Good Beer Hunting рассказывает, как генетически модифицированные дрожжи могут повлиять на развитие пивной индустрии.
На дворе 2030 год, лагерирование ушло в прошлое, поскольку с диацетилом покончено. На изготовление ламбика уходит три месяца вместо трех лет. В процессе производства большинства ключевых сортов не применяется технология сухого охмеления, а кеттл-саур теперь именуется коникал-саур. Пивоварни выпускают свежие NEIPA каждые три дня, и они, как и прежде, пользуются высоким спросом.
Утопия это или антиутопия — вопрос спорный, но все предсказания, безусловно, имеют право на существование и даже могут сбыться до конца нового десятилетия. Все это станет возможным благодаря достижениям в области генной инженерии, которая даёт ученым возможность создавать дрожжи, способные придавать желаемый аромат и формировать необходимые соединения с минимальными затратами.
Часто говорят, что пивоварение было первым инженерным проектом человечества. Мы потратили тысячелетия, овладевая процессом брожения, а недавние научные прорывы в этой области означают, что теперь у нас есть возможность подчинить его нашей воле. Но остается один вопрос: придется ли все это по вкусу потребителям?
План Маршалла
Генетически модифицированные организмы существуют гораздо дольше, чем кажется. Первый был создан в 1973 году Гербертом Бойером и Стэнли Коэном, которые успешно выделили ген устойчивости к антибиотикам у одной бактерии и вживили его другой. Спустя двадцать лет был одобрен первый в истории генетически модифицированный коммерческий продукт – сорт томатов под названием Flavr Savr, который мог дольше сохранять свежесть благодаря гену, замедлявшему процесс гниения.
Flavr Savr вызвал разногласия в обществе: кто-то называл его научным прорывом, другие — богохульством, а кто-то просто воспринимал всё это не больше чем просто новость. Но в конечном итоге производитель был приобретен спорным продовольственным и химическим гигантом Monsanto, и этот шаг запятнал репутацию ГМО на десятилетия.
Пока лоббисты запрета называли генную модификацию ересью (и до сих пор агитируют за то, чтобы она была запрещена), ученые утверждали, что процесс безопасен и заслуживает внимания. Хотя споры по-прежнему ведутся, технология никуда не денется. Нравится это или нет, но генетическая модификация станет нормой, и, вероятно, в пивной промышленности это произойдет раньше, чем кажется.
В случае генетически модифицированных дрожжей большой прорыв был сделан чуть менее двух лет назад Чарльзом Денби, исследователем из Калифорнийского университета в Беркли. Он недавно начал работу в лаборатории профессора Джея Кизлинга, где ученые в течение многих лет модифицировали дрожжи для производства биотоплива и фармацевтических препаратов. Работая там, он придумал идею, которая объединила его знания в области генной инженерии с новым хобби.
— Я с друзьями варил пиво дома и поднаторел в этом деле, – поясняет Денби. — Так что я взял все книги по пивоварению, которые можно было достать. Однажды я наткнулся на результаты исследований 1980-х годов, которые показали, что определённые терпены придают особый аромат, характерный для классических американских сортов хмеля.
Терпены – органические соединения, известные своими ярко выраженными запахами, которые, вероятно, растения в процессе эволюции начали вырабатывать как для привлечения, так и для отпугивания животных. Они характерны для разных растений, от конопли до хвойных деревьев. Если вам интересно, почему Citra пахнет как манго — потому, что хмель и тропические фрукты содержат высокую концентрацию одних и тех же терпенов.
Денби понял, что использование технологии, доступной в лаборатории Кизлинга, может позволить ему модифицировать ДНК пивоваренных дрожжей так, чтобы терпены выделялись при брожении и воссоздавали аромат и вкус, которые достигаются при сухом охмелении. Все, что ему нужно было сделать – дополнить ДНК дрожжей геном, отвечающим за выделение терпенов. После внесения дрожжей в сусло, когда дрожжи начинают размножаться и сбраживать, наряду с привычным спиртом, эфирами и углекислым газом начинают выделяться и терпены. С технической точки зрения модификация была относительно простой, но прежде чем воплотить идею в жизнь, Денби пришлось преодолеть некоторые трудности.
— Как оказалось, ферменты хмеля не так эффективны, как те, что встречаются у некоторых других съедобных растений, – продолжает Денби. — В конечном счете, мы выяснили, что если взять ферменты из мяты и базилика, дрожжи будут производить необходимые соединения гораздо эффективнее.
Вместе с другими исследователями Денби создал несколько штаммов американских пивных дрожжей, которые давали разное количество линалоола и гераниола – двух терпенов, обнаруженных в хмеле. Он сбродил пиво каждым из них и провёл параллельное сравнение с образцами, полученными в результате сухого охмеления. Чтобы убедиться в достоверности полученных данных, он решил отнести образцы в пивоваренную компанию Lagunitas в Петалуме, где пивовар Джереми Маршалл и его команда экспертов изучили образцы. Результат всех поразил.
— Стало очевидно, что брожение нашими дрожжами придает пиву вкус хмеля, – сказал Денби. — Дегустаторам задали вопрос: «Каким был вкус и аромат хмеля?», и то, что, по мнению дегустаторов, хмелевой вкус и аромат были более насыщенными у тех сортов, где сухое охмеление не осуществлялось вовсе, было для нас крайне важно.
Эксперимент Денби и полученные результаты были позже опубликованы в Nature Communications, но Маршалл хотел развить технологию. С тех пор Денби продолжил исследования в своей компании Berkeley Brewing Science, а Маршалл по-прежнему помогал ему создавать штаммы дрожжей, которые имитируют не только хмель, но и другие вкусовые соединения.
— Я поставил перед ними задачу создать дрожжи, которые сделают вкус настолько насыщенным, что дегустатору он покажется избыточным, – сказал Маршалл. — Они создали пиво с очень сильным вкусом пшеничного пива и дыни. А мы щедро дополнили его хмелем для того, чтобы придать аромат кокоса и банана. Попробовать сорт можно было в нашем тапруме в Петалуме. Было забавно наблюдать за реакцией людей.
Маршалл добавил, что большинству пиво понравилось, но мало кто заказал его повторно. Его слова подтверждаются фактами. Оценка пива The Marshall Monster на Untappd невысока, всего 3,71. Тем не менее, это революционное пиво продемонстрировало, какие возможности дарит новая технология, попав в руки пивоваров.
Пивоварение или наука?
Berkeley Brewing Science — не единственная компания, разглядевшая потенциал модифицированных дрожжей. В Ливане, штат Нью-Гэмпшир, еще одна лаборатория, занимавшаяся подбором штаммов для производства биотоплива, экспериментировала с пивоваренными дрожжами. Mascoma принадлежит компании Lallemand, одному из крупнейших производителей дрожжей в мире, поэтому ей были интересны результаты исследований Денби. Роберт Персиваль, региональный менеджер Lallemand по продажам в Европе, говорит, что в компании были некоторые опасения по поводу того, как генетически модифицированные ингредиенты будут приняты в крафтовой отрасли. Однако ажиотаж вокруг успехов Денби в некоторой мере развеял эти опасения.
— В каком-то смысле это было для нас путеводной звездой, – рассказывает Персиваль. — Исследование и концепция были приняты почти единогласно положительно. В индустрии и на интернет-площадках принципы использования ГМО были приняты с воодушевлением.
Получив отмашку руководства, Mascoma приступила к работе по поиску чего-то уникального и одновременно полезного для пивоваренной промышленности. Возглавил проект старший научный сотрудник Чаз Райс, идей у команды под его руководством было много.
— Когда начинаешь работать с пивом, все очень быстро включаются в процесс, – сказал Райс. — У каждого рождается много идей, один сотрудник предложил создать дрожжи, которые будут производить молочную кислоту. Эта модификация была довольно простой, мы получили штамм, который производил довольно много молочной кислоты.
Разработка Райса крайне важна для пивоварен, которые работают с кеттл-саурами. Затирание производится так же, как и для обычного пива, после вносятся производящие кислоту лактобактерии, которым дают время закислить сусло до необходимого пивовару уровня pH. Как правило, процесс занимает около 48 часов, варочный цех остаётся загруженным, а пиво при этом может быть заражено. Райс исключил необходимость в этой стадии путем внедрения в ДНК чистых элевых дрожжей фермента под названием лактатдегидрогеназа (ЛДГ). Фермент позволял получать в два раза больше молочной кислоты, чем при использовании технологии кеттл-саур, и для этого нужно было пожертвовать лишь снижением на 0,5% содержания алкоголя в конечном продукте.
Дополнительная молочная кислота дает пивовару больше гибкости для достижения именно того уровня pH, который необходим, или позволяет купажировать разные партии. Однако главным преимуществом было то, что все принимавшие участие в тестировании пивоварни просили об одном и том же.
— Девяти из десяти была необходима стабильность, – сказал Райс. — Создав рецепт, пивовары хотят иметь возможность повторять его снова и снова. Дрожжи, которые дают им возможность достигать задуманного результата, снижают расходы и повышают эффективность.
После нескольких успешных испытаний в октябре 2019 года дрожжи под названием Sourvisiae были выведены на рынок США и уже завоевали сердца 100 постоянных покупателей. Один из них, пивоварня Rhinegeist из города Цинциннати, штат Огайо, теперь создает все свои кислые сорта с применением этих дрожжей.
В зависимости от уровня кислотности, которого мы пытаемся достичь, мы либо не будем применять купажирование вовсе, либо в определенной пропорции смешаем наши эли для создания чего-то более изысканного, – пояснил директор пивоварни Коул Хакбарт. — На выходе получаем экономию времени на повторной варке сусла, предсказуемые время сбраживания и уровень pH. Более того исключается риск образования масляной кислоты и избыточного диацетила.
Rhinegeist открыто говорит об использовании генетически модифицированных дрожжей, и отрицательной реакции клиентов не возникало. Учитывая репутацию ГМО, использование модифицированных организмов в индустрии, которая, как считают многие потребители, подразумевает ремесленное производство и использование натуральных ингредиентов, может показаться странным. Но это также может свидетельствовать о трансформации потребительского мнения о ГМО.
— Важно, чтобы люди знали, что они пьют. Мы, как производители, обязаны обеспечить их достоверной информацией обо всех использованных ингредиентах, – сказал Хакбарт. — Люди модифицировали дрожжи, бактерии, растения и животных путем селекции на протяжении всей истории человечества. Никому не было до этого дела, пока у пива оставался хороший вкус.
Изменение сюжета
Разговаривая с учеными и пивоварами, работающими над этими проектами, можно узнать о том, насколько безопасно использование дрожжей в качестве плацдарма для генной модификации. В коммерческой топливной и фармацевтической промышленностях такой подход существует уже много лет, хотя дистанция между этими процессами и конечным потребителем гораздо больше, чем в случае с пивной промышленностью.
— Последние пару десятилетий велась агрессивная маркетинговая деятельность против ГМО, но я считаю, что она начала ослабевать, – добавил Райс. —Дрожжи – модельный организм, который использовался в научных исследований на протяжении столетий, а их геном уже много лет секвенируют.
Вы можете подумать, что отношение будет другим, когда речь зайдет о чем-то, что вы едите или пьете, но пивные дрожжи были признаны безопасными Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США, а значит, выпуск их модифицированных версий относительно прост. Однако так дела обстоят не везде. В Европейском союзе подобные продукты строго контролируются, поэтому дрожжи ни Berkeley, ни Lallemand пока не доступны за пределами США.
— Нас заваливают вопросами о том, где можно приобрести Sourvisiae в Европе, – рассказывает Персиваль. — А мы вынуждены говорит: «К сожалению, продукт лицензирован только в США, в других странах он вне закона». Это не значит, что лицензию получить невозможно, просто это долгий, трудоемкий процесс.
Персиваль надеется, что о работе, проделанной Lallemand в Америке, пойдут разговоры по другую сторону Атлантики, и, когда он решит запустить там продукт, сделать это будет проще. Хакбарт соглашается, что это только начало диалога о продуктах с ГМО, и пиво – отличная среда для этого.
— Нам нужно начать обсуждение этичности использования генной инженерии, и пиво — прекрасная отправная точка, – добавил он. — Это малорискованный сегмент массовой культуры, доступный для всех классов и культур. Возможности для инноваций, которые даёт генная модификация, слишком велики, чтобы наша промышленность могла пройти мимо.
Независимо от того, был ли выигран спор о генетической модификации или нет, исследователи продолжают продвигаться вперед. Lallemand и Berkeley не видят пределов возможного. Придание дрожжам способности производить терпены и молочную кислоту — это простейшие модификации, и впереди еще много исследований. Подробная информация о том, как инновации будут выглядеть, по-прежнему не раскрывается. Райс и Денби приступили к работе с геном, отвечающим за выработку диацетила, чтобы сократить время лагерирования. Использование гена, обнаруженного в квайке — быстро сбраживающих норвежских дрожжах , позволяет усиливать или ослаблять выработку эфиров, а также ускорять производство напитков.
— Существуют законы термодинамики, которые не позволяют добавить дрожжи в пиво и добиться сбраживания за пять секунд, тем не менее, стремиться есть к чему, – добавил Денби. — Мы говорили о замене хмеля, это было нашей целью, как ученых. Однако пивоваров интересует, как можно сделать пиво лучше, как сделать его востребованным.
Репутация ГМО и так достаточно спорная, а лаборатория Berkeley хочет создать дрожжи, вырабатывающие каннабиноиды, чтобы получить дополнительную прибыль. По мере постепенной легализации каннабиса в США, Кизлинг ищет пути заработка на своей продукции. Он уже разработал дрожжи, которые могут превратить простой сахар в вызывающий наркотическое опьянение ТГК и непсихоактивный КБД, минимизируя временные затраты, выбросы и расходы. Это может сыграть важную роль для фармацевтической промышленности, где ТГК используется для уменьшения тошноты после химиотерапии, а КБД используется для лечения судорог у детей. Можно найти применение и в пивоварении, поскольку пивоварни начинают добавлять КБД в пиво и использовать приписываемые ему преимущества расслабления и облегчения похмелья.
— Я думаю, будет очень интересно увидеть, куда это нас приведёт, – поясняет Кизлинг. — У нас был представитель пивоваренной компании, занимавшийся лицензированием штамма, мы задали ему вопрос о его видении развития событий. Прогноз был таков: все произойдет по одному из двух сценариев — либо дрожжи будут использоваться для получения чистых каннабиноидов, которые затем будут добавлять в напиток, либо же нужное количество каннабиноидов будут получать в процессе производства пива, в той же ёмкости.
Кизлинг пояснил, что они до сих пор проверяют, как алкоголь и ТГК будут вести себя и взаимодействовать при одновременном производстве, но перспективы их радуют. Как руководитель лаборатории, где производились как хмелевые дрожжи, так и каннабиноидные, он знает возможности модифицированных пивоваренных дрожжей лучше, чем кто-либо другой, и уверен, что это станет в отрасли нормой.
— По правде говоря, когда мы только начинали, я рассматривал эту работу как академическую, – продолжает Кизлинг. — Я предполагал, что ГМО-дрожжи никого не заинтересуют, и был приятно удивлен. Мы сможем добавить почти любой вкус, который вы хотите, если его у нас еще нет. Я не вижу никаких ограничений – люди хотят и принимают это.
На биологически модифицированные дрожжи легко повесить ярлык угрозы поставщикам ингредиентов и традиционных процессам, которых по-прежнему придерживаются многие пивоварни. Конечно, тот факт, что некоторые из ключевых вкусовых и ароматических соединений хмеля теперь могут быть получены быстро, эффективно и более стабильно, чем при культивировании растений, может стать причиной беспокойства хмелеводов. Однако ни один из опрошенных ученых и пивоваров не представляют себе ситуацию в таком свете. Вместо этого они указывают на то, что хмель содержит большое количество других соединений, и что роль, которую играют дрожжи в трансформации химических соединений хмеля (процесс, известный как биотрансформация), необходима для придания пиву характера. Удаление одного компонента негативно скажется на другом, да и на самом пиве.
Хакбарт из Rhinegeist добавил, что биоинженерия только начинает свой путь, и что генетическая модификация, скорее всего, положительно скажется на отрасли в целом, а не уничтожит отдельные её элементы.
— Таким увлекательным крафтовое пиво делает то, что это симбиоз науки и искусства. Невозможно просто добавить нужное количество какого-нибудь вещества и получить пиво с таким сложным вкусом, как делают современные пивовары. Некоторые попробовали сделать это, и то, что у них получилось, они назвали алкогольным зельтером. Хотя он занял свое место в мире напитков, никто не говорит о том, что в нем искусно выверена каждая деталь.
Генетически модифицированные дрожжи — новый, смелый рубеж, но во многих отношениях они не более чем просто инструмент для пивоваров — ещё один способ довести пиво до совершенства и сделать его одновременно максимально сложным и питким. Возможно, придется немного привыкнуть, но речь идет о незначительных изменениях в организме, который люди селекционировали с тех самых пор, как впервые открыли для себя процесс брожения. Пока доработка генома ведётся ответственно и даёт чистое, стабильное и вкусное пиво, очереди за новыми релизами продолжат растягиваться вдоль улиц.
Комментировать