Europejskie piwa i wina cieszą się uznaniem smakoszy na całym świecie. Jednak tutejsi browarnicy i winiarze muszą stawiać czoła wymagającej konkurencji ze strony międzynarodowych rywali. Jednym ze sposobów na utrzymanie przewagi na światowym rynku jest tworzenie wyjątkowych i niezwykłych aromatów oraz smaków. Dzięki wsparciu ze środków programu działań „Maria Skłodowska-Curie” projekt Aromagenesis umożliwił przeszkolenie kolejnego pokolenia badaczy posiadających wiedzę i doświadczenie niezbędne do rozwoju europejskiego przemysłu piwowarskiego i winiarskiego. Członkowie konsorcjum reprezentujący środowiska akademickie i przemysł przekazywali utalentowanym naukowcom na wczesnym etapie kariery kompleksową wiedzę z zakresu genetyki drożdży, biologii syntetycznej, chemii smaku i technik fermentacji. Smak i aromat napoju jest wynikiem złożonych reakcji metabolicznych zachodzących w drożdżach podczas fermentacji, a dzięki zrozumieniu, w jaki sposób drożdże przyczyniają się do powstawania złożonej mieszanki smaków i aromatów piwa i wina, a także innych napojów, takich jak cydr, producenci mogą udoskonalić technologię fermentacji i ulepszyć swoje wyroby.
Nowe smaki
Młodzi naukowcy badali genetyczne, molekularne i biochemiczne sieci zaangażowane w wytwarzanie związków smakowych i aromatycznych w fermentacji wina i piwa. „Wykorzystując wiedzę będącą owocem tej dogłębnej analizy, możemy otrzymać nowe szczepy drożdży o ulepszonych lub bardziej zróżnicowanych smakach”, mówi koordynatorka projektu Ursula Bond. Naukowcy przeanalizowali konwencjonalne drożdże winiarskie i piwne, jak również drożdże niekonwencjonalne, aby wskazać wcześniej niescharakteryzowane szczepy o profilach smakowych pożądanych w dzisiejszym przemyśle winiarskim i piwowarskim. W oparciu o tę wiedzę opracowali kilka strategii – wszystkie z wykorzystaniem technik bez GMO – w celu uzyskania nowych szczepów drożdży o ulepszonych lub zmienionych profilach smakowych. „Jedną z tych strategii było wywoływanie zmian w liczbie kopii chromosomów, które okazało się szczególnie ważne w przypadku drożdży poliploidalnych używanych w produkcji piw typu lager”, twierdzi Bond. Dodaje przy tym: „Wywołaliśmy też zmiany w regulacji szlaków biochemicznych odpowiedzialnych za produkcję wyższych alkoholi i estrów, które są związkami odpowiadającymi za smak i aromat wytwarzany podczas fermentacji”.
Słodki smak sukcesu
Naukowcy poszerzyli zakres związków smakowych produkowanych przez drożdże podczas fermentacji dzięki nowatorskiemu podejściu, w którym zastosowali nowe techniki, aby opracować oryginalne hybrydy drożdży i udoskonalić proces ich tworzenia. Do łączenia pożądanych profili smakowych zidentyfikowanych drożdży wykorzystali także tradycyjną hodowlę. Szczegółowe analizy genomu i transkryptomu dostarczyły badaczom informacji na temat złożonych wzorców ekspresji genów warunkujących wytwarzanie smaków i pozwoliły im zidentyfikować kluczowe geny uczestniczące w tym procesie. Wszystkie te podejścia genetyczne bazowały na opracowaniu nowych sposobów wykrywania i ilościowego określania związków odpowiedzialnych za produkcję smaku i aromatu. „Wymagało to zbadania nowych sposobów wychwytywania tych związków oraz udoskonalenia techniki ilościowego oznaczania wcześniej znanych i nieznanych związków”, wyjaśnia Bond. „Prowadzono też badania mające na celu zbadanie czynników biotycznych i abiotycznych wpływających na proces fermentacji oraz opracowanie strategii ulepszenia procesów”, mówi. Powstały w trakcie projektu bank szczepów drożdży o ulepszonych właściwościach smakowych może być wykorzystywany w formie patentów lub licencji. Podejście to można także wykorzystać do opracowania nowatorskich drożdżowych „fabryk komórkowych” do zrównoważonej bioprodukcji farmaceutyków, chemikaliów i paliw.
Źródło: cordis.europa.eu