Az élesztőbe írott történelem

Sör szökőkút Szlovénia Zalec
Zalec's mayor Janko Kos (2ndR) and his team celebrates the inauguration of the "Beer Fountain" after its inauguration in Zalec, on September 6, 2016. Several hundred beer-lovers and curious spectators gathered in a small town in Slovenia on September 6, 2016 for the inauguration of what is billed as Europe's first "beer fountain". Zalec's new attraction, dreamed up by local entrepreneurs a few years ago, will not be gushing out gallons of amber nectar for thirsty visitors to scoop up and guzzle as they please, however. / AFP PHOTO / Jure MAKOVEC
Vágólapra másolva!
A sör, a bor, a kenyér sok évszázados története elválaszthatatlanul összefonódik az élesztőgombáéval – és e történetnek izgalmas részletei olvashatók ki a modern ipari élesztőtörzsek DNS-éből.
Vágólapra másolva!

Az apró mikrobák nélkül nem lenne sem kenyér, sem pedig sör

Az élesztőgomba különböző törzsei nélkül elképzelhetetlen lenne ma az ipari léptékű sör-, bor-, kenyér- vagy bioüzemanyag-előállítás, mégis keveset tudunk e törzsek evolúciós történetéről. A nagy presztízsű Cell folyóirat szeptemberi számában jelent meg az a közlemény, amelyben a Leuveni Egyetem (Belgium) kutatói

végre feltárják az ipari élesztőtörzsek leszármazási viszonyait.

Vizsgálódásaikat a sörélesztőre összpontosítva olyan fontos történeti kérdéseket válaszoltak meg, mint hogy mikor került először sor az élesztő „háziasítására", és hogyan formálta az emberi használat e sokoldalú mikroba evolúciós pályáját.

Sörszökőkút Szlovéniában. Az élesztő nélkül sörivás sem lenne Forrás: AFP/Jure Makovec

– magyarázza Kevin Verstrepen, a Leuveni Egyetem és a Flamand Biotechnológiai Intézet (Vlaams Instituut voor Biotechnologie, VIB) élesztő-genetikusa. – „Hogy ma ilyen jó söröket ihatunk, azt az ősi sörfőző mesterek bölcsességének köszönhetjük, akik anélkül fogtak bele az élesztő irányított tenyésztésébe, hogy tudták volna, pontosan mit is csinálnak. Akkoriban ez valódi művészet volt."

Egy kis élesztő-evolúció

A VIB és a Ghenti Egyetem Steven Maere vezette bioinformatikus-csapatával, valamint a kaliforniai White Labs sörkutatóival összefogva

Verstrepen és munkatársai 157 különféle élesztőtörzs genomját szekvenálták meg.

A törzseket a legváltozatosabb felhasználási területekről válogatták össze: a csokorba egyaránt bekerültek sör, bor, égetett szeszesital, japán szake, kenyér és bioetanol előállításához használt változatok, valamint kutatási célú laboratóriumi tenyészetek.

A régi sörfőző mesterek anélkül, hogy ismerték volna az élesztőgombákat tapasztalataikat felhasználva nemesítették azokat Forrás: Picture-Alliance/AFP/Frank May

A 157 törzs genetikai állományának összevetése kirajzolta a faj evolúciós történetének főbb vonalait. A genom feltérképezésén túl a tudósok az élesztőváltozatok egyes fenotípusos tulajdonságait – például a stressztűrésüket – is megvizsgálták, kapcsolatot keresve az élesztő genomja és viselkedése között.

Forrás: Facebook/Élesztő

A kutatás kiderítette, hogy valamennyi ma használatos ipari élesztőtörzs mindössze néhány ősi törzsből származik. A legnagyobb genetikai választóvonalakat követve a mai törzseket öt csoportra osztották, ami nagyjából megfelel a törzsek ipari felhasználásának is.

A finomabb léptékű csoportosításban már a földrajzi tagolódás is leképeződik:

a sörélesztők nagyobb csoportján belül például a Belgiumban és Németországban használatos törzsek egymással közeli rokonságban állnak, ám az Angliában és az Egyesült Államokban használatosaktól láthatóan elkülönülnek.

A sör ízének misztikuma

A sörfőzők egyazon élesztőtörzs felhasználásával több különböző sört is elő tudnak állítani, így nem meglepő, hogy a brit sör-alaptípusokhoz, mint a könnyebb, világosabb és gyümölcsösebb ale, illetve a magasabb alkoholtartalmú, sötétebb színű és kesernyésebb aromájú stout, nem rendelhető külön-külön élesztő-variáns.

Azonban akad néhány igazán speciális tulajdonságokkal rendelkező sörtípus,

mint például a füstös, szinte csípős aromájú német búzasör (Hefeweizen), amelyek saját egyedi élesztőtörzsüknek köszönhetik megkülönböztetett jellegüket.

Génmódosított élesztő Forrás: William DeLoache at UC Berkeley

A genomi adatok elemzése alapján Verstrepen és kollégái megállapították, hogy a mai összes ipari sörélesztő ősének evolúciós útja az 1500-as években vált el végleg a vadon élő törzsekétől.

Ez még jóval azelőtt történt, hogy a mikrobák létére fényt derített volna az emberiség.

„Amikor a régi korok sörkészítőinek különösen jól sikerült egy főzet, elég szemfülesek voltak ahhoz, hogy félretegyék az élesztő-üledéket, és azzal oltsák be a következő adagot. Tették ezt persze anélkül, hogy sejtelmük lett volna afelől, mi alkotja azt az üledéket" – mondta el Verstrepen.

Élesztőgomba törzsek tenyésztése Forrás: AFP/Alexander Nemenov

– „Azzal, hogy ugyanazt az élesztő-tenyészetet nemzedék nemzedék után újra és újra a készülő sörbe oltották, a benne élő gombákat teljesen leválasztották a természetes környezetükről. Ezeknek az élesztőknek a sörfőzde lett az evolúció színtere."

Az élesztő háziasítása

A kutatók több olyan genetikai jellegzetességet is azonosítottak, amely az élesztő háziasításával hozható összefüggésbe.

A vadon élő élesztő éhezés vagy egyéb stressz hatására ivaros szaporodásba kezd, ám a mai sörélesztők elvesztették ezt a képességüket.

Mivel évszázadok óta kényelmes, tápanyagban gazdag és stresszmentes közegben élnek, nyugodtan megengedhették maguknak, hogy az ivaros szaporodáshoz szükséges génjeik funkcióképtelenekké váljanak.

Eelektronmikroszkópos kép élesztősejtekről Forrás: AFP

De a házi élesztők nemcsak ősi, feleslegessé vált tulajdonságokat vedlettek le, hanem eközben újakra is szert tettek. Ahogy a kutyafajták testfelépítését formálta tenyésztőik szeszélye, úgy alakította a sörélesztő biokémiai sajátságait a sörfőzők ízlése. „A négy évszázadnyi emberi használat oly módon is nyomot hagyott az élesztő genetikai állományában, hogy létrehozott vagy megerősített a sörfőzés viszonyai között előnyös tulajdonságokat" – ismertette Maere. – „Az egyes sörélesztő-törzsek genomjában tetten érhető, ahogy egyes gének megsokszorozódtak, mások törlődtek, megint mások módosultak a fermentorban való optimális növekedés vagy a kellemesebb íz érdekében."

Tudomány a sörfőzésért

Különösen jó példa a sörspecifikus módosulásokra egyfelől azoknak a géneknek a megsokszorozódása, amelyek a sörfőzetben jellegzetesen előforduló cukrok lebontásáért felelnek, másfelől annak a metabolikus útvolalnak az elvesztése, amely a vad élesztőkben a 4VG (4-vinilguaiakol) nevű, kellemetlen ízű vegyületet termeli. „

– állítja Verstrepen. – „Úgyhogy ha a mai sörélesztők kevés 4VG-t termelnek, az a sörfőző-nemzedékek gondos válogatásának köszönhető, akik megkóstolták az italt, és azt mondták: ez finom, ezt újra használom; ez nem jó, ezt eldobom."

Söröző Budapesten Forrás: Origo

A borélesztők is kifejlesztettek egy speciális alkalmazkodást a hordóbéli körülményekhez: ellenállókká váltak a rézzel szemben, amit a szőlősgazdák évszázadok óta használnak a szőlőt megtámadó kártékony gombafertőzések kiirtására, s amelynek nyomai ezért elkerülhetetlenül a mustban végzik.

Forrás: Zirig Árpád - Táfelspicc

Verstrepen és csapata a frissen szerzett tudást új, az ipari felhasználás szempontjából

előnyös tulajdonságokkal rendelkező élesztőtörzsek kitenyésztésében szeretné kamatoztatni.

Laboratóriumukat rövidesen egy valódi sörfőzdével bővítik, ahol a kísérleteket „élesben" végezhetik. „Az élesztővel folytatott elméleti kutatómunkáról igazán nem nagy ugrás átnyergelni arra, hogy jobb sörélesztőket fejlesszünk" – indokolta a kutató.