Хранилища для старых дрожжей

Сегодня ни для кого не секрет, что некоторые обожаемые нами продукты являются плодом труда бактерий. Сыры, хлебобулочные изделия, йогурты, рассолы и, возможно, даже трюфели имеют свои специфические качества благодаря тем или иным бактериям, дрожжам и прочим грибковым образованиям. А некоторые блюда и вовсе невозможно приготовить без участия этих живых существ, например, корейские кимчи.

Однако множество продуктов включают в себя бактерии, получаемые в промышленных масштабах специализированными компаниями. Эти микробы являются самыми крошечными существами, выращиваемые человеком,  сотнями тысяч тонн ежегодно. Познакомиться с процессом помог Карен Фортманн из компании White Labs, специализирующейся на выращивание основного ингредиента пива – дрожжей.

История выращивания некоторых видов бактерий насчитывает уже немало лет. Компании хранят свое сырье в морозильниках, что для микробов равнозначно криогенной заморозке. По словам Фортманна, некоторые особи, выращиваемые в White Labs, намного старше самой компании, ведущей свою деятельность около 20 лет. Для производства дрожжей, используемых клиентами в своих технологиях, специалисты компании размораживают небольшое количество бактерий и питают  раствором на основе солода, перемещая их в большие емкости по мере  размножения.

Пекарские и пивные дрожжи

В лабораториях White Labs выращиваются в первую очередь, так называемые, пекарские дрожжи (Saccharomyces cerevisiae), используемые в производстве крепкого пива. Здесь также выращивают дрожжи Пастера (Saccharomyces pastorianus) для легких пивных сортов. Но специалисты компании, кроме того,  растят специальные  разновидности по заказу домашних пивоваров и просто любителей кулинарных экспериментов. «Теперь, когда люди начали экспериментировать с домашними приготовлениями, у нас водятся и вовсе диковинные экземпляры», - делится Фортманн. Один из них – Бреттаномицес (Brettanomyces). Это дрожжи длительного применения, используемые при производстве бельгийского пива Ламбик и бельгийского эля, которые в процессе брожении выделяют уксус.

Получив от White Labs дрожжи по почте, клиенты добавляют их в емкости с раствором для пива. А затем происходит интересное.  В морозильнике дрожжи не меняются в размере, но когда они лишаются доступа к кислороду, находясь в емкости с закваской, они начинают расти. В этих условиях, по словам Фортманна, они приобретают новые качества, и где-то между 10 и 30 циклом пивоварения они настолько сильно изменяются, что уже нужно заказывать новую поставку.

Какая-то часть мутации приводит к смерти грибков, и дрожжи перестают работать. Другая часть влияет на загущение дрожжей в процессе брожения настолько, что пиво получается мутным, и его нужно процедить, чтобы избавиться от образовавшихся комков. А какая-то часть влияет на вкус пива. «Некоторые компоненты, образующиеся в процессе брожения, поднимаются вместе дрожжами, и пиво обретает специфический вкус», - поясняет Фортманн. 

Подобные процесс происходят в любой микробной культуре после того, как ее вынимают из морозильной камеры, и она начинает действовать. Производители пищевых продуктов должны внимательно следить за тем, чтобы в используемые ими культуры, например, бактериальные культуры, не смогли проникнуть другие организмы, циркулирующие в окружающей среде, поскольку они даже могут заразиться бактериальными вирусами – фагами.

Компания Danisco готовит бактериальные культуры для производителей йогуртов. Выяснилось, что на протяжении многих лет для вакцинации своих бактерий против вирусов они используют локусы CRISPR, ныне известные как система для направленного редактирования геномов.

Медицинские микроорганизмы

Первый локус CRISPR был получен из естественной защиты бактерий от фагов. Будучи инфицированными, бактерии встраивают участки вирусного генома в собственные структуры, проверяют их своей иммунной системой и затем уничтожают опасные для нее элементы. Ученые опубликовали результаты исследований, демонстрирующих возможность в управляемой среде направлять бактерии против различных фагов, собирать элементы вирусных геномов, или локусов CRISPR, после чего они становятся защищенными от фагов. Как пишет Керри Гренс в журнале The Scientist, Danisco добилась колоссального результата, хотя все подробности пока не оглашаются. По ее оценке, специалисты компании используют более 6 000 фагов для вакцинации своих культур.

И хотя CRISPR известна, в основном,  как система для направленного редактирования геномов, она позволяет ученым заменить вирусную ДНК на желаемую ДНК на свой выбор, но этим направлением генной инженерии компания не занимается. Это только способ защитить самые крошечные живые существа, участвующие в приготовлении нашей пищи созданием собственной  иммунной системы.