Вчені: секрет бельгійського пива - в гібридних дріжджах

Міжнародна команда вчених на чолі з професорами Кевіном Верстрепеном (Левенський католицький університет) і Стівеном Маєр (Гентський університет) виявили, що деякі відомі класичні бельгійські стилі, включаючи гйоз і траппістські елі, зброджуються за допомогою рідкісної, незвичайної форми гібридних дріжджів. Ці дріжджі поєднують в собі ДНК традиційних пивних дріжджів, Saccharomyces cerevisiae, і диких, стресостійких дріжджів, таких як Saccharomyces kudriavzevii.

Гібридне походження
- Це гібрид двох абсолютно різних видів, - пояснює доктор Ян Стінселс з центру мікробіології Левенського університету, який координував лабораторні дослідження. - Все одно що у лева і тигриці вийшло б супер-дитинча.

Подібні міжвидові гібриди - рідкісне явище, і, мабуть, вони схильні до окультурення. В даному випадку дріжджі об'єднали важливі характеристики обох батьківських видів, перейнявши зброжувальну здатність традиційних пивних дріжджів і стресостійкість та здатність формувати особливі аромати більш диких, древніх дріжджів, таких як Saccharomyces kudriavzevii, які проникли в процес пивоваріння випадково.

Команда з Левенського і Мюнхенського університетів, за підтримки промислових партнерів, витратила п'ять років, виявляючи відмінності між штамами дріжджів, застосовуваних в сучасному виробництві пива, вина, хліба і біопалива. Генетичний аналіз дріжджів був досить складною роботою, так як жодна з існуючих технологій не дозволяє секвенувати ДНК організмів зі змішаним походженням.

Але команда, як виявилося, могла розраховувати на знання і навички Стівена Маєра - експерта біоінформатики з центру біології рослинних систем університету Гента. Маєр пояснює: «Геном рослин складніший геному інших живих організмів». Цікавий факт: складні міжвидові гібриди з подвоєним геномом займають чільне місце як серед окультурених дріжджів, так і серед окультурених рослин.

Сюрприз в ДНК
- Для нас це було трохи несподівано, - пояснює доктор Бріджід галон з центру мікробіології університету в Левені, автор статті, опублікованій в журналі Nature Ecology і Evolution. - У 2016 році ми заявляли, що більшість промислових дріжджів належать до сімейства Saccharomyces cerevisiae - традиційних хлібопекарських і пивних дріжджів - або походять від нього. Ми виявили, що ці промислові дріжджі сильно відрізняються від своїх диких попередників, причому деякі підродини адаптувалися до пива, інші - до вина, а треті - до хлібобулочних виробів. Крім того, деякі штами дріжджів, виділені з традиційних бельгійських стилів, таких як гйоз і траппістські елі, ще більш незвичайні і мають ДНК двох різних видів дріжджів.

- Схоже, що деякі найвідоміші бельгійські стилі зобов'язані своєю появою саме цим унікальним дріжджам, - додає доктор Філіп Малькорпс, головний науковий співробітник глобального центру інновацій і технологій компанії AB InBev. Команда Філіпа допомогла ізолювати штами дріжджів з погребів спонтанного бродіння компанії. Ці природні супер-дріжджі - живі свідки пивоваріння доіндустріальних часів, вони адаптувалися до суворих умов зброджування міцних траппістських сортів і тривалого дозрівання, характерного для пива в стилі гйоз.

- Важливо зазначити, що унікальне середовище, що сформувалося в дерев'яних бочках для зброджування, дозволило дріжджам жити і процвітати з часів середньовіччя до сьогоднішніх днів, - додає професор Кевін Верстрепен (центр мікробіології університету в Левені).

Історія дріжджів
Крім спеціальних бельгійських дріжджів, команда вчених також зібрала велику кількість гібридів Saccharomyces eubayanus і Saccharomyces cerevisiae, або Saccharomyces uvarum, адаптованих до низового бродіння. Хоча раніше вже було відомо, що дріжджі низового бродіння були гібридами, повний аналіз ДНК великої кількості зразків показав, як ці гібриди з'явилися в середньовічній Німеччині і пізніше, завдяки популярності пілснера, поширилися по інших європейських пивоваренях.

- Зовсім не випадково історія виникнення сучасних дріжджів приводить нас до Бельгії та Німеччини, ці країни нерозривно пов'язані з мистецтвом пивоваріння, - пояснює професор Матіас Хатцлер (Мюнхенський технічний університет).

Крім ізоляції допоміжних штамів і їх опису, команда Кевіна Верстрепена тепер також використовує отримані ідеї для виведення нових гібридів, які будуть здатні створювати більш цікаві смаки. Шляхом схрещування різних природних дріжджів, знайдених по всьому світу, вчені сподіваються вивести абсолютно новий вид, який дозволить створювати нові аромати і зробить виробництво пива більш екологічним: наприклад, за рахунок скорочення використання охолодження, або бродіння з більш ефективним використанням місцевої сировини.