Projekti / Programi
Vpliv interakcij med kvasovklami na potek fermentacije in zorenje vina
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 4.06.00 |
Biotehnika |
Biotehnologija |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| B230 |
Biomedicinske vede |
Mikrobiologija, bakteriologija, virologija, mikologija |
| T430 |
Tehnološke vede |
Tehnologija hrane in pijač |
interakcije, kvasovke, vino, signalne molekule, kvarljivci, mikotoksini, fitofarmacevtska sredstva
Raziskovalci (17)
Organizacije (2)
Povzetek
Današnji potrošnik od vina pričakuje prijetno senzorično doživetje, kot tudi določene posebnosti, ki vino razlikujejo od ostalih vin. Prav iz tega razloga, so se današnji vinski mikrobiologi usmerili v izboljšanje raznolikosti arom vina z nadzorovanimi fermentacijami, v katere dodajajo različne vrste in seve kvasovk. Rezultati teh raziskav so pokazali, da se kemijska sestava vin, ki so nastala s fermentacijo mešane kulture razlikuje od kemijskega profila vina, nastalega s fermentacijo čiste kulture. Na podlagi teh rezultatov je verjetno, da v fermentacijah z mešanimi kulturami prihaja do interakcij med vrstami in sevi, kar ima za posledico drugačen metabolni odziv vodilnega seva. Ravno mehanizmi teh interakcij so nepoznani in le z razumevanjem teh interakcij je mogoče praktično razviti in uporabiti mešane kulture. Zato bomo projektno delo usmerili v razjasnitev mehanizmov, ki so odgovorni za različno kinetiko vrst in sevov v mešanih fermentacijah vina, tvorbo različnega spektra metabolitov in preživetje določenih vrst in sevov po končani burni fermentaciji vina. Delo bo razdeljeno v tri faze: v prvi fazi bomo identificirali kemijsko naravo zaznavnih molekul, njihov vpliv na izražanje proteinov celične stene in njihov vpliv na izražanje genov, ki so vključeni v produkcijo arome vina. V drugi fazi bomo spremljali dinamiko komunikacijskih molekul kvasovk v enoloških pogojih, v tretji fazi pa se bomo osredotočili na interakcije med vinskimi kvasovkami in kvarljivci med procesom avtolize in njihov vpliv na varnost vina (bio-adsorbcijska lastnost celičnih sten kvasovk na zmanjšanje koncentracije ostankov fitofarmacevtskih sredstev in odstranitev mikotoksinov). S projektom želimo na eni strani razjasniti vplive različnih sevov in vrst kvasovk med fermentacijo vina in s tem izboljšati nadzor nad potekom fermentacije in s tem vplivati na bolj predvidljiv končni proizvod. Na drugi strani pa želimo proizvod s posebnimi senzoričnimi lastnostmi in zagotovljeno varno uporabo.
Pomen za razvoj znanosti
Vino je proizvod interakcij med kompleksno mikrofloro grozdnega soka, katerega rezultat je težko napovedati zaradi različnih vplivov kombinacije mikroorganizmov, hetreogene sestave grozdnega soka in okoljskih faktorjev. Na podlagi dejstva, da se kemijska sestava vin, ki so nastala s fermentacijo mešane kulture razlikuje od kemijskega profila vina nastalega s fermentacijo čiste kultur, v fermentacijah z mešanimi kulturami prihaja do interakcij med vrstami in sevi, kar ima za posledico drugačen metabolni odziv vodilne kvasovke. Le z razumevanjem teh interakcij, je mogoče praktično razviti in prenesti v uporabo mešane kulture fermentacije vina. Projektno delo je zahtevalo interdisciplinarni pristop, da bi lahko odzive na nivoju enostavnih aromatskih molekul in proteinov povezali z odzivi na metabolnem nivoju in s tem pojasnili vpliv na kakovost končnega proizvoda. Metodologija projekta je bila zato zelo raznolika: kemijske analitske metode identifikacije signalnih molekul, metodologijo sledenja poteka fermentacije vina, molekularne metode detekcije določenih vrst kvasovk in metodika določitve kemijskih kontaminentov v vinu. Ta pristop nam je omogočil odkritje nekaterih potencialnih povezav med metaboliti, ki odpira nove možnosti za nadaljnje študije kompleksnih kvasnih fermentaciji v kompleksnih okoljih.
Projektno delo je bilo usmerjeno v študij mehanizmov interakcij med kolonijami kvasovk in med celicami v tekočem gojišču. Ugotavljali smo ali imajo ekstracelularni proteini vlogo signalnih molekul in razvili metodo za izolacijo ekstracelularnih proteinov iz gojišča. Optimizirali smo tudi čiščenje in detekcijo teh proteinov. Na Kmetijskem inštitutu Slovenije so razvili metodo merjenja koncentracije zaznavnih molekul hlapne narave. Delo je bilo usmerjeno predvsem v razvoj metodologije za karakterizacijo zaznavnih molekul, ki smo jih v projekta uporabili za študij različnih zunanjih dejavnikov, ki vplivajo na različne vrste in seve vinskih kvasovk med fermentacijo vina. Ta orodja bodo omogočala nadaljnje študije kompleksnih dogajanj v odnosih različnih speciesov in sevov v naravnih in v okoljih ki jih postavlja človek z oblikovanjem kompozitnih starterskih kultur. Prihodnost nam obeta povečan vstop »bio in organskih vin«, kjer bodo metode dela razvite v tem projektu lahko v veliko pomoč pri hitrejšem odkrivanju potrebnih relacij med izbranimi kulturami v procesu fermentacije, saj bodo pomagale pri razvijanju procesov proizvodnje vina brez dodatka žvepla.
Pomen za razvoj Slovenije
Proizvodnja živil ima pomembno mesto v slovenski industriji. V ta okvir umeščamo tudi industrijske procese, ki vključujejo mikroorganizme kot delovne organizme. Proizvodnja vina s spontanimi fermentacijami pridobiva na pomenu pri potrošnikih. Raziskovalna skupina preučuje proizvodnji postopek vina, ki je pomemben za slovenski prostor, s stališča delovnega mikroorganizma. Znanje nastalo v tem projektu bo s pridom uporabljano pri razvoju novih konceptov fermentacije z znižano vsebnostjo žvepla kar je pomembno v sedanjem trendu zniževanja aditivov in predvsem alergenov.
Pomen za Slovenijo ima tudi pridobivanje znanja in prenos tega znanja na različne segmente v državi in sicer na proizvajalce živil in na uradne institucije, odgovorne za redni nadzor mikrobiološke kakovosti živil v prometu. Del pridobljenega znanja se uporablja tudi pri vzgoji novih kadrov (doktorandov in diplomatov) v okviru programa raziskovalnega projekta.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2008,
2009,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2008,
2009,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
