Bewertung der Profile flüchtiger Verbindungen und sensorischer Eigenschaften von dunklen und hellen Bieren, die mit verschiedenen Brauhefestämmen vergoren wurden

Wissenschaftliche Berichte Band 13, Artikelnummer: 6725 (2023) Diesen Artikel zitieren

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Um die Unterschiede im Profil flüchtiger Verbindungen von dunklen und hellen Bieren zu bewerten, die mit verschiedenen Bierhefestämmen fermentiert wurden, wurde eine Gaschromatographie mit Flammenionisationsdetektion und eine gaschromatographische Massenspektrometrieanalyse von acht Bieren durchgeführt. Die vorherrschende Gruppe von Verbindungen in allen analysierten Bieren waren Alkohole (56,41–72,17 %), gefolgt von Estern (14,58–20,82 %), Aldehyden (8,35–20,52 %), Terpenen und Terpenoiden (1,22–6,57 %) und Ketonen (0,42 %). –1,00 %). Die vorherrschenden höheren Alkohole waren 2-Methylpropan-1-ol, 3-Methylbutanol, Phenethylalkohol, unter den Aldehyden Furfural, Decanal, Nonanal und unter den Estern Ethylacetat, Phenylethylacetat und Isoamylacetat. Mit der obergärigen Hefe Saccharomyces cerevisiae var. vergorene Biere. diastaticus hatte den höchsten Gehalt an flüchtigen Bestandteilen. Die Zugabe von dunklem Malz im Würzeherstellungsprozess hatte keinen Einfluss auf den Gesamtgehalt an flüchtigen Bestandteilen, führte jedoch bei einigen Bieren zu Veränderungen im Gesamtgehalt an Estern, Terpenen und Terpenoiden. Schwankungen im Gesamtgehalt an flüchtigen Bestandteilen zwischen Bieren, die mit verschiedenen Hefestämmen vergoren wurden, sind hauptsächlich auf die identifizierten Ester und Alkohole zurückzuführen. Die sensorische Analyse von Bieren ermöglichte es uns, die Eigenschaften zu identifizieren, die durch die Zugabe dunkler Spezialmalze bei der Herstellung von Würze und Hefestämmen, die im Fermentationsprozess verwendet werden, beeinflusst werden.

Geschmack und Aroma sind wichtige Faktoren, die die Wahrnehmung von Bier durch die Verbraucher beeinflussen1,2,3. Die wichtigsten Braurohstoffe sind Wasser, Malz und Hopfen. Malz ist eine Quelle für Getreide-, Malz-, Karamell- oder Röstaromastoffe. Hopfen wiederum verleiht dem Bier frische Zitrus-, Frucht- oder Kräuternoten. Ein ebenso wichtiger Faktor, der die Bierqualität beeinflusst, ist der im technologischen Prozess verwendete Bierhefestamm4,5. Während der Gärung produziert Hefe neben Ethanol und Kohlendioxid eine Reihe von Nebenprodukten, die das Aromaprofil von Bier im Vergleich zu Bierwürze komplexer machen6. Daher kann es als eine natürliche Methode zur Geschmacks- und Aromaverstärkung angesehen werden – Bioflavoring, bei dem Mikroorganismen zur Verbesserung der sensorischen Qualität eingesetzt werden7.

Die Braurohstoffe und die Bedingungen des technologischen Prozesses beeinflussen die chemische Zusammensetzung des Bieres, die seinen Geschmack, sein Aroma und seine Farbe prägt3,6,8,9. Die sensorischen Eigenschaften hängen von den Rohstoffen und dem Fermentationsprozess ab1,2,3. Bei der thermischen Verarbeitung von Malz, Maische und Würze kommt es zu Maillard-Reaktionen, Karamellisierung und Pyrolyse8. Nicht-enzymatische Bräunungsreaktionen beinhalten eine Reihe von Umwandlungen zwischen reduzierenden Zuckern und Aminosäuren. Beide Gruppen von Verbindungen sind für die Stoffwechselprozesse der Hefe von entscheidender Bedeutung, sodass eine Verringerung ihrer Verfügbarkeit ein Grund für Veränderungen im Fermentationsverlauf ist. Bei der Wärmebehandlung entstehende Verbindungen wirken sich auch direkt auf den Stoffwechsel von Mikroorganismen aus, indem sie die Aktivität von Enzymen hemmen, die an der alkoholischen Gärung beteiligt sind. Die Gärung dunkler Würzen, die reich an Maillard-Reaktions- und Karmelisierungsprodukten sind, führt zu Bieren mit einem anderen Profil an flüchtigen Bestandteilen als helle Biere2,8. Spezialmalze, die bei der Herstellung dunkler Biersorten verwendet werden, führen dem Bier Verbindungen mit hemmender Wirkung auf den Hefestoffwechsel (Furfural, 5-Hydroxymethylfurfural und Melanoidine) zu5,10,11. Es wurde gezeigt, dass Furfural und 5-Hydroxymethylfurfural die Aktivität glykolytischer Enzyme hemmen und zelluläre DNA-Schäden induzieren12,13. Darüber hinaus hemmen sie auch die Aktivität der Pyruvatdehydrogenase und der Aldehyddehydrogenase, die für die Synthese höherer Alkohole aus Aminosäuren (Ehrlich-Weg)5 notwendig sind. Die Endprodukte der Maillard-Reaktion sind makromolekulare Melanoidine. Sie weisen chelatbildende Eigenschaften von Magnesiumionen auf, die aufgrund ihrer Beteiligung als Cofaktoren enzymatischer Reaktionen eine Schlüsselrolle im Hefestoffwechsel spielen. Darüber hinaus wirken sie den Auswirkungen von zellulärem Stress entgegen und sind an der Genexpression, dem Wachstum und der Proliferation von Hefezellen beteiligt5,10,13. Solche Auswirkungen auf Stoffwechselprozesse können der Grund für Veränderungen im Gehalt an flüchtigen Gärungsnebenprodukten sein. Obwohl gezeigt wurde, dass Verbindungen der Maillard-Reaktion die Synthese wichtiger Aromastoffe durch Hefe beeinflussen, gibt es in der Literatur nur begrenzte Informationen über die Auswirkungen der Verwendung von dunklem Spezialmalz auf die Fermentation durch verschiedene Brauhefestämme, einschließlich unkonventioneller Brauhefestämme – Saccharomyces cerevisiae kveik-Typ und Saccharomyces Cerevisiae var. diastatisch.

Der Zweck dieser Studie bestand darin, die Wirkung von dunklem Spezialmalz und Bierhefestamm auf das Profil flüchtiger Verbindungen und die sensorischen Eigenschaften von Bieren zu analysieren. Die Neuheit der Forschung war der Vergleich des Profils flüchtiger Verbindungen und der sensorischen Bewertungsergebnisse von Bieren, die mit klassischen obergärigen und untergärigen Brauhefestämmen sowie unkonventionellen Hefestämmen bei der Ethanolgärung von heller und dunkler Bierwürze vergoren wurden die Zugabe von dunklem Spezialmalz. Die Ergebnisse dieser Forschung haben die Erweiterung des aktuellen Wissens über die Gestaltung sensorischer Eigenschaften fermentierter Getränke durch die Auswahl biologischer Materialien ermöglicht, was zur Steigerung der sensorischen Attraktivität von Lebensmitteln beitragen kann. Darüber hinaus hat unsere Forschung das Potenzial für die Verwendung von Hefe vom Typ Saccharomyces cerevisiae kveik und Saccharomyces cerevisiae var. identifiziert. diastaticus bei der Herstellung von dunklem Bier, was bisher nicht untersucht wurde. Das Versuchsmaterial bestand aus dunklen und hellen Bieren, die mit untergäriger Hefe Saccharomyces pastorianus und obergäriger Saccharomyces cerevisiae fermentiert wurden, einschließlich unkonventioneller Bierhefe vom Kveik-Typ und Saccharomyces cerevisiae ver. Diastaticus-Hefe. Das Profil der flüchtigen Verbindungen wurde durch Gaschromatographie mit Flammenionisierungsdetektion (GC-FID) und Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS) analysiert. Die sensorischen Eigenschaften der Biere wurden mithilfe eines proprietären Fragebogens von in sensorischer Analyse geschulten Panelisten bewertet.

In unserer Forschung haben wir helle und dunkle Biere, die mit verschiedenen Stämmen obergäriger (Ale) und untergäriger (Lager) Brauhefe hergestellt wurden, einer umfassenden chromatographischen Analyse unterzogen. Tabelle 1 zeigt den Gesamtgehalt an höheren Alkoholen, Estern, Aldehyden, Terpenen und Terpenoiden, Ketonen und anderen Verbindungen in Bieren. Die GC-FID- (Tabelle 2) und GC-MS-Methoden (Tabellen 3 und 4) wurden verwendet, um den Gehalt an 58 flüchtigen Verbindungen zu bewerten: 16 höhere Alkohole, 15 Ester, 9 Aldehyde, 4 Ketone, 1 Fettsäure, 1 Epoxid. 1 Alkan und 1 Dien. Der Anteil der chemischen Gruppen im Profil der flüchtigen Verbindungen von Bieren ist in Tabelle 1 dargestellt. Die dominierende Gruppe von Verbindungen in allen analysierten Bieren waren Alkohole (56,41–72,17 %), gefolgt von Estern (14,58–20,82 %), Aldehyden ( 8,35–20,52 %), Terpene und Terpenoide (1,22–6,57 %) und Ketone (0,42–1,00 %).

Mit Saccharomyces cerevisiae var. fermentierte Biere diastaticus (SAP und SAD) hatte den höchsten Gesamtgehalt an flüchtigen Stoffen (TV). Die obergärigen Biere S04P und S04D zeichneten sich ebenfalls durch hohe TV-Werte aus, während die untergärigen Biere S23P und S23D die niedrigsten TV-Werte aufwiesen. Die Zugabe von dunklem Malz bei der Würzeherstellung hatte keinen statistisch signifikanten (P < 0,05) Einfluss auf den Gesamtgehalt an flüchtigen Bestandteilen, war jedoch die Ursache für Unterschiede im Estergehalt in Bieren, die mit Saccharomyces cerevisiae (S04), Saccharomyces cerevisiae var. fermentiert wurden. diastaticus (SA) und Terpene und Terpenoide in Bieren, die mit S04- und Saccharomyces pastorianus (S23)-Hefe fermentiert wurden. Dunkle Biere hatten in Proben, die mit S04- und SA-Hefe fermentiert wurden, einen höheren Estergehalt. Der Ketongehalt unterschied sich zwischen den Varianten nicht. Im Gegenteil, der Gehalt an Terpenen und Terpenoiden war in hellen Bieren deutlich höher als in dunklen Bieren, die mit den Stämmen S04, S23 und Saccharomyces cerevisiae kveik (KV) fermentiert wurden. Die bei der Fermentation verwendeten Mikroorganismen differenzieren die Zusammensetzung flüchtiger Verbindungen in Bieren stark. Im Durchschnitt enthielten die Ale-Biere S04P und S04D 1,5-mal mehr Gesamtflüchtige, 1,8-mal mehr Aldehyde und 1,7-mal mehr Ester im Vergleich zu den Lagerbieren S23P und S23D. Auch beim Vergleich von SAP und SAD mit den klassischen untergärigen Bieren S23P und S23D konnte ein Unterschied festgestellt werden. Biere aus S. cerevisiae var. diastaticus enthielt mehr als 2-mal mehr TV, 2,2-mal mehr Ester und 2-mal mehr höhere Alkohole als Lagerbiere.

Ein Schlüsselfaktor für die Gestaltung des Aromaprofils von Bieren ist der im alkoholischen Gärungsprozess verwendete Hefestamm5. Als Nebenprodukte entstehen bei der Stoffwechselumwandlung der Würzebestandteile flüchtige Verbindungen, die das Aroma des Bieres prägen und die Hefezellen mit den für Wachstum und Entwicklung notwendigen Verbindungen (Aminosäuren, Proteine, Nukleinsäuren, Lipide usw.) versorgen )11. Die obergärigen Hefen produzieren eine höhere Gesamtmenge an flüchtigen Verbindungen als die untergärigen Hefen. Darüber hinaus können Bierhefen mehr Ester und höhere Alkohole bilden als Lagerhefe, was auch in unserer Studie bestätigt wurde9. Castro et al.4 beobachteten, dass der Gehalt an flüchtigen Bestandteilen in Bieren mit steigender Fermentationstemperatur zunimmt. Jedes Bier, das mit dem obergärigen Hefestamm mit höherer optimaler Fermentationstemperatur (S04, KV und SA) fermentiert wurde, wies eine höhere Gesamtmenge an identifizierten flüchtigen Verbindungen auf. Lasanta et al.14 bestätigten, dass die Durchführung der Fermentation bei höheren Temperaturen zu Bieren mit höheren Konzentrationen an flüchtigen Verbindungen führt, einschließlich höherer Alkohole, die in Ester umgewandelt werden können.

Der Gehalt an farbigen Maillard-Reaktionsverbindungen beeinflusst die sensorischen Eigenschaften von Bieren sowohl direkt durch die sensorische Aktivität der erzeugten Chemikalien als auch durch die Beeinflussung des Profils der Hefestoffwechselprodukte. Dack et al.5 zeigten, dass Hefe bei der Fermentation dunkler Würzen mehr höhere Alkohole und weniger Ester produziert als bei der Fermentation heller Würzen. Sie führten eine geringere Estersynthese auf eine Verringerung der Enzymaktivität oder der Expression von Genen zurück, die mit der Estersynthese zusammenhängen5. In unserer Untersuchung wurde ein signifikanter Unterschied (P < 0,05) im Gesamtestergehalt zwischen hellem und dunklem Bier, das mit demselben Hefestamm hergestellt wurde, sowohl für S04 als auch für SA gezeigt. Es kann davon ausgegangen werden, dass die Wirkung von Malzfarbstoffen auf die Biosynthese flüchtiger Stoffe von dem bei der Fermentation verwendeten Hefestamm abhängt.

Die Tabellen 2, 3, 4 zeigen die Ergebnisse der Analysen von Bieren mittels gaschromatographischer Methoden (GC-FID und GC-MS). Bei der Gärung entstehen gleichzeitig höhere Alkohole und Ester als Nebenprodukte15. Von den identifizierten Verbindungen waren die dominanten Produkte, unabhängig vom Hefestamm und der Würze, unter den höheren Alkoholen 3-Methylbutanol (11,46–37,52 mg/L), 2-Methylpropan-1-ol (6,37–21,84 mg/L) und Phenethylalkohol (4,93–20,15 mg/L). Dies sind die wichtigsten höheren Alkohole im Aromaprofil von mit Saccharomyces-Hefe fermentierten Bieren11,16. Wir identifizierten zwischen 13 und 16 höhere Alkohole in den Bieren. In S04D und KVD wurden mehr höhere Alkohole identifiziert als in den entsprechenden hellen Bieren. Unterschiede im höheren Alkoholgehalt in Bieren, die von verschiedenen Hefestämmen fermentiert wurden, werden von Dack et al.5 bestätigt. Die wichtigsten Nährstoffe für Hefe in der Würze sind Kohlenhydrate und Aminosäuren. Der Aminosäuregehalt steht in engem Zusammenhang mit den sensorischen Eigenschaften von Bieren, da sie an der Synthese höherer Alkohole durch Hefe beteiligt sind3. Darüber hinaus sind sie an Maillard-Reaktionen beteiligt. Aufgrund der Verwendung dunkler Malze, deren Produktionstechnologie eine intensivere Wärmebehandlung beinhaltet, enthalten dunkle Würzen weniger Aminosäuren als helle5. Dies könnte zu einer Verringerung des höheren Alkoholgehalts in dunklen Bieren führen. Allerdings konnten wir in unserer Untersuchung die Auswirkung der Verwendung von dunklem Spezialmalz auf den Gesamtalkoholgehalt nicht bestätigen. Höhere Alkohole wirken sich direkt auf die sensorischen Qualitäten des Produkts aus und sind auch Vorläufer der Estersynthese, bei denen es sich um äußerst geschmacksaktive Verbindungen im Bier handelt11. Sie sind ein wichtiger Bestandteil der Aromakomposition des Bieres, können aber auch die Qualität negativ beeinflussen. Selbst wenn einzelne Verbindungen in den analysierten Bieren unterhalb ihrer sensorischen Schwelle liegen, können sie durch die synergistische Wirkung flüchtiger Komponenten3 das sensorische Profil von Bieren beeinflussen. Sowohl die Zusammensetzung als auch der Anteil höherer Alkohole sind für die Qualität eines Bieres von Bedeutung15.

Ester sind eine entscheidende Gruppe von Verbindungen, die das Aroma von Bier prägen. Sie entstehen bei der Gärung, Lagerung und stammen aus Hopfenzapfen17. Nicht nur Braurohstoffe sind die Quelle für Ester im Bier, sie werden auch während der Gärung durch Hefe synthetisiert5,17. In geeigneten Konzentrationen können sie dem Bier die gewünschten fruchtigen und blumigen Noten verleihen. Die Synthese von Estern durch Hefe hängt sowohl mit Umwandlungen während des Hefewachstums und des Fettstoffwechsels als auch während der Fermentation zusammen. Unter den Bierestern kann man eine Gruppe von Acetatestern (Ethylacetat, Isoamylacetat, Phenylethylacetat) und Ethylester (Ethylhexanoat, Ethyloctanoat und Ethyldecanoat) unterscheiden. Ester können die Membranen von Hefezellen durchdringen und Bier durchdringen, sodass während der Gärung ein Anstieg ihres Gehalts zu beobachten ist11. Unter den Estern in den von uns getesteten Bieren konnten wir Ethylacetat (6,01–20,07 mg/L), Phenethylacetat (1,81–7,03 mg/L), Ethyloctanoat (0,62–1,44 m/L) und Isoamylacetat (0,54–1,05) nachweisen mg/L) in den höchsten Konzentrationen. Lasanta et al.14 fanden heraus, dass der Gehalt an Phenylethylacetat in Bieren, die bei höheren Temperaturen fermentiert wurden, unabhängig vom getesteten Hefestamm, im Vergleich zu Bieren, die bei niedrigeren Temperaturen fermentiert wurden, deutlich höher war. Unsere Ergebnisse bestätigten, dass Phenylethylacetat einer der Hauptester von Bier war. Darüber hinaus haben wir beobachtet, dass Biere, die mit S04-Hefe (bei 18 °C) vergoren wurden, unter den getesteten Bieren die höchste Menge an Phenylethylacetat enthielten (bis zu fast viermal mehr). Im Gegensatz dazu erhöhte die hohe Temperatur (35 °C) der Fermentation durch Saccharomyces cerevisiae kveik-Hefe den Phenylacetatgehalt in Bieren nicht. Der Gehalt an flüchtigen Verbindungen in Bieren wird durch den verwendeten Hefestamm und die Fermentationstemperatur beeinflusst14.

Carbonylverbindungen im Bier werden in relativ geringeren Mengen nachgewiesen als die anderen diskutierten Chemikalien. Sie entstehen als Produkte der Maillard-Reaktion (einschließlich Strecker-Abbau), durch Lipidoxidation während der Würzeproduktion und als Zwischenprodukt bei der Umwandlung von Aminosäuren in Alkohole. Einer der wichtigsten im Bier festgestellten Aldehyde ist Acetaldehyd, der während der Gärung eine Zwischenstufe bei der Umwandlung von Glucose in Ethanol darstellt11. In den getesteten Bieren waren Furfural (2,60–7,77 mg/L), Decanal (1,79–5,61 mg/L), Nonanal (1,42–2,79 mg/L) und Acetaldehyddiethylacetal (0,56–2,23 mg/L) die am häufigsten vorkommenden Aldehyde . Unter den Ketonen dominierten 6-Methyl-5-hepten-2-on (0,11–0,28 mg/L) und Nerylaceton (0,11–0,69 mg/L). Der Furfuralgehalt von Bier nimmt mit zunehmender Lagerzeit zu und ist daher ein wichtiger Indikator zur Analyse der Alterung von Bier19,20. Der Anstieg der Furfuralkonzentration in Bieren während der Reifung hängt von den Lagerbedingungen ab und kann bis zum 50-fachen betragen21.

Carbonylverbindungen sind ein wichtiger Indikator für die Bieralterung. Zu den relevantesten zählen 2-Furfural (das durch die Maillard-Reaktion während der Lagerung entsteht) und 2-Methylpropanal, 2-Methylbutanal, 3-Methylbutanal und 2-Phenylacetaldehyd, die Produkte des Stecker-Abbaus oder der Oxidation höherer Alkohole sind22. In unseren Bieren haben wir von den oben genannten Aldehyden nur Furfural (2,60–7,77 mg/L) identifiziert. Dunkle und helle Biere, die mit den Hefestämmen S04, S23 und KV fermentiert wurden, unterschieden sich statistisch nicht (P < 0,05) im Furfuralgehalt. Dennoch war der beobachtete Gehalt dieses Aldehyds hoch im Vergleich zu seinem Gehalt in Bieren, die von anderen Autoren getestet wurden. Čejka et al.22 ermittelten, dass der Furfuralgehalt in Bieren 5,2–452 µg/L betrug, während Li et al.20 0,4–1,91 µg/L Furfural in frischem Bier und einen Anstieg von bis zu 470 % während der Lagerung beobachteten. In dunkler Würze wurde ein höherer Furfuralgehalt festgestellt als in heller Würze. Gibson et al.23 fanden heraus, dass unabhängig von der Verwendung dunkler Malze im Produktionsprozess derselbe Anstieg des Furfuralgehalts während der Bieralterung beobachtet wurde20.

Der Acetaldehyd-Diethylacetal-Gehalt in Bieren war je nach Malzzusammensetzung für alle Proben statistisch unterschiedlich (P < 0,05). Die hellen Biere S04P und S23P enthielten mehr Acetaldehyddiethylacetal als die entsprechenden dunklen Biere, während KVP und SAP weniger enthielten. Die Hefe S. cerevisiae kveik und S. cerevisiae var. diastaticus produzierte in dunklen Bieren mehr Acetaldehyddiethylacetal als in hellen Bieren. Acetaldehyd ist einer der wichtigsten Aromastoffe in Bieren, dessen Einfluss auf die Bierqualität von seiner Konzentration abhängt. Es kann dem Bier Noten von grünem Apfel oder ein unangenehmes, scharfes Aroma verleihen. Unter sauren pH-Bedingungen reagiert Acetaldehyd mit Ethanol zu Diethylacetaldehyd, dessen Aroma als fruchtig beschrieben wird. Verschiedene Brauhefen produzierten unterschiedliche Mengen an Acetaldehyddiethylacetal, was in unserer Studie bestätigt wurde24. Andere Autoren weisen auf eine Acetaldehyd-Diethylacetal-Konzentration im Bereich von 1,42 bis 8,16 mg/L24 und 2,72 bis 11,63 mg/L25 hin. Aldehyde im Bier können durch Oxidation von Lipiden und Fettsäuren, Maillard-Reaktionen, Strecker-Abbau, Oxidation von Isohumulonen, Aldolkondensation kurzkettiger Aldehyde, Oxidation höherer Alkohole, Oxidation langkettiger Aldehyde und Sekretion durch Hefe gebildet werden26 . Einer der Gründe, warum wir in dunklen Bieren weniger Diethylacetalacetaldehyd festgestellt haben, könnte die antioxidative Aktivität von Melanoidinen sein, farbigen makromolekularen Verbindungen, die im Endstadium der Maillard-Reaktion gebildet werden und antioxidative Eigenschaften aufweisen10. Als Antioxidantien können Melanoidine die Oxidationsreaktion hemmen, die zur Bildung von Acetaldehyd führt, das in Acetal umgewandelt werden kann26.

Die Terpene und Terpenoide in Bieren werden aus Hopfen gewonnen. Unter den Hopfenterpenen und ihren Derivaten in Bieren werden hydrophobe Terpenkohlenwasserstoffe (β-Myrcen, Limonen, α-Pinen, α-Humulen und β-Farnesen) und hydrophile Terpenalkohole (Linalool, Geraniol, β-Citronellol und Nerol) identifiziert27. Die folgenden als Terpene und ihre Derivate klassifizierten Verbindungen wurden in den untersuchten Bieren identifiziert: D-Limonen, Linalool, Citronellol, Caryophyllen, (E)-β-Farnesen, Humulen und Nerolidol. In allen getesteten Bieren wurden Linalool (1,15–2,05 mg/L), Citronellol (0,32–1,38 mg/L) und Nerolidol (0,03–0,12 mg/L) identifiziert. In einzelnen Proben wurden weitere Terpene und Terpenoide identifiziert. Der D-Limonen-Gehalt wurde nur für Proben nachgewiesen, die mit den Hefen S04 und S23 fermentiert wurden. Darüber hinaus enthielten helle Biere mehr als das Achtfache dieser Verbindung als dunkle Biere. Unterschiede im Gehalt an Terpenen und Terpenoiden zwischen den analysierten Bieren könnten auf das Potenzial von Hefestämmen zur Biotransformation von Monoterpenen zurückzuführen sein27.

Linalool wurde als Indikatorverbindung bei der Analyse des Hopfenaromas berücksichtigt. In Hopfenölen wurden neben Linalool auch Humulen und Farnesen sowie die Oxidationsprodukte dieser Verbindungen, Citronellol, Geraniol, Terpineol, identifiziert, die das Hopfenaroma prägen. Caryophyllen, Humulen und β-Farnesen sind Bestandteile von Hopfenprodukten, ihr Gehalt nimmt jedoch während der technologischen Verarbeitung der Würze ab28. Durch das Kochen nimmt der Gehalt an Myrcen und Linalool schnell ab. Die untersuchten Verbindungen, die einer Umwandlung unter kochender Würze resistenter sind, sind Humulen, Humulenepoxid I, β-Farnesen, Caryophyllen und Geraniol28. Hopfen ist jedoch nicht der einzige technologische Schritt, der die Umwandlung und den Verlust von Terpenoiden beeinflusst. Diese Verbindungen unterliegen auch Biotransformationen unter Beteiligung von Bierhefe. Die wichtigsten Terpenkohlenwasserstoffe in ätherischen Hopfenölen (β-Myrcen, α-Humulen und β-Caryophyllen) werden während des Fermentationsprozesses normalerweise fast vollständig reduziert, indem sie an hydrophoben Hefezellen adsorbiert werden und während der Fermentation in Schaum wandern29. Dieses Phänomen erklärt das Fehlen bzw. den geringen Gehalt an Hopfenterpenen und -terpenoiden in den analysierten Bieren.

Die hergestellten Biere wurden einer sensorischen Analyse unterzogen. Die Ergebnisse wurden in Radardiagrammen dargestellt (Abb. 1) und als Ergänzungstabelle S1 hinzugefügt. Alle Biere zeichneten sich durch eine mittlere bis intensive Farbe aus, die typisch für die im Produktionsprozess verwendeten Rohstoffe ist. Die höchste Schaumigkeitsbewertung hatte das KVD-Bier, dessen Schaum als gut, anhaltend, fein und dicht beschrieben wurde. Die schlechteste Bewertung erhielt die Schaumigkeit des S04D-Biers. Hinsichtlich der Kohlensäure unterschieden sich die Biere nicht (P < 0,05). Der Geschmack der Biere wurde auf die Intensität bitterer, süßer und saurer Geschmacksempfindungen analysiert. Die analysierten Biere unterschieden sich statistisch gesehen nicht (P < 0,05) in der Süße. Die Bewertung erfolgte bei allen Bieren von sehr schwach bis mäßig wahrnehmbar. Dunkle Biere wurden als bitterer eingestuft als helle Biere, die mit demselben Hefestamm hergestellt wurden. Dunkle Spezialmalze verstärken die Bitterkeit und Adstringenz von Bieren8. Die Unterschiede waren jedoch für jede Probe statistisch signifikant (P < 0,05). Der S23D wurde am meisten, der KVP am wenigsten bitter bewertet. Die unterschiedlichsten geschmacklichen Bewertungen aller verwendeten Deskriptoren wurden für sauer verzeichnet. Die sauersten Biere waren KVD, S04P, SAD, KVP und SAP. Unabhängig von der Malzzusammensetzung sind Kveik-Hefe und S. cerevisiae var. distaticus ermöglichte die Herstellung von Bieren mit deutlich höherem oder sogar sehr gut wahrnehmbarem Säuregehalt.

Sensorische Bewertung von Bier, (a) Geschmack (bitter, süß, sauer) und Klarheit, Farbe, Schaumigkeit, Kohlensäure, (b) Aromadeskriptoren.

Bei der Analyse des Bieraromas wurden die folgenden Deskriptoren verwendet: Malz, Karamell, geröstet, hopfig, fruchtig, blumig, würzig, grasig und alkoholisch. Es gab keine statistisch signifikanten Unterschiede (P < 0,05) zwischen den Proben in der Wahrnehmbarkeit von Malz-, Hopfen-, Frucht-, Blumen-, Gewürz-, Gras- und Alkoholaromen. Allerdings sind einige Trends zu beobachten. Bei dunklen Bieren wurde über eine stärkere Wahrnehmung von malzigem, karamelligem, geröstetem und würzigem Aroma berichtet, während bei hellen Bieren ein hopfiges, fruchtiges, blumiges und grasiges Aroma zu verzeichnen war. Auch bei den S04D- und S23D-Bieren wurden Malz-, Karamell- und Röstaroma als gut bzw. intensiv wahrnehmbar bewertet. Röst- und Karamellnoten, die als nicht wahrnehmbar bis schwach wahrnehmbar beschrieben werden, charakterisieren die hellen Biere S23P, KVP und SAP. Das grasige Aroma war je nach Variante sehr schwach bis mäßig wahrnehmbar. S04P, SAP und SAD wurden als die alkoholreichsten Personen identifiziert. Dies ist aufgrund des höchsten Ethanolgehalts in SAP und SAD unter den getesteten Proben gerechtfertigt12.

Zur besseren Visualisierung der Forschungsergebnisse wurden eine Hauptkomponentenanalyse (PCA) und eine Korrelationsanalyse (Ergänzungstabelle S2) durchgeführt (Abb. 2). Die ersten beiden Hauptkomponenten erklärten 64,21 % der Gesamtvariation (PC1:40,03 und PC2:24,18 %). Korrelationsanalysen zwischen Gruppen flüchtiger Verbindungen zeigten, dass höhere Alkohole hauptsächlich für die Wahrnehmung des alkoholischen Aromas verantwortlich waren (r = 0,870). Es gab eine signifikante positive Korrelation zwischen dem Gehalt an höheren Alkoholen und Estern (r = 0,858). Es gab jedoch eine negative Korrelation zwischen Terpenen und Terpenoiden sowie dem Estergehalt (r = -0,709) und dem Gewürzaroma (r = -0,823). Es wurden auch Korrelationen zwischen den sensorischen Deskriptoren der Biere beobachtet. Es zeigte sich, dass je höher die Bitterkeit, desto geringer das Säureempfinden (r = -0,724). Das Karamellaroma war mit zunehmender Farbintensität des Bieres stärker wahrnehmbar (r = 0,759) und korrelierte (r = 0,874) mit dem Malzaroma. Das Gefühl des Röstaromas hing mit der Intensität des Karamellaromas (r = 0,956), des Malzaromas (r = 0,770) und der Farbintensität (r = 0,860) zusammen. Röst-, Karamell- und Malzaromen sowie die Farbe waren eng miteinander verbunden und bildeten eine Gruppe von Deskriptoren, die hauptsächlich von der Zusammensetzung der bei der Würzeherstellung verwendeten Malze geprägt waren. Es wurde auch beobachtet, dass die genannte Gruppe von Aromadeskriptoren zusammen mit der Farbe negativ mit der Wahrnehmbarkeit von Hopfenaromen (hopfig, fruchtig, blumig) korreliert (− 0, 962 < r < – 0, 657). Es zeigte sich auch eine signifikante Korrelation zwischen Schaumigkeit und Hopfenaroma (r = 0,724) sowie Klarheit und blumigen Noten (r = − 0,874).

Hauptkomponentenanalyse (PCA) von Gruppen flüchtiger Verbindungen und sensorischen Deskriptoren von Bieren.

Die Zusammensetzung der Würze und die biochemischen Umwandlungen, die während der Gärung stattfinden, bestimmen die Endqualität des Bieres. Bestimmte Aromastoffe können je nach Konzentration positive oder negative sensorische Eigenschaften vermitteln. Daher ist es äußerst wichtig, den Fermentationsprozess zu kontrollieren. Die Zusammensetzung der flüchtigen Bierverbindungen hängt vom Profil der Zutaten der Würze, den Bedingungen des Fermentationsprozesses, dem verwendeten Hefestamm, der Temperatur, dem Druck, dem Sauerstoffgehalt und der Dosis der verwendeten Mikroorganismen ab9. Das Malzaroma wird durch Aldehyde, Pyrazine, Pyrrole, Furane, Ketone, Säuren und Alkohole geprägt. Die Entstehung des süßen Aromas wird Verbindungen aus der Gruppe der Aldehyde und Furanon zugeschrieben8. Pyrazine und Pyrrole sind für nussige, brotartige, verbrannte und geröstete Aromen verantwortlich. Alkohole und Ketone hingegen sind an der Gestaltung der als scharf und schwefelig wahrnehmbaren Noten beteiligt. Ester und Phenole beeinflussen die Wahrnehmbarkeit blumiger, fruchtiger, würziger und holziger Noten8.

Unsere Forschung ermöglichte es uns, das Profil flüchtiger Verbindungen von dunklen und hellen Bieren zu charakterisieren, die mit verschiedenen Bierhefestämmen fermentiert wurden. Auf der Grundlage der Ergebnisse chromatographischer Analysen haben wir Daten erhalten, die es uns ermöglichen, Ähnlichkeiten und Unterschiede in der Verteilung flüchtiger Verbindungen zwischen Gruppen chemischer Verbindungen in den analysierten Bieren aufzuzeigen. Es wurde festgestellt, dass das Profil flüchtiger Verbindungen in Bieren aus Alkoholen, Aldehyden, Estern, Terpenen, Terpenoiden, Ketonen sowie Thiolen, Dienen, Fettsäuren und Epoxiden besteht. Unter den gewonnenen Bieren sind die mit der obergärigen Sorte Saccharomyces cerevisiae var. vergorenen Biere hervorzuheben. diastaticus-Stamm und Saccharomyces cereviasiae S04 zeichneten sich durch den höchsten Gesamtgehalt an flüchtigen Bestandteilen aus, während Biere, die mit der untergärigen Hefe Saccharomyces pastorianus S23 vergoren wurden, den niedrigsten Wert aufwiesen. Die Malzzusammensetzung hatte keinen Einfluss auf den Gesamtgehalt an flüchtigen Bestandteilen, war jedoch bei einigen Bieren die Ursache für signifikante Unterschiede (P < 0,05) im Gesamtgehalt an Estern, Terpenen und Terpenoiden. Dies lässt den Schluss zu, dass der im Fermentationsprozess verwendete Hefestamm das Profil der flüchtigen Verbindungen der Biere stärker beeinflusst als die Malzzusammensetzung. Unterschiede in der Menge der produzierten flüchtigen Verbindungen zwischen den Stämmen sind hauptsächlich auf Unterschiede bei Estern und Alkoholen zurückzuführen. Mit Saccharomyces cerevisiae var. vergorenes Bier. diastaticus zeichnete sich durch einen außergewöhnlich hohen Gesamtgehalt an flüchtigen Verbindungen aus. Gruppen von Verbindungen und einzelne Chemikalien beeinflussen die Wahrnehmbarkeit von Aromanoten in Bieren. Daher werden die in unserer Forschung erzielten Ergebnisse ein besseres Verständnis des Entstehungsprozesses der Aromaeigenschaften von Bieren ermöglichen.

Im Experiment wurden untergärige Brauhefe Saccharomyces pastorianus Saflager S-23 (Fermentis, Lasaffre, Frankreich)30 und obergärige Brauhefe Saccharomyces cerevisiae Safale S-04 (Fermentis, Lasaffre, Frankreich)31, Saccharomyces cerevisiae Voss kveik (Lallemand, Kanada)32 und Saccharomyces cerevisiae var. diastaticus Belle Saison (Lallemand, Kanada)33 verwendet.

S. pastorianus Saflager S-23, S. cerevisiae Safale S-04 und S. cerevisiae Voss zeichneten sich im Gegensatz zu S. cerevisiae var. durch eine hohe Flockungs- und Sedimentationsfähigkeit aus. diastaticus Belle Saison. Die verwendeten Hefestämme unterschieden sich in ihrer Abschwächungskapazität. S. cerevisiae var. diastaticus Belle Saison zeichnete sich aufgrund seines Potenzials zur Fermentation von Dextrinen durch eine bemerkenswert hohe Fähigkeit aus, den Würzezucker um 84–94 % zu vermindern33. Der Abschwächungsgrad für die übrigen verwendeten Hefestämme war niedriger und lag zwischen 74 und 84 %30,31,32. Darüber hinaus ist ein Unterscheidungsmerkmal von S. cerevisiae var. diastaticus Belle Saison zeichnet sich auch durch seine Fähigkeit zur Decarboxylierung von Hydroxyzimtsäuren aus und wird daher als POF+-Hefe (Phenol-Off-Flavour) eingestuft33.

Im technologischen Prozess der Bierherstellung wurden folgende Rohstoffe verwendet: Pilsner Gerstenmalz (Viking Malt, Strzegom, Polen), dunkles Schokoladengerstenmalz (Viking Malt, Strzegom, Polen), Marynka-Hopfen (polnischer Hopfen, Karczmiska Dzień, Polen) und Lubelski-Hopfen (polnischer Hopfen, Karczmiska Trzecie, Polen).

Der technologische Prozess der Bierherstellung wurde nach Paszkot & Kawa-Rygielska12 unter Berücksichtigung der folgenden technologischen Phasen durchgeführt: Aufgussmaischen, Schwerkraftfiltration der Maische, Chargenbegasung mit Wasser, Kochen der Würze mit Hopfen, Abkühlung, Filtration, Zweiteilung L-Proben, Beimpfung mit Bierhefe und Fermentation. Bei der Herstellung der hellen Würze wurde 100 % Pilsner-Gerstenmalz (Viking Malt, Strzegom, Polen) verwendet. Dunkle Würze wurde mit 90 % Pilsner-Gerstenmalz und 10 % dunklem Schokoladen-Gerstenmalz (Viking Malt, Strzegom, Polen) hergestellt. Die helle Würze enthielt 10,78 ± 0,13 Gew.-% Extrakt und hatte eine Farbe von 8,4 ± 0,36 EBC, während die dunkle Würze 11,45 ± 0,18 Gew.-% Extrakt enthielt und eine Farbe von 85,7 ± 1,7 EBC aufwies. Die getesteten Würzen unterschieden sich statistisch nicht signifikant (P < 0,05) in der Summe der identifizierten Kohlenhydrate (Maltose, Maltotriose, Glucose und Dextrine)12. Die Farbe der Würzen wurde mithilfe einer spektrophotometrischen Methode durch Messung der Absorption bei 430 nm (DMA 4500 M, Anton Paar, Graz, Österreich) analysiert. Der Extraktgehalt der Würzen wurde mit einem Densito 30PX-Densitometer (Metler Toledo, Columbus, USA) gemessen. Die Würzen wurden mit Marynka-Hopfen (7,9 % α-Säuren, Dosis 1 g/L, 60 Min.; Polnischer Hopfen, Karczmiska, Polen) und Lubelski-Hopfen (4 % α-Säuren, Dosis 1 g/L, 10 Min.) gekocht. Polnischer Hopfen, Karczmiska, Polen. Die Würze (2 l) wurde mit einem von vier ausgewählten Bierhefestämmen in einer Dosis gemäß den Empfehlungen des Herstellers (1 g getrocknete Biomasse pro Liter Würze) beimpft. Die Fermentation wurde bei der für den Hefestamm optimalen Temperatur gemäß den Empfehlungen des Herstellers und der Branchenpraxis für 7 Tage bei 18 °C für S04P- und S04D-Proben, 12 °C für S23P- und S23D-Proben und 35 °C für KVP durchgeführt KVD-Proben und 18 °C für SAD- und SAP-Proben. Nach der Abtrennung des Hefesediments erfolgte die Nachgärung für weitere 7 Tage. Anschließend wurden die Biere in 0,5-L-Flaschen abgefüllt. Während der Abfüllung wurde Glukose in einer Dosis von 2 g/L hinzugefügt, um die Nachgärung zu ermöglichen. Die Reifung des Bieres erfolgte 28 Tage lang bei 4 °C. Grundlegende physikalisch-chemische Parameter von Bieren wurden bereits beschrieben12. Die Biere zeichneten sich durch folgenden Ethanolgehalt aus: S04P – 4,51 % v/v, S04D – 4,71 % v/v, S23P – 4,73 % v/v, S23D – 4,66 % v/v, KVP – 4,80 % v/v, KVD – 4,58 % v/v, SAP – 5,60 % v/vi SAD – 5,79 % v/v. Der tatsächliche Extrakt der Biere war wie folgt: S04P – 3,75 %w/w, S04D – 4,38 %w/w, S23P – 3,70 %w/w, S23D – 4,56 %w/w, KVP – 3,34 %w/w, KVD – 4,20 %w/w, SAP – 2,23 %w/w, SAD –2,58 %w/w12. Während des technologischen Prozesses wurde die mikrobiologische Kontrolle in den folgenden Phasen durchgeführt: Beimpfung, Fermentation, Reifung. Es wurde keine mikrobielle Kontamination festgestellt.

Die flüchtigen Verbindungen der Biere wurden mittels Gaschromatographie in Verbindung mit der Flammenionisationsdetektionstechnik (GC-FID) analysiert, wobei ein GC2010 Plus-Gerät mit FID-2010-Detektor und einem Headspace-Autosampler (HS-20) (Shimadzu Corporation, Kyoto, Japan) zum Einsatz kam ) und eine CP-WAX 57 CB-Säule (50 m × 0,32 mm ID × 0,2 µm) (Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA). Vor der Analyse wurden die Biere durch Schütteln auf einem Orbitalschüttler entgast, mit Kieselgur (1 g/100 ml Bier) vermischt und durch einen Papierfilter filtriert. Bierproben (10 ml) wurden in Headspace-Glasfläschchen (20 ml) überführt. Die Fläschchen wurden dann konditioniert und in einem Headspace-Autosampler-Ofen (40 °C, 20 Min.) geschüttelt, bevor 1 ml der Probe in die mit der Säule verbundene HS-20-Headspace-Schleife mit den folgenden Parametern überführt wurde: Haltezeit – 0,5 Min., Äquilibrierungszeit – 0,1 Min., Ladezeit – 0,5 Min., Äquilibrierungszeit – 0,1 Min., Injektionszeit – 0,5 Min. und die gesamte GC-Analysezeit – 60 Min. Für die gaschromatographische Analyse wurde das folgende Temperaturprogramm verwendet: 40 °C (3 Min.), Erhöhung (5 °C/Min.) auf 80 °C, Beibehaltung von 80 °C (3 Min.), Erhöhung (10 °C/Min.) auf 140 °C, 140 °C beibehalten (9 Min.), auf 160 °C erhöhen (20 °C/Min.) und 160 °C aufrechterhalten (4 Min.). Die Gesamtzykluszeit betrug 34 Minuten. Es wurde ein Anfangsdruck von 100 kPa verwendet, der Anfangsfluss 6,6 ml/min, der anfängliche Säulenfluss 0,33 ml/min, die anfängliche lineare Geschwindigkeit 11,8 cm/s und der Spülfluss wurde auf 3 ml/min eingestellt. Als Trägergas wurde Helium verwendet. Der FID wurde bei 280 °C mit einer Abtastrate von 40 ms und einer Haltezeit von 34 min betrieben. Der H2-Fluss in den FID betrug 50 ml/min, der Luftfluss 400 ml/min und der Heliumfluss 30 ml/min. Die Daten wurden in die LabSolutions-Software (Shimadzu Corporation, Kyoto, Japan) integriert und quantifiziert. Die Identifizierung der Verbindungen erfolgte anhand analytischer Standards. Die Quantifizierung erfolgte mit externen Standards auf Basis einer Standardkurve mit fünf Kalibrierpunkten (Bestimmtheitsmaß R2 war größer oder gleich 0,999).

Die flüchtigen Verbindungen wurden nach Gasiński et al. auf Festphasen-Mikroextraktionsfasern (SPME) adsorbiert. 34 unter Verwendung von 30 µL internem Standard (IS) (1 mg 2-Undecanon pro 1 dm3 Cyclohexan) und 2 cm3 Bier. Die Extraktion flüchtiger Stoffe wurde 20 Minuten lang bei einer Temperatur von 40 °C durchgeführt. Flüchtige Verbindungen wurden durch Gaschromatographie-Massenspektrometrie unter Verwendung eines GC-2010 Plus-Chromatographen analysiert, gekoppelt mit einem GCMS-QP2010 SE-Massenspektrometer (Shimadzu, Kyoto, Japan), ausgestattet mit einer ZB-5-Säule (Phenomenex, Torrance, CA, USA) ( 30 m Länge × 0,25 mm Innendurchmesser × 0,25 μm Schichtdicke). Als Trägergas wurde Helium verwendet (1,78 cm3/min, Anfangsdruck 100 kPa). Der Injektionsanschluss wurde auf 195 °C gehalten. Die flüchtigen Stoffe wurden von der Faser (1 cm lange DVB/CAR/PDMS-Faser mit 50/30 µm Dicke der stationären Phase; Supelco, Bellefonte, PA, USA) im Injektionsanschluss für 2 Minuten desorbiert. Das folgende Ofentemperaturprogramm für die GC-Analyse wurde verwendet: 40 °C für 1 Minute, Anstieg (8 °C/min) auf 195 °C; halten (5 Min.). Die Temperatur der Ionenquelle betrug 250 °C und die Grenzflächentemperatur 195 °C. Das Scannen wurde im Bereich von 35–350 m/z unter Verwendung einer 70-mV-Elektronenionisation mit einer Ereigniszeit von 0,3 s (Scanrate von 1111) durchgeführt. Zur Identifizierung flüchtiger Verbindungen wurde eine Massenspektralanalyse eingesetzt. Die Identifizierung erfolgte durch vergleichende Analyse der Retentionsindizes mit Kovats-Standards und NIST17-Bibliotheken chemischer Standards. Die Peak-Integration wurde mit der Shimadzu PostRun Analysis-Software (Shimadzu, Kyoto, Japan) durchgeführt.

Die sensorische Analyse der Biere erfolgte anhand des Autorenfragebogens. Die folgenden Eigenschaften der Biere wurden bewertet: Klarheit, Farbe, Schaumigkeit und Kohlensäure. Biere wurden hinsichtlich der Wahrnehmbarkeit von bitteren, süßen und sauren Aromen bewertet. Das Aroma der Biere wurde hinsichtlich der Erkennbarkeit malziger, karamelliger, gerösteter, hopfiger, fruchtiger, blumiger, würziger, grasiger und alkoholischer Noten bewertet. An dem sensorischen Panel nahmen sieben Personen teil, darunter zwei Männer und fünf Frauen. Alle Studienteilnehmer verfügten über eine Qualifikation und Erfahrung in der speziellen sensorischen Analyse von Bieren. Eine Tabelle mit den Bewertungen der in der sensorischen Analyse bewerteten Deskriptoren ist als Ergänzungstabelle S3 beigefügt. Die Teilnahme an der sensorischen Bewertung der Produkte war freiwillig. Jeder Teilnehmer wurde über die Grundsätze der Analyse informiert und stimmte ihnen zu. Die Daten sind vertraulich und werden nicht ohne deren Wissen verwendet.

Die Parameter wurden mit der einfaktoriellen Varianzanalyse (ANOVA) bei α = 0,05 unter Verwendung von Statistica 13.5 (StatSoft, Tulsa, OK, USA) verglichen. Der Duncan-Test (P < 0,05) wurde verwendet, um statistisch signifikante Unterschiede zwischen den Durchschnittswerten festzustellen. Die Tabellen zeigen den Mittelwert und die Standardabweichung. Außerdem wurde eine Hauptkomponentenanalyse (PCA) durchgeführt, um die Ergebnisse der Gaschromatographie-Analyse und die sensorischen Eigenschaften von Bier zu vergleichen.

Die in dieser Studie präsentierten Daten sind auf Anfrage beim entsprechenden Autor erhältlich.

Díaz, AB, Durán-Guerrero, E., Lasanta, C. & Castro, R. Von den Rohstoffen bis zum abgefüllten Produkt: Einfluss des gesamten Produktionsprozesses auf das organoleptische Profil von Industriebieren. Foods 11(20), 3215. https://doi.org/10.3390/foods11203215 (2022).

Artikel CAS PubMed Central Google Scholar

Ocvirk, M., Mlinarič, NK & Košir, IJ Vergleich der sensorischen und chemischen Bewertung des Lagerbieraromas durch Gaschromatographie und Gaschromatographie/Massenspektrometrie. J. Sci. Lebensmittel Landwirtschaft. 98(10), 3627–3635. https://doi.org/10.1002/jsfa.8840 (2018).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Coghe, S., D'Hollander, H., Verachtert, H. & Delvaux, FR Einfluss dunkler Spezialmalze auf die Extraktzusammensetzung und die Würzegärung. J. Inst. Brauen. 111(1), 51–60. https://doi.org/10.1002/j.2050-0416.2005.tb00648.x (2005).

Artikel Google Scholar

Castro, R., Díaz, AB, Durán-Guerrero, E. & Lasanta, C. Einfluss verschiedener Fermentationsbedingungen auf die analytischen und sensorischen Eigenschaften von Craft: Hopfen, Fermentationstemperatur und Hefestamm. J. Lebensmittelkompositionen. Anal. 106(104), 278. https://doi.org/10.1016/j.jfca.2021.104278 (2022).

Artikel CAS Google Scholar

Dack, RE, Black, GW & Koutsidis, G. Die Wirkung von Maillard-Reaktionsprodukten und Hefestämmen auf die Synthese wichtiger höherer Alkohole und Ester bei Bierfermentationen. Lebensmittelchem. 232, 595–601. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2017.04.043 (2017).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Alves, V. et al. Fingerabdrücke flüchtiger Biere bei verschiedenen Brauschritten. Lebensmittelchem. 326, 126856. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2020.126856 (2020).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Holt, S., Miks, MH, de Carvalho, BT, Foulquie-Moreno, MR & Thevelein, JM Die Molekularbiologie fruchtiger und blumiger Aromen in Bier und anderen alkoholischen Getränken. FEMS Mikrobiol. Rev. 43(3), 193–222. https://doi.org/10.1093/femsre/fuy041 (2019).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Prado, R., Gastl, M. & Becker, T. Aroma- und Farbentwicklung bei der Herstellung von Spezialmalzen: Ein Rückblick. Kompr. Rev. Food Sci. Lebensmittelecht. 20(5), 4816–4840. https://doi.org/10.1111/1541-4337.12806 (2021).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

He, Y. et al. Würzezusammensetzung und ihr Einfluss auf die geschmacksaktive höhere Alkohol- und Esterbildung von Bier – eine Übersicht. J. Inst. Brauen. 120(3), 157–163. https://doi.org/10.1002/jib.145 (2014).

Artikel CAS Google Scholar

Gąsior, J., Kawa-Rygielska, J. & Kucharska, AZ Kohlenhydratprofil, Polyphenolgehalt und antioxidative Eigenschaften von Bierwürzen, die aus verschiedenen dunklen Malzsorten oder gerösteten Gerstenkörnern hergestellt werden. Molecules 25(17), 3882. https://doi.org/10.3390/molecules25173882 (2020).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Olaniran, AO, Hiralal, L., Mokoena, MP & Pillay, B. Geschmacksaktive flüchtige Verbindungen in Bier: Produktion, Regulierung und Kontrolle. J. Inst. Brauen. 123(1), 13–23. https://doi.org/10.1002/jib.389 (2017).

Artikel CAS Google Scholar

Paszkot, J. & Kawa-Rygielska, J. Hefestämme und Würzefarbe als Faktoren, die die Auswirkungen des Ethanolfermentationsprozesses beeinflussen. Molecules 27(13), 3971. https://doi.org/10.3390/molecules27133971 (2022).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Liu, ZL et al. Adaptive Reaktion von Hefen auf Furfural und 5-Hydroxymethylfurfural und neue chemische Beweise für die Umwandlung von HMF in 2,5-Bis-hydroxymethylfuran. J. Ind. Microbiol. Biotechnologie. 31(8), 345–352. https://doi.org/10.1007/s10295-004-0148-3 (2004).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Lasanta, C., Durán-Guerrero, E., Díaz, AB & Castro, R. Einfluss der Fermentationstemperatur und des Hefetyps auf das chemische und sensorische Profil handgefertigter Biere. J. Sci. Lebensmittel Landwirtschaft. 101(3), 1174–1181. https://doi.org/10.1002/jsfa.10729 (2021).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Kobayashi, M., Nagahisa, K., Shimizu, H. & Shioya, S. Gleichzeitige Kontrolle der scheinbaren Konzentrationen von Extrakten und flüchtigen Verbindungen bei der Gärung von Bier mit niedrigem Malzgehalt. Appl. Mikrobiol. Biotechnologie. 73, 549–558. https://doi.org/10.1007/s00253-006-0516-1 (2006).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Larroque, MN et al. Wirkung von Saccharomyces- und Nicht-Saccharomyces-Hefen auf Bieraromastoffe. Int. J. Lebensmittelmikrobiol. 337, 108953. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2020.108953 (2021).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Schubert, C., Thörner, S., Knoke, L. & Rettberg, N. Entwicklung und Validierung einer HS-SPME-GC-SIM-MS-Mehrfachmethode, die auf aus Hopfen gewonnene Ester in Bier abzielt. Marmelade. Soc. Brauen. Chem. https://doi.org/10.1080/03610470.2021.1994814 (2021).

Artikel Google Scholar

Takoi, K., Itoga, Y., Koie, K., Takayanagi, J., Kaneko, T., Watanabe, T., Matsumoto I. & Nomura, M. (2018) Verhalten von aus Hopfen stammenden verzweigtkettigen Estern während der Gärung und einzigartige Eigenschaften von Huell Melon und Ekuanot (HBC366) Hopfen. BRSC, 71, 100–109. https://doi.org/10.23763/BrSc18-14takoi

Dennenlöhr, J., Thörner, S., Maxminer, J. & Rettberg, N. Analyse ausgewählter altbackener Aldehyde in Würze und Bier mittels GC-EI-MS/MS unter Verwendung von HS-SPME mit Derivatisierung auf der Faser. Marmelade. Soc. Brauen. Chem. 78(4), 284–298. https://doi.org/10.1080/03610470.2020.1795478 (2020).

Artikel CAS Google Scholar

Li, M., Yang, Z., Yang, M., Shan, L. & Dong, J. Bestimmung von Furfural in Bier durch Hochleistungsflüssigkeitschromatographie mit Festphasenextraktion. J. Inst. Brauen. 115(3), 226–231. https://doi.org/10.1002/j.2050-0416.2009.tb00373.x (2009).

Artikel CAS Google Scholar

Vanderhaegen, B. et al. Entwicklung der chemischen und sensorischen Eigenschaften während der Reifung von obergärigem Bier. J. Agrar. Lebensmittelchem. 51(23), 6782–6790. https://doi.org/10.1021/jf034631z (2003).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Čejka, P., Čulík, J., Horák, T., Jurková, M. & Olšovská, J. Verwendung chemischer Indikatoren der Bieralterung zur nachträglichen Überprüfung der Lagerbedingungen und Vorhersage der sensorischen Stabilität von Bier. J. Agrar. Lebensmittelchem. 61(51), 12670–12675. https://doi.org/10.1021/jf403361h (2013).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Gibson, B., Aumala, V., Heiniö, RL, Mikkelson, A. & Honkapää, K. Differenzielle Entwicklung von Strecker- und Nicht-Strecker-Aldehyden während der Alterung heller und dunkler Biere. J. Cereal Sci. 83, 130–138. https://doi.org/10.1016/j.jcs.2018.08.009 (2018).

Artikel CAS Google Scholar

Liu, C., Li, Q., Niu, C., Zheng, F. & Zhao, Y. Gleichzeitige Bestimmung von Diethylacetal und Acetaldehyd während des Fermentations- und Lagerungsprozesses von Bier. J Sci Food Agric. 98, 4733–4741. https://doi.org/10.1002/jsfa.9008 (2018).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Kim, HM et al. Gleichzeitige Bestimmung flüchtiger organischer Verbindungen in handelsüblichen alkoholischen Getränken mittels Gaschromatographie mit Flammenionisationsdetektion. J AOAC Int. 100, 1492–1499. https://doi.org/10.5740/jaoacint.17-0006 (2017).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Filipowska, W. et al. Über den Beitrag der Malzqualität und des Mälzprozesses zur Bildung bieralternder Aldehyde: Ein Rückblick. J. Inst. Brauen. 127(2), 107–126. https://doi.org/10.1002/jib.644 (2021).

Artikel CAS Google Scholar

Jiang, Z. et al. Potenzielle Enzyme, die an der Umwandlung von Biermonoterpenoiden beteiligt sind: Strukturen, Funktionen und Herausforderungen. Krit. Rev. Food Sci. Nutr. https://doi.org/10.1080/10408398.2021.1970510 (2021).

Artikel PubMed Google Scholar

Kishimoto, T., Wanikawa, A., Kagami, N. & Kawatsura, K. Analyse von aus Hopfen gewonnenen Terpenoiden in Bier und Bewertung ihres Verhaltens unter Verwendung der Rührstab-Sorptionsextraktionsmethode mit GC-MS. J. Agrar. Lebensmittelchem. 53(12), 4701–4707. https://doi.org/10.1021/jf050072f (2005).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Praet, T., Van Opstaele, F., Jaskula-Goiris, B., Aerts, G. & De Cooman, L. Biotransformationen von aus Hopfen gewonnenen Aromastoffen durch Saccharomyces cerevisiae bei der Fermentation. Cerevisiae 36(4), 125–132. https://doi.org/10.1016/j.service.2011.12.005 (2012).

Artikel CAS Google Scholar

Hefe-Datenblatt. Schöne Saison. Abgerufen von: https://www.lallemandbrewing.com/wp-content/uploads/2017/03/TDS_LALBREW_PREM_BELLESAISON_ENGLISH_DIGITAL.pdf. Abgerufen am 15.02.2022.

Hefe-Datenblatt. Abgerufen von https://fermentis.com/en/product/saflager-s-23/. Abgerufen am 15.02.2022.

Hefe-Datenblatt. SafAle™ S-04. Abgerufen von https://fermentis.com/en/product/safale-s-04/. Abgerufen am 15.02.2022.

Hefe-Datenblatt. SafLager™ S-23. Abgerufen von: https://www.lallemandbrewing.com/wp-content/uploads/2019/12/TDS_LPS_BREWINGYEAST_VOSS_ENG_8.5x11.pdf. Abgerufen am 15.02.2022.

Gasiński, A. et al. Gehalt an flüchtigen Verbindungen, physikalisch-chemische Parameter und antioxidative Aktivität von Bieren mit Zusatz von Mangofrüchten (Mangifera Indica). Molecules 25(13), 3033. https://doi.org/10.3390/molecules25133033 (2020).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

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Diese Forschung wurde von der Breslauer Universität für Umwelt- und Biowissenschaften (Polen) als Doktorand unterstützt. Forschungsprogramm „Innowacyjny Doktorat“, Nr. N070/0011/21. Das APC/BPC wird von der Universität für Umwelt- und Biowissenschaften Breslau kofinanziert.

Abteilung für Fermentation und Getreidetechnologie, Fakultät für Biotechnologie und Lebensmittelwissenschaft, Breslauer Universität für Umwelt- und Biowissenschaften, 51-630, Breslau, Polen

Justyna Paszkot, Alan Gasiński und Joanna Kawa-Rygielska

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JP und JK-R. konzipierte das/die Experiment(e), JP und AG führten das/die Experiment(e) durch, JP und JK-R. analysierte die Ergebnisse. Alle Autoren haben das Manuskript überprüft.

Korrespondenz mit Justyna Paszkot.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Paszkot, J., Gasiński, A. & Kawa-Rygielska, J. Bewertung der Profile flüchtiger Verbindungen und sensorischer Eigenschaften von dunklen und hellen Bieren, die mit verschiedenen Brauhefestämmen fermentiert wurden. Sci Rep 13, 6725 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-33246-4

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Eingegangen: 01. Dezember 2022

Angenommen: 10. April 2023

Veröffentlicht: 25. April 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-33246-4

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