Геномика на бирата как хората са опитомили бирената мая
Генетиците са проследили историята на най-важната съставка на бирата, маята. Чрез секвениране на геномите на близо 200 съвременни щама бирена мая, изследователите са разкрили как в продължение на стотици години хората са трансформирали дивата гъбаSaccharomyces cerevisiaeв различни щамове, предназначени за производството на специфични алкохолни напитки.
Дрождите имат опияняващ и мехурчещ ефект върху бирата, тъй като превръщат захарта в алкохол и въглероден диоксид по време на процеса на ферментация. Но те също произвеждат стотици химикали, които придават на напитката вкусове, вариращи от банан до карамфил.
Оказа се, че еволюционното дърво на щамовете дрожди включва различни семейства едноклетъчни гъби, използвани за приготвяне на саке, вино и хляб, и две далечно свързани групи бирени дрожди, включително дрожди от Белгия, Германия, Великобритания и Съединените щати.
„Това е генетична енциклопедия на бирената мая, която ще служи на изследователите години наред“, каза Крис Хитингер, еволюционен генетик от Университета на Уисконсин-Медисън.
Междувременно екипът на Verstrepen използва геномика, за да създаде нови щамове бирена мая.
Древна алкохолна напитка
Бирата е една от най-старите алкохолни напитки. Шумерска плочка на 5000 години изобразява древен пияч на бира, докато котли от същата възраст от Западен Иран и Северен Китай съдържат остатъци от бирени съставки, включително ечемик и вторични продукти от ферментацията. Като се има предвид древната история на пивоварството, Verstrepen смята, че предците на съвременната бирена мая са се появили преди хиляди години.
Въпреки това екипът муустанови, че хората са започнали да опитомяват бирената мая в края на 16-ти и началото на 17-ти век. Това съвпада с периода, когато пивоварството се премества от домовете в кръчмите и манастирите. Верстрепен предполага, че ранните професионални пивовари са взели дрожди със себе си, когато са се местили из Европа, и дори са ги пренесли в Новия свят: американските щамове бирени дрожди, например, са тясно свързани с британските.
Пивоварите не са изолирали първите щамове дрожди поне до края на 19-ти век, но те може да са образували несъзнателно геноми на дрожди, като варят всяка нова партида бира с остатъци от предишната, предполага Верстрепен. По този начин пивоварите могат постепенно да избират щамове дрожди, които са ефективни и придават желания вкус на бирата.
генетично модифицирана бира
Въпреки че почти всички промишлени дрожди показват признаци на човешка намеса, геномите на бирените дрожди са най-променени: техните щамове носят вариации и дублирани гени, участващи в обработката на малтозата и малтотриозата, основните захари в бирата.
Повечето бирени дрожди също носят генетична вариация, която ограничава производството на 4-винил гваякол, който придава на бирата аромата на карамфил или дим, който много пиячи намират за отвратителен. Изключение прави мая, използвана в Германия за производството на пшенична бира, наречена Hefeweizen, която обикновено мирише на карамфил. Геномите на тези щамове бирена мая съдържат участъци от ДНК - включително гени, които произвеждат 4-винил гваякол - които изглежда са получени от винена мая. Верстрепен смята, че тези щамове са възникнали, когато бирената мая се е хибридизирала с винената мая, придобивайки способността да произвежда вещество, миришещо на карамфил.
Секвениране на дрождигеномите могат да революционизират производството на бира. Лабораторията на Verstrepen отглежда различни щамове дрожди и избира хибриди с правилната комбинация от генетични вариации. Изследователите създадоха хибриден щам с висока алкохолна толерантност, който не произвежда 4-винил гваякол.
Хитингер предвижда бирени бутилки, етикетирани с характеристиките на бирената мая, като производството на 4-винил гваякол, което се определя от вариациите в генитеPAD1иFDC1. „Това е един от основните вкусове, които ме карат да не харесвам някои бири. - Той каза. „Предпочитам да проверя произхода на бирата, преди да я купя.“
Маята е може би един от най-древните "домакински организми". От хиляди години хората са ги използвали за ферментация и печене. За да започнат ферментацията на нов субстрат, хората са използвали останките от стария. В резултат на това селекцията на дрожди се извършва в различни ферми в продължение на векове и се формират нови физиологични раси, които не се срещат в природата, много от които дори първоначално са описани като отделни видове. Тези раси са същите продукти на човешката дейност като разновидностите на култивираните растения.