Μοριακός χαρακτηρισμός και οινολογικό δυναμικό άγριων στελεχών και εργαστηριακών μεταλλαγμάτων Saccharomyces cerevisiae

Abstract

Στις μέρες μας, οι οινοπαραγωγοί για να αποφύγουν ζύμες που μπορεί να παράγουν ανεπιθύμητες ενώσεις στο κρασί, εμβολιάζουν την πρώτη ύλη, το μούστο, γλεύκος με επιλεγμένα στελέχη Saccharomyces cerevisiae, τα οποία είναι εμπορικά. Η πρακτική αυτή μπορεί να οδηγεί στην πλήρη εξάντληση των σακχάρων, την ομογενοποίηση του τελικού προϊόντος αλλά και στην κάλυψη των ξεχωριστών ιδιοτήτων που μπορεί να χαρακτηρίσουν ορισμένα τοπικά κρασιά. Έτσι στην προσπάθεια να ενισχυθεί ο αρωματικός χαρακτήρας των κρασιών, οι ερευνητές έχουν εστιάσει στην επιλογή ζυμών από συγκεκριμένες περιοχές. Η μελέτη και η αξιολόγηση της βιοποικιλότητας των γηγενών στελεχών είναι απαραίτητη για την ανακάλυψη στελεχών με νέα μοριακά και οινολογικά χαρακτηριστικά. Επίσης η ανάπτυξη των τεχνικών της PCR έχει οδηγήσει στην αναγνώριση στελεχών ζύμης και στην μείωση του χρόνου σε σχέση με άλλες τεχνικές. Στόχος της παρόυσας εργασίας είναι να αναλύσουμε την βιοποικιλότητα των άγριων στελεχών Saccharomyces cerevisiae που απομονώθηκαν ύστερα από αυθόρμητες ζυμώσεις σταφυλιών από την ζώνη της Νεμέας. Με τη χρήση δύο μοριακών τεχνικών, της ανάλυσης μήκους θραυσμάτων περιορισμού του μιτοχονδριακού DNA και την ενίσχυση των inter-delta περιοχών του γενωμικού DNA, βρέθηκε μια σημαντική βιοποικιλότητα. Τα ληφθέντα αποτελέσματα αποδεικνύουν την χρησιμότητα των διαφόρων μοριακών δεικτών για την αξιολόγηση της φυσικής βιοποικιλότητας μεταξύ των στελεχών του S.cerevisiae. Συνολικά βρέθηκαν 89 διαφορετικά στελέχη, τα οποία στη συνέχεια αξιολογήθηκαν με βάση τα οινολογικά τους χαρακτηριστικά: αντοχή στην αιθανόλη, αντοχή στο θειώδες, παραγωγή βιογενών αμινών, παραγωγή β-γλυκοσιδάσης, παραγωγή υδρόθειου καθώς και το φαινότυπο killer. Μερικά στελέχη από αυτά παρουσίασαν μεγάλο οινολογικό ενδιαφέρον και θα αξιολογηθούν περαιτέρω. Τέλος ένας αριθμός μεταλλαγμένων στελεχών S.cerevisiae, τα οποία παρουσίασαν το φαινότυπο της κροκίδωσης εξετάστηκαν ώστε να προσδιοριστεί το σημείο στο οποίο έγινε η ένθεση.

In our days, wine producers to avoid yeasts that can produce undesirable compounds in wine, inoculate the must with selected strains S.cerevisiae, the so-called commercial starters. This practice usually leads to the full depletion of sugars and homogeneity in the final product, but also leads to the mask of individuals properties that may characterize Iregonal wines. In an attempt to enhance the aromatic character of the wines, the researchers have focused on the selection of vineyard yeasts (wild yeasts) from different regions. The study and evaluation of biodiversity of indigenous yeasts is essential towards the discovery of strains with altered molecular and enological characteristics. The development of PCR techniques has led to the accurate and rapid identification of yeast strains as compared to the conventional techniques. The aim of this work was to analyse the genetic diversity of wild Saccharomyces cerevisiae isolates from spontaneous fermented grape must of the Agiorgitiko cultivars from the Nemea region. By using two molecular typing techniques, mtDNA restriction analysis and inter-delta amplification analysis, a significant genetic variability was found. The obtained results demonstrate the usefulness of different molecular markers for the evaluation of natural biodiversity among S.cerevisiae strains. A total of 89 different strains recovered, were further evaluated as per major enological characteristics: resistance to ethanol, sulfite resistance, production of biogenic amines, production of β- glucosidase, production of hydrogen sulfide and phenotype killer. Some of these strains showed great enological interest and are thus quite promising for utilization as starters. Finally, a number of transposon insertion S.cerevisiae mutant strains (BY4741 genetic background) exhibiting strong flocculation phenotype was examined in order to detect the specific site of insertion.