Cachaça Fermantasyonunda Mayalar: Şeker Kamışından Brezilya İçkisine

Cachaça, Brezilya'nın şeker kamışı suyunun mayalanıp damıtılmasıyla yapılan içkisidir. Tadı ve aroması maya metabolitlerinden ve uçucu bileşiklerden etkilenir; bu yüzden fermantasyon sırasında maya popülasyonunun nasıl değiştiğini bilmek kalite kontrolünün temelidir (Nova ve ark., 2009). Bu yazı cachaça fıçılarındaki mayaların kimler olduğunu, genomlarının onları şarap ve bira mayalarına göre nereye koyduğunu ve damıtım evlerinin maya seçimini nasıl yaptığını anlatıyor.

Fıçıdaki topluluk

Brezilya'nın Pernambuco eyaletinde teknolojik düzeyi farklı üç damıtım evinde fermantasyon izlendiğinde baskın tür Saccharomyces cerevisiae olmuş; ama Candida milleri, Pichia caribbica, Pichia guilliermondii ve Lachancea fermentati gibi türler de sürece belirgin biçimde katılmıştır (Nova ve ark., 2009). Aynı çalışmada veritabanlarında karşılığı olmayan dört yeni maya türü bulunmuş ve laboratuvar ölçeğindeki denemelerde bütün türlerin uçucu bileşik üretimine katkı yaptığı görülmüştür (Nova ve ark., 2009).

Zanaat cachaça üretiminde kendiliğinden gelişen fermantasyonlardan toplanan S. cerevisiae suşları incelendiğinde, 24 saatlik tek bir fermantasyon döngüsü içinde bile suşlar arasında yüksek derecede genetik çeşitlilik görülmüştür (Guerra ve ark., 2001). Yazarlar bu kısa döngülerin, fermente içeceklerdeki maya çeşitliliğini incelemek için iyi bir model olduğunu belirtir (Guerra ve ark., 2001). Fermente şeker kaynaklarından yapılan başka içkilerin mayaları için tekila, mezcal ve pulque ile palmiye şarabı yazılarına bakılabilir.

İki popülasyonun buluşması

Brezilya'nın farklı bölgelerinden toplanan cachaça suşlarında bir mitokondri ve üç çekirdek geni karşılaştırıldığında üç tür suşun birlikte yaşadığı görülmüştür: Avrupa şarap suşlarındakilerle aynı ya da yakın aleller taşıyan şarap suşları; Latin Amerika, Kuzey Amerika, Malezya, Japonya ve Batı Afrika'daki geleneksel fermantasyonlardan bilinen suşlara benzeyen yerli suşlar; ve iki alel tipini birlikte taşıyan "mestizo" melezler (Badotti ve ark., 2014).

Coğrafya bu dağılımı açıkça yansıtır. Cachaça üretiminin şarapçılıkla iç içe olduğu güney ve güneydoğu Brezilya'da şarap suşları ve şarap tipi aleli yüksek melezler baskın çıkmış; yazarlar bunu yakındaki şarap evlerinde kullanılan Avrupa kökenli suşların fıçılara ulaşmasına bağlamıştır (Badotti ve ark., 2014). Bağcılığa daha az uygun kuzey ve kuzeydoğu eyaletlerinde ise şarap tipi aleller çok daha seyrek, yerli alel oranı yüksek melezler baskındır (Badotti ve ark., 2014).

İkincil evcilleşme

Genom düzeyindeki bir çalışma bu tabloya yeni bir kavram ekledi. Cachaça mayalarının şarap, bira, ekmek ve sake mayalarından ayrı bir evcil soy oluşturup oluşturmadığı sorulduğunda, bu mayaların ek bir evcilleşme turundan geçmiş şarap mayalarından türediği bulunmuş ve yazarlar buna ikincil evcilleşme adını vermiştir (Barbosa ve ark., 2018). Bu yüzden cachaça suşları şarap mayalarının özelliklerini, örneğin şarap fermantasyonu için önemli genleri, bira mayalarına ait özelliklerle, örneğin melastaki engelleyici bileşiklere dayanıklılıkla birleştirir (Barbosa ve ark., 2018).

Bu bulgu çok katmanlı bir evcilleşme modeline götürür: yabani popülasyonlardan şarap mayaları gibi birincil evcil popülasyonlara geçişin yanında, cachaça mayalarınınki gibi ikincil evcilleşmeler de vardır (Barbosa ve ark., 2018). Bira mayalarının evcilleşme soyu ve Norveç'in çiftlik mayaları için kveik yazısına bakılabilir.

Damıtım evinde maya seçimi

Maya seçimi cachaça'da bir kalite aracıdır. Kaliteli cachaça üretimiyle bilinen Salinas şehrinde 15 damıtım evinden 7200 maya kolonisi fermantasyon davranışı ve cachaça'nın fizikokimyasal bileşimi açısından taranmış; iki S. cerevisiae suşu düşük asetaldehit düzeyi ve yüksek etil laktat/etil asetat oranı gibi uygun özellikler göstermiştir (Barbosa ve ark., 2016). Yazarlar seçilmiş yerel mayaların hem kaliteyi iyileştirebileceğini hem de korunan menşe adı için doğal bir işaret olarak kullanılabileceğini belirtir (Barbosa ve ark., 2016).

Topaklanma da seçim ölçütlerinden biridir: her fermantasyon döngüsünün sonunda hücrelerin geri kazanılması, topaklanma davranışı öngörülebilir başlatıcı mayalarla kolaylaşır (Alvarez ve ark., 2014). Ancak farklı damıtım evlerinden 13 suş incelendiğinde ne klasik biyokimyasal ölçümler ne de moleküler yöntemler suşları topaklanma davranışına göre net biçimde sınıflandırmaya yetmiş; topaklanma suşa özgü ve açıklaması güç bir özellik olarak kalmıştır (Alvarez ve ark., 2014). Topaklanmanın hücre ve gen düzeyindeki bilimi bira mayası flokülasyonu yazısında anlatılıyor.

Seçilmiş suşların ortak bir genetik profili de olabilir. Farklı yerlerden seçilmiş 11 cachaça S. cerevisiae suşunun genomlarında hepsinin paylaştığı 20.128 tek nükleotit varyantı belirlenmiş; bu varyantları taşıyan genlerin birçoğu topaklanma, fermantasyon streslerine dayanıklılık, uçucu bileşik ve etanol üretimiyle ilişkili çıkmıştır (Campos ve ark., 2024). Bu mayaların bira dünyasına da yolu açılmıştır: biri güçlü topaklanan, öteki daha fazla asetat esteri üreten iki cachaça suşu çaprazlanarak düşük sıcaklıkta iyi fermente eden, güçlü topaklanan ve meyvemsi esterler üreten bir lager adayı elde edilmiştir (Figueiredo ve ark., 2017). Fıçıda yıllar süren başka bir maya öyküsü için lambik birası yazısı iyi bir devam noktası.

Bilimsel referanslar

Alvarez, F. et al. (2014). Variable flocculation profiles of yeast strains isolated from cachaça distilleries. Int J Food Microbiol, 190, 97-104. PMID 25209588. DOI 10.1016/j.ijfoodmicro.2014.08.024.

Badotti, F. et al. (2014). Two interbreeding populations of Saccharomyces cerevisiae strains coexist in cachaça fermentations from Brazil. FEMS Yeast Res, 14(2), 289-301. PMID 24119212. DOI 10.1111/1567-1364.12108.

Barbosa, E.A. et al. (2016). Quality improvement and geographical indication of cachaça (Brazilian spirit) by using locally selected yeast strains. J Appl Microbiol, 121(4), 1038-51. PMID 27374976. DOI 10.1111/jam.13216.

Barbosa, R. et al. (2018). Multiple Rounds of Artificial Selection Promote Microbe Secondary Domestication-The Case of Cachaça Yeasts. Genome Biol Evol, 10(8), 1939-1955. PMID 29982460. DOI 10.1093/gbe/evy132.

Campos, A.C.S. et al. (2024). Selected cachaça yeast strains share a genomic profile related to traits relevant to industrial fermentation processes. Appl Environ Microbiol, 90(1), e0175923. PMID 38112453. DOI 10.1128/aem.01759-23.

Figueiredo, B.I.C. et al. (2017). New Lager Brewery Strains Obtained by Crossing Techniques Using Cachaça (Brazilian Spirit) Yeasts. Appl Environ Microbiol, 83(20), e01582-17. PMID 28778887. DOI 10.1128/AEM.01582-17.

Guerra, J.B. et al. (2001). Genetic diversity of Saccharomyces cerevisiae strains during the 24 h fermentative cycle for the production of the artisanal Brazilian cachaça. Lett Appl Microbiol, 33(2), 106-11. PMID 11472516. DOI 10.1046/j.1472-765x.2001.00959.x.

Nova, M.X. et al. (2009). Yeast species involved in artisanal cachaça fermentation in three stills with different technological levels in Pernambuco, Brazil. Food Microbiol, 26(5), 460-6. PMID 19465241. DOI 10.1016/j.fm.2009.02.005.

Bu içerik bilgilendirme amaçlıdır, tıbbi tavsiye niteliği taşımaz. Herhangi bir sağlık kararı almadan önce hekiminize danışınız. Fonksiyonel mantarlar ilaç değildir ve hastalıkların tedavisinde kullanılamaz.

Atıf yapılan kaynak: 8  |  Yöntem: Editöryel Politika  |  Referanslar: Bibliyografya