Den wilden Käsepilz zähmen
Die Aromen fermentierter Lebensmittel werden stark von den Pilzen geprägt, die auf ihnen wachsen, aber die evolutionären Ursprünge dieser Pilze sind nicht gut verstanden. Experimentelle Ergebnisse, die diese Woche in mBio veröffentlicht wurden, bieten Mikrobiologen einen neuen Blick darauf, wie sich diese Schimmelpilze von wilden zu domestizierten Schimmelpilzen entwickeln, die in der Lebensmittelproduktion verwendet werden.
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In dem Papier berichten Mikrobiologen, dass sich Penicillium-Schimmelpilze schnell entwickeln können, so dass diese Stämme nach wenigen Wochen ihrem domestizierten Cousin Penicillium camemberti sehr ähnlich sahen, der Form, die dem Camembert Käse seinen unverwechselbaren Geschmack verleiht. Die Studie zeigt, wie ein Pilz seinen Stoffwechsel in kurzer Zeit umgestalten kann; sie zeigt auch eine Strategie zur Erforschung der Evolution anderer Kulturen, die in Lebensmitteln verwendet werden, sagte Studienleiter und Mikrobiologe Dr. Benjamin Wolfe.
"In fermentierten Lebensmitteln gibt es ein großes Potenzial für die Entwicklung und Veränderung von Mikroben im Laufe der Zeit", sagt Wolfe.
Wolfe's Labor an der Tufts University in Medford, Mass., konzentriert sich auf die mikrobielle Vielfalt in fermentierten Lebensmitteln, aber er sagt, dass die neuen Experimente mit einer zufälligen Entdeckung begannen. Sein Labor hatte Penicillium commune angebaut und studiert, einen bläulichen, wilden Pilz, der dafür bekannt ist, Käse und andere Lebensmittel zu verderben. Wolfe ähnelt seinem Geruch einem feuchten Keller.
Aber im Laufe der Zeit bemerkten die Forscher Veränderungen in einigen der Laborschalen, die den stinkenden Schimmel enthalten. "In sehr kurzer Zeit hörte dieser funkige, blaue, muffig riechende Pilz auf, Giftstoffe zu produzieren", sagte Wolfe. Die Kulturen verloren ihren bläulichen Farbton und wurden weiß; sie rochen nach frischem Gras und begannen, mehr P. camemberti auszusehen. "Das deutete darauf hin, dass es sich in einigen Umgebungen wirklich schnell ändern könnte", sagte er.
Um diese Entwicklung in Echtzeit zu untersuchen, sammelten Wolfe und seine Mitarbeiter Pilzproben aus einer Käsehöhle in Vermont, die von wilden Penicillium-Schimmelpilzen besiedelt worden war. Die Forscher bauten die Schimmelpilze in Laborschalen mit Käsebruch an. In einigen Gerichten wurde der Wildschimmel allein angebaut, in anderen wurde er neben Mikroben angebaut, die in der heftigen Welt der Käsekolonisation als Konkurrenten bekannt sind.
Nach einer Woche, sagte Wolfe, erschienen die Schimmelpilze blaugrün und unscharf - fast unveränderlich - in allen experimentellen Tests. Aber im Laufe der Zeit, in den Schalen, in denen der Schimmel allein wuchs, änderte sich sein Aussehen. Innerhalb von drei oder vier Wochen nach der Serienpassage, bei der Schimmelpilzpopulationen auf neue Schalen mit Käsebruch übertragen wurden, begannen 30-40 Prozent der Schimmelproben eher wie P. camemberti auszusehen. In einigen Gerichten wurde es weißer und glatter, in anderen weniger unscharf (in den konkurrierenden Testfällen entwickelte sich der Wildschimmel nicht so schnell und deutlich.)
In Folgeanalysen versuchten Wolfe und sein Team, genomische Mutationen zu identifizieren, die die schnelle Evolution erklären könnten, aber keine offensichtlichen Täter fanden. "Es ist nicht unbedingt nur genetisch bedingt", sagte Wolfe. "Es gibt etwas, das in dieser Käseumgebung wächst, das wahrscheinlich einen epigenetischen Schalter umlegt. Wir wissen nicht, was es auslöst, und wir wissen nicht, wie stabil es ist."
Forscher vermuten, dass die Mikroben, die in den meisten fermentierten Lebensmitteln verwendet werden - einschließlich Käse, aber auch Bier, Wein, Sake und andere - unbeabsichtigt domestiziert wurden, und dass sie als Reaktion auf das Wachstum in einer Lebensmittelumgebung verschiedene Geschmacksrichtungen und Texturen entwickelten. Wolfe sagt, dass die Studie seines Labors darauf hindeutet, dass wilde Sorten absichtlich domestiziert werden könnten, um neue Arten von handwerklichen Lebensmitteln herzustellen.
Angefangen mit Käse, natürlich. "Die Pilze, aus denen amerikanischer Camembert hergestellt wird, sind französisch", sagt Wolfe, "aber vielleicht können wir rausgehen und wilde Sorten finden, sie ins Labor bringen und züchten. Wir könnten einen neuen Ansatz für die Herstellung von Käse in den Vereinigten Staaten haben."
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