Ученые из Университета Тафтса (США) обнаружили, что отчетливо странные запахи сыра – один из способов взаимодействия грибов с бактериями, и то, о чем они «говорят», во многом связано с восхитительным разнообразием вкусов.
Исследовательская группа обнаружила, что обычные бактерии, необходимые для созревания сыра, могут чувствовать и реагировать на соединения, производимые грибами из сырной корки, которые увеличивают рост одних видов бактерий по сравнению с другими.
Состав бактерий, дрожжей и грибов, составляющих микробиом сыра, имеет решающее значение для вкуса и качества сыра, поэтому выяснение того, как можно контролировать или изменять взаимодействие, добавляет в искусство создания продукта научный аспект.
«Люди ценили разнообразные ароматы сыров на протяжении сотен лет, но не изучалось, какое отношение эти ароматы имеют к биологии сырного микробиома, – говорит Бенджамин Вулф, профессор биологии Школы искусств и наук Университета Тафтса, автор исследования. – Наши последние результаты показывают, что сырные микробы способны использовать эти ароматы для кардинального изменения своей биологии, и важность полученных результатов выходит за рамки сыроварения – представляя собой модель для понимания и модификации других важных микробиомов, таких как почва или желудочно-кишечный тракт».
Многие микробы при взаимодействии с окружающей средой производят переносимые по воздуху химические соединения, называемые летучими органическими соединениями (ЛОС).
Широко известным микробным ЛОС является геосмин, который выделяется почвенными микробами и часто ощущается в лесу после сильного дождя.
Аналогичным образом, по мере роста бактерий и грибов на созревающих сырах они выделяют ферменты, расщепляющие аминокислоты с образованием кислот, спиртов, альдегидов, аминов и различных соединений серы, в то время как другие ферменты расщепляют жирные кислоты с образованием сложных эфиров, метилкетонов и вторичных спиртов. Все эти биологические продукты способствуют вкусу и аромату сыра, и они являются причиной того, что камамбер, сыр с плесенью и лимбургер имеют свои характерные запахи.
Более того, ученые обнаружили, что летучие органические соединения не только способствуют сенсорному восприятию сыра, но и предоставляют грибам возможность общаться и «кормить» бактерии в микробиоме сыра.
Объединив 16 различных распространенных сырных бактерий с 5-ю обычными грибами из сырной корки, исследователи выяснили, что грибы вызывают у бактерий различные реакции, от сильной стимуляции до сильного торможения.
Один из видов бактерий, Vibrio casei, отреагировал быстрым ростом в присутствии ЛОС, выделяемых всеми пятью грибами. Другие бактерии, такие как Psychrobacter, росли только в ответ на один из грибов (Galactomyces), а количество двух обычных сырных бактерий значительно уменьшилось при воздействии ЛОС, продуцируемых Galactomyces.
Исследователи пишут, что ЛОС изменяют экспрессию многих генов в бактериях, включая гены, влияющие на способ метаболизма питательных веществ.
Один из усиленных метаболических механизмов, называемый глиоксилатным шунтом (или глиоксилантным циклом), позволяет бактериям использовать более простые соединения в качестве «пищи», когда недоступны более сложные источники, такие как глюкоза. По сути, у бактерий есть механизмы для поедания некоторых летучих органических соединений в виде источников энергии и роста.
«Бактерии действительно могут есть то, что мы воспринимаем как запахи, – сказал Кейси Козетта, научный сотрудник кафедры биологии Университета Тафтса и первый автор исследования. – Это важно, потому что сам сыр содержит мало легко усваиваемых сахаров, таких как глюкоза. С ЛОС грибы действительно оказывают полезную помощь бактериям, помогая им процветать».
Это исследование имеет прямое значение для производителей сыра по всему миру, говорят авторы. Когда вы заходите в «сырную пещеру», по мере старения сыра в воздух выделяется много ЛОС. Летучие органические соединения могут влиять на развитие соседних сыров, стимулируя или подавляя рост определенных микробов, или изменяя способ производства бактериями других биологических продуктов, которые усиливают вкус. Лучшее понимание этого процесса может позволить производителям сыра управлять средой ЛОС для улучшения качества и разнообразия вкусов.
Однако, ученые не собираются ограничивать дальнейшие изыскания только сыром.
«Теперь, когда мы знаем, что химические вещества, переносимые по воздуху, могут контролировать состав микробиомов, надо подумать о том, как контролировать состав других микробиомов, например, в сельском хозяйстве, для повышения качества почвы и урожайности культур, а также в медицине, чтобы помочь справиться с бактериальными заболеваниями», – сказал Вулф.
Источник: agroxxi.ru
