Évaluation des profils de composés volatils et des propriétés sensorielles de bières brunes et pâles fermentées par différentes souches de levure de bière

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 6725 (2023) Citer cet article

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Pour évaluer les différences dans le profil des composés volatils des bières foncées et pâles fermentées par différentes souches de levure de bière, une chromatographie en phase gazeuse avec détection par ionisation de flamme et une analyse par spectrométrie de masse par chromatographie en phase gazeuse de huit bières ont été réalisées. Le groupe de composés prédominant dans toutes les bières analysées était les alcools (56,41 à 72,17 %), suivis des esters (14,58 à 20,82 %), des aldéhydes (8,35 à 20,52 %), des terpènes et terpénoïdes (1,22 à 6,57 %) et des cétones (0,42). –1,00%). Les alcools supérieurs dominants étaient le 2-méthylpropan-1-ol, le 3-méthylbutanol, l'alcool phénéthylique, parmi les aldéhydes furfural, décanal, nonanal et parmi les esters acétate d'éthyle, acétate de phényléthyle et acétate d'isoamyle. Bières fermentées par la levure de fermentation haute Saccharomyces cerevisiae var. diastaticus avait la teneur en substances volatiles la plus élevée. L'ajout de malt noir dans le processus de production du moût n'a eu aucun effet sur la teneur totale en substances volatiles, mais pour certaines bières, cela a entraîné des modifications de la teneur totale en esters, terpènes et terpénoïdes. Les variations de la teneur totale en matières volatiles entre les bières fermentées par différentes souches de levure sont principalement dues aux esters et alcools identifiés. L'analyse sensorielle des bières nous a permis d'identifier les caractéristiques affectées par l'ajout de malts noirs spéciaux dans la production du moût et des souches de levure utilisées dans le processus de fermentation.

Le goût et l'arôme sont des facteurs importants qui façonnent la perception que les consommateurs ont de la bière1,2,3. Les principales matières premières de brassage sont l’eau, le malt et le houblon. Le malt est une source de composés aromatiques de céréales, de malt, de caramel ou de torréfaction. Le houblon, à son tour, ajoute des notes fraîches d’agrumes, de fruits ou d’herbes à la bière. Un facteur tout aussi important qui affecte la qualité de la bière est la souche de levure de bière utilisée dans le processus technologique4,5. Pendant la fermentation, outre l'éthanol et le dioxyde de carbone, la levure produit un certain nombre de sous-produits qui rendent le profil aromatique de la bière plus complexe que celui du moût6. Par conséquent, il peut être considéré comme une méthode naturelle d’amélioration de la saveur et de l’arôme – le bioarôme, qui implique l’utilisation de micro-organismes pour améliorer la qualité sensorielle7.

Les matières premières du brassage et les conditions du processus technologique influencent la composition chimique de la bière, qui façonne son goût, son arôme et sa couleur3,6,8,9. Les caractéristiques sensorielles dépendent des matières premières et du processus de fermentation1,2,3. Lors du traitement thermique du malt, du moût et du moût, des réactions de Maillard, une caramélisation et une pyrolyse se produisent8. Les réactions de brunissement non enzymatiques impliquent un certain nombre de transformations entre les sucres réducteurs et les acides aminés. Les deux groupes de composés sont essentiels dans les processus métaboliques de la levure, donc une réduction de leur disponibilité est une raison pour modifier le cours de la fermentation. Les composés générés lors du traitement thermique ont également un effet direct sur le métabolisme des micro-organismes en inhibant l'activité des enzymes impliquées dans la voie de la fermentation alcoolique. La fermentation des moûts noirs riches en produits de réaction de Maillard et de carmélisation donne des bières avec un profil de matières volatiles différent des bières pâles2,8. Les malts spéciaux utilisés dans la production de bières brunes introduisent dans la bière des composés ayant des effets inhibiteurs sur le métabolisme des levures (furfural, 5-hydroxyméthylfurfural et mélanoïdines)5,10,11. Il a été démontré que le furfural et le 5-hydroxyméthylfurfural inhibent l’activité des enzymes glycolytiques et induisent des dommages à l’ADN cellulaire12,13. De plus, ils inhibent également l’activité de la pyruvate déshydrogénase et de l’aldéhyde déshydrogénase, nécessaires à la synthèse d’alcools supérieurs à partir d’acides aminés (voie d’Ehrlich)5. Les produits finaux de la réaction de Maillard sont des mélanoïdines macromoléculaires. Ils présentent des propriétés chélatrices des ions magnésium, qui jouent un rôle clé dans le métabolisme des levures en raison de leur participation en tant que cofacteurs des réactions enzymatiques. De plus, ils neutralisent les effets du stress cellulaire et participent à l’expression des gènes, à la croissance et à la prolifération des cellules de levure5,10,13. De tels effets sur les processus métaboliques peuvent être à l'origine de modifications de la teneur en sous-produits volatils de fermentation. Bien qu'il ait été démontré que les composés de la réaction de Maillard affectent la synthèse des composés aromatiques clés par la levure, il existe peu d'informations dans la littérature sur l'effet de l'utilisation de malts spéciaux foncés sur la fermentation par différentes souches de levure de bière, y compris les levures non conventionnelles de type Saccharomyces cerevisiae kveik et Saccharomyces. cerevisiae var. diastatique.