Учёные взялись за молекулярные ножницы и сварили пиво без хмеля
Для любого пивовара и ценителя пива хмель имеет почти сакральное значение. Похожие на шишки цветки этого растения придают пенному напитку характерную горечь и запоминающийся аромат. Вот почему новая работа биологов из Калифорнийского университета в Беркли на первый взгляд может показаться надругательством над самой идеей пивоварения. В своей лаборатории учёные сварили "хмельное" пиво без хмеля.
Авторы проекта "Пивоваренная наука Беркли" Чарльз Денби (Charles Denby) и Рэйчел Ли (Rachel Li) использовали генетически модифицированные дрожжи, которые не только поддерживали брожение, но и придавали пиву знакомыйвкус. Настолько знакомый, что сотрудники американской пивоваренной компании Lagunitas во время слепой дегустации признали "лабораторное" пиво более "хмелевым", чем традиционное, и отметили лёгкие фруктовые нотки.
В 1516 году баварский герцог Вильгельм IV издал закон "о чистоте пива", в котором на века были установлены четыре канонических ингредиента: вода, хмель, ячменный солод и дрожжи. И единственной причиной, заставившей учёных вмешаться в эту священную формулу, стал тот факт, что выращивание хмеля достаточно затратное и требует много влаги. На полив сельскохозяйственных культур для производства одной пинты крафтового пива расходуется пятьдесят пинт воды.
"Я надеюсь, что если при помощи этой технологии мы сможем делать отличное пиво, процесс производства которого будет более экологически рациональным, люди поймут нас", – объясняет Денби в пресс-релизе.
Штаммы дрожжей были изменены с использованием геномных ножниц CRISPR-Cas9 — простого и недорогого инструмента, который широко используется для редактирования геномов растений и животных, а также был опробован на человеке.
Всего учёные вставили в ДНК дрожжей четыре новых гена. Два из них были "позаимствованы" у мяты и базилика. Они отвечают за производство ферментов линалолсинтазы и гераниолсинтазы, которые участвуют в продуцировании общих для многих растений ароматических веществ. Ещё два гена, полученные от других видов дрожжей, стимулировали производство молекул-предшественников, необходимых для синтеза основных компонентов хмелевого вкуса – линалоола и гераниола.
Вместе с новыми генами в ДНК дрожжей вставили так называемые промоторы, которые регулируют синтез белка. С помощью специально разработанной программы, исследователи рассчитали правильное их сочетание, которое обеспечивало содержание линалула и гераниола в экспериментальном пиве в тех же пропорциях, что и в коммерческом.
Затем они обратились к Чарльзу Бамфорту (Charles Bamforth) — признанному эксперту пивоварения из Калифорнийского университета, и попросили его сварить пиво из трёх наиболее перспективных штаммов. При этом хмель использовался только на начальном этапе заваривания сусла, чтобы получить горечь без хмелевого аромата, а затем в дело вступали модифицированные дрожжи. Бамфорт также сварил обыкновенное пиво со стандартными ингредиентами, а для сравнения результатов на дегустацию пригласили 27 сотрудников пивоваренного завода.
"Это была одна из наших первых дегустаций, и нас очень обнадёживает тот факт, что экспериментальное пиво было признано более хмелевым, чем два сорта , которые на самом деле были сварены с использованием хмеля", – говорит Ли.
Подробнее с секретами производства нового пива можно ознакомиться, прочитав статью, опубликованную учёными в журнале Nature Communications.
Кстати, учёные берутся за варку пенного напитка уже не в первый раз. Например, ранее проект "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывал о разработке первого пробиотического пива.