Das Bierbrauen ist fast so alt wie die Landwirtschaft selbst, aber nur wenige haben die Wissenschaft und Traditionen des Bierbrauens so ernst genommen wie die Deutschen. Kein Wunder also, dass ein Team deutscher Chemiker in die Stadt ging und all die verschiedenen Molekülarten in handelsüblichem Bier zählte, aber selbst sie waren überrascht, wie viele sie fanden.
In einer neuen Studie veröffentlicht in Grenzen in der Chemie Am 20. Juli haben Chemiker der Technischen Universität München (TUM) und des Helmholtz Zentrums München, Neuherberg, Deutschland (HZM-Neuherberg), mithilfe fortschrittlicher Massenspektrometrie-Techniken die unglaubliche metabolische Komplexität vieler kommerziell erhältlicher Biere aus der ganzen Welt enthüllt. Zehntausende verschiedener Arten von Molekülen, die das Markenzeichen Ihres Lieblingsgebräus ausmachen.
„Bier ist ein Beispiel für enorme chemische Komplexität“, sagt Professor Philippe Schmitt-Kopplin, Leiter der Comprehensive Foodomics Platform der TUM und der Forschungseinheit Analytische BioGeoChemie am Helmholtz-Zentrum München.
„Und dank der jüngsten Fortschritte in der analytischen Chemie, die in ihrer Stärke mit der anhaltenden Revolution in der hochauflösenden Videoanzeigetechnologie vergleichbar sind, können wir diese Komplexität in noch nie dagewesenen Details aufdecken.“
Die Forscher verwendeten zwei leistungsstarke Massenspektrometrie-Methoden bei 467 verschiedenen Bieren aus den USA, Lateinamerika, Europa, Afrika und Ostasien, die nur aus Gerste oder einer Mischung aus Gerste und Weizen, Reis oder Mais gebraut wurden.
Sie fanden etwa 7.700 molekulare Bausteine mit einzigartigen Massen und Formeln – von denen etwa 80 % noch nicht in chemischen Datenbanken beschrieben sind. Und da jede Formel bis zu 25 verschiedene Molekülstrukturen abdeckt, geht die Gesamtzahl der einzigartigen Moleküle in einem bestimmten Gebräu in die Zehntausende.
Die beiden analytischen Methoden ergänzten sich, um den bisher tiefsten Einblick in die Chemie einer der ältesten – und beliebtesten – Zeiten der Geisteswissenschaften zu ermöglichen. Beweise für das Brauen von Bier reichen Tausende von Jahren bis mindestens 7.000 v. Chr. zurück, und das älteste existierende Gesetz der Menschheit, das irgendwann zwischen 1792 und 1750 v Verkauf von Bier.
„Wir zeigen, dass diese Vielfalt ihren Ursprung in der Vielfalt der Rohstoffe, Verarbeitung und Fermentation hat“, sagt Erstautor Stefan Pieczonka, Doktorand an der TUM. „Die molekulare Komplexität wird dann durch die sogenannte ‚Maillard-Reaktion‘ zwischen Aminosäuren und Zucker gesteigert, die auch Brot, Fleischsteaks und geröstetem Marshmallow ihren ‚gerösteten‘ Geschmack verleiht.“
„Dieses komplexe Reaktionsnetzwerk ist ein spannender Schwerpunkt unserer Forschung“, fügte sie hinzu, „angesichts seiner Bedeutung für die Lebensmittelqualität, den Geschmack und auch die Entwicklung neuer bioaktiver Moleküle, die für die Gesundheit von Bedeutung sind.“
seit dem ist ernsthafter Wissenschaft weisen Forscher darauf hin, dass ihre Technik in Zukunft ein wichtiger Schritt in Richtung sichererer Lebensmittel sein könnte. „Unsere Massenspektrometrie-Methode, die nur 10 Minuten pro Probe in Anspruch nimmt, sollte für die Qualitätskontrolle in der Lebensmittelindustrie sehr leistungsfähig sein“, sagte Schmitt-Kopplin und legte damit den Grundstein für neue molekulare Marker und nicht zielgerichtete Metabolitenprofile, die bei der Inspektion benötigt werden von Lebensmitteln.“
