Von Hefe produzierte Killertoxine können bei Problemen mit dem Craft-Beer-Brauen helfen

Wenn diastatische Stämme von Saccharomyces cerevisiae oder Bierhefe am falschen Ort landen, können sie zum Albtraum eines Craft-Beer-Brauers werden. Diastatische Hefen sind Hefevarianten, die Glucoamylase absondern, ein Enzym, das Dextrine in einfache Zucker zerlegen kann, was frisches Bier verderben kann, indem es den Alkoholgehalt erhöht, den Geschmack verändert und im schlimmsten Fall Flaschen explodieren lässt.

Eine Möglichkeit, das Problem zu beheben, bevor Flaschen zu zerbrechen beginnen, könnte darin bestehen, sich vor aller Augen zu verstecken. Angewandte und UmweltmikrobiologieEine Gruppe von Brauern und Mikrobiologen berichtet, dass die Lösung für dieses Hefeproblem in anderen Hefen liegen könnte. Die Forscher fanden heraus, dass Proteine, sogenannte Killertoxine, die von vielen Stämmen von S. cerevisiae auf natürliche Weise produziert werden, diastatische Stämme unterdrücken und so helfen könnten, das Problem einzudämmen.

„Wenn es eine diastatische Kontamination gibt, schüttet man das Bier meistens einfach weg, und das ist teuer“, sagte der Mikrobiologe und Hauptautor Paul Rowley, Ph.D., von der University of Idaho. „Was wir in der Arbeit zeigen, ist, dass wir die Killerhefe am Ort der Kontamination hinzufügen können. Es ist ein Sanierungsverfahren, um zu verhindern, dass sich die diastatischen Stämme ausbreiten.“

Diastatische Stämme von S. cerevisiae spielen eine wichtige Rolle beim Brauen belgischer Saisonbiere, die typischerweise einen höheren Alkoholgehalt als andere Sorten haben. Das Problem entsteht, so Rowley, wenn diese Stämme in der Mischung für Pale Ale und andere Sorten landen und eine zweite Gärung auslösen. Obwohl viele Brauereien über robuste Überwachungsmethoden verfügen, um eine Kontamination zu verhindern, können die Stämme unbemerkt bleiben.

„Wenn Sie sich diese Stämme auf einer Agarplatte ansehen würden, könnten Sie morphologisch keinen Unterschied erkennen“, sagte er. Der einzige Unterschied bestehe darin, dass diastatische Hefen eine genetische Veränderung aufweisen, die ihnen eine zusätzliche Fähigkeit verleiht, Reststärke abzubauen. „Hefe sieht aus wie Hefe.“

Große Brauereien vermeiden das Problem, indem sie ihr Bier pasteurisieren. Das Verfahren ist jedoch teuer und einige Kleinbrauereien befürchten, dass sich der Geschmack durch die Pasteurisierung ändert, sagt Nicholas Ketchum, ein Mikrobiologe, der bei der Rhinegeist-Brauerei in Cincinnati, Ohio, arbeitet und Co-Autor der neuen Studie ist. Zu seinen Aufgaben bei Rhinegeist gehört es, auf diastatische Kontamination zu achten.

Die Forschung begann vor einigen Jahren, als Ketchum an einem Community College in Cincinnati einen Kurs in angewandter Mikrobiologie und Brauwesen unterrichtete. Als er eine Vorlesung über wilde Hefen und Killertoxine vorbereitete, erkannte er, dass diese Proteine ​​eine kostengünstige Möglichkeit bieten könnten, diastatische Kontamination zu beheben. Er führte einige Experimente durch, präsentierte vorläufige Ergebnisse auf dem World Brewing Congress 2020 und diskutierte die Arbeit in einem Podcast für Bierbrauer – wo die Erwähnung von Killertoxinen Rowleys Aufmerksamkeit erregte.

Forscher in Rowleys Labor – darunter die damaligen Studenten Victor Zhong und Ximena Garcia – setzten 34 diastatische Hefestämme Saccharomyces-Stämmen aus, die acht bekannte Killertoxine produzierten. Das wirksamste Toxin, K1, verhinderte das Wachstum von mehr als 91 % der getesteten diastatischen Stämme.

Der nächste Schritt bestehe darin, den Mechanismus besser zu verstehen, sagte Ketchum, und einen Weg zu finden, ihn für Craft-Brauer allgemein nutzbar zu machen. „Es gibt mehr Unbekanntes als Bekanntes“ über den Prozess, sagte er. Die Wirksamkeit der Toxine scheint beispielsweise von der Gesamthefemenge in der Mischung abzuhängen und nicht nur von diastatischen Stämmen. Rowley untersucht derzeit auch, wie weit verbreitet das Problem unter Kleinbrauereien ist.

Rowley untersucht weiterhin Killertoxine, die noch nicht gut erforscht sind. „Hefen sind viel komplizierter, als wir vielleicht denken“, sagte er.