酵母 β-lyase 活性與硫醇前驅物轉化對發酵香氣形成之影響探討
學生姓名:
林裕倫
指導教授:
林泓廷
學期:
114下
摘 要:
近年研究顯示，含硫揮發性化合物（volatile sulfur compounds, VSCs）在啤酒與葡萄酒等發酵飲品的香氣形成中扮演重要角色，其中多官能硫醇如 3-巰基己醇（3-mercaptohexanol, 3MH）與 4-巰基-4-甲基戊酮（4-mercapto-4-methylpentan16 2-one, 4MMP）具有極低的嗅覺閾值，能賦予飲品熱帶水果、柑橘或黑醋栗等特徵香氣。
這些化合物在原料中多以非揮發性的半胱氨酸或穀胱甘肽結合型前驅物存在，經酵母在發酵過程中被反應釋放。研究指出，釀酒酵母中的碳硫裂解酶（C– S lyase）是催化前驅物碳硫鍵裂解並生成游離硫醇的重要酵素，其活性與相關基因表現量密切相關。例如 IRC7 基因所編碼的 β-裂解酶被證實與 4MMP 生成量呈正相關，顯示酵母遺傳背景會直接影響香氣化合物的形成。另一方面，為提升硫醇釋放效率，有研究評估外源性 C–S 裂解酶的應用潛力，結果顯示該酵素能有效作用於多種硫醇前驅物，但其活性受 pH 條件影響明顯，在接近中性環境下較為活躍，顯示於啤酒釀造中具有應用前景。近期研究亦發現部分拉格酵母可透過 β-裂解酶直接分解 γ-GluCys 型前驅物生成硫醇，其效率甚至高於傳統的半胱氨酸結合物途徑，顯示硫醇形成機制可能比既有認知更為多樣。此外，酵母菌株差異、發酵溫度及麥汁濃度等條件亦會影響硫醇釋放效率。綜合而言，透過了解酵母因表現、酵素活性及發酵條件對硫醇生成的影響，可為提升發酵飲品香氣品質提供重要的科學基礎。
這些化合物在原料中多以非揮發性的半胱氨酸或穀胱甘肽結合型前驅物存在，經酵母在發酵過程中被反應釋放。研究指出，釀酒酵母中的碳硫裂解酶（C– S lyase）是催化前驅物碳硫鍵裂解並生成游離硫醇的重要酵素，其活性與相關基因表現量密切相關。例如 IRC7 基因所編碼的 β-裂解酶被證實與 4MMP 生成量呈正相關，顯示酵母遺傳背景會直接影響香氣化合物的形成。另一方面，為提升硫醇釋放效率，有研究評估外源性 C–S 裂解酶的應用潛力，結果顯示該酵素能有效作用於多種硫醇前驅物，但其活性受 pH 條件影響明顯，在接近中性環境下較為活躍，顯示於啤酒釀造中具有應用前景。近期研究亦發現部分拉格酵母可透過 β-裂解酶直接分解 γ-GluCys 型前驅物生成硫醇，其效率甚至高於傳統的半胱氨酸結合物途徑，顯示硫醇形成機制可能比既有認知更為多樣。此外，酵母菌株差異、發酵溫度及麥汁濃度等條件亦會影響硫醇釋放效率。綜合而言，透過了解酵母因表現、酵素活性及發酵條件對硫醇生成的影響，可為提升發酵飲品香氣品質提供重要的科學基礎。
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