事實上酵母是一種競爭性殺手：科學家發現一種新的毒害情況

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綜述

酵母，這看似平凡無奇的生物，實則蘊藏著令人驚嘆的力量。在我們日常生活中，酵母廣泛存在於麵包、饅頭等食物中，為它們增添了獨特的風味和口感。然而，酵母的世界遠比我們想像的更加複雜和神秘。

科學家們發現，對於人類而言應用廣泛的酵母也存在「陰暗面」，酵母菌可能具有競爭性殺手的特性，在某些情況下它會釋放一種毒素，可以殺死相近的同類甚至是其他微生物。

同類相殘的酵母

在自然界，無論是種群內部還是外部，競爭都是普遍存在的，酵母也不例外。酵母族群相當龐大，目前人類已經發現了超1500種不同的酵母，不過只有其中的少部分可以用來釀酒和製造麵包饅頭等麵食。

某些情況下，酵母菌在繁殖生長過程中，會向體外分泌一種可以殺死同類的毒蛋白，這種蛋白被稱為「嗜殺毒素」，而分泌毒素的酵母被稱為「嗜殺酵母」。1963年， Makower和Bevan在釀酒酵母中首次發現了這種現象。

目前，已經在葡萄酒，啤酒和清酒釀造過程中，發現了嗜殺菌株的存在，並在球擬酵母，假絲酵母，威爾酵母菌和隱球酵母等多個菌屬中分離出嗜殺菌株。

比如啤酒酵母，它在生長到指數期，即適應環境後的快速繁殖期，在pH值在2.9—4.9之間，會向體外釋放毒蛋白，而在靜止期幾乎不釋放。

生物學上，將能產生毒素並可以殺死近緣菌株的酵母菌稱為「嗜殺酵母」，可以被毒素所殺死的菌株稱為「敏感酵母」，無法殺死其他毒株，也無法被毒素殺死的酵母稱為「中性酵母」。不同類型嗜殺酵母分泌的毒素活性不同，對不同類型的毒素免疫力也不同。

根據不同毒素和的特性和免疫性，可以把嗜殺酵母分為從K1—K11的11種類型。

生成毒素的環境

1979年，Bussey和Palfree精製了K1型葡萄汁酵母毒素，發現這種毒素是一種分子量約為11500Da的小型蛋白質。在其氨基酸序列中，存在5分子的色氨酸，缺少了精氨酸和脯氨酸，通常和酵母菌細胞壁甘露聚糖成分凝聚成不均勻的大集合體而存在。

不同類型的毒素有其最適宜的活性環境，K1型毒素最適宜的pH值範圍為4.6—4.8，K2型釀酒酵母毒素最適宜的pH值範圍為4.2—4.4，超出pH值範圍後毒素活性會有不同程度減弱。

此外，嗜殺毒素具有對熱不穩定的特點，高於40℃會普遍失活。K1型毒素在25℃時最穩定，K2型在30℃時最穩定。26℃環境下，將K1型毒素激烈震蕩25分鐘，或是加入蛋白酶反應一段時間，可使其失去活性。

不過，也有的酵母適應環境能力更強。威爾酵母菌產生的毒素可以耐受60℃的環境，漢遜酵母菌的毒素則可以耐受100℃。

嗜殺酵母培養基中，在最適宜的pH值和溫度下，毒素蛋白生成量會達到最大。以酵母膏，蛋白腖作為氮源時，也可以快速提高毒素的生成量，不過添加過量則會影響毒素的形成。

進入對數期後，嗜殺酵母的嗜殺活性最強。與此同時，相應的敏感酵母對毒素也最為敏感。當進入生長靜止期後，敏感酵母對毒素的抗性會有所增強，毒素對其的致死作用逐漸減弱。

嗜殺酵母的應用

制酒工業中，存在野生酵母會污染髮酵過程的現象，導致良品率低下。為此，可以培育特定的嗜殺酵母菌株，來防止野生酵母的污染。如果通過轉基因育種技術，將嗜殺酵母主導嗜殺的基因轉移到生產用酵母上，也可以使得其獲得嗜殺特性，達到預防污染的效果。

嗜殺酵母可以用來鑒別菌株。應用於工業和醫療的酵母都屬於特定的菌種，它們會對不同的嗜殺毒素表現出不同的敏感性，可以利用這一特性來鑒別特定的酵母菌種。

嗜殺酵母毒素不止可以殺死酵母菌同類，也可以殺死很多真核和原核微生物。因此，科學家們開始探索將這種嗜殺毒素作為一種抗真菌劑的可能性，用以對抗病原酵母和其他微生物的感染。最新的研究已經取得了部分進展，將嗜殺毒素應用於治療皮膚真菌感染等問題上。

不過這其中還存在一個問題需要解決，嗜殺毒素的活性受到其所處環境的pH值和溫度等因素的影響，而人體皮膚環境與其適宜的pH值和溫度是不同的，要將其有效應用於治療中，需要解決如何在與人體皮膚環境下保持其穩定性和活性的問題。

當然，在自然界中存在著大量的嗜殺酵母菌種。未來，科學家有可能分離和選育出適應範圍更廣，對不同pH值和環境溫度更穩定的菌種。這將為嗜殺毒素在醫療應用中的使用提供更廣闊的可能性。

結尾

嗜殺酵母的發現引發了人們對微生物世界更深層次的探索與思考，其釋放的嗜殺毒素，揭示了微生物世界中的複雜競爭與生存之道。

這一發現不僅加深了我們對酵母的了解，也為生物科學領域帶來了新的視角和機遇。

嗜殺酵母不僅在制酒工業中具有潛在應用，防止野生酵母的污染，還可能成為抗真菌劑的一種新型選擇，用於治療病原酵母和其他微生物感染。

儘管在應用過程中面臨一些技術挑戰，但隨著科學技術的不斷進步，這些障礙有望被逐漸克服。

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