Forscher untersuchen die Auswirkungen der Mikrogravitation auf die Gärung

Eine aktuelle Studie von Forschern der University of Florida gibt Aufschluss darüber, wie sich Bierhefe bei der Gärung im Weltraum verhalten könnte. Die Forschung ist veröffentlicht im Journal Getränke.

Obwohl das Konzept zunächst trivial klingt, hat es laut der Studie, die in Zusammenarbeit zwischen Forschern der Abteilungen für Lebensmittelwissenschaft und menschliche Ernährung sowie der Abteilung für Gartenbauwissenschaften der UF/IFAS durchgeführt wurde, weitreichende Anwendungsmöglichkeiten.

Fermentation ist ein wesentlicher Prozess bei der Herstellung von Lebensmitteln wie Brot, Joghurt und Kombucha. Auch Biokraftstoffe und viele Arzneimittel werden durch Fermentation hergestellt. Die Forscher entschieden sich jedoch für die Analyse der Bierhefegärung, da die Menschheit bereits seit Tausenden von Jahren Bier braut und es darüber ein fundiertes Wissen gibt.

„Wir werden in Zukunft mit Sicherheit Fermentationen unter Mikrogravitation durchführen, während wir die Weltraumforschung fortsetzen, und es wird Ergebnisse geben, die für uns sehr schwer vorherzusagen sein werden“, sagte Studienautor Andrew MacIntosh, außerordentlicher Professor für Lebensmittelwissenschaft an der UF/IFAS.

„Es ist wichtig, dass wir uns jetzt einige dieser Ergebnisse ansehen, damit wir entscheiden können, welche Prozesse wir als Erstes unter Mikrogravitation durchführen, wie wir sie anpassen und wie wir die Veränderungen, die wir beobachten, zu unserem Vorteil nutzen können.“

Pedro Fernandez Mendoza leitete die Studie als Student. Sein Team nahm Gerste aus Live Oak, Florida, und zerstampfte sie, um Würze herzustellen, eine flüssige Lösung aus extrahierten Körnern. Sie teilten die Würze in sechs identische Proben auf und leiteten die Gärung ein, indem sie die Proben in Röhrchen mit Saccharomyces pastorianus vermischten, der Bierhefeart, die zum Brauen von Lagerbieren verwendet wird.

Drei Röhrchen dienten als Kontrollen und drei Röhrchen wurden in einen Klinostaten gegeben, ein Gerät, das Mikrogravitation simuliert, indem es Proben um eine horizontale Achse rotieren lässt.

Wie die Forscher vermuteten, hatte die Mikrogravitation keinen negativen Einfluss auf die Anzahl der Hefezellen oder ihre Lebensfähigkeit. Stattdessen erhöhte sich die Gärungsrate. Sie führten dieses Ergebnis auf die ständige Schwebe der Zellen zurück, ein Zustand, der die Nährstoffverfügbarkeit maximierte, indem er ein Absetzen verhinderte.

Überraschenderweise produzierte die der Mikrogravitation ausgesetzte Hefe jedoch weniger Ester, also Nebenprodukte der Gärung, die sowohl erwünschte als auch unerwünschte Bieraromen erzeugen. Obwohl die Suspension dafür verantwortlich sein könnte, fanden die Forscher heraus, dass auch ein Hefegen, das die Esterproduktion reguliert, eine Rolle spielen könnte; das Gen wurde in Hefeproben, die der Mikrogravitation ausgesetzt waren, weniger stark exprimiert als in Kontrollproben.

Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass die in den Mikrogravitationsproben beobachteten Esterwerte wahrscheinlich zur Entstehung eines Produkts höherer Qualität führen würden als die in den Kontrollproben beobachteten Werte.

MacIntosh sagte, die Forschung des Teams sei erst der Beginn des Verständnisses, wie Mikrogravitation genutzt werden könne, um Produkte des täglichen Gebrauchs zu verbessern.

„Diese Studie ist definitiv das erste Teil des Puzzles und ich freue mich darauf, mehr zu tun“, sagte er.