Пивные дрожжи одомашнили около трёхсот лет назад
Отбирать наиболее удачные разновидности дрожжей пивовары начали только в конце XVI века.
Искусство пивоварения насчитывает несколько тысяч лет – на шумерских глиняных табличках, чей возраст составляет около 5 000 лет, можно видеть изображения пивных вечеринок, а древние археологические находки из Ирана и Китая несут на себе следы пивных ингредиентов, в том числе остатки ячменя и побочных продуктов брожения. Пиво, как известно, получается благодаря работе дрожжей, и можно было бы ожидать, что люди «приручили» дрожжи очень давно – тогда же, когда начали варить пиво. Однако как ни парадоксально, пивные штаммы дрожжей оказались сравнительно молоды – в статье в Cell исследователи из Лёвенского католического университета утверждают, что дрожжи одомашнили только где-то на рубеже XVI и XVII вв.
В процессе одомашнивания у любого вида появляются признаки, которые полезны для человека; иными словами, действует искусственный отбор, когда мы в каждом поколении дрожжей, свиней, собак – кого угодно – обираем для дальнейшего размножения те особи, у которых лучше выражены нужные нам свойства. Появление таких свойств, очевидно, будет проявляться в генетических мутациях – среди массы случайных мутаций в одомашниваемой популяции будут закрепляться только те, что нужны человеку. В случае дрожжей из диких грибков постепенно появились штаммы, используемые в пивоварении, сакеварении, виноделии и хлебопечении. Вкус и запах пива во многом зависит от того, что за дрожжи сбраживают сусло, и, сравнивая геномы разных дрожжей можно понять, как именно и с какого времени в них появились мутации, которые придают пиву те или иные оттенки.
Кевин Верстрепен (Kevin Verstrepen) и его коллеги сравнили геномы 157 различных дрожжевых штаммов. В результате удалось построить эволюционное древо, на котором пивные дрожжи образовали две группы, достаточно обособленные от винных и пекарских разновидностей и от тех, которые используются в производстве саке. (Стоит уточнить, что речь идёт о штаммах, которые все относятся к виду Saccharomyces cerevisiae – в пивоварении, как известно, используются и другие виды дрожжей.) Другой вывод из геномного сравнения, о котором мы уже сказали, состоит в том, что пивные дрожжи появились не много тысяч лет назад, а в конце XVI – начале XVII веков. По словам авторов работы, в то время стали появляться относительно крупные пивоварни, и пивоварение перестало быть делом отдельных домохозяйств. Хотя чистой культуры дрожжей в то время быть в принципе не могло, пивовары всё же могли отбирать нужные штаммы, которые хорошо работали и давали нужный вкус. Разумеется, это не значит, что шумерские изображения врут, просто в древнейшие времена при варке пива полагались на волю случая и не брали за труд сохранять лучшие дрожжевые осадки после того, как брожение завершилось.
Под действием спирта дрожжи мутируют быстрее, так что искусственный отбор шёл довольно быстро, и людям было из чего выбирать более удачные разновидности. Вообще именно пивные дрожжи демонстрируют наибольшие изменения в геноме, и одна из их самых характерных генетических черт – вариации и удвоения генов, отвечающих за усвоение мальтозы и мальтотриозы, основных пивных сахаров. С другой стороны, почти все пивные штаммы стараются производить как можно меньше вещества под названием 4-винилгваякол, который обладает своеобразным гвоздично-копчёным запахом и который, как считается, портит пиво. Только дрожжи, которые используют при варке пшеничного пива сорта Хефевайцен, активно синтезируют 4-винилгваякол, причём соответствующие гены, скорее всего, пришли к штаммам Хефевайцена от винных дрожжей.
Геномные исследования дрожжей, очевидно, открывают перед пищевой промышленностью в целом и перед пивоварами в частности широкую перспективу: зная, какие гены в каком штамме сидят, и монтируя эти гены с помощью генноинженерных методов или же с помощью обычной гибридизации, можно варить пиво с «запрограммированным» вкусом. Сами исследователи успешно создали штамм, который даёт пиву банановый привкус. Однако, как известно, технологиям, модифицирующим геном, всё ещё не слишком доверяют, и сами авторы работы говорят, что заинтересовавшимся пивоварам они дают только те новые гибридные штаммы дрожжи, которые вывели более традиционным путём, без прямого вмешательства в дрожжевые гены.
12 сентября 2016
Статьи по теме:
