你喝啤酒吗?揭开大麦酿造的秘密

啤酒可谓榨取大麦精华而酿成,那么首先得解决需要大量的的大麦问题:即高产量。那么好消息来了,谷物种植者正在庆祝默多克大学研究人员最近取得的突破,这将促进未来的大麦生产。默多克旗下的西大麦基因联盟(Western大麦Genetics Alliance)授表示,令人兴奋的发展将会看到没大麦新品种。这对当地种植大麦的人来说是一个重大问题,因为他们需要能够经受住西澳大利亚酸性土壤的考验。然而,其中一些品种往往易受蓝糊的影响。该联盟是默多克大学与主要产业和区域发展部门之间的合作伙伴关系,由谷物研究与发展公司(GRDC)支持。

图片:CC0 Creative Commons

利用最近绘制的大麦基因组来开发新的遗传物质,即种质。能够使用大麦参考基因组序列来识别分子标记,以确定控制酸性土壤耐受性的基因和大麦中蓝色糊粉的基因,这两种基因紧密相连,很容易一起遗传。然后,研究小组将分子标记技术和传统育种方法结合起来,打破了这两种基因之间的联系,开发出一种新的碱基种质,这种种质结合了耐酸土壤和白糊粉,从中可以培育出新的优良的大麦品种。新的改良大麦品种将在五年内投入市场,并帮助西澳大利亚保持进入有价值的国际大麦市场机会。已经在其成果的基础上,绘制了大麦基因组,以解决对佤邦生产的重大限制。这不仅将提高产量潜力,而且将为全世界植物育种带来更广泛的好处。

好了,产量解决了,那么开始酿造吧,阿德莱德大学的研究人员已经发现了大麦麦芽特性的基本新信息,其发现可能为更稳定的酿造工艺或为手工酿酒厂生产新的麦芽铺平道路。发表在《自然》杂志《科学报告》上的研究人员发现了大麦颗粒中参与麦芽生产关键酶与特定组织层之间的一种新联系。最重要的麦芽酵素来自大麦颗粒中一层叫做糊粉的组织,它是一种富含矿物质、抗氧化剂和膳食纤维促进健康的组织。研究人员发现,大麦籽粒中含有的糊粉越多,籽粒产生的酶活性就越大。大麦是南澳大利亚第二大重要的谷物作物,对国民经济的贡献超过25亿美元。它的大部分价值来自于它在啤酒和饮料生产中的应用。

成熟大麦颗粒的横截面,糊粉细胞是立方型细胞,位于外层(红色)和内淀粉内胚乳之间。图片:Associate Professor Matthew Tucker

大麦颗粒具有令人印象深刻的特性,使其成为酿造业所需麦芽的理想原料。在麦芽加工过程中,大麦颗粒中的复合糖被酶分解产生游离糖,然后被酵母用来发酵。这些酶的水平,功能,以及在大麦谷粒中被合成的位置,因此是酿酒业非常感兴趣的问题。到目前为止,人们还不知道啤酒酿造过程中的关键成分是否受到谷物中糊粉含量影响,也不知道糊粉可能是酶的储存场所。研究人员在澳大利亚种植和育种项目使用的一系列大麦品种中检测了糊粉蛋白,发现不同品种之间的糊粉层存在显著差异。用这种变异来检测麦芽生产中所涉及的酶的水平,发现含有更多糊粉的大麦颗粒在一种关键酶中具有明显的活性。

这种酶可以分解淀粉并决定大麦的麦芽质量,这种酶叫做游离-淀粉酶。与含较少糊粉的谷物相比,含更多糊粉的谷物可能具有更快或更彻底地分解复合糖的优势,发现表明,育种者和遗传学家可以利用这种自然变异来选择不同数量的糊粉和不同麦芽特征的大麦品种。这对大型酿酒商来说是潜在的利益,他们依赖于麦芽生产稳定和可预测的生产,同时也有酿酒商寻求不同的麦芽来生产具有不同特性的啤酒,研究人员现在正试图找到解释这种自然变异的基因。


博科园-科学科普|参考期刊文献:《Scientific Reports》|研究来自:默多克大学,阿德莱德大学

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