Обычные дрожжи, найденные на территории университетского кампуса, неожиданно стали основой для нового поколения полезного крафтового пива. Что обнаружили смекалистые ученые?
Японские исследователи разработали новый штамм пивных дрожжей, который позволяет получать крафтовое пиво с повышенным содержанием орнитина без использования генной инженерии. По словам авторов работы, новый подход сочетает традиционную селекцию микроорганизмов и современные методы молекулярного анализа, сохраняя совместимость с существующими технологиями пивоварения. Статья опубликована в Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology.
Основой проекта стал дикий штамм Saccharomyces cerevisiae, выделенный на территории кампуса японского университета. Вместо редактирования генома ученые применили химический мутагенез, а затем отобрали перспективные варианты с помощью канаванина — токсичного аналога аминокислоты аргинина. После проверки сотен кандидатов был найден мутант ADHorn49, в клетках которого содержание орнитина оказалось более чем в девять раз выше, чем у исходного штамма.
Полногеномное секвенирование показало, что необычное свойство связано всего с одной заменой аминокислоты — Gly351Asp — в гене ARG6, кодирующем ключевой фермент биосинтеза орнитина. Дополнительные эксперименты подтвердили: перенос этой мутации в другие промышленные штаммы дрожжей также приводил к увеличению накопления орнитина. Компьютерное моделирование показало, что изменение, вероятно, ослабляет естественные механизмы метаболической регуляции фермента.
Авторы отдельно проверили, не ухудшились ли технологические качества новых дрожжей. Испытания показали, что скорость выделения углекислого газа практически не отличалась от родительского штамма, а в готовой ферментационной среде содержание свободного орнитина достигало 7,0 мг/л. Это означает, что штамм можно использовать в реальных условиях производства без потери эффективности брожения.
Орнитин — природная аминокислота, участвующая в биохимическом цикле обезвреживания свободного аммиака, который в незначительном количестве выделяется в ходе естественного метаболизма. Орнитин давно рассматривается как перспективный ингредиент функциональных продуктов питания, однако повысить его синтез в пивных дрожжах было сложно из-за жесткой регуляции соответствующего метаболического пути.
Исследователи считают, что найденный подход может использоваться не только для производства крафтового пива, но и для создания других ферментированных продуктов с повышенной пищевой и лечебно-профилактической ценностью.
Дикие штаммы дрожжей S. cerevisiae все чаще используются в крафтовом пивоварении для получения необычных ароматов и вкусов, хотя промышленное применение таких культур пока не зафиксировано.
Орнитин уже применяется в составе некоторых функциональных пищевых продуктов и биодобавок благодаря его роли в обмене азота и работе орнитинового цикла. Влияние приема орнитина на здоровье пока не получило однозначной оценки и продолжает активно изучаться.
