Vloga plazmidov pri kvarjenju piva, ki ga povzročajo mlečne bakterije

Uvod

Pivo zaradi prisotnosti etanola, grenke hmeljne kisline, raztopljenega ogljikovega dioksida, zmanjšane koncentracije kisika in nizkega pH, predstavlja mikrobiološko stabilno pijačo. Zaradi svojih specifičnih karakteristik je primerno mikrookolje le za malo mikroorganizmov. Na njegovo pokvarljivost najbolj vplivata seva Lactobacillus in Pediococcus, saj sta tolerantni na hmelj, pritisk v prostoru ter nanju ne vpliva pomanjkanje hranil. Kisline v hmelju učinkujejo protibakterijsko na dva načina. Delujejo kot protonski translokatorji in razpršijo transmembranski pH gradient ter s tem zavirajo vnos hranil, kar vodi v celično stradanje. Drugi način protibakterijskega delovanja je transmembranska redoks reakcija, ki poteče ob prisotnosti Mn2+ in povzroči nastanek reaktivnih kisikovih zvrsti, ki so za celico škodljive. Toleranca mlečno kislinskih bakterij na hmelj je kompleksen večdelni sistem. Prejšnje študije so identificirale tri gene, ki delujejo kot posredniki odpornosti mlečno kislinskih bakterij na hmelj. HorA, horC in hitA. HorA zapisuje za protein, ki deluje kot ABC transporter in odstranjuje hmeljno kislino iz celice. HorC kodira za protein, ki deluje kot transporter zdravil, je odvisen od protonske gibalne sile ter prav tako odstranjuje hmeljno kislino iz celice. HitA pa naj bi deloval kot prenašalec Mn2+ iona in vzdrževatelj njegove homeostaze znotraj celice, kar vodi do zmanjšanja oksidativnega stresa. Vsi trije geni so bili določeni na plazmidih. S filogenetskega vidika vrste mlečno kislinskih bakterij, ki povzročajo kvarjenje piva niso tesno povezane. Na podlagi razdrobljene poravnave vseh zaporedij celotne plazmidne DNA, ki izhajajo iz danega seva, je bilo ugotovljeno, da je potencial kvarjenja piva bolj povezan s sestavo plazmidov in viri izolacije kot z vrsto. Z različnimi analizami je bila potrjena velika vloga najrazličnejših plazmidov za kvarjenje piva pri mlečnokislinskih bakterijah. Predpostavili so, da se različne funkcije (aktivnosti črpalke hmeljne kisline iz celice, znotrajcelično homeostazo Mn2+, modifikacijo celične ovojnice, proizvodnjo zunajceličnih polisaharidov, odziv na oksidativni stres in homeostaza pH) delijo med vrstami kot del mobilnih enot DNA, kot so plazmidi in skupaj dajejo mlečno kislinskim bakterijam zmožnost kvarjenja piva.