發現釀酒酵母抗壓基因　竟可助改善啤酒風味

在現今要大量製造啤酒，高身密封的圓柱形發酵桶已取代了過去較扁身開口桶，原因是能降低成本增加產量，同時這些發酵桶更易灌裝、清空和清潔。有利必有弊，問題是當中會製造出更多的二氧化碳 (CO₂) 壓力，影響釀造出來的啤酒味道。這是因為在發酵過程中，酵母將麥芽中一半的糖轉化為乙醇，另一半轉化為 CO₂ 。 

最近刊於《應用與環境微生物學》的研究就嘗試介入，改善現代商業啤酒的風味。團隊首先鑑定出特別耐 CO₂ 的釀酒酵母 (Saccharomyces cerevisiae) 菌株，該菌株更會產造出乙酸異戊酯 (isoamyl acetate) ，使啤酒具有果味、香蕉般的風味，亦是啤酒和其他酒精飲料中最重要的風味之一；乙酸異戊酯本身也天然存在於梨、香蕉、菠蘿、蘋果和葡萄等多種水果，以及可可豆之中散發獨特香氣。

在找到一種特別強壯的菌株後，團隊使用全基因組序列分析來找出為何該釀酒酵母菌株在現代發酵罐的高壓力下，仍能保持其果味。

有參與研究的比利時天主教魯汶大學分子生物學家 Johan Thevelein 指出，團隊在 MDS3 基因中發現了一個單一突變，該基因編碼了一個明顯參與乙酸異戊酯生產的調節器，而這種香蕉樣風味的來源正是釀酒酵母菌株的大部分耐壓性原因，發現令團隊十分驚訝。 

通過該發現，團隊能夠使用 CRISPR/Cas9 基因編輯技術在其他酵母菌株中設計相同的突變。編輯後，這些菌株同樣可更能承受 CO₂ 壓力並更好地保留其風味。換言之，只要對其他不同

酵母菌株以同樣方式進行基因編輯，則可以使啤酒有更濃郁的風味。

另一方面，到目前為止酵母菌株的其他特徵似乎並未受到基因編輯的影響。

Thevelein 補充，發現是人類首次深入了解高 CO₂ 壓力可能影響啤酒風味生產的機制。此前，科學界並不清楚 CO₂ 壓力在分子水平上對啤酒風味的影響究竟有多大——儘管果味下降的最終結果很容易品嚐出來。

未來，團隊希望在更高的 CO₂ 壓力下進行實驗，看看是否可以識別出其他不同影響啤酒味道的基因。

同樣的基因識別技術以前也被用於突出酵母的其他重要特徵，包括甘油（一種增加味道的含糖酒精）的產生，以及對高溫的耐受性。

團隊坦言，這項研究得到了一家釀酒公司的支持，該公司希望申請專利利用該技術。

雖然其他品牌的啤酒可能會錯過這項技術，但這項研究確實證明了應用 CRISPR 來調整酵母生產更好啤酒的潛在好處。

來源：
Science Alert, Scientists Just Figured Out a Way to Make Beer Taste Even Better

Mint, Microbiologists work towards improving taste of beer

報告：
Souffriau, B., Holt, S., Hagman, A. & et al. (2022). Polygenic Analysis of Tolerance to Carbon Dioxide Inhibition of Isoamyl Acetate “Banana” Flavor Production in Yeast Reveals MDS3 as Major Causative Gene. Applied and Environmental Microbiology. doi: 10.1128/aem.00814-22

文／AC