Cerveza sin lúpulo y más sostenible, gracias al corta-pega genético

Cereal germinado, levadura, agua y lúpulo. Eso es en esencia una cerveza. El último ingrediente suele ser clave en el sabor, por eso es difícil prescindir de él, pese a que cultivarlo supone una importante inversión en agua. Ahora, Charles Denby, que llegó a la Universidad de California-Berkeley para conseguir biocombustibles más eficientes, ha terminado fabricando cervezas sin este aditivo "y con el mismo sabor".

Denby, coautor del estudio publicado en Nature Communications, señala que una pinta (568 ml) de cerveza puede llegar a requerir 50 pintas de agua que, directamente, se bebe la planta de lúpulo (Humulus lupulos) para su cultivo. Evidentemente, dependiendo de la región, se tratará de un cultivo de regadío más o menos intenso. Unos 100.000 millones de litros de agua son necesarios para irrigar durante un año los cultivos de Estados Unidos, según datos de la principal productora. En el caso de España, la mayoría del lúpulo usado a nivel industrial trepa por los campos de León.

"Empecé a preparar cerveza en mi casa por curiosidad, con un grupo de amigos, justo cuando comenzaba en el laboratorio de Jay", apunta Denby. "Descubrí que las moléculas que le dan al lúpulo su sabor a lúpulo son moléculas de terpeno (aceites esenciales), y no sería demasiado difícil pensar que podríamos desarrollar cepas que producen terpenos en las mismas concentraciones que se obtienen cuando se hace cerveza y se agrega lúpulo a ellos".

De la planta Humulus lupulus, una cannabácea como la marihuana, se utilizan las flores secas. Y, de ellas, apenas un par de moléculas de terpenos presentes en sus aceites esenciales que salen de unos pelillos: linalool y geraniol. Alcoholes  en abundancia en rosas y, en mucha menor medida, en geranios, menta o albahaca. Ambos, muy usados en perfumería y cosmética.

Las la infusión y cocción de la malta (el grano germinado), en la fermentación, los azúcares de la se vuelven alcohol y CO₂ (la espuma). El lúpulo le resta dulzor. Si aislamos esos elementos, no es necesaria la flor de lúpulo entera.

Por supuesto, no se trata de sustituir el lúpulo por rosas, geranios o albahacas, sino hacer crecer estos aceites, directamente, en las levaduras (hongos) que se usan en la fermentación de la malta con agua. ¿Cómo?

CRISPR al poder, el corta-pega genético del sabor

La revolucionaria técnica de edición genética CRISPR-Cas9 tiene aquí una inesperada aplicación: domesticar la levadura para que produzca estas moléculas. "Los esfuerzos previos de ingeniería metabólica han logrado la biosíntesis de monoterpenos microbianos en diversos hospedados microbios", dicen los autores del estudio. "Se ha demostrado la viabilidad de producir compuestos mediante la biosíntesis en levaduras mediante la sobreexpresión de sintasa (una enzima) geraniol a partir de un plásmido de alta copia propagado en medios selectivos".

¿Qué significa esto? Básicamente que cortaron las enzimas de linalool y de geraniol (sintasas) de una planta de menta y de otra de albahaca. Las pegaron, entonces, en la cadena de ADN de la levadura Saccharomyces cerevisiae, junto a otras moléculas que estimulan a este hongo para que produzca el linalool y el geraniol. La técnica utilizó una especie de tijeras moleculares conocidas como proteína Cas9.

La levadura mutante hizo lo que se esperaba. Empezó a producir las moléculas de los aceites esenciales responsables del sabor amargo de la cerveza, con una ventaja: la cantidad es estable, a diferencia de lo que hacen las flores originales del lúpulo, cuya concentración varía año a año e incluso planta a planta.

La cantidad exacta de linaloon y geraniol a producir fue calculada gracias a una simulación por ordenador. Tuvieron que averiguar, a través de análisis computacionales, qué promotores producirían las cantidades de linalool y geraniol en el momento adecuado para aproximarse a las concentraciones en una cerveza lupulada, y luego escalar la fermentación 100 veces la cantidad de un tubo de ensayo para calderas de cocción de 40 litros.

Gruit: cuando la cerveza no llevaba lúpulo

Obispo de Tournai bebiendo cerveza en el siglo XV

Hasta 1516, la cerveza no llevaba necesariamente lúpulo. El ingrediente clave en el amargor de esta amalgama de sabores fue introducido de manera generalizada con la Ley de la Pureza Alemana de la cerveza. Hasta entonces, otras plantas como la artemisa, el brezo, el romero o incluso el anís daban su particular gusto a la bebida, conocida como gruit.

Por supuesto, las propiedades de aquellas cervezas antiguas eran distintas a las de la actual en occidente. Algunas de estas plantas potenciaban el efecto embriagador de la malta fermentada y su alcohol, dando lugar, también, a tremendas resacas.

La ley Reinheitsgebot establecía que la cerveza solamente se debía elaborar a partir de tres ingredientes: agua, cebada malteada y lúpulo. Entonces no se sabía de la existencia de levaduras en la naturaleza. Guillermo IV de Babiera (dueño del monopolio de la cebada) la estableció, en lo que se considera la primera regulación alimentaria de la historia y, quizás, la más longeva. Fue abolida en 1986, al adaptar Alemania su normativa a la de la CEE.

 

Para saber más:
Richard W. Unger, Beer in the Middle Ages and the Renaissance, Universidad de Pennsylvania, 2013