ZNANOST: hrvatski znanstveni portal

Evolucija piva

Ljubitelji piva nadaleko su raširena populacija koju se može posvuda naći, od austrijskih redovnika pa do američkih proizvođača piva iz kućne radinosti. No, svi oni znaju da je za vrhunsko pivo, povrh sastojaka izrazite kakvoće, značajna upotreba najboljeg mogućeg kvasca.

Pivski svijet zlatno-crnih nijansi

Pivski svijet se načelno dijeli na tamna i svijetla, odnosno na tzv. ale i lager piva. Za proizvodnju tamnog piva, vina i kruha tisućljećima se koristio svestrani izvorni kvasac Saccharromyces cerevisiae. Sljedeća velika inovacija u pivskoj povijesti bila je pojava svijetlog piva, tj. lagera, negdje u 15. stoljeću, kada su Bavarci otkrili da pivo, koje su preko zime čuvali u pećinama, nastavlja s procesom fermentacije. Odatle svijetlo pivo i vuče svoje ime jer na njemačkom jeziku riječ lagern znači pohraniti, odložiti. Rezultat tog procesa bilo je svjetlije i lakše pivo, koje se, nakon što su ga podijelili sa svojim susjedima Česima, tijekom 19. i 20. stoljeća prometnulo u najzastupljeniju vrstu piva, pogotovo u Americi.

Kako do savršene pjene u pivu

Kvasci za lager su hibridni sojevi koji se sastoje od dvije glavne vrste kvasca; S. cerevisiae i S. eubayanus, koja je otkrivena 2011. godine. Lageri danas zauzimaju ogromnih 94 posto pivskog tržišta, ali njihovo porijeklo od različitih hibridnih loza bilo je kamen spoticanja među proizvođačima piva.

Demistifikacija evolucijskog procesa

Tajnu porijekla nastojali su riješiti studentica Emily Clare Baker i suradnik Chris Todd Hittinger sa stručnim timom, čiji je rad objavljen u časopisu Molecular Biology and Evolution. U istraživanju su se oslanjali na podatke o vrsti divljeg kvasca iz Patagonije, Saccharomyces eubayanus, na temelju kojih su metodom naprednog sekvencioniranja uspjeli dovršiti i sastaviti visokokvalitetni genom S. eubayanusa. Usporedili su ga s kultiviranim hibridima koji se upotrebljavaju pri vrenju lagera, te tako po prvi puta omogućili proučavanje kompletnih genoma obiju izvornih vrsta kvasca koji sudjeluju u proizvodnji piva. I za S. cerevisiae i S. eubanyus hibride otkrili su dva neovisna događaja u njihovom porijeklu.

Rezultati su pokazali da se tijekom procesa kultiviranja za proizvodnju piva kvasac više puta nalazio na sličnim evolucijskim putanjama. U ovom kontekstu, rezultati pokazuju da su nizovi Saaz i Frohberg (nazvani po mjestu porijekla) dobiveni pomoću dva različita hibridizacijska događaja između dva gotovo identična soja S. eubayanus s relativno raznolikijim sojevima S. cerevisiae za ale pivo.

„Kvasac za lager se nije pojavio samo odjednom. Ovaj malo izgledan brak između dvije vrste, koje su genetski međusobno različite kao ljudi i ptice, dogodio se najmanje dvaput. Iako su ovi hibridi od samog početka bili različiti, oni su se tijekom kultiviranja mijenjali i na neke predvidljive načine“, pojasnio je Chris Todd Hittinger sa Sveučilišta Winsconsin-Madison.

Evolucijske stope i promjene kvasca

Prikaz mitohondrijskih genskih sljedova, odnosno pokretača stanica kvasca, dokazao je da je S. eubayanus poslužila kao glavni donor mtDNA za kvasac Frohberg niza. Otkrili su i da oba kvasca, Saaz i Frohberg, sadrže genome kako i od S. cerevisiae (99.57 posto podudarnosti s nizom S288c) tako i od S. eubayanus (99.55 posto podudarnosti s FM1318).

Usporedili su i veličinu mitohondrijskih genoma i ustanovili su da je S. eubayanus 6.6kb manji od Frohbergova kvasca, te 21.8kb manji od S. cerevisiae. Osim toga, u procesu prilagodbe na proizvodnju piva, S. eubayanus genomi doživjeli su povećanu stopu evolucije, uključujući i neke gene koji se odnose na metabolizam.

Neki geni koji sudjeluju u metabolizmu, pogotovo zaduženi za fermentaciju i metabolizam šećera, vjerojatno su se oblikovali prilagodbom u procesu vrenja. Točnije, autori ističu da su evolucijske promjene vjerojatno smanjile funkciju proteina Adr1, koji aktivira dehidrogenaciju alkohola koja ga uništava umjesto da ga stvara.

Istraživanje je pojasnilo porijeklo glavnih nizova hibridnih kvasaca koji se koriste u vrenju piva i poslužit će kao orijentir za buduća istraživanja oko kultiviranja kvasca za lager. Osim što je time pobliže pojasnilo nastanak najvažnije komponente u proizvodnji piva, znanstveni interes je dodatno afirmiralo ugled i značaj kakav pivo uživa.

No, zasigurno je i nemali broj obožavatelja te zlatne tekućine, prije nego će otpiti osvježavajući gutljaj, zamišljenog pogleda u njegovu pjenu zapitao kako nastaje.

Izvor: Oxford

Podijeli.