啤酒酵母的自溶会影响啤酒的风味和品质,对酵母自溶的调控是工业啤酒生产的迫切需求.前期在啤酒酵母自溶的研究中发现柠檬酸循环相关基因对酵母自溶有较大影响.为探究柠檬酸循环中异柠檬酸脱氢酶基因调控对自溶的影响,在典型拉格啤酒酵母(Saccharomyces pastorianus H.)Pilsner中对IDP1和IDP2基因进行了破坏和过表达.结果发现IDP1基因的破坏能提高酵母的抗自溶能力,自溶 96 h抗自溶指数为 8.40,比原始菌提高了 1.5 倍.IDP1基因的破坏提高还原型辅酶Ⅱ(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate,NADPH)的供应,NADPH/NADP+的比值为1.94,发酵结束时胞内ATP水平比原始菌提高 1.8 倍,活性氧(reactive oxygen species,ROS)相比原始菌减少 10%.IDP2基因的缺失造成酵母快速自溶和NADPH供应的减少,自溶 96 h抗自溶指数为 4.03,NADPH/NADP+的比值为 0.89.发酵结束时胞内 ATP水平相比原始菌减少 8%,ROS是原始菌的 1.3 倍.本研究进一步阐释了柠檬酸循环相关基因对酵母自溶的调控机理,为选育自溶性能可控的优良酵母提供了理论基础.

啤酒酵母是啤酒酿造的核心,对啤酒风味及风味稳定性具有重要影响.乙醛是影响啤酒风味和风味稳定性最重要的醛类化合物,是酒精饮料中引起人类致癌的物质之一,主要通过啤酒酵母的生物代谢产生,存在于啤酒发酵过程及成品啤酒中.因此,筛选或选育优良的低产乙醛啤酒酵母菌株将成为有效解决啤酒风味稳定性的途径之一.近年来,随着基因工程技术的发展及啤酒酵母基因组的不断阐明,人们对啤酒酵母菌种改良展开了大量的研究,以期解决啤酒酿造问题,改善啤酒质量.本文对采用传统方式及基因工程手段选育低产乙醛啤酒酵母的最新研究进展进行了综述.其中,对低乙醛啤酒酵母选育的手段及策略进行了讨论并对低乙醛啤酒酵母选育的研究热点及发展趋势进行了展望.

啤酒酵母的自溶会严重影响啤酒的品质,而酵母的质量也被认为是啤酒酿造的关键因素之一.前期在啤酒酵母自溶的研究中发现细胞完整性途径中重要的转录因子RLM1基因与酵母自溶有密切关系.本研究在啤酒酵母单倍体菌株中对RLM1进行敲除与过表达,发现RLM1敲除后,酵母菌抗自溶性能差,而RLM1过表达则有助于酵母的抗自溶.另外,发现RLM1基因的敲除影响了酵母的抗渗透压性能、细胞壁损伤的耐受性、抗氮饥饿性能和温度耐受性.研究发现细胞壁组装及DNA损伤应答相关基因GAS1的表达随RLM1的过表达与敲除而调整,而CWI途径中其他相关基因的调控方式并没有明显的规律,推测RLM1可能主要影响了CWI途径中GAS1基因的表达,进而提高啤酒酵母在恶劣环境中的抗逆性.此研究结果对于进一步选育抗自溶啤酒酵母以及了解啤酒酵母的自溶机制提供了基础.

啤酒酵母是啤酒酿造的灵魂,可以直接影响啤酒品质.在啤酒酿造过程中,由于啤酒酵母被多次传代和保藏,造成优良菌种发酵性能衰退等问题,导致发酵不彻底,影响最后啤酒的风味质量.为此以8株Lager型啤酒酵母为出发菌株,通过平板分离纯化获得80株分离菌株,再经过三角瓶发酵初筛和复筛、发酵罐中试发酵实验最终获得了 8株发酵性能优良的啤酒酵母.其中,6株酵母可应用于酿造双乙酰含量低于0.1 mg/L的啤酒;3株酵母发酵度高于70％,适合酿造干啤酒;1株酵母发酵度低于50％,适合酿造低醇啤酒.在风味方面:1株酵母酿造的啤酒醇酯比为3.3,啤酒酯香味较突出;另1株酵母酿造的啤酒醇酯比为4.5,啤酒高级醇含量较高.8株经过选育的啤酒酵母发酵特征明显,便于精酿啤酒厂实际应用.

采用低温底层发酵的拉格(lager)啤酒15世纪开始在德国巴伐利亚地区出现,19世纪初流行至全世界,目前已成为全球产量最高的酒精饮料.目前已阐明,拉格啤酒发酵酵母为巴斯德酿酒酵母(Saccharomyces pastorianus),该种是一个杂交种,由艾尔(ale)啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)与野生真贝氏酿酒酵母(Saccharomyces eubayanus)杂交而成,后者赋予了拉格啤酒酵母的耐低温能力.近年的群体遗传学和群体基因组学研究表明,拉格啤酒酵母的野生亲本S.eubayanus起源于青藏高原,可能通过丝绸之路传播到了欧洲.比较基因组学研究表明,拉格啤酒酵母包含2个株系,即I系/Saaz系和Ⅱ系/Frohberg系,早期分别流行于中欧和西欧地区.前者为近似异源3倍体,后者为近似异源4倍体.2个株系在耐低温、麦芽三糖利用和风味物质产生能力等方面具有明显差异.在中国普通微生物菌种保藏管理中心(China General Microbiological Culture Collection Center,CGMCC)保藏的 S.pastorianus 菌株绝大多数属于II系/Frohberg 系.野生S.eubayanus的发现为通过人工杂交创建新的啤酒酵母杂交菌株,从而为选育具有独特发酵性能的新型非转基因啤酒酵母菌株提供了新途径,可能会对啤酒酿造的未来产生重大影响.本文除简要介绍啤酒酵母的研究历史外,重点阐述近年来在拉格啤酒酵母的杂种特性、起源、演化和基因组构成等方面的最新研究进展,并指出需要进一步解决的问题和未来研究趋势.