在 ITMO 大学生产面包。图片来源：ITMO 大学
ITMO 大学生物技术和低温系统学院的科学家们积极致力于让日常食品变得更好、更安全、更容易获得。通过仅替换面包配方中的一种成分，研究人员设法使该产品对导致其变质的微生物具有更强的抵抗力。现在，他们正在尝试替换啤酒中的相同成分。如果一切顺利，这种饮料的烈度会降低，并且会获得益生菌特性。 ITMO.NEWS 联系了科学家，以了解啤酒的特性如何取决于酵母，以及面包如何成为绳索腐败的受害者。
即使是做过一道菜的人都知道，更换一种食材会导致其味道、颜色和其他特性发生显着变化。这尤其适用于由少量成分制成的产品。
现代科学如何帮助面包制作或酿造？几千年来，人们一直在烤面包和酿造啤酒，似乎很难在这些领域发现一些全新的东西。但事实并非如此：制造这些古老产品的方法正在不断完善，以使它们更便宜、存储更稳定，同时更美味。
酿酒酵母。
面包最重要的成分之一是酵母——一种天然发酵剂，赋予面包蓬松的质地和独特的香气。用于烘焙的酵母是 Saccharomyces cerevisiae 种类。正是这些微生物帮助麦汁发酵，制成啤酒。
埃琳娜·索博列娃。学分：埃琳娜·索博列娃
但是，如果酵母在保留这些功能的同时，还能赋予产品新的特性呢？是否可以选择一种可以防止面包过早变质的酵母菌株？ ITMO 大学的研究人员提出了一组相关的微生物——Saccharomyces cerevisiae var。布拉氏菌 - 实际上可能是经典面包酵母的这种多功能类似物。
“这是法国微生物学家 Henri Boulard 在 1920 年代初发现的一种热带酵母菌株，”生物技术与低温系统学院副教授 Elena Soboleva 解释道。 “他在东南亚大陆旅行期间，正在研究霍乱流行病，看到当地人会用水果犒劳自己。后来，在更详细地研究了这件事后，他发现这与其说是关于水果，不如说是关于生活在它们表面的微生物。这使他发现了一种以前未知的酵母菌，他将其命名为布拉氏酵母菌，并获得了治疗腹泻的专利。”
然而，随着系统发育分析的发展，发现Saccharomyces boulardii 是 Saccharomyces cerevisiae 种的变体 .
今天，这种酵母被用作益生菌来恢复肠道微生物群。更重要的是，据科学家介绍，最近的研究表明，这种酵母具有抗氧化特性，可以让身体更好地吸收有用的微量元素和 B 族维生素。
自愈面包
面包师遇到的问题之一就是所谓的，由地衣芽孢杆菌引起 和枯草芽孢杆菌 细菌的种类。这些微生物可以从土壤中进入种子，并畅通无阻地进入面包。即使在最彻底的质量控制下，也很难检测到这些细菌孢子。
“有时您会听到有人认为在烤箱中烘烤会使面包无菌，但实际上并非如此，”Elena Soboleva 说。 “例如，虽然绳状杆菌的营养细胞在烘烤过程中死亡，但孢子却能在热处理中存活下来。就其本身而言，它们在很大程度上是无害的，但在某些条件下（例如，在高湿度和高温下），面包会发展出所谓的绳索病。面包开始散发出令人不快的果味，类似于腐烂的瓜的气味，并且随着疾病的发展，面包屑变得粘稠而有弹性。当然，这样的面包是不能吃的。”
有许多方法可以防止绳索病的发展——从化学到物理和生物。例如，绳状杆菌不能耐受酸性环境，这就是为什么发酵剂被广泛用于面包生产的原因。然而，发现 Saccharomyces boulardii 酵母也可用于保护面包免受 地衣芽孢杆菌 孢子。
应用时酵母菌株对绳索腐败发展的影响：左侧的酿酒酵母，酿酒酵母变种。布拉迪在右边。图片来源：Artyom Morozov
研究表明这些对B有拮抗作用。枯草杆菌 和B。地衣类 细菌，对绳索病病原体有抑菌作用。
“这种酵母能够产生抑制绳状杆菌孢子活性的抗生素物质，同时像普通酵母一样工作，”Elena Soboleva 指出。 “我们使用不同的面包生产技术进行了几次实验。为了保证绳子病的发展，在面包烘烤后创造了有利的条件——潮湿和温暖的环境。使用酵母可以让我们将疾病的发展速度减慢三天，这对于这样的产品来说意义重大。”
益生菌啤酒
但科学家们的实验并没有停留在面包上。如果布拉氏酵母 被用作益生菌，为什么不把这个特性赋予啤酒呢？
生产发酵饮料的实验实验室。图片来源：ITMO 大学
ITMO 大学有一个发酵饮料生产的实验实验室。正是在这里制定并实施了使用这种酵母生产未过滤啤酒的计划。
“我们希望啤酒具有益生菌和抗氧化特性；此外，S. boulardii 酵母的开发将使我们能够生产出乙醇含量更低的啤酒，”食品生物技术与工程学院的博士生 Artyom Morozov 分享道。
工程计划在与 COVID-19 大流行相关的限制解除后开始。
工作的基本方面
然而，关于Saccharomyces boulardii 的可能应用的工作 在食品行业只是众多阶段之一。要将这项研究推向市场，不仅要展示使用这种酵母菌株的优势，还要提出一种有效的培养方法。
发酵饮料用品。图片来源：ITMO 大学
这是由于布拉氏酵母菌的一项特殊功能 新陈代谢是37°C的最佳生长温度，以及对低酸度（pH 3.2-4）的抵抗力。对于经典的面包酵母，这些值分别约为 30°C 和 4-6。科学家们目前正在努力创造有利于以最低成本生产最多酵母的最佳条件。
