microbius
РОССИЙСКИЙ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЙ ПОРТАЛ
Поиск
rss

ООО "АЛИФАКС"

ИНН 7718314415

ID 2Vtzqx7tLnC

Реклама

ООО "АЛИФАКС"

ИНН 7718314415

ID 2VtzqwzYS9e

Реклама

ООО "АЛИФАКС"

ИНН 7718314415

ID 2VtzqvtsLHv

Реклама

Новости

Новости
Как микроорганизмы создают восхитительный вкус шоколада
#шоколад #ферментированные продукты #сельскохозяйственная микробиология
Среди множества этапов производства шоколада важнейшим процессом является микробная ферментация какао-бобов. Неферментированные какао-бобы очень горькие и вяжущие, совсем не похожие на хорошо известный вкус шоколада.    Источником шоколада, каким мы его знаем, является дерево Theobroma cacao, его семена и окружающая их мякоть. На первом этапе процесса изготовления шоколада микроорганизмы естественным образом ферментируют и разлагают пектиновую мякоть в течение пяти-семи дней. В процессе микробной ферментации какао-бобов последовательно участвует широкий спектр дрожжей, молочнокислых и уксуснокислых бактерий. В мякоти много лимонной кислоты и мало кислорода, что благоприятствует первоначальному заселению дрожжами. Они выделяют пектинолитические ферменты и анаэробно ферментируют углеводы целлюлозы, производя этанол.    Обильное разнообразие дрожжей, участвующих в процессе ферментации какао, является настоящим свидетельством сложности и богатства этого процесса. В зависимости от региона в нем участвуют различные дрожжи и грибки, такие как Trichosporon spp. и Candida spp., Cryptococcus spp., Hanseniaspora spp. (и их анаморфы Kloeckera spp.), Kluyveromyces spp, Meyerozyma, Millerozyma, Pichia spp., Rhodotorula spp., Saccharomyces spp., Saccharomycopsis spp., Schizosaccharomyces spp., Torulaspora spp. и Wickerhamomyces spp.     Через 12-18 часов в бобы проникает кислород, что позволяет развиваться молочнокислым бактериям. Преобладание Lactobacillus spp. широко известно при ферментации какао в Гане, Бразилии, Малайзии, Индонезии, на Берегу Слоновой Кости, в Доминиканской Республике и Австралии. L. fermentum, L. plantarum, Leuconostoc mesenteroides и Lactococcus (Streptococcus) lactis являются наиболее многочисленными видами в течение первых 24 часов ферментации.    После того как дрожжи и молочнокислые бактерии снижают свою активность, характерный уксусоподобный аромат какао-бобов создают уксуснокислые бактерии. Они производят этанол, а также молочную и уксусную кислоты, в результате чего температура поднимается до 45-50 °C. Этанол и органические кислоты проникают в семена бобов, что приводит к снижению pH. Низкий уровень pH в сочетании с повышением температуры приводит к гибели зародыша бобов. Ящики для ферментации какао. Фото: fems-microbiology.org    На этом этапе активируются две кислотно-рН-зависимые пептидазы, производящие предшественники шоколадного вкуса, что приводит к появлению типичного шоколадного цвета, вкуса и аромата. Микроорганизмы, участвующие в ферментации какао, производят несколько летучих соединений: спирты, эфиры и кетоны, такие как ацетоин. Спирты 2-этил-1-гексанол, 2-гептанол и 2-нонанол вносят сладкие, фруктовые и цветочные нотки, альдегиды - миндально-фруктовый аромат и цветочные нотки, а пиразины - шоколадно-карамельный вкус. Эфиры изоамилацетата и этилацетата считаются сенсорными маркерами качества.    Совместное действие пептидаз, а также образующиеся молочная и уксусная кислоты могут использоваться в качестве контроля успешности ферментации и качества бобов. Продукты жизнедеятельности микроорганизмов, как метаболиты ферментации, так и воздействие тепла, непосредственно вызывают необходимые биохимические изменения в бобах, которые влияют на качество получаемого шоколада. Однако сам процесс ферментации какао срочно нуждается в усовершенствовании, но поскольку микробная экология ферментации какао не поддается промышленному контролю и управлению, необходимо лучше понять физиологию участвующих микроорганизмов, чтобы улучшить и стандартизировать производство какао.    Основываясь на этих знаниях, можно разработать синтетическую микробную стартовую культуру, содержащую основные микробы из естественного процесса ферментации. Первые эксперименты с такими культурами показали многообещающие результаты и стали первым шагом на пути к постоянному производству высококачественного шоколада. Также очень важно усилить контроль над сырьем и выращивать лучшие сорта какао. Нынешние монокультуры очень уязвимы для грибковых патогенов, что существенно сказывается на качестве продукции.    Кроме того, например, в Бразилии плантации какао распространены в нескольких районах; большинство из них теперь занимают возделываемые земли, а не лесные массивы. В этих традиционных районах какао выращивают в консорциумах с другими фруктовыми культурами, стремясь повысить экологичность, усилить защиту лесов и восстановить регионы, где выращивают какао. В настоящее время исследователи изучают ферментацию какао и производство шоколада в нетрадиционных районах выращивания в Бразилии, таких как север штата Минас-Жерайс, запад штата Баия и Рондония. Используя местные сорта и гибриды какао, ученые стремимся разработать стандартизированный микробный коктейль и биореактор для лучшего контроля ферментации какао. Такой подход позволит постоянно производить шоколад с высококачественным вкусом и пользой для здоровья потребителей. Помимо этого, разработчики гарантируют защиту лесов, используя только органические удобрения, что снижает воздействие на окружающую среду. Такой подход позволит постоянно производить шоколад с высококачественным вкусом и пользой для здоровья потребителей. 
Микроорганизмы в озерах Антарктики могут рассказать больше о том, как развивалась жизнь
#экстремальные экосистемы #цианобактерии #антарктида
В глубинах отдаленных антарктических озер, где выживают лишь немногие формы жизни, процветают сообщества микроорганизмов.     Ученые исследуют структуры, образованные этими сообществами, чтобы лучше понять микроскопическую жизнь в этих экстремальных условиях, которая может дать представление о том, как происходила эволюция жизни.    Озеро Унтерзее - крупнейшее пресноводное озеро во внутренних районах Восточной Антарктиды. Поверхность озера всегда погребена под многометровым слоем льда, а солнечный свет ограничен большую часть года, поэтому в нем нет крупных организмов, таких как растения и животные. Но в его глубинах существует богатая экосистема, которая помогает ученым лучше понять, как развивалась жизнь на ранних этапах существования нашей планеты. Обширные сообщества микроскопических организмов образуют на дне озера своеобразные структуры - от небольших узких остроконечных островков до более крупных конусообразных структур. Почему они образуют две разные формы, до сих пор оставалось загадкой для ученых, но недавнее исследование, опубликованное в журнале Environmental Microbiology, пытается ответить на этот вопрос.    Энн Юнгблут, исследователь микроорганизмов и соавтор исследования, рассказывает: «Поскольку в озере Унтерзее есть эти две разные формы, это позволяет нам изучить, как формировались эти микробные структуры. Если микроорганизмы в этих структурах схожи, это говорит о том, что они формируются в основном под воздействием окружающей среды. Но если их видовой состав отличается, это может означать, что на форму этих структур большее влияние оказывает то, как эти виды растут. И поскольку эти две структуры растут рядом друг с другом в одной и той же среде, мы думаем, что вид микробов играет большую роль в формировании формы структуры. Поэтому в этом исследовании мы хотели подробнее изучить организмы, из которых состоят эти образования». Озеро Унтерзее - большое пресноводное озеро в восточной Антарктиде, постоянно покрытое льдом. Фото: Dale T. Andersen and James Grecian.    Хотя озеро Унтерзее постоянно покрыто льдом, в его глубины проникает достаточно света, что позволяет существовать фотосинтетической жизни. Верхний слой этих микробных структур очень красочен, поскольку он полон фотосинтезирующих организмов, которые вырабатывают пигменты, помогающие улавливать то немногое количество света, которое достигает дна озера. Ниже этот слой выглядит как обычная глина, но он также полон различных организмов, которые не используют свет для роста.    Исследователи проанализировали несколько крошечных образцов, каждый из которых весил менее одного грамма, чтобы узнать больше о видах, которые образуют эти различные структуры. Затем они извлекли ДНК и использовали ее для сборки геномов, выясняя, какие конкретно виды присутствуют. Образцы содержали разнообразные одноклеточные организмы, такие как археи, и более сложные протисты, такие как микрогрибы, реснички и амебы. Внешние слои в основном состояли из цианобактерий - типа фотосинтезирующих бактерий, которые естественным образом встречаются в большинстве пресноводных экосистем по всему миру.    В двух типах микробных структур доминировали два разных вида цианобактерий. В конусообразных структурах преобладали более крупные цианобактерии Microcoleus, а в перистых - более тонкие Elainellacea. «Основываясь на результатах нашего исследования, мы считаем, что цианобактерии играют определенную роль в формировании этих структур», - поясняет Юнгблут. «Должен быть какой-то способ их роста, который приводит к появлению этих разных форм. Но мы пока не знаем, почему в определенных местах озера растут разные виды и как эти разные микроорганизмы взаимодействуют друг с другом. Это то, что мы хотим изучить в наших будущих исследованиях».    Каждый год микробные структуры в озере Унтерзее продолжают расти, поскольку сочетание микроорганизмов и выпавших в осадок частиц создает слои, которые могут формировать большие структуры в течение сотен, а может быть и тысяч лет. Эти мягкие микробные образования формируются подобно строматолитам, которые впервые появились на нашей планете миллиарды лет назад и являются одними из старейших известных ископаемых. Хотя строматолиты существуют и сегодня, они наиболее известны как главная особенность архейской эпохи, которая длилась с 4 до 2,5 миллиарда лет назад. В это время не существовало ни растений, ни животных, ни других сложных организмов, которые мы видим сегодня. Единственная существовавшая жизнь была одноклеточной. Многие строматолиты архейского периода состояли из фотосинтезирующих цианобактерий и считается, что именно они в значительной степени способствовали формированию богатой кислородом атмосферы, от которой мы сегодня зависим.    Ученые используют возможность изучить живые микробные слоистые структуры, чтобы попытаться узнать больше о том, как развивалась жизнь в этот ранний период истории Земли. «В большинстве мест обитания на Земле сегодня есть множество организмов, которых не было на ранней Земле», - говорит Юнгблут. «Мы изучаем эти структуры в Антарктиде, потому что это экстремальная среда, где мало что может жить, и поэтому она лучше отражает то, что было бы в архейском периоде».
Узнайте о новостях и событиях микробиологии
Первыми получайте новости и информацию о событиях
up