Projekti

Geni, ki pogojujejo aromatiko vina

Holder: dr. Lorena Butinar, UNG

PARNTER: dr. Valentina Turk

Code: J4-4300

Duration: 1.7.2011 - 30.6.2014

Povzetek

Spojine, odgovorne za vidne karakteristike vina, aromo, strukturo in teksturo izvirajo iz vsaj treh večjih virov: gozdja, mikrobov in lesenih sodov. Grozdje kot osnovna surovina daje vinu primarno strukturo in sortne značilnosti. Kvasovke fermentirajo sladkorje v grozdnem moštu v etanol in dajejo vrsto senzorično pomembnih metabolitov, kar skupaj daje vinu njegov vinski značaj. Profil arome (oz. vonja in okusa) pri vinu določa skoraj neskončno število različnih kombinacij. Iz določenega grozdja lahko z izbiro različnih tehnoloških postopkov pridelamo vino z značilnim aromatičnim profilom. Izbira kvasovk za fermentacijo je lahko zelo močno orodje pri doseganju zaželenih senzoričnih rezultatov, vendar je njihov potencial še vedno preslabo poznan in razvit. Kvasovke so med glavnimi mikroorganizmi pri proizvodnji hrane in se že tisočletja uporabljajo za proizvodnjo vina, piva in peko kruha. V zadnjih desetletjih je bilo v laboratoriju raziskanih le malo vrst kvasovk in samo nekatere so bile uporabljene v različnih kontroliranih biotehnoloških procesih. Biodiverziteta kvasovk tako predstavlja zelo velik, še neizkoriščen rezervoar za potencialne inovacije v živilskem sektorju, na primer v obliki novih izolatov, ki bi razvili karakteristične aromatične profile. V tem projektu želimo preučevati gene pri kvasovkah, ki so odgovorni za specifične znane arome pri vinu kot tudi raziskati nove potencialne aromatične snovi in razviti/izbrati seve kvasovk z različnimi aromatičnimi profili. Vpeljali bomo raziskave na področju molekularne biologije, genetike, genomike, transkriptomike in metabolomike na z vinom povezanimi kvasovkami v Vipavski dolini (in drugod po Sloveniji), ki postaja prepoznavna po svojih visoko kakovostnih vinih in edinstvenih vinskih stilih. S tem bomo prvi, ki bomo prestopili v novo obdobje pridelovanja vin, pri katerem se bo lahko vnaprej oblikovalo ponovljive kompleksne aromatične profile. Naraščajoči trend uporabe čistih starterjev v živilski industriji je močno zmanjšal diverziteto med trenutno uporabljenimi vrstami/sevi kvasovk. Ta trend bomo spremenili z uvajanjem novih vrst in izbranih sevov, kot tudi mešanimi kulturami. Osredotočili se bomo na dve večji skupini kvasovk: Saccharomyces/Kluyveromyces in Brettanomyces/Dekkera, ki sta znani po svoji vpletenosti v procese pridelave vin. Izvedli bomo naslednje poskuse: (i) bioinformatske analize za prisotnost genov, ki prispevajo k nekaterim aromatičnim spojinam; (ii) razvoj novih orodij za zvišanje/znižanje izražanja domnevnih genov pri ne-konvencionalnih kvasovkah; (iii) najti gene, ki so odgovorni za določene aromatične profile in razviti mutantne seve; (iv) fermentacije v definiranem gojišču z različnimi sevi, sledile bodo še analize transkriptoma in kemijske analize; (v) fermentacije pravega mošta inokulacijami posameznih kvasovk in ko-inokulacij, sledenje razvoju mikro-flore in analiza aromatičnih spojin; (vi) kot bodoči cilj projekta bo sledilo uvajanje novih sevov z navdušujočimi aromatičnimi profili lokalnim vinarjem. Največji del tega projekta bo potekal na UNG, nekateri specializirani poskusi in začetna uvajanja bodo potekala drugje, npr. bioinformatika in genomika na Univerzi v Lundu (Švedska) in metabolomika na inštitutu Fondazione Edmund Mach (FEM) v San Michelah (Italija). Pridobljeni podatki bodo osnova za sekveniranje novih petih kvasnih genomov, ki se bo izvedel v sklopu sodelovanja med sodelujočo skupino v Lundu in skupinama Kena Wolfe-ja (Trinity College, Dublin) in Zhenglong Gu-ja (Cornell, ZDA). Ti podatki bodo nudili močno orodje za naš raziskovalni ARRS projekt. Naš cilj je vzpostaviti tesno sodelovanje z lokalnimi vinarji. Naš projekt bo prispeval k pridobitvi novega znanja o ne-konvencionalnih kvasovkah in aromah ter privedel do novih izolatov, potencialnih za komercializacijo in uporabo v živilski industriji.