Bier: Genhefe statt Hopfen - wissenschaft.de
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Bier: Genhefe statt Hopfen

Bier kann auch ohne zusätzlichen Hopfen "hopfig" schmecken – dank Gentechnik. (Foto: Alex Raths/ iStock)

Hopfen und Malz sind traditionell die Grundbestandteile des Bieres. Gerade der Hopfen prägt die typische Bitternote und den „hopfig“-würzigen Geschmack vieler Biere. Doch jetzt haben US-Forscher ein Bier gebraut, das ohne Hopfen als zusätzlichen Aromageber auskommt und trotzdem wie ein „hopfiges“ Craftbier schmeckt. Der Trick: Sie schleusten mithilfe der Genschere Crispr/Cas9 vier Gene in die Bierhefe ein, durch die diese die Hopfenaromen selbst produziert.

Das Bierbrauen hat eine jahrhundertealte Tradition. Typischerweise werden dafür Gerstenmalz, Hopfen und Wasser als Grundzutaten eingesetzt, die dann mit Bierhefe fermentiert und in mehreren Schritten zu Bier vergoren werden. Der Hopfen gibt dabei zunächst seine Bitterstoffe an das Bier ab und verleiht ihm so seine typische Herbheit. Später wird dem bereits abgekühlten Gebräu meist noch weiterer Hopfen als Geschmacksgeber zugesetzt. Seine ätherischen Öle sorgen dann für die typische „hopfige“, würzige Note vieler Biere. „In den letzten zwei Jahrzehnten haben vor allem Biere mit hopfigem Geschmack stark an Beleibtheit gewonnen“, erklären Charles Denby von der University of California in Berkeley und seine Kollegen. Entsprechend stark ist die Hopfennachfrage gestiegen. Doch Hopfen hat einen Nachteil: Die Pflanze benötigt große Mengen Wasser zum Wachsen – ein halber Liter Bier benötigt allein für den Hopfen fast 25 Liter Wasser.

Hefe als Aromaproduzent

Denby und seine Kollegen wollten daher ausprobieren, ob man auch ohne die zweite Zugabe von Hopfen ein Bier brauen kann, dass trotzdem wie ein richtiges Hopfenbier schmeckt. Ihre Idee: Man könnte die Bierhefe gentechnisch so manipulieren, dass sie die nötigen Hopfenaromen direkt mitproduziert. Was im Land des Reinheitsgebots eher undenkbar scheint, schien den US-Forschern zumindest einen Versuch wert. Für ihr Experiment identifizierten sie zunächst vier Gene, die die nötigen Aromen liefern könnten. Zwei davon stammten aus Minze und Basilikum und kodieren für die Enzyme Linalool-Synthase und Geraniol-Synthase. Sie katalysieren die Reaktion von Vorstufen zu den beiden Aromen Geraniol und Linalool. Zwei weitere Gene stammen aus der Hefe selbst und fördern die Produktion der Aromavorstufen, wie die Forscher berichten. Mithilfe der Genschere Crispr/Cas9 schleusten sie diese vier Gene samt Aktivierungseinheiten in das Erbgut der Bierhefe ein.

Die Wissenschaftler baten dann einen befreundeten Bierbrauer, mit drei vielversprechenden Hefestämmen Bier zu brauen. Dieser nutzte zwar Hopfen für die Maische und den Bittergeschmack, setzte aber keinen weiteren Hopfen in späteren Braustadien mehr zu, wie sonst üblich. Stattdessen sollte die Hefe für das Hopfenaroma sorgen. Wie gut diese Biere gelangen, testeten die Forscher anschließend bei einer Blindverkostung mit 27 Brauereiangestellten. Das Ergebnis: Die Biere ohne zusätzlichen Hopfenzusatz wurden überraschenderweise sogar als besonders „hopfig“ bewertet. Sie beschrieben das Aroma als angenehm mit Noten von Orangenblüten und „Fruitloops“. „Das war einer unserer ersten Geschmackstests – und gleich ziemlich ermutigend“, sagt Denbys Kollegin Rachel Li.

Nach Ansicht der Forscher eröffnet ihre Methode der gentechnisch „angehopften“ Hefe neue Möglichkeiten, Bier eine Hopfennote zu verleihen, ohne dass dafür größere Mengen Hopfen nötig sind. „Meine Hoffnung ist, dass wir diese Technologie nutzen können, um Bier durch einen nachhaltigeren Prozess zu produzieren“, sagt Denby. Gleichzeitig betonen die Forscher, dass ihre durch die Hefe produzierten Aromen konsistenter sind als der je nach Ölgehalt schwankende Geschmack des Hopfens. Allerdings: „Wir wissen, dass der volle Geschmack, den das Bier durch das traditionelle Hopfen bekommt, auf einem weitaus komplexeren und vielfältigeren Bouquet von Aromamolekülen beruht als nur Geraniol und Linalool“, räumen die Forscher ein. Selbst wenn sie ihre Hefe dazu bringen, künftig noch weitere Hopfenaromen zu produzieren, bleibt daher fraglich, ob sich Bierkenner davon überzeugen lassen – mal ganz abgesehen vom Misstrauen gegenüber gentechnisch veränderten Organismen.

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Quelle: Charles Denby (University of California, Berkeley) et al., Nature Communications, doi: 10.1038/s41467-018-03293-x

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