冷門案件:耐低溫巴伐利亞啤酒酵母追溯至南美洲

一種混合型窖藏啤酒酵母的缺失組分已在巴塔哥尼亞的荒野中被發現

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一種偷渡的酵母菌株,在幾個世紀前跨越大西洋,可能對今天價值數千億美元的飲料產業負有責任。

窖藏啤酒目前佔全球啤酒市場一半以上,依賴於酵母Saccharomyces pastorianus。 窖藏啤酒釀造商在相對較低的溫度下發酵他們的產品,然後在冷藏條件下進行調節,S. pastorianus 可以比生產艾爾啤酒的酵母更能耐受較低的溫度。 這種所謂的耐低溫窖藏啤酒酵母是艾爾啤酒酵母S. cerevisiae 和另一種長期以來未能明確鑑定的酵母物種的雜交體。

現在,一個由阿根廷、美國和葡萄牙的研究人員組成的小組表示,他們已經確定了與S. cerevisiae結合形成耐低溫窖藏啤酒酵母S. pastorianus的野生酵母。 該團隊在8月22日線上發表於《美國國家科學院院刊》上的一項研究中報告了他們的發現。

這種被命名為Saccharomyces eubayanus的野生酵母是在南美洲巴塔哥尼亞地區的山毛櫸森林中發現的,那裡距離15世紀窖藏啤酒釀造技術興起的巴伐利亞酒窖有數千公里。 巴塔哥尼亞的山毛櫸及其寄生的酵母物種能夠承受相對較低的平均溫度,這可能解釋了為什麼新描述的S. eubayanus酵母會賦予其雜交酵母后代耐低溫性。

研究合著者、威斯康星大學麥迪遜分校的進化遺傳學家克里斯·託德·希廷格表示,一旦帆船開始跨越大西洋,巴塔哥尼亞酵母可能搭乘食物、木片或飲料的便車。 這種酵母甚至可能藏在果蠅的消化道中。 “幾代果蠅在一艘帆船上逗留就可以把你帶到很遠的地方,”他說。

當然,S. eubayanus 可能在更靠近德國南部的地區存在生態位,只是尚未被發現。 希廷格說:“我們可以說,歐洲可能是世界上野生和工業酵母取樣最詳盡的地方。” “我們的合作已經在五個不同的大陸上進行了搜尋,但我們沒有找到它——其他人也沒有。”

然而,窖藏啤酒的釀造過程似乎早於S. eubayanus可能跨越大西洋的時間,因此早期的窖藏啤酒可能是用標準艾爾啤酒酵母在低於其最佳發酵溫度下釀造的。 希廷格說:“一旦S. eubayanus出現並形成雜交體,它將立即在這些環境中勝過S. cerevisiae。”

研究人員對S. eubayanus基因組進行了測序,發現它與任何先前描述的物種都不同。 遺傳分析表明,新發現的菌株與雜交窖藏啤酒酵母S. pastorianus的缺失部分——雜交體中未被充分研究的溫發酵艾爾啤酒酵母解釋的部分——有 99.5% 的匹配度。

都柏林聖三一學院的微生物學家厄休拉·邦德說,這使得S. eubayanus成為缺失的雜交祖先的理想候選者。 “對於如此近期的雜交事件,人們可能會期望在基因組之間發現 100% 的同一性,”她說。 “然而,隨著這些基因組動態性質的發現,這些基因組會響應環境壓力而經歷染色體重排和基因丟失,最近的基因變化可能解釋了這些差異。”

希廷格和他的同事發現了山毛櫸森林酵母,這是追蹤Saccharomyces酵母和一般野生酵母生物多樣性的一項更大努力的一部分。 他說:“我們當然意識到了窖藏啤酒酵母雜交體缺失一半的問題。” “你總是意識到你的特定研究活動可能會影響到的六個或十幾個問題。”

但是現在野生酵母已經被定位和識別出來,由於阿根廷巴里洛切科馬休埃國立大學的研究合著者迭戈·利布金德,它可能很快就會具有一些實際意義。 希廷格說:“迭戈告訴我,他們實際上正在與一家阿根廷啤酒公司洽談,使用S. eubayanus並將其與S. cerevisiae雜交,以重現數百年前發生的過程來釀造一些啤酒。” “至於這些啤酒是否好喝,我認為這是一個懸而未決的問題。 我們都在等待這方面的結果。”

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