研究人员确定了啤酒和葡萄酒中玫瑰和蜂蜜味道背后的酵母基因

一种名为苯乙基乙酸酯的香精化合物在任何地方都会散发玫瑰或蜂蜜的味道 - 一点香水，一口酒，一串啤酒。比利时的微生物学家利用遗传图谱首次鉴定出在酒精饮料中产生更高水平的这种香气的特定酵母基因。这一新发现加入了最近将葡萄酒和啤酒中的基因与香料联系起来的工作，并可用于种植能产生新口味的酵母。“在一些葡萄酒中，你可以闻到玫瑰的味道高于其他葡萄酒，”弗拉德斯生命科学研究所VIB微生物学中心的微生物学家Johan Thevelein说。“但是为什么某些酵母菌株比其他菌株产生更多的这种化合物，根本就没有任何知识。” Thevelein与VIB的MariaR.Foulquié-Moreno一起领导了这项研究。他们的研究结果发表在本周的mBio上。

酵母在塑造啤酒风味方面起着至关重要的作用：在发酵过程中，酵母会增加风味和碳酸化。在葡萄酒中，大部分风味来自葡萄本身，酵母的新陈代谢可以改变这些风味，添加二次风味。酵母也有自己的风味。

研究人员使用高通量的基因组分析来研究基因在酿酒酵母或啤酒酵母，从两个亲本株衍生的混合菌株。在杂交种中，他们发现了四个数量性状基因座(QTL) - 含有多个基因的DNA，但只有一个致病基因 - 与较高的乙酸苯乙酯生产有关。进一步的研究表明，两种基因TOR1和FAS2的等位基因是风味化合物产量最高的原因。(FAS2编码参与制造脂肪酸的酶，TOR1有助于调节氮。)

他们使用CRISPR / Cas9在亲本菌株之间交换这些等位基因，并观察到乙酸苯乙酯的产生显着增加。

Thevelein说，过去一直是挑战工业酵母菌株以获得理想的口味。生物学家可以杂交菌株来选择某些基因 - 所以某些风味 - 但这个过程耗时，昂贵，并可能导致酵母中其他不必要的变化。“你必须做两件事，”Thevelein说。“一个是改善你想改善的酵母特性。其次是改变酵母中的其他任何东西。实际上，后者比前者困难得多。” 杂交酵母可以在实验室中起作用，但不能在啤酒厂中起作用。“如果发酵不好，你必须扔掉所有的啤酒，”Thevelein说。

他说，CRISPR / Cas9提供了一种更有效的方法来精确设计酵母中所需的性状而不影响其他性状。近年来，微生物学家将特定基因与一系列口味联系起来，包括橙花香(木香味)，乙酸乙酯(甜味，如指甲油)和硫磺味。在VIB的工作中，Thevelein和Foulquié-Moreno也发现了负责香蕉和黄油味的基因。

CRISPR / Cas9可以添加所需的基因并交换不需要的基因，通常没有杂交菌株的时间，费用和不受欢迎的副作用。“使用CRISPR，我们永远不会留下疤痕，”Foulquié-Moreno说。她说，由于工程化的酵母菌株具有与其他酵母交换的等位基因，因此它们与通过育种或诱变和选择产生的菌株无法区分。

研究人员与一家啤酒厂合作，用几批啤酒评估他们的实验菌株，希望清除所有的最高关键：口味测试。