Ароматы сыра — это способ общения микробов, влияющий на вкус

Исследователи из Университета Тафтса обнаружили, что характерные запахи сыра — один из способов коммуникации грибов с бактериями. Это «общение» напрямую влияет на формирование разнообразных вкусов сыра. Учёные выяснили, что обычные бактерии, важные для созревания сыра, могут чувствовать и реагировать на летучие органические соединения (VOCs), которые производятся грибами в корке и выделяются в воздух. Это стимулирует рост одних видов бактерий и подавляет другие.

Состав бактерий, дрожжей и грибов в микробиоме сыра критически важен для его вкуса и качества. Поэтому понимание того, как этим можно управлять, добавляет науки к искусству сыроварения.

Как это работает

Многие микробы производят VOCs, взаимодействуя со средой. По мере роста бактерий и грибов на созревающем сыре они выделяют ферменты, расщепляющие аминокислоты и жирные кислоты на спирты, альдегиды, сложные эфиры, кетоны и другие соединения. Именно они создают вкус и аромат таких сыров, как Камамбер, Рокфор и Лимбургер.

Исследователи установили, что VOCs не только формируют сенсорный опыт, но и позволяют грибам «общаться» и «кормить» бактерии в микробиоме сыра.

Эксперимент и результаты

В эксперименте 16 распространённых сырных бактерий сочетали с 5 видами грибов с сырной корки. Реакция бактерий на VOCs грибов варьировалась от сильной стимуляции до подавления:

• Бактерия Vibrio casei быстро росла в присутствии VOCs от всех пяти грибов.
• Другие, например Psychrobacter, росли только в ответ на VOCs гриба Galactomyces.
• Два распространённых вида сырных бактерий значительно сокращали численность под воздействием VOCs от Galactomyces.

VOCs изменяли экспрессию многих генов у бактерий, в том числе тех, что влияют на метаболизм питательных веществ. Был усилен один из метаболических путей — глиоксилатный шунт, который позволяет бактериям использовать более простые соединения в пищу, когда недоступны сложные источники вроде глюкозы. Фактически, VOCs стали для бактерий источником энергии и роста.

«Бактерии действительно могут есть то, что мы воспринимаем как запахи, — говорит Кейси Козетта, первый автор исследования. — Это важно, потому что сам сыр предоставляет мало легкоусвояемых сахаров, таких как глюкоза. Грибы, выделяя VOCs, оказывают бактериям существенную помощь».

Значение для науки и производства

Открытие, опубликованное в Environmental Microbiology, имеет прямое значение для сыроваров:

• VOCs в сырных пещерах могут влиять на созревание соседних сыров, стимулируя или подавляя рост определённых микробов.
• Понимание этого процесса позволит управлять средой VOCs для улучшения качества и разнообразия вкусов.

Исследование также создаёт модель для понимания и управления другими важными микробиомами — в почве (для улучшения качества сельхозкультур) или в желудочно-кишечном тракте человека (для управления заболеваниями).

«Теперь, когда мы знаем, что химические вещества в воздухе могут контролировать состав микробиомов, мы можем начать думать о том, как управлять составом других микробиомов», — отмечает профессор Бенджамин Вулф, ведущий автор работы.