「酵母菌 」不僅能做麵包、釀酒,還可用於生產保健食品及新冠肺炎疫苗

作者 | 發布日期 2021 年 01 月 24 日 0:00 | 分類 生物科技 , 醫療科技 Telegram share ! follow us in feedly


您曾想過麵包與紅酒有什麼共通點嗎?沒錯,就是酵母菌。其實酵母菌種類繁多,經科學家所鑑定的就超過 500 種,最常見的一種是「麵包酵母菌」(bread yeast),也稱作「釀酒酵母菌」(wine yeast),普遍被運用於製作麵包及釀酒。

酵母菌能將醣類代謝為二氧化碳、酒精

為什麼同一種酵母菌能勝任製作麵包及釀酒這兩種截然不同的食物呢?其實在這兩種過程中,酵母菌都會將葡萄糖、果糖等醣類代謝為二氧化碳(有氧環境)或酒精(無氧環境),當二氧化碳被麵糰包圍而不能逸散時,就會將麵糰如吹氣球般撐開而產生蓬鬆感。事實上,麵包酵母菌的英文名稱中,yeast 就是源自於麵糰發酵或釀酒過程中會產生「氣泡」的現象。

酵母菌可提供多種必須的營養素

除了用於製作麵包及釀酒,酵母菌本身也是不錯的養分來源,因其可以提供人們維生素 B 群、蛋白質、膳食纖維及礦物質等有益成分。酵母菌所提供的蛋白質含有人體無法自行製造的必需胺基酸,能為素食者提供優質蛋白質來源;不溶於水的膳食纖維則能促進腸胃蠕動幫助排便;各種維生素更是人體正常新陳代謝所必須,因此市面上不乏含有「啤酒酵母」的保健食品供消費者選購。

酵母菌可預防水果腐壞

酵母菌生長快速,可以在水果表面及養分競爭上壓制蔬果類病菌;此外,有些種類的酵母菌會產生多種分解酵素及抗菌物質,可直接或間接破壞真菌類的細胞壁對病原菌主動攻擊。還有某些酵母菌具有嵌合鐵元素的能力,由於鐵對於病原菌的生長極為重要,因此可發揮抑制病原菌生長功效。基於上述諸多特性,目前已有美國、西班牙生技公司成功開發以酵母菌為主要成分的作物病蟲害防治產品,用於預防草莓、柑橘及芒果採收後發霉腐壞。

酵母菌與美容保養品

一次偶然的機會,科學家在日本清酒釀造工廠看到十分有趣的畫面:那些臉上佈滿皺紋年邁的釀酒師們,雙手卻有如少女一般細緻柔嫩。這個發現驅使科學家決心一探究竟,原來製作清酒所使用的一種酵母菌(覆膜酵母菌)會產生非常豐富的代謝產物,除了必需胺基酸、維生素、礦物元素等,還含有多醣類黏液質,這些成分具有促進新陳代謝、抑制自由基產生(抗氧化、抗老化)、幫助保持濕潤、改善膚質等功能。

覆膜酵母菌代謝產物因而被用於生產美容保養品,並已成為廣受消費者愛好的暢銷商品。

酵母菌可望用於生產新冠肺炎疫苗

由於酵母菌製造的蛋白質相較於大腸桿菌製造的更近似於人體內蛋白質,因此酵母菌早已被生物製藥業廣泛運用於生產各類蛋白質藥物製劑,舉凡胰島素、抗凝血蛋白、B 肝疫苗等。目前也有德國的生技公司 ARTES Biotechnology 正在研發以「嗜甲醇酵母菌」(Pichia pastoris)生產新冠肺炎的疫苗,希望能提供價格低廉的新冠疫苗,以幫助發展中國家和新興國家對抗疫情。

結語

人類運用酵母菌的歷史可以追溯到 5,000 年前的埃及,當時人們已經懂得發酵過的麵團麵包口感及風味都更好,但當時埃及人當然不懂這是酵母菌的功勞,而認為這是一項奇蹟,直到 1857 年,法國科學家巴斯德才確立了酵母菌在發酵過程中的關鍵地位。

時至今日,科學家仍不斷地開發酵母菌的新用途,人類對酵母菌的好奇心幾乎是永無止盡的,最近美國太空總署也與科學家合作將酵母菌送到外太空,研究宇宙輻射對其 DNA 傷害的影響,藉此探索長途太空旅行時宇宙輻射對人類健康之影響。

(首圖為嗜甲醇酵母菌的細胞,來源:維基百科