Ochočené kvasinky

Ad Vesmír 100, 618, 2021/10

Rád v nadsázce říkám, že naším pravděpodobně prvním domácím mazlíčkem byla kvasinka, kterou jsme domestikovali dávno před ostatními zvířaty, aby nám pomáhala s výrobou chleba a piva. Zajímalo by mě v této souvislosti, zda lze i na kvasinkách pozorovat nějaké znaky domestikace, zda jsou třeba nějaké rozdíly mezi kvasinkou, kterou mám ve špajzu v kvásku, a její volně žijící příbuznou.

Pavel Gruber, Praha 5

Odpověď autora: S tím, jak lidé začali využívat kvasinku pivní (Saccharomyces cerevisiae) pro výrobu piva, vína nebo pečiva, docházelo k selekci kvasinek na požadované vlastnosti, a tudíž i k určité domestikaci. Názorně to lze pozorovat u kvasinek používaných při pečení. V pekárnách se používají kvasinky cíleně produkované pro tento účel. Vedle toho lze vyrábět pečivo i s použitím kvásku, tedy kvasinek, které se přirozeně vyskytují na povrchu obilných zrn a ve vzduchu. V kvásku se vedle kvasinek prosazují také bakterie, především bakterie mléčného kvašení. Průmyslové kvasinky mají dědičnou informaci vybavenou pro rychlé kvašení. V jejich dědičné informaci jsou zmnoženy geny důležité pro rozklad jednoduchých cukrů, jako je glukóza. Kvasinky typické pro kvásek mají naopak mnohem bohatší výbavu pro pomalejší kvašení rozkladem složitějších cukrů, jako je např. maltóza. Vysoký obsah maltózy, typický např. pro pšeničnou mouku, je pro kvasinky nepřizpůsobené potravinářskému využití dokonce vysoce toxický.

Kvasinky se přizpůsobují potravinářským technologiím. To je patrné například na kvasinkách používaných v pekárnách, kde se těsto mrazí a dodává se do pekáren nebo ke konzumentům jako mražený polotovar. Kvasinky používané pro tyto účely si vyvinuly vysokou odolnost vůči extrémně nízkým teplotám – jsou mrazuvzdorné. Specifickým nárokům čelí také kvasinky, které si musí poradit s těsty obsahujícími hodně cukrů a tuků.

Výrobci piva a výrobci pečiva si zřejmě historicky kvasinky vyměňovali, protože řada kmenů pivovarských a pekařských kvasinek má společné předky. Kvasinky používané k výrobě piva už mají dědičnou informaci tak pozměněnou domestikací, že by v přírodě v konkurenci „divokých“ kvasinek neobstály. Vyznačují se vysokou schopností štěpit některé cukry, např. maltotriózu. Naopak kvasinky používané k výrobě vína tyto cukry štěpí jen málo a jejich dědičná informace nebyla domestikací pozměněna natolik, aby jim to komplikovalo přežití v přírodě. Jsou vysoce odolné vůči stresu. Mají v tom „trénink“ z výroby vína, při níž jsou vystaveny nejen poměrně vysokým koncentracím etanolu, ale např. také oxidačnímu stresu a dalším typům zátěže.

Dnes pokračuje domestikace kvasinek s využitím podobných procesů, jaké můžeme vidět při šlechtění zvířat a rostlin. Kvasinky se vzájemně kříží, vystavují se podmínkám, v kterých vzniká více mutací, a je tedy vyšší šance, že se objeví nové výhodné vlastnosti. Kvasinky se podrobují genetickým analýzám a selekce už neprobíhá jen posouzením jejich konkrétních konečných vlastností, ale posouvá se na úroveň genů. Podobně jako v chovech zvířat a při pěstování rostlin jsme i u kvasinek svědky snah domestikovat nové druhy, využít jejich specifických vlastností a dodat tak potravinářským výrobkům na kvalitě a atraktivitě.

Jaroslav Petr, Výzkumný ústav živočišné výroby