FoodPro Preloader

Ale Genomics: Hvordan mennesker tynne øl gjær


Genetikere har sporet historien om ølens viktigste ingrediens: gjær. Ved å sekvensere genomene av nesten 200 moderne stammer av brygger gjær, avslører forskningen hvordan mennesker i løpet av hundrevis av år forvandlet villdyrs Saccharomyces cerevisiae til en rekke stammer innstilt for bestemte tipples. Gjær

Genetikere har sporet historien om ølens viktigste ingrediens: gjær. Ved å sekvensere genomene av nesten 200 moderne stammer av brygger gjær, avslører forskningen hvordan mennesker i løpet av hundrevis av år forvandlet villdyrs Saccharomyces cerevisiae til en rekke stammer innstilt for bestemte tipples.

Gjær gir øl sin sprut og bobler ved å fermentere sukker til alkohol og karbondioksid, men det gjør også hundrevis av kjemikalier som gir smaker som bananer og nelliker til en drink. Breggegister er forskjellige i produksjonen av disse metabolittene og i andre egenskaper som deres toleranse mot alkohol.

For å forstå grunnlaget for disse forskjellene, sekvenserte et team ledet av genetikeren Kevin Verstrepen ved Universitetet i Leuven og Flanderns institutt for bioteknologi i Belgia genomene av 157 S. cerevisiae- stammer brukt til å lage ale og andre gjærte produkter, inkludert vin, saké og brød. Deres arbeid er detaljert i en 8 september-papir.

Et evolusjonært tre av gjærstammen viste tydelige familier av gjær som brukes til å lage vin, brød og saké, og to fjernt beslektede grupper av ale gjær, inkludert stammer fra Belgia, Tyskland, Storbritannia og USA.

"Dette er et genomisk encyklopedi av ale gjær som vil tjene forskere i årene som kommer, " sier Chris Hittinger, en evolusjonær genetiker ved University of Wisconsin-Madison. Verstrepen-laget bruker imidlertid genomikk til å kutte ut nye stammer av ølgjær.

Ancient rusmiddel

Øl er en av sivilisasjonens eldste rusmidler. En 5000-årig sumerisk tavle skildrer et gammelt keg-parti, mens tilsvarende eldre potter fra Vest-Iran og Nord-Kina holder rester av ølingredienser, blant annet byg og gjæringsprodukter. Gitt den historien, forventer Verstrepen at forfedrene til moderne bryggegis til dags dato er tusenvis av år tilbake.

I stedet anslår hans lag at mennesker tyret ølgjær som startet i slutten av sekstitende og tidlig syttende århundre. Dette, sier han, sammenfaller med en periode i Europa da ølproduksjonen flyttet fra hjem til pubber og klostre. Han mistenker at tidlige profesjonelle bryggerier tok gjær med dem når de flyttet rundt i Europa og til og med til New World: Amerikanske ølstammer, for eksempel, er nært knyttet til britiske stammer.

Bryggerier isolerte ikke de første gjærstamlene til mye senere, på slutten av det nittende århundre, men de kan ha utilsiktet formet gjærgenene ved å brygge hver ny batch øl på toppen av den siste, sier Verstrepen. Gjennom denne praksisen kan bryggerier ha langsomt utvalgte gjærstammer som virker godt og produserer ønskelige smaker.

Et uavhengig team ledet av José Paulo Sampaio, en evolusjonær genetiker ved New Lisbon University, kom til mange av de samme konklusjonene som Verstrepen-teamet om hvordan mennesker formet ølgjær, etter sekvensering 28 ølgærstammer. Den studien vil vises neste måned i dagens biologi .

Hittinger sier at han ikke er sikker på at det ble tatt husdyr i 1600-årene. Disse datoene er basert på en DNA-mutasjonsrate for gjær som er 50 ganger raskere enn de som er estimert av andre studier; En langsommere mutasjonsrate ville bety at ølbedrift forekom mye tidligere enn studien antyder. Men Verstrepen står ved beregningen-gjær muterer raskt når han lever i alkohol, bemerker han.

Genmodifisert øl

Selv om alle industrielle gjærene hadde tegn på menneskelig påvirkning, var ølgærgenene de mest dramatisk endrede. Ølfremstillingsstammer bærer variasjoner og duplikasjoner i gener som er involvert i å spise maltose og maltotriose, de viktigste sukkerene i øl.

De fleste av ølgjærene hadde variasjoner som begrenser produksjonen av 4-vinyl guaiacol (4-VG), som imbues clove og smoke smaker som mange øl drivere loathe. Ett unntak var gjær brukt i tysk hvete øl kalt Hefeweizens, som vanligvis lukter av nellik. Genomene av disse stammene inneholder strekninger av DNA-inkludert de gener som lager 4-VG-som synes å stamme fra vingjær. Verstrepen mener at disse stammene dukker opp når en alebelastning hybridiseres med en vinfremstillingsgjøre, gjenvinne kapasiteten til å gjøre stoffet som ligner krydderluft.

De nylig tilgjengelige genomene kan også riste ølproduksjon. Verstrepen's lab dyrker forskjellige gjærstammer og velger hybrider med et ønsket sett av genvarianter. For Cellepapiret lagde de en hybridstamme med høyt alkoholtoleranse som ikke produserer 4-VG.

Hans laboratorium har brygget med genetisk modifisert gjær for å lage en øl med svært høye nivåer av banan-smaksprøve, men distribuerer bare gjær skapt gjennom konvensjonell avl til bryggerier. Loren Miraglia, et hjemmebrygger i San Diego, California, som ga noen av de sekventerte stammene i Cell paper, har tenkt på å modifisere ølgjær med genredigeringsverktøyene han bruker i sin jobb på et genomics institutt. Han tviler imidlertid på at forbrukerne er klare for CRISPR-øl.

Hittinger forestiller ølflasker som bærer informasjon om egenskaper som 4-VG-produksjon, som bestemmes av variasjoner i gener som kalles PAD1 og FDC1 . "Det er en av de store smaker som fører til at jeg ikke liker visse øl, " sier han. "Jeg ville sjekke statusen til PAD1 og FDC1 for en øl før jeg bestilte den."

Denne artikkelen er reprodusert med tillatelse og ble først publisert 8. september 2016.

The Carbon Trap: Kan Kina overleve uten kull?Kan Offshore Drilling virkelig gjøre USA olje uavhengig?Vil billig naturgass gjenopplive hydrogenbilen?Dagens klimaendring virker mye raskere enn endringer i de siste 65 millioner åreneGlad 170 til!Amerikas beste klimaforsvar ligger i offentlige landEn matematisk guide til verdens mest levende byerDyr over hele verden Stick nær hjemmet når mennesker beveger seg inn