パン種のマイクロバイオームは地理的な場所とは無関係であることがわかった

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パン種のマイクロバイオームは地理的な場所とは無関係であることがわかった
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Anonim
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米国の科学者は、ヨーロッパ、アメリカ、オーストラリアのパン種のサンプルについて大規模な調査を実施しました。彼らは、スターターカルチャーのマイクロバイオーム組成は、パン屋の地理的位置からは予測できないことを発見しました。同時に、サワードウ内の微生物同士の相互作用がパンの味に影響を与えました。作品はeLifeに掲載されました。

パンは伝統的に、微生物叢が酵母とバクテリアで構成されているパン種を使用して調製されます。酵母菌、乳酸菌、酢酸菌が二酸化炭素を放出し、パンが盛り上がります。さらに、マイクロバイオームは有機酸と酵素を放出し、パンの香り、食感、貯蔵寿命、栄養価に影響を与えます。

サワードウパンは、小麦粉と水を混ぜて発酵させて一から作ることもできますし、友達から作ったり買ったりすることもできます。家庭での種入れぬパンの発酵は、多くの地域社会で古くからの伝統です。酵母(Saccharomycetales)と乳酸(Lactobacillales)細菌は培養の主要なプレーヤーであると考えられていますが、酢酸(Rhodospirillales)細菌は研究で考慮されていないことがよくあります。

パンパン種の経済的および歴史的重要性にもかかわらず、その微生物叢の組成に関する大規模な大陸間研究はまだ実施されていません。スターターカルチャーの生物多様性は、その地理的起源、環境条件の違い、保管方法に関連していると考えられています。

ベンジャミンウルフが率いるタフツ大学の研究者チームは、主に米国(n = 429)とカナダ(n = 29)、ヨーロッパ諸国(n = 24)、オーストラリアとニュージーランド(n = 17)から500のサンプルを収集しました。とタイを1つのサンプルで。スターターカルチャーは、年齢、原産地(自家製で生産に使用)、穀物ベース(小麦、ライ麦、さまざまな程度の穀物加工)、および維持条件が互いに大きく異なりました。

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保存温度、スターターカルチャーの給餌頻度、年齢、起源に応じたサンプルの分布

科学者たちは、シーケンシングを使用してマイクロバイオームの定性的組成を決定しました。平均して、乳酸菌と酢酸菌が細菌の読み取りの97%以上を占め、酵母がキノコの読み取りの70%以上を占めました。研究者の注意は、自家製のスターターカルチャーのサンプルにおける酢酸菌の高い有病率に引き付けられました。見られた残りのバクテリアと菌類は、人間の皮膚、飲料水、土壌に生息する一般的なカビ、植物病原菌、微生物でした。これらは、研究ではこれ以上考慮されませんでした。

ほとんどの微生物群集は、1種類の真菌と2種類または3種類の細菌によって支配されていました。たとえば、S。cerevisiaeは、サンプルの77%で読み取りの50%以上を占めました。乳酸菌L.sanfranciscensisが優勢であり、その存在はサンプル中のL.plantarumおよびL.brevisの分布と負の相関がありました(p <0.001)。

次に、科学者たちは、スターターカルチャーの地理的起源と維持条件がマイクロバイオームにどのように影響するかを調べました。彼らは、生態学でよく使用されるマントル統計検定を使用して、生物の遺伝的変異とそれらの地理的距離との相関関係を評価しました。世界的に、酵母の分類学的組成は、スターターカルチャーの起源によってほとんど予測されていませんでした(相関係数= 0.07; p0.05)。

科学者は、スターターカルチャーを扱う別の33の側面に関するデータを収集しました。スターターカルチャーの年齢、保管場所、「給餌」の頻度、施設の特性、気候条件などです。まとめると、これらの要因は、細菌群集と真菌群集の両方の変動性の10パーセントしか予測できませんでした。特定の要因に応じて、選択された少数の種のみがより適切に表現されました。たとえば、乳酸菌L.plantarumとL.brevis(p <0、001)は、若いスターターカルチャーで優勢であることが多く、古いスターターカルチャーと同様に、L。sanfranciscensis(p = 0.01)とP. parvulus(p < 0、001)。

次に、科学者は最初のサンプルセットから40の代表的なサンプルを選択し、ベーキングに重要な2つのパラメーターを測定しました。揮発性有機化合物の放出(パンの風味に影響を与える)と生地の盛り上がり能力です。ガスクロマトグラフィーと質量分析を組み合わせることで、123の揮発性化合物、特にエチルアルコール、酢酸、酢酸エチルなどを特定することができました。スターターカルチャーの所有者に質問することに加えて、嗅覚分析は、匂いを区別するために訓練された専門家の助けを借りて行われました。彼らは、酵母、酢酸、青リンゴなど、サンプル中の14の主要な匂いを区別することができました。ミクロビオームの初期組成は、測定された揮発性有機化合物の組成と強く相関していました(相関係数= 0.19;p≤0.01)。具体的には、放出された揮発性物質は、スターターカルチャー中の酢酸菌の割合の影響を受けました(相関係数= 0.73; p <0.01)。また、臭気の違いも説明しました(p <0.05)。また、同じ酢酸菌は、テストの改善レベルと負の相関関係がありました(相関係数= -0.51; p <0.001)。科学者たちは、酢酸を含む彼らが生産した物質がパン種の乳酸菌の増殖を抑制し、それによって生地の上昇を防ぐことを示唆しました。したがって、サワードウの含有量が少ないにもかかわらず、酢酸菌はパンの構造と風味に強く影響しました。

研究の著者は、スターターカルチャーの地理的起源がその生物学的組成に及ぼす影響は、スターターカルチャーの交換と販売が広く行われているため、厳しく制限される可能性があると述べています。さらに、微生物の発生源の1つである小麦粉も、貿易の過程で長距離を移動します。

人間は古くから微生物を使って発酵してきました。少し前までは、エジプト学者が集めた土鍋からサワードウパンを焼くことができました。これは4500年前の日常生活で使用されていました。

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