酵母在500年前的史诗般的旅程中诞生了窖藏啤酒

2020-11-10 68酵母菌

酵母在500年前的史诗般的旅程中诞生了窖藏啤酒。15世纪,当欧洲人第一次开始将人员和货物运送到大西洋彼岸时,一个微型偷渡者不知为何来到了巴伐利亚的洞穴和修道院。

酵母在500年前的史诗般的旅程中诞生了窖藏啤酒

这种偷渡者是一种酵母菌,可能是通过一块木头或一只果蝇的胃从遥远的海岸运来的,它注定要成就一番事业。在15世纪酿酒师储存产品的阴暗洞穴和修道院地窖中,新到的酵母与远亲--几千年来用于制作发酵面包、发酵葡萄酒和麦酒的驯化酵母--发生了融合。由此产生的杂交品种--代表了人类和鸡一样在进化上分离的物种的结合--将给我们带来拉格啤酒,这种清澈的冷发酵啤酒最早由15世纪的巴伐利亚人酿造,如今是世界上最受欢迎的--如果不是最受欢迎的--酒精饮料之一。

而科学家和酿酒师们早就知道,赋予啤酒低温发酵能力的酵母是一种杂交菌,但人们只知道一个角色:酵母菌(Saccharomyces cerevisiae),它是用来制作发酵面包、发酵葡萄酒和啤酒的酵母。它的伙伴,赋予啤酒在低温下发酵的能力,仍然是一个谜,因为科学家无法在科学界已知的1000多种酵母中找到它。

现在,一个国际研究小组认为,酵母在500年前的史诗般的旅程中诞生了窖藏啤酒。它已经确定了野生酵母,在航海时代,它显然走过了7000多英里的路程,来到了那些巴伐利亚州的洞穴中,进行了偶然的微生物匹配,而今天,这种酵母支撑着每年2500亿美元的拉格啤酒产业。

来自葡萄牙、阿根廷和美国的研究人员在《美国国家科学院院刊》上撰文,描述了在南美洲顶端的高山地区巴塔哥尼亚的山毛榉森林中发现了一种野生酵母,这显然解开了酵母起源的古老之谜,使低温发酵和拉格啤酒成为可能。

研究内容

"几十年来,人们一直在追寻这个东西,"威斯康星大学麦迪逊分校遗传学教授、新研究的共同作者克里斯-托德-希廷格解释说。"现在我们已经找到了它。它显然是失踪的物种。我们唯一不能说的是,它是否也存在于其他地方(野外)而没有被发现。"

新发现的酵母菌被称为Saccharomyces eubayanus,是由里斯本新大学的José Paulo Sampaio和Paula Gonçalves领导的详尽的全球搜索的一部分。葡萄牙团队以解决拉格酵母之谜为目标,对欧洲的酵母收藏进行了分类,梳理了科学文献,并从欧洲环境中收集了新的酵母。他们的努力没有产生任何源自欧洲的候选物种。

然而,当阿根廷巴里洛切生物多样性和环境研究所(CONICET)的合作者迭戈-利布金德在感染山毛榉树的树瘿中发现了一个候选物种,其遗传物质似乎与缺失的一半啤酒酵母非常匹配,将搜索范围扩大到世界其他地区,终于得到了回报。

"山毛榉树瘿子含有非常丰富的单糖。这是一个富含糖分的栖息地,酵母菌似乎很喜欢。"Hittinger指出。

根据Libkind的说法,酵母在galls中非常活跃,它们会自发发酵。"当过度成熟时,它们会一起掉落到(森林)地板上,在那里它们经常会形成厚厚的地毯,具有强烈的乙醇气味,这很可能是由于我们的新Saccharomyces eubayanus的辛勤工作。"

新酵母被赶到科罗拉多大学医学院,在那里,包括希廷格、吉姆-多弗和马克-约翰斯顿在内的团队对其基因组进行了测序。"事实证明,它与每一个已知的野生酵母物种都有区别,但与啤酒基因组的非ale酵母部分99.5%相同,"Hittinger说,他现在是UW-Madison的遗传学助理教授。

科罗拉多大学的研究小组还发现了拉格酵母杂交种中与野生拉格酵母基因组不同的基因突变。这些变化--发生在酿酒环境中,在那里,进化可以通过丰富的酵母而得到提升--自500年前那些第一批移民酵母与啤酒表亲融合以来,这些变化不断积累,并完善了拉格酵母代谢糖和麦芽以及产生亚硫酸盐的能力,将一种在山毛榉树上进化的生物体变成了一台精干、刻薄的啤酒制造机器。

研究结果

"我们的发现表明,杂交瞬间形成了一种不完美的'原拉格'酵母,这种酵母比啤酒酵母更耐寒,是凉爽的巴伐利亚拉格啤酒工艺的理想选择。"Hittinger一语中的。"在增加一些新的变异供酿酒师利用后,它的糖代谢可能变得更像啤酒酵母,更擅长生产啤酒。"

引用

University of Wisconsin-Madison. "Yeast's epic journey 500 years ago gave rise to lager beer." ScienceDaily. ScienceDaily, 22 August 2011. www.sciencedaily.com/releases/2011/08/110822151019.htm.

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