Stwierdzono, że zabójcze toksyny wytwarzane przez szczepy Saccharomyces hamują psucie piwa przez drożdże diastatyczne, oferując ekonomiczne rozwiązanie w walce z zanieczyszczeniem piwa w browarach rzemieślniczych.
- Drożdże diastatyczne mogą zepsuć piwo rzemieślnicze poprzez nadmierne odfermentowanie, które zwiększa zawartość alkoholu i powoduje eksplozję butelek.
- Zabójcze toksyny wytwarzane przez inne szczepy drożdży wskazują na lekarstwo.
- W badaniu potwierdzającym koncepcję naukowcy odkryli, że toksyny zabójcze hamują do 95% drożdżaków diastatycznych.
- Aby dopracować recepturę, potrzeba więcej pracy, ale zabójcze drożdże mogą pomóc piwowarom w naprawie potencjalnie zanieczyszczonego piwa.
Wyzwania dotyczące drożdży piwnych
W przypadku naprężeń diastatycznych Saccharomyces cerevisiae, lub drożdże piwne, wylądują w niewłaściwym miejscu, mogą stać się zmorą piwowara rzemieślniczego. Drożdże diastatyczne to odmiany drożdży wydzielające glukoamylazę – enzym rozkładający dekstryny na cukry proste, które mogą zepsuć świeże piwo poprzez zwiększenie zawartości alkoholu, zmianę smaku, a w najgorszym przypadku mogą spowodować eksplozję butelek.
Jednym ze sposobów rozwiązania problemu, zanim butelki zaczną się stłuc, może być ukrycie ich na widoku. W tym tygodniu w Mikrobiologia stosowana i środowiskowa, grupa piwowarów i mikrobiologów zgłasza, że rozwiązaniem tego problemu z drożdżami mogą być inne drożdże. Naukowcy odkryli, że białka zwane toksynami zabójczymi, które są naturalnie wytwarzane przez wiele szczepów S. cerevisiae, tłumią naprężenia diastatyczne i mogą pomóc w rozwiązaniu problemu.
Skuteczne procedury zaradcze przy użyciu zabójczych drożdży
„W przypadku skażenia diastatycznego w większości przypadków po prostu wyrzuca się piwo, a to jest kosztowne” – powiedział mikrobiolog i starszy autor dr Paul Rowley z Uniwersytetu w Idaho. „W artykule pokazaliśmy, że możemy dodać drożdże zabójcze w miejscu zanieczyszczenia. Jest to procedura zaradcza, która ma zapobiec powstaniu naprężeń diastatycznych.”
Szczepy diastatyczne S. cerevisiae odgrywają ważną rolę w warzeniu piw saison w stylu belgijskim, które zazwyczaj mają wyższą zawartość alkoholu niż inne style. Problem pojawia się, powiedział Rowley, kiedy te szczepy trafiają do mieszanki do piwa typu Ale i innych rodzajów i rozpoczynają wtórną fermentację. Chociaż wiele browarów posiada solidne metody nadzoru zapobiegające zanieczyszczeniu, szczepy mogą się przedostać.
Wyzwania w identyfikacji i kontrolowaniu drożdżaków diastatycznych
„Gdyby spojrzeć na te szczepy na płytce agarowej, nie można by było dostrzec różnicy morfologicznej” – powiedział. Jedyna różnica, stwierdził, polega na tym, że drożdże diastatyczne mają zmianę genetyczną, która daje im dodatkową zdolność do degradacji resztkowej skrobi. „Drożdże wyglądają jak drożdże.”
Duże browary unikają tego problemu poprzez pasteryzację piwa, ale proces ten jest kosztowny, a niektórzy mali browary obawiają się, że pasteryzacja zmienia smak, powiedział Nicholas Ketchum, mikrobiolog pracujący w browarze Rhinegeist w Cincinnati w stanie Ohio i współautor nowego badania . Jednym z jego obowiązków w Rhinegeist jest zwracanie uwagi na zanieczyszczenia diastatyczne.
Badania eksploracyjne i przyszłe kierunki
Badania rozpoczęły się kilka lat temu, kiedy Ketchum prowadził zajęcia z mikrobiologii stosowanej i browarnictwa w szkole wyższej w Cincinnati. Przygotowując wykład na temat dzikich drożdży i zabójczych toksyn, zdał sobie sprawę, że białka te mogą stanowić niedrogi sposób na zaradzenie zanieczyszczeniom diastatycznym. Przeprowadził kilka eksperymentów, przedstawił wstępne ustalenia na Światowym Kongresie Piwowarskim w 2020 r. i omówił prace nad podcastem piwowara, w którym uwagę Rowleya przykuła wzmianka o drożdżach zabójczych.
Naukowcy z laboratorium Rowleya – w tym ówczesni studenci Victor Zhong i Ximena Garcia – poddali działaniu 34 diastatycznych szczepów drożdży. Sacharomyces szczepy wytwarzające 8 znanych toksyn zabójczych. Najskuteczniejsza toksyna K1 zapobiegła wzrostowi ponad 91% badanych szczepów diastatycznych.
Następnym krokiem jest lepsze zrozumienie mechanizmu, powiedział Ketchum, i znalezienie sposobu, aby uczynić go powszechnie użytecznym dla piwowarów rzemieślniczych. „W sprawie tego procesu jest więcej niewiadomych niż wiadomych” – stwierdził. Na przykład skuteczność toksyn wydaje się zależeć od całkowitej ilości drożdży w mieszance, a nie tylko od szczepów diastatycznych. Rowley bada obecnie również, jak powszechny jest ten problem wśród małych browarów.
Rowley kontynuuje badania zabójczych toksyn, które nie zostały dobrze zbadane. „Drożdże są o wiele bardziej skomplikowane, niż mogłoby się wydawać” – powiedział.
Odniesienie: „Inhibicja drożdży diastatycznych przez toksyny zabójcze Saccharomyces w celu zapobiegania nadmiernemu tłumieniu podczas warzenia” autorstwa Victora Zhonga, Nicholasa Ketchuma, Jamesa K. Mackenziego, Ximeny Garcii i Paula A. Rowleya, 12 września 2024 r., Mikrobiologia stosowana i środowiskowa.
DOI: 10.1128/aem.01072-24
