Metschnikowia pulcherrima: Demiri Bağlayan Kırmızı Pigmentli Maya

Bazı maya kolonileri petri kabında kırmızı-bordo bir hale ile çevrilir. Bu renk, mayanın ortama saldığı bir molekülün demirle birleşmesinden gelir ve aynı zamanda bir silahtır: demiri bağlayan maya, çevresindeki rakip mikropları bu temel elementten yoksun bırakır. Metschnikowia pulcherrima adlı bu maya bugün şarapçılıkta, şırayı bozucu mikroplara karşı korumak için bilerek kullanılan türlerden biridir. Bu yazı bu kırmızı pigmentin kimyasını, mayanın rakiplerine etkisini ve şıradaki "biyokoruma" uygulamasını anlatıyor.

Soylu çürüklükten gelen kırmızı hale

Soylu çürüklüğe uğramış üzümler karmaşık mikrop topluluklarıyla kaplıdır. Bu üzümlerden ayrılan pigment üreten Metschnikowia suşları küflere, mayalara ve bakterilere karşı baskılayıcı etki göstermiş; kırmızı-bordo pigment, hücrelerin ortama saldığı renksiz bir öncülden demir varlığında oluşmuştur (Sipiczki, 2006). Pigmentin yoğunluğu baskılayıcı etkinin şiddetiyle ilişkili bulunmuş, pigment oluşturamayan mutantların küflere karşı etkisi de ortadan kalkmıştır (Sipiczki, 2006).

Ortama demir eklendiğinde baskılama halesi küçülmüş ve yazar, pigment oluşumunun ortamdaki serbest demiri tüketerek duyarlı mikropların büyümesini engellediği varsayımını öne sürmüştür (Sipiczki, 2006). Soylu çürüklüğün kendisi, yani Botrytis cinerea'nın tatlı şaraplardaki rolü soylu çürüklük yazısında anlatılıyor.

Bir yüzyıllık molekülün genleri

Demir bağlayan molekül pulcherrimin bir yüzyıl önce tanımlanmıştı, ama üretiminden sorumlu genler uzun süre bilinmiyordu. Saccharomycotina alt şubesinden 90 genom karşılaştırılarak pulcherrimin üretimiyle ilişkili gen kümesi bulunmuş; Kluyveromyces lactis'te yapılan gen değiştirme deneyleriyle kümenin dört geni tanımlanmıştır: iki biyosentez enzimi, bir taşıyıcı ve hem üretimi hem taşımayı düzenleyen bir transkripsiyon faktörü (Krause ve ark., 2018). Hücre dışındaki pulcherrimin-demir kompleksini kullanmak için işlevsel bir taşıyıcının gerekmesi, pulcherriminik asidin demiri hücre dışında bağlayıp sonra hücreye alan bir siderofor olduğunu göstermiştir (Krause ve ark., 2018).

Hangi mayaları durduruyor

Yedi M. pulcherrima suşu, Pichia, Candida, Hanseniaspora, Kluyveromyces, Saccharomycodes, Torulaspora, Brettanomyces ve Saccharomyces cinslerine ait 114 maya suşuna karşı denenmiş; M. pulcherrima'nın baskılayıcı etkisi S. cerevisiae'nin büyümesini etkilememiş, ama Brettanomyces/Dekkera, Hanseniaspora ve Pichia gibi istenmeyen bozucu mayalara karşı geniş ve etkili olmuştur (Oro ve ark., 2014). Yazarlar bu etkinin killer toksinleri gibi protein yapılı bileşiklerden değil, pulcherriminik asitten kaynaklandığı sonucuna varmıştır (Oro ve ark., 2014).

Brettanomyces'in şaraptaki kusurlu kokuları ve fıçılarda kalıcılığı Brettanomyces nedir yazısında anlatılıyor. Bu mayaya karşı yapılan yeni bir çalışmada 12 M. pulcherrima suşunun pulcherriminik asit üretimi suşa göre belirgin farklılık göstermiş, üretilen metabolit 18 gün boyunca kararlı kalmıştır (Kulišová ve ark., 2026). Meşe tahtası üzerinde kurulan Brettanomyces bruxellensis biyofilmlerinde suşların hücresiz süzüntüleri, kolonizasyonun başında uygulandığında canlı hücre sayısını yüzde 80-86'ya kadar azaltmış, yerleşmiş biyofilmlerde ise azalma yüzde 10-55'te kalmıştır (Kulišová ve ark., 2026).

Şırada biyokoruma

Şarapçılıkta şıra genellikle kükürt dioksitle korunur. Biyokoruma, fermantasyondan önce şıraya erken aşamada mikroorganizma eklenmesine dayanan bir yöntemdir ve Saccharomyces dışı mayalar kükürt dioksite ilginç bir alternatif olarak önerilmiştir (Simonin ve ark., 2020). Üç şaraphanede kırmızı şarap yapımının başında kükürt dioksit yerine M. pulcherrima aşılandığında biyokoruma bozucu mikrop topluluğunun büyümesini kükürt dioksit kadar sınırlamış ve fenolik bileşikleri etkilememiştir; hedefsiz metabolomik analiz ise bir "biyokoruma imzası" ortaya koymuştur (Simonin ve ark., 2020).

Biyokorumanın bir başka yolu oksijendir. Şarapçılıkta kullanılan çok türlü bir maya koleksiyonunun oksijen tüketim hızları tarandığında şırada M. pulcherrima'nın oksijeni S. cerevisiae'den ve incelenen diğer Saccharomyces dışı türlerden daha hızlı tükettiği bulunmuş; endüstriyel biyokorumada kullanılan M. pulcherrima ve Torulaspora delbrueckii karışımı, asetik asit bakterilerinin büyümesini kükürt dioksit eklenmesine benzer ölçüde sınırlamıştır (Windholtz ve ark., 2023). Bu karışımın öbür üyesi Torulaspora delbrueckii yazısında anlatılıyor.

Bir derlemeye göre şarap sektöründe pek çok üretici şırayı mikrobiyal bozulmaya karşı korumak için biyokoruma mayaları sunmaktadır; yöntem yerli mikroorganizmalarla olumsuz etkileşimler kurulmasına dayanır, ama etkinliğin arkasındaki mekanizmalar henüz tam anlaşılmamıştır (Puyo ve ark., 2023).

Daha düşük alkollü şarap

M. pulcherrima başka bir sorun için de denenmiştir: üzümün olgunluğu arttıkça şarabın alkol derecesi yükselir. 24 cinsten 50 Saccharomyces dışı izolat sıralı aşılamada denendiğinde, M. pulcherrima AWRI1149 ardından bir S. cerevisiae şarap suşu kullanılarak yapılan şaraplarda etanol, tek mayalı kontrole göre Chardonnay'da hacimce yüzde 0,9, Shiraz'da yüzde 1,6 daha düşük çıkmıştır (Contreras ve ark., 2014). Chardonnay'da sıralı aşılamayla yapılan şaraplarda ester ve yüksek alkol toplamı daha yüksek, uçucu asit toplamı daha düşük bulunmuştur (Contreras ve ark., 2014). Şarabın asitliğini mayayla artırmaya çalışan başka bir yaklaşım Lachancea thermotolerans yazısının konusu.

Bilimsel referanslar

Contreras, A. et al. (2014). Evaluation of non-Saccharomyces yeasts for the reduction of alcohol content in wine. Appl Environ Microbiol, 80(5), 1670-1678. PMID 24375129. DOI 10.1128/AEM.03780-13.

Krause, D.J. et al. (2018). Functional and evolutionary characterization of a secondary metabolite gene cluster in budding yeasts. Proc Natl Acad Sci U S A, 115(43), 11030-11035. PMID 30297402. DOI 10.1073/pnas.1806268115.

Kulišová, M. et al. (2026). Biocontrol of Brettanomyces bruxellensis by Metschnikowia pulcherrima: from pulcherriminic acid production to preventive barrel treatment. Int J Food Microbiol, 461, 111996. PMID 42551050. DOI 10.1016/j.ijfoodmicro.2026.111996.

Oro, L. et al. (2014). Antimicrobial activity of Metschnikowia pulcherrima on wine yeasts. J Appl Microbiol, 116(5), 1209-1217. PMID 24443784. DOI 10.1111/jam.12446.

Puyo, M. et al. (2023). Bio-protection in oenology by Metschnikowia pulcherrima: from field results to scientific inquiry. Front Microbiol, 14, 1252973. PMID 37664122. DOI 10.3389/fmicb.2023.1252973.

Simonin, S. et al. (2020). Bio-Protection as an Alternative to Sulphites: Impact on Chemical and Microbial Characteristics of Red Wines. Front Microbiol, 11, 1308. PMID 32612594. DOI 10.3389/fmicb.2020.01308.

Sipiczki, M. (2006). Metschnikowia strains isolated from botrytized grapes antagonize fungal and bacterial growth by iron depletion. Appl Environ Microbiol, 72(10), 6716-6724. PMID 17021223. DOI 10.1128/AEM.01275-06.

Windholtz, S. et al. (2023). Bioprotection by non-Saccharomyces yeasts in oenology: Evaluation of O2 consumption and impact on acetic acid bacteria. Int J Food Microbiol, 405, 110338. PMID 37506548. DOI 10.1016/j.ijfoodmicro.2023.110338.

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