Źródło: blog.wiserspread.com

Źródło: blog.wiserspread.com

Drożdże jako organizmy żywe też mają swoje grzeszki i zbrodnie na koncie. Te o fenotypie killerowym naprawdę zabijają!

Na szczęście nie ludzi, a inne szczepy. Po angielsku nazywane są „killer yeast”, w tym wpisie ten termin też parę razy się jeszcze przewinie. Działalność zabójczych drożdży zauważył już Louis Pasteur w 1877. Jednak zjawisko zostało szerzej opisane dopiero ponad 80 lat później przez naukowców o nazwiskach  Bevan i Makower. Cały czas działalność tych mikroorganizmów jest badana i dyskutowana. Jak się okazuje, przy odpowiednim podejściu, mogą one bardzo wpłynąć na przemysł spożywczy, a może nawet na inne działy potrzebne ludzkości, jak medycyna. Wspomniałem o nich już w tym artykule.

Killer yeast w piwowarstwie

Nie są one szczególnie popularne w browarnictwie. Wynika to z tego, że przeważnie browary korzystają z wyizolowanych szczepów drożdży, które nie mają fenotypu killerowego. Sprawa wygląda rzeczywiście inaczej przy piwach fermentacji spontanicznej, gdzie część mikroorganizmów przybyłych do brzeczki z powietrza może należeć do killer yeast. Pewne eksperymenty pokazały, że w przypadku, gdy drożdże o fenotypie killerowym stanowią mniej niż 2,5% wszystkich drożdży biorących udział w fermentacji, nie będą miały wpływu na końcowy efekt. Gdy ich udział ilościowy jest większy, prawdopodobieństwo całkowitego zdominowania fermentacji przez nie jest zdecydowanie większe. Trzeba jednak mieć na uwadze to, że różne killerowe drożdże produkują różne substancje, które zabijają inne mikroorganizmy. To bardzo szerokie zagadnienie, więc wyniki dla poszczególnych szczepów mogą się znacznie różnić.

Killer yeast w winiarstwie

Działalność zabójczych drożdży widoczna jest bardzo dobrze w winiarstwie, szczególnie we Francji. Dlaczego? Wynika to z tego, że tam przy produkcji wina często wykorzystuje się fermentację spontaniczną. Badania pokazują, że udział killer yeast w gęstwie zebranej po zakończeniu procesu fermentacji wahał się od 0% do 100%. Oznaczało to, że w pewnych przypadkach zdominowały one całkowicie ten etap produkcji. Zauważono również, że czas fermentacji dla win, gdzie zaszczepiono tylko drożdże o fenotypie killerowym oraz dla win, gdzie ich udział bym zdecydowanie mniejszy, nie różnił się w istotny sposób. Jednak w obu tych przypadkach, po zebraniu gęstwy, te mikroorganizmy stanowiły prawie 100% wszystkich, czyli były dominujące.

Istota drożdży o fenotypie killerowym

Możemy podzielić drożdże na cztery grupy pod względem ich podatności na „morderczość”. Są to: drożdże killerowe (killer), wrażliwe (sensitive), neutralne (neutral) oraz dualne (killer-sensitive). Ostatnie z nich to te, których toksyny zabijają inne drożdże, ale same są podatne na wpływ innych mikroorganizmów z grupy killer-yeast. Co ciekawe, zdarzają się również samobójcy, którzy giną od substancji produkowanych przez ich samych! Normalnie jak u ludzi, kolejny dowód na to, że powinniśmy patrzyć na drożdże w ogóle, jak na nas samych. Potwierdza to także geneza powstawania zabójczych substancji. Po prostu jest to broń podczas walki o pożywienie i w konsekwencji o przetrwanie szczepu. Jednym z dowodów na to jest fakt, że drożdże D. hansenii produkowały najwięcej toksyn, gdy w środowisku były duże ilości glukozy.

Źródło: mibi.uni-muenster.de

Źródło: mibi.uni-muenster.de

Warunki rozwoju zabójczych drożdży

Viticultural and Oenological Research Institute (VORI) przebadał w sumie 96 różnych szczepów drożdży, z czego 85 należało do grupy Saccharomyces cerevisiae. 7 z nich okazało się mieć charakter killerowy, 6 – neutralny, a pozostałe 69 szczepów okazało się być wrażliwe na toksyny.

Jak można się domyślić, produkcja zabójczych toksyn (są nimi najczęściej białka) zależna jest od temperatury oraz od poziomu pH. Jednak ich poziom nie jest jednoznaczny dla poszczególnych szczepów, dlatego nie możemy definitywnie stwierdzić, kiedy powstaje najwięcej tych morderczych substancji. Jedna z toksyn – KI2a, powstająca przy szczepie D. hansenii – największą aktywność osiągała przy pH wynoszącym 4,5 i w temperaturze 10°C oraz 14°C. Z kolei szczep WE 14 z grupy Saccharomyces cerevisiae najbardziej zabójczy był w temperaturze 15°C i pH równym 4,8.

Ogromna wartość killerowych drożdży

Okazuje się, że wyizolowane toksyny mogą mieć szerokie zastosowanie w przemyśle spożywczym. Chodzi o obronę produktów przed dzikimi drożdżami, grzybami, pleśniami, a nawet bakteriami i wirusami. Niektóre toksyny zabijają również te ostatnie z wymienionych. Użycie pewnej wyizolowanej substancji, powstałej podczas działalności drożdży o fenotypie killerowym, w przypadku obitego jabłka mocno ograniczyło działalność mikroorganizmów odpowiedzialnych za jego gnicie. Można również stosować te toksyny w winiarstwie zamiast siarczanów, które mają za zadanie hamować fermentację. Warto dodać, że drożdże o fenotypie killerowym są niemal wszędzie – w mleku, w serach pleśniowych, na skórze ssaków… Nie muszą one oznaczać tylko złych rzeczy. Potrzebne są badania i rozwiązania, które pozwolą wykorzystać ich działalność w korzystny sposób.

Źródło: www.vitalitywellness.com

Źródło: www.vitalitywellness.com

Bibliografia:

1. Żarowska B., „Biosynteza i charakterystyka toksyn killerowych drożdży Debaryomyces hansenii”,  Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, Wrocław 2012 – LINK

2.  Tredoux H.G., Tracey R.P., Tromp  A., „Killer Factor in Wine Yeasts and its Effect on Fermentation”, Viticultural and Oenological Research Institute, 1986 – LINK

3. D. E. Briggs, C. A. Boulton, P.r A. Brookes, R. Stevens „Brewing: Science and practice”, CRC Press LLC 2004