«Создавая эти дрожжи, мы сконцентрировались на том, чтобы заставить их производить весь набор «хмельных» молекул, а не максимизировать выработку лишь одной из них. Благодаря этому наши дрожжи более стабильны по своим вкусовым характеристикам, чем традиционные концентраты хмеля, которые добавляют в сусло, а для их размножения не нужны химикаты», — пишут Джей Кислинг из университета Калифорнии в Беркли (США) и его коллеги.

Пиво считается сегодня одним из самых древних спиртных напитков, существующих на Земле. Первые его сорта, как показывают раскопки в Древнем Египте и в Китае, появились более четырех тысяч лет назад, и с тех пор пивовары изобрели тысячи разновидностей этого хмельного напитка.

Несмотря на пестрый набор возможных ингредиентов, пиво изготавливается примерно одинаковым способом во всех регионах мира. Исходное сырье в виде солода различных злаковых культур помещают в специальный чан, где его размельчают, заливают теплой водой, превращают в сусло и добавляют туда хмель, и только потом будущее пиво начинает бродить.

Как правило, хмель и его аналоги добавляются в пиво для придания ему характерного горьковатого вкуса и стабилизации. Крупные пивоваренные компании, как объясняет Кислинг, используют для этих целей не реальные шишки этого растения, а их концентрированный экстракт, который можно добавлять в будущее пиво на любых стадиях его варки и тратить на его обработку меньше времени.

Молекулярные биологи решили, что можно избавиться и от этой простой процедуры, разработав такие пивоваренные дрожжи, которые могли бы синтезировать два ключевых летучих вещества, содержащихся в хмеле — линалоол и гераниол.

Сделать это, как отмечает Кислинг, не так то просто, так как в клетках дрожжей отсутствуют ферменты, которые отвечают за производство «заготовок» для этих молекул и работу большую часть стадий «химического конвейера», который собирает их в клетках хмеля. Проблему осложняло и то, что ученые изначально не имели понятия, какие именно ферменты отвечают за окончательную сборку «молекул вкуса» в шишках, и действовали фактически вслепую.

Для ускорения этого процесса ученые взяли несколько десятков генов, участвующих в сборке похожих молекул в клетках других растений, пересадили их в дрожжи и проследили, могут ли они превращать простейшие «заготовки» ароматических молекул растений в «хмельной» запах.

Действуя подобным образом, ученые собрали полную цепочку синтеза линалоола и гераниола, используя гены растений и самих дрожжей, и вырастили несколько десятков экспериментальных сортов пивных дрожжей, которые могут самостоятельно производить эти молекулы, используя лишь сахар и кислород.

Экспериментируя с этими грибками, биологи постепенно подобрали такой уровень активности их «хмельных» генов, который соответствовал максимально естественному и качественному аромату будущего пива. Пиво, приготовленное на базе этих дрожжей, получило только положительные оценки от добровольцев, согласившихся поучаствовать в дегустации нескольких сортов «трансгенного» и обычного хмельного напитка.

«Рецепт» опубликован в журнале Nature Communications.