Les saveurs des aliments fermentés sont fortement façonnées par les champignons qui y poussent, mais les origines évolutives de ces champignons ne sont pas bien comprises. Résultats expérimentaux publiés cette semaine dans mBio offrent aux microbiologistes une nouvelle vision de la façon dont ces moisissures évoluent des souches sauvages aux souches domestiquées utilisées dans la production alimentaire.
Dans l'article, les microbiologistes rapportent que le Penicillium de type sauvage les moisissures peuvent évoluer rapidement de sorte qu'après quelques semaines, ces souches ressemblent étroitement à leur cousin domestiqué, Penicillium camemberti , la moisissure qui donne au camembert sa saveur si particulière. L'étude montre comment un champignon peut remodeler son métabolisme en peu de temps; il démontre également une stratégie pour sonder l'évolution d'autres cultures utilisées dans les aliments, a déclaré le directeur de l'étude et microbiologiste, le Dr Benjamin Wolfe, Ph.D.
"Dans les aliments fermentés, les microbes ont un grand potentiel d'évolution et de changement au fil du temps", a déclaré Wolfe.
Le laboratoire de Wolfe à l'Université Tufts de Medford, Mass., se concentre sur la diversité microbienne dans les aliments fermentés, mais il dit que les nouvelles expériences ont commencé par une découverte accidentelle. Son laboratoire grandissait et étudiait Penicillium commune , un champignon bleuâtre de type sauvage bien connu pour gâcher le fromage et d'autres aliments. Wolfe compare son odeur à celle d'un sous-sol humide.
Mais au fil du temps, les chercheurs ont remarqué des changements dans certains des plats de laboratoire contenant la moisissure puante. "En très peu de temps, ce champignon funky, bleu et sentant le moisi a cessé de produire des toxines", a déclaré Wolfe. Les cultures ont perdu leur teinte bleuâtre et sont devenues blanches; ils sentaient l'herbe fraîche et commençaient à avoir l'air plus P. camemberti . "Cela suggère que cela pourrait vraiment changer rapidement dans certains environnements", a-t-il déclaré.
Pour étudier cette évolution en temps réel, Wolfe et ses collaborateurs ont prélevé des échantillons de champignons dans une cave à fromage du Vermont qui avait été colonisée par des souches sauvages de Penicillium moules. Les chercheurs ont cultivé les moisissures dans des plats de laboratoire contenant du fromage en grains. Dans certains plats, la moisissure sauvage a été cultivée seule; dans d'autres, il a été cultivé aux côtés de microbes qui sont des concurrents connus dans le monde féroce de la colonisation du fromage.
Après une semaine, a déclaré Wolfe, les moisissures sont apparues bleu-vert et floues - pratiquement inchangées - dans tous les tests expérimentaux. Mais avec le temps, dans les plats où la moisissure poussait seule, son aspect a changé. Dans les trois ou quatre semaines suivant les passages en série, au cours desquels les populations de moisissures ont été transférées dans de nouveaux plats contenant du fromage en grains, 30 à 40 % des échantillons de moisissures ont commencé à ressembler davantage à P. camemberti . Dans certains plats, il est devenu plus blanc et plus lisse; dans d'autres, moins floue. (Dans les cas de test concurrentiels, la moisissure sauvage n'a pas évolué aussi rapidement ou sensiblement.)
Dans les analyses de suivi, Wolfe et son équipe ont tenté d'identifier les mutations génomiques qui pourraient expliquer l'évolution rapide, mais n'ont trouvé aucun coupable évident. "Ce n'est pas nécessairement seulement génétique", a déclaré Wolfe. «Il y a quelque chose dans la croissance dans cet environnement de fromage qui bascule probablement un interrupteur épigénétique. Nous ne savons pas ce qui le déclenche et nous ne savons pas à quel point il est stable."
Les chercheurs soupçonnent que les microbes utilisés dans la plupart des aliments fermentés - y compris le fromage, mais aussi la bière, le vin, le saké et autres - ont été involontairement domestiqués et qu'ils ont développé différentes saveurs et textures en réaction à la croissance dans un environnement alimentaire. Wolfe dit que l'étude de son laboratoire suggère que les souches sauvages pourraient être domestiquées intentionnellement pour produire de nouveaux types d'aliments artisanaux.
A commencer par le fromage, bien sûr. "Les champignons utilisés pour fabriquer le camembert américain sont français", a déclaré Wolfe, "mais peut-être pouvons-nous sortir et trouver des souches sauvages, les apporter au laboratoire et les domestiquer. Nous pourrions avoir une nouvelle approche diversifiée de la fabrication du fromage aux États-Unis. »
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Référence :"Domestication phénotypique et métabolomique rapide du pénicillium sauvage Molds on Cheese » par Ina Bodinaku, Jason Shaffer, Allison B. Connors, Jacob L. Steenwyk, Megan N. Biango-Daniels, Erik K. Kastman, Antonis Rokas, Albert Robbat et Benjamin E. Wolfe, 15 octobre 2019, mBio .
DOI :10.1128/mBio.02445-19
