تميل خزانات التخمير الأسطوانية الطويلة التي حلت محل الأوعية الأقصر لمصانع الجعة في الماضي إلى التأثير سلبًا على طعم الجعة الناتجة - لكن العلماء الآن تدخلوا لتحسين طعم النبيذ.
يمكن لهذه الخزانات الطويلة إنتاج المزيد من الجعة مقابل نقود أقل - يسهل تعبئتها وتفريغها وتنظيفها - ولكن اعتمادها على نطاق واسع يعني أيضًا الضغط الزائد من ثاني أكسيد الكربون الناتج أثناء التخمير، وهذا يؤثر على النكهة.
بدأ الباحثون بتحديد سلالات خميرة Saccharomyces cerevisiae التي كانت مقاومة بشكل خاص لثاني أكسيد الكربون، مع التركيز على إنتاج أسيتات isoamyl الذي يعطي البيرة نكهة الفواكه الشبيهة بالموز.
بعد العثور على سلالة قوية بشكل خاص، استخدم الفريق بعد ذلك تحليل تسلسل الجينوم الكامل لمعرفة ما الذي جعله بارعًا جدًا في القدرة على الحفاظ على نكهة الفواكه حتى تحت ضغط خزانات التخمير الحديثة.
يقول عالم الأحياء الجزيئية يوهان تيفلين، من جامعة كاثوليكي لوفين في بلجيكا :
ولدهشتنا، حددنا طفرة واحدة في جين MDS3، والتي ترمز لمنظم يشارك على ما يبدو في إنتاج أسيتات أيزو أميل، مصدر النكهة الشبيهة بالموز التي كانت مسؤولة عن معظم تحمل الضغط في سلالة الخميرة المحددة.
مع هذا الاكتشاف، تمكن الباحثون بعد ذلك من استخدام تقنية تحرير الجينات CRISPR / Cas9 لهندسة نفس الطفرة في سلالات الخميرة الأخرى.
بعد التحرير، يمكن لهذه السلالات أن تتحمل ضغط ثاني أكسيد الكربون بشكل أفضل وتحافظ على نكهتها بشكل أفضل.
علاوة على ذلك، يمكن تعديل العديد من سلالات الخميرة بنفس الطريقة ، مما يؤدي إلى الحصول على بيرة ذات نكهة أكمل عند سكبها.
حتى الآن ، لا يبدو أن السمات الأخرى لسلالة الخميرة تتأثر بالتعديلات الجينية.
يقول Thevelein:
الطفرة هي أول نظرة ثاقبة لفهم الآلية التي قد يؤدي بها ارتفاع ضغط ثاني أكسيد الكربون إلى تعريض إنتاج نكهة البيرة للخطر.
قبل الآن، لم يكن من الواضح بالضبط كيف كان لارتفاع ضغط ثاني أكسيد الكربون تأثير على نكهة البيرة على المستوى الجزيئي، على الرغم من أن النتائج النهائية من حيث انخفاض الفاكهة كان من السهل تذوقها.
في المستقبل، يريد الباحثون إجراء تجارب مع ضغوط أعلى من ثاني أكسيد الكربون لمعرفة ما إذا تم تحديد جينات مختلفة.
أظهر عدد من الجينات الأخرى نتائج واعدة في هذه الدراسة أيضًا، على الرغم من أن MDS3 كان هو المسيطر.
كما تم استخدام تقنية تحديد الجينات نفسها سابقًا لتسليط الضوء على سمات مهمة أخرى في الخميرة، بما في ذلك إنتاج الجلسرين (كحول سكري يضيف إلى الطعم) ، والتسامح تجاه درجات الحرارة المتزايدة.
المؤلفون صريحون بشأن حقيقة أن العمل كان مدعومًا من قبل شركة تخمير، والتي تأمل في الاستفادة من التكنولوجيا في براءة اختراع.
في حين أن العلامات التجارية الأخرى للمشروب قد تفقد التكنولوجيا، فإن الدراسة توضح الفوائد المحتملة في تطبيق كريسبر لتغيير مواهب الخميرة لإحداث انخفاض استثنائي.
كتب الباحثون في ورقتهم المنشورة :
يُظهر هذا العمل الإمكانات القوية للتحليل متعدد الجينات والتعديل الجيني المستهدف لإنشاء سلالات خميرة بيرة صناعية ذات سمات محسّنة على وجه التحديد.
تم نشر البحث في Applied and Environmental Microbiology.