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Secuencian genomas de la levadura de la cerveza

Área: Biología,Genética — Domingo, 11 de septiembre de 2016

Secuencias los genomas de distintas variedades de levadura de cerveza para así poder reconstruir su historia y poder crear nuevas variedades.

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Modelo de madera del antiguo Egipto en el que se muestra la fabricación de cerveza. Se encuentra en el Rosicrucian Egyptian Museum en San Jose, California. Fuente: E. Michael Smith Chiefio.

Las levaduras son hongos. De entre ellas hay una en particular que tiene una gran importancia cultural e industrial: la levadura de la cerveza o Saccharomyces cerevisiae.

El pan, el vino o la cerveza se producen principalmente gracias a esta levadura, aunque otras levaduras que también se usan en estos procesos. Podemos tener mosto de uva al aire y esperar que las levaduras naturales de caigan al mismo de forma espontánea y empiece la fermentación (como la cerveza lambic). Pero, en la industria, normalmente, se usan levaduras ya seleccionadas para realizar este proceso. Hay muchas variedades de Saccharomyces cerevisiae.

Un estudio genético recientemente publicado se basa en la secuenciación de algunas de los cientos de variedades modernas de levadura de cerveza. El estudio nos habla de cómo los seres humanos hemos ido transformando este hongo hasta conseguir variedades acordes a nuestras necesidades.

Las levaduras obtienen energía transformando los azúcares en alcohol y dióxido de carbono, proceso al que denominamos fermentación. Pero este proceso genera muchos metabolitos, algunos de los cuales pueden tener interés para el ser humano, como los que dan el sabor a plátano o el que da el aroma a clavo. Las distintas variedades de levadura difieren en las proporciones y cantidades de estos metabolitos. Algunas incluso son más resistentes al alcohol, por lo que pueden proseguir con la fermentación aunque la cantidad de alcohol en la mezcla sea grande.

Kevin Verstrepen (Universidad de Leuven, Bélgica) y sus colaboradores han secuenciado 157 variedades de levadura de cerveza usadas para obtener productos fermentados como el vino, el sake o el pan en distintas partes del mundo. Gracias a los datos obtenidos han podido reconstruir el árbol filogenético de la levadura de cerveza usada en estos procesos tan útiles para el ser humano

El objetivo de este grupo de investigadores es obtener nuevas variedades de levadura que puedan ser de utilidad.

La cerveza es una de la bebida fermentadas más antigua. Ya un tabla sumeria de hace 5000 años hablaba de esta bebida, pero también se encontraron restos orgánicos procedentes de procesos fermentativos similares en recipientes antiguos del norte de China o Irán que también datan de muy antiguo.

Debido a esto, Verstrepen esperaba que el antepasado de todas las levaduras de cerveza actuales se remontara a unos miles de años. Sin embargo, descubrió que ese antepasado se remonta solamente al siglo XVI y a la Europa de esa época. Esto coincide con el periodo en el que en Europa el proceso de fabricación de cerveza pasó de las casas particulares a las tabernas y monasterios.

Verstrepen cree que los fabricantes de cerveza se llevaban la levadura con ellos a lo largo de toda Europa e incluso a América. Así por ejemplo, se puede comprobar que las levaduras usadas ahora en EEUU están emparentadas con las británicas.

Estos no consiguieron aislar variedades en particular de levaduras hasta mucho más tarde, en concreto hasta el XIX. Sin embargo, a lo largo de ese tiempo fueron cambiando el genoma de estas levaduras inadvertidamente mediante procesos de selección. Con ello se pretendía conseguir un determinado sabor.

Aunque todas las levaduras industriales presentan signos de influencia humana en sus genomas, los de las variedades de levaduras usadas para la obtención de cerveza tienen sus genomas dramáticamente alterados. Así por ejemplo, presentan variaciones y duplicaciones de los genes relacionados con el consumo de maltosa, que es el principal azúcar presente en la malta de cerveza.

La mayoría proporcionan compuestos relacionados con sabores a clavo y a ahumados de de forma muy limitada. Pero la excepción es el caso de la cerveza alemana con fuerte olor a clavo Hefeweizens. Los genes responsables son muy similares a los que tiene la levadura usada para la obtención del vino. Así que es posible que esta levadura surgiera de una hibridación entre una levadura del vino y una de cerveza.

Un estudio independiente sobre el mismo tema basado en 88 variedades de levadura y realizado por José Paulo Sampaio (Nueva Universidad de Lisboa) llega a los mismos resultados. Este artículo aparecerá en Current Biology el próximo mes.

En el laboratorio de Verstrepen están ya modificando levaduras para que produzcan metabolitos con sabor a plátano.

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Fuentes y referencias:
Artículo original

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