Zum Wohl! Besseres Bier dank neuer Hefestämme
Die berühmten Biere und feinen Weine Europas werden in der ganzen Welt genossen. Doch die Brauereien und Weinbetriebe stehen mit internationaler Konkurrenz im harten Wettbewerb. Eine Möglichkeit, ihre Vorrangstellung auf dem Weltmarkt zu behaupten, besteht darin, einzigartige und aufregende Aromen und Geschmacksrichtungen für ihre Produkte auszutüfteln. Mit Unterstützung der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen wurde das Projekt Aromagenesis ins Leben gerufen, um die nächste Forschungsgeneration auszubilden, die über das nötige Wissen und die erforderliche Expertise verfügt, um die europäische Bier- und Weinindustrie weiter wachsen zu lassen. Die Konsortiumsmitglieder aus Wissenschaft und Industrie vermittelten talentierten Nachwuchsforschenden ein umfassendes Verständnis der Hefegenetik, der synthetischen Biologie, der Aromachemie und der Gärtechnik. Der Gesamtgeschmack und das Aroma eines Getränks entstehen als Ergebnis komplexer Stoffwechselreaktionen, die während der Hefegärung stattfinden. Wenn die Erzeugenden verstehen, wie Hefen zu der komplexen Mischung aus Geschmacksrichtungen und Aromen beitragen, die mit Bier und Wein sowie anderen Getränken wie Apfelwein verbunden ist, können sie die Gärtechnik verbessern und ihre Produkte optimieren.
Ein Vorgeschmack auf etwas Neues
Die Nachwuchsforschenden untersuchten die genetischen, molekularen und biochemischen Netzwerke, die an der Produktion von Geschmacks- und Aromastoffen bei der Gärung von Wein und Bier beteiligt sind. „Mit den Erkenntnissen aus dieser eingehenden Analyse können wir neue Hefestämme mit verbesserten oder vielfältigeren Geschmacksrichtungen erzeugen“, bemerkt Projektkoordinatorin Ursula Bond. Die Forschenden untersuchten herkömmliche Wein- und Bierhefen sowie nicht-konventionelle Hefen, um bisher uncharakterisierte Stämme mit wünschenswerten Geschmacksprofilen für die heutige Wein- und Bierindustrie zu ermitteln. Auf der Grundlage dieses neuen Wissens erarbeiteten sie mehrere Strategien – mit gentechnikfreien Verfahren – zur Erzeugung neuer Hefestämme mit verbesserten oder veränderten Geschmacksprofilen. „Zu diesen Strategien gehörte die Veränderung der Kopienzahl der Chromosomen – ein Ansatz, der besonders für die polyploiden Hefen wichtig war, die bei der Herstellung von Lagerbieren genutzt werden“, kommentiert Bond. Sie fügt hinzu: „Wir haben zudem Veränderungen in der Regulierung der biochemischen Pfade herbeigeführt, die für die Produktion höherer Alkohole und Ester verantwortlich sind, also der Verbindungen, die den Geschmack und das Aroma während der Gärung bestimmen.“
Der süße Duft des Erfolgs
Die Vielfalt der von der Hefe während der Gärung erzeugten Geschmacksrichtungen wurde durch einen neuartigen Ansatz erweitert, bei dem neue Verfahren zur Erzeugung origineller Hefehybride und zur Verbesserung ihrer Bildung eingesetzt wurden. Auch die traditionelle Züchtung wurde genutzt, um die gewünschten Geschmacksprofile der ausgesuchten Hefen zu kombinieren. Eingehende Genom- und Transkriptomanalysen boten Einblicke in die komplexen Genexpressionsmuster, die der Geschmacksbildung zugrundeliegen, und enthüllten Schlüsselgene, die an diesem Prozess beteiligt sind. Hinter all diesen genetischen Ansätzen stand die Entwicklung neuer Methoden zum Nachweis und zur Quantifizierung der für die Geschmacks- und Aromabildung verantwortlichen Verbindungen. „Dazu gehörte die Erforschung neuer Methoden zum Einfangen dieser Verbindungen und die Verbesserung der Technologie zur Quantifizierung der bisher bekannten und unbekannten Verbindungen“, bemerkt Bond. „Abschließend wurden Forschungsarbeiten durchgeführt, um die biotischen und abiotischen Einflüsse auf den Gärungsprozess zu untersuchen und Strategien zur Verbesserung der Prozesse auszuarbeiten“, schließt sie. Die im Rahmen dieses Projekts gewonnenen Hefestämme mit verbesserten Geschmackseigenschaften können durch Patentierung oder Lizenzierung verwertet werden. Dieser Ansatz kann auch zur Entwicklung neuartiger „Hefezellfabriken“ für die nachhaltige Bioproduktion von Arzneimitteln, Chemikalien und Kraftstoffen verwendet werden.
Schlüsselbegriffe
Aromagenesis, Hefe, Geschmack, Aroma, Bier, Wein
