Estudio molecular y cinético de la captación de glucosa y fructosa por levaduras de la especie Saccharomyces cerevisiae aisladas de una bodega de la región del Añelo.

Abstract

Argentina no cuenta, al día de hoy, con una producción de cepas autóctonas de levaduras con buenas características tecnológicas y enológicas capaces de insertarse en el mercado vitivinícola regional. El aislamiento y caracterización a nivel molecular y fermentativo de estos microorganismos es determinante para el desarrollo económico de esta actividad a nivel nacional. Ocho cepas originarias de la Patagonia Norte, previamente caracterizadas como Saccharomyces cerevisiae a nivel genómico, fueron estudiadas según sus capacidades a nivel fermentativo, haciendo hincapié en el paso limitante de la utilización de azúcares, que es el transporte de los mismos a través de la membrana plasmática. De esta forma, se analizaron los perfiles de consumo en diferentes caldos a fin de obtener datos a nivel teórico, potencialmente extrapolables a condiciones de fermentación enológica. De las ocho iniciales, tres cepas, identificadas en estudios preliminares como ÑNM10,

ÑIF8 y ÑMN16, fueron elegidas a partir de sus perfiles fermentativos. Cada uno de los análisis realizados se contrastó con una cepa de uso frecuente en la vitivinicultura local tomada como patrón, EC1118, de la cual existe abundante bibliografía relacionada tanto a su desempeño tecnológico como a su metabolismo a nivel molecular. La caracterización metabólica consistió en evaluar la resistencia a altas presiones osmóticas y en comparar los perfiles fermentativos frente a glucosa, fructosa, una mezcla de ambas hexosas y mosto de uvas variedad Pinot noir. También fueron analizados el consumo de azúcares y la expresión molecular de los transportadores de hexosas más importantes en cada cepa a lo largo de una fermentación. La expresión de los transportadores de hexosas durante las fermentaciones reveló diferencias interesantes en la respuesta de cada cepa para el consumo de azúcar, donde los transportadores HXT2 y HXT5 mostraron cambios significativos en la expresión en cepas de la Patagonia, que normalmente se asocian a la resistencia a condiciones ambientales estresantes. Los resultados obtenidos combinando las características estudiadas, tanto a nivel enológico como molecular, son sumamente alentadores, evidenciando que las cepas ÑIF8 y ÑMN16 presentan un elevado potencial para su aplicación en las vinificaciones locales. Ensayos actualmente en desarrollo, llevados a cabo a escala piloto, determinarán la posibilidad de utilizar estas cepas, con características tecnológicas prometedoras, a nivel industrial.

At present, Argentina does not count with a production of indigenous yeast strains with good technological and oenological features, able to get into the regional winery market. Isolation and molecular characterization of these microorganisms and its fermentation attributes is crucial to the economic development of this activity in the country. Eight strains isolated from North Patagonia, previously characterized at the genomic level as Saccharomyces cerevisiae, were studied for their fermentation behavior, emphasizing the limiting step in the use of sugars, which is their transport through the plasma membrane. Thus, consumption profiles were analyzed in different broth in order to obtain data at a theoretical level, and virtually apply them to an oenological fermentation environment. Three of the eight initial strains, identified in preliminary studies as ÑNM10, ÑIF8 and ÑMN16, were chosen by their fermentation profiles. Each one of the analysis was contrasted with a strain commonly used as a starter in local wineries and therefore considered as standard, EC1118, and whose technological performance and metabolism at the molecular level was abundantly studied in literature. Metabolic characterization was made to evaluate their resistance to high osmotic pressures and to contrast fermentation profiles of glucose, fructose, a mixture of both hexoses and Pinot noir grape musts. Consumption of sugars and molecular expression of the most important hexose transporters in each strain along fermentation was evaluated. The expression of hexose transporters during fermentations revealed interesting differences in the response of each strain to sugar consumption, where transporters HXT2 and HXT5 showed significant changes in expression in Patagonian strains, which are normally associated to endurance to environment stress conditions. The results obtained by combining the characteristics studied, both at oenological andmolecular level, are extremely encouraging, showing that strains ÑMN16 and ÑIF8 have a high potential for application in local winemaking. Currently developing assays, carried out on a pilot scale, will determine the possibility of using these strains, with promising technological features at industrial scale.