WikiEdge:BioRxiv-2024.09.16.613207
- 標題：Making yogurt with the ant holobiont uncovers bacteria, acids, and enzymes for food fermentation
- 中文標題：利用螞蟻全生物群製作酸奶揭示了食品發酵的細菌、酸和酶
- 發佈日期：2024-09-16
- 作者：Sinotte, V. M.; Ramos Viana, V.; Vasquez, D. P.; Sirakova, S. M.; Valeron, N. R.; Cuesta Mate, A.; Taylor Parkins, S. K.; Velasco, E. M.; Zilber, D.; Munk, R.; Andersen, S. B.; Dunn, R. R.; Jahn, L. J.
- 分類：microbiology
- 原文連結：https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.16.613207
摘要：乳品發酵在食品文化、環境和微生物交匯的地方有着豐富的歷史。然而，發酵實踐和微生物的生物文化起源在很大程度上已被工業化過程所取代。在這裏，我們考慮了源自土耳其和保加利亞的一種歷史發酵方式 - 螞蟻酸奶。我們重新審視了使用紅木蟻（Formica rufa group）啟動乳品發酵的傳統實踐和現代美食應用。隨後，我們對螞蟻和實驗性螞蟻源酸奶進行了特性分析。我們發現，由螞蟻及其微生物組成的螞蟻全生物體，為發酵過程貢獻了關鍵的酸和酶。通過元宏基因組測序和培養，我們發現乳酸菌和醋酸菌，包括與傳統酸奶和酸麵團中的相關物種，源自活螞蟻，並在牛奶中繁殖。螞蟻和細菌因此引入了甲酸、乳酸和醋酸，這對酸奶的酸化和凝固有利。最後，螞蟻和細菌產生了具有作用於酪蛋白和改變酸奶質地的潛力的蛋白酶。因此，螞蟻全生物體促進了類似於其他發酵物中的微生物群落的發酵。我們的發現強調了整合傳統、美食和生物學框架以揭示發酵食品的微生物起源和應用的價值。
問題與動機
作者的研究問題包括：
- 螞蟻共生體（ant holobiont）是否能夠作為酸奶發酵的啟動劑？
- 螞蟻共生體中的微生物群落是否對酸奶發酵過程中的酸和酶有貢獻？
- 紅木蟻（Formica rufa group）作為酸奶發酵劑的潛力如何？
- 傳統使用螞蟻製作酸奶的實踐是否可以轉化為現代美食應用？
- 季節變化對螞蟻微生物群落及其發酵酸奶的影響是什麼？
- 活體螞蟻與冷凍或脫水螞蟻在酸奶發酵中的作用是否存在差異？
- 酸奶發酵過程中乳酸菌和醋酸菌的豐度和多樣性如何隨季節變化？
- 酸奶發酵過程中是否會產生能夠改變酸奶質地的蛋白酶？
背景介紹
這篇文獻的背景主要集中在以下幾個方面：
- 牛奶發酵的歷史與文化交融：
- 酸奶發酵的生物文化起源：
- 酸奶是一種酸味發酵乳產品，是依賴於人、乳制動物、環境和最重要的是微生物之間相互作用的功能文化適應。
- 微生物進入牛奶並通過其酶促過程催化發酵成酸性、粘稠的酸奶。
- 20世紀初，微生物學家首次對酸奶進行表徵，為從傳統酸奶到簡化工業化酸奶的轉變奠定了基礎。
- Stamen Grigorov和Ilya Metchnikoff從保加利亞的maya中分離並普及了一種細菌，即Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus。
- Metchnikoff之後，酸奶的工業化集中在少數細菌分類群上，主要是L. delbrueckii subsp. bulgaricus和Streptococcus thermophilus。
- 儘管這些物種在工業和野生發酵中通過食品保存、風味生成和潛在健康益處發揮重要作用，但對少數細菌物種的關注忽視了傳統酸奶中體現的生物多樣性。
- 螞蟻酸奶的傳統實踐與現代應用：
- 研究者考慮了源自土耳其和保加利亞的歷史發酵實踐——螞蟻酸奶。研究者重新審視了使用紅林蟻（Formica rufa群）啟動牛奶發酵的傳統實踐和現代美食應用。
- 研究者通過實驗性螞蟻衍生酸奶的表徵，揭示了螞蟻和其微生物群落對發酵過程的貢獻。
- 研究結果強調了將傳統、美食和生物學框架整合起來，以揭示微生物在發酵食品中的起源和應用的價值。