厨师出身的化学家Vayu Hill-Maini有一个爱好:用真菌把食物垃圾变成美味佳肴。
他的一个合作者是Rasmus Munk，哥本哈根米其林二星级餐厅Alchemist的主厨和合伙人，他提供一种甜点——生长在大米上的橙色神经孢子菌霉菌——灵感来自于Hill-Maini。
在过去的两年里，Hill- maini一直在与纽约波坎蒂科山(Pocantico Hills)的米其林二星级餐厅Blue Hill at Stone Barns的一组厨师合作，用生长在谷物和豆类上的神经孢子菌(Neurospora)霉菌，包括制作燕麦牛奶后剩下的果肉，制作美味的食物。在蓝山，你可能很快就会得到一份覆盖着橙色神经孢子虫的谷物馅饼，旁边是发霉的面包——橙色神经孢子虫生长在米面包上，油炸后，闻起来和尝起来都像烤奶酪三明治。
这只是Hill-Maini的开始，他是加州大学伯克利分校米勒博士后研究员。他在加州大学伯克利分校化学和生物分子工程教授Jay Keasling的实验室工作，致力于学习有关中间神经孢子菌的一切知识。中间神经孢子菌是一种广泛存在的真菌，传统上在印度尼西亚被用来从大豆浆中制作一种叫做oncom(发音为ahn' cham)的食物，因此它可以广泛地适应西方的食物垃圾和西方人的口味。
“我们的食品系统效率非常低。仅在美国，就有三分之一左右的食物被浪费了，而垃圾里的不仅仅是蛋壳。这是一个工业规模。”“酿造过程中涉及的所有谷物，所有没有制成燕麦奶的燕麦，以及没有制成豆奶的大豆都发生了什么?”它被扔掉了。”
当一位来自印度尼西亚的厨师同事向他介绍发酵oncom时，他说，这让他感到震惊，“这种食物是一个很好的例子，告诉我们如何利用废物，发酵，然后用它来制作人类食物。”所以让我们从这个例子中学习，详细研究这个过程，也许我们可以从如何解决食物浪费的普遍挑战中吸取更广泛的教训。”
Hill- maini对神经孢子菌益处的宣传，启发了蓝山今年夏天在其试验厨房安装了一个培养箱和组织培养罩，使餐厅能够更深入地研究真菌食物。此前，负责特殊项目的厨师Luzmore将各种基质通过联邦快递送到Hill-Maini在加州大学伯克利分校附近埃默里维尔联合生物能源研究所(JBEI)的实验室，在那里神经孢子菌神奇地将它们转化为研究材料。卢兹莫尔尝过许多神经孢子菌的实验，不过他最喜欢的是用不新鲜的米面包做的。
“它非常美味。它的外观和味道就像你把切达奶酪磨碎放在面包上烤一样，”卢兹莫尔说。“这是一个非常清晰的窗口，可以用来做什么。”
虽然来自许多文化背景的人们长期以来一直食用由真菌转化的食物——谷物通过酵母转化为酒精，牛奶凝块通过青霉菌转化为蓝奶酪，酱油和味噌通过曲霉菌(米曲霉)从大豆中提取——oncom在从废弃食物中提取方面是独一无二的。很久以前由当地的爪哇人开发，它似乎是唯一一种完全由神经孢子菌霉菌发酵的人类食物。但好景不长。
Hill-Maini的一篇论文将于8月29日发表在《自然微生物学》(Nature Microbiology)杂志的网络版上，内容是关于将豆浆废物转化为oncom的中间神经孢子菌菌株的遗传学，以及这种真菌如何用化学方法改变30种不同的植物废物。
他说:“我认为，在过去的几年里，真菌和霉菌因其对健康和环境的好处而引起了公众的注意，但人们对这些真菌将原料转化为食物的分子过程知之甚少。”“我认为，我们的发现让我们看到了这些可能性，并进一步释放了这些真菌对地球健康和地球可持续性的潜力。”
36小时内的营养小吃
在西爪哇，oncom有两种:红oncom，是用发酵豆腐剩下的豆浆制成的;黑oncom，是用榨花生油剩下的压榨物制成的。它们的用法也差不多——用来炒菜、做油炸零食、和米饭一起做饺子馅。
Hill-Maini发现，这些发霉混合物的神奇之处在于，真菌能在大约36小时内将难以消化的植物物质——源自植物细胞壁的多糖，包括果胶和纤维素——转化为可消化的、营养丰富的美味食物。
他说:“真菌很容易吃掉这些东西，这样做会使这些食物和更多的自己，从而增加蛋白质含量。”“所以你实际上在营养价值上有了转变。你可以看到味道的变化。一些与大豆有关的异味消失了。最后，一些有益的代谢物会大量产生。”
酵母是一种单细胞真菌，具有著名的变革性，可以将谷物和水果发酵成酒精。但制造oncom的真菌是不同的:它是一种丝状真菌，以丝状生长和传播，与生活在森林土壤中并产生蘑菇的真菌的菌根相同。然而，oncom真菌不会产生蘑菇;它就像在变质的食物上生长的霉菌。生产蓝纹奶酪的青霉菌和生产酱油、味噌和清酒的曲霉菌都是将平淡食物提升到一个全新水平的丝状真菌的例子。
然而，Oncom是唯一一种，如果不是唯一一种，生长在食物副产品上的真菌食物。在这篇新论文中，Hill-Maini证明了中间芽孢杆菌可以在30种不同类型的农业废弃物上生长，从甘蔗甘蔗渣和番茄渣到杏仁壳和香蕉皮，而不会产生任何毒素，而毒素会在一些蘑菇和霉菌中积累。
他还分析了产生oncom的真菌的基因。令人惊讶的是，他发现导致红色oncom的真菌主要是N. intermedia——它是西爪哇所有10个样本中的主要真菌。
Hill-Maini说:“很明显，哇，这种真菌可能占主导地位，也许足以使这种食物成为可能，它在富含纤维素的豆浆废料上生长，并在36小时内制成食物。”
然而，黑玉米粉中的真菌主要由一系列根霉种类组成，这取决于它的产地。它还含有许多细菌。天培，另一种古老而受欢迎的爪哇蛋白质来源，也是由根霉发酵新鲜大豆生产的。
在深入研究红柱头神经孢子菌的基因，并将其基因与红柱头中未发现的中间神经孢子菌的基因进行比较后，他发现，这种霉菌基本上有两种类型:一种是世界各地发现的野生菌株，另一种是专门适应人类产生的农业废物的菌株。
“我们认为已经发生的事情是，随着人类开始产生废物或副产品，它已经被驯化了，这为中间神经孢子虫创造了一个新的利基。通过这种方式，可能出现了oncom的做法，”希尔-梅尼说。“我们发现这些菌株更擅长降解纤维素。所以它似乎有一个独特的废物轨迹，从垃圾到宝藏。”
但它好吃吗?
由于驯化的神经孢子菌菌株可以将大豆和花生废料中的纤维素降解为美味的食物，Hill-Maini想知道它是否可以使其他废料可食用。
“最重要的是，尤其是对作为厨师的我来说，‘它好吃吗?’”当然，我们可以在所有这些不同的东西上种植它，但如果它没有感官吸引力，如果人们在特定的文化背景之外不能积极地看待它，那么它可能是一个死胡同，”他说。
在与Alchemist的Munk合作中，他向60个从未接触过红色oncom的人展示了红色oncom，并询问了他们的意见。
Hill-Maini说:“我们发现，基本上那些以前从未尝试过这种食物的人都给了它积极的评价——它更土质、坚果味、蘑菇味。”“它的评分一直在6分以上(满分9分)。”
他说，炼金师的厨师们还在花生、腰果和松子上种植了神经孢子菌，大家也都喜欢这些东西。
“它的味道不像蓝纹奶酪那样两极分化和强烈。这是一种更温和、更美味的鲜味土味，”Hill-Maini说。然而，不同的基质赋予它们自己的味道，包括在稻壳或苹果渣上生长时的水果味。
这让蒙克在炼金术士的菜单上增加了一种神经孢子菌的甜点:一层酸梅酒果冻，上面放着接种了神经孢子菌的不加糖的蛋奶冻，发酵60个小时，冷着吃，上面放着一滴用烤剩的酸橙皮制成的酸橙糖浆。
蒙克说:“我们经历了这个过程，它以一种非常戏剧性的方式改变了香气和口味，增加了甜味和水果的香气。”“我发现突然发现香蕉和腌制水果等味道，除了真菌本身没有添加任何东西，这让我很兴奋。最初，我们想做一道美味的菜，但结果让我们决定把它作为甜点。”
在去年12月发表在《国际美食与食品科学杂志》上的一篇论文中，这种甜点是其他可食用的神经孢子菌发酵物之一。在这篇论文中，Hill-Maini、Munk和他们的同事报告了在大豆以外的基质上生长的oncom和类似oncom的食物的味道测试。
芒克补充说:“我认为，作为一家餐厅，我们可以为科学界做出这样的贡献，这真是太棒了。”“我们从一开始就说过，炼金术士的目标是通过美食改变世界，这个项目有这种潜力。我很高兴看到这项研究在未来可以带来其他烹饪应用，并利用食品工业的其他废物。”
蒙克最近成立了一个名为Spora的食品创新中心，最初专注于对食品工业的副产品进行升级再利用，并开发美味多样的蛋白质来源。
烹饪教育
Hill-Maini在一个以烹饪为中心的家庭长大。他的母亲是来自肯尼亚的印度裔，上世纪90年代，她在瑞典斯德哥尔摩的公寓里开设烹饪课，向瑞典人介绍印度的香料和烹饪风格。他的父亲是古巴和挪威混血。
“在成长过程中，我很早就与烹饪联系在一起，以此来了解我的文化遗产和我来自哪里，”他说。
高中毕业后，他把自己对烹饪的热爱带到了纽约市，在几家餐馆做低级的食品准备工作，直到他带着午餐的三明治给一位雇主留下了深刻的印象。18岁时，他被选中重新设计曼哈顿一家历史悠久的三明治店的菜单。其中一种创意被《纽约时报》评为该市最佳蔬菜三明治。
他最终回到学校，以厨师的身份养活自己，并对烹饪中可能发生的化学变化背后的科学产生了兴趣。在明尼苏达州诺斯菲尔德的卡尔顿学院获得学士学位后，他被哈佛大学研究生课程录取，在那里他学习生物化学，并获得了肠道微生物组的博士学位。
“然后，你知道，我想回到厨房，”他说。“米勒奖学金是一个机会，让我说，‘我在烹饪界受过训练。我接受过生物化学、微生物学方面的培训。我如何将它们结合在一起，特别是考虑到我们面临的可持续发展挑战以及我们的食物系统对地球的浪费和破坏程度?＇＂
在奖学金的支持下，他参观了包括蓝山、炼金师和西班牙巴斯克烹饪中心在内的餐馆，开设了关于发酵的讲习班。
“这激发了我回到伯克利，以不同的方式思考我的研究，”希尔-梅尼说。
在过去的两年里，蓝山招待了他五次，最近一次是在6月下旬，他参加了餐厅微生物实验室的落成典礼，卢兹莫尔希望希尔-迈尼和其他厨师科学家能来这里做实验。
卢兹莫尔说:“我们之所以如此喜欢与Vayu合作，是因为我认为他确实体现了我们的发展方向。”现在已经20岁了，营利性的蓝山餐厅和非营利性的石山农场正在从“从农场到餐桌”的冠军转变为“努力使研究成为我们在这里所做的更大的一部分，而不仅仅是一个农场和餐馆，而是真正的，希望成为创新的中心——我觉得这是一个沙盒——并吸引像Vayu这样的人来做这项研究。”
除了在蓝山的沙箱里玩耍，Hill- maini很快就会拥有自己的实验室:斯坦福大学的一个厨房设备齐全的实验室，他已经被任命为生物工程助理教授。
口味测试
去年6月，Hill-Maini在伯克利的公寓里煎着燕麦牛奶废料汉堡，热情地谈论着神经孢子菌带来的机遇，以及他对爪哇人的感激之情。很久以前，爪哇人就利用这种真菌制作oncom。他说，神经孢子菌为广泛使用的曲霉菌提供了另一种发酵补充，近年来，厨师们已经用曲霉菌改造了很多食物，以至于它变得令人厌倦。
“这是厨师工具箱里的新工具，”他说。
Hill-Maini把烤得恰到好处的汉堡和小牛肉饼放在腰果牛油果酱上，配上烤红薯和新鲜黄瓜樱桃番茄沙拉，配上香草和柠檬。他用叉子把汉堡切开，在酱汁里搅了一圈，然后举到嘴边。
他说:“嗯，看看那个——废物变成了食物。”“口感很好，很美味，有一点蘑菇的味道，还有一些有趣的水果香味。”
在未来的研究中，他希望发现神经孢子菌是如何产生这些味道和香气的，同时在食物垃圾流中留下痕迹。
他说:“我所做的科学研究是一种新的烹饪方式，一种看待食物的新方式，希望能将其转化为与世界相关的解决方案。”
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Hill-Maini在《自然微生物学》上发表的论文的合著者包括Keasling;Munk, Nabila Rodriguez-Valeron, Mikel Olaizola Garcia和Diego Prado Vásquez;加州大学伯克利分校的josise Manuel Villalobos-Escobedo;劳伦斯伯克利国家实验室JBEI的Alexander Rosales和Edward Baidoo;印度尼西亚茂物农业大学的Christofora Hanny Wijaya、Lilis Nuraida和Isty Damayanti;以及林比丹麦技术大学的Ana Calheiros de Carvalho和Pablo-Cruz Morales。基因组测序由Robert Riley、Anna Lipzen、Guifen He、Mi Yan、Sajeet Haridas、Christopher Daum、Yuko Yoshinaga、Vivian Ng和Igor V. Grigoriev在伯克利实验室联合基因组研究所完成。
