啤酒酵母的代谢及调控
酿酒酵母及其代谢途径的研究进展
酿酒酵母及其代谢途径的研究进展随着人们生活水平的提高，酒成为人们聚会、社交的重要工具，而酿酒酵母则是酒的重要原料之一。
酿酒酵母作为一个微生物，它的代谢途径、基因调控以及发酵机制一直是研究者们的关注点。
本文将对近年来酿酒酵母及其代谢途径的研究进展进行探讨。
1. 酿酒酵母的功能及分类酿酒中常用的酵母分为酿酒酵母和物理酵母。
国际上通行的分类标准认为，酿酒酵母主要分为两类：Saccharomyces cerevisiae和Saccharomyces bayanus。
其中，Saccharomyces cerevisiae是最早被人们利用的酿酒酵母之一，其主要生长温度为16-20℃，被广泛应用于葡萄酒、啤酒、米酒以及烧酒等多个领域；Saccharomyces bayanus则生长温度较低，一般在8-14℃之间，常被应用于白酒等特殊领域。
除了被广泛应用于酒精行业外，酿酒酵母还有其他许多应用。
例如，在医药、食品、原料化学等领域，酵母的代谢途径和基因调控也得到了较广泛的研究。
在医药领域，酿酒酵母的代谢途径被应用于抗癌药物的研究；在食品领域，酿酒酵母的代谢途径则可以用来制造高值化合物的食品添加剂；在原料化学领域，酿酒酵母可以被用来代替化学试剂制造生物合成产品。
2. 酿酒酵母代谢途径的研究进展2.1 糖代谢途径酿酒酵母的代谢途径中糖代谢途径一直是研究者们关注的焦点之一。
传统的观点认为，糖代谢途径主要由葡萄糖进入酵母细胞，随后进入糖酵解途径或糖异生途径，最终产生能量和酒精。
近年来，随着基因测序技术以及代谢组学技术的发展，人们对酿酒酵母的糖代谢途径有了更深层次的认识。
例如，人们通过对酿酒过程中的代谢物进行分析，发现丙酮酸和二氧化碳等代谢产物的产生与酵母产生的酒精的量密切相关，这提示酿酒酵母的糖代谢途径与其酒精产生的机制有关。
此外，一些研究发现，酵母在不同的培养环境下糖代谢途径的表现也有所不同。
例如，在氧气充足的环境下，酵母可以将葡萄糖转化为生命活动所需的原料，产生的乳酸可以被用来维持酸碱平衡；而在氧气不足的情况下，酵母会将葡萄糖转化为乙醇和二氧化碳，以产生能量。
啤酒酿造中双乙酰的代谢调控研究进展
啤酒酿造中双乙酰的代谢调控研究进展摘要双乙酰是啤酒生产过程中由酵母在合成氨基酸的途径中产生的重要风味物质。
其含量是衡量啤酒成熟的重要标志。
本文简要综述了啤酒生产中双乙酰的形成机制和代谢调控研究进展。
关键词：啤酒酿造；双乙酰；代谢；调控啤酒中双乙酰的主要成分是2，3-丁二酮，是酵母发酵过程中的代谢副产物，是影响啤酒风味的重要因素，是衡量啤酒成熟的主要依据。
如果在生产过程中控制不当，就会使双乙酰含量超过阈值，致使啤酒风味改变。
国家标准中优级淡色啤酒要求双乙酰含量在0．13mg/L以下。
双乙酰的形成与消除几乎成了促进啤酒成熟以及缩短发酵周期的核心问题。
传统的啤酒酿造中，啤酒酵母在主发酵期产生的双乙酰，会在发酵后期和贮酒期由啤酒酵母重新吸收还原成味阈值较高的2，3-丁二醇，从而达到促进啤酒口味成熟的目的。
但在啤酒后发酵和贮酒过程中，由于双乙酰还原的速度很慢，要想得到双乙酰含量合格的成熟啤酒，就要延长发酵周期，这对于提高发酵罐的利用率和经济效益都不利。
因此，有目的地控制啤酒中的双乙酰含量，对于促进啤酒成熟、缩短发酵周期、改善啤酒质量和提高经济效益具有非常重要的意义。
现今在啤酒生产中，无论是优化发酵条件、酵母菌种的改良、还是外加a-乙酰脱羧酶等方法都是从双乙酰的代谢途径出发的。
可以说双乙酰代谢途径的调控是解决啤酒发酵过程中双乙酰含量对啤酒风味影响的根本所在。
所以研究啤酒酿造过程中形成双乙酰的机制、途径以及如何有目的的控制啤酒中的双乙酰受到了广泛的关注。
1、啤酒生产中双乙酰的形成机制和代谢途径最初的啤酒酿造者认为，双乙酰是由啤酒中污染的乳酸菌产生的。
直到20世纪60年代。
研究者才发现双乙酰是酵母的正常代谢产物。
双乙酰是正常发酵过程中，由啤酒酵母细胞体内所进行的缬氨酸生物合成的中间产物ɑ-乙酰乳酸在分泌到细胞外时，由非酶促的氧化脱羧反应自发产生的。
当酵母生产繁殖，需要大量合成缬氨酸时，丙酮酸被大量转化为ɑ-乙酰乳酸，而由于乙酰羟基同分异构还原酶(RI)效率非常低，使得双乙酰前体物质ɑ-乙酰乳酸得以积累，在酵母细胞内ɑ-乙酰乳酸不会转化为双乙酰，当一部分ɑ-乙酰乳酸分泌出细胞进入啤酒中，自发的氧化脱羧形成双乙酰，如果酵母活性高，则双乙酰依靠渗透酶将双乙酰输送进入酵母细胞，被酵母重新吸收，有酵母自身的酶催化，还原成乙偶姻(3-羟基-2-丁酮)和2，3-丁二醇，排出细胞外。
酿酒酵母代谢途径和生理特性的研究及应用
酿酒酵母代谢途径和生理特性的研究及应用酿酒酵母是酿造酒类中最常用的微生物之一，其代谢途径和生理特性的研究及应用对于酒类工业的发展具有重要意义。
本文将介绍酿酒酵母的代谢途径和生理特性的研究现状和应用领域。
1. 酿酒酵母代谢途径的研究酿酒酵母的代谢途径是指其在酿酒过程中产生的代谢产物和反应途径。
对于酿酒酵母的代谢途径的研究，可以从以下几个方面入手。
首先是酵母的糖代谢途径。
酿酒酵母主要利用葡萄糖发酵产生乙醇、二氧化碳和热能，乳酸和丙酮也是主要代谢产物之一。
酒类工业中，常常需要调节酿酒酵母的糖代谢途径，以实现酒精度和口感的调整。
因此，酿酒酵母的糖代谢途径的研究对于酒类工业的发展非常重要。
其次是酵母的芳香化合物代谢途径。
芳香化合物是酒类中重要的风味成分，其产生主要依赖于酿酒酵母的代谢途径。
酵母中的代谢酶可将氨基酸代谢成酪氨酸、苯丙氨酸等芳香族氨基酸，在发酵过程中生成类似于肉桂醛、苯乙醇等多种芳香化合物。
因此，对于酿酒酵母的芳香化合物代谢途径的研究非常重要，有助于提高酒类的风味特性。
最后是酵母的氧代谢途径。
氧气是酿酒酵母生存所必须的，但是过多的氧气也会影响酵母的代谢途径，对于酒类的品质产生负面影响。
因此，对于酿酒酵母的氧代谢途径的研究非常重要，有助于提高酿酒酵母的适应性和生存能力，从而提高酿酒的效率和品质。
2. 酿酒酵母生理特性的研究除了代谢途径的研究外，酿酒酵母的生理特性研究也非常重要。
酿酒酵母的生理特性包括生长速度、耐受温度、耐受pH值等方面。
首先是生长速度的研究。
酿酒酵母的生长速度会受到发酵过程中的各种因素的影响，包括糖浓度、氨基酸含量、酸碱度、温度等等。
研究酿酒酵母的生长速度，可以为酒类生产提供更加科学的方法和准确的数据支持。
其次是耐受温度的研究。
酿酒酵母需要在相对恒定的温度下进行生长和发酵，过高或过低的温度都会影响酿酒酵母的生长和发酵过程。
因此，研究酿酒酵母的耐受温度，有助于制定酿酒的最适温度，并提高酵母的生存能力和适应性。
啤酒酵母的功效与作用
啤酒酵母的功效与作用
啤酒酵母是一种微生物，它被广泛应用于啤酒酿造过程中。
除了在啤酒生产中发挥作用外，啤酒酵母还具有许多其他功效和作用。
1. 提供营养素：啤酒酵母含有丰富的蛋白质、维生素B群和
矿物质，如铁、锌和钾。
这些营养素对人体健康十分重要，可以增强免疫力、促进新陈代谢和维持神经系统正常功能。
2. 改善消化功能：啤酒酵母中的活性酶可以帮助分解食物，促进消化。
同时，它含有益生菌，可以平衡肠道菌群，促进良好的肠道健康，缓解腹胀和便秘等消化问题。
3. 改善皮肤健康：啤酒酵母富含维生素B群和抗氧化剂，可
以促进皮肤细胞的再生和修复，改善肤色，并减少皱纹和痘痘。
此外，啤酒酵母还可以调节皮脂分泌，改善油性皮肤问题。
4. 提供能量：啤酒酵母中的蛋白质和碳水化合物可以为身体提供能量，增加体力和耐力。
这对于需要高强度运动或长时间体力劳动的人来说尤为重要。
5. 改善心理健康：啤酒酵母富含维生素B群，这些维生素对
神经系统和心理健康至关重要。
它们可以缓解焦虑、抑郁和疲劳，改善睡眠质量和提升心情。
6. 增加免疫力：啤酒酵母中的酵母多糖可以增强人体免疫力，促进巨噬细胞的活性，增加抵抗力，减少感染的风险。
7. 辅助减肥：啤酒酵母中的纤维含量较高，可以增加饱腹感，减少进食量。
同时，啤酒酵母还可以促进新陈代谢，加速脂肪燃烧。
总之，啤酒酵母除了在啤酒酿造中发挥作用外，还具有许多其他功效和作用，如提供营养、改善消化功能、改善皮肤健康、提供能量、改善心理健康、增加免疫力和辅助减肥等。
但是，在使用啤酒酵母时需要注意适量，因为过量摄入可能会引起不良反应。
酵母菌的代谢物和代谢途径研究
酵母菌的代谢物和代谢途径研究酵母菌是一种单细胞真菌，广泛生存在自然环境中，如葡萄酒、啤酒中也会存在大量的酵母菌。
酵母菌与生物界其他微生物一样，在新陈代谢中产生和分泌出许多化合物，这些化合物既包括酵母菌自身生长所需的抗氧化物质、蛋白质等营养物质，也包括调节酵母菌活动及催化发酵反应所需的各种代谢物。
一、酵母菌中的代谢物酵母菌中的代谢物可分为几大类，例如，金属元素、生长因子、营养物质、酪氨酸类代谢产物、酯类、氨基酸等。
1. 金属元素在酵母菌中，金属元素的存在对菌体的细胞分裂和营养摄取等生命过程具有极重要的作用。
钐、铕、铒、铥等稀土元素的添加，可以明显提高酵母菌活性和厌氧发酵的产物收率。
2. 生长因子酵母菌在生长过程中需要吸收来自外部环境的生长因子，例如维生素B族类物质、核酸、脂肪酸等。
缺乏这些生长因子会导致细胞分裂减慢、代谢活性下降甚至停滞。
3. 营养物质酵母菌在生长发育中需要吸收且合成许多营养物质，如糖类、脂肪类及维生素类物质等。
其中糖是酵母菌最为主要的营养物质，通过酸性酶酶解、可逆转酸酸化等途径，将低分子糖类积累为高分子的多糖类物质。
4. 酪氨酸类代谢产物酪氨酸是一种含有芳香环的氨基酸，是生物合成许多半滴定酸类化合物的起始物质。
酵母菌通过酪氨酸氨基转移酶与酪氨酸酶等酶的催化作用，可以将酪氨酸氨基转移为丙酮酸、异丁酸、苯乙醇等代谢产物。
5. 酯类酵母菌可以通过脂质代谢途径将葡萄糖等糖类物质转化为脂肪酸和甘油，并最终通过脂肪酸合成酯类，作为一种储存能量的物质存在于细胞内。
酯类物质有时也会被酵母菌利用，作为细胞膜的组成成分。
6.氨基酸酵母菌通过代谢途径合成许多不同的氨基酸，如谷氨酸、丝氨酸、苏氨酸等。
氨基酸作为生物合成蛋白质的重要组成部分，在酵母菌的生长发育中发挥着至关重要的作用。
二、酵母菌中的代谢途径酵母菌通过一系列的代谢途径实现生命过程中的新陈代谢功能，其中包括糖类代谢、脂质代谢、微量元素代谢、酸性代谢、氧化还原代谢等。
啤酒酵母实验报告(3篇)
一、实验目的1. 了解啤酒酵母的基本生物学特性。
2. 掌握啤酒酵母的培养和繁殖方法。
3. 学习啤酒酵母在不同条件下的发酵特性。
4. 探讨啤酒酵母在食品工业中的应用。
二、实验材料与设备材料：- 啤酒酵母- 酵母膏- 葡萄糖- 酵母提取物- 氯化钠- 磷酸二氢钾- 硫酸镁- 硫酸铜- 硫酸锌- 硫代硫酸钠- 水浴锅- 恒温培养箱- 移液器- 离心机- 烧杯- 滴定管- pH计- 电子天平三、实验方法1. 酵母活化：- 将啤酒酵母用温水溶解，并加入少量葡萄糖和酵母膏，置于37℃恒温培养箱中培养2小时。
2. 酵母繁殖：- 将活化后的酵母液用无菌水稀释，接种于含有葡萄糖和酵母膏的培养基中，置于37℃恒温培养箱中培养24小时。
3. 酵母发酵实验：- 分别在pH 4.0、5.0、6.0、7.0、8.0的条件下，将酵母液接种于葡萄糖培养基中，置于37℃恒温培养箱中培养48小时，观察发酵情况。
- 记录发酵过程中pH值的变化，并分析酵母在不同pH值下的发酵特性。
4. 酵母提取实验：- 将发酵后的酵母液离心，收集酵母细胞。
- 使用酸碱滴定法测定酵母细胞中的糖含量，计算发酵效率。
5. 酵母应用实验：- 将酵母液用于面包制作，观察面包的发酵效果和口感。
四、实验结果与分析1. 酵母活化：- 经过2小时的培养，酵母液出现明显的气泡，说明酵母已经活化。
2. 酵母繁殖：- 经过24小时的培养，酵母液的浊度明显增加，说明酵母已经繁殖。
3. 酵母发酵实验：- 在pH 5.0的条件下，酵母发酵效果最好，气泡产生最为旺盛，pH值下降明显。
- 在pH 4.0和8.0的条件下，酵母发酵效果较差，气泡产生较少，pH值变化不明显。
4. 酵母提取实验：- 通过酸碱滴定法测定，发酵后的酵母液中糖含量约为5%，说明发酵效率较高。
5. 酵母应用实验：- 使用酵母液制作的面包发酵充分，口感松软，说明酵母在面包制作中的应用效果良好。
五、实验结论1. 啤酒酵母在pH 5.0的条件下发酵效果最佳。
啤酒酵母的代谢及调控
1
优良啤酒酵母的生物学特性
工艺流程
啤酒酵母
微生物的污染及预防
总结
产生葡萄糖 C12H22O11+H2 O
酶
2C6H12O6
C6H12O6
酶
2C2H5OH +2CO2 +能量
有氧呼吸 无氧呼吸
C6H12O6+6O2
酶
6CO2+6H2O+能量
2
啤酒酵母的代谢途径
工艺流程
啤酒酵母
微生物的污染及预防
总结
细 胞 内
丙酮酸
α-乙酰乳酸
氧化脱羧
乙偶烟 2,3-丁二醇
双乙酰
双乙酰
2
双乙酰的产生机理
工艺流程
啤酒酵母
微生物的污染及预防
总结
双乙酰的危害 双乙酰的味阈值很低（0.1~0.2mg/L），当含量超 过味阈值时，会使啤酒口味不纯正、含有不愉快的馊 饭味，直接影响啤酒的质量，破坏啤酒风味。 淡色啤酒理化要求 项目 等级
啤酒酵母
微生物的污染及预防
总结
酯类
生香 物质 抗老化 能力 谷胱 甘肽 酰基辅A +醇类
酶
乙醇乙酰 转移酶
ATF1 基因
品牌战略 选择
GSH1 基因 ESM25 基因
3
酒精酵母的代谢调控
工艺流程
啤酒酵母
微生物的污染及预防
总结
过渡页
工艺流程
啤酒酵母
微生物的污染及预防
总结
工艺流程
啤酒酵母
微生物的污染及预防
3
6
无菌过程或无菌灌装
2
微生物的预防
工艺流程
啤酒酵母
酿酒酵母产生酒类物质的代谢研究
酿酒酵母产生酒类物质的代谢研究酿酒是人类在很早以前就开始的一项技术，酿酒酵母是酿造美酒的关键。
酿酒酵母能够将糖类转化为酒精、二氧化碳等物质，从而降低糖类含量，增加酒的风味。
因此，对酿酒酵母产生酒类物质的代谢研究具有重要意义。
一、酵母代谢底物多样性研究发现，不同的酵母菌株在不同的条件下可以利用不同的代谢底物来产生酒类物质。
例如，Saccharomyces cerevisiae菌株可以利用葡萄糖、葡萄糖酸、果糖等多种糖类底物；而Pichia stipitis菌株则能够利用木糖等非常规糖类。
二、酵母酒精代谢途径酒精代谢是酿酒酵母最重要的生理代谢途径之一。
从葡萄糖开始，经过一系列酶的作用，可以将葡萄糖转化为乙醛和酒精。
其中，乙醛可以通过NAD+脱氢酶的作用进一步转化为乙酸。
酒精合成的路线非常重要，因为它直接影响到醇的产量和糖的利用率。
三、酵母氨基酸代谢途径酵母利用氨基酸可以产生一些对酒类品质产生影响的物质，如芳香族化合物和硫醇类物质。
其中，氨基酸代谢的关键酶为转氨酶，它可以将氨基酸转化为酮酸和氨基酸组成的胺基酸体。
四、酵母酸代谢途径酵母通过对代谢产物进行酸化调节pH值，维持酿造过程的稳定，还可产生一些对酒类风味产生贡献的酸类物质，如苹果酸、乳酸等。
其中，苹果酸酶和乳酸脱羧酶等关键酶对酸代谢具有重要作用。
五、酵母酯代谢途径酵母产生的酯类物质对酒类的风味具有极大的影响，如乙酸乙酯可以为啤酒提供水果味。
酯的生成源于乙酸和醇的反应，其中酯化酶和脱酸酶是酯合成和分解的关键酶。
综上所述，酿酒酵母代谢和发酵产生酒类物质是一个复杂的过程，其中涉及到底物多样性、代谢途径的多样性等多个方面。
通过对代谢途径的深入了解，可以为酒酿造的调节提供更多的可能性，创造出更好的酒质。
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工艺流程
啤酒酵母
微生物的污染及预防
总结
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原料 （大麦）
粉碎
糊化 糖化
过滤 煮沸 冷却
装罐
成熟
杀菌
过滤
发酵 B 发酵
回旋 沉淀
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无菌过程或无菌灌装
2
微生物的预防
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生 啤 和 熟 啤
生啤
不经过传统高温杀菌的啤酒，口味更佳纯正、 清爽。杀菌方法是通过多层过滤处理，其保留了酶 的活性，含有更丰富的氨基酸和可溶蛋白。
1
啤酒酒质品评 抗
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啤酒温度在10℃时 候泡沫最丰富，香气 浓郁，口感舒适。
喝啤酒要快，
不要浅斟慢酌。
2
饮啤酒学问
生物与环境学院
食 科
13
总结
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微生物的污染及预防
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外观形态：细胞饱满、大小形态均一 生理要求：繁殖力强，起发快，发酵速度高。 凝聚性: 酵母的凝聚性适中 稳定性： 具有较强的抗变异能力 合成酶： 蛋白质和葡萄糖是引起啤酒非生物浑浊的主要物质。 双乙酰还原能力：双乙酰峰值应低且还原能力强。 耐受性：较强的对低温 、 压力 、 高浓度酒精和麦汁浓度的耐受性。 抗嗜杀酵母： 可产生杀伤因子 或具有抗嗜杀的作用。
总结
①
有 害 微 生 物
细菌：
好氧菌 、 厌氧菌 、 革兰氏阳性菌、革兰氏阴 性菌、 麦汁腐败菌 、啤酒 腐败菌、 产酸菌以及形成 孢子的细菌。
必需脂肪酸
野生酵母： 污染啤酒并产生 异味；生长快。
真菌或者霉菌：
生长在垢物 、 墙 体和原料的表面， 可
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以败坏啤酒的风味。
1
微生物污染
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②
污 染 途 径
酿造原料 酿造设备 回收酵母泥
添加剂
高浓度稀释水和气体 取样阀留有死角 员工无菌意识欠缺
1
微生物污染
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定期清洁和保持环境卫生
1
4
高温瞬间杀菌法
检查残余的微生物 注明生产日期
2
5
无菌过程或无菌灌装
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微生物的污染及预防
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酯类
生香 物质 抗老化 能力 谷胱 甘肽 酰基辅A +醇类
酶
乙醇乙酰 转移酶
ATF1 基因
品牌战略 选择
GSH1 基因 ESM25 基因
3
酒精酵母的代谢调控
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微生物的污染及预防
1
优良啤酒酵母的生物学特性
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啤酒酵母
微生物的污染及预防
总结
产生葡萄糖 C12H22O11+H2 O
酶
2C6H12O6
C6H12O6
酶
2C2H5OH +2CO2 +能量
有氧呼吸 无氧呼吸
C6H12O6+6O2
酶
6CO2+6H2O+能量
2
啤酒酵母的代谢途径
工艺流程
啤酒酵母
微生物的污染及预防
总结
细 胞 内
丙酮酸
α-乙酰乳酸
氧化脱羧
乙偶
2
双乙酰的产生机理
工艺流程
啤酒酵母
微生物的污染及预防
总结
双乙酰的危害 双乙酰的味阈值很低（0.1~0.2mg/L），当含量超 过味阈值时，会使啤酒口味不纯正、含有不愉快的馊 饭味，直接影响啤酒的质量，破坏啤酒风味。 淡色啤酒理化要求 项目 等级
熟啤
经过巴氏杀毒或瞬时高压灭菌的啤酒，稳定性 较好，可长期存放。但色泽、澄清度、口味和营养 性方面都发生了变化。
2
啤酒小知识
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啤酒酵母
微生物的污染及预防
总结
。
看酒体色泽 看泡沫
一看
看透明度
1
啤酒酒质品评
工艺流程
啤酒酵母
微生物的污染及预防
总结
闻香味 酒花香气，新鲜
二闻 三尝
品尝味道
口感清爽、协调、柔和
优级 0.10
一级 0.15
啤酒 国家标准 GB4927-2008
双乙酰/（ml/L）≤
2
啤酒酵母的代谢途径
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啤酒酵母
微生物的污染及预防
总结
乙酰羟酸 还原异构酶 ILV5基因
二羟异戊酸
乙酰乳酸 还原酶
双乙酰
A-乙酰乳酸
丙酮酸 ILV2基因 乙偶烟
α-乙酰乳酸脱羧酶
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酒精酵母的代谢调控
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