Генно-модифицированные дрожжи придают пиву интенсивный хмелевой аромат
Исследователи пивоварения из Университета штата Орегон совместно с биоинженерами показали, что генетически модифицированный штамм дрожжей может изменить процесс ферментации для создания пива со значительно более выраженными хмелевыми ароматами.
«Эти открытия могут быть чрезвычайно полезны для создания новых вкусов пива и увеличения числа инструментов, доступных пивоварам для производства пива с сильными и разнообразными тропическими ароматами», — заявил Том Шеллхаммер, профессор науки о ферментации в Университете штата Орегон.
Результаты также демонстрируют, как синтетическая биология может помочь защитить отрасли и потребителей от последствий изменения климата, отметил соавтор статьи Джереми Руп, биоинженер компании Berkeley Yeast, которая разрабатывает штаммы дрожжей с улучшенными свойствами для ферментации.
«Поскольку засухи и лесные пожары начали повреждать урожаи хмеля и других ингредиентов для ароматизации пива, инженерные дрожжи предлагают способ создания этих ароматов, не подверженный влиянию непредсказуемых климатических событий», — сказал Руп. «Они также позволяют пивоварам использовать более полный ароматический потенциал хмеля, тем самым повышая устойчивость как процессов выращивания хмеля, так и пивоварения».
Результаты были недавно опубликованы в журнале Fermentation.
Контекст и проблема
За последние два десятилетия производство крафтового пива в США значительно выросло, а спрос потребителей на хмелевые сорта пива, такие как индийские пейл-эли, с выраженными тропическими и фруктовыми ароматами, увеличился.
Хмелевое пиво обычно достигается добавлением большого количества ароматического хмеля, где эфирные масла являются основным источником аромата. Эти масла содержат множество соединений, включая тиолы, которые придают пиву тропические ароматы.
Однако содержание тиолов может значительно варьироваться в зависимости от сорта хмеля и урожая. Кроме того, значительная часть тиолов в хмеле связана с другими молекулами, что делает их неароматическими предшественниками. Новые генетически модифицированные дрожжи предназначены для использования этого резервуара ароматических предшественников и увеличения количества свободных тиолов, обеспечивающих желаемый аромат, в готовом пиве.
Метод исследования
Шеллхаммер совместно с Ричардом Молитором, бывшим аспирантом Университета штата Орегон, и командой ученых из Berkeley Yeast поставили цель повысить концентрации тропических тиолов в пиве, не требуя от пивоваров использования дополнительного хмеля.
Для этого команда генетически модифицировала штамм пивоваренных дрожжей, чтобы он экспрессировал фермент, увеличивающий выработку двух тропических тиолов во время брожения. Этот фермент работает путем преобразования молекул-предшественников тиолов (безвкусных, но обильных в хмеле и ячмене) в летучие тиолы 3-меркаптогексан-1-ол (3MH) и 3-меркаптогексилацетат (3MHA). Эти молекулы содержатся во многих тропических фруктах (гуава, маракуйя) и придают сильные тропические ароматы.
Исследователи сварили партии пива, используя четыре версии генетически модифицированного штамма дрожжей и обычную, немодифицированную версию.
Результаты
Генно-модифицированные штаммы произвели пиво с концентрациями 3MH и 3MHA в 73 и 8 раз выше соответственно, по сравнению с исходным немодифицированным штаммом.
«Когда я пробовал это пиво, у меня глаза на лоб полезли. Это действительно представляет собой квантовый, а не постепенный сдвиг в выражении этих сильных ароматов», — сказал Шеллхаммер.
Пиво, сваренное с модифицированными штаммами, было описано как интенсивно тропическое и фруктовое, с ароматами гуавы, маракуйи, манго и ананаса. Исследователи также отметили, что дрожжевые штаммы не создавали посторонних привкусов и не влияли негативно на процесс ферментации.
Практическое применение и устойчивость
Штаммы дрожжей, использованные в исследовании, уже применяются более чем на 100 пивоварнях в США. Часть привлекательности для пивоваров, по словам Рупа, заключается в том, что хмель дорог и уязвим к изменению климата, поскольку требует значительного количества воды и чувствителен к засухе.
«Генетически модифицированные дрожжи предоставляют пивоварам альтернативный способ создания тропического фруктового вкуса без reliance на большое количество хмеля. Это также обеспечивает большую стабильность процесса пивоварения», — сказал Руп.
Новые штаммы не предназначены для замены хмеля. Вместо этого они предлагают пивоварам новый инструмент для создания интересного и distinctive пива, одновременно повышая устойчивость всей цепочки поставок пивоварения, заключил Шеллхаммер.