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Em 2016, o Prémio Nobel de Fisiologia ou Medicina foi atribuído ao cientista japonês Yoshinori Ohsumi pela sua investigação inovadora sobre as características da levedura. Este prémio não só reconhece os seus esforços pessoais, mas também revela a ampla aplicação da levedura na investigação científica.

Yoshinori Ohsumi disse uma vez: “Com a ajuda do fermento, podemos responder às questões mais básicas e importantes sobre a natureza da vida”. Quando olhamos seriamente para a levedura, um fungo unicelular omnipresente, descobriremos que: dos oceanos à terra, das fontes termais às regiões polares, da investigação científica à vida, a levedura desempenha um papel único na participação silenciosa e na influência. este mundo.

É esta universalidade omnipresente que dá à levedura a sua diversidade infinita. Até agora, foram descobertas mais de 1.000 espécies de leveduras. Elas têm características comuns, mas também apresentam enormes diferenças. A fabricação de vinho é um dos usos milagrosos da levedura - a levedura metaboliza para produzir álcool, sintetiza várias substâncias aromatizantes e, junto com outros microrganismos, produz licor, cerveja, vinho e outros produtos vitivinícolas com sabores diferentes.

A magia do fermento vai muito além de fazer vinho. Também existe amplamente na natureza e em nossas vidas, e seus usos estão muito além da nossa imaginação.

Vejamos o fermento, está em todo lugar

Por ser dona da sobrevivência na natureza, a levedura pode ser encontrada em locais ideais, ricos em nutrientes, ou em ambientes extremos com baixa temperatura e falta de oxigênio, como locais de altitude extremamente frios e mares profundos equatoriais. Pode até sobreviver no espaço.

O fermento também pode ser usado em cosméticos. Por exemplo, uma empresa de cosméticos descobriu a levedura polar "Ximein" no interior do Himalaia, que pode sobreviver a 80 graus Celsius negativos, e usou o metabólito da levedura em uma variedade de cosméticos para ajudar as pessoas nos cuidados com a pele e no anti-envelhecimento. Além disso, leveduras do gênero Rhodotorula também foram descobertas a 11 mil metros de profundidade na Fossa das Marianas. Esta levedura única pode ser encontrada em solos polares, vegetação, rochas, oceanos, geleiras e outras áreas.

Como as leveduras sobrevivem nesses ambientes extremos?

Os métodos de reprodução da levedura podem ser divididos em reprodução sexuada e reprodução assexuada. Diante de condições extremas, a levedura produzirá “sementes” – esporos por meio da reprodução sexuada e aguardará tranquilamente a chegada da primavera. Eles hibernam e resistem até que o ambiente melhore e as leveduras mais vigorosas voltem à vida e criem uma nova geração da população. É esta sabedoria de sobreviver na adversidade que revela o mistério da evolução das espécies na natureza.

Além da natureza, o fermento também existe silenciosamente em nosso dia a dia.

Por exemplo, a cerveja pode ser dividida em ale e lager de acordo com diferentes processos de fermentação, ambos originados na Europa. A maioria das cervejas produzidas industrialmente e das cervejas escuras alemãs são produzidas pelo método lager. Surpreendentemente, pesquisas mostram que o “ancestral” de levedura selvagem da cerveja lager nasceu no planalto Qinghai-Tibete, a milhares de quilômetros de distância da Europa.

Embora os “ancestrais” venham do planalto Qinghai-Tibete, a China, como maior produtor mundial de cerveja, há muito depende fortemente de variedades de leveduras importadas. Por muito tempo, não existia nenhuma cepa comercial de levedura de cerveja nativa da China. Entre eles, o Grupo Lesaffre da França e o Grupo Lallemand do Canadá ocupam 90% do mercado de levedura de cerveja artesanal da China. Perante esta situação, a equipa de investigação científica chinesa continuou a investigação e experiências nos últimos anos, completou os testes de mais de milhares de estirpes e selecionou e cultivou mais de 10 excelentes estirpes de leveduras locais chinesas, quebrando a situação embaraçosa anterior.

(Saccharomyces cerevisiae sob um microscópio eletrônico)

Você já pensou nisso: o fermento pode estar grudado em nossas roupas? Quando as roupas não são lavadas por muito tempo ou não são bem lavadas, não são secas a tempo após a lavagem e são colocadas em um ambiente quente e úmido ou em um guarda-roupa fechado, é fácil que o fermento cresça incontrolavelmente. Se não for controlada, as fibras da roupa ficarão corroídas, resultando em descoloração, danos e outros problemas. Em casos graves, pode causar coceira na pele, vermelhidão, inchaço, descamação e até septicemia.

A levedura é uma espécie grande e frondosa, incluindo Saccharomyces cerevisiae, levedura de padeiro, levedura selvagem, levedura de fissão, etc. Cada tipo de fermento tem hábitos de vida diferentes e está espalhado por todos os cantos da terra, liberando uma magia brilhante.

O mágico "grande e alto" no mundo microbiológico

Se o mundo microbiano for considerado a terra, então a levedura é um país onde vivem mais de 1.000 grupos étnicos, o número total é imensurável e todos estão dedicados às suas respectivas posições. As leveduras são geralmente altas, em média várias ou até dez vezes maiores que as bactérias. As leveduras também têm uma aparência diferente, algumas são esféricas e ovais, e outras parecem salsichas, limões ou raízes de lótus.

As leveduras são muito capazes. Eles podem decompor os açúcares do suco ou do mosto em álcool e dióxido de carbono em um ambiente livre de oxigênio, transformando o açúcar em vinho. Eles podem fermentar os açúcares da farinha e produzir dióxido de carbono. Durante o cozimento, o dióxido de carbono se expande devido ao calor e os pães cozidos no vapor ficam macios, por isso são chamados de mãe da fermentação.

(Saccharomyces cerevisiae sob um microscópio eletrônico)

A maioria das leveduras é rica em nutrientes, sendo que mais da metade de seus corpos são proteínas. Pelos cálculos, a proteína em 100 gramas de fermento seco equivale ao teor protéico de 500 gramas de arroz, 217 gramas de soja e 250 gramas de carne de porco. Os alemães descobriram o valor nutricional do fermento muito cedo e até desenvolveram o fermento comestível durante as duas guerras mundiais. Por se parecer com carne de porco e de boi, também é chamada de "carne artificial". Posteriormente, muitos países seguiram o exemplo e resolveram muitos problemas alimentares da época. Portanto, levedura comestível, energia atômica e penicilina são conhecidas como as “três grandes conquistas” da Segunda Guerra Mundial.

Semelhante à maioria dos organismos, as leveduras gostam de viver em grupos em um ambiente adequado e trabalhar juntas para aumentar exponencialmente sua eficiência. Às vezes, elas também podem produzir aromas como os humanos secretam “hormônios”.

Há uma história interessante relacionada à propagação de levedura na Destilaria Moutai. Durante a fermentação em pilha, os viticultores utilizarão o aparecimento de uma camada branca na superfície da pilha como critério de entrada na adega, denominada “ovos de formiga”. Após pesquisas, constatou-se que os “ovos de formiga”. são na verdade um grande número de agregados de Pichia pastoris. Além disso, quando a equipe técnica cultivava Pichia pastoris em diferentes temperaturas e acidez, sempre havia um forte aroma de grãos. Após pesquisas, constatou-se que eram os ésteres etílicos que produziam, que também eram a razão do aroma de grãos de Maotai. rodadas de vinho.

No mundo dos microrganismos, a grande família das leveduras está repleta de talentos. Existem muitos membros talentosos como Pichia pastoris, e todos cooperam tacitamente para criar obras-primas de vinho inebriantes. Como a terra sagrada do licor com sabor de Maotai, a cidade de Maotai tornou-se naturalmente um palco para várias leveduras mostrarem seus talentos.

Levedura na "cidade número 1 de bebidas alcoólicas da China"

A razão pela qual a cidade de Maotai é conhecida como "a cidade vinícola nº 1 da China" não reside apenas na sua longa história de produção de vinho e clima único, mas também no seu ambiente microbiano local único. Esta é uma das principais razões pelas quais a cidade de Maotai não pode ser copiada.

A cidade de Maotai é cercada por montanhas, três montanhas e um rio. A temperatura média anual é de 18°C. A temperatura mais alta no verão pode chegar a cerca de 40°C, e a temperatura no inverno não será inferior a 0°C. A diferença de temperatura entre o dia e a noite é muito pequena, o que torna a cidade de Maotai muito adequada para a reprodução de microrganismos quase todo o ano, dia e noite. O ambiente geográfico único faz com que a cidade de Maotai pareça uma oficina de fermentação natural, nutrindo o crescimento e a reprodução de leveduras e outros microorganismos. Juntamente com milhares de anos de história cervejeira, toda a cidade de Moutai está cheia de microorganismos necessários para a fabricação de cerveja.

(cidade de Maotai)

Com o ecossistema microbiano único como pedra angular, a população da cidade de Maotai vem explorando há milhares de anos e resumiu o processo de fabricação de vinho com molho "12987". Amigos que conhecem o Licor Maotai sabem que uma das características distintivas do processo de fabricação do Licor Maotai é a "alta temperatura", que se tornou uma das características importantes que distinguem outros licores aromáticos. Além dos tipos de leveduras especiais mencionados acima, a temperatura adequada para leveduras comuns no processo de fabricação de vinho, como Saccharomyces cerevisiae e leveduras aromáticas, é geralmente entre 25°C e 30°C. Diante da alta temperatura durante o processo de fabricação do vinho com molho Maotai Town, como o fermento sobrevive?

Tomemos o licor Guotai como exemplo. A temperatura para fazer koji pode chegar a mais de 60 ℃. Alguns estudos descobriram que o número de leveduras aumenta quando a temperatura da sala do koji aumenta desde o início da produção do koji, e então diminui gradualmente, e está quase extinta em cerca de 25 dias, ou é mantida em estado dormente ou parcialmente senil e morre. Sem levedura, a fermentação para produzir álcool seria impossível. Como a cervejaria Maotaijiu resolve esse problema e compensa a falta de capacidade de fermentação alcoólica de Daqu?

A solução é acumular fermentação. Simplificando, antes de entrar na adega, os grãos fermentados são espalhados para esfriar, polvilhados com pó de koji e empilhados em forma de cone. Alguns estudos descobriram que, comparando as espécies de levedura no início e no final da acumulação, descobriu-se que o conteúdo das espécies de levedura aumentou em graus variados durante diferentes ciclos de acumulação, e até aumentou várias vezes.

Depois de estudar o processo de empilhamento, Zhou Henggang, um famoso especialista na indústria nacional de bebidas alcoólicas, acredita que o empilhamento pode capturar e reproduzir microorganismos e desempenhar um papel secundário na fabricação do koji.

(Oficina de fabricação de cerveja inteligente do Guotai Shuzhi Wine Group)

Uma amorosa família de microorganismos

A levedura é um dos muitos microrganismos envolvidos na fabricação de bebidas alcoólicas. Leveduras e outros microorganismos trabalham juntos para criar o mundo colorido do licor. Se as empresas cervejeiras quiserem produzir vinho de alta qualidade, precisam de continuar a realizar pesquisas aprofundadas para compreender os hábitos das leveduras e de outros microrganismos e criar um ambiente adequado para a sua sobrevivência.

(Alguns pesquisadores científicos do National Taiwan Shuzhi Wine Group)

Por exemplo, o estabelecimento de uma biblioteca de recursos de cepas microbianas é uma parte importante do estudo de microrganismos. Em 2006, Taiwan começou a estabelecer uma biblioteca de recursos de cepas microbianas, entre as quais a levedura tem o maior número e tipo. Atualmente, a pesquisa de Guotai identificou 201 cepas de levedura de 13 espécies, 25 bactérias de ácido láctico de 5 espécies e 112 cepas de esporos de 11 espécies. Ela analisou a base microbiana por trás da qualidade do vinho Guotai e forneceu a tecnologia de controle de fermentação. . Ao mesmo tempo, Guotai também estabeleceu um sistema de avaliação microecológica de "bactérias" cervejeiras para quantificar com precisão a gama de abundância relativa de espécies microbianas que desempenham um papel fundamental no processo cervejeiro.

Com base na exploração de microrganismos a longo prazo, a equipe de pesquisa científica do National Taiwan descobriu as regras de sucessão de microrganismos durante o processo de fermentação do licor com sabor Maotai. Por exemplo, quando o licor Guotai passa por quatro rodadas de fermentação, Schizosaccharomyces pombe, Zygosaccharomyces Bayer, Pichia Kudriyazia, Saccharomyces cerevisiae e bactérias do ácido láctico assumem a liderança na multiplicação em grande número para promover o processo de fermentação. Sete dias depois de entrar na adega, o Schizosaccharomyces pombe estava muito à frente. No final da fermentação, o Lactobacillus tornou-se a única espécie dominante.

A pesquisa da Guotai Liquor sobre microrganismos atingiu o nível de liderança no país e no exterior. Nos últimos anos, a pesquisa e o desenvolvimento científico e tecnológico de Taiwan alcançaram resultados frutíferos, e a tecnologia geral de muitas conquistas científicas e tecnológicas atingiu o nível de liderança internacional. A Taiwan Nacional sempre acreditou firmemente que a inovação tecnológica é a força motriz para o desenvolvimento da indústria do álcool e a direção do desenvolvimento para alcançar uma melhoria abrangente da indústria.

Yan Xijun, fundador da Guotai, presidente honorário vitalício do Guotai Shuzhi Wine Group, engenheiro-chefe de produtividade de inovação e diretor do Guotai Research Institute, disse certa vez: “Nosso trabalho principal é ser uma boa 'babá' para esses mestres do vinho invisíveis. Trabalhar."

Cada gota do licor Guotai é o trabalho conjunto de leveduras e outros microorganismos. Essas leveduras mágicas estão por toda parte, escondidas no ar e habitando os grãos, apresentando posturas em constante mudança. São “mestres cervejeiros invisíveis”. Com sua magia poderosa, transformam grãos em vinhos finos e realizam a transformação de matéria-prima em vinhos finos.

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