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提高啤酒品质的转基因大麦

2007/4/18 15:37:02 来源:网友
    今天,德国的酿酒业仍然遵守1516年在Bavaria颁布的啤酒纯度法案,限制酿酒商只能使用三种传统的啤酒酿造原料:水、大麦麦芽和啤酒花。虽然玉米和小麦都可作为酿造啤酒的原料,但是传统的啤酒酿造原料是大麦。使用大麦作为酿酒原料的一个最初解释是为了保留其他更有价值的谷物,如小麦和黑麦作为粮食。此外,大麦含有更多将淀粉水解释放出糖的酶,更适于酿造啤酒。

  麦芽:是啤酒酿造的碳源,由谷物在温水中浸泡发芽干燥后形成。当谷物开始发芽时,会产生将其以难溶性淀粉形式所贮存的能量分解为可利用的简单糖分子的酶。此时,通过加热烘干处理,使萌发的谷物不再发芽但仍能代谢出此种用于后续发酵的可溶性糖类。这些干燥的谷物幼芽即是麦芽。

  啤酒花:主要成分有a-酸(学名HUmulone)和B-酸(学名Lupulone)及未定性的B-组分(B-Fraction),以及酒花油和多酚物质,在酿造中利用的是其苦味、香味、防腐力和澄清麦汁的能力。

  酿造水:啤酒的主要成分就是水,水质需洁净且必须去除水中所含的矿物盐成为软水。

  酿造啤酒的另外一种重要物质是酵母,其作用是将糖转化为酒精,虽然传统的酿酒工艺不包括额外添加酵母。但是,酿酒商开始添加不同的酵母菌种以酿造出不同风味的啤酒。

  制造麦芽的时间越长,酶作用产生糖的时间也越长。但是糖化过度的话,幼苗就会生长而消耗掉糖分,所以必须在合适的时间烘干发芽的谷物,终止糖化。但是烘干处理在杀死幼苗的同时,也使酶失活。因此,在加热干燥时,无论剩余多少淀粉和细胞原料,都不能再回收使用。未被分解的胚乳细胞在后续酿造过程中会引起一些问题,包括粘性过大,堵塞过滤器。

  应用现代生物技术可以解决这些问题。分解淀粉和葡聚糖的淀粉酶,其降解胚乳细胞细胞壁的基因,已经成功导入到微生物体中,实现了这种酶补充物的大规模生产。许多酿酒商在酿造过程中都添加了这种酶补充物,以达到最优酿造。

  但是是否能够在加热处理时保持大麦自身所含有的这些酶的活性?这样可以无需添加酶补充物而实现优质酿造。哥本哈根嘉士伯酿酒厂和美国华盛顿大学的研究人员正在致力解决这个问题。研究人员提取出土壤细菌芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)葡聚糖酶,筛选其热稳定性最强的形式,构建出热稳定葡聚糖酶蛋白基因,在大麦中表达后,经过4小时加热处理,该酶仍然能保持活性,而大麦自身的葡聚糖酶在加热4分钟内就完全失活。

  由于葡葡聚糖酶可加强谷物的可消化性,其活性的增强还能增加大麦的营养成分,提高大麦饲料的利用率。家禽喂食的比较研究表明,普通大麦中因缺乏葡聚糖酶而导致家禽不能完全消化胚乳细胞,造成家禽的生长率较低,因此,喂食这种含有热稳定葡聚糖酶的转基因大麦的家禽,其生长明显优于喂食普通大麦的对照组。

  另外,由于葡聚糖酶具有降解某些真菌细胞壁的能力,虽然葡聚糖酶蛋白的基因只在作物种子的胚乳组织中表达,但是在种子萌发时有可能会被释放到土壤中,因此对寄生在作物上的菌类可能会产生影响。

责任编辑:Techoo-3
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