的活性物质命名为"酒化酶"(Zymase)。

从这一刻起,"酶"才作为一个科学概念被人类看见。

但人类开始使唤酶,要早得多。

早到中国人在商代,就已经把"曲"和"蘖"两样东西分得清清楚楚——而这两样东西,本质上就是两套来源完全不同的酶制剂。

再往前追一层:1833 年,法国化学家佩恩(Payen)和佩尔索(Persoz)从发芽的大麦里提取出一种能分解淀粉的物质,这是人类第一次把酶单独拎出来研究——他们提取的那株麦芽,恰恰就是中国人三千年前用来熬饴糖的"蘖"。

人类第一次看清酶,用的正是中国人最先用熟的那种东西。

这个时间差,大约是三千年。

图 2 1897 年的柏林实验室:研钵里正在研磨的是干燥酵母与石英砂的混合物,旁边是压出"汁"的螺旋压榨机,锥形瓶中细密的气泡正从无细胞的提取液里升起。

二、先把话说清楚:酶是什么

用三个特征就能讲明白。

第一,它是催化剂。

它不改变反应的方向,只改变反应的速度。

酶自己不参与消耗,反应完了它还是它——就像流水线上的那个工位,不改变产品设计,只决定这条线能不能跑起来。

第二,它极其专一。

一把钥匙开一把锁。

淀粉酶只切淀粉,蛋白酶只切蛋白质,脂肪酶只切脂肪。

这个"专一"是理解后面所有事的钥匙:一种酶对一类底物,所以你要处理多少种东西,就得准备多少种酶。

第三,它温和。

酶的催化反应大多在常温、常压、接近中性的条件下进行。

这一点非常关键——正是它让"发酵"这件事在古代的陶瓮、竹席、地窖里就能发生,不需要高温高压,不需要强酸强碱。

现在已知的酶能催化数千种生化反应。

而在 1897 年之前,人类已经把其中相当一部分用了几千年,只是不知道自己用的是什么。

三、第一现场:酒

一切都从酒开始。

《尚书·说命》里有一句被反复引用的话:

若作酒醴,尔惟曲蘖。

意思是:想酿"酒"和"醴",你靠的是"曲"和"蘖"。

这句话的分量在于,它把两种东西并列了——而这两种东西是两条完全不同的技术路线。

图 3 两条路线。

左:发芽的麦粒与熬成的琥珀色饴糖——蘖只能把淀粉切到糖。

右:剖开的曲块,断面密布白色菌丝,旁边是一坛带气泡的米酒——曲能把糖再推一步变成酒。

蘖,是发芽的麦子(麦芽)。

麦子一发芽,自己体内就生出淀粉酶,把储存在谷粒里的淀粉切成糖,给幼苗当口粮用。

中国人把这个过程反过来利用:拿麦芽去处理煮熟的粮食,把淀粉变成糖。

《说文解字》给"饴"下的定义是"米糵煎也"——米加麦芽,熬出来。

但蘖只能做到"糖"这一步。

糖是甜的,不是酒。

所以用蘖做出来的"醴",是一种短时间发酵、带渣、味薄的甜酒。

《吕氏春秋》高诱注说得很清楚:"醴者以蘖与黍相醴,不以曲也,浊而甜耳。

"

后来这条路没落了。

宋应星在《天工开物》里总结:"古来曲造酒,蘖造醴,后世厌醴味薄,遂至失传,则蘖法亦亡。

"——蘖法虽然退出酿酒,却完整地活了下来,变成了另一条产业线:饴糖。

而曲,是另一回事。

曲是粮食上长出来的微生物群落——根霉、米曲霉、毛霉、酵母——的复合体。

这套复合体同时具备两种能力:

霉菌分泌淀粉酶,把淀粉切成糖(糖化) 酵母分泌酒化酶,把糖变成酒精和二氧化碳(酒化)

关键在于:这两步是在同一个池子里同时进行的。

这就是中国酒在世界酿酒史上真正的技术分水岭。

葡萄酒靠果实自带的糖直接发酵,是单发酵;西方啤酒靠麦芽先把淀粉糖化、再让酵母发酵,是两步走;而中国的黄酒是把粮食(淀粉)直接投进池子,边糖化边发酵——学术上叫"复式发酵"或"双边发酵"。

曲,就是那个把两步并成一步的"多酶复合体"。

图 4 一口发酵缸的剖面。

上层:白色菌丝在米粒上蔓延,粒面渗出液滴(淀粉被切成糖);下层:液相中的酵母细胞与不断上涌的气泡(糖被变成酒精)。

这两件事在同一口缸里同时发生——这就是"复式发酵"。

就因为这个,中国人讲酿酒必先讲制曲。

所以北魏贾思勰写《齐民要术》的时候,逻辑非常清楚:讲酿酒,必先讲制曲。

他把制曲单独成篇,一口气介绍了九种曲——神曲、笨曲、白醪曲、女曲、方饼曲,以及专门用来做豆酱豆豉的散曲"黄衣"和"黄蒸"。

四、古人怎么给酶"定量":一个出人意料的答案

最让人吃惊的一点在这里。

《齐民要术》里评价一种曲好不好用,用的指标叫**"杀米量"**——一斗曲能"杀"掉多少米。

这个"杀"字用得极准。

它描述的就是酶把米里的淀粉分解掉、转化成酒的那个过程。

换句话说,古人造的其实是一个酶活力单位,只不过他们没有把它写成 U/mL,而是写成"一斗曲杀米几石"。

把《齐民要术》的记载换算一下:

("神"和"笨"的命名,就是按这个效率来的:神曲用曲量小、威力大;笨曲用曲量大、威力弱。

)

现在看一个有意思的对照。

现代名优黄酒的用曲量是多少?

江苏丹阳甜黄酒:约 8% 山东即墨黄酒:约 13% 浙江绍兴酒:约 15%

也就是说,今天最好的黄酒,用曲量反而接近古代"笨曲"的那一档。

这不是技术退步。

原因有两个:一是现代黄酒除了麦曲,还要另加酒药或酒母(专门培养的酵母),曲的角色被拆分了;二是现代酿酒追求的是风味层次,不是出酒率。

用曲量高,蛋白质分解更充分,氨基酸和香气物质更丰富——就是那口"醇厚"的来源。

古人并不是不会省着用,他们是在"用曲量—风味—成本"之间做取舍。

就凭这一点,说他们是经验主义的工程师,一点不过分。

图 5 曲架与酒瓮。

曲块在架上整齐码放,表面已见白色菌丝;陶瓮、木桶、竹篮各归其位。

这套陈设本身就是一条产线:曲是原料,瓮是反应器,而"一斗曲杀米几石"是它的产能指标。

五、真正厉害的地方:把不可见的生物学,变成可控的流程

古人没有显微镜,不知道有霉菌和酵母,更不知道酶是什么。

但他们做对了一整套事。

1. 用原料配比来筛菌。

神曲的原料不是单纯生麦,而是按"蒸、炒、生"三种状态搭配——有的等量配,有的 6:3:1。

蒸和炒改变的是灭菌程度、水分和营养的可利用性。

对微生物来说,这就是在选择压:什么菌能在这块料上先长起来,是被配方决定的。

2. 用日历和空间来控温控湿。

《齐民要术》制神曲要求"七月取中寅日"作,取水要"日未出时",曲房必须是草屋而不是瓦屋——因为草屋密闭性更好,利于保温保湿避风。

地要净扫,制曲时"不得令杂人接近"。

这不是迷信,这是一套古代的洁净车间规范:环境卫生、温湿度、防止外来污染,一个都不少。

图 6 茅棚里的制曲现场。

曲块整齐排在扫净的泥地上,两人跪着翻曲;门口那个人抬起手臂,把闲人挡在外面——《齐民要术》里写的是"不得令杂人接近曲房"。

一千五百年前的一道工序,字面意思就是今天的"洁净区人员管控"。

3. 用曲母来传种。

北宋朱肱的《北山酒经》(成书于 12 世纪初)记载了十三种曲,比《齐民要术》更进一步的地方在于,它开始把陈曲的粉末涂在新曲块上,或者混进新曲的原料里。

这叫"曲母接种"。

它的实质是:把上一代曲里那批被证明好用的菌种,接到新一代曲里去。

这是事实上的菌种保藏与传代——对应到现代,就是菌种保藏中心和种子罐。

4. 用干燥和陈放来提纯。

曲要"反复日晒,令极干",并且存放一段时间再用。

目的是让制曲时混进来的杂菌在长期干燥中陆续死掉。

这就是在没有无菌操作的时代,用物理手段做"纯化"。

5. 用眼睛给发酵过程打时间戳。

这一点,宋应星在《天工开物·丹曲》里写得极漂亮。

他描述红曲(丹曲)发酵过程中的颜色变化:

其初时雪白色,经一二日成至黑色。

黑转褐,褐转代赭,赭转红,红极复转微黄。

他还记录了操作者是怎么盯着的:"候视者七日之中,即坐卧盘架之下,眠不敢安,中宵数起。

"——七天里,看曲的人就睡在曲架底下,半夜还要爬起来看好几次。

他看到的是一串颜色,实际发生的是一整套酶系和代谢产物在换挡。

而他给出的判断是:"目击风中变幻,名曰生黄曲,则其价与入物之力,皆倍于凡曲也。

"——在这一连串颜色变化里练出来的曲,效力是普通曲的一倍。

图 7 《天工开物·丹曲》里那串颜色的实物化:竹盘里的米从雪白,经黑、褐、赭、红,最后转成微黄。

底下那个人裹着毯子坐在曲架下守着——"候视者七日之中,即坐卧盘架之下,眠不敢安,中宵数起"。

他盯的是一串颜色,换挡的是一整套酶。

6. 用感官标准替代仪器读数。

古人判断发酵能力的词叫**"曲势"**。

曲势到了,才能投饭;曲势不足,就等。

《齐民要术》讲分批投料,"依曲势而定"——不定时不定量,看状态。

"曲势"这个词,翻译成现代语言就是:酶活力加上活菌数,用一个经验指标打包判断。

六、酶不只用来做酒:一张中国古代的"用酶地图"

酒只是最集中的战场。

把这套逻辑铺开看,中国古代几乎所有"让食物和材料发生"好"的变化"的工艺,背后都是酶。

注:醋、制靛严格说不是"水解酶"起主导,而是借微生物代谢办事的氧化过程;但它们在"利用看不见的微生物活性来生产"这一点上,和用酶是同一种逻辑,所以列在这里。

沤麻是其中最干净的一个非食品案例——它处理的不是食物,是纤维,而真正干活的是果胶酶。

看着这张表你会发现一件事:这套用法的覆盖范围,从吃到穿、从调味到染色,几乎铺满了整个古代的物质生产。

而贯穿其中的是同一种能力——不看见,也能操作。

图 8 一条长卷读下来,就是一部"用酶地图":从左至右——熬饴糖的铜锅与糖罐,晒场上成排的酱缸,长出白霉的腐乳坛,泡着麻捆的沤麻池,挂着蓝布靛染架。

五个场景,五类完全不同的酶,古人一个名字都叫不出来。

七、为什么理论迟到了三千年

既然用得这么熟,为什么"酶是什么"这个问题,人类要到 19 世纪末才回答?

第一个原因是尺度。

酶和微生物都活在肉眼之下。

列文虎克 1674 年才第一次看到细菌。

在此之前,那一切对古人来说都是纯粹的"不可见"。

第二个原因是概念上的坎。

就算看见了微生物,还有一道更硬的坎:发酵到底算"化学",还是算"生命"?这场争论从巴斯德一直吵到布赫纳。

人类必须先能接受"生命的产物可以纯粹是化学的",才可能理解酶。

布赫纳那杯压榨汁之所以震动学界,不是因为新发现了一种物质,而是因为它动摇了"生命"这个概念本身的边界。

第三个原因是:技术本来就可以不走原理。

工匠的经验靠配方、口诀、师徒相授往下传,不需要写清楚"为什么"。

这就是 know-how 和 know-why 的分野。

你不需要懂热力学,也能把火烧旺。

而最可惜的一点是:中国古人其实离得很近,只是用错了模型。

《北山酒经》里有一句话,非常典型:

曲之于黍,犹铅之于汞,阴阳相制,变化自然。

朱肱在这里试图解释:为什么把曲投进黍米,米就会自己发生变化?他借用了当时炼丹术里"铅汞转化"的模型——一种物质能让另一种物质"自然变化",就像铅能点化汞。

他看到了"催化"。

他没有词来形容它,就用了那个时代最像催化现象的比喻。

同书还引《春秋纬》:"麦阴也,黍阳也。

先渍曲而投黍,是阳得阴而沸。

"——他准确地记下了"投料之后会沸腾冒泡"这个现象,但把它归给了阴阳相激。

还有一个细节很有意思。

《北山酒经》转引《养生论》说:"酒所以醉人者,曲糵气之故尔。

曲糵气消,皆化为水。

"——古人用"气"来指代那个看不见、但确实在起作用的东西。

贾思勰在《齐民要术》里,则把发起酿造的那些看不见的活性称为**"衣"**。

"气"、"衣"、"曲势"——这些都是同一个位置上的占位符。

古人知道那里有个东西,他们只是没有显微镜、没有生化实验室,所以只能给它起个模糊的名字。

名字起了三四千年,东西是 1897 年才被人握在手里的。

八、真正值得学的三件事

第一,会用,不需要先懂。

人类技术史的绝大多数时间,都是"先有工艺,后有科学"。

蒸汽机比热力学早,疫苗比免疫学早,酒曲比酶学早了三千年。

这不是落后,这是常态。

理论的迟到不丢人,反倒是说明:能靠经验解决的事,人类从来不等理论。

第二,古人的天才不在于"发现"酶,而在于把生物学的不确定性工程化了。

发酵这件事的麻烦在于:活的东西不听话。

温度不对、杂菌进来、时间差半天,一缸料全废。

古人的对策是给不确定的东西套上一层外壳:

用配方比例管住"谁来长" 用日历和季节管住"什么时候长" 用曲房和覆盖物管住"温湿度" 用颜色气味手感管住"长到哪一步了" 用曲母管住"下一批还是这一批"

这五条,每一条都是在给一个看不见的过程装刻度。

他们没有能力观察,所以就把观察的负担转移到了流程上。

第三,现代酶工业并没有发明新逻辑,只是把同一套逻辑做到了更精细。

看最后一行对照,你会发现一个有点荒诞又有点动人的事实:

现代酶工程的整副骨架,是三千年前那几根手指先摸出来的。

后来的仪器,只是给它装上了刻度。

九、结尾

酶不是被发明的,是被发现的。

人类先学会用它,然后花了三千年,才学会懂它。

中间这段漫长的空白,并不是一段黑暗——恰恰相反,那是人类最耐着性子的一段时期:在没有理论、没有仪器、甚至不知道自己在跟什么打交道的情况下,靠一缸一缸的失败,把一套只用经验就能复制的流程,磨到了可以传代、可以标准化、可以成为一门手艺的程度。

布赫纳那杯压榨汁里装着的东西,和中国某座县城酒坊里晒了三个月的那块曲,是同一个东西。

区别只在于:一块曲知道怎么做,不知道为什么;一杯汁知道为什么,但得等三千年。

主要参考文献

Liu L, Zhang J, Li J, He Y, Gao Z, Jiang L. Identification of 10,000-year-old rice beer at Shangshan in the Lower Yangzi River valley of China.PNAS, 2024. doi:10.1073/pnas.2412274121 Wang J, Jiang L, Sun H. Early evidence for beer drinking in a 9000-year-old platform mound in southern China.PLoS ONE, 2021. doi:10.1371/journal.pone.0255833 Liu L, Wang J, Levin MJ, et al. The origins of specialized pottery and diverse alcohol fermentation techniques in Early Neolithic China.PNAS, 2019. doi:10.1073/pnas.1902668116 Wang J, Liu L, Ball T, Yu L, Li Y, Xing F. Revealing a 5,000-y-old beer recipe in China.PNAS, 2016. doi:10.1073/pnas.1601465113 Liu L, Chen J, Wang J, Zhao Y, Chen X. Archaeological evidence for initial migration of Neolithic Proto Sino-Tibetan speakers from Yellow River valley to Tibetan Plateau.PNAS, 2022. doi:10.1073/pnas.2212006119 贾思勰(北魏):《齐民要术》卷七,成书于 544 年。

朱肱(宋):《北山酒经》,1117 年。

宋应星(明):《天工开物》,1637 年。

Payen A, Persoz J-F. Mémoire sur la diastase…Annales de chimie et de physique, 1833, 53: 73–92. Kühne W. Über das Verhalten verschiedener organisirter und sog. ungeformter Fermente.Verh. Heidelb. Naturhist.-Med. Ver., 1877, 1(3): 190–193. Buchner E. Alkoholische Gärung ohne Hefezellen.Ber. Dtsch. Chem. Ges., 1897, 30: 117–124.(1907 年诺贝尔化学奖) Sumner JB. The chemical nature of enzymes.Science, 1926.(1946 年诺贝尔化学奖)

数据口径说明

文中"杀米量 → 用曲量百分比"的换算(神曲 2.5%~5.5%、白醪曲 9.1%、笨曲 14.3%~16.6%)出自农史研究者对《齐民要术》记载的推算,不是原文直接给出的百分数,属现代解读,不同研究者换算口径可能略有出入。

现代黄酒用曲量(丹阳 8%、即墨 13%、绍兴 15%)为行业常见的概略数值,各厂实际工艺配方不同,且均需另加酒药或酒母,与古代的"用曲量"不完全可比。

文中所引古籍原文,以《齐民要术》(北魏·贾思勰)、《北山酒经》(北宋·朱肱)、《天工开物》(明·宋应星)通行本为准。

主要文献线索

《尚书·说命》|《诗经·大雅》《诗经·陈风》|《说文解字》|《氾胜之书》|《齐民要术》|《北山酒经》(《酒经》)|《天工开物·曲蘖/丹曲》|《本草纲目》

豆瓣酱炒出红油底味,啤酒焖烧成就红亮家常啤酒鱼

草鱼宰杀洗净斩成块,加盐、料酒和姜片腌制去腥,鱼块表面薄薄拍一层淀粉。

锅中倒油烧热,油温六成热时下鱼块煎到两面金黄定型,煎过的鱼皮紧致焦香不容易散。

锅中留底油下姜蒜片和干辣椒段爆香,放豆瓣酱炒出红油,酱香和辣味融合成浓郁的底味。

倒入一整瓶啤酒,啤酒的量要没过鱼块,加生抽、老抽和少许白糖调味。

啤酒的麦芽香和气泡能去腥增鲜,让鱼肉更加嫩滑,比用水炖出来的味道更醇厚。

大火烧开后转中火炖煮十分钟,鱼块在啤酒酱汁中咕嘟翻滚,酱色慢慢渗进鱼肉里,啤酒的香气随着热气挥发带走腥味留下麦芽的醇香。

放入青红椒块和洋葱块继续煮两分钟,青红椒的清甜和洋葱的辛香融入汤汁中,给浓郁的酱汁增加了一抹清爽的亮色。

汤汁收到浓稠时撒入香菜段和葱花关火出锅,一大盘啤酒鱼红亮油润,鱼块完整饱满裹着浓稠的酱汁,青红椒和洋葱散落其间,色香味俱全。

煎鱼块的时候火候要足,油热了再下鱼块,下锅后不要急着翻动,等煎到金黄定型了再翻面,鱼皮才不会破。

啤酒要选味道清爽的普通啤酒,黑啤味道太重会抢了鱼的鲜味。

炖煮的时间不要过长,十分钟左右鱼肉熟透入味就好,炖久了鱼肉会散。

豆瓣酱本身有咸味,生抽和盐要适量少放。

青红椒和洋葱最后放保留清脆口感,给浓郁的酱汁增添一份清甜解腻的层次,让整道菜的味道更加立体。

这盘啤酒鱼端上桌,鱼块酱红油亮裹着浓稠的汤汁,青红椒和洋葱点缀其间。

夹一块鱼肉入口,鱼皮焦香有韧劲,鱼肉嫩滑入味,啤酒的麦芽香和豆瓣酱的醇厚融合得恰到好处,咸鲜中带着微辣回甜。

青红椒清甜脆嫩正好解了酱汁的厚重,洋葱软甜带着辛香,和鱼肉搭配着吃层次很丰富。

盘底的浓汁浇在米饭上格外下饭,麦香和酱香包裹着米粒吃起来特别满足。

这道菜比普通红烧鱼多了一层啤酒的醇香,风味独特吃着很过瘾。

自制腐乳这样做,只要两步就轻松搞定,过年吃上自己亲手做的腐乳

标题:自制腐乳这样做,只要两步就轻松搞定,过年吃上自己亲手做的腐乳。

在中华美食的浩瀚星河中,腐乳以其独特的醇香和悠久的历史,成为了餐桌上的一道亮丽风景线。

然而,对于许多初次尝试制作腐乳的朋友来说,这道看似简单的家常菜却隐藏着不少学问。

今天,就让我以作家的身份,为你揭开自制腐乳的神秘面纱,让你轻松掌握这一传统美食的制作秘诀。

首先,我们要准备新鲜的豆腐、盐、酒曲以及一个干净的容器。

将豆腐切成小块,放入容器中,撒上适量的盐,然后倒入准备好的酒曲。

接下来,就是最关键的一步——密封发酵。

将容器盖紧,放置在温暖无阳光直射的地方,静待数日。

在这个过程中,豆腐会吸收酒曲中的微生物,逐渐转化为腐乳特有的风味。

最后,当腐乳呈现出诱人的金黄色时,就是我们品尝的时刻了。

轻轻打开容器,一股浓郁的香气扑鼻而来,让人垂涎欲滴。

此时,你可以将腐乳切片,搭配米饭或是蔬菜,享受这道传统美食带来的独特风味。

在这个快节奏的时代,我们或许已经习惯了快餐文化,但对于这样一道承载着历史与文化的传统美食,我们又怎能轻易放弃呢?自制腐乳不仅是一种味蕾的享受,更是一种对传统文化的传承与尊重。

所以,下次过年时,不妨亲手制作一份腐乳,让这份来自家乡的味道陪伴你度过一个温馨而又难忘的节日。