Današnje ogromne cilindrično-konusne posude za fermentaciju u pivarama koje su zamijenile drvene bačve mogu da utiču na ukus dobijenog piva, ali su naučnici uskočili u nameri da poboljšaju ukus ovog popularnog pića.
Vekovima je pivo fermentiralo u otvorenim, horizontalnim bačvama. Ali sedamdesetih godina prošlog veka, industrija je prešla na korišćenje velikih, zatvorenih sudova, koje je mnogo lakše puniti, prazniti i čistiti, što je omogućilo proizvodnju veće količine piva i smanjenje troškova. Međutim, ove moderne metode proizvele su pivo lošijeg kvaliteta, zbog nemogućnosti da se sačuva ukus.
Tokom fermentacije, kvasac pretvara 50 odsto šećera iz kaše u etanol, a ostalih 50 odsto u ugljen-dioksid. Problem koji se javlja je da ugljen-dioksid stvara pritisak u ovim zatvorenim sudovima i prigušuje ukus.
Istraživači su počeli tako što su identifikovali sojeve kvasca Saccharomices cerevisiae koji su bili posebno otporni na CO2, fokusirajući se na proizvodnju izoamil acetata koji pivu daje voćni ukus nalik banani.
– Jer je to jedan od najvažnijih ukusa prisutnih u pivu, kao i u drugim alkoholnim pićima – naglašava molekularni biolog Johan Tevelejn sa Katoličkog univerziteta Leuven u Belgiji, koji je i osnivač NovelYeast-a, koji sarađuje sa drugim kompanijama u oblasti industrijske biotehnologije.
Nakon što je pronašao posebno robustan soj, Tevelejn i njegov tim su zatim koristili analizu sekvence celog genoma kako bi otkrili šta ga je učinilo tako sposobnim da zadrži svoj voćni ukus čak i pod pritiskom modernih rezervoara za fermentaciju.
– Na naše iznenađenje, identifikovali smo jednu mutaciju u genu MDS3, koja kodira za regulator koji je očigledno uključen u proizvodnju izoamil acetata, izvora ukusa nalik banani koji je bio odgovoran za povećanu toleranciju na pritisak u ovom specifičnom soju kvasca – objašnjava Tevelejn.
Sa ovim otkrićem, istraživači su tada mogli da koriste tehniku za uređivanje gena CRISPR/Cas9 da bi napravili istu mutaciju u drugim sojevima kvasca. Nakon uređivanja, ovi sojevi bi mogli bolje da izdrže pritisak CO2 i sačuvaju svoj ukus.
Osim toga, mnoge vrste kvasca mogu se modifikovati na isti način, što omogućava da pivo dobije puniji ukus. Do sada nije utvrđeno da ove genetske izmene utiču na druge osobine sojeva kvasca.
– Mutacija je prvi uvid u razumevanje mehanizma pomoću kojeg visok pritisak ugljen-dioksida može ugroziti ukus piva – kaže Tevelejn.
Do sada nije bilo jasno koliko je visok pritisak CO2 uticao na ukus piva na molekularnom nivou, iako su krajnji rezultati u smislu smanjenog voćnog ukusa piva bili lako uočljivi.
U budućnosti, istraživači žele da pokrenu eksperimente sa još većim pritiscima ugljen-dioksida kako bi videli mogu li se još neki različiti geni identifikovati. Brojni drugi geni su takođe obećavali u ovoj studiji, iako je MDS3 bio dominantan.
Ista tehnologija identifikacije gena je takođe ranije korišćena za isticanje drugih važnih osobina kvasca, uključujući proizvodnju glicerola (šećernog alkohola koji doprinosi ukusu), tolerancije na povišene temperature kao i elemenata važnih da se postigne ukus ruže pomoću kvasaca u alkoholnim pićima.
Autori ističu činjenicu da je rad podržala kompanija za proizvodnju piva, koja se nada da će ovo otkriće iskoristiti u svojoj tehnologiji proizvodnje.
– Ovaj rad pokazuje snažan potencijal poligene analize i ciljane genetske modifikacije za stvaranje sojeva cisgenog industrijskog pivskog kvasca sa specifično poboljšanim osobinama – pišu istraživači u svom radu objavljenom u Applied and Environmental Microbiology, časopisu Američkog društva mikrobiologa.
(b.i)
