Вкусы ферментированных продуктов в значительной степени формируются грибами, которые растут на них, но эволюционное происхождение этих грибов изучено недостаточно. Экспериментальные результаты, опубликованные на этой неделе в mBio, предлагают микробиологам новый взгляд на то, как эти плесени эволюционируют из диких штаммов в одомашненные, используемые в производстве продуктов питания.
В статье микробиологи сообщают, что плесневые грибы Penicillium дикого типа могут быстро эволюционировать, так что через несколько недель эти штаммы очень напоминают своего одомашненного родственника Penicillium camemberti, плесень, которая придает сыру камамбер его характерный вкус. Исследование показывает, как грибок может изменить свой метаболизм за короткий промежуток времени; это также демонстрирует стратегию исследования эволюции других культур, используемых в пищу, сказал руководитель исследования и микробиолог доктор Бенджамин Вулф, доктор философии.
«В ферментированных продуктах микробы могут эволюционировать и меняться со временем», - сказал Вулф.
Лаборатория Вулфа в Университете Тафтса в Медфорде, штат Массачусетс, занимается изучением микробного разнообразия ферментированных продуктов, но он говорит, что новые эксперименты начались со случайного открытия. В его лаборатории выращивали и изучали Penicillium commune, голубоватый грибок дикого типа, хорошо известный тем, что портит сыр и другие продукты. Вулф сравнивает его запах с сырым подвалом.
Но со временем исследователи заметили изменения в некоторых лабораторных посудах, содержащих вонючую плесень. «За очень короткое время этот причудливый, синий, пахнущий плесенью гриб перестал выделять токсины», - сказал Вулф. Культуры теряли голубоватый оттенок и становились белыми; они пахли свежей травой и стали больше походить на П.камамбери. «Это говорит о том, что в некоторых средах он действительно может быстро измениться», - сказал он.
Чтобы изучить эту эволюцию в режиме реального времени, Вулф и его сотрудники собрали образцы грибов из сырной пещеры в Вермонте, которая была колонизирована дикими штаммами плесени Penicillium. Исследователи выращивали плесень в лабораторных посудах, содержащих сырный творог. В некоторых блюдах дикая плесень выращивалась одна; в других его выращивали вместе с микробами, которые являются известными конкурентами в жестоком мире колонизации сыра.
Через неделю, сказал Вулф, плесень выглядела сине-зеленой и нечеткой - практически без изменений - во всех экспериментальных тестах. Но со временем в посуде, где плесень росла в одиночестве, вид ее менялся. В течение трех-четырех недель серийного пассажа, в течение которого популяции плесени переносили в новые блюда, содержащие творог, 30-40 процентов образцов плесени стали больше походить на P. camemberti. В некоторых блюдах он стал белее и ровнее; в других менее размыто.(В тестовых случаях дикая плесень развивалась не так быстро и заметно.)
В ходе последующих анализов Вулф и его команда попытались определить геномные мутации, которые могли бы объяснить быструю эволюцию, но не нашли явных виновников. «Это не обязательно просто генетика», - сказал Вулф. «Есть что-то в выращивании в этой сырной среде, что, вероятно, переключает эпигенетический переключатель. Мы не знаем, что его запускает, и мы не знаем, насколько он стабилен».
Исследователи подозревают, что микробы, используемые в большинстве ферментированных продуктов, включая сыр, а также пиво, вино, саке и другие, были непреднамеренно одомашнены и что они приобрели различные вкусы и текстуры в ответ на выращивание в пищевой среде.. Вулф говорит, что исследование его лаборатории предполагает, что дикие штаммы могут быть намеренно одомашнены для производства новых видов кустарной пищи.
Начнем, конечно же, с сыра. «Грибы, из которых делают американский камамбер, - французские, - сказал Вулф, - но, может быть, мы сможем найти дикие штаммы, принести их в лабораторию и приручить. У нас может быть новый подход к производству сыра в Соединенных Штатах».