Científicos desarrollan levadura que incorpora propiedades del lúpulo

Por Humberto Herrera Ubaldo

El lúpulo, uno de los elementos básicos para la elaboración de la cerveza es uno de los más versátiles: la elección de una variedad en particular, combinación de variedades, modificación de los tiempos y formas de adición durante el proceso de elaboración dan como resultado un gran abanico de posibilidades en cerveza.
 
Charles Denby

Charles Denby, investigador en la Universidad de California

Estos perfiles tan distintos de sabor y aroma de cada lúpulo se deben a los compuestos producidos por la planta. La variación en el contenido de farneseno, cariofileno, humuleno y mirceno, genera un amplio catálogo de sabores y aromas.
 

Genética

Esta variabilidad en el contenido de los compuestos importantes es provocada aspectos genéticos de las plantas, factores ambientales y el manejo del cultivo. Esta variación podría ser una desventaja a la hora de hacer una cerveza cuyo sabor sea consistente año con año. Así mismo, el cultivo del lúpulo está limitado por aspectos geográficos, además de ser muy demandante de agua.
 
Proceso levadura y lúpulo

Esquema simplificado del proceso

Para hacer frente a esta problemática, un grupo de investigadores liderados por Charles M. Denby, Rachel A. Li y Jay D. Keasling de los Laboratorios Lawrence Berkeley utilizaron técnicas novedosas de ingeniería metabólica para generar una cepa de levadura que pudiera producir también algunos de los compuestos característicos de las plantas de lúpulo, de este modo, cervezas producidas con esta levadura tendrían el sabor y aromas del lúpulo sin necesidad de añadirlo. Como resultado principal, estos científicos generaron una cepa genéticamente estable, con la que fue posible controlar de manera precisa la producción de linalool y geraniol.

De manera natural, las levaduras contienen parte de la ruta de síntesis de esos terpenos, por lo que el primer paso fue la inserción de las enzimas faltantes; parte de su trabajo consistió en probar si enzimas como la Linalool sintasa (LIS) o la Geraniol sintasa (GES) funcionaban bien en la levadura, para lo cual se utilizaron secuencias codificantes provenientes de diversas plantas.

Estas enzimas fueron modificadas para que funcionaran bien, pues una célula vegetal es muy distinta de la levadura. Al final, las pruebas indicaron que la Linalool sintasa (LIS) proveniente de la planta de menta (Mentha citrata, McLIS), y la Geraniol sintasa de la albahaca (Ocimum basilicum, ObGES) son activas en levadura y producen linalool y geraniol.
 

Proceso

Una vez comprobado que ambas enzimas son funcionales en levadura, se hicieron algunas modificaciones para hacer eficiente la ruta de síntesis de estos compuestos. Para esto se modificaron otros 4 genes relacionados con la síntesis de los precursores. Todo la ingeniería metabólica involucrada para lograr esto en las cepas de levadura es una de los aspectos más interesantes del trabajo.

Para visualizar mejor este proceso, imaginemos que los compuestos son autos en una calle, para llegar a un destino en particular (compuesto final) cada uno de ellos tiene una ruta definida, así, los compuestos más importantes que se requieren en grandes cantidades circulan por calles mas amplias, con semáforos bien coordinados para que su producción sea eficiente.

Ahora bien, insertar una nueva enzima (como la LIS o GES provenientes de plantas) sería el equivalente a abrir una nueva calle, el objetivo de la ingeniería metabólica es lograr que los vehículos (precursores) sean de algún modo atraídos hacia esta nueva ruta. ¿Cómo lograrlo? En este ejemplo vehicular, se puede lograr al hacer más amplia esta nueva calle, poniendo nuevos negocios, cerrando otra calles para redirigir el tráfico.
 


Producción de monoterpenos

Las cepas generadas son capaces de producir los monoterpenos relacionados con sabor y aroma característicos de la cerveza.Todas estas mediciones y cuantificaciones fueron realizadas con cromatografía líquida y espectrómetros de masas, en el estudio se reportan los valores para dos de ellos: linalool y geraniol que se encontraron en concentraciones similares a las que se detectan en cervezas comerciales que usan lúpulo Cascade.
 
Flores de lúpulo

Flores de lúpulo

Además, se utilizaron las cepas generadas para hacer cerveza a pequeña escala. Un dato interesante es que uno de los autores de este estudio es Charles W. Bamforth, experto en fermentación y autor de libros como Beer is Proof God Loves Us, (2010, FT Press) y Beer: Tap into the Art and Science of Brewing (3rd edition, 2009, Oxford University Press).

Al hacer una American Ale con estas levaduras, y hacer pruebas con un panel de catadores, el resultado fue la detección del característico sabor a lúpulo en la cerveza, obtenido sin la adición de lúpulo.

El contenido de estos terpenos (linalool y geraniol) es un factor importante, sin embargo debe haber una gran cantidad de otros compuestos generados por la planta de lúpulo que contribuyan paralelamente al sabor de la cerveza.

¿Llegará el día en que alguna levadura modificada pueda recrear todo el perfil de sabor y aroma de nuestros lúpulos favoritos? Probablemente no, pero este trabajo sienta las bases para futuros estudios relacionados.

 

 

www.nature.com

 

 

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