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为了让啤酒“更好喝”,科学家研究了一种“变态”耐热酶

时间:2019-09-26     【转载】   阅读

大麦、高粱等谷类植物是生产啤酒和饲料的重要原材料。这些谷类植物的胚乳细胞壁中蕴含着丰富的β-葡聚糖。β聚葡聚糖是一种由多个葡萄糖单元串联而成的多糖,是植物细胞壁的主要成分之一。

但在生产啤酒和饲料的过程中,这些大麦、高粱里的β-葡聚糖制造了一些小麻烦。比如在制作麦芽和酿造啤酒时,原料中的β-葡聚糖如果不能完全降解,就会使麦芽汁的粘度增大,降低啤酒过滤速度,并且在啤酒贮存过程中易引起沉淀。此外,大麦、高粱等作为禽畜饲料,具有较高的营养价值,但是其中存在的β-葡聚糖会增加动物肠道内食糜粘度,从而影响动物内源性消化酶与营养物质的接触,直接影响动物消化饲料的效率。

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怎么办呢?科学家请出了β-葡聚糖的降解小能手——β-葡聚糖酶。它可以专一性切断β-葡聚糖中用来连接葡萄糖单元的β-1,3或β-1,4连键,从而产生3~5个葡萄糖单位的低聚糖及葡萄糖。

目前,工业生产中用到的β-葡聚糖酶通常是利用芽孢杆菌进行发酵生产得到的。这些β-葡聚糖酶的适用温度范围在30~60℃,最适温度范围50~55℃。然而,啤酒和饲料生产需要在高温(70~80℃)下进行。这可不妙,这些β-葡聚糖酶制剂怕热啊!所以,科学家一直在寻找比现有酶活性更高,更能耐受苛刻环境的高效β-葡聚糖酶。

但是,不怕热的β-葡聚糖酶会在哪儿呢?我们知道,酶通常是由微生物生产的,因此,那些可在高温环境下生长的微生物也许能给予我们帮助。Caldicellulosiruptor spp.是一类可以在高达75℃的极端环境下生长的嗜热细菌,而且,它们以β-葡聚糖作为食物,极有可能生产我们苦苦寻找的不怕热的β-葡聚糖酶。

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