10.12.2010 Väitös: Maltoosin ja maltotrioosin kuljetuksen tehostaminen nopeuttaa vahvavierrekäymisiä

Friday, 10 December 2010 21:37

Maltoosi ja maltotrioosi ovat kaksi olutvierteen yleisintä käymiskelpoista sokeria. Panimohiivojen kyky käyttää näitä sokereita tehokkaasti on tärkeä käymisprosessin nopeuteen vaikuttava tekijä. VTT:n tutkija Virve Vidgren on osoittanut väitöstyössään, että vahvavierrekäymisissä pääkäymisiin käytettyä aikaa voidaan vähentää 8–37 % käyttämällä muokattuja hiivakantoja, joissa maltoosin ja maltotrioosin kuljetusta solun sisälle on tehostettu. Vidgrenin väitöstilaisuus on 10.12.2010 klo 12 Helsingin yliopistossa (Unioninkatu 34).

Oluen valmistuksessa on siirrytty yhä enenevässä määrin käyttämään vahvoja vierteitä, joissa sokereita on huomattavasti enemmän perinteisiin vierteisiin verrattuna. Jäännösmaltoosia ja erityisesti maltotrioosia esiintyy usein vahvavierrekäymisten jälkeen, mikä alentaa käymisprosessin tehokkuutta. Hiivasoluissa maltoosin ja maltotrioosin käyttöä eniten rajoittavan tekijän tiedetään olevan sokereiden kuljetus solun sisälle. Tässä väitöskirjatyössä karakterisoitiin maltoosin ja maltotrioosin kuljetukseen vaikuttavia tekijöitä ale- ja lager-hiivoilla sekä pyrittiin löytämään keinoja, joilla näiden sokereiden kuljetuskykyä hiivasolun sisälle ja siten käymisen tehokkuutta pystyttäisiin parantamaan.

Tärkeimpinä tuloksina tässä työssä havaittiin, että ale- ja lager-hiivoilla maltoosin sekä maltotrioosin kuljetus tapahtuu erilaisten kuljettajaproteiinien avulla. Ale-hiivoissa Agt1- kuljettajaproteiinit vastasivat pääasiallisesti maltoosin/maltotrioosin kuljetuksesta solun sisälle ja vastaavasti lager-hiivoilla kuljetus tapahtui Malx1- ja Mtt-tyypin kuljettajien avulla. Lisäksi havaittiin, että kaikissa tutkituissa lager-hiivoissa Agt1-kuljettaja oli viallinen eikä pystynyt kuljettamaan maltoosia lainkaan. Tähän oli syynä lukuraamin muutos -mutaatio AGT1-geenissä. Mtt1-kuljettajaa koodaava geeni löydettiin vain lager-hiivoista. Ale-hiivoissa maltoosin kuljetuksen havaittiin olevan lager-hiivoja herkempi lämpötilan laskulle. Syyksi tähän havaittiin se, että pääasialliset kuljettajat ale-hiivoissa, Agt1-kuljettajat, eivät toimi tehokkaasti alhaisissa lämpötiloissa. Yksittäisten kuljettajaproteiinien lämpötilaherkkyyttä tutkittaessa havaittiin, että Malx1-tyypin kuljettajat ovat lähes yhtä herkkiä lämpötilan laskulle kuin Agt1-kuljettajat. Mtt1-tyypin kuljettajilla maltoosin kuljetusaktiivisuus sen sijaan säilyi parhaiten alhaisissa lämpötiloissa. Lämpötilan nostaminen lager käymisissä perinteisestä 10 °C:stä lähemmäksi 20 °C lisäisi maltoosin ja maltotrioosin kuljetusta solun sisälle ja tehostaisi niiden käyttöä.

Maltoosin ja maltotrioosin käyttöä pystyttiin merkittävästi tehostamaan, kun lager-hiivan viallinen AGT1-geeni korjattiin ja laitettiin vahvemman, glukoosilla indusoituvan, promoottorin säätelyn alle. Muokatuissa kannoissa käyminen oli nopeampaa ja näillä kannoilla valmistetuissa oluissa etanolikonsentraatio oli suurempi. Lisäksi käymisen loputtua oli jäljellä vähemmän jäännösmaltoosia ja maltotrioosia. Vahvavierrekäymisissä pääkäymiseen käytetty aika vähentyi 8–37 % riippuen käytetyn vierteen vahvuudesta ja käytetystä hiivakannasta. Tämän suuruusluokan muutoksella on suuri taloudellinen merkitys oluen valmistusprosessissa.

Linkki väitöskirjaan: http://www.vtt.fi/inf/pdf/publications/2010/P748.pdf

Lisätietoja:

Tutkija Virve Vidgren,
This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it
puh. 020 722 6194