Unterhefe No. 1: Hansen ve İlk Saf Kültür Lager Mayası

Bugün bir bira mayası paketinin üzerinde tek bir suş adı görmek olağandır. Bu alışkanlığın başlangıç noktalarından biri, Emil Christian Hansen'in Unterhefe No. 1 adını verdiği ve 1883'ten beri üretimde kullanılan alttan fermente eden lager mayasıdır (Walther ve ark., 2014). Bu yazı ilk saf kültür lager mayasının öyküsünü, o dönemden kalan biraların kimyasını ve genom çağının bu mayanın soyu hakkında ortaya koyduklarını anlatıyor.

Unterhefe No. 1

Lager birası üretimi saf kültür suşlarının girmesiyle köklü biçimde değişmiştir (Walther ve ark., 2014). Kurulan ilk lager mayası suşu, alttan fermente eden Saccharomyces carlsbergensis'tir; suşun özgün adı Unterhefe No. 1, yani "1 numaralı alt maya" idi (Walther ve ark., 2014).

Saf kültürün mantığı tekrarlanabilirliktir: tek bir hücre soyundan çoğaltılan kültür her partide aynı başlangıç noktasını verir. On dokuzuncu yüzyıl, modern biyoteknoloji sanayilerinin temelini atan enzimoloji ve mikrobiyoloji ilerlemelerine tanık olmuştur (Walther ve ark., 2015). Mayanın canlı bir organizma olduğunun aynı yüzyılda nasıl gösterildiği mayanın canlı olduğu nasıl kanıtlandı yazısında anlatılıyor.

Şişede kalan 130 yıllık iz

Bu dönemin izi bugün kimyasal olarak okunabiliyor. 1880'ler, 1890'lar ve 1900'lerden kalma özgün lager birası örnekleri karbonhidrat içeriği ve bileşimi açısından analiz edilmiş; örnekler arasında saf Saccharomyces carlsbergensis suşlarıyla mayalanmış eldeki eski biralar da yer almıştır (Walther ve ark., 2015). Dönemin bira pastörizasyonuna dair ayrıntılı bir kayıt olmasa da tarihi örnekler, 1880'lerden 1900'lere doğru şişelenmiş biranın işlenmesinde kademeli bir iyileşme ve enzim ile mikrop etkinliğinden kaynaklanan bozulmada azalma göstermiştir (Walther ve ark., 2015).

Örnekler bugünkü referanslarla karşılaştırılabilecek kadar iyi korunmuştur. Karbonhidrat profilleri görece kararlı kalırken bazı aldehitler tarihi örneklerde bugünkü referanslara göre 40 kata kadar yüksek düzeylere ulaşmıştır (Walther ve ark., 2015).

Saaz ve Frohberg

Lager mayaları uzun zamandır iki Saccharomyces türünün melezi olarak bilinir; evcilleşmiş lager mayaları içinde fermantasyon özelliklerine göre iki grup ayırt edilir: Saaz ve Frohberg grupları (Wendland, 2014). Hansen'in suşu S. carlsbergensis, grup I yani Saaz tipi lager mayalarına aittir ve Weihenstephan WS34/70 gibi grup II yani Frohberg tipi mayalara göre soğukta büyümeye daha iyi uyum sağlamıştır (Walther ve ark., 2014). Wendland bu genom farkına dayanarak Saaz grubunu Saccharomyces carlsbergensis, Frohberg grubunu Saccharomyces pastorianus olarak adlandırmayı önermiştir (Wendland, 2014).

İki grubun kökeni ayrıca tartışılmıştır. Frohberg tipi Weihenstephan 34/70 genomunda alt telomer bölgelerinde bulunan sekiz "lagere özgü" genin dördünün S. cerevisiae, dördünün S. eubayanus kökenli olduğu belirlenmiş; grup I mayalarında S. eubayanus kökenli dört genin hepsi bulunurken S. cerevisiae kökenli genlerin yalnız bir kısmı bulunmuştur (Monerawela ve ark., 2015). Yazarlar bu kayıp desenlerine dayanarak grup I ve grup II suşlarının farklı S. cerevisiae soylarını içeren ayrı melezleşme olaylarından çıktığını öne sürmüştür (Monerawela ve ark., 2015).

Soğuğa uyumlu bir melez

Lager birası, öteki endüstriyel fermantasyonlara göre çok düşük sıcaklıklarda mayalanır ve bu iş için kullanılan melez maya Saccharomyces pastorianus bu yüzden ayrı bir yere sahiptir (Gibson ve ark., 2015). Melezin taşıdığı soğuğa dayanıklılık ile maltoz ve maltotriozu iyi kullanabilme gibi anahtar özellikler ya ebeveyn türlerden kalıtılmış ya da iki ebeveyn genomun etkileşiminden doğmuştur (Gibson ve ark., 2015). Atasal soyda yaşanan bütün genom ikilenmesi ve ardından S. cerevisiae ile S. eubayanus arasındaki melezleşme, güçlü bir fermantasyon yeteneği bırakmıştır (Gibson ve ark., 2015).

Genom ne söylüyor

Lager mayaları bir S. cerevisiae ebeveyni ile S. eubayanus'a benzer bir ebeveyn arasında oluşan melezlerin torunlarıdır; bu yüzden S. carlsbergensis'in 19,5 Mb'lik genomu, 12 Mb'lik S. cerevisiae genomundan belirgin biçimde büyüktür (Walther ve ark., 2014). Aynı çalışmada suşun 29 farklı kromozomdan oluşan bir kromozom haritası çıkarılmış; suşun temelde triploit olduğu, diploit bir S. eubayanus ve haploit bir S. cerevisiae genom içeriği taşıdığı belirlenmiştir (Walther ve ark., 2014). Buna karşılık Weihenstephan suşu iki diploit S. cerevisiae ve S. eubayanus genomundan oluşan, temelde tetraploit bir yapı göstermiştir (Walther ve ark., 2014).

Frohberg tipi Weihenstephan 34/70'in genomu daha önce okunmuştu: 25 Mb'lik genom iki çekirdek alt genomu ve S. bayanus kökenli dairesel bir mitokondri genomu içerir; maltotrioz alımı ve sülfit üretimi gibi tipik lager özelliklerinden sorumlu bazı gen bölgeleri kromozom yeniden düzenlenmeleriyle çoğalmıştır (Nakao ve ark., 2009). Melez genomun ilk dönemindeki kararsızlığın, mayanın bira yapım ortamının koşullarına hızla uyum sağlamasına katkı yapmış olabileceği de öne sürülmüştür (Gibson ve ark., 2015).

Melezin yabani ebeveyninin Patagonya'da bulunma öyküsü lager mayasının kökeni yazısında, saf kültür geleneğinin dışında kalıp kuşaklar boyunca karışık topluluk olarak aktarılan çiftlik mayaları ise kveik yazısında anlatılıyor. Bugün fırıncılık için maya nasıl çoğaltılıyor sorusunun cevabı ekmek mayası nasıl üretilir yazısında.

Bilimsel referanslar

Gibson, B. & Liti, G. (2015). Saccharomyces pastorianus: genomic insights inspiring innovation for industry. Yeast, 32(1), 17-27. PMID 25088523. DOI 10.1002/yea.3033.

Monerawela, C. et al. (2015). Loss of lager specific genes and subtelomeric regions define two different Saccharomyces cerevisiae lineages for Saccharomyces pastorianus Group I and II strains. FEMS Yeast Res, 15(2), fou008. PMID 25673756. DOI 10.1093/femsyr/fou008.

Nakao, Y. et al. (2009). Genome sequence of the lager brewing yeast, an interspecies hybrid. DNA Res, 16(2), 115-29. PMID 19261625. DOI 10.1093/dnares/dsp003.

Walther, A. et al. (2014). Genome sequence of Saccharomyces carlsbergensis, the world's first pure culture lager yeast. G3 (Bethesda), 4(5), 783-93. PMID 24578374. DOI 10.1534/g3.113.010090.

Walther, A. et al. (2015). Development of brewing science in (and since) the late 19th century: molecular profiles of 110-130 year old beers. Food Chem, 183, 227-34. PMID 25863632. DOI 10.1016/j.foodchem.2015.03.051.

Wendland, J. (2014). Lager yeast comes of age. Eukaryot Cell, 13(10), 1256-65. PMID 25084862. DOI 10.1128/EC.00134-14.

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: 6  |  Yöntem: Editöryel Politika  |  Referanslar: Bibliyografya