Ученые исследуют микробное разнообразие в заквасках для хлеба на закваске
Хлеб на закваске ценится за питательные свойства: он содержит больше витаминов, минералов и антиоксидантов по сравнению с другими видами хлеба. При ферментации большая часть глютена расщепляется, что облегчает его переваривание. Многие виды молочнокислых бактерий (LAB), ключевые для закваски, считаются пробиотиками.
Процесс начинается с закваски — стабильного сообщества диких дрожжей и бактерий (микробиома) в смеси муки и воды. Именно эти микробы, а не пекарские дрожжи, обеспечивают подъем теста, вкус и текстуру. Уникальность каждой закваски определяется различными штаммами дрожжей и бактерий, которые производят характерный кислый вкус.
Изучение генетического разнообразия
В Сиракузском университете в лаборатории профессора Анжелы Оливерио изучают, как генетическое разнообразие уксуснокислых бактерий (AAB) влияет на сообщества заквасок. В то время как предыдущие исследования фокусировались на LAB и дрожжах, экология и роль AAB в закваске оставались малоизученными.
В исследовании, опубликованном в mSystems, под руководством аспирантки Беррил Раппапорт секвенировали 29 геномов AAB из коллекции более 500 заквасок. Для оценки влияния AAB на свойства закваски команда провела эксперименты с 10 штаммами AAB (как отдаленно, так и близкородственными), добавляя каждый в синтетическое сообщество дрожжей и LAB. Контролем служило сообщество только из дрожжей и LAB.
Как и ожидалось, каждый штамм AAB снижал pH закваски (увеличивая кислотность), поскольку они выделяют уксусную кислоту. Неожиданно оказалось, что близкородственные AAB не выделяли более схожих соединений. Наблюдалась высокая вариация метаболитов, связанных с формированием вкуса, даже между штаммами одного вида.
По словам Раппапорт, разнообразие штаммов часто упускается из виду в исследованиях микробиомов. Изучая это разнообразие в лаборатории, можно понять ключевые взаимодействия в микробных сообществах.
Новые возможности для хлебопечения
Результаты предлагают пекарям новые пути для формирования вкуса и текстуры хлеба.
"Поскольку AAB надежно подкисляли закваски и выделяли большое разнообразие вкусовых соединений, пекари, желающие получить более кислый хлеб или новые вкусы, могут попробовать найти закваску с AAB или попытаться "поймать" эти бактерии самостоятельно", — говорит Беррил Раппапорт.
Исследование также может иметь значение для пользы хлеба на закваске для здоровья. В процессе ферментации AAB вырабатывают уксусную кислоту, которая значительно помогает расщеплять глютен и сложные углеводы, повышая усвояемость. Изучение генетического разнообразия AAB и его влияния на производство уксусной кислоты может помочь в разработке штаммов, оптимизирующих этот процесс.
Более широкое значение
Команда использует закваску как модель из-за относительной простоты ее микробиома для культивирования и повторных экспериментов. Однако результаты выходят далеко за рамки хлебопечения.
"Наши выводы будут актуальны для тех, кто изучает более сложные микробные сообщества, например, кишечник человека или почву", — отмечает Раппапорт.
Понимание того, как разнообразие штаммов влияет на свойства микробиома, может принести пользу для здоровья человека, благополучия и устойчивости окружающей среды.