Mit Hilfe der Molekularbiologie könnte die Qualität des brasilianischen Bieres – vor allem im Sommer das beliebteste alkoholische Getränk des Landes – bald deutlich verbessert werden.
Forscher von EasyOmics, einem Startup mit Sitz in Mogi das Cruzes im Großraum São Paulo (Brasilien), verwenden Techniken, die für diese wissenschaftliche Disziplin, die die physikalische und chemische Struktur von Makromolekülen untersucht, einzigartig sind, um ein System zu entwickeln, das das Vorhandensein von Mikroorganismen erkennt den Geschmack und das Aroma des Bieres zu beeinträchtigen.
Das Tool kann von Brauereien in allen Phasen der Bierherstellung und an Verkaufsstellen eingesetzt werden.
„Brauereien achten bereits auf bierschädigende Mikroorganismen nicht nur im Endprodukt, sondern auch in Proben, die an wichtigen Punkten entlang der Produktionslinie gesammelt werden“, sagte Rene Aduan Junior, Biotechnologe und Braumeister bei EasyOmics.
„Mit dem Tool, das wir entwickeln, wird es möglich sein, diese Kontrollen an verschiedenen anderen Stellen im Prozess durchzuführen, vom Rohmaterial bis zum Verkaufsort. Es wird das Vorhandensein bierschädigender Mikroorganismen schneller und mit größerer Empfindlichkeit und Präzision erkennen.“ „
Der Proof of Concept ist abgeschlossen und laut Aduan wird das System noch in diesem Jahr in Brauereien zum Einsatz kommen. „Wir sind auf dem Weg, einen Prototyp für Brauereien fertigzustellen“, sagte er.
Ein herkömmliches Gerät für diesen Zweck kostet zwischen 50.000 und 60.000 BRL (heute etwa 11.500 USD). „Wir möchten kleineren Brauereien eine günstigere Option anbieten. Obwohl die Giganten den Markt mit einem Anteil von fast 90 % dominieren, möchten wir eine Lösung für Kleinst-, Klein- und Mittelproduzenten anbieten. Wir wissen, wie wichtig es ist, die Verbreitung von Innovationen zu unterstützen.“ Bereiche, in denen es fehlt“, sagte Aduan.
Die Forscher des Startups wollen ein einfaches, kompaktes System entwickeln, das sich leicht dorthin bewegen lässt, wo es benötigt wird. Das Gerät sollte außerdem intuitiv zu bedienen sein, sodass es auch von jedem ohne Erfahrung in der Mikrobiologie bedient werden kann. „Der Benutzer muss lediglich die Probe sammeln, was die Brauer bereits tun“, sagte Aduan.
Schnelle Analysen und Entscheidungen
Das System arbeitet schnell und effizient, um die erforderliche Analyse zu erstellen, sodass Brauereien schnell alle notwendigen Entscheidungen treffen können, wenn verderbniserregende Mikroorganismen entdeckt werden. Das Ergebnis liegt in nur einer Stunde vor, im Vergleich zu ein bis zwei Wochen bei herkömmlichen Testergebnissen. Diese Agilität wird künftige Widrigkeiten im Bierherstellungsprozess vermeiden.
„Je schneller es geht, desto besser. Je länger die Flüssigkeit im Tank gehalten wird, desto länger dauert die Herstellung des Bieres“, sagte Aduan.
Wenn vor der Abfüllung eine kleine Menge verderbniserregender Mikroorganismen festgestellt wird, können diese mit sieben oder acht Pasteurisierungseinheiten (PUs) eliminiert oder inertisiert werden. Eine PU ist definiert als eine Minute bei 60 °C oder die entsprechende Zeit-Temperatur-Einwirkung auf Mikroorganismen. Normalerweise werden 10–100 VE Bier verabreicht, in den meisten Fällen reichen jedoch 5 VE aus. „Höhere Kontaminationsgrade erfordern mehr PUs“, sagte er.
Die Pasteurisierung sei ein kritischer Schritt bei der Bierherstellung, erklärte er. Es verbraucht viel Energie und wenn es nicht richtig durchgeführt wird, kann es nach der Abfüllung des Bieres zu Problemen kommen, einschließlich einer Verkürzung der Haltbarkeit.
Die vom Startup entwickelte Lösung wird es Brauereien ermöglichen, den Grad der Pasteurisierung an den Grad der Kontamination anzupassen und so die Kosten des Prozesses und die Haltbarkeit des Endprodukts zu optimieren. Dies gewährleistet mikrobiologische Stabilität bei geringerem Energieaufwand.
„Das Endprodukt wird besser sein und die Brauerei wird dabei wirtschaftlicher sein. Für die Verbraucher wird das mit unserem Werkzeug hergestellte Bier weniger Mikroorganismen enthalten, da die Prozesskontrolle besser ist“, sagte Aduan.
Qualitätsmanagement
Das Startup hat Vereinbarungen mit mehreren Brauereien und arbeitet mit ihnen zusammen, um das System anhand eines Vergleichs mit dem herkömmlichen Verfahren zu kalibrieren. „Diese Phase ist komplex, da jede Brauerei über ein eigenes Qualitätsmanagementsystem verfügt und die Technologie daher keine Blackbox sein kann. Sobald diese Kalibrierung abgeschlossen ist, werden wir das Wissen direkt in die industrielle Umgebung übertragen“, sagte Aduan.
Die Idee besteht zunächst darin, eine Lösung für die Hauptschwierigkeiten von Brauereien anzubieten und dann Tools für das Qualitätsmanagement hinzuzufügen.
„Wir planen, uns näher mit den verschiedenen Teilen des Produktionsprozesses vertraut zu machen und ein Standardverfahren zu erstellen. Das wird eine Lernkurve sein, nicht nur für Bier, sondern auch für Wein und andere Getränke“, erklärte er.
Um die Lösung des Startups optimal nutzen zu können, müssen Brauereien über einen funktionierenden Qualitätsmanagementprozess verfügen, so Aduan, der über umfangreiche Erfahrung in der Qualitätskontrolle von Bier verfügt und sich der Bedeutung integrierter Lösungen bewusst ist, die eine globale Analyse des Bieres ermöglichen Verfahren.
Seiner Ansicht nach ist diese Produktqualitätskultur bei den hiesigen Brauereien immer noch im Entstehen begriffen, obwohl Brasilien der drittgrößte Bierproduzent der Welt ist. Laut dem vom Landwirtschaftsministerium (MAPA) herausgegebenen Bierjahrbuch 2022 gibt es 1.729 registrierte Brauereien. Jährlich werden fast 200 Millionen Liter Bier exportiert, und die Branche erwirtschaftet 2 % des Bruttoinlandsprodukts (BIP).
„Derzeit gibt es keine solche Integration und es besteht ein Missverhältnis zwischen den Brauereien und den Anforderungen des Bierproduktionsprozesses, insbesondere im Hinblick auf die Zeit“, sagte er.
EasyOmics möchte den Einsatz seines Geräts außerhalb der Brauerei fördern, sowohl vor als auch nach der Produktion. Es ist möglich, zunächst die zur Bierherstellung verwendeten Rohstoffe zu analysieren, insbesondere Wasser, Malz und Hopfen.
„Ein Großteil des Prozesses kann vom Qualitätskontrollteam der Brauerei durchgeführt werden. Am Verkaufsort können Tests direkt am Zapfhahn des Bieres durchgeführt werden, wodurch eine neue Qualitätskontrollstufe in der Wertschöpfungskette entsteht“, sagte er.
Ein weiterer interessanter Punkt ist, dass das Konzept in Werkzeugen für andere Segmente der Lebensmittel- und Getränkeindustrie eingesetzt werden kann. „Wir können damit beginnen, weitere Märkte im Zusammenhang mit der Brauereiindustrie hinzuzufügen, während wir die Lösung weiterentwickeln“, sagte er.
Vom Feld auf den Tisch
Die Idee, das Tool zu entwickeln, entstand während eines bierbefeuerten Gesprächs zwischen Aduan und seinen Geschäftspartnern Regina Oliveira, Daniela Jabes und Fabiano Menegidio – Forschern in Mikrobiologie und Bioinformatik – über mögliche Lösungen für die Lebensmittel- und Getränkeindustrie mithilfe der Molekularbiologie.
„Die Industrie kann vom Einsatz biotechnologischer Verfahren profitieren. Bei Brauereien wird Technologie im Produktionsprozess kaum eingesetzt. Diese Lücke wollen wir schließen“, sagte Aduan.
„Der Proof of Concept im Labor unterscheidet sich vom Proof of Concept im industriellen Umfeld. In der Industrie hören wir mehr zu als reden. Wir sammeln Wissen und die Wirkung des Produkts erhöht sich. Meine Marktforschung zeigt, dass eine Nachfrage nach dieser Lösung besteht.“