Бреттаномицеты. Часть 1. Характеристики, история, морфология.

Время на прочтение: 18 минут(ы)

 

Бреттаномицеты. Часть 1.

Характеристики, история, морфология.

 

 

Brettanomyces, также называемые пивоварами «Brett» или «Bretta», в переводе с греческого означает «британский гриб» и представляют собой дрожжи, которые изначально считались важными для создания характера некоторых английских элей 17 века и его более ранних версий. С момента широкого распространения чистых культур Saccharomyces cerevisiae и S. pastorianus в пивоваренной и винодельческой промышленности, начиная с конца 1800-х годов, Brettanomyces в основном рассматривались как контаминанты пива, за исключением бельгийского ламбика, красного/коричневого пива Фландрии и некоторых стилей вина. Совсем недавно Brettanomyces приобрел популярность в Соединенных Штатах (а впоследствии и в пивоваренной промышленности других стран) в качестве дрожжей, которые могут придавать желаемые новые характеристики пиву и другим алкогольным напиткам. Название рода Dekkera используется взаимозаменяемо с Brettanomyces, поскольку оно описывает телеоморф или спорообразующую форму дрожжей, хотя эта форма чрезвычайно редка или, возможно, даже не существует. Известный своими привкусами скотного двора, лошадьми, металлом или пластырем, Brettanomyces по-прежнему являются нежелательными дрожжами на многих пивоварнях и большинстве виноделен. Однако Brettanomyces также производит высокие уровни фруктовых эфиров, которые желательны в некоторых стилях, таких как сэзон, ламбик и американское кислое пиво. Brettanomyces также может образовывать пленку во время ферментации.

 

Введение в историю, таксономию и характеристика вида

 

Тесно связанные с Saccharomyces, Brettanomyces отделились от своих двоюродных дрожжей более 200 миллионов лет назад. Оба рода независимо эволюционировали и ферментировали сахара и производили этанол. Хотя открытие Brettanomyces было впервые сделано в 1889 году, а затем в 1899 году учеными из Гиннесса, впервые публично опубликовал информацию о них директор лаборатории пивоварни New Carlsberg Хельте Клауссен в 1904 году после того, как он культивировал Brettanomyces в 1903 году из английских сортов пива, у которых проходило вялое вторичное брожение. Во время открытия Клауссен стремился воссоздать вкусовой профиль традиционных английских элей путем ферментации их чистыми культурами Saccharomyces и либо внесения чистых культур недавно обнаруженных им дрожжей Brettanomyces вместе с Saccharomyces, либо, как он предпочитал, после первичного брожения сахаромицетов. Хотя Клауссен рассматривал характер Brettanomyces как желательный характер для элей и определил его как «традиционный» для английских элей, в какой-то момент Brettanomyces стали считаться контаминантами на винных заводах и пивоварнях из-за некоторых фенолов, кислот и мутности, которые они иногда производят. Эти фенолы и кислоты обычно описываются как «скотный двор», «обожженный пластик», «мокрое животное», «фекальный» и «конский пот», хотя некоторые дегустаторы описывают эти ароматы по-разному, поскольку они по-разному воспринимают определенные ароматические соединения, в то время как другие дегустаторы вообще не могут обнаружить определенные ароматические соединения. Общая точка зрения пивоваров (кроме производителей ламбика и красно-коричневого фландрийского эля в Бельгии) и виноделов, что Brettanomyces — это, прежде всего, организм порчи, сохраняемый в течение многих десятилетий и до сих пор сохраняющийся в большинстве случаев. Совсем недавно положительные вкусовые компоненты, которые были идентифицированы в бреттовом пиве, такие как ананас, косточковые фрукты и в некоторой степени уксусная кислота, вновь обрели популярность у пивоваров за пределами Бельгии. Некоторые виноделы и дегустаторы также описали вина с определенными вкусовыми составами, полученными из Brettanomyces, как положительные. Важно помнить, что отдельные дегустаторы на дегустационных комиссиях описывают одни вкусовые соединения как «отрицательные», в то время как другие описывают их как «положительные» (и иногда дегустатор дает смешанный ответ в отношении определенного вкусового соединения), и это расхождение в интерпретации вкусовых соединений, полученных из Brettanomyces, по-видимому, основано на личных предпочтениях и опыте. В некоторых случаях, например, для винилфенолов, низкие уровни, которые не могут быть обнаружены одними людьми, но обнаруживаются другими, положительно влияют на вино, в то время как более высокие количества вносят отрицательный вклад. Таким образом, более желательным можно считать более низкую интенсивность некоторых ароматических соединений. В целом восприятие от различных вкусовых соединений, производимых Brettanomyces, на определенных уровнях полностью субъективно.

Смотрите также серию документов начала 1900-х годов Клауссена и Альфреда Чапмана об открытии бреттаномицетов.

A collection of early 1900’s papers by Claussen and Alfred Chapman; MTF post by Cory Widmayer.

 

 

Таксономия

В научной литературе часто встречаются термины Dekkera и Brettanomyces, используемые в качестве названия рода, причем Dekkera является версией телеоморфа (Прим.пер. стадия полового размножения гриба), а Brettanomyces – анаморфом (Прим.пер. стадия бесполого размножения гриба). В пределах рода Brettanomyces существует пять видов: B. anomalus, B. bruxellensis, B. custersianus, B. nanus и B. naardenensis (в одном генетическом исследовании от 1990 г. В. nanus отнесли роду дрожжей называемых Eeniella, однако более поздние исследования это не подтвердили). Виды, ранее известные как B. intermediateus и B. lambicus были подвергнуты генетическим анализам и реклассифицированы как штаммы B. bruxellensis. Из этих пяти видов только B. anomalus и B. bruxellensis были идентифицированы как телеоморфы. В их телеоморфной версии они упоминаются как Dekkera anomala и Dekkera bruxellensis. Все другие названия, такие как те, которые часто используются дрожжевыми лабораториями (например, «claussenii»), происходят от старой номенклатуры, которая больше не используется с научной точки зрения (щелкните здесь click here, чтобы увидеть таблицу, в которой перечислены старая и новая таксономическая номенклатура). Большинство культур Brettanomyces из дрожжевых лабораторий для пивоваров классифицируются генетически как B. bruxellensis или B. anomalus. Недавно был предложен новый вид Brettanomyces, хотя его классификация еще полностью не установлена. Предлагаемое название — Brettanomyces acidodurans sp. nov. Два штамма B. acidodurans были выделены из оливкового масла из Испании и Израиля; однако его присутствие в оливковом масле было описано как «редкое», потому что после поиска в десятках оливковых масел было обнаружено только два штамма. Он наиболее близок с B. naardenesis и родство составляет 73% генетического кода. Телеоморфных форм не обнаружили. Этот вид является сильным продуцентом уксусной кислоты и очень устойчив к уксусной кислоте в окружающей среде. Он может потреблять лактозу и целлобиозу, но не потребляет мальтозу. Неизвестно, но существует вероятность того, что этот вид вносит свой вклад в уксусный вкус испорченных оливковых масел, хотя это обычно приписывают бактериям уксусной кислоты.

Генетический обзор 145 различных штаммов B. bruxellensis из 29 стран, 5 континентов и 9 различных мест ферментации был проведен в 2018 году Аврамовой и соавторами. Они обнаружили, что эти штаммы сформированы в 6 генетических групп в основном отдельными с родовыми линиями и 1 группу со смешанным родовым происхождением: 3 винные группы, 1 пивная группа, 1 группа чайного гриба (наиболее отдаленно связанная с пивной группой), а также 1 группа текилы/этанола, имеющая несколько наследственных линий. Эти группы частично определяются идентификацией по крайней мере двух случаев гибридизации, которые произошли во время эволюции B. bruxellensis, подобно гибридизации, которые создали подгруппы Saaz и Frohberg S. pastorianus (являются ли родителями этих событий гибридизации B. bruxellensis, или она прошла из разных видов, еще предстоит выяснить и потребует полногеномного секвенирования видов, тесно связанных с B. bruxellensis). Это выражалось в основном в уровне плоидности каждой группы (количество наборов хромосом), причем 2 группы вина, группа текилы и группа пива содержали больше наборов пар хромосом, чем другие группы (диплоид против триплоида; считается, что это способствует адаптации и гибридизации). Кроме того, группа триплоидных вин обычно более терпима к SO2, чем группы диплоидных вин. Коломер и др. (2020) исследовали полные геномы 64 штаммов B. bruxellensis, 14 штаммов B. anomalus, 3 штаммов B. custersianus и 3 штаммов B. naardenensis. Они разделили группу пивных B. bruxellensis на две подгруппы: «фермерская» подгруппа, состоящая из штаммов B. bruxellensis, выделенных из коммерческих пивоварен, и подгруппа «ламбик», состоящая из штаммов, выделенных из бельгийских ламбиков спонтанного брожения. Также была выделена подгруппа «ламбиков», которая состояла из штаммов B. bruxellensis, ассоциируемых с различным происхождением: из заводов по производству этанола, из пивных бочек и выдержанных вин. Эту подгруппу исследователи назвали «дикой/лесной».

Наука также приступила к изучению целевых манипуляций генами B. bruxellensis с помощью CRISPR, что в конечном итоге приведет к лучшему пониманию генома Brettanomyces bruxellensis.

 

Морфология

Морфология Brettanomyces может сильно различаться от штамма к штамму (и от вида к виду). Некоторые штаммы могут быть похожи по размеру и форме на S. cerevisiae под микроскопом, в то время как другие имеют удлиненную форму или намного меньше размером. Это затрудняет идентификацию Brettanomyces без анализа ДНК. Морфология Brettanomyces, выращенных на чашках с агаром, также может отличаться от штамма к штамму. Например, Девин Генри обнаружил, что образец WLP648, содержащий два близкородственных штамма B. bruxellensis, рос совершенно по-разному на одной и той же питательной среде. Сначала на чашках выросли более крупные, не совсем белые колонии (это был первый штамм), а затем, через несколько дней, второй штамм начал расти в виде множества маленьких колоний белого цвета. Другие штаммы могут выглядеть глянцевыми или матовыми с неровными краями и т. д. Морфология на чашках с агаром может меняться в зависимости от типа питательной среды. Хотя ПЦР тесты требуются для любого вида точной идентификации Brettanomyces, специализированные селективные среды также могут помочь идентифицировать Brettanomyces; см. Selective Media.

Смотрите также:

 

 

Окружающая среда и выживание

До недавнего времени Brettanomyces только изредка обнаруживали на кожуре фруктов (например, на кожуре яблок для сидра и винограда для вина), и считается, что он переносится такими насекомыми, как пчелы и плодовые мухи (в научной литературе они называются «векторами»). Совсем недавно были изобретены методы, позволяющие более легко изолировать Brettanomyces из природы, что может быть связано с состоянием «VBNC» (Прим.пер. Viable but nonculturable  бактерии, которые находятся в состоянии очень низкой метаболической активности и не делятся, но являются живыми и имеют способность стать культивируемыми после реанимации). Для получения дополнительной информации см. «Wild Brettanomyces».

Однако изоляция Brettanomyces чаще случается в отраслях пищевой промышленности (вино, пиво, чайный гриб, безалкогольные напитки, молочные продукты, чай, закваска и т. д.). Например, B. bruxelensis, B. anomala и B. custersianus в основном были изолированы при производстве вина или пива, тогда как B. naardenensis в основном выделялись при производстве газированных напитков. Считается, что Brettanomyces не могут перемещаться по воздуху; однако одно исследование продемонстрировало очень небольшое количество клеток Brettanomyces в воздухе на винодельнях, где обрабатывалось вино (большинство дрожжей, обнаруженных в воздухе, были Aureobasidium и Cryptococcus, которые не считаются микроорганизмами, вызывающими порчу пива и  вина). Эти исследования также определили, что необходима очень специфическая методология для «вылавливания» Brettanomyces из воздуха, и отметили, что дрожжи подвергались стрессу. Хотя Brettanomyces на короткое время может переноситься порывами воздуха, это происходит только в непосредственной близости от того места, где пиво или вино с Brettanomyces разливают (в большей степени) или активно ферментируют (в меньшей степени). Для предотвращения загрязнения другого оборудования Brettanomyces необходимо использовать хорошую очистку и санитарные условия, а также низкие температуры; однако летающие насекомые также являются потенциальной причиной заражения Brettanomyces.

Brettanomyces обычно выделяют с поверхности деревянных конструкций пивоварен, виноделен, а иногда и сидеров. К ним относятся такие конструкции, как деревянные бродильные чаны, стены здания, а также внутренняя поверхность деревянных бочек. Brettanomyces легко получить из древесины дубовых бочек на глубине до 4 мм, а иногда и на глубин от 5 до 8 мм, в зависимости от возраста и разновидности дерева (несколько более высокие популяции, как правило, выживают во французском дубе по сравнению с американским дубом, и одно исследование показало, что Brettanomyces были способны проникать в бочки из французского дуба на глубину до 8 мм, в то время как бочки из американского дуба проникали только на глубину до 4 мм), при этом самая высокая концентрация выживших клеток была на месте отбора на верхних точках, где кислород более доступен (хотя Картрайт и др. обнаружили, что может быть верным обратный вывод  в зависимости от методологии отбора проб или разницы в концентрациях SO2). Некоторые штаммы способны использовать древесную целлюлозу в качестве источника углерода и иногда образуют псевдогифы в древесине, что увеличивает площадь поверхности клеток, обеспечивая им больший доступ к питательным веществам и позволяя им выживать в среде с дефицитом питательных веществ. Было продемонстрировано, что озон является эффективным способом убить Brettanomyces, который находится в древесине дубовых бочек, но озон должен применяться в течение достаточного времени, чтобы позволить озону диффундироваться в дуб. Также было продемонстрировано, что озон является эффективным способом значительного уменьшения, но не полного устранения количества Brettanomyces в винном винограде. Жидкий озон менее эффективен при уничтожении Brettanomyces. Нагревание внутренней части дубовых бочек до 60 ° C в течение 20 минут с помощью горячей воды или пара также оказалось эффективным способом уничтожения бреттаномицетов в древесине бочек (информацию о пастеризации бочек см. в разделе «see Barrel Sanitation »). Хотя роль Brettanomyces в дистилляции, по-видимому, ограничена, они были выделены в процессе ферментации при производстве текилы. Они также были изолированы из стоков, насосов, перекачивающих шлангов и другого оборудования, которое трудно дезинфицировать. Выживаемость Brettanomyces также частично объясняется его способностью образовывать биопленку (в частности, B. bruxellensis). Микроорганизмы, которые могут образовывать биопленку, более устойчивы к химическим чистящим и дезинфицирующим средствам, чем те, которые этого не делают. Таким образом, Brettanomyces считается значительным источником загрязнения для пивоваренных и винодельческих предприятий. В частности, дубовые бочки с винных заводов с антисанитарной практикой были определены как обычные места заражения B. bruxellensis. Brettanomyces также часто встречается в хересе и (хотя и редко) в производстве оливок, лимонада, чайного гриба, йогурта, солений и безалкогольных напитков. B. anomalus и B. bruxellensis обычно встречаются гораздо чаще, чем три других вида Brettanomyces.

 В отличие от большинства видов дрожжей, Brettanomyces очень устойчивы к суровым условиям, включая большое количество алкоголя (до 14,5-15% ABV), pH 2 и средам с низким содержанием азота и низким содержанием сахара. Сообщалось, что для некоторых штаммов требуется очень низкая концентрация сбраживаемых сахаров (менее 300 мг/л) и азота (менее 6 мг/л), что меньше, чем содержится в большинстве вин. Некоторые штаммы могут использовать этанол, глицерин, уксусную кислоту и яблочную кислоту, когда другие источники сахара недоступны. Эта способность позволяет Brettanomyces выжить в алкогольных напитках, таких как пиво, вино и сидр. В алкогольных напитках B. bruxellensis имеет тенденцию находится более долгий период в лаг-фазе после первичной ферментации Saccharomyces. Считается, что во время этой лаг-фазы B. bruxellensis приспосабливается к суровым условиям напитка (низкий pH, высокие концентрации этанола и ограниченные источники сахара / азота). После этой лаг-фазы B. bruxellensis может расти и выживать, тогда как другие дрожжи не могут. Brettanomyces также более устойчивы к изменениям pH и температуры и устойчивы к среде с ограниченным содержанием кислорода (хотя Brettanomyces предпочитает наличие хотя бы небольшого количества кислорода). С научной точки зрения не известно, какие конкретные источники азота и углерода используются B. bruxellensis в этих стрессовых условиях, т.к. не проводилось большого количества исследований на эту тему. Одно исследование доктора Чарльза Эдвардса (см. One study from Dr. Charles Edwards) показало, что сочетание двух факторов: температура ниже 54F (12,2C) и алкоголя на уровне 14% или выше привело к сокращению популяций B. bruxellensis в течении 100 дней для двух протестированных штаммов в вине. Исследование показало, что ни один из штаммов не рос хорошо при 14% и полностью прекратил рост при крепости 16% в вине, но один штамм рос лучше, чем другой при 15%, демонстрируя генетическое разнообразие Brettanomyces. Исследователи пришли к выводу, что сочетание большого процента этанола и низких температур, а также диоксида серы, хитозана и фильтрации может быть использовано для контроля Brettanomyces в виноделии. Было обнаружено, что Brettanomyces способны расти при температурах от 50 ° F (10 ° C) до 95 ° F (35 ° C).

Генетическое разнообразие Brettanomyces особенно велико. Например, одно исследование, в котором анализировались полные геномы 53 штаммов B. bruxellensis, показало, что общее генетическое разнообразие между различными штаммами B. bruxellensis было выше, чем у штаммов S. cerevisiae (однако, весь набор генов, известный как пангеном из всех генов среди всех штаммов B. bruxellensis намного меньше, чем весь набор генов S. cerevisiae). Некоторые исследования показали, что определенные штаммы B. bruxellensis адаптировались к определенным условиям. Например, одно исследование показало, что штаммы B. bruxellensis, выделенные из вина, содержат 20 генов, участвующих в метаболизме углерода и азота, тогда как штаммы, выделенные из пива, этого не делают. Это указывает на то, что штаммы B. bruxellensis, живущие в вине, адаптировались к более суровым условиям вина. Другое исследование показало, что один из двух испытанных штаммов, выделенных из газированной воды, не может сбраживать мальтозу, и только штаммы, выделенные из вина, могут расти в вине, а штаммы  из пива/газированных напитков — нет. Штаммы из вин также были более устойчивы к сульфитам, которые обычно используются в винодельческой промышленности для предотвращения микробиологического заражения. Полное секвенирование генома одного штамма B. naardenensis и штаммов ламбиков B. bruxellensis показало, что в них отсутствуют гены, связанные с утилизацией нитратов, что указывает на то, что утилизация нитратов не требуется для выживания в пиве, возможно, из-за обилия азота из других источников, обнаруженных в пиве.

 

Добавление витаминов может положительно повлиять на рост Brettanomyces. Например, хотя Brettanomyces не нуждается в рибофлавине (витамин B2) или тиамине (витамин B1) для роста, присутствие одного или обоих этих двух витаминов способствует росту Brettanomyces. Другие витамины, такие как п-аминобензойная кислота (PABA), фолиевая кислота (витамин B9), никотиновая кислота (витамин B3), пантотеновая кислота (витамин B5), также не требуются для роста большинства штаммов Brettanomyces. Присутствие алкоголя может увеличить зависимость роста некоторых штаммов Brettanomyces от витаминов. Например, миоинозитол (витамин B8) и тиамин (витамин B1) требовались двум штаммам B. bruxellensis при выращивании в 10% этаноле, но не в 0% этаноле. Биотин (витамин B7) является единственным исключением, и было обнаружено, что его недостаток подавляет рост некоторых штаммов B. bruxellensis. Другие исследования противоречат этим ранее упомянутым результатам, показывая, что тиамин не требовался тестируемым штаммам B. bruxellensis, требовался пиридоксин, а биотин не требовался. Эти расхождения между научными исследованиями, вероятно, связаны с генетическими различиями между выбранными штаммами, питательной средой, выбранной учеными, и / или условиями выращивания.

 

Толерантность к сере

Сульфиты и SO2 подавляют рост Brettanomyces и часто используются в винодельческой промышленности для предотвращения роста Brettanomyces (хотя Brettanomyces обычно является загрязнителями в вине, некоторые винодельни определили небольшое количество ароматов, продуцируемых Brettanomyces как полезные для определенных стилей, и считается, что они усложняют и придают выдержанный характер молодым винам. Однако, было показано, что винные штаммы B. bruxellensis могут выдерживать дозы до 1 мг / л молекулярного SO2, а для уничтожения Brettanomyces в вине требовалась очень высокая доза 2,1 мг / л. Эта дозировка молекулярного SO2 требует общего количества SO2, превышающего установленные законом пределы  и оказывает негативное воздействие на вино. Одно исследование показало, что из 145 штаммов B. bruxellensis, 107 из которых были винными, а остальные — из пива, текилы, чайного гриба и т. д., 36% были либо толерантными (рост отставал, но в конечном итоге достиг полного роста) или устойчивыми (без задержки роста и достижения полного роста) к 0,6 мг / л молекулярного SO2. 46 из 52 устойчивых / толерантных штаммов были винными штаммами, таким образом демонстрируя, что винные штаммы B. bruxellensis обычно более устойчивы к SO2, чем штаммы B. bruxellensis, которые содержатся в других типах напитков. Считается, что винные штаммы адаптировались к условиям виноделов, добавляющих SO2 в вино. Также существует различие между винными сортами в их способности переносить SO2. Например, штаммы Brettanomyces, выделенные из сладкого вина, как правило, более устойчивы к диоксиду серы, чем штаммы, выделенные из сухого вина. Кроме того, было высказано предположение, что SO2 и другие неустановленные в настоящее время факторы стресса окружающей среды могут вызывать так называемое «жизнеспособное, но некультивируемое» (VBNC) состояние у Brettanomyces, что означает, что клетки Brettanomyces в этом состоянии не могут расти или культивироваться на традиционных средах, но могут оставаться жизнеспособным и создавать слабый фенольный характер (см. VBNC in Yeast). Было обнаружено, что некоторые штаммы Candida pyralidae, Wickerhamomyces anomalus, Kluyveromyces wickeramii, Torulaspora delbrueckii и Pichiambranifaciens продуцируют токсин, который ингибирует Brettanomyces, и эти токсины были предложены в качестве альтернативы SO2 как способ убить штаммы Brettanomyces винные дрожжи-киллеры из рода Saccharomyces cerevisiae не убивают Brettanomyces (дополнительную информацию см. в Killer Wine Yeast). Было обнаружено, что комплекс каолина с серебром (KAgC) ингибирует Brettanomyces и уксуснокислые бактерии в вине при использовании в разрешенных дозировках. Он был предложен либо в качестве замены SO2, либо для минимизации использования SO2. Другие предлагаемые заменители SO2 для подавления Brettanomyces в вине включают обработку под высоким давлением и использование импульсных электрических полей.

 

В исследовании Cibrario et al. (2019) изучали геном штаммов B. bruxellensis в винных бутылках, начиная с 1909 года, и показали, что устойчивые к SO2 триплоидные штаммы начали появляться только после 1990 года, что соответствует тому времени, когда винная промышленность в большинстве своем начала использовать SO2 в (хотя это также может означать, что триплоидные штаммы не так хорошо выживают в бутылках с вином в течение длительного времени по сравнению с диплоидными штаммами, которые были выделены из гораздо более старых бутылок вина; это будет понятно в будущем, поскольку бутылки вина 1990-х годов продолжают стареть). Они также определили десятки виноделен по всей Франции и Италии, где один и тот же штамм B. bruxellensis был обнаружен в нескольких винтажных бутылок вина в течении разных десятилетий, что указывает на то, что отдельные штаммы B. bruxellensis становятся постоянными жителями виноделен. Некоторые идентичные штаммы были обнаружены в разных регионах и даже на разных континентах, что указывает на то, что некоторые штаммы переместились не только из-за традиционных переносчиков, таких как насекомые или птицы, но также, вероятно, из-за транспортировки людей, импорт / экспорт винных бутылок или обмен между промышленными предприятиями. Это также указывает на то, что, хотя B. bruxellensis становится довольно малоподвижным и постоянно обитает на винодельнях, он также может адаптироваться к различным условиям виноделен в разных регионах после транспортировки (разные сорта винограда, разные климатические условия, разные температуры брожения и т. д.), в том числе адаптация к усовершенствованным современным гигиеническим практикам, таким как более высокое добавление SO2. В целом, результаты этого исследования позволяют предположить, что Brettanomyces способны адаптироваться к жизни рядом с определенными отраслями промышленности, и это происходило по крайней мере в течение нескольких столетий. Генетические различия между субстратами для брожения (пиво, вино и т. Д.) были небольшими, но все же значительны, и это объяснялось частой сменой оборудования, такого как винные бочки, используемые для брожения пива. При сравнении географических различий они обнаружили, что география вносит только 5% генетических различий у винных штаммов, в то время как география объясняет более 50% генетических различий у не винных штаммов, предполагая, что сорта пива, чайного гриба и текилы более локализованы генетически, чем винные и что люди, вероятно, помогли винным сортам путешествовать по миру. Они также обнаружили, что, хотя в одном исследовании сообщалось о спорообразующих версиях B. bruxellensis (называемых Dekkera bruxellensis), генетический состав проанализированных штаммов определял их способность к споруляции как несуществующей или редкой (только одно исследование, которое мы знаем (см. by Walt and Kerken in 1960) сообщил о споруляции у Brettanomyces только на определенных типах агара с добавлением витаминов, что указывает на то, что споруляция у Brettanomyces чрезвычайно редка).

 

См. также

Richard Preiss’s discussion of this study on MTF

Calculations for SO2 additions and associated MTF discussion.

Viable But Nonculturable Yeast.

 

 

Биопленка

Brettanomyces обладает способностью образовывать биопленку. Формирование биопленки — это механизм выживания, вызванный стрессом, при котором клетки прикрепляются к неживым поверхностям, таким как пластик и нержавеющая сталь. После прилипания к поверхности клетки образуют защитный слой из белков и полисахаридов, который помогает защитить организм от чистящих и дезинфицирующих средств.

 

Джозеф и др. (2007) протестировали 36 винных штаммов B. bruxellensis на образование биопленок в течение 10 дней. Они обнаружили, что чуть менее половины штаммов образовали биопленку, а около половины из них образовали значительные и устойчивые биопленки на протяжении всего теста. Почти все протестированные штаммы (95%) образовали пленку с 0,1% глюкозы в течение 6 часов после контакта (те же условия, при которых Saccharomyces cerevisiae прилипает к поверхности; более длительный контакт с поверхностями и более высокий остаточный сахар могут способствовать более быстрому прилипанию Brettanomyces к поверхностям). Среды для выращивания на основе сока в диапазоне от 2 до 4,5 pH были протестированы на образование биопленок и 3–4 на адгезию клеток к поверхности, и для большинства штаммов они образовывали более прочные биопленки и лучше прилипали к средам для выращивания с более высоким pH.(4,5 pH — самый высокий из протестированных). При pH 3,5 значительно снижается образование и прилипание биопленки, что указывает на то, что pH влияет на способность клеток прикрепляться. Исследователи пришли к выводу, что виноделы должны поддерживаться pH вина в нижнем диапазоне (3,5). Были протестированы шесть различных типов чистящих средств, чтобы увидеть, насколько хорошо они удаляют биопленки: кейтоны + поверхностно-активное моющее средство, четвертичный аммиак + поверхностно-активное моющее средство, гидроксид натрия (едкий натр), карбонат натрия (кальцинированная сода), гидроксид натрия + поверхностно-активное вещество (щелочное моющее средство), и хлор (дезинфицирующее средство, а не моющее средство). Они обнаружили, что только каустическая сода стабильно эффективно удаляет биопленку. Хлор, хотя и не удалял биопленку, все же убивал все клетки Brettanomyces, и предполагалось, что другие чистящие средства могли убить Brettanomyces, но это не проверялось. Они также проверили, можно ли очистить клетки, прилипшие к поверхности. И снова каустическая сода показала лучшие результаты, но очиститель аммиак + поверхностно-активное вещество и детергент четвертичный аммиак + поверхностно-активное вещество также эффективно удаляли приставшие клетки. Другие чистящие средства различались по тому, насколько хорошо они удаляли приставшие клетки с поверхности.

Dimopoulou et al. (2019) изучали биопленки Brettanomyces bruxellensis из каждой из генетических ветвей B. bruxellensis. Они обнаружили, что у винных штаммов биопленки легче образуются при выращивании в винном сусле, чем в среде YPD; однако пивные штаммы одинаково хорошо росли биопленками в винном сусле и среде YPD. Биопленки содержали большую часть насыщенных жирных кислот и меньшую часть мононенасыщенных жирных кислот. Количество продуцируемого экзополисахарида широко варьировалось между штаммами, протестированными на популяцию клеток, при этом некоторые винные штаммы производили небольшое количество ЭПС (40 мг / л / OD), сорта пива производили умеренные количества, а другая группа вин производила большое количество (100 мг / л). L / OD). Кроме того, разные штаммы демонстрировали разную степень отрицательных зарядов клеточной стенки, при этом сорта пива и текилы были более отрицательно заряжены, чем винные, что могло помочь им прилипать к поверхностям и образовывать биопленку.

Lebleux et al. (2019) измерили плотность биопленок 12 штаммов в 5 генетических группах B. bruxellensis. Все штаммы образовывали биопленку при контакте с поверхностью (полистирол и нержавеющая сталь в случае этого исследования), и толщина биопленки была пропорциональна размеру клеток каждого штамма. Биопленки содержали нитчатые клетки, которые начинались от основания биопленки и простирались вверх, что указывает на наличие нескольких слоев. Биопленки также содержали экзополисахариды (ЭПС), но состав ЭПС не анализировался, и это было определено как цель для дальнейшего изучения. Средняя толщина составила всего 9,45 мкм, что намного тоньше, чем у других видов дрожжей, образующих биопленку (Candida и штамм S. cerevisiae, продуцирующий биопленку). Они обнаружили, что один или два штамма были менее плотными (содержали меньше клеток), чем в среднем. У пары штаммов рост биопленки был в среднем немного медленнее. Два штамма в форме биопленки добавляли к вину; каждая из биопленок высвобождает клетки в вино, хотя один штамм высвобождает больше клеток, чем другой. Введение в вино сначала привело к гибели некоторых клеток из-за суровых условий вина, но через несколько дней штаммы B. bruxellensis начали повторно расти в вине. Было замечено, что для одного из штаммов клетки выглядели более круглыми и имели более толстые клеточные стенки, возможно, образуя так называемые хламидоспоровые клеточные структуры. В ходе исследования не было подтверждено, действительно ли эти клетки были хламидоспорами, а их структура могла быть обусловлена относительно незначительными причинами. Известно, что клеточные структуры хламидоспор помогают некоторым видам недрожжевых грибов выжить в суровых условиях; однако еще не установлено, что дрожжи с клеточными структурами хламидоспор помогают им выжить в суровых условиях, и это также было определено в исследовании как область для дальнейших изучений.

Смотрите также:

 

P.S. Продолжение следует. В следующей статье будет рассмотрен метаболизм бреттаномицетов, даны описания коммерческих штаммов, варианты брожения с бреттаномицетами, их культивирование, размножение и хранение.

 

 

Обсудим?

Screenshot of brewscrew.ru
Обсуждать здесь:: https://brewscrew.ru/forum-2/drozhzhi/
5

Автор публикации

не в сети 2 часа

Artem1991

349
Комментарии: 4Публикации: 28Регистрация: 15-01-2021

Другие записи этого автора:

0

Траппистские эли. НАПИТОК БОГОВ: новый в ...

52

Свари свой лучший вайценбок ...

100

Вода в пивоварении. Часть 1 ...

100

Фруктовое пиво ...

100

Как добавлять фрукты в пиво? ...

Другие записи этого автора:

Траппистские эли. НАПИТОК БОГОВ: новый в ...
Свари свой лучший вайценбок ...
Вода в пивоварении. Часть 1 ...
Фруктовое пиво ...
Как добавлять фрукты в пиво? ...
Метки: , , , . Закладка Постоянная ссылка.

Обсуждение закрыто.