Tanulmány a Modena-i és a
Reggio Emilia-i Egyetemmel együttműködve

ÉLESZTŐK PEZSGŐBOROKHOZ

ADAPTÍV EVOLÚCIÓS ÉS TENYÉSZTÉSI STRATÉGIÁK OPTIMALIZÁLT STARTEREK KIVÁLASZTÁSÁHOZ

A pezsgőborok nagyon fontos helyet foglalnak el a borászati ágazatban, növekvő népszerűségük a termékek minőségére egyre jobban odafigyelő fogyasztók körében is ösztönzi a pezsgőkészítési folyamatra optimalizált starterek kiválasztására irányuló kutatásokat.

Pezsgő előállítása és szelektált élesztők használata

A pezsgőbor palackban vagy autoklávban történő előállítása ma már a kis pincészetek szintjén is konszolidált gyakorlat. Ez a gyakorlat azonban, ha nem megfelelően hajtják végre, különféle hibák okozója.

A leggyakoribb mellékhatások a következők:

a palackok felrobbanása a túlzott nyomás következtében;
bor keserű utóízzel és túl sok üledékkel;
egy bor, ami fátyolos marad a palackban;
egy bor, amely nem erjed újra;
reduktív szagok.

A problémák leküzdéséhez és egy jó pezsgőbor előállításához az erjedés mechanizmusait jól kell ismerni, és a termelés minden szakaszára fokozott figyelmet kell fordítani, a borkészítéstől a pezsgőkészítési mód megválasztásáig, de mindenekelőtt szükség van a megfelelő starter kultúra kiválasztására.
Nem megfelelő élesztők használata veszélyeztetheti a végterméket, lelassítva vagy rendellenesen blokkolva a folyamatot.

Újraerjesztés és az élesztőkre gyakorolt nemkívánt hatások

A palackban vagy autoklávban történő újraerjesztés egy meglehetősen korlátozó folyamat az élesztők számára, tekintettel arra, hogy stresszes körülményeknek vannak kitéve, mint pl.:

pH 2,8 és 3,5 között;
etanol koncentrációja 11-12%;
magas parciális CO₂ nyomás (akár 7-8 atm);
szerves savak magas koncentrációja;
magas kén-dioxid koncentráció, körülbelül 50-80 mg/l;
alacsony fermentációs hőmérséklet, 10 és 15°C között.

Ezen kívül az oxigénhiány megakadályozza a szterolok és a telítetlen zsírsavak szintézisét, ami megváltoztatja az élesztők sejtmembránjának működését.
Tudományos bizonyítékok megerősítik az élesztőgombákra gyakorolt nemkívánatos hatásokat az erjedési aktivitás és a fermentációs erő csökkenése tekintetében, a folyamat során felhalmozódó CO₂ miatt.

Gyenge szerves savak és hatásuk a sejtek anyagcseréjére

E hatások jobb megértéséhez figyelembe kell venni a gyenge szerves savak hatását, amelyek a szén-dioxidhoz hasonló módon befolyásolják a sejt anyagcseréjét.
A CO₂ valójában, bár alacsony koncentrációban, szénsavat képez, amely gyenge sav. Ha értékeljük a szénsav és más gyenge szerves savak savas disszociációs állandóit, akkor látható, hogy ezek megközelítőleg hasonló értékekkel rendelkeznek, így ezeknek a molekuláknak a disszociációs állapota a sejten belüli és extracelluláris mátrixokban meglehetősen hasonló lesz.
A gyenge szerves savak 3-3,5 körüli pH-értéknél nem disszociált XCOOH formában találhatók meg, ebben az állapotban szabadon bejuthatnak a sejtbe, ahol a pH 7,4. Ennél az értéknél az XCOOH- és a H + ion disszociál a karboxil anionban. A karboxil anionok nem képesek passzívan kilépni a membránból és felhalmozódnak a citoplazmában. Ez a felhalmozódás különféle celluláris válaszokat ad a stresszre, és ha nem kontrollálják, apoptózist is okozhat.

Adaptív evolúciós stratégiák az élesztők kiválasztására

Ebből az következik, hogy a pezsgőkészítésre alkalmas élesztőkultúrák potenciális szelekciója elvégezhető adaptív evolúciós stratégiákkal, stressz faktorként gyenge szerves savak, például különböző koncentrációjú ecetsav, szorbinsav vagy benzoesav felhasználásával. Általánosságban elmondható, hogy az evolúciós elveken alapuló megközelítések nagyon hatékonyak az ipari területen szükséges specifikus fenotípusú törzsek előállításában. Az evolúciós adaptációs megközelítés kulcsfontosságú pontja a rekombinációs folyamatokból eredő genetikai variabilitás, amely növeli annak valószínűségét, hogy a javított törzseket kiválasztják a kívánt jellemzőkre.

A meiotikus rekombinációs folyamatok különösen hatékonyak a heterozigóta törzsek esetében, mivel a gének újrakeverése lehetővé teszi a haploid sejtek eltérő halmazának előállítását. A gyakorlatban a keresztezést új genetikai variabilitás forrásaként használják ki. Ez a megközelítés tenyésztési programokban is alkalmazható mind intra-, mind interspecifikus hibridek előállítására.

Interspecifikus tenyésztéssel nyert új élesztő törzs

Az evolúciós megközelítés tenyésztési programokban is alkalmazható intra- és interspecifikus hibridek előállítására. Az Unimore Microbial Culture Collection (UMCC) kutatócsoportja által végzett első munkában a korábban leírt evolúciós megközelítés lehetővé tette egy új Saccharomyces cerevisiae törzs, a 2949-es UMCC-kóddal letétbe helyezett törzs létrehozását, amely az érdeklődésre számot tartó fenotípusos jellemzőkkel rendelkezik, mint például a gyenge szerves savakkal szembeni ellenállás.
Annak érdekében, hogy igazoljuk a kísérleti hipotézist, miszerint a nagy CO₂ koncentráció mellett is megfelel a rezisztenciának, pezsgőkészítési teszteket végeztünk autokláv prototípusokon, amelyekben a kiválasztott törzs jól teljesített.
Az UMCC 2949 törzs továbbfejlesztése érdekében, ami az alacsony hőmérsékletekkel szembeni ellenálló képességét is növeli, ezt követően az interspecifikus tenyésztési stratégiát alkalmazták, keresztezve a S. cerevisiae törzset a S. uvarum faj UMCC 2633 törzsével. A két szülői törzs spóráinak eltérő kereszteződéséből származó telepeket molekuláris szinten jellemeztük az rNS ITs-5.8s régiójának "PCr kolónia" és RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism) analízisével, megerősítve a hibridek kialakulását (lásd az alábbi 1. ábrát).

Kép 1

Az interspecifikus tenyésztési stratégia sematikus ábrázolása:

a) közvetlen spóra-spóra keresztezés a S. cerevisiae és a S. uvarum törzs között;

b) keresztezett kultúrák molekuláris jellemzése;

c) fenotípusos szűrés;

d) fermentációs teszt a hibrid teljesítményének értékelésére.

Az új élesztő erjesztési teljesítménye

Ezt követően a kiválasztott hibridet, az UMCC 3008-at, szelektív táptalajokon tesztelték, hogy igazolják a 12%-os és 15%-os etanollal szembeni toleranciát két különböző hőmérsékleti körülmény között, 15 és 27°C-on, valamint az ecetsavval szembeni ellenállását 50 mM és 75 mM koncentrációval. Az UMCC 3008 hibrid fermentációs teljesítményét előzetesen 30 g/l végső koncentrációban szacharózt tartalmazó alapborral lombikban végzett mikro borkészítési tesztekkel értékelték. Végül elvégeztek egy tesztet BIGGY agar táptalajon a hidrogén-szulfid termelésének kvalitatív becslésére.

A KUTATÁS EREDMÉNYEI

A fenotípusos szűrések a következő eredményeket mutatták az új hibrid UMCC 3008 és az UMCC2949 törzs esetében (lásd az alábbi 1. táblázatot):

etanollal szembeni tolerancia a vizsgált körülmények között;
50 mM-ig ellenáll az ecetsav koncentrációjának;
alacsony H₂S termelés;
jó tolerancia a fenotípusos szűrés során alkalmazott szelektív nyomásokkal szemben;
kiváló fermentációs alkalmasság mikro borkészítési tesztekben.

Ezek alapján úgy gondolják, hogy ez a hibrid és őse optimális jelöltek, mint starter kultúra, amelyeket további kísérletekkel kell validálni, hogy igazolják fermentációs teljesítményüket és pezsgőkészítési alkalmasságukat.

UMCC kód	Faj	Etanol 12%		Etanol 15%		Ecetsav 50 mM	Ecetsav 75 mM	H₂S (Biggy agar)
		15°	27°	15°	27°	27°	27°	27°
UMCC 2949	*S. cerevisiae*	+	+	+	+	+	+	közepes
UMCC 2633	*S. uvarum*	+	+	-	-	+	-	alacsony
UMCC 3008	*S. cerevisiae x S. uvarum*	+	+	+	+	+	-	alacsony

Táblázat 1
Etanol rezisztenciaszűrés YPDA táptalajon, 12% vagy 15% etanol (inkubálás 15°C és 27°C-on) és ecetsav hozzáadásával, minimális élesztő nitrogénbázis (YNB) táptalajon végezve 50 mM vagy 75 mM ecetsav hozzáadásával, továbbá a H2S termelés minőségi értékelése BIGGY agar táptalajon, a lemezek 6 napos inkubálása után.

FEDEZZE FEL AZ ÚJ FERMOL PERLE ÉLESZTŐT

KAPCSOLÓDÓ TARTALMAK

KÉSZÍTSEN KIVÁLÓ MINŐSÉGŰ PEZSGŐT A CRISTAL TERMÉKEKKEL

PEZSGŐK: A préselés és a must elkészítésének kulcstényezői

AEB BEVEZETI ÖNT A PEZSGŐK VILÁGÁBA

ÉLESZTŐK

Borászati élesztőink azzal a céllal készülnek, hogy kielégítsék a borkészítés során felmerülő többszörös igényeket. Bor- és pezsgőélesztőinket a borászok által értékelt technológiai sajátosságok, mint a kiemelkedő erjesztési képesség és a kén-dioxid ellenállás alapján kerültek kiválasztjuk. Továbbá felerősítik a szőlő aromáját és garantálják a borok szabályos erjedését, a rozéktól a vörösekig, a fehérektől a pezsgőkön át a bioborokig.

Tanulmány a Modena-i és aReggio Emilia-i Egyetemmel együttműködve