新疆“小河公主”的奶酪，與今天的奶酪有何不同？_風聞

在塔克拉瑪干沙漠之中，隱藏着一個古老而神秘的墓地——小河墓地，這裏埋藏着佩戴奇異裝飾的木乃伊“小河公主”。在“小河公主”頸部、胸部和身側散佈着的奶酪塊引人注目。

這些古老的奶酪是如何製作出來的？與我們今天的奶酪有何不同？它們背後又隱藏着哪些不為人知的歷史？

**中國科學院古脊椎動物與古人類研究所古遺傳學研究團隊（付巧妹團隊）從這些世界最古老的奶酪中獲取高質量的古代乳酸菌基因組，用獨特的發酵古微生物視角回答了這些問題。**相關成果近日發表於《細胞》（Cell）。

01

一“技”之長

用開菲爾粒發酵製作奶酪

小河墓地出土的奶酪塊已有3500年之久，顏色偏乳黃，質地疏鬆，形狀呈不規則多孔狀。

▲小河墓地出土的開菲爾奶酪

研究從三例奶酪樣本中鑑定發現了豐富的與發酵相關的微生物羣落，如馬乳酒樣乳桿菌（Lactobacillus kefiranofaciens，即下文中的開菲爾乳酸菌）和瑞士乳桿菌（Lactobacillus helveticus）等細菌菌株，以及馬克斯克魯維酵母（Kluyveromyces marxianus）和庫德里阿茲威氏畢赤酵母（Pichia kudriavzevii）等真菌菌株。

這些乳酸菌和酵母菌正是典型的開菲爾粒所包含的菌株，這表明新疆小河居民在青銅時代已經利用開菲爾粒來製作開菲爾酸奶或奶酪，顯示出利用發酵微生物來發酵奶製品的古老智慧和製作工藝。

發酵的價值不僅僅是延長奶製品的保存期限，變換風味，更重要的是在製作過程裏大大降低了乳糖的含量，讓乳糖不耐受的小河居民也能輕鬆食用。

02

“交際”廣泛

用“草原”羊奶製作奶酪

通過提取分析奶酪樣本中的哺乳動物線粒體DNA，研究發現****小河居民是用牛或者山羊這些家畜來產奶並製作奶酪的。

值得一提的是，小河居民用來產奶的山羊並不是東亞內陸的馴化山羊，而是新石器時代以後伴隨草原牧民遷徙而廣泛分佈在歐亞大陸的一個支系，這很可能是青銅時代小河居民與草原牧民互動交流的結果，也折射出小河地區畜牧業發展可能的來源。

▲歐亞地區山羊的系統發育樹

03

樂於“分享”

讓開菲爾發酵技術遠播內陸

通過從奶酪樣本中重建古代開菲爾乳酸菌基因組，並結合歐亞大陸不同地區現代開菲爾乳酸菌基因組進行系統發育關係分析，研究發現開菲爾乳酸菌存在歐洲和東亞兩個重要支系。

歐洲支系主要包括來自歐洲以及亞洲沿海和島嶼地區的菌株，符合從高加索擴散到歐洲及亞洲和東南亞沿海地區的擴散路線。

小河居民用於發酵開菲爾奶酪的古代新疆菌株與現代西藏菌株則屬於東亞支系，且古代新疆菌株位於該支系的基部位置，這説明開菲爾乳酸菌及其發酵技術存在另一條從新疆傳播到西藏等東亞其他內陸地區的新的、獨立的傳播路線。

由此可知，歐亞大陸不同地區古人羣在應用和馴化開菲爾乳酸菌的過程中，有過不同的遷徙和交流路線。

▲開菲爾乳酸菌（Lactobacillus kefiranofaciens）菌株的系統發育樹

04

互“利”共“生”

人類與發酵微生物協同演化

人類和發酵微生物之間的協同演化是一個複雜而有趣的過程。以開菲爾乳酸菌為例，研究揭示出進化時間尺度上乳酸菌與人羣互利共生、協同演化的分子機制。

相比於青銅時代的開菲爾乳酸菌菌株，現代菌株出現了與耐藥機制、細菌自身免疫及減輕人類腸道炎症反應相關的基因簇，而這些功能元件的變化一方面是開菲爾乳酸菌面對環境壓力的適應性演化，另一方面也是伴隨人類活動、技術文化變遷以至人體腸道微生物環境適應等長期相互作用的結果。

同時，人類對開菲爾乳酸菌的偏好性馴化和傳播，則相應推動了其自身飲食習慣和生產方式的轉變及畜牧業的發展；通過發酵奶製品攝入的乳酸菌也幫助人類調節腸道的消化功能，對人類健康產生影響。

付巧妹團隊歷經十一年攻關探索，通過設計70餘萬個捕獲探針，將開菲爾奶酪樣品中的乳酸菌DNA從0.43%-0.55%富集提升至64%-80%****，使得第一例古代發酵微生物的全基因組研究成為可能；而系統性的發酵古微生物基因組研究，更是直觀地揭開了新疆小河居民對發酵微生物的應用馴化和傳播交流歷史，洞察了數千年來乳酸菌在長時間馴化條件下基因組功能元件的演變歷程。