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Il ruolo dei batteri dell'acido acetico nel lievito madre

Esplorando l'impatto dei batteri dell'acido acetico sul sapore e sulla consistenza del lievito madre.

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I batteri dell'acido acetico (AAB) sono fondamentali in molti cibi fermentati, incluso il pane sourdough. Questi batteri appartengono a una classe specifica e includono diverse specie note per il loro contributo nella produzione di aceto, kombucha e vari tipi di birre e kefir. Gli AAB sono cruciali per creare il sapore acido nell'aceto e nella birra e aiutano anche nel processo di fermentazione dei chicchi di cacao.

Nonostante la loro importanza, c'è ancora tanto da scoprire sugli AAB, specialmente nel pane sourdough. Mentre i ricercatori si sono concentrati principalmente su lieviti e batteri lattici (LAB) nel sourdough, gli AAB vengono spesso trascurati. È sorprendente, dato che potrebbero anche avere ruoli significativi nello sviluppo di sapore e consistenza del sourdough.

Comprendere il Microbioma del Sourdough

I lieviti madre tradizionali sono composti da una varietà di microrganismi, tra cui lieviti e LAB. Il mix di diversi microbi permette di avere un profilo di sapore più complesso nel pane. Mentre i lieviti sono responsabili della lievitazione dell'impasto e i LAB contribuiscono all'acidità e al sapore acidulo, la presenza di AAB potrebbe cambiare le dinamiche del LIEVITO madre.

Le ricerche attuali indicano che gli AAB possono esistere in molti lieviti madre. Tuttavia, i loro ruoli specifici e come lavorano con lieviti e LAB non sono ancora chiari. Alcuni studi iniziali suggeriscono che gli AAB potrebbero influenzare la lievitazione e l'aroma dell'impasto, ma sono necessari esperimenti più controllati per confermare queste scoperte.

Gli AAB sono stati studiati in vari ambienti, come gli intestini degli insetti e l'aceto, ma si sa meno sul loro funzionamento nel sourdough. Recentemente, sono iniziati studi su questi aspetti, ma finora i risultati sono stati limitati.

Diversità degli AAB nel Sourdough

Per capire meglio come gli AAB contribuiscono al sourdough, i ricercatori hanno raccolto campioni da tutto il mondo. Hanno messo insieme informazioni da una collezione di 500 lieviti madre, che rappresentavano una grande diversità geografica. Attraverso questa raccolta, hanno identificato 21 ceppi di AAB tra 11 specie. Questo lavoro mirava a esplorare il loro ruolo e interazione con altri microbi nel sourdough.

Dall'analisi, i ricercatori hanno scoperto che circa il 30% dei campioni di sourdough conteneva AAB. In questi campioni, gli AAB costituivano una parte significativa della comunità batterica totale, dimostrando che sono presenti in molti lieviti madre. Alcuni campioni contenevano fino all'80% di AAB, indicando la loro potenziale importanza nella composizione microbica del sourdough.

AAB e i Loro Effetti

La ricerca ha dimostrato che gli AAB possono coesistere con LAB e lieviti nel sourdough. Alcune specie di LAB si sono rivelate più comuni nel sourdough che conteneva anche AAB. Questo suggerisce che potrebbe esserci una sorta di sinergia o relazione tra questi batteri che promuove un sourdough più sano.

Isolando i ceppi di AAB dal sourdough, i ricercatori sono stati in grado di analizzare la loro struttura genetica e le funzioni metaboliche. Hanno trovato variazioni nei geni tra i diversi ceppi di AAB, indicando che alcuni potrebbero avere capacità uniche che influiscono su come contribuiscono all'ambiente del sourdough.

Gli AAB hanno la capacità di produrre varie sostanze che influenzano le proprietà del sourdough. La produzione di acido acetico da parte degli AAB è significativa poiché contribuisce al sapore acido del pane. Anche altri metaboliti che rilasciano possono giocare ruoli nella conservazione del pane e nell'impatto sulla sua qualità complessiva.

Esperimenti con Ceppi di AAB

Per studiare gli effetti degli AAB nel sourdough, i ricercatori hanno condotto esperimenti utilizzando comunità di sourdough sintetiche. Variando i ceppi di AAB in questi ambienti controllati, sono stati in grado di valutare come i diversi ceppi influenzassero le caratteristiche complessive del sourdough.

Attraverso questi esperimenti, è stato osservato che il tipo di AAB presente nella miscela influenzava sia l'acidità dell'impasto che la varietà di sapori prodotti. Alcuni ceppi di AAB portavano a livelli di pH più bassi, indicando un ambiente più acido, il che può inibire la crescita di microbi indesiderati e migliorare la qualità del pane.

Inoltre, la presenza di più ceppi di AAB non influisce solo sull'acidità; ha anche impattato la produzione di composti organici volatili (VOC) responsabili del sapore nel pane finito. Diversi ceppi contribuivano a profili variabili di questi VOC, influenzando l'aroma e il gusto del sourdough.

Idee per i Fornai

Per i fornai, sia casalinghi che professionisti, comprendere il ruolo degli AAB nel sourdough può portare a decisioni migliori nella creazione del pane sourdough. Tenendo conto dei tipi di AAB nei loro lieviti madre, i fornai possono sperimentare con diversi ceppi per ottenere i profili di sapore e le consistenze desiderate.

La ricerca suggerisce che gli AAB possono aumentare la diversità dei sapori nel sourdough, offrendo anche vantaggi attraverso la produzione di acidi che aiutano a preservare il pane. Con la ricerca in corso, i fornai potrebbero presto avere più opzioni per ottimizzare le loro ricette di sourdough in base alle specifiche caratteristiche degli AAB.

Direzioni Future

C'è ancora molto da scoprire sugli AAB nel sourdough. Futuri studi potrebbero concentrarsi su come questi batteri interagiscono con lieviti e LAB, come influenzano il processo di fermentazione e come le variazioni genetiche giocano un ruolo nelle loro funzioni.

La relazione tra AAB e altri microrganismi nel sourdough potrebbe anche portare a nuove intuizioni nell'arte della panificazione del sourdough. Utilizzando strumenti come la metagenomica e la genomica, i ricercatori possono esplorare ulteriormente le complessità dei microbiomi del sourdough, potenzialmente portando a pratiche innovative nella panificazione.

In generale, l'importanza degli AAB nel sourdough sta diventando sempre più evidente, e comprendere i loro contributi potrebbe cambiare il nostro modo di pensare e approcciare la fermentazione del sourdough.

Fonte originale

Titolo: Genomics and synthetic community experiments uncover the key metabolic roles of acetic acid bacteria in sourdough starter microbiomes

Estratto: While research on the sourdough microbiome has primarily focused on lactic acid bacteria (LAB) and yeast, recent studies have found that acetic acid bacteria (AAB) are also common members. However, the ecology, genomic diversity, and functional contributions of AAB in sourdough remain unknown. To address this gap, we sequenced 29 AAB genomes, including three that represent putatively novel species, from a collection of over 500 sourdough starters surveyed globally from community scientists. We found variation in metabolic traits related to carbohydrate utilization, nitrogen metabolism, and alcohol production, as well as in genes related to mobile elements and defense mechanisms. Sourdough AAB genomes did not cluster when compared to AAB isolated from other environments, although a subset of gene functions were enriched in sourdough isolates. The lack of a sourdough-specific genomic cluster may reflect a nomadic lifestyle of AAB. To assess the consequences of AAB on the emergent function of sourdough starter microbiomes, we constructed synthetic starter microbiomes, varying only the AAB strain included. All AAB strains increased acidification of synthetic sourdough starters relative to yeast and LAB by 18.5% on average. Different strains of AAB had distinct effects on the profile of synthetic starter volatiles. Taken together, our results begin to define the key ways in which AAB shape emergent properties of starters and suggest that differences in gene content resulting from intraspecies diversification can have community-wide consequences on emergent function. ImportanceThis study is the first comprehensive genomic and ecological study of acetic acid bacteria isolated from sourdough starters. By combining comparative genomics with manipulative experiments using synthetic microbiomes, we demonstrate that even strains with >97% ANI can shift important microbiome functions, underscoring the importance of species and strain diversity in microbial systems. We also show the utility of sourdough starters as a model system to understand the consequences of genomic diversity at the strain and species level on multispecies communities. These results are also relevant to industrial and home-bakers as we uncover the importance of AAB in shaping properties of sourdough starters that have direct impact on sensory notes and quality of sourdough bread.

Autori: Angela M Oliverio, H. B. Rappaport, N. P. J. Senewiratne, S. K. Lucas, B. E. Wolfe

Ultimo aggiornamento: 2024-04-11 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.11.589037

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.11.589037.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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