Killerhefen können helfen, ein Problem beim Bierbrauen zu lösen
In einer Proof-of-Concept-Studie stellten die Forscher fest, dass Killer-Toxine bis zu 95 % der diastatischen Hefen hemmten.
Wenn diastatische Stämme von Saccharomyces cerevisiae oder Bierhefe an der falschen Stelle landen, können sie zum Albtraum eines Craft-Bier-Brauers werden. Diastatische Hefen sind Varianten von Hefestämmen, die Glucoamylase absondern, ein Enzym, das Dextrine in Einfachzucker aufspalten kann, der frisches Bier verderben kann, indem er den Alkoholgehalt erhöht, den Geschmack verändert und im schlimmsten Fall Flaschen zum Explodieren bringt.
Eine Möglichkeit, das Problem zu lösen, bevor die Flaschen zu zerbrechen beginnen, könnte sich im Verborgenen abspielen. Diese Woche berichtet eine Gruppe von Brauern und Mikrobiologen in der Zeitschrift Applied and Environmental Microbiology, dass die Lösung für dieses Hefeproblem in anderen Hefen liegen könnte. Die Forscher fanden heraus, dass Proteine, so genannte Killer-Toxine, die von vielen Stämmen von S. cerevisiae auf natürliche Weise produziert werden , diastatische Stämme unterdrücken und so zur Eindämmung des Problems beitragen können.
"Wenn man eine diastatische Kontamination hat, wirft man das Bier meist einfach weg, und das ist teuer", sagte der Mikrobiologe und Hauptautor Paul Rowley, Ph.D., von der University of Idaho. "In unserer Arbeit zeigen wir, dass wir die Killerhefe an der Stelle der Kontamination hinzufügen können. Es handelt sich um ein Sanierungsverfahren, um zu verhindern, dass sich die diastatischen Stämme ausbreiten.
Diastatische Stämme von S. cerevisiae spielen eine wichtige Rolle beim Brauen von belgischem Saisonbier, das in der Regel einen höheren Alkoholgehalt hat als andere Biersorten. Das Problem entsteht, so Rowley, wenn diese Stämme in die Mischung für Pale Ales und andere Biersorten gelangen und eine zweite Gärung auslösen. Obwohl viele Brauereien über robuste Überwachungsmethoden verfügen, um eine Kontamination zu verhindern, können die Stämme entkommen.
"Wenn man sich diese Stämme auf einer Agarplatte ansehen würde, könnte man sie morphologisch nicht unterscheiden", sagte er. Der einzige Unterschied bestehe darin, dass diastatische Hefen eine genetische Veränderung aufweisen, die ihnen eine zusätzliche Fähigkeit zum Abbau von Reststärken verleiht. "Hefe sieht aus wie Hefe".
Große Brauereien umgehen das Problem, indem sie das Bier pasteurisieren, aber das Verfahren ist teuer, und einige kleine Brauereien befürchten, dass die Pasteurisierung den Geschmack verändert, sagte Nicholas Ketchum, ein Mikrobiologe, der bei der Brauerei Rhinegeist in Cincinnati, Ohio, arbeitet und Mitautor der neuen Studie ist. Eine seiner Aufgaben bei Rhinegeist ist es, nach diastatischen Verunreinigungen Ausschau zu halten.
Die Forschungen begannen vor einigen Jahren, als Ketchum einen Kurs über angewandte Mikrobiologie und Brauereiwesen an einem Community College in Cincinnati hielt. Als er eine Vorlesung über wilde Hefen und Killertoxine vorbereitete, wurde ihm klar, dass diese Proteine eine kostengünstige Möglichkeit zur Beseitigung diastatischer Verunreinigungen bieten könnten. Er führte einige Experimente durch, stellte die vorläufigen Ergebnisse auf dem World Brewing Congress 2020 vor und diskutierte die Arbeit in einem Bierbrauer-Podcast, wo die Erwähnung von Killerhefen Rowleys Aufmerksamkeit erregte.
Die Forscher in Rowleys Labor - darunter die damaligen Doktoranden Victor Zhong und Ximena Garcia - setzten 34 diastatische Hefestämme Saccharomyces-Stämmen aus, die acht bekannte Killertoxine produzieren. Das wirksamste Toxin, K1, verhinderte das Wachstum von mehr als 91 % der getesteten diastatischen Stämme.
Der nächste Schritt besteht darin, den Mechanismus besser zu verstehen, so Ketchum, und einen Weg zu finden, ihn für Handwerksbrauer nutzbar zu machen. "Es gibt mehr Unbekannte als Bekannte" über den Prozess, sagte er. Die Wirksamkeit der Toxine scheint zum Beispiel von der Gesamtmenge der Hefe in der Mischung abzuhängen und nicht nur von den diastatischen Stämmen. Rowley untersucht derzeit auch, wie verbreitet das Problem bei kleinen Brauereien ist.
Rowley erforscht weiterhin die Killertoxine, die noch nicht gut untersucht sind. "Hefen sind viel komplizierter, als wir vielleicht denken", sagte er.
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