| Tioles libres. Biotransformación en la fermentación debido a la enzima β-liasa | |
| Los tioles son compuestos de azufre y constituyen menos del 1% de los aceites de lúpulo, tienen un alto potencial de aroma con un muy bajo umbral de detección. Los tioles son responsables de olores desagradables asociados con las verduras en descomposición, pero también pueden aportar aromas frutales. Los olores característicos de las frutas tropicales, maracuyá, piña, pomelo y grosellas negras dependen de compuestos que contienen azufre. Los compuestos que contienen azufre están presentes inicialmente en niveles tan bajos que cualquier volatilización durante la ebullición en el hervidor dará como resultado niveles indetectables en la cerveza terminada. Si añadimos el lúpulo en el whirlpool o dry-hop pueden los compuestos azufrados incorporarse a la cerveza. Los tioles mas estudiados son:  Para hacernos una idea el Linalol tiene un umbral de percepción de 3200 ng/l. Debido a su bajo umbral de percepción un poco de 4MMP (0,8 ng/l), aportara un gran sabor a la cerveza. Cuanto más frío se almacena el lúpulo mejor retiene los tioles libres. El tiol 3MH se puede convertir en su éster de acetato 3MHA (que tiene un sabor a maracuyá) durante la fermentación, pero esta conversión requiere el gen ATF1, que normalmente está presente en la mayoría de las cepas de levadura, pero en diferentes niveles de expresión. | |
| Lúpulos estudiados con más tioles libres 4MMP | |
| –Altos niveles de 4MMP: Los lúpulos americanos tienen las concentraciones más altas. Citra (114 µg/kg) tiene la mayor concentración, luego Eureka (59), Simcoe (51,2) y Apollo (28,6) –Niveles significativos de 4MMP: Zeus, Cluster, Chinook, Cascade, Centennial, Amarillo, Polaris. | |
| Lúpulos estudiados con más tioles libres 3MH | |
| Nelson Sauvin, Amarillo, Pahto, Zeus, Tomahawk, HBC735, Centennial, HBC520, Millennium, Idaho-7, Comet, Mosaic, Sabro, Ekuanot. | |
| Los lúpulos ricos en tioles libres podemos usarlos en el dry-hopping posterior a la fermentación. La extracción de los tioles en el dry-hop posterior a la fermentación ocurre rápidamente (2 días). | |
| Tioles ligados | |
Si bien se pueden encontrar tioles libres en algunos lúpulos, la mayoría de los tioles son inactivos porque están ligados a aminoácidos, por lo que la percepción del sabor del compuesto está esencialmente «bloqueada». Algunas cepas de levadura son capaces de liberar tioles ligados, a través de una enzima que se llama β-liasa, generando tioles libres, 4MMP, 3MH, etc. (incrementando los perfiles de aroma frutales, tropicales y cítricos).  Los dos genes principales que producen la biotransformación son IRC7 y TnaA. Ambos permiten la actividad de la enzima β-liasa durante la fermentación para liberar tioles ligados. Existe una carrera entre los principales laboratorios de levaduras para crear levaduras modificadas que contengan dichos genes. | |
| Explicación del proceso de biotransformación | |
| La formación de 4MMP y 3MH comienza en las plantas. Las plantas, incluida la cebada y el lúpulo, producen naturalmente una molécula sin sabor llamada Glut-3MH y Glut-4MMP, como subproducto del metabolismo de glutatión. Parte de este Glut-3MH y Glut-4MMP se convierte debido a la actividad de enzimas en una segunda molécula sin sabor, Cys-3MH y Cys-4MMP. Finalmente, la enzima β-liasa convierte parte de Cys-3MH en el tiol activo del sabor, 3MH y Cys-4MMP en el tiol activo del sabor, 4MMP.  Esta transformación varía mucho entre las diferentes especies de plantas. Por ejemplo, en la fruta maracuyá, la conversión de Glut-3MH a Cys-3MH y luego a 3MH es muy eficiente y como resultado contiene una alta concentración de 3MH (sabor maracuyá). En la cebada y el lúpulo, la situación es muy diferente. En la cebada y el lúpulo, las enzimas que catalizan cada conversión son ineficientes y se producen pocas moléculas de 3MH. En lúpulos que son famosos por sus sabores a frutas tropicales, como Citra y Mosaic, las tasas de conversión son bajas, lo que da como resultado que menos del 1 % del Cys-3MH se convierta en 3MH. El lúpulo contiene una baja concentración de 3MH, pero altas concentraciones de Glut-3MH y Cys-3MH . De hecho, por cada molécula de 3MH en el lúpulo, hay un promedio de 68 moléculas de Cys-3MH y 865 moléculas de Glut-3MH. | |
 Las grandes cantidades de Glut-3MH y Cys-3MH contenidas en la cebada y el lúpulo se han convertido recientemente en un tema de gran interés para los cerveceros. La razón de esto es que, si bien estas moléculas «precursoras de tiol» no tienen sabor, solo se necesitan una o dos reacciones enzimáticas para convertirlas en 3MH con sabor activo. Debido a que estas moléculas son tan abundantes en la cebada y el lúpulo, su conversión a 3MH liberaría una gran cantidad de sabor tropical. Aquí es donde entran la levadura y la biotransformación. Resulta que algunas cepas de levadura contienen el gen IRC7 que permite la actividad de la enzima β-liasa para convertir Glut-3MH y Cys-3MH en 3MH. Este proceso se conoce como «biotransformación del tiol». Desafortunadamente, las cepas cerveceras normales no son muy buenas para realizar la biotransformación del tiol. La razón de esto es que la enzima de levadura que cataliza la conversión de Cys-3MH a 3MH es una enzima débil que no es muy activa. Estudios han estimado que solo se convierte aproximadamente ~1% de la Cys-3MH disponible en 3MH. Esto significa que en las cervezas elaboradas con cepas de elaboración estándar, más del 99 % de los precursores de tiol nunca se convierten en 3MH y en cambio, permanecen en sus formas inactivas de sabor en la cerveza terminada. | |
| Conclusiones de los 3 estudios que se muestran en este artículo. -El lúpulo tiene muy pocos precursores de 4MMP y una gran cantidad de precursores de 3MH. -Si echamos lúpulo durante la ebullición el tiol libre 4MMP se volatiliza, en una ebullición de 60 minutos el contenido de 4MMP disminuyó un 91%. Si deseamos el tiol 4MMP añadiremos el lúpulo durante el Whirlpool o el Dry-hopping. -El contenido de 3MH aumenta durante la ebullición. -Los lúpulos con altos precursores de 3MH son adecuados para añadir en el Whirlpool o el Dry-hop (citra, cascade, simcoe, etc) realizado durante la fermentación activa. -Si añadimos el lúpulo en el Dry-hop posterior a la fermentación, no se producirá la biotransformación de los precursores del 3MH. -Al añadir lúpulo en el Dry-hopping cuando la fermentación esta activa hace que aumente la concentración del tiol 3MH. Parte del 3MH se convierte en 3MHA (sabor maracuya), es un nuevo tiol que no estaba en el mosto. | |
| Nuevas levaduras modificadas con altas actividad de liberar los tioles ligados de 3MH. | |
| Phantasm thiol powder es un extracto de uva Sauvignon Blanc de Nueva Zelanda en polvo. Phantasm fue diseñado para usarse con la cepa de levadura tiolizada Cosmic Punch de Omega Yeast. Es un producto por ahora difícil de conseguir, pero esperemos que en poco tiempo llegue a las tiendas de suministros cerveceros.  | |
| WLP077 Tropicale Yeast Blend de White-Labs | Berkeley’s Tropics de Berkeley Yeast |
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| Levaduras de Lallemand usadas en la elaboración de Ipas y nivel de β-glucosidada y β-liasa | |
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| A Powerful Analytical indicator to drive varietal Thiols release in beers | |
Estudiaron 17 variedades de lúpulo y midieron las concentraciones de tioles libres y ligados.   Observamos la poca cantidad de precursores de 4MMP en el lúpulo y la gran cantidad de precursores de 3MH que contiene el lúpulo, es por ello que los laboratorios de levadura se centran en liberar el 3MH ligado. Los lúpulos altos en 4MMP libre serían excelentes para utilizar en el dry-hopping, por ejemplo variedades como Citra, Eureka y Simcoe. Los lúpulos como Calypso y Saaz con gran cantidad de tioles ligados, son probablemente excelentes lúpulos de whirlpool cuando se usan junto con levaduras con alta actividad de β-liasa. | |
| Screening of brewing yeast β-lyase activity and release of hop volatile thiols from precursors during fermentation | |
| Seleccionaron 148 cepas de levadura, se investigó el genotipo IRC7 de cada cepa, ya que se descubrió que este gen tiene un gran impacto en la actividad de la β-liasa. Luego se realizaron fermentaciones con las cepas de levadura con mayor actividad de β-liasa para mostrar el impacto en el contenido de los tioles volátiles 3MH y 4MM. Se realizo una cerveza experimental con extracto de mosto, la fermentación se realizo en recipientes de acero inoxidable de 2l. Para cada cepa de levadura se crearon cuatro fermentaciones de 2 L, uno de las cuales no contenía lúpulo, al resto de fermentadores se añadieron 1,5 g de lúpulo pellet Mosaic. Los recipientes de fermentación se cerraron y se dejaron fermentar a 20 °C sin presión durante diez días.   | |
| En la gráfica se indica el valor medio en las cervezas lupuladas de las 3 concentraciones de 3MH libre obtenidas con cada una de las cepas utilizadas. No se encontró una diferencia significativa en el contenido de 3MH libre entre las muestras fermentadas con las diferentes cepas de levadura. Tioles libre 3MH en el lúpulo añadido: 18,6 ng/l Precursores de 3MH en el lúpulo añadido: 3060 ng/l Promedio de 3MH libre en las cervezas: 279 ng/l. Aproximadamente un 8% de los tioles ligados se transformo en tioles 3MH libres.  No se detectaron precursores de 4MMP en la muestra de lúpulo. Tioles libre 4MM en el lúpulo añadido: 26,75 ng/l Promedio de 4MM libre en las cervezas: 35 ng/l. | |
| Behaviors of 3-Mercaptohexan-1-ol (3MH) and 3-Mercaptohexyl Acetate (3MA) During Brewing Processes | |
| Un estudio probó los niveles de tioles durante la ebullición utilizando Simcoe (50gr se agregaron a 20l de mosto al principio de la ebullición). En una ebullición de 60 minutos el contenido de 4MMP disminuyó un 91%. Por otro lado, el contenido de 3MH se triplico a 100ºC. Esto indica que el 3MH se formó térmicamente durante el proceso de ebullición del mosto a partir de precursores que existían en el lúpulo. No se detecto 3MH en el mosto sin lúpulo. En el estudio no está claro por qué el 3MH aumentaba o se liberaba en el mosto durante la ebullición. Se requiere más investigación para aclarar la formación de 3MH a partir de precursores como el conjugado de cisteína o los glucósidos.  | |
En la fermentación aumentaron tanto el 3MH como el 3MHA alcanzando su concentración máxima el día cinco o seis. El tiol 3MHA no estaba presente en el mosto, pero si al final de la fermentación, lo que significa que la levadura había convertido el 3MH en 3MHA.  | |
