Μια νέα εργασία εξετάζει πώς ορισμένα στελέχη βακτηρίων, και συγκεκριμένα η γενετική ποικιλομορφία των βακτηρίων του οξικού οξέος, επηρεάζουν τη μυρωδιά και τη γεύση του ψωμιού με προζύμι και ακόμη και τον τρόπο επεξεργασίας του από τον οργανισμό.
Ενώ η προηγούμενη έρευνα είχε επικεντρωθεί περισσότερο στα βακτήρια γαλακτικού οξέος και τη μαγιά στο ψωμί με προζύμι, τα βακτήρια οξικού οξέος (AAB), η γονιδιωματική ποικιλομορφία και η λειτουργική τους συμβολή παραμένουν σε μεγάλο βαθμό άγνωστα.
Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο των Syracuse και το Πανεπιστήμιο Tufts ανέλυσαν αλληλουχία 29 γονιδιωμάτων οξικού οξέος από μια συλλογή με πάνω από 500 ορεκτικά προζύμης και κατασκεύασαν συνθετικές κοινότητες εκκίνησης στο εργαστήριο για να καθορίσουν τους τρόπους με τους οποίους το AAB διαμορφώνει τις αναδυόμενες ιδιότητες της προζύμης.
«Αν και δεν είναι τόσο κοινά στο προζύμι όσο τα βακτήρια γαλακτικού οξέος, τα βακτήρια του οξικού οξέος είναι πιο γνωστά για τον κυρίαρχο ρόλο τους σε άλλα τρόφιμα που έχουν υποστεί ζύμωση όπως το ξύδι και η κομπούχα», λέει ο Beryl Rappaport, διδάκτορας στο Πανεπιστήμιο των Συρακουσών και επικεφαλής συγγραφέας της έκθεσης.
«Για αυτή τη μελέτη, μας ενδιέφερε να παρακολουθήσουμε προηγούμενα ευρήματα που έδειχναν ότι όταν υπάρχει σε προζύμι, το AAB φαίνεται να έχει ισχυρό αντίκτυπο σε βασικές ιδιότητες, όπως το προφίλ αρώματος και η παραγωγή μεταβολιτών, που διαμορφώνουν το συνολικό σχηματισμό γεύσης».
Για να αξιολογήσει τις συνέπειες του ΑΑΒ στην αναδυόμενη λειτουργία των αρχικών μικροβιωμάτων προζύμης, η ομάδα τους εξέτασε 10 στελέχη ΑΑΒ, μερικά σχετιζόμενα σε απόσταση και άλλα πολύ στενά. Δημιούργησαν πειράματα με αυτά τα 10 στελέχη, προσθέτοντας το καθένα σε μια κοινότητα ζυμομυκήτων και βακτηρίων γαλακτικού οξέος.
«Αφού μπορούμε να χειριστούμε ποια μικρόβια και ποιες συγκεντρώσεις μικροβίων πηγαίνουν σε αυτές τις κοινότητες συνθετικής προζύμης, θα μπορούσαμε να δούμε τις άμεσες επιπτώσεις της προσθήκης κάθε στελέχους ΑΑΒ στο προζύμι», λέει ο Rappaport.
«Όπως περιμέναμε, κάθε στέλεχος του AAB μείωσε το pH της συνθετικής προζύμης (που σχετίζεται με την αυξανόμενη ξινίλα) αφού απελευθερώνουν οξικό οξύ και άλλα οξέα ως υποπροϊόντα των μεταβολικών διεργασιών τους.
Απροσδόκητα, ωστόσο, τα ΑΑΒ που ήταν πιο στενά συνδεδεμένα δεν απελευθέρωσαν περισσότερες παρόμοιες ενώσεις. Στην πραγματικότητα, υπήρχε μεγάλη διακύμανση στους μεταβολίτες, πολλοί από τους οποίους σχετίζονται με τον σχηματισμό γεύσης, ακόμη και μεταξύ στελεχών του ίδιου είδους.»
Σύμφωνα με τον Rappaport, η ποικιλομορφία των στελεχών συχνά παραβλέπεται στις μικροβιακές κοινότητες, εν μέρει επειδή είναι δύσκολο να εντοπιστούν και να χειριστούν τα επίπεδα ποικιλομορφίας λόγω του τεράστιου όγκου των μικροοργανισμών σε μια δεδομένη κοινότητα.
Μεγεθύνοντας την ποικιλομορφία μεταξύ των στενότερων συγγενών στο εργαστήριο, οι ερευνητές μπορούν να αρχίσουν να κατανοούν τις βασικές αλληλεπιδράσεις στο μικροβίωμα.
Ο αντίκτυπος αυτής της έρευνας είναι διπλός. Όσον αφορά το ψήσιμο, λέει ότι τα ευρήματά τους προσφέρουν στους παρασκευαστές ψωμιού μια νέα κατεύθυνση για να διαμορφώσουν τη γεύση και την υφή της προζύμης.
«Δεδομένου ότι η AAB οξίνισε αξιόπιστα τα ορεκτικά με τα οποία εργαστήκαμε και κυκλοφόρησε μια μεγάλη ποικιλία από γευστικές ενώσεις, οι αρτοποιοί που θέλουν το προζύμι τους να είναι πιο ξινό ή να δημιουργούν νέες γεύσεις μπορούν να δοκιμάσουν να προμηθευτούν ένα ορεκτικό με AAB ή να προσπαθήσουν να συλλάβουν οι ίδιοι το AAB», λέει ο Rappaport. .
«Ελπίζουμε ότι αυτή η μελέτη θα βοηθήσει να ρίξει φως στην ποικιλία των μικροβίων που βρίσκονται στο προζύμι και στους σημαντικούς λειτουργικούς ρόλους τους».
Η έρευνά τους θα μπορούσε επίσης να έχει επιπτώσεις στα οφέλη για την υγεία του ψωμιού με προζύμι.
Κατά τη διαδικασία της ζύμωσης, το AAB παράγει οξικό οξύ, το οποίο βοηθά σημαντικά στη διάσπαση της γλουτένης και των σύνθετων υδατανθράκων, ενισχύοντας την πεπτικότητα της προζύμης. Εξετάζοντας τη γενετική ποικιλότητα του AAB και την επιρροή του στην παραγωγή οξικού οξέος, οι ερευνητές μπορούν να αναπτύξουν στελέχη που βελτιστοποιούν αυτή τη διαδικασία.
Η ομάδα χρησιμοποιεί προζύμι κυρίως για τη χρήση του ως μοντέλου συστήματος, επειδή το μικροβίωμα της προζύμης είναι σχετικά απλό στην καλλιέργεια και χρήση για επαναλαμβανόμενα πειράματα στο εργαστήριο. Αλλά τα αποτελέσματά τους εκτείνονται πολύ πέρα από το ψήσιμο.
Όταν πρόκειται για το ανθρώπινο έντερο, οι μικροβιακές κοινότητες μπορούν να βοηθήσουν στην οικοδόμηση ανθεκτικότητας στις λοιμώξεις και να βελτιώσουν την αποτελεσματικότητα στη διάσπαση των σύνθετων υδατανθράκων, φυτικών ινών, πρωτεϊνών και λιπών.
Αναγνωρίζοντας πώς η ποικιλομορφία των στελεχών μπορεί να έχει συνέπειες σε ολόκληρη την κοινότητα σε ένα μικροβίωμα, οι γνώσεις της ομάδας θα μπορούσαν να έχουν ευρέως οφέλη για την ανθρώπινη υγεία, την ευεξία και την περιβαλλοντική βιωσιμότητα.
Το έργο της ομάδας υποστηρίχθηκε από μια επιχορήγηση του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών που απονεμήθηκε στην καθηγήτρια του Πανεπιστημίου των Syracuse Angela Oliverio νωρίτερα φέτος.
Πηγή: Futurity