AI 生成示意,茨城縣產業技術創新中心與浦里酒造店外觀

根據茨城縣產業技術創新中心與浦里酒造店共同研究發現,從江戶時期出現的清酒製造技術「生酛」法,不僅是保存數百年的釀酒智慧,也可能蘊藏著值得現代科學重新認識的微生物資源。

2024年,研究團隊發現,一株從生酛酒母中分離出的乳酸菌,能夠影響人體免疫細胞的反應。這項發現,讓傳統清酒釀造與現代免疫學產生了意想不到的交集。

古老的造酒智慧,生酛酒母法

圖片來源:大七酒造。左方為生酛(酛=酒母)的微生物生長曲線,這是源自江戶時代的造酒智慧,使用「寒造」與「暖氣樽(Dakieri)」來製酒母,先利用冬季低溫環境(6-7度)使能在低溫下作用的硝酸還原菌殺死環境野生菌(同時進行山卸搗酛),再用熱水慢慢提升酒母桶的溫度(10-15度),使得原本在低溫中處於休息狀態的乳酸菌開始作用,創造適合釀酒酵母生長的酸性環境。酵母發酵時也會持續產熱(16-23度),當酒精生成量達到一定程度,酒精會殺死乳酸菌,最後再讓發酵降至低溫(7-8度)刺激酵母產香氣。右方為速釀系,直接添加乳酸與酵母的微生物生長曲線。

聊到日本清酒的生酛(Kimoto),熟悉清酒的人可能會聯想到環境的天然乳酸菌、豐富的旨味,以及傳統酒造費時費力的製作工序。

相較於現代清酒釀造普遍直接添加乳酸的速釀酛,生酛利用自然環境中的乳酸菌,在酒母培養初期逐漸產生乳酸,使環境酸化,抑制不利於釀造的微生物,為酵母建立適合生長的條件。

在這個過程中,乳酸菌始終扮演著重要角色。不過,這些乳酸菌的價值,可能不只是協助清酒發酵。

2024年11月,日本《日本釀造協會誌》刊登了一篇由茨城縣產業技術創新中心與浦里酒造店共同進行的研究,題為《生酛來源的 Leuconostoc mesenteroides URAZATO 菌株對 M2 型巨噬細胞免疫功能的影響》。

研究團隊從浦里酒造的生酛酒母中分離出一株乳酸菌,命名為 URAZATO,並進一步研究它對人體免疫細胞的作用。

這株菌屬於  Leuconostoc mesenteroides 的家族,中文通常稱為腸膜明串珠菌,是一種參與食品發酵的乳酸菌。它也並不是清酒獨有的微生物,而是廣泛參與傳統食品發酵的乳酸菌。從韓國泡菜、德國酸菜、日本醃漬蔬菜,到部分起司與發酵乳製品,都能發現它的身影。

這類乳酸菌能將糖分轉化為乳酸、二氧化碳及其他代謝物,不僅協助建立適合發酵的酸性環境,也參與風味的形成。

不過,即使屬於同一菌種,不同菌株的功能仍可能有明顯差異。正如本篇的主角 URAZATO 菌株,在細胞實驗中的層級中,展現出調節免疫相關基因表現的潛力。這也讓傳統釀造中的乳酸菌,從食品酒類發酵的角色,進一步成為免疫學研究關注的對象。

免疫系統不是越強越好,而是需要平衡

要理解這項研究的重要性,首先得認識人體免疫系統。

我們常聽到「提升免疫力」,但免疫系統並不是反應越強烈越好。它必須能夠辨識真正的威脅,同時避免對無害物質產生不必要的攻擊。以食物過敏為例,某些人的免疫系統會將特定食物蛋白誤認為威脅,啟動過度的免疫反應。在這個過程中,Th1與Th2兩類輔助型T細胞所參與的免疫反應,扮演著不同角色。

簡單來說,Th1反應主要與細胞性免疫及對抗細胞內病原體有關;Th2反應則與寄生蟲防禦,以及某些由IgE抗體參與的過敏反應密切相關。兩者並不是單純的好與壞,而是需要適當調節。

研究團隊關注的另一個主角,是巨噬細胞(Macrophage)。

巨噬細胞就像免疫系統中的巡邏員,負責辨識、吞噬外來物質,並向其他免疫細胞傳遞訊息。其中,M2型巨噬細胞與組織修復、免疫調節,以及部分Th2型免疫反應有關,也可能參與食物過敏的發展。

因此,研究者想知道:來自清酒生酛的URAZATO乳酸菌,能否改變M2型巨噬細胞的免疫反應?

URAZATO 乳酸菌,改變了免疫細胞的訊號

AI生成示意,M2巨噬細胞影響免疫系統的途徑,以及URAZATO可能影響的狀況

研究人員利用人類來源的THP-1細胞株,在實驗室中誘導形成M2型巨噬細胞,再加入URAZATO菌株,觀察細胞內相關基因的變化。結果發現,URAZATO能降低CD163與TGF-β等M2型巨噬細胞相關標記的基因表現,同時促進IL-1β及IL-12a等與Th1免疫反應相關的基因表現。

另一方面,研究並未觀察到TNF-α等部分發炎相關基因受到顯著促進。研究團隊也發現,URAZATO能影響MyD88、NF-κB、IRAK及MAPK等細胞內訊號傳遞路徑相關基因。

如果用比較生活化的方式理解,這株乳酸菌似乎能改變免疫細胞接收與傳遞訊息的方式,而不只是全面提高免疫反應的強度。

這項結果讓研究者推測,URAZATO可能具有調節與過敏相關免疫反應的潛力。

但必須強調,這仍是細胞層級的研究。基因表現的變化,並不等於人體已經產生抗過敏效果。研究者也指出,未來仍需要透過動物實驗,進一步確認其作用。

用 URAZATO 乳酸菌作健康食品?

這項研究最有意思的地方,在於URAZATO並非只存在於實驗室中的特殊菌株。根據論文,這株乳酸菌已經被應用於清酒釀造。

另外研究者也已經確認,URAZATO 能在米麴糖化製成的甘酒中迅速增殖,並使酸度上升。因此,它已被用作傳統酒母製法「酸基醴酛」的乳酸菌接種材料。

這是目前最明確、已經具有實際應用基礎的功能:利用特定乳酸菌穩定產生乳酸,協助建立適合清酒發酵的酒母環境。至於免疫調節研究,則讓這株菌出現了第二種可能性。

研究團隊在論文中特別提出,未來可以探索利用URAZATO發酵的甘酒,以及酸基醴酛製程所產生的酒粕,作為新型食品開發素材。

甘酒可以利用米麴糖化後的米液製作,不一定含有酒精;酒粕則是清酒釀造後產生的副產物。如果能進一步確認其中的菌體或相關成分具有穩定的生理活性,就有機會發展不同於傳統酒類的發酵食品。

不過,這裡仍有幾個重要問題需要釐清,包括菌株經過食品加工後是否保有活性、需要攝取多少,以及食用後是否真的能影響人體免疫功能。

換句話說,釀造用途已經有實際基礎,健康功能則仍處於研究階段。

不是所有乳酸菌都有相同效果

研究團隊也將 URAZATO 與其他乳酸菌進行比較,其中包括廣泛應用於益生菌研究的 LGG 菌株。結果發現,即使同樣是乳酸菌,不同菌株對免疫細胞的作用也不盡相同,顯示免疫調節能力可能具有菌株特異性。

即使屬於同一個物種,也不代表具有完全一致的功能。

這提醒我們,討論發酵食品的微生物價值時,不能只停留在「含有乳酸菌」的概念,而需要進一步確認菌種、菌株,以及其實際生物活性。

同樣地,這項研究也不能被直接解讀為「喝生酛清酒可以改善過敏」。清酒在發酵與製成過程中,微生物的生存狀態、數量與組成都會改變。

若要將研究成果轉化為食品,無酒精發酵甘酒或其他經過驗證的乳酸菌發酵製品,反而是更值得探索的方向。

傳統釀造,也是一座微生物資源庫

過去我們理解清酒,往往從米、水、麴菌、酵母,以及釀造技術出發。但在傳統生酛的世界裡,乳酸菌同樣是不可忽略的角色。它們不只影響發酵初期的酸度與微生物環境,也可能具有尚未被充分認識的生物學特性。

雖然目前 URAZATO 的研究,尚未證明清酒能夠治療過敏,也還不足以支持任何人體健康功效的宣稱。然而,它確實提供了一個新的研究方向:傳統釀造過程中被保存下來的微生物,除了製酒之外,是否還能成為食品科學與生物技術的研究素材?

從生酛酒母中的一株乳酸菌,到免疫細胞實驗,再到未來發酵食品的可能應用,這項研究展現了傳統技術與現代科學相遇時,所能產生的新問題與新機會。

或許,清酒釀造真正值得珍惜的,不只是最後裝進酒瓶裡的酒,也包括那些在漫長發酵歷史中,與人類共同生活、卻仍有許多未知之處的微生物。

 

參考文獻: 飛田啓輔、浦里知可良、浦里浩司(2024)。〈生酛由来 Leuconostoc mesenteroides URAZATO株がM2マクロファージの免疫機能に及ぼす影響〉。《日本醸造協会誌》,119(11),611–620。