Numero 25/2021

23 Giugno 2021

L’evoluzione dei lieviti plasmata dalla birra

L’evoluzione dei lieviti plasmata dalla birra

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I lieviti, pur essendo microrganismi cruciali in molti ambiti industriali, ed in particolare in campo alimentare e birrario, sono ancora relativamente poco conosciuti in merito alla storia evolutiva che li ha portati alle forme oggi diffuse in natura e negli ambienti artificiali.

Il ricercatore prof. Kevin Verstrepen, insieme ai colleghi dell’Università di Leuven in Belgio, ha dedicato ampia parte dei propri studi alla ricostruzione dell’albero filogenetico di questi microrganismi, soffermandosi in particolare sul lievito di birra. L’esito delle ricerche è stato pubblicato recentemente sulla rivista “Cell”.

 

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Verstrepen e colleghi hanno sequenziato i genomi di 157 ceppi di lievito utilizzati per produrre, birra, vino, liquori, sake, pane e bioetanolo. Dalle analisi è risultato che il lievito industriale usato oggi deriva tutto da pochi ceppi ancestrali, che si evolsero in cinque grandi gruppi, differenziandosi poi a seconda del loro uso industriale e dei confini geografici.

I ceppi utilizzati per produrre birra in Belgio e Germania, per esempio, sono strettamente imparentati, ma separati da quelli del Regno Unito e degli Stati Uniti.

“Quando i primi utilizzatori dei lieviti ottenevano una buona fermentazione, erano abbastanza intelligenti da raccogliere il sedimento per riutilizzarlo per la produzione successiva, anche se ovviamente non avevano alcuna idea di che cosa vi fosse dentro”, ha spiegato Verstrepen. “Riutilizzando i microrganismi per produrre la birra, hanno separato completamente i lieviti dalla natura: i lieviti hanno continuato a evolvere in un ambiente artificiale”.

 

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I ricercatori hanno scoperto anche alcuni schemi genetici legati alla domesticazione del processo.

“Il lievito selvatico può riprodursi sessualmente durante i periodi di scarsità di

risorse o di stress, ma oggi il lievito di birra ha perso questa capacità: ha mantenuto funzionali solo i geni per la riproduzione asessuata, probabilmente per le più favorevoli condizioni di vita: sono diventati praticamente sterili”, ha aggiunto Verstrepen.

Un dato essenziale emerso dallo studio è che tutti gli interventi umani per ottimizzare la fermentazione e ottenere specifici sapori hano lasciato un marchio sul genoma, con amplificazioni, delezioni o alterazioni a carico di specifici geni.

In particolare, i ricercatori hanno trovato le prove dell’amplificazione dei geni coinvolti nel metabolismo degli zuccheri della birra, e della selezione contro la produzione di 4VG, un composto aromatico poco piacevole che viene prodotto dai lieviti naturali.

 

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“Per quanto ne sappiamo, non esiste vantaggio selettivo nella soppressione della produzione di 4VG”, ha concluso Verstrepen. “Semplicemente, qualcuno avrà detto: ‘ha un buon sapore, lo useremo ancora”. I lieviti del vino, invece, mostrano una resistenza al rame, che veniva usato per combattere le infezioni fungine nelle vigne e finiva nei mosti d’uva.

Una ricerca che illustra come l’industria delle bevande fermentate si sia evoluta grazie alla selezione dei lieviti, ma come questo processo abbia avuto una ricaduta anche sull’evoluzione delle popolazioni microbiche.

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