La levadura lager europea, que dio origen a una mega industria global, tiene su origen hace miles de años y este sería en la Patagonia Chilena. Así lo confirma un reciente estudio publicado en la revista PLoS Genetics, que se construyó luego de tomar muestras en un rango de más de 2000 kilómetros de la zona centro sur del país, desde la corteza de árboles como la lenga , el coigüe , el ñirre y la araucaria.
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Los científicos del Instituto Milenio de Biología Integrativa (iBio), Francisco Cubillos y Roberto Nespolo, venían trabajando con esta teoría hace ya años, con el fin de aislar las cepas de una levadura abundante en la patagonia, y que genéticamente se condecía con la especie híbrida que usaron los europeos para popularizar la cerveza en todo el mundo. Durante cientos de años, el origen de esa levadura hibrida se desconoció, hasta ahora.
Los muestreos se realizaron entre el 2017 y 2018, en un total de 10 parques y reservas nacionales, abarcando una extensión de 2.090 km, desde la Región del Maule, a la Región de Magallanes y la Antártica Chilena, en el Parque Natural Karukinka, en Tierra del Fuego y se extrajo muestras de un total de 553 cortezas de árboles nativos.
Luego de la exhaustiva búsqueda de la levadura en los bosques nativos, los investigadores lograron aislar 160 cepas de la levadura Saccharomyces eubayanus, el ancestro criolerante de la levadura lager. El estudio confirma que los árboles nativos del género Nothofagus -árboles que se dan en zonas altas, característicos del bosque valdiviano- albergan esta levadura (S. eubayanus) que en los bosques patagónicos fríos tiene la máxima diversidad genética.
Desde allí, se habría dado origen a gran parte de la diversidad actualmente existente en el mundo. Los investigadores además identificaron un grupo seleccionado de cepas con gran potencial para la fabricación de cerveza, según indicó el doctor Cubillos, investigador del iBio y académico de la Universidad de Santiago.
Luego de que los investigadores aislaran, definieran las mejores cepas y las mejoraran, se unieron junto a la cervecería Sayka, de Valdivia, para desarrollar la primera cerveza nacional en base a levadura nativa. Eso, ahora se busca replicar en más cervecerías de Los Ríos, pgo dar el salto a toda la industria local. La meta de los investigadores, más allá de los descubrimientos científicos, es conseguir la ansiada denominación de origen para la cerveza nativa chilena, distintivo que buscan potenciar hacia el mundo.
Travesía
Mientras más al sur recorrían, los especialistas consiguieron aislar más cepas de la levadura que bautizaron como la “madre de la cerveza lager”. Cubillos relata que el año pasado confirmaron que existía esta levadura en la Patagonia Chilena, pero no se tenía mayor información de su estructura poblacional ni de su diversidad.
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“Ahora ampliamos el número de cepas y conocimiento de su diversidad particularmente en la Patagonia, esto nos permite poder promover la generación de nuevos híbridos lager para la elaboración de cerveza, así como el uso de S. eubayanus por si sola”, comentó Cubillos
“Con este estudio estamos demostrando que la Saccharomyces eubayanus es realmente nativa y que habría salido desde acá hacia el hemisferio norte, incluyendo Europa” explicó el investigador de Instituto Milenio de Biología Integrativa (iBio).
Para el doctor Carlos Villarroel, también investigador del iBio, la diversidad genética descubierta se debe cuidar, porque Chile se transformó en un reservorio genético. Pero no sólo eso, sino que otro importante logro del equipo fue que “con técnicas de análisis genético y la colaboración de investigadores de Estados Unidos y Francia, logramos descifrar el genoma completo de 80 de los 160 tipos de levaduras identificadas. Lo que permitirá un gran avance, sobre todo si lo llevamos a la industria de la cerveza”, destacó Villarroel.
Uno de los alcances que tiene este descubrimiento justamente es producir una cerveza artesanal con denominación de origen, muy distinta a lo que ofrece el comercio en la actualidad. El Nespolo, investigador adjunto de iBio y académico de la Universidad Austral y del Doctorado en Ciencias Mención en Ecología y Evolución, explicó que ya se está trabajando con la levadura en distintas cervecerías de la Región de Los Ríos, donde el resultado es una cerveza con que posee un perfil de aromas fenólicos, con tonos florales y un sabor suave pero persistente, muy diferente a la Pilsen tradicional que usa Saccharomyces pastorianus.
Antes de este estudio poco se conocía de la enorme variedad de levaduras presente en Chile y especialmente en la Patagonia. “Desde Talca a karukinka logramos conocer las diferencias de la capacidad fermentativa de la levadura, que es enorme y cómo varía, por ejemplo, con la altitud y la temperatura; es un patrimonio muy grande que no se conocía antes de esta investigación y que abre cientos de posibilidades para la industria cervecera, así como otros rubros”, enfatizó Nespolo.
Pero los estudios sobre la levadura nativa continúan. Los científicos buscan conocer en profundidad la tolerancia al frío, así como también se está realizando un constante mejoramiento genético para su uso en fermentación y los mecanismos de adaptación. También se está preparando un segundo proyecto para poder pasar a la industria cervecera de gran tamaño.
La investigación es el esfuerzo de diversas instituciones que han aportado financiamiento y apoyo de diversos tipos. En primer lugar, el proyecto “Levaduras nativas para cerveza artesanal” del Fondo para la Innovación y la Competitividad (FIC) del Gobierno Regional y del Consejo Regional de la Región de Los Ríos, el Instituto Milenio iBio, FONDECYT y el CAPES (Center for Applied Ecology & Sustainability).
Mejoras en la levadura a través de la luz
Las investigaciones sobre levaduras en el iBio no se quedan allí. Con uso de procesos basados en luz y de genética (optogenética), se ha logrado dar nuevas características y propiedades a la levadura utilizada en cervecerías y panaderías, gracias a otro equipo de investigadores.
Éstos científicos tomaron genes del hongo modelo Neurospora crassa, y los transfirieron a la Saccharomyces cerevisiae, la levadura utilizada desde tiempos bíblicos en la fermentación de alimentos y bebidas, confieriéndole la capacidad de detectar y responder a la luz. Así, los científicos del iBio lograron, gracias a la utilización de técnicas moleculares y procesos ópticos, el control y activación de genes gracias a la estimulación con luz.
Este avance podría ayudar a optimizar procesos biotecnológicos y así llevarlos a procesos industriales, donde se trabaja con altos volúmenes de esta levadura.En el fondo, los científicos del iBio, “le pusieron ojos” a la levadura, la cual es naturalmente ciega a la presencia de luz, permitiéndole detectarla y responder con cambios ante su presencia.
“La optogenética, o utilizar luz para el control de los genes, justamente se refiere a manipular luz/oscuridad como una señal para controlar qué ocurre dentro de una célula, algo que se ha estado haciendo en los últimos años en diversos organismos, incluyendo animales. Es como poder ponerle un “interruptor” o «control remoto» a las células, el cual responde no sólo a la presencia o ausencia de luz, sino que el nivel de respuesta depende de la intensidad de esta, explicó El Dr. Luis Larrondo, director del iBio y académico de Pontificia Universidad Católica.
La primera parte de esta investigación se publicó en la revista mBio, de la American Society for Microbiology, donde también participó el investigador Francisco Salinas, académico de la Universidad Austral de Chile. La propiedad que se buscó controlar por luz en la levadura, fue el atributo de flocular, lo que se refiere al proceso de aglomeración de células, haciendo que caigan al fondo de un recipiente. Así, se puede crecer la levadura en medio líquido hasta que, en respuesta a prender la luz. se les ordena caer al fondo del recipiente. Dicho atributo, y modularlo de forma controlada, es una propiedad apetecida en la industria biotecnológica.
Junto con describir este “interruptor de luz” en levaduras, los investigadores del iBio han estado trabajando, con el apoyo de la Fundación Copec-UC, en el desarrollo de un prototipo que permita entregar luz de forma homogénea y controlada a cultivos de levadura presentes en fermentadores de grandes volúmenes. “Por un lado, hemos estado optimizando la parte molecular (el desarrollo del interruptor optogenético) y por otro, en la parte técnica ingenieril, para sacarle el máximo provecho a nuestro sistema” explicó el director de IBio.
«Si lo que ya hicimos fue ponerle ojos a la levadura, ahora estamos poniéndole anteojos, de manera que mejore su vista. Así, estamos logrando que tenga respuestas (que se prendan genes de interés) a niveles muy bajos de luz, y que el máximo nivel de “prendido” sea aún más alto de lo ya descrito” comenta Larrondo. Y aun cuando el uso de la luz para prender y apagar genes (la optogenética) es algo que ha estado en auge en los últimos años, el gran desafío sigue siendo lograr mayor precisión el cómo se puede utilizar para controlar de forma precisa propiedades biológicas.
