无需啤酒花，俄勒冈州立大学发现转基因酵母可生产具有强烈啤酒花香气的啤酒- 大数跨境

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无需啤酒花，俄勒冈州立大学发现转基因酵母可生产具有强烈啤酒花香气的啤酒

生辉SynBio

2022-09-22

导读：通过合成生物学来改变啤酒的芳香成分。

随着合成生物学基础研究的不断突破，其和食物生产的关系越来越密切。在食品制造业，合成生物学技术的运用可以提高食物的营养价值，甚至改变食物的风味。除了风头正盛的人造肉、人造蛋白赛道，有的科学家开始将这一技术应用于改善啤酒风味。

在过去的 20 年中，美国的精酿啤酒产量呈指数级增长，而印度淡色艾尔啤酒（IPAs）等前卫啤酒风格引领了这一爆炸式增长。这些 IPAs 通常使用大量的芳香啤酒花制成，啤酒花中的精油是啤酒香气的主要贡献者。

“啤酒少了啤酒花，就像厨师做菜少了调味料”，啤酒花是啤酒中苦味、香气和风味的来源。而俄勒冈州立大学的研究人员发现，不需要啤酒花，就可以通过合成生物学来改变啤酒的芳香成分。

许多芳香族化合物存在于啤酒花的精油中，包括硫醇，它们为啤酒提供热带香气。但硫醇含量在不同的酒花品种和收成之间可能存在显著差异。

在就职于波士顿啤酒公司的往届学生的帮助下，俄勒冈州立大学发酵科学教授 Tom Shellhammer 联合伯克利酵母的科学家团队，着手推动使用转基因酵母菌株而不是啤酒花来浓缩啤酒中的热带风味硫醇分子。

相关研究以题“The Sensorial and Chemical Changes in Beer Brewed with Yeast Genetically Modified to Release Polyfunctional Thiols from Malt and Hops”发表在 Fermentation 上。

（来源：Fermentation）

在一个通常被称为生物转化的过程中，酵母编码的酶将大麦和啤酒花中的无味前体分子转化为挥发性硫醇，从而赋予啤酒各种理想的风味和香气。特别受关注的两种挥发性硫醇是 3-mercaptohexan-1-ol（3MH）及其醋酸酯 3-mercaptohexyl acetate（3MHA），它们分别赋予番石榴和百香果风味。

在这项研究中，对显示低硫醇生物转化活性的亲代酿酒酵母菌株进行了遗传操作（GM），以大幅提高其硫醇生物转化潜力。这种转基因菌株的构建包括整合编码一种高活性 CSL 酶的基因，该酶可将硫醇前体转化为挥发性硫醇，即 3MH。

随后开发了另外三个菌株，每个菌株都将 CSL 的表达与一个醇酰转移酶（AAT）基因的表达配对。假设 AAT 与 CSL 一起表达会增加 3MHA 的产量。在 1.5hL 的发酵过程中，使用加入了低水平的 Cascade 啤酒花的 100% 大麦麦芽汁，对这四种转基因菌株及其非转基因亲本的发酵性能、感官特征和 3MH/3MHA 的产量进行了评估。

在 GM 菌株和亲本菌株之间没有观察到发酵性能（衰减时间、最终比重、酒精含量、麦芽汁可发酵性）或成品啤酒化学成分的显著偏差。但发酵后转基因菌株连位二酮减少的速度更快。

转基因菌株生产的啤酒的 3MH 和 3MHA 浓度比亲本菌株高出 73 倍和 8 倍，浓度比其感官检测阈值高出 79 倍。这些啤酒被描述为强烈的热带和水果味，让人联想到番石榴、百香果、芒果、菠萝和汗味。

实验表明，在不产生异味或影响发酵性能的情况下，基因改造有可能极大地提高酵母的生物转化能力。

国际公认的啤酒花化学专家 Tom Shellhammer 说：“新品系并不是啤酒花的替代品，相反，它们为酿酒商提供了一种生产有趣和独特啤酒的新工具，同时也提高了整个酿造供应链的可持续性。”

文章的另一位共同作者表示：“转基因酵母菌株为酿酒商提供了一种不依赖大量啤酒花生产热带水果风味的替代方法。同时意味着酿造过程将具有更强的一致性。”

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