Proyecto H2020 Aromagenesis: Generación de nuevas cepas de levadura para mejorar sabores y aromas en cerveza y vino.
- Taper Projet
- État Completado
- Exécution 2017 -2022
- Budget alloué 3.668.076,03 €
- Portée Europeo
- Principale source de financement H2020
- Site Web du projet Proyecto Aromagenesis
Este proyecto busca formar a la próxima generación de investigadores para que aporten conocimiento y experiencia a dos importantes industrias de la UE: la cervecera y la vinícola. Las levaduras del grupo Saccharomyces stricto sensu son fundamentales en estas industrias, y comprender cómo contribuyen a los complejos sabores y aromas de la cerveza y el vino es esencial para mejorar la tecnología de fermentación existente y desarrollar nuevas bebidas con un sabor intenso. Los objetivos de investigación del consorcio son examinar la bioquímica y la genética de la producción de compuestos aromáticos en las levaduras utilizadas en la fermentación de vino y cerveza, generar nuevas cepas de levaduras con perfiles aromáticos mejorados o más variados, y desarrollar nuevos enfoques para ampliar los perfiles aromáticos mediante la cofermentación de diferentes levaduras.
La red proporcionará una formación integral en genética de levaduras, biología sintética, química del sabor y tecnología de fermentación a investigadores noveles mediante formación individual con mentoría en instituciones académicas e industriales, intercambios y estancias intersectoriales e intrasectoriales, y talleres académicos. La participación de líderes de la industria en el consorcio garantiza que los ESR se expongan a los desafíos reales que enfrentan las industrias de fermentación. Mediante la formación en Innovación y Emprendimiento, los ESR desarrollarán las habilidades necesarias para aportar soluciones a estos desafíos. El discurso y la comunicación científicos serán un pilar fundamental de la red de formación.
Se animará a los ESR a comunicar sus ideas a colegas científicos y al público en general para promover la comprensión del papel de la ciencia en el desarrollo económico de dos de nuestras industrias más importantes en la UE. La investigación desarrollada en este proyecto aportará innovación científica y nuevas y emocionantes oportunidades para las principales industrias de fermentación y para las pymes emergentes de cerveza artesanal.
El consorcio se complace en comunicar que todas las tareas se completaron según lo previsto y delineado en la propuesta original. La investigación generada en el proyecto ha ampliado nuestra comprensión de la bioquímica y la genética de la generación de sabor y aroma durante la fermentación. Se examinaron especies de Saccharomyces y levaduras no convencionales para perfiles de sabor deseables, identificando cepas previamente no caracterizadas con nuevos perfiles de sabor. Este conocimiento sentó las bases para la creación de nuevas cepas de levadura mediante diversos enfoques, como el mejoramiento clásico, la formación de híbridos o la evolución adaptativa. Mediante técnicas convencionales y de reciente desarrollo en cromatografía de gases y espectrometría de masas, se identificaron y cuantificaron las moléculas que imparten perfiles de sabor únicos y deseables durante la fermentación. Los análisis del genoma, el transcriptoma y el locus de rasgos cuantitativos de las nuevas cepas revelaron marcadores genéticos, tanto inesperados como esperados, responsables de los cambios de sabor y permitieron una comprensión más profunda de las interacciones entre las vías bioquímicas necesarias para la producción de sabor en las levaduras.
Estos análisis también proporcionaron información sobre el papel, hasta ahora inexplorado, del número de copias de genes y la transcripción de alelos ortólogos en los complejos patrones de expresión génica que sustentan la producción de sabor durante la fermentación. También se realizó una investigación para optimizar el proceso de fermentación y mejorar la producción de sabor. El banco de cepas de levadura con características de sabor mejoradas, generado durante este proyecto, podría explotarse mediante patentes o licencias. Hasta la fecha, ocho de los investigadores de investigación en biología molecular (ESR) han completado sus doctorados y presentado su tesis doctoral, y se espera que el resto presente sus tesis para septiembre de 2022. Se han escrito treinta y dos publicaciones durante el proyecto y se publicarán más en los próximos años. Las actividades del consorcio se han comunicado a las partes interesadas mediante campañas en redes sociales como Twitter y a través de nuestro sitio web www.aromageneisis.com, así como mediante la presentación de la investigación en congresos científicos y actividades de divulgación.
Los ESR han recibido la formación más actualizada y relevante a través de talleres personalizados, series de seminarios y conferencias científicas para permitirles convertirse en "la próxima generación de científicos investigadores para apoyar y expandir las industrias de la cerveza y el vino para el panorama científico y económico del siglo XXI", como se establece en nuestros objetivos originales.
Los sabores y aromas definen la esencia de las bebidas alcohólicas y son características únicas de la bebida fermentada. El sabor y aroma general son el resultado de complejas reacciones metabólicas que ocurren durante las fermentaciones llevadas a cabo por levaduras. Comprender cómo las levaduras contribuyen a los complejos sabores y aromas de la cerveza y el vino es esencial para la mejora de la tecnología de fermentación existente y para el desarrollo de nuevas bebidas con perfiles de sabor mejorados o potenciados.
El proyecto AROMAGENESIS tuvo como objetivo diseccionar las redes genéticas, moleculares y bioquímicas involucradas en la producción de compuestos de sabor y aroma en levaduras utilizadas en fermentaciones de vino y cerveza. Utilizando el conocimiento obtenido de este análisis en profundidad, un objetivo del proyecto es generar nuevas cepas de levaduras con perfiles de sabor mejorados o más variados. Un segundo objetivo del proyecto fue formar a la próxima generación de investigadores con el conocimiento y la experiencia necesarios para las industrias europeas de la cerveza y el vino en expansión. La red brindó una formación integral en genética de levaduras, biología sintética, química del sabor y tecnología de fermentación a investigadores en etapa inicial (ESR) mediante formación individual con mentoría en instituciones académicas e industriales, talleres especializados y estancias interinstitucionales. AROMAGENESIS reúne a un equipo multidisciplinario único de 10 grupos beneficiarios de 7 países diferentes.
El equipo está compuesto por cuatro universidades, tres instituciones de investigación y tres industrias biotecnológicas, así como dos socios industriales. La participación de líderes de la industria en el consorcio garantizó que los ESR se enfrentaran a los desafíos reales que enfrentan las industrias de la fermentación. La formación en investigación impartida como parte del Proyecto AROMAGENESIS dotó a los ESR de las habilidades necesarias para aportar soluciones a estos desafíos.
Este proyecto tiene como objetivo formar a la próxima generación de investigadores para que proporcionen conocimientos y experiencia a dos industrias importantes de la UE, a saber, las industrias de la cerveza y el vino. Las levaduras pertenecientes al grupo Saccharomyces estricto sensu son los caballos de batalla de estas industrias y comprender cómo contribuyen las levaduras a los complejos sabores y aromas de la cerveza y el vino es esencial para mejorar la tecnología de fermentación existente y para el desarrollo de nuevas bebidas sabrosas. El objetivo de investigación del consorcio es examinar la bioquímica y la genética de la producción de compuestos aromáticos en las levaduras utilizadas en las fermentaciones del vino y la cerveza, para generar nuevas cepas de levaduras con un sabor mejorado o más variado. perfiles y desarrollar enfoques novedosos para ampliar los perfiles de sabor a través de la cofermentación de diferentes levaduras.
La red brindará una educación integral en genética de levaduras, biología sintética, química de sabores y tecnología de fermentación para investigadores en etapa inicial a través de capacitación en investigación con tutoría individual en instituciones académicas e industriales, a través de intercambios y adscripciones inter e intrasectoriales y a través de talleres académicos. La participación de líderes de la industria en el consorcio garantiza que los ESR estarán expuestos a desafíos reales que enfrentan las industrias de fermentación y, a través de la capacitación en Innovación y Emprendimiento, los ESR desarrollarán las habilidades para brindar soluciones a estos desafíos.
El discurso científico y la comunicación serán una piedra angular en la red de capacitación. Se animará a los ESR a comunicar sus ideas a sus pares científicos y al público en general para promover la comprensión del papel del esfuerzo científico en el desarrollo económico de dos de nuestras industrias más importantes de la UE. La investigación desarrollada en este proyecto proporcionará innovación científica y nuevas y emocionantes oportunidades para las principales industrias de fermentación y para las PYME emergentes productoras de cerveza artesanal.
Investigadores financiados por la UE están creando nuevos aromas y sabores mejorados para cervezas, vinos y otras bebidas al comienzo de sus carreras. Las famosas cervezas y los vinos finos de Europa se disfrutan en todo el mundo. Pero sus maestros cerveceros y viticultores se enfrentan a una dura competencia de sus rivales internacionales. Una forma de mantener su preeminencia en el mercado global es crear aromas y sabores únicos y emocionantes para sus productos. Con el apoyo del programa de Acciones Marie Sk?odowska-Curie , el proyecto Aromagenesis intervino y formó a la próxima generación de investigadores con el conocimiento y la experiencia necesarios para expandir las industrias europeas de la cerveza y el vino. Los miembros del consorcio, tanto del mundo académico como de la industria, proporcionaron a talentosos investigadores en etapa inicial (ESR) una comprensión integral de la genética de la levadura, la biología sintética, la química del sabor y la tecnología de fermentación.
El sabor y el aroma generales de una bebida son el resultado de complejas reacciones metabólicas realizadas por la levadura durante la fermentación. Al comprender cómo las levaduras contribuyen a la compleja mezcla de sabores y aromas asociados con la cerveza y el vino, así como con otras bebidas como la sidra, los productores pueden mejorar la tecnología de fermentación y sus productos. Una muestra de algo nuevo Los investigadores del ESR estudiaron las redes genéticas, moleculares y bioquímicas implicadas en la producción de compuestos aromáticos y de sabor en la fermentación del vino y la cerveza. «Gracias al conocimiento adquirido en este profundo análisis, podemos generar nuevas cepas de levadura con sabores mejorados o más variados», afirma la coordinadora del proyecto, Ursula Bond.
Los investigadores analizaron levaduras convencionales para vino y cerveza, así como levaduras no convencionales, para identificar cepas previamente no caracterizadas con perfiles de sabor deseables para las industrias actuales del vino y la cerveza. Con este nuevo conocimiento, desarrollaron diversas estrategias, todas ellas con técnicas sin OMG, para generar nuevas cepas de levadura con perfiles de sabor mejorados o modificados. «Estas estrategias incluyeron la inducción de cambios en el número de copias de cromosomas, un enfoque especialmente importante para las levaduras poliploides utilizadas en la elaboración de cervezas lager», comenta Bond. Y añade: «También indujimos cambios en la regulación de las vías bioquímicas responsables de la producción de alcoholes superiores y ésteres, los compuestos responsables del sabor y el aroma producidos durante la fermentación». Dulce olor del éxito La gama de compuestos aromáticos producidos por la levadura durante la fermentación se amplió mediante un enfoque novedoso que aplicó nuevas técnicas para generar híbridos originales de levadura y mejorar su formación.
También se empleó el mejoramiento tradicional para combinar los perfiles de sabor deseados de las levaduras identificadas. Análisis exhaustivos del genoma y del transcriptoma proporcionaron información sobre los complejos patrones de expresión génica que subyacen a la producción de sabor e identificaron genes clave involucrados en el proceso. Todos estos enfoques genéticos se sustentaron en el desarrollo de nuevas formas de detectar y cuantificar los compuestos responsables de la producción de sabor y aroma. "Esto implicó explorar nuevas formas de capturar estos compuestos y mejorar la tecnología para cuantificar los compuestos previamente conocidos y desconocidos", señala Bond. "Finalmente, se realizó una investigación para explorar las influencias bióticas y abióticas en el proceso de fermentación y desarrollar estrategias para mejorarlo", concluye.
El banco de cepas de levadura con características de sabor mejoradas generado durante este proyecto podría explotarse mediante patentes o licencias. Este enfoque también puede utilizarse para desarrollar nuevas "fábricas celulares" de levadura para la biofabricación sostenible de productos farmacéuticos, químicos y combustibles.
Los grupos de investigación, trabajando en conjunto, desarrollaron una estrategia multifacética para mejorar nuestro conocimiento sobre la genética y la bioquímica de la producción de sabor y aroma en especies de levadura. En primer lugar, realizamos un amplio cribado de levaduras convencionales para vino y cerveza, así como de levaduras no convencionales, para identificar cepas no caracterizadas hasta entonces con perfiles de sabor deseables para las industrias actuales del vino y la cerveza. En segundo lugar, con este nuevo conocimiento, desarrollamos diversas estrategias, todas ellas con técnicas no modificadas genéticamente, para generar nuevas cepas de levadura con perfiles de sabor mejorados o alterados. Las estrategias incluyeron la inducción de cambios en el número de copias de cromosomas, un enfoque especialmente importante para las levaduras poliploides utilizadas en la elaboración de cervezas lager. Asimismo, indujimos cambios en la regulación de las vías bioquímicas responsables de la producción de alcoholes superiores y ésteres, compuestos responsables de los perfiles de sabor y aroma producidos durante las fermentaciones.
La creación de híbridos es un enfoque novedoso para ampliar el repertorio de compuestos de sabor producidos por la levadura durante la fermentación. Se desarrollaron nuevas técnicas para mejorar la formación de híbridos y se generó una variedad de nuevos híbridos. Asimismo, se empleó el mejoramiento clásico para combinar los perfiles de sabor preferidos de las levaduras identificadas. Análisis exhaustivos del genoma y del transcriptoma permitieron comprender los complejos patrones de expresión génica que sustentan la producción de sabor e identificar genes clave involucrados en el proceso. Todos estos enfoques genéticos se sustentaron en el desarrollo de nuevas formas de detectar y cuantificar los compuestos responsables de la producción de sabor y aroma. Esto implicó explorar nuevas maneras de capturar estos compuestos y mejorar la tecnología para cuantificar los compuestos previamente conocidos y desconocidos. Finalmente, se realizó una investigación para explorar las influencias bióticas y abióticas en el proceso de fermentación y desarrollar estrategias para mejorarlo. Los investigadores seleccionados tuvieron la oportunidad de formarse y formarse en instituciones de investigación y educación de primer nivel en Europa, así como de interactuar con industrias clave en la fermentación de cerveza y vino.
La naturaleza interdisciplinaria del programa de investigación y formación dotó a los investigadores de diversas habilidades que les permitirán aplicar los amplios conocimientos adquiridos a través de esta red ITN en sus futuras carreras profesionales. Las competencias adquiridas mejorarán considerablemente la empleabilidad futura de los ESR, mientras que el programa de competencias complementarias, impartido como parte del proyecto, los preparará para puestos directivos en el ámbito académico y la industria, permitiéndoles adaptarse y prosperar en diversos entornos. Las innovaciones científicas ofrecen nuevas y emocionantes oportunidades para las industrias de fermentación y para las pymes cerveceras artesanales emergentes, y respaldarán y sostendrán la industria europea de bebidas en el futuro.
- THE PROVOST, FELLOWS, FOUNDATION SCHOLARS & THE OTHER MEMBERS OF BOARD, OF THE COLLEGE OF THE HOLY & UNDIVIDED TRINITY OF QUEEN ELIZABETH NEAR DUBLIN (TRINITY COLLEGE DUBLIN)