Mikrobiolodzy rozwiązali jeden z wieloletnich problemów piwowarstwa - uodparniania smaku piwa na wysokie ciśnienie podczas warzenia. W tym celu musieli zagłębić się w DNA drożdży piwnych i edytować kod związany z nasyceniem smaku.

Biolodzy z Katolickiego Uniwersytetu w Leuven (Belgia) stworzyli „plaster genetyczny” dla drożdży piwnych, który pozwala warzyć piwo pod wysokim ciśnieniem bez utraty smaku. Po edycji genomu za pomocą technologii CRISPR/Cas9 drożdże wytwarzały średnio o 145% więcej aromatycznych estrów podczas gotowania pod ciśnieniem, donoszą naukowcy w czasopiśmie Applied and Environmental Microbiology.

Dawniej piwo warzono w otwartych, poziomych pojemnikach, ale wraz ze wzrostem konsumpcji piwowarzy przenieśli się na duże, zamknięte naczynia. Łatwiej je napełniać, opróżniać i czyścić, a szczelne pojemniki nie dopuszczają do piwa drobnoustrojów i zanieczyszczeń, niszcząc je. Drożdże nie lubią obcych zanieczyszczeń podczas procesu fermentacji.

Jednak duże zamknięte naczynia również nie są idealne do warzenia piwa. W takich naczyniach ciśnienie stale wzrasta, co wpływa na fermentację i pogarsza smak napoju. Nadmierne ciśnienie zmniejsza wytwarzanie octanu izoamylu, estru, który nadaje zapach i smak banana (lub gruszki). Co dziwne, to właśnie ten owocowy składnik sprawia, że ​​ogólny smak piwa jest tak charakterystyczny i pełny. I jest bardzo wrażliwy na ciśnienie: już po 0,5 bara (połowa ciśnienia atmosferycznego) produkcja octanu izoamylu spada wykładniczo, a przy 2,7 ​​bara zatrzymuje się całkowicie.

W dużych zbiornikach przemysłowych sama ciecz wytwarza ciśnienie hydrostatyczne do 1,8 bara. Same drożdże podczas fermentacji uwalniają nie tylko alkohol, ale także dwutlenek węgla, co zwiększa ciśnienie. Gaz ten jest głęboko rozpuszczony w cieczy i nie można go szybko usunąć. Ogólnie rzecz biorąc, prawie nie można całkowicie pozbyć się wzrostu ciśnienia podczas warzenia piwa. Nie trzeba, bo nadciśnienie może się przydać: na przykład hamuje powstawanie alkoholi fuzlowych i estrów octanowych, co jest dobre dla jakości piwa. Dlatego warto zadbać o to, aby smak piwa był odporny na wysokie ciśnienie warzenia.

Naukowcy próbowali dowiedzieć się, które geny w drożdżach piwnych odpowiadają za produkcję octanu izoamylu podczas fermentacji. Okazało się, że wytwarzanie „owocowego smaku” można regulować pojedynczym „przełącznikiem” – mutacją w genie MDS3. Korzystając z technologii CRISPR/Cas9, biolodzy dokonali edycji genomu 423 szczepów drożdży piwnych Saccharomyces cerevisiae, nadając im zdolność do aktywnego wytwarzania octanu izoamylu pod nadmiernym ciśnieniem.

Schemat aparatury laboratoryjnej do warzenia piwa od belgijskich naukowców 

Aby przetestować wynik, biolodzy wykorzystali domowy aparat do warzenia piwa, podobny w charakterystyce do dużych przemysłowych zakładów piwowarskich. Zgodnie z oczekiwaniami, genetycznie zmodyfikowane drożdże stały się mniej wrażliwe na ciśnienie CO2. Nawet przy 1,65-1,8 bara produkcja octanu izoamylu minimalnie spadła, a średnio jego produkcja przy nadciśnieniu wzrosła o 145% w stosunku do konwencjonalnych drożdży. Naukowcy są pewni, że ich metoda zainteresuje piwowarów i szybko podbije rynek, ponieważ pozwala produkować ogromne ilości piwa o głębokim i bogatym smaku.