جدول المحتويات:

البيرة والنحل: الملقحات توفر نوعًا مختلفًا من خميرة البيرة
البيرة والنحل: الملقحات توفر نوعًا مختلفًا من خميرة البيرة
فيديو: البيرة والنحل: الملقحات توفر نوعًا مختلفًا من خميرة البيرة
فيديو: 9 أضرار لخميرة البيرة 2023, شهر فبراير
Anonim

مختبر في نورث كارولينا يستخدم الحشرات اللاذعة لميكروب قديم لاستخدامه في "الطنانة".

البيرة والنحل: الملقحات توفر نوعًا مختلفًا من خميرة البيرة
البيرة والنحل: الملقحات توفر نوعًا مختلفًا من خميرة البيرة

تقوم آن مادن بثني المخلوقات لإرادتها ببراعة الراعي. لكن مادن هي ميكروب رانجلر - مخلوقاتها تغطي أطباق بتري. بدلاً من مجرد مراقبة البكتيريا والفطريات ، يرى مادن أن المجتمع جاهز للعمل. لولا الفطريات ، لما وجد البنسلين المضاد للبكتيريا أو الستاتينات المنقذة للقلب. لولا البكتيريا ، لما احتوى العالم على مخللات. مخللات!.

"علينا أن نجدها. قالت مادن لصحيفة NewsHour داخل مختبر في جامعة ولاية كارولينا الشمالية في رالي ، حيث تعمل كعالمة ميكروبيولوجية بيئية ، "علينا إدخالها إلى المختبر ، ومن ثم علينا إقناعها بفعل شيء ما".

هذه الأيام ، تجاربها صاخبة ، حيث تأخذ الميكروبات - الخميرة - من النحل وتقنعهم بتخمير البيرة.

.

لكن لا تأكل. إنه أقل فظاظة مما يبدو. لم يتم ارتكاب "مبيد حشرات جماعي" ، ولا توجد أجزاء من جسم الحشرات في الرغوة النهائية.

بدلاً من ذلك ، فإن اكتشاف خميرة الطنانة يشير إلى علم صدفة في قلب تاريخ البيرة - وقد يمثل أيضًا أول خميرة جديدة منذ 600 عام قادرة على صنع البيرة التقليدية.

فقاعات بامبلبير على السطح

بدأ Bumblebeer في عام 2014 ، كمشروع أكاديمي للعلوم.

انضم روب دن ، عالم البيئة التطبيقي في جامعة ولاية كارولينا الشمالية ، إلى صانع الجعة البحثي في ​​الحرم الجامعي جون شيبارد لتطوير معرض ذي طابع علمي لمهرجان البيرة العالمي - المقرر عقده في العام المقبل في رالي.

تم تجنيد دان بسبب سمعته في الكشف عن الكائنات الحية غير المرئية في حياتنا اليومية. على مر السنين ، أجرى مختبره سلسلة من تعدادات الأخطاء ووجد كل أنواع المستغلين.

كان أحد المشاريع يضم علماء مواطنين في مسحة رالي بحثًا عن الغبار حول منازلهم ، بحثًا عن أثر الحمض النووي الذي خلفته المخلوقات. أظهر الاستطلاع أن المنزل العادي يحتوي على ما يصل إلى 200 نوع من الحشرات ، ونظام بيئي مزدهر من خنافس السجاد ، والمن ، والصراصير ، والدبابير الورقية ، والعناكب ، والسمك الفضي.

هذا ليس حتى أغرب جزء.

"حتى الآن ، وجدنا أن الأثرياء لديهم أنواع أكثر من الحشرات في منازلهم ، والتي أحبها بعض الناس ، والبعض الآخر لم يعجبهم ذلك كثيرًا ،" قال دن مازحا في مكتبه المغطى بالخرائط العتيقة والحاويات الزجاجية المليئة النحل والذباب والفراشات.

عندما قام الفريق بتوسيع المسح ليشمل أكثر من 700 منزل في جميع أنحاء البلاد ، اكتشفوا عث الغبار - الذي يتسبب برازه وجثثه في ردود فعل تحسسية والربو - منتشر بكثرة في الساحل الشرقي. هل تحتاج إلى راحة من الجهاز التنفسي؟ رئيس الغرب.

كشف تعداد آخر أن صراصير الإبل اليابانية العملاقة ، وهي من الأنواع الغازية ، "انتقلت إلى الطابق السفلي في جميع أنحاء أمريكا الشمالية دون أن يلاحظها أحد تمامًا" ، كما قال دان. "الناس لا يحبونهم لأنهم يقفزون عليك من الظلام".

قدر الفريق أن 700 مليون من هذه الصراصير ذات حجم الإبهام قد تكون موجودة في جميع أنحاء شرق الولايات المتحدة وحدها - وهو ما قد يعمل في النهاية لصالحنا. ووجدوا أن أنواعًا جديدة من البكتيريا من أحشاء هذه الصراصير يمكنها تحطيم نفايات صناعة الورق وتحويلها إلى طاقة.

تم تجهيز عدد قليل من المختبرات للعثور على مثل هذه الميكروبات والحشرات في مثل هذه المناطق العشوائية ، لذلك إذا تمكن أي شخص من العثور على جرثومة تصنع البيرة في البرية ، فقد كان فريق دن.

لكن من أين نبدأ ؟.

دانغ ، هذه الخميرة تفوح منها رائحة طيبة

تصنع البيرة والنبيذ وغيرها من الخمر من الكائنات الحية الدقيقة أحادية الخلية من الخميرة من مملكة الفطريات. أكثر من 1500 نوع من الخميرة معروفة في جميع أنحاء العالم ، ومع ذلك فقد اعتمد البشر أساسًا على نوعين فقط من الخميرة المنتجة للكحول - خميرة البيرة وخميرة الجعة - منذ الأيام الأولى للتخمير قبل 9000 عام.

ذلك لأن شراكتنا مع خميرة صنع البيرة من المحتمل أن تكون قد بدأت بالصدفة وتطورت من خلال الصدفة. لم يدرك العلماء حتى أن الخميرة كانت كائنات حية حتى ثلاثينيات القرن التاسع عشر ، واستغرق الأمر من لويس باستير 20 عامًا أخرى لاكتشاف كيف تأخذ الميكروبات السكريات وتحولها كيميائيًا إلى كحول.

يعتقد علماء الأحياء المجهرية للخميرة أن أوائل مصانع الجعة كانت تطير عمياء ، مدفوعة بالروائح الحلوة التي تنتج عندما تخمر الخميرة كومة مبللة من الحبوب الغنية بالسكر أو قطعة من الفاكهة المتعفنة في بستان.

"من السهل تخيل الناس يعتقدون أن هذه الرائحة مناسبة لصنع خبز جيد. قال دن إن رائحته جيدة لصنع بيرة جيدة ، وسأحفظها. ومن ذلك جاءت وصفات الخبز والعجين المخمر والبيرة التي توارثتها الأجيال.

قال مادن إن هذه الروائح تنشأ من علاقة قديمة بين الخميرة وملقحات الحشرات.

تعيش الخميرة في رحيق الأزهار ، حيث تتغذى الميكروبات على حمولات من السكر. تنتج الخميرة الكحول ، إلى جانب تلك الروائح الحلوة التي تدغدغ أنوفنا ، والتي بدورها تجذب الحشرات الطنانة. يسكر النحل أحيانًا من هذا الرحيق المخمر.

لكن الزهور والفواكه تذبل في برد الشتاء ، مما قد يقتل الخميرة أيضًا ، مما يعني أن الميكروبات بحاجة إلى مكان للهروب.

تساءل مادن: "إذن يبقى السؤال ، أين الخمائر في الشتاء ، وأين تختبئ الخمائر في العالم؟" "الخميرة سيئة بشكل خاص في نقل نفسها من مكان إلى آخر. ليس لديهم الكثير من المهارات التي تمتلكها الميكروبات الأخرى أو الكائنات الحية الأكبر حجمًا ".

لذا فإن عقدة الخمائر تركب على ملقحات الحشرات أثناء انتقالها من زهرة إلى زهرة. وقالت إن الباحثين عثروا على خميرة نبيذ في الشتاء على جثث الدبابير في فترة السبات التي تزور مصادر السكر هذه خلال الصيف.

قال دان: "نعتقد في الواقع ، استنادًا إلى بعض الأعمال التي أجراها زملاؤنا في إيطاليا ، أنه من المحتمل جدًا أن تكون تلك الجعة والخبز الأولى تعتمد على الخميرة من الحشرات أيضًا". بدأ مادن ودن بخطة: اعتراض الخميرة أثناء ركبهم على النحل أو الدبابير ، على أمل العثور على واحدة لصنع الكحول.

لكن الحيوانات البرية قذرة ومغطاة أو مليئة بآلاف الميكروبات. لا يمكنك مجرد إلقاء نحلة في العصير وتأمل في التخمير. ستحتاج مادن إلى الجمع بين حواسها وعلم الأحياء الدقيقة الحديث.

بدأت في حقول كارولينا الشمالية ، حيث التقطت دبورًا ورقيًا واحدًا - وهو حشرة معروفة بأنها تؤوي مجتمعات كبيرة من الخميرة. ثم قامت بنقل كل ميكروب من جسده إلى طبق بتري. بعد يومين ، ظهرت غابة من الميكروبات على الطبق.

أولاً ، بحثت في فصل الخميرة عن الفطريات أو البكتيريا الأخرى الموجودة على الطبق. قال مادن: "يتعلق الأمر بالفهم عندما يلمع شيء ما بطريقة معينة". "له لون مختلف عن غيره. إنها أقل غرويًا بقليل ". بعد ذلك ، اختارت حفنة من الخميرة المرشحة ، وزرعتها على طبق جديد واتبعت أنفها. رائحة الخميرة المخمرة لطيفة بسبب المركبات المسماة "الحسية" التي تصنعها من السكر. تحدد مكونات الفواكه والبسكويت المذاق النهائي للبيرة.

كانت مهمتها الثالثة هي تشغيل الحمض النووي من هؤلاء المرشحين من خلال قاعدة بيانات المعاهد الوطنية للصحة للتأكد من أن اختياراتها لم تكن مرتبطة بمسببات الأمراض. المرحلة النهائية هي اختبار كيميائي ملون لأنه لصنع البيرة ، يجب أن تكون الخميرة قادرة على معالجة المالتوز - وهو سكر موجود في الشعير المملح. إذا لم تستطع الخميرة استخدام هذه السكريات ، فلن تنتج الكحول.

إذا تحول أنبوب الاختبار إلى اللون الأصفر الفاتح ، فإن الخميرة تكون فائزة وجاهزة لمصنع الجعة.

الخميرة البرية المنفية

حتى الآن ، وجد مادن خميرتين ، واحدة من دبور واحد والأخرى من نحلة واحدة ، قادرة على صنع البيرة.

يميل الناس إلى سؤالنا عن عدد الحشرات التي ماتت لصنع الجعة ، والإجابة قليلة جدًا. بمجرد فصل الخميرة ، يمكننا استخدام الخميرة إلى الأبد دون الرجوع إلى تلك الحشرات "قال مادن. "لجعل كل أنواع الطيور الطنانة المختلفة التي صنعناها ، قتلنا حشرة. من المحتمل أنك قتلت المزيد من الحشرات في طريقك إلى الحانة للحصول على البيرة ".

هبطت اختياراتها مع جون شيبارد ، صانع الجعة البحثي في ​​ولاية كارولينا الشمالية ، الذي وجد أن خميرة الطنانة تجلس على قاعدة فريدة في التخمير. قال شيبارد إن العديد من الخمائر البرية تعتبر ملوثة في صناعة البيرة المحلية لأنها تنتج الكثير من النكهات.

ولكن في يوم من الأيام ، كان لا مفر من الخميرة البرية في إنتاج الكحول. من السهل جدًا أن تلوث طعامك عندما لا تعرف أن الكائنات الحية الدقيقة تغطي كل شبر من جسمك … وكل شيء آخر تقريبًا.

أدرك مصنعو الجعة الأوائل أنه يمكن حفظ الجزء العلوي من برميل الجعة وإعادة استخدامه لتحضير منتج ثابت. لم يعلموا أنها تحتوي أيضًا على يخنة ميكروبية مصنوعة أساسًا من خميرة البيرة (الأنواع: Saccharomyces cerevisiae). بالتأكيد ، بين الحين والآخر ، قد تتعرض مجموعاتهم للخداع من الميكروبات الأخرى في البيرة الحامضة ، مرحبًا ، مرحبًا! لكن هذه الممارسة نجحت بشكل جيد في المناطق الأكثر دفئًا حيث بدأت الحضارات.

أصبح هذا التكتيك أقل قابلية للتطبيق مع انتقال الناس إلى المناخات الباردة في ألمانيا وشمال أوروبا ، حيث حدث الانفجار الكبير للتخمير في النهاية.

في أوائل ومنتصف القرن الخامس عشر الميلادي ، عثر مصنعو البيرة البافاريون على خميرة الجعة ، والتي كانت من الناحية الفنية الخام المتبقي في قاع البرميل.

قال كريس تود هيتينجر ، عالم الوراثة بجامعة ويسكونسن والذي لم يشارك في مشروع الطنانة: "فجأة ، أصبح بإمكانهم الآن التخمير في درجات حرارة منخفضة والحصول على نكهات أنظف أكثر هشاشة".

جعل التخمير البارد البيرة أقل عرضة للتلف ، وأثار العصر المحلي لصناعة البيرة. في أبريل 1516 ، أصدرت بافاريا Reinheitsgebot - "أمر نقاء" - يقصر مكونات البيرة على شعير الشعير والماء والجنجل والتخمير السفلي (خميرة الجعة).

أضف المحرك البخاري والاستعمار ، وانتشرت البيرة على غرار الجعة في نهاية المطاف في جميع أنحاء العالم. وقال هيتينجر إن خميرة الجعة المتكيفة على البارد تمثل اليوم 90 في المائة من أسواق البيرة العالمية ، مثل العلامات التجارية الكبرى مثل ميلر وبودوايزر وهاينكن وستيلا أرتوا وكورونا. أصبحت خميرة البيرة محجوزة لقائمة الطعام المتخصصة: البيرة الباهتة ، والبيرة الهندية الباهتة ، والجعة ، والحمالون ، وبيرة القمح.

قال شيبارد إن خميرة البيرة وخميرة الجعة أصبحا حاملين أساسيين ، لأنهما يصنعان كميات كبيرة من الكحول دون إضافة نكهات طبيعية.

إنها أساسية من نوع Beckys-bland ويمكن تأثرها بسهولة ، ولديها قواسم مشتركة أكثر مما كان يمكن تخمينه من قبل مصانع الجعة.

قبل ثلاثين عامًا ، كشفت علم الوراثة الحديثة أن خميرة الجعة هي "سليل حي" من خميرة البيرة التي تم إنشاؤها عندما تزاوجت الأخيرة مع سلالة خميرة تم تحديدها باسم Saccharomyces eubayanus في عام 2011 بواسطة Hittinger وعالم الأحياء الأرجنتيني دييغو ليبكيند. علاوة على ذلك ، دفع التدجين هذه السلالات عبر عنق الزجاجة الجيني ، مما أجبرها على إنتاج المزيد والمزيد من الكحول بينما تفقد في الوقت نفسه سماتها اللازمة للبقاء في البرية.

والخميرة البرية؟ بالنسبة لمصنعي البيرة ، أصبحت الخميرة البرية هي الصديق ذو الرائحة الكريهة الذي تنسى دعوته إلى الحفلات - التي ينفيها الجميع باستثناء مشروب البيرة الحامضة ، حيث يتم البحث عن طعم غير تقليدي.

الخميرة البرية في ارتفاع

أدخل الخميرة الطنانة. إنه بري ، ومع ذلك يمكنه صنع بيرة تقليدية على غرار الجعة بدون نكهات كريهة. ولكن باستخدام خميرة الطنانة ، يمكن لشيبارد أيضًا تعديل ظروف التخمير ، بحيث تظهر نكهة العسل دون إضافة العسل. قم بتعديلها مرة أخرى ، ويمكنه تحضير بيرة حامضة خفيفة.

قال شيبارد: "الطبيعة القابلة للتكيف مع هذه الخميرة البرية تعني أنه إذا قمت بتغيير الظروف ، فسوف يعطونك ملامح نكهة مختلفة تمامًا في البيرة".

يهتم فريق Bumblebeer بشكل خاص بالبيرة الحامضة ، والتي يصعب عادةً تحضيرها.

"انها حقيقة. إن عملية البيرة التقليدية أكثر تعقيدًا ، لأن لديك هذا المجتمع من الكائنات الحية الذي يبدأ التخمر ، "قال هيتينجر.

يمسك الناس هذه الكائنات غير التقليدية من أماكن لا يمكن تصورها. (صنع أحد مصانع الجعة في ولاية أوريغون بيرة حامضة من الخميرة البرية التي تم سحبها من لحيته). ولكن نتيجة عدم القدرة على التنبؤ بها ، فإن الجعة الحامضة النموذجية تستغرق شهورًا أو سنوات لصنعها.

يقوم Bumblebeer بنفس الوظيفة في غضون أسبوعين. قام كل من Dunn و Madden و Sheppard بتسجيل براءة اختراع وترخيص لهذه السلالات ، وهي خميرة Lachancea - وهي مجموعة تباعدت عن خميرة البيرة والجعة منذ 100 مليون عام. اختبر باحثون آخرون سلالات Lachancea لإنتاج البيرة ، لكن سلالات الطنانة هي أول سلالات يتم تسويقها. ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن الخميرة الطنانة ، في ظل الظروف المناسبة ، تضخ حمضًا أكثر بعشر مرات من هذه السلالات الأخرى ، وهو ما يخلق المذاق اللاذع للبيرة الحامضة.

قال مادن: "هناك المزيد من السمات التي تختلف من حيث الإحساس بالفم والنكهة والرائحة والأداء الصناعي".

لقد وضعوا أيضًا الأساس اللازم لتكرار إنجاز اكتشاف سلالات إنتاج البيرة في البرية.

قال Hittinger: "قد يكون [Bumblebeer] نوعًا جديدًا من البيرة يقع في مكان ما بين البيرة الحامضة والبيرة".

أطلقت شركة Deep River Brewing في نورث كارولينا أول رغوة رغوة مصنوعة من خميرة الطنان في وقت سابق من هذا العام.

قال دن: "لقد عملنا مؤخرًا مع نوع واحد من صراصير الإبل ، ونحلة طنانة ، وآخر دبور - ووجدنا ثلاثة أشياء مفيدة للمجتمع". "اثنان من الخميرة الجديدة لصنع البيرة ، واحد هو نوع جديد من البكتيريا لتفكيك النفايات.".

الآن تخيل فقط ما يمكن أن يختبئ في ملايين الحشرات المجهولة في جميع أنحاء العالم ، تابع دن.

"من يدري ما يمكن أن نكتشفه هناك؟ يمكن أن تكون مركبات جديدة للطب. يمكن أن يكون المزيد من الخمائر الجديدة للبيرة. يمكن أن تكون بكتيريا جديدة تساعدنا في إنتاج الطاقة ". قال دن.

"وبالكاد بدأنا في البحث."

شعبية حسب الموضوع