Бактерии, дрожжи и вирусы, которые живут внутри или вокруг нас, оказывают невероятное влияние на нашу жизнь. Но, когда речь идёт о кулинарных изысках, то самыми главными помощниками в этом вопросе выступают дрожжи. Эти микроорганизмы потребляют сахар и выделяют газы и спирт в качестве отходов, даря, например, хлебу пузырьки воздуха, которые делают его пышным и вкусным. К слову, в процессе они погибают (от высокой температуры). Самопожертвование ради гастрономических пристрастий человека.
Сегодня промышленные штаммы дрожжей используются для приготовления пива, вина, хлеба, биотоплива и многого другого. Тем не менее эволюционная история таких важных кулинарных «помощников» до сих пор тщательно не изучена. Недавно исследователи опубликовали в журнале Cell научную работу, в которой попытались описать всю «родословную» этих микробов, но главный акцент был сделан именно на пивные дрожжи.
Так, учёные раскрыли генетические связи, которые помогли выяснить, когда первые дрожжи были «приручены» и как люди повлияли на развитие этих организмов.
«Вкус пива, которое мы пьём сегодня, во многом зависит от этих самых дрожжей. Сейчас мы употребляем лучшие сорта пива, поскольку древние пивовары были достаточно умны, чтобы начать выводить нужные линии дрожжей. Это действительно своего рода искусство», — говорит Кевин Ферстрепен (Kevin Verstrepen), генетик, занимающийся изучением дрожжей, из Лёвенского католического университета.
Исследовательская команда секвенировала геномы 157 различных штаммов дрожжей, используемых при приготовлении пива, вина, хлеба, саке или биоэтанола, чтобы изучить эволюционную историю видов.
Согласно анализу, сегодняшние промышленные дрожжи происходят только от нескольких родов штаммов. Пять больших групп были генетически разделены, штаммы были в основном сгруппированы в соответствии с их производственным назначением. Географические границы в дальнейшем также разграничили каждую категорию – в одной группе пивных дрожжей, например, штаммы из Бельгии и Германии были связаны между собой, но отличны от тех, что используются в Великобритании и США.
Кроме того, пишут «Вести», учёные использовали геномные данные, чтобы проследить общего предка промышленных и диких дрожжей. По словам Ферстрепена, люди впервые стали одомашнивать пивные дрожжи в конце 16 — начале 17 столетия. Время совпадает с периодом в Европе, когда первые пивовары стали расширять своё дело – передвигаться из домов в пабы.
Учёные предполагают, что первые профессиональные пивовары брали с собой дрожжи, когда они переезжали по Европе и даже в Новый Свет: штаммы пива в США, например, очень схожи с британскими.
То, что заниматься пивоварением стали довольно рано, было известно давно. Некоторые и вовсе полагают, что оно началось гораздо раньше 16 столетия, когда люди даже не подозревали о дрожжах. Недавно, мы сообщали о том, что археологи раскопали самую древнюю пивоварню, её возраст около пяти тысяч лет.
«Если первые пивовары видели хорошую ферментацию, то они должны были быть достаточно умны, чтобы использовать дрожжевой осадок для создания следующей партии, даже если они толком и не понимали всего происходящего. Повторное использование микробов для приготовления пива полностью отделяет их от природы. Дрожжи начали эволюционировать уже в других условиях», — говорит Ферстрепен.
Благодаря этому пивовары могли спустя время отобрать определённые штаммы дрожжей, которые работают и производят желаемые вкусы.
По словам специалистов, четыре столетия одомашнивания оставили следы в геномах пивных дрожжей. Штаммы дрожжей пива лучше способны перерабатывать мальтозу и мальтотриозу – главные сахара в пиве.
Интересно, что в линиях дрожжей, используемых в пивоварении, учёные обнаружили больше признаков одомашнивания по сравнению с дрожжами, используемыми в виноделии. Пивные дрожжи также показали такие признаки одомашнивания, как потеря навыков выживания и способность к воспроизводству половым путём.
В то же время многие промышленные штаммы дрожжей потеряли возможность производить вещество 4-VG, которое придаёт пенному напитку пряный вкус гвоздики, в то время как дикие штаммы сохранили его. Отмечается, что сегодня существует мало ценителей этого вкуса. Единственным исключением стали дрожжи, использующиеся в Германии при приготовлении пива Hefeweizens – оно, как правило, пахнет гвоздикой.
Геномы этих штаммов содержат участки ДНК, которые, вероятно, происходят из винных дрожжей. По мнению Ферстрепена, такие линии микроорганизмов возникли, когда штаммы дрожжей эля соединили с дрожжами, использующимися при производстве вина.
Исследование геномной структуры дрожжей может помочь учёным и пивоварам в видоизменении дрожжей для усиления определенных вкусов и ароматов.
Исследовательская группа Ферстрепена продолжает исследования, чтобы вывести новые штаммы дрожжей для промышленности с полезными характеристиками.
