Numero 49/2022

6 Dicembre 2022

Migliaia di molecole sconosciute nella birra: l’80% non ancora descritto nei database chimici

Migliaia di molecole sconosciute nella birra: l’80% non ancora descritto nei database chimici

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in un recente studio in Frontiere della chimica, la scienza della birra viene portata a un nuovo livello: un gruppo di scienziati tedeschi, utilizzando metodi analitici all’avanguardia per rivelare la complessità metabolica, ha scoperto decine di migliaia di nuove molecole diverse, finora non catalogate a livello scinetifico, nelle birre commerciali di tutto il mondo.

“La birra è un esempio di enorme complessità chimica. E grazie ai recenti miglioramenti nella chimica analitica, paragonabili in potenza alla rivoluzione in corso nella tecnologia dei display video con risoluzione sempre crescente, possiamo rivelare questa complessità con dettagli senza precedenti. Oggi è facile tracciare piccole variazioni nella chimica durante il processo di produzione alimentare, per salvaguardare la qualità o rilevare adulterazioni nascoste”, ha affermato l’autore corrispondente, il prof. Unità di ricerca BioGeoChemistry presso il Centro Helmholtz di Monaco di Baviera.

Schmitt-Kopplin e colleghi hanno utilizzato due metodi potenti: la spettrometria di massa a risonanza ciclotronica ionica con trasformazione di Fourier (DI-FTICR MS) e la spettrometria di massa a tempo di volo a quadrupolo con cromatografia liquida ad alte prestazioni (UPLC-ToF-MS) – per rivelare la gamma completa di metaboliti in 467 tipi di birra prodotta negli Stati Uniti, in America Latina, Europa, Africa e Asia orientale. Questi includevano lager, birre artigianali e d’abbazia, birre ad alta fermentazione e gueuzes prodotte dall’orzo come unica fonte di amido per la fermentazione, o orzo più grano, riso e mais (mais).

 

 

I metodi hanno punti di forza complementari. DI-FTICR-MS ha rivelato direttamente la diversità chimica in tutte le birre e ha previsto formule chimiche per gli ioni metabolita in esse contenuti. Gli autori hanno quindi utilizzato UPLC-ToF-MS su un sottoinsieme di 100 birre per analizzare i risultati con risoluzione sui possibili isomeri. UPLC-ToF-MS utilizza la cromatografia per separare prima gli ioni con masse identiche e la frammentazione degli ioni di massa in ioni figli, rendendo possibile prevedere l’esatta struttura molecolare.

Gli autori hanno messo in relazione questi metaboliti all’interno dello “spazio chimico”, ciascuno collegato a uno o più altri attraverso una singola reazione, ad esempio l’aggiunta di un gruppo metossi, idrossile, solfato o zucchero allo scheletro molecolare, o trasformare un legame insaturo in un legame saturo. Ciò ha consentito di ricostruire una rete di metaboliti che porta al prodotto finale, costituito da quasi un centinaio di passaggi con un punto di partenza nelle molecole dei cereali originari, sintetizzate dall’amino acido triptofano. Da questi derivano i metaboliti secondari, unici per ogni cereale.

“Il nostro metodo di spettrometria di massa, che richiede solo 10 minuti per campione, dovrebbe essere molto potente per il controllo di qualità nell’industria alimentare e gettare le basi di nuovi marcatori molecolari e profili di metaboliti non mirati necessari nell’ispezione dei prodotti alimentari”, ha affermato Schmitt-Kopplin.

 

 

Gli autori hanno trovato circa 7700 ioni con masse e formule uniche, inclusi lipidi, peptidi, nucleotidi, fenoli, acidi organici, fosfati e carboidrati, di cui circa l’80% non è ancora descritto nei database chimici. Poiché ogni formula può in alcuni casi coprire fino a 25 diverse strutture molecolari, questo si traduce in decine di migliaia di metaboliti unici.

“Qui riveliamo un’enorme diversità chimica tra le birre, con decine di migliaia di molecole uniche. Mostriamo che questa diversità ha origine nella varietà delle materie prime, della lavorazione e della fermentazione. La complessità molecolare viene poi amplificata dalla cosiddetta ‘reazione di Maillard’ tra amminoacidi e zuccheri che danno anche al pane, alle bistecche di carne e ai marshmallow tostati il ​​loro sapore “arrosto”. Questa complessa rete di reazioni è un punto focale della nostra ricerca, data la sua importanza per la qualità del cibo, il sapore e anche lo sviluppo di nuove molecole bioattive di interesse per la salute”, ha concluso il primo autore Stefan Pieczonka, studente di dottorato presso l’Università tecnica di Monaco.

 

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Giuseppe Mautone
Info autore

Giuseppe Mautone

Sono Giuseppe, 26 anni, e attualmente vivo a Perugia.

Il mio viaggio nella birra è cominciato per puro caso: una sera con amici vado a trascorrere la serata in un pub a Perugia dove noto, oltre alle marche di birra famose e “commerciali”, anche nomi poco noti. Chiedo che birre sono e mi rispondono che sono birre prodotte da microbirrifici locali. Incuriosito, decido di provarne una e scopro una differenza abissale rispetto alle classiche marche. Da lì comincia la mia curiosità verso questo nuovo mondo, quello delle birre “artigianali”.

Tutt’oggi sono a contatto quotidiano con le birre artigianali scrivendo articoli, riguardanti la birra e chi la produce, sul mio portale Birra e Birrerie. E’ stata la perfetta occasione non solo per coniugare le mie due più grandi passioni, la birra e il web, ma anche di entrare a diretto contatto con esperti del settore, birrai e semplici appassionati del buon bere. Tra questi vi sono anche gli autori di Enciclopedia della Birra, con cui condivido passione, opinioni e l’entusiamo di scrivere di birra!

La mia avventura nella birra è cominciata da poco e scopro ogni giorno cose nuove sulla birra, che non avrei mai immaginato. Ed è per questo che voglio far scoprire a tutti la bontà e i benefici di una buona birra artigianale.

Un saluto a tutti e buona birra!

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