Smakerna av fermenterade livsmedel formas kraftigt av svamparna som växer på dem, men det evolutionära ursprunget till dessa svampar är inte väl förstått. Experimentella fynd publicerade denna vecka i mBio erbjuda mikrobiologer en ny syn på hur dessa mögelsvampar utvecklas från vilda stammar till de domesticerade som används i livsmedelsproduktion.
I tidningen rapporterar mikrobiologer att Penicillium av vildtyp mögelsvampar kan utvecklas snabbt så att dessa stammar efter några veckor liknade deras tama kusin, Penicillium camemberti , mögeln som ger camembertosten sin distinkta smak. Studien visar hur en svamp kan omforma sin ämnesomsättning under en kort tid; den visar också en strategi för att undersöka utvecklingen av andra kulturer som används i mat, säger studieledaren och mikrobiologen Dr. Benjamin Wolfe, Ph.D.
"I fermenterade livsmedel finns det en stor potential för mikrober att utvecklas och förändras över tiden", säger Wolfe.
Wolfes labb vid Tufts University i Medford, Massachusetts, fokuserar på mikrobiell mångfald i fermenterade livsmedel, men han säger att de nya experimenten började med en oavsiktlig upptäckt. Hans labb hade växt och studerat Penicillium commune , en blåaktig vildsvamp som är välkänd för att förstöra ost och andra livsmedel. Wolfe liknar dess lukt vid en fuktig källare.
Men med tiden märkte forskare förändringar i några av labbrätterna som innehåller den illaluktande mögeln. "Under en mycket kort tid slutade den där läckra, blåa, unken luktande svampen att göra gifter," sa Wolfe. Kulturerna förlorade sin blåaktiga nyans och blev vita; de luktade färskt gräs och började se mer ut P. camemberti . "Det tydde på att det verkligen kunde förändras snabbt i vissa miljöer," sa han.
För att studera den utvecklingen i realtid samlade Wolfe och hans medarbetare in svampprover från en ostgrotta i Vermont som hade koloniserats av vilda stammar av Penicillium formar. Forskarna odlade formarna i labbrätter som innehöll ostmassa. I vissa rätter odlades den vilda mögeln ensam; i andra odlades den tillsammans med mikrober som är kända konkurrenter i ostkoloniseringens hårda värld.
Efter en vecka, sa Wolfe, verkade mögelsvamparna blågröna och luddiga - praktiskt taget oförändrade - i alla experimentella tester. Men med tiden, i de rätter där mögelsvampen växte ensam, förändrades dess utseende. Inom tre eller fyra veckor efter seriepassage, under vilken mögelpopulationer överfördes till nya rätter som innehöll ostmassa, började 30-40 procent av mögelproverna se mer ut som P. camemberti . I vissa rätter blev det vitare och slätare; i andra mindre luddig. (I de konkurrensutsatta testfallen utvecklades den vilda mögeln inte lika snabbt eller märkbart.)
I uppföljningsanalyser försökte Wolfe och hans team identifiera genomiska mutationer som kan förklara den snabba utvecklingen men hittade inga uppenbara syndare. "Det är inte nödvändigtvis bara genetiskt," sa Wolfe. "Det är något med att odla i den här ostmiljön som sannolikt vänder på en epigenetisk switch. Vi vet inte vad som utlöser det, och vi vet inte hur stabilt det är.”
Forskare misstänker att mikroberna som används i de flesta fermenterade livsmedel – inklusive ost, men också öl, vin, sake och andra – oavsiktligt domesticerades och att de utvecklade olika smaker och texturer som reaktion på att de odlas i en livsmedelsmiljö. Wolfe säger att hans labbs studie tyder på att vilda stammar kan tämjas avsiktligt för att producera nya typer av hantverksmat.
Börjar med ost förstås. "Svamparna som används för att göra amerikansk camembert är franska," sa Wolfe, "men vi kanske kan gå ut och hitta vilda stammar, ta med dem till labbet och tama dem. Vi skulle kunna ha en mångfaldig ny metod för att göra ost i USA.”
###
American Society for Microbiology är det största enskilda life science-samhället, sammansatt av mer än 30 000 forskare och vårdpersonal. ASM:s uppdrag är att främja och främja mikrobiella vetenskaper.
ASM främjar mikrobiella vetenskaper genom konferenser, publikationer, certifieringar och utbildningsmöjligheter. Det förbättrar laboratoriekapaciteten runt om i världen genom utbildning och resurser. Det tillhandahåller ett nätverk för forskare inom akademi, industri och kliniska miljöer. Dessutom främjar ASM en djupare förståelse av mikrobiella vetenskaper för olika målgrupper.
Referens:"Snabb fenotypisk och metabolisk domesticering av vilda Penicillium Molds on Cheese” av Ina Bodinaku, Jason Shaffer, Allison B. Connors, Jacob L. Steenwyk, Megan N. Biango-Daniels, Erik K. Kastman, Antonis Rokas, Albert Robbat och Benjamin E. Wolfe, 15 oktober 2019, mBio .
DOI:10.1128/mBio.02445-19
