2026年05月05日
近日,天津科技大学生物工程学院马立娟研究员与啤酒生物发酵工程国家重点实验室(青岛啤酒股份有限公司)合作,在国际权威期刊《Food Chemistry》(中科院1区Top,影响因子9.8)上发表题为“Efficient hydrolysis of glycosides by Pichia kudriavzevii with high-activity β-glucosidase: a critical role in enhancing terpene aroma in beer”(库德里阿兹威毕赤酵母高活性β-葡萄糖苷酶对糖苷的高效水解:提升啤酒萜烯香气的关键作用)的研究论文。
啤酒的香气是决定其品质与消费者接受度的关键因素,其中,萜烯类化合物赋予啤酒浓郁的花香、果香和柑橘香,尤其在“酒花型”啤酒中备受青睐。然而,啤酒中大部分萜烯类物质以无味的糖苷结合态存在,难以直接释放。传统酿造中广泛使用的酿酒酵母因β-葡萄糖苷酶(BGL)活性较弱,对萜烯的释放能力有限。针对这一技术瓶颈,研究团队从自然发酵体系中筛选出12株非酿酒酵母,最终优选出一株BGL活性高、环境耐受性强的库德里阿兹威氏毕赤酵母(Pichia kudriavzevii KD4)。
通过优化与酿酒酵母US05的共发酵工艺,团队成功制备出花香与果香显著增强的啤酒。风味分析显示,共发酵啤酒中萜烯类物质含量大幅提升,其中,香叶醇含量提高91倍,橙花醇提高11倍,芳樟醇提高3倍。为进一步揭示其作用机制,研究团队对KD4来源的BGL(PkBGL)进行了异源表达与酶学表征。结果显示,PkBGL在20℃下反应3h后,酶活残留率超过95%,在pH4.5-5.5范围内保持约80%的活性,在8%乙醇和150IBU异α-酸条件下,仍维持50%以上的活性,展现出优异的啤酒发酵环境适应性。
分子对接分析进一步表明,PkBGL可通过氢键和疏水相互作用,与芳樟醇糖苷、橙花醇糖苷稳定结合,实现对糖苷态萜烯的高效水解与释放。
该研究系统揭示了非酿酒酵母来源BGL在啤酒萜烯香气释放中的关键作用,提出了一种不改变酒花添加量,即可显著提升啤酒花香与果香的新策略。研究成果不仅为精酿啤酒风味多样化提供了高效微生物工具,也为健康、增香啤酒产品的开发,奠定了理论与应用基础。