Jäst hämmar mögel i lagrad spannmål

I tusentals år har människan utnyttjat jästsvampar för att framställa bröd och alkoholhaltiga drycker. Förutom etanol och koldioxid bildar jästsvampar även andra ämnen som bidrar till en mer komplex smak och arom hos den jästa produkten. De senaste åren har forskning och industri funnit nya bioteknologiska användningsområden för jästsvamparnas ämnesomsättning, såsom biologisk bekämpning av oönskade mikroorganismer och framställning av etanolbränsle.

Hittills har människan främst utnyttjat jästarten Saccharomyces cerevisiae. Elisabeth Fredlund har dock arbetat med en annan jästsvamp, Pichia anomala , som har förmågan att hämma mögeltillväxt vid lufttät lagring av fuktig spannmål. Avhandlingen ger en övergripande beskrivning av jästsvampens fysiologi och ämnesomsättning, men också en detaljerad bild av hur jästsvampen hanterar syrebegränsade förhållanden.

När spannmål skördas håller den en vattenhalt på upp till 25 procent. För att spannmålen inte ska ta skada under lagringen brukar den vanligtvis torkas ner till en vattenhalt som förhindrar tillväxt av mögel. Om mögelsvampar tillåts att växa kan de bilda mykotoxiner som är giftiga för både människor och djur samt påverka spannmålens lukt, smak och näringsinnehåll. Torkningen står för ca 60 procent av energiåtgången vid spannmålshantering.

Ett billigare och mer energisnålt alternativ till torkning är lagring av fuktig spannmål i lufttäta silor. Spannmålens andning gör att syret i den slutna silon snabbt förbrukas och ersätts med koldioxid, vilket förhindrar tillväxt av mögel. Även denna metod har dock sina brister, och det är därför jästen blir intressant. På grund av tekniska problem och behovet av att ta ut spannmål kontinuerligt för utfodring uppstår ofta syreläckage i silon, vilket omedelbart möjliggör en mögelinfektion. En extra tillsats till silon av jästsvampen P. anomala, som förekommer naturligt på spannmål, kan dock förhindra mögeltillväxt vid syreläckage. Jästsvampar producerar inte mykotoxiner och kan inte tränga in i spannmålskärnorna, vilket gör att de inte påverkar fodrets näringsinnehåll utan tvärtom kan utgöra en extra protein- och vitaminkälla.

Den låga syrehalten i systemet påverkar inte bara möglet utan också jästsvampens tillväxt. Hur den syrebegränsade miljön påverkar jästsvampens ämnesomsättning och kopplingen till den mögelhämmande förmågan är mycket viktigt att förstå. Elisabeth Fredlunds resultat visar att jästsvampen förändrar sin metabolism från respiration (cellandning) under syrerika förhållanden till fermentation (jäsning) under syrebegränsade förhållanden, t.ex. under lufttät lagring. När jästcellerna andas bildas koldioxid, vatten och biomassa, medan jäsande jästceller även utsöndrar etanol, sockeralkoholer, ättiksyra och estern etylacetat. Liksom andra svampar bildar P. anomala ett spektrum av flyktiga nedbrytningsprodukter. Till skillnad från de flesta andra jästsvampar producerar P. anomala framför allt etylacetat, som utgör 95 % av den totala mängden flyktiga ämnen.

Uppföljande försök visade sedan att etylacetat kan hämma tillväxten hos mögelsvamp. En hög etylacetatproduktion från jästsvampen leder också till en mer effektiv hämning av mögeltillväxt i lagringssystemet. I en lagringsmiljö där temperatur, syrenivå och koldioxidhalt hela tiden förändras under lagringstiden, genom yttre miljöpåverkan och aktiviteten hos spannmålen och den mikrobiella floran, spelar dock flera faktorer in. Att jästsvampen bidrar till en högre syreförbrukning i systemet har också en hämmande inverkan på mögeltillväxten.

Fil mag Elisabeth Fredlund, vid institutionen för mikrobiologi, SLU, försvarade fredagen den 19 november kl. 09.30 sin doktorsavhandling Central carbon metabolism of the biocontrol yeast Pichia anomala. Influence of oxygen limitation. Fakultetsopponent var Dr Graeme Walker, University of Abertay Dundee, Dundee, Skottland.

Kontaktinformation
Mer information: Elisabeth Fredlund, 018-67 32 12
E-post: lisa.fredlund@mikrob.slu.se