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ビール酵母の醸造特性に関する原理原則の解明

研究・技術開発レポート

より美味しいビールや発泡酒をつくるために、
ビール酵母についての研究を続けています。

酒にさまざまな種類があるように、酵母にも様々な種類があります。パン生地の発酵にはパン酵母、ワイン醸造にはワイン酵母、清酒醸造には清酒酵母が使われます。そして、ビールの醸造に使われるのがビール酵母です。

ビールの品質は、原料と同様に、使用する酵母の影響を大きく受けることが知られています。香味の優れたビールをつくるためには、優れた特性を持った酵母を使用する必要があります。キリングループは、ビール酵母の特性についての研究を通じて、おいしいビールづくりのための原理原則の解明に取り組んでいます。

ビール酵母のはたらき

ピルスナータイプのビールの醸造では、発芽させた大麦(麦芽)とホップ、米やとうもろこしなどからつくられる麦汁に酵母を加え、低温で発酵させます。この発酵の主役がビール酵母です。ビール酵母は、麦汁の中の酸素を使って盛んに増殖した後、酸素の少ない環境で糖分を取り込み、アルコールと炭酸ガスを生成します。また、麦汁中のアミノ酸を取り込んで香りや味の成分を生成します。この後、マイナス1°Cで貯蔵し熟成させることで、調和のとれたビールがつくり出されます。酵母の種類や働き方が、ビールの微妙な香味の違いをも生み出します。

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酵母における酢酸エステル生成制御機構の解明

ビールに含まれるエステル類は、ビール製品の香味を特徴づける非常に大切な要因で、そのほとんどが発酵中に酵母によって生成されます。キリンホールディングスは、大関社との共同研究で、ビールや日本酒における重要な香気成分の一つである酢酸イソアミルの生成機構を遺伝子レベルで明らかにしました。

酢酸イソアミルは、バナナのような香りを持ち、“吟醸香”の成分としても知られています。酢酸イソアミルは、酵母細胞内で、アルコールアセチルトランスフェラーゼ(略してAATaseと呼びます)という酵素のはたらきによって生成することが知られています。今回の研究では、ビール酵母からAATaseの生成に関わる遺伝子であるATF1遺伝子2種類を特定しました。

実は、ビール醸造では発酵前に麦汁中の酸素濃度を高めるとエステル生成が抑えられることが経験的に知られており、AATaseの活性が抑えられることが原因だと考えられていました。今回特定された2種類のATF1遺伝子を制御した酵母で発酵試験を行った結果、これらの遺伝子の発現が麦汁の酸素や不飽和脂肪酸の濃度によって調節されていることが確認されました。

一方、2種類のATF1遺伝子が欠損していても酢酸イソアミルは1/10程度生成することがわかり、AATase活性に関与する新たな遺伝子(ATF2遺伝子)を見出しました。ATF1とATF2の両方の遺伝子を欠損している酵母は酢酸イソアミルをまったく生成しないことも確認しました。

関連論文
Fujii T, Nagasawa N, Iwamatsu A, Bogaki T, Tamai Y, Hamachi M. (1994) Molecular cloning, sequence analysis, and expression of the yeast alcohol acetyltransferase gene. Appl. Environ. Microbiol.;60:2786-2792.
Yoshimoto, H., Fujiwara, D., Momma, T., Ito, C., Sone, H., Kaneko, Y. and Tamai, Y. (1998) Characterization of the ATF1 and Lg-ATF1 genes encoding alcohol acetyltransferases in the bottom fermenting yeast Saccharomyces pastorianus. J. Ferment. Bioeng.;86:15-20.
Fujiwara, D., Yoshimoto, H., Sone, H., Harashima, S. and Tamai, Y. (1999) Molecular mechanism of the multiple regulation of the Saccharomyces cerevisiae ATF1 gene encoding alcohol acetyltransferase. Yeast;15:1183-1197.
善本裕之, 藤原大介, 坊垣隆之, 長澤 直, 藤井敏雄 (2001) 総合論文・酵母における酢酸エステル生成制御機構の解明, 生物工学会誌;79:33-40.

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