驯服野生乳酪菌

2020-10-30 190霉菌

发酵食品的味道在很大程度上是由生长在其上的真菌形成的,但这些真菌的进化起源并不十分清楚。本周发表在《mBio》上的实验结果为微生物学家提供了一个新的观点,驯服野生乳酪菌,即这些霉菌是如何从野生菌株进化成食品生产中使用的驯化菌株的。

驯服野生乳酪菌

在论文中,微生物学家报告说,野生型青霉菌可以快速进化,因此在几周后,这些菌株与它们的驯化表亲Penicillium camemberti非常相似,这种霉菌使金文奶酪具有独特的风味。研究负责人、微生物学家本杰明-沃尔夫博士说,这项研究显示了一种真菌如何在短时间内重塑其新陈代谢;它还展示了一种探究食品中使用的其他文化进化的策略。

"在发酵食品中,微生物有很多潜力随着时间的推移而进化和变化,"Wolfe说。

研究背景

沃尔夫在马萨诸塞州梅德福市塔夫茨大学的实验室主要研究发酵食品中的微生物多样性,但他表示,新的实验始于一次意外的发现。他的实验室一直在种植和研究Penicillium commune,这是一种蓝色的野生型真菌,以破坏奶酪和其他食物而闻名。沃尔夫将其气味比作潮湿的地下室。

但随着时间的推移,研究人员注意到一些含有臭霉菌的实验室菜肴发生了变化。"在很短的时间内,那种时髦的、蓝色的、有霉味的真菌停止制造毒素,"沃尔夫说。培养物失去了蓝色的色调,变成了白色;它们闻起来像新鲜的草,开始看起来更像P.camemberti。"这表明它真的可以在一些环境中迅速改变,"他说。

研究内容

为了实时研究这种进化,沃尔夫和他的合作者从佛蒙特州的一个奶酪洞穴中收集了真菌样本,该洞穴已被青霉菌的野生菌株所殖民。研究人员在含有奶酪凝结物的实验室菜肴中生长了这些霉菌。在一些盘子里,野生霉菌单独生长;在其他盘子里,它与已知的竞争对手在奶酪殖民的激烈世界里的微生物一起生长。

沃尔夫说,一周后,在所有的实验测试中,这些霉菌看起来都是蓝绿色的、模糊的--几乎没有变化。但随着时间的推移,在霉菌单独生长的盘子里,它的外观发生了变化。在连续通过的三四个星期内,霉菌种群被转移到含有奶酪凝乳的新盘子中,30%-40%的霉菌样本开始看起来更像P. camemberti。在一些菜肴中,它变得更白、更光滑;在另一些菜肴中,则不那么模糊(在竞争性测试案例中,野生霉菌没有迅速或明显地进化)。

后续分析

在后续分析中,Wolfe和他的团队试图找出可能解释快速进化的基因组突变,但没有发现任何明显的罪魁祸首。"这不一定只是遗传因素,"沃尔夫说。"有一些关于在这种奶酪环境中生长的东西,很可能会打开一个表观遗传学开关。我们不知道是什么触发了它,我们也不知道它有多稳定。"

研究人员怀疑,大多数发酵食品中使用的微生物--包括奶酪,也包括啤酒、葡萄酒、清酒等--都是无意中被驯化的,它们在食品环境中生长的反应中进化出了不同的味道和口感。沃尔夫说,他的实验室的研究表明,可以有意驯化野生菌株,以生产新型的手工食品。

当然,从奶酪开始,驯服野生乳酪菌。"用来制作美国金文奶酪的真菌是法国的,"沃尔夫说,"但也许我们可以出去寻找野生菌株,把它们带进实验室,然后进行驯化。我们可以在美国采用多样化的新方法来制作奶酪。"

引用

American Society for Microbiology. "Taming the wild cheese fungus." ScienceDaily. ScienceDaily, 15 October 2019. www.sciencedaily.com/releases/2019/10/191015075241.htm.

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