Lähetä linkki
Väitös: Maltoosin ja maltotrioosin kuljetuksen tehostaminen nopeuttaa oluen valmistuksen vahvavierrekäymisiä merkittävästi
08.12.2010
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
varsinkin 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.
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.
Väitöskirja