科技日报记者 陆成宽

古人是怎样发酵奶制品的？古DNA研究告诉你答案。记者26日从中国科学院古脊椎动物与古人类研究所获悉,利用古DNA技术,我国科研人员在国际上首次开展古代奶制品全基因组研究,揭示了奶制品发酵技术的交流扩散历史。相关研究成果在线发表于《细胞》杂志。

食品发酵是人类历史上最古老的利用微生物进行生产实践的行为,发酵奶制品可能是最早出现的发酵食品。尽管人类食用发酵奶制品的历史悠久,但目前我们对人类应用发酵微生物的历史,以及发酵微生物本身的演化过程知之甚少。幸运的是,古DNA技术为弄清这些问题,带来了新希望。

此次,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所付巧妹研究员团队联合中国科学院大学人文学院杨益民教授,以及新疆文物考古研究所、新疆大学、国家文物局考古研究中心、北京大学第三医院等单位,对新疆小河墓地出土的“最古老奶酪”展开了系统性古微生物基因组研究。

事实上,新疆小河墓地出土的“最古老奶酪”,此前已被科研人员鉴定为开菲尔奶酪,它源自开菲尔酸奶,由类似酒曲的开菲尔粒在奶中发酵而成。然而,历经时间洗礼,“最古老奶酪”中的乳酸菌含量仅有0.43%-0.55%,很难捕获。付巧妹团队历经11年探索,自主设计了乳酸菌全基因组位点探针,从样本中捕获富集到64%-80%的乳酸菌,让古代全基因组研究成为可能。

本项研究中,科研人员从距今约3500年的3例古老奶酪样本中,提取出高质量的古代开菲尔奶酪中的乳酸菌基因组。研究发现,样本中的微生物群落与欧洲菌株属于不同分支,这揭示开菲尔乳酸菌的另一独立的、东亚内陆传播路线。

同时,通过探索开菲尔乳酸菌适应性演化历程,科研人员厘清了新疆塔里木盆地古人群的生活方式、技术文化的交流和发展过程,以及古人群开菲尔乳酸菌的协同演化历史。

对此,国际相关专家评价,“这是领域里很罕见的挖掘全新数据的古DNA研究”“这一首例来自考古样本的共生微生物基因组意义重大,为欧亚草原中部人群的迁徙交流与微生物驯化历史带来新认识”。

付巧妹表示,这项研究以与人类活动和生业模式息息相关的共生微生物为突破口,用前所未有的古分子证据,揭开过去人群对微生物的应用驯化和传播交流历史,从分子机制层面厘清相关菌株的引入、传播和演变历程,为深入理解相关人群技术文化的交流发展与环境高度动态的相互作用,提供了全新思路和独特视角。