![](https://aebgroup.mo.cloudinary.net/media/single-page/art-lieviti-per-spumanti/logo-UNImore.jpg)
Tanulmány a Modena-i és a
Reggio Emilia-i Egyetemmel együttműködve
ÉLESZTŐK PEZSGŐBOROKHOZADAPTÍV 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.
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.
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.
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).
![](https://aebgroup.mo.cloudinary.net/media/single-page/art-lieviti-per-spumanti/figura-bozza.jpg)
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.