Die Biere Und Die Bienen: Bestäuber Bieten Eine Andere Art Von Bierhefe

Aber ärgere dich nicht. Es ist weniger eklig als es klingt. Es wurde kein „Massenwanzenmord“begangen, und in der endgültigen Schaumbildung sind keine Insektenkörperteile enthalten.

Die Entdeckung der Hummelhefe erinnert vielmehr an eine zufällige Wissenschaft im Herzen der Biergeschichte - und könnte auch die erste neue Hefe seit 600 Jahren darstellen, die in der Lage ist, traditionelles Bier herzustellen.

Hummel sprudelt an die Oberfläche

Bumblebeer begann 2014 als akademisches Wissenschaftsmesse-Projekt.

Rob Dunn, ein angewandter Ökologe an der North Carolina State University, hatte sich mit dem Campus-Forschungsbrauer John Sheppard zusammengetan, um eine Ausstellung zum Thema Wissenschaft für das World Beer Festival zu entwickeln, das im nächsten Jahr in Raleigh stattfinden soll.

Dunn wurde wegen seines Rufs rekrutiert, die unsichtbaren Organismen in unserem täglichen Leben aufzudecken. Im Laufe der Jahre hat sein Labor eine Reihe von Fehlerzählungen durchgeführt und alle Arten von Freeloadern gefunden.

Bei einem Projekt wischten Bürgerwissenschaftler in Raleigh in ihren Häusern nach Staub, um nach Spuren von DNA zu suchen, die von Lebewesen zurückgelassen wurden. Die Umfrage ergab, dass ein gewöhnliches Zuhause bis zu 200 Arten von Insekten enthält, ein florierendes Ökosystem aus Teppichkäfern, Blattläusen, Kakerlaken, Papierwespen, Spinnen und Silberfischen.

Das ist nicht einmal der seltsamste Teil.

"Bisher haben wir festgestellt, dass wohlhabende Menschen mehr Arten von Insekten in ihren Häusern haben, die einige Menschen liebten, andere nicht so sehr mochten", scherzte Dunn in seinem Büro, das mit antiken Karten und Glaskästen voller Insekten bedeckt war Bienen, Fliegen und Schmetterlinge.

Als das Team die Umfrage auf mehr als 700 Haushalte im ganzen Land ausweitete, entdeckte es, dass Hausstaubmilben, deren Kot und Leichen allergische Reaktionen und Asthma auslösen, an der Ostküste am häufigsten vorkommen. Benötigen Sie eine Linderung der Atemwege? Gehe nach Westen.

Eine andere Volkszählung ergab, dass riesige japanische Kamelgrillen, eine invasive Art, "völlig unbemerkt von Keller zu Keller in ganz Nordamerika gezogen sind", sagte Dunn. "Die Leute mögen sie nicht, weil sie aus der Dunkelheit auf dich springen."

Das Team schätzte, dass 700 Millionen dieser daumengroßen Grillen allein im Osten der Vereinigten Staaten existieren könnten - was letztendlich zu unseren Gunsten wirken könnte. Sie fanden heraus, dass neue Arten von Bakterien aus den Eingeweiden dieser Grillen ein Abfallprodukt der Papierindustrie zersetzen und in Energie umwandeln können.

Nur wenige Labore sind in der Lage, solche Mikroben und Insekten in solch zufälligen Umgebungen zu finden. Wenn also jemand in freier Wildbahn einen Bierkeim finden konnte, war es Dunns Team.

Aber wo soll ich anfangen?

Verdammt, diese Hefe riecht gut

Bier, Wein und andere Schnäpse werden aus einzelligen Hefe-Mikroorganismen aus dem Pilzreich hergestellt. Mehr als 1 500 Hefespezies sind auf der ganzen Welt bekannt, und dennoch haben sich die Menschen seit den frühesten Tagen des Brauens vor 9 000 Jahren im Wesentlichen auf nur zwei Arten von alkoholproduzierender Hefe, Bierhefe und Lagerhefe verlassen.

Dies liegt daran, dass unsere Partnerschaft mit Bierhefe wahrscheinlich zufällig begann und sich zufällig entwickelte. Wissenschaftler erkannten erst in den 1830er Jahren, dass Hefe lebende Organismen waren, und Louis Pasteur brauchte weitere 20 Jahre, um herauszufinden, wie die Mikroben Zucker aufnehmen und sie chemisch in Alkohol umwandeln.

Hefemikrobiologen glauben, dass die frühesten Brauer blind geflogen sind, angetrieben von den süßen Gerüchen, die entstehen, wenn Hefe einen feuchten Haufen zuckerreicher Körner oder ein Stück verrottendes Obst in einem Obstgarten fermentiert.

Es ist leicht vorstellbar, dass Leute denken, dass dies genau richtig riecht, um ein gutes Brot zu machen. Es riecht genau richtig, ein gutes Bier zu machen, ich werde es retten “, sagte Dunn. Und daraus entstanden Brot-, Sauerteig- und Bierrezepte, die über Generationen weitergegeben wurden.

Diese Gerüche entstehen aus einer alten Beziehung zwischen Hefe und Insektenbestäubern, sagte Madden.

Hefe lebt in Blumennektar, wo sich die Mikroben von Schiffsladungen Zucker ernähren. Die Hefe produziert Alkohol, zusammen mit den süßen Aromen, die unsere Nasen kitzeln, die wiederum die summenden Käfer anziehen. Bienen betrinken sich manchmal von diesem fermentierten Nektar.

Aber Blumen und Früchte welken in der Kälte des Winters, was auch die Hefe töten würde, was bedeutet, dass die Mikroben einen Ort brauchen, an dem sie entkommen können.

"Also bleibt die Frage, wo Hefen im Winter sind, wo sich Hefen in der Welt verstecken?", Fragte Madden. „Hefen sind besonders schlecht darin, sich von Ort zu Ort zu bewegen. Sie haben nicht viele Fähigkeiten, die andere Mikroben oder andere größere Organismen haben."

Die Hefen reiten also auf den Insektenbestäubern, während sie sich von Blume zu Blume bewegen. Sie sagte, Forscher hätten im Winter Weinhefen an den Körpern von Wespen im Winterschlaf gefunden, die diese Zuckerquellen im Sommer besuchen.

"Wir glauben tatsächlich, dass es aufgrund einiger Arbeiten von Kollegen in Italien sehr wahrscheinlich ist, dass diese ersten Biere und Brote auch auf Hefen von Insekten angewiesen sind", sagte Dunn. Madden und Dunn begannen mit einem Plan: Hefe abzufangen, während sie auf Bienen oder Wespen ritten, in der Hoffnung, eine zu finden, um Alkohol herzustellen.

Aber wilde Tiere sind schmutzig, bedeckt oder mit Tausenden von Mikroben gefüllt. Sie können eine Biene nicht einfach in Saft fallen lassen und auf Gärung hoffen. Madden würde ihre Sinne und die moderne Mikrobiologie verbinden müssen.

Sie begann auf den Feldern von North Carolina, wo sie eine einzelne Papierwespe fing - ein Käfer, von dem bekannt ist, dass er große Hefegemeinschaften beherbergt. Dann übertrug sie jede Mikrobe von ihrem Körper in eine Petrischale. Ein paar Tage später erscheint ein Wald von Mikroben auf der Schale.

Zuerst versuchte sie, die Hefe von anderen Pilzen oder Bakterien auf dem Teller zu trennen. "Es geht darum zu verstehen, wann etwas auf eine bestimmte Weise glänzt", sagte Madden. „Es hat eine andere Farbe als andere. Es ist etwas weniger schleimig. " Als nächstes wählte sie eine Handvoll Hefekandidaten aus, züchtete sie auf einem neuen Teller und folgte ihrer Nase. Fermentierende Hefe riecht angenehm aufgrund von Verbindungen, die als „Organoleptika“bezeichnet werden und aus Zucker hergestellt werden. Die fruchtigen und biscuity Noten definieren den endgültigen Geschmack des Bieres.

Ihre dritte Aufgabe bestand darin, die DNA dieser Kandidaten durch eine Datenbank der National Institutes of Health zu führen, um sicherzustellen, dass ihre Auswahl nicht mit Krankheitserregern in Zusammenhang steht. Die letzte Stufe ist ein farbcodierter chemischer Test, da die Hefe zur Herstellung von Bier Maltose verarbeiten muss - einen Zucker, der in Gerstenmalz enthalten ist. Wenn die Hefe diesen Zucker nicht verwenden kann, wird kein Alkohol produziert.

Wenn das Reagenzglas hellgelb wird, ist die Hefe ein Gewinner und bereit für das Sudhaus.

Wilde Hefe, verbannt

Bisher hat Madden zwei Hefen gefunden, eine von einer einzelnen Wespe und eine von einer einzelnen Biene, die in der Lage sind, Bier herzustellen.

„Die Leute fragen uns oft, wie viele Insekten gestorben sind, um Bier zu machen, und die Antwort ist sehr gering. Sobald die Hefe getrennt ist, können wir die Hefe für die Ewigkeit verwenden, ohne zu diesen Insekten zurückzukehren “, sagte Madden. "Um all die verschiedenen Hummeln zu machen, die wir gemacht haben, haben wir zwei Käfer getötet. Du hast wahrscheinlich mehr Käfer auf dem Weg zu einer Bar getötet, um Bier zu holen."

Ihre Auswahl landete bei John Sheppard, dem Forschungsbrauer des Bundesstaates North Carolina, der herausfand, dass Hummelhefe beim Brauen auf einem einzigartigen Sockel steht. Viele wilde Hefen gelten in der heimischen Bierindustrie als Kontamination, weil sie viele Geschmacksabweichungen produzieren, sagte Sheppard.

Aber es war einmal, dass wilde Hefen bei der Alkoholproduktion unvermeidlich waren. Es ist ziemlich einfach, Ihre Lebensmittel zu kontaminieren, wenn Sie nicht wissen, dass Mikroorganismen jeden Zentimeter Ihres Körpers bedecken … und so ziemlich alles andere.

Die ersten Brauer erkannten, dass der obere Teil eines Bierfasses gerettet und wiederverwendet werden konnte, um ein konsistentes Produkt zu brauen. Sie wussten nicht, dass es auch einen mikrobiellen Eintopf enthielt, der hauptsächlich aus Bierhefe bestand (Art: Saccharomyces cerevisiae). Sicher, hin und wieder werden ihre Chargen von den anderen Mikroben im Eintopf-Hallo, saures Bier gestinkt! Aber die Praxis funktionierte gut in wärmeren Regionen, in denen Zivilisationen begannen.

Die Taktik wurde weniger praktikabel, als die Menschen in die kälteren Klimazonen Deutschlands und Nordeuropas zogen, wo letztendlich der Urknall des Brauens stattfand.

Anfang und Mitte des 14. Jahrhunderts stießen bayerische Brauer auf Lagerhefe, die technisch gesehen der Rohstoff war, der im Boden des Fasses zurückblieb.

"Plötzlich könnten sie jetzt bei kälteren Temperaturen brauen und klarere, sauberere Aromen erhalten", sagte Chris Todd Hittinger, ein Genetiker der Universität von Wisconsin, der nicht an dem Hummelprojekt beteiligt ist.

Durch das kalte Brauen wurde die Wahrscheinlichkeit, dass Bier verderbt, verringert und das heimische Zeitalter der Bierherstellung ausgelöst. Im April 1516 erließ Bayern das Reinheitsgebot, das die Zutaten für Bier auf Gerstenmalz, Wasser, Hopfen und Bodenfermenter (Lagerhefe) beschränkte.

Fügen Sie die Dampfmaschine und den Kolonialismus hinzu, und Biere im Lagerstil verbreiten sich schließlich auf der ganzen Welt. Heute machen kaltangepasste Lagerhefen 90 Prozent der weltweiten Biermärkte aus, so Hittinger, beispielsweise für große Marken wie Miller, Budweiser, Heineken, Stella Artois und Corona. Ale Hefe wurde für das Spezialitätenmenü reserviert: Pale Ales, India Pale Ales, Stouts, Porter und Weizenbiere.

Alehefe und Lagerhefe wurden zu Standardträgern, weil sie erhebliche Mengen Alkohol produzieren, ohne natürliche Aromen hinzuzufügen, sagte Sheppard.

Sie sind einfach Beckys-langweilig und leicht zu beeinflussen, mit mehr Gemeinsamkeiten, als frühe Brauer hätten ahnen können.

Vor dreißig Jahren hat die moderne Genetik gezeigt, dass Lagerhefe ein „lebender Nachkomme“von Bierhefe ist, die bei der Paarung mit einem Hefestamm, der 2011 von Hittinger und dem argentinischen Biologen Diego Libkind als Saccharomyces eubayanus identifiziert wurde, erzeugt wurde. Darüber hinaus hat die Domestizierung diese Stämme durch einen genetischen Engpass getrieben und sie gezwungen, immer mehr Alkohol zu produzieren, während sie gleichzeitig ihre Eigenschaften verlieren, die für das Überleben in freier Wildbahn benötigt werden.

Und wilde Hefe? Für die Brauer wurde wilde Hefe zu dem stinkenden Freund, den Sie vergessen haben, zu Partys einzuladen, die von allen verbannt wurden, mit Ausnahme von sauren Bieren, bei denen ein flippiger Geschmack gesucht wird.

Wilde Hefe steigt auf

Geben Sie Hummelhefe. Es ist wild, kann aber traditionelles Lagerbier ohne stinkende Aromen herstellen. Mit Hummelhefe kann Sheppard aber auch die Fermentationsbedingungen optimieren, sodass ein Honiggeschmack entsteht, ohne Honig hinzuzufügen. Wenn Sie sie noch einmal optimieren, kann er ein leicht saures Bier brauen.

"Die Anpassungsfähigkeit an diese wilde Hefe bedeutet, dass Sie, wenn Sie die Bedingungen ändern, ganz unterschiedliche Geschmacksprofile im Bier erhalten", sagte Sheppard.

Das Hummelteam interessiert sich besonders für saure Biere, die normalerweise schwer zuzubereiten sind.

Es ist wahr. Der traditionelle Prozess mit saurem Bier ist viel komplizierter, weil Sie diese Gemeinschaft von Organismen haben, die die Fermentation startet “, sagte Hittinger.

Menschen schnappen sich diese unkonventionellen Organismen von unvorstellbaren Orten. (Ein Brauer in Oregon stellte aus wilder Hefe, die ihm aus dem Bart gezogen wurde, ein saures Bier her.) Aufgrund ihrer Unvorhersehbarkeit dauert die Herstellung eines typischen sauren Bieres Monate oder Jahre.

Hummel macht den gleichen Job in ein paar Wochen. Dunn, Madden und Sheppard haben diese Stämme patentiert und lizenziert, bei denen es sich um Lachancea-Hefe handelt - eine Gruppe, die vor 100 Millionen Jahren von Ale- und Lagerhefe abwich. Andere Forscher haben Lachancea-Stämme für die Bierherstellung getestet, aber die Hummelstämme sind die ersten, die für die Vermarktung vorgesehen sind. Dies liegt zum Teil daran, dass Hummelhefe unter den richtigen Bedingungen zehnmal mehr Säure abpumpt als diese anderen Sorten, was den würzigen Geschmack von saurem Bier erzeugt.

"Es gibt mehr Merkmale, die sich in Bezug auf Mundgefühl, Geschmack und Aroma sowie industrielle Leistung unterscheiden", sagte Madden.

Sie haben auch den Grundstein gelegt, um das Kunststück zu wiederholen, bierproduzierende Sorten in freier Wildbahn zu entdecken.

"[Hummel] könnte eine neue Biersorte sein, die irgendwo zwischen einem sauren Bier und einem Bier liegt", sagte Hittinger.

Das Deep River Brewing in North Carolina brachte Anfang dieses Jahres den ersten Schaum aus Hummelhefe auf den Markt.

"Also haben wir kürzlich mit einer Art von Kamelgrille, einer Hummel, einer Wespe gearbeitet - und wir haben drei Dinge gefunden, die für die Gesellschaft nützlich sind", sagte Dunn. "Zwei sind neue Hefen für die Herstellung von Bieren, eine ist eine neue Art von Bakterien für den Abbau von Abfall."

Stellen Sie sich jetzt vor, was sich in den Millionen unbekannter Insekten auf der ganzen Welt verstecken könnte, fuhr Dunn fort.

„Wer weiß, was wir dort entdecken können? Es könnten neue Verbindungen für die Medizin sein. Es könnten noch mehr neue Hefen für Bier sein. Es könnten neue Bakterien sein, die uns helfen, Energie zu erzeugen. “Sagte Dunn.

"Und wir haben kaum angefangen zu suchen."