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맥주 생산을 위한 혁신적인 발견

27.03.2018

많은 맥주 애호가들에게 쓴 맛과 독특한 홉 향은 그들이 좋아하는 음료의 가장 중요한 속성입니다. 그러나 홉은 매우 비싸서 미국에서만 연간 100억 리터의 물을 소비합니다.

이러한 문제를 해결하기 위해 과학자들은 홉을 사용하지 않고 "호피" 맥주를 양조하는 방법을 알아냈습니다.

생명공학자들은 홉의 방향족 성분인 테르펜 알코올인 게라니올과 리날로올을 합성하는 유전자 변형 효모를 만들었습니다. 이 효모로 맥주를 만드는 과정에서 홉을 생략할 수 있어 비용이 크게 절감되고 생산 공정이 간소화됩니다. 실험적인 음료 배치에 대한 이중 블라인드 테스트는 그러한 맥주가 전통적인 방식으로 양조된 아메리칸 에일보다 훨씬 더 뚜렷한 맛과 향을 가지고 있음을 보여주었습니다.

홉은 맥주에 특유의 쓴맛과 향을 부여합니다. 원하는 맛을 내기 위해 양조 과정에서 맥아즙에 홉을 첨가하고 음료 준비의 나중 단계에서 아로마를 제공합니다. 이 절차를 맥주 호핑이라고 합니다. 방향족 성분의 농도가 다른 많은 종류의 홉이 있습니다. 그러나 같은 품종 내에서도 에센셜 오일 함량에 차이가 있을 수 있으며 이것이 맥주 특성을 표준화하기 어려운 이유 중 하나입니다.

홉의 아로마 부분에는 많은 성분이 포함되어 있지만 연구원들은 테르펜 계열의 두 분자인 게라니올과 리날로올이 적어도 미국 양조업자들 사이에서 인기 있는 품종에 대해 맥주 호핑에 주요 기여를 한다는 것을 발견했습니다. 이 물질은 두 가지 다른 합성 효소의 참여로 단일 전구체에서 형성됩니다.

캘리포니아 대학(University of California)과 에머리빌(Emeryville, 미국)의 바이오에너지 연구소(Bioenergy Institute)의 생명공학자들은 캘리포니아 양조 회사인 Lagunitas와 협력하여 홉을 사용하지 않고 맥주를 홉핑할 수 있는 기술을 개발했습니다. 이를 위해 양조에 사용되는 산업용 효모 균주의 게놈에 제라니올과 리날로올 합성 효소 유전자를 삽입했습니다. 또한 연구자들은 의도적으로 맥주 맛을 바꾸기 위해 이러한 유전자의 발현을 조절하는 법을 배웠습니다.

이러한 테르펜의 합성에 관여하는 효소가 아직 홉에서 직접 확인되지 않았기 때문에 과학자들은 다른 방향족 식물의 여러 linalool 및 geraniol synthase 유전자를 테스트했습니다. 박하에서 추출한 효소의 단축 버전과 바질에서 추출한 전체 길이 효소가 이 두 물질에 대해 효모 세포에서 충분한 수준의 활성을 나타내는 것으로 나타났습니다. 테르펜 전구체의 합성을 가능하게 하기 위해 생물공학자들은 또한 여러 효모 자체 효소를 과발현해야 했습니다. 유전자 카세트를 효모 DNA에 통합하기 위해 연구자들은 CRISPR-Cas9 시스템을 사용했습니다.

새로운 기술을 실제로 테스트하기 위해 작업의 저자는 홉을 사용하지 않고 각 균주로 작은 실험 배치의 맥주를 준비했습니다. 제어 "전통적인" 배치는 XNUMX개의 다른 미국 농장에서 캐스케이드 홉을 사용했습니다. 맥주를 비교한 결과 다른 지역에서 생산된 홉을 사용하면 테르펜 농도가 변하여 풍미가 변하는 것으로 나타났습니다. 동시에 변형 효모를 사용하면 더 안정적인 결과를 얻을 수 있습니다.

마지막 실험에서 연구원들은 이미 발효 단계에 있는 맥주에 홉을 첨가하거나 유전자 변형 효모를 사용하여 "드라이 호핑" 기술을 사용하는 고전적인 레시피에 따라 아메리칸 에일을 준비했습니다. 이중 맹검 테스트에서 시음자들은 "드라이 호핑"의 유무 사이에 큰 차이를 느끼지 못했지만 변형 효모로 양조된 실험 맥주는 분명히 홉 향이 있었습니다.

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Finnish Aalto University는 이 문제를 해결할 수 있었습니다. 그들의 새로운 송신기는 모든 방향으로 에너지 채널을 생성하여 수신기가 움직이면 자동으로 조정합니다. 새로운 수신기가 장착된 전화, 노트북 및 모든 종류의 장치는 충전기에 물리적인 접촉이나 특정 장소에 고정하지 않고 배터리 충전 및 직접 작동을 위한 에너지를 동시에 수신할 수 있습니다.

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