В пиве десятки тысяч молекул, которые ранее не были описаны

Исследование, с использованием двух различных методов масс-спектрометрии, 100 различных сортов пива привело к обнаружению большого числа необычных молекул, 80% которых небыли ранее описаны.

Традиция пивоварения восходит к 7000 году до нашей эры, а, возможно, даже ко времени изобретения сельского хозяйства — учитывая, что большинство злаков могут самопроизвольно бродить под воздействием переносимых по воздуху дрожжей. Кодекс вавилонского царя Хаммурапи (правил с 1792 по 1750 год до н.э.), чьи законы со 108 по 111 регулируют продажу пива, показывает, что люди тысячелетиями стремились защитить качество пива с помощью законодательства. Например, баварский "Reinheitsgebot" ("Закон о чистоте") 1516 года, который часто считается старейшим в мире, еще действующим ( с изменениями) регулированием пищевых продуктов, разрешает только ячмень, воду и хмель в качестве ингредиентов для пивоварения (с конфискацией бочек как наказание за проступок).

В недавнем исследовании, опубликованном в Frontiers in Chemistry, наука о пиве поднялась на новый уровень. Ученые из Германии используют современные аналитические методы, чтобы выявить метаболическую сложность (десятки тысяч различных молекул) коммерческого пива со всего мира.

В пиве десятки тысяч молекул, которые ранее не были описаны

Исследователи из подразделения биогеохимии в Центре Гельмгольца в Мюнхене использовали два мощных метода — масс-спектрометрию с ионным циклотронным резонансом с преобразованием Фурье с прямой инфузией (DI-FTICR MS) и ультраэффективную жидкостную хроматографическую квадрупольную времяпролетную масс-спектрометрию (UPLC-ToF-MS) — чтобы выявить полный набор метаболитов в 467 сортах пива, сваренного в США, Латинской Америке, Европе, Африке и Восточной Азии. К ним относятся лагеры, крафтовое и аббатское пиво, пиво верхового брожения и гёзы, сваренные из ячменя как единственного источника крахмала для ферментации, или ячменя, а также пшеницы, риса и кукурузы (кукурузы).

У этих методов есть взаимодополняющие сильные стороны. DI-FTICR-MS напрямую выявила химическое разнообразие всех сортов пива и предсказала химические формулы для ионов метаболитов в них. Затем ученые использовали UPLC-ToF-MS для подмножества 100 сортов пива, чтобы проанализировать результаты с разрешением по возможным изомерам. UPLC-ToF-MS использует хроматографию для разделения ионов с идентичной массой и фрагментацию массовых ионов на дочерние ионы, что позволяет предсказать точную молекулярную структуру.

Исследователи поместили эти метаболиты во взаимосвязь внутри "химического пространства", каждый из которых связан с одним или несколькими другими посредством одной реакции, например, присоединения метокси-, гидроксильной, сульфатной или сахарной группы к основной цепи молекулы. или превращение ненасыщенной связи в насыщенную. Это дало реконструкцию метаболита сети , ведущую к конечному продукту, состоящей из почти ста шагов с отправной точкой в молекулах из исходных злаков, синтезированная из аминокислоты кислоты триптофана. Из них образуются вторичные метаболиты, уникальные для каждого злака.

В пиве десятки тысяч молекул, которые ранее не были описаны

Авторы обнаружили около 7700 ионов с уникальными массами и формулами, включая липиды, пептиды, нуклеотиды, фенольные соединения, органические кислоты, фосфаты и углеводы, из которых около 80% еще не описаны в химических базах данных. Поскольку каждая формула в некоторых случаях может охватывать до 25 различных молекулярных структур, это приводит к появлению десятков тысяч уникальных метаболитов.

Таким образом, стало очевидно огромное химическое разнообразие пива с десятками тысяч уникальных молекул. Исследователи показали, что это разнообразие происходит из разнообразия сырья, обработки и ферментации. Затем молекулярная сложность усиливается так называемой "реакцией Майяра" между аминокислотами и сахаром, которая также придает хлебу, мясным стейкам и жареному зефиру их "жареный" вкус. Эта сложная реакционная сеть является захватывающим направлением наших исследований, учитывая ее важность для качества пищевых продуктов, вкуса, а также для разработки новых биоактивных молекул, представляющих интерес для здоровья.

Читайте также

ИИ открыл тайны британского мореплавания

ИИ открыл тайны британского мореплавания

Сахар в красном мясе повышает риск диабета на 63%

Сахар в красном мясе повышает риск диабета на 63%

Ежедневное употребление черники может влиять на настроение

Ежедневное употребление черники может влиять на настроение

Гигантская кувшинка Victoria colombiana видна из космоса из-за размера листьев

Гигантская кувшинка Victoria colombiana видна из космоса из-за размера листьев

Учёные обнаружили, что мозг готовится к прикосновениям и изображениям ещё до их появления

Учёные обнаружили, что мозг готовится к прикосновениям и изображениям ещё до их появления

От високосной секунды хотят отказаться уже в 2027 году из-за угрозы компьютерных сбоев

От високосной секунды хотят отказаться уже в 2027 году из-за угрозы компьютерных сбоев

Неандерталец погиб 75 000 лет назад от удара копьем

Неандерталец погиб 75 000 лет назад от удара копьем

Зрачки человека расширяются в зависимости от его мыслей

Зрачки человека расширяются в зависимости от его мыслей

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Оптические иллюзии Парфенона оказались мифом

Оптические иллюзии Парфенона оказались мифом

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Samsung может отказаться от быстрой памяти в Galaxy S27 Ultra из-за роста цен

Samsung может отказаться от быстрой памяти в Galaxy S27 Ultra из-за роста цен

Unitree представила UniUni — систему, которая позволяет управлять целой группой роботов с помощью ИИ

Unitree представила UniUni — систему, которая позволяет управлять целой группой роботов с помощью ИИ

Япония отправляет аппарат к спутникам Марса: миссия MMX должна раскрыть тайну происхождения Фобоса и Деймоса

Япония отправляет аппарат к спутникам Марса: миссия MMX должна раскрыть тайну происхождения Фобоса и Деймоса

«Черный ящик»: как устроен главный свидетель авиакатастроф и почему его нельзя заменить облаком

«Черный ящик»: как устроен главный свидетель авиакатастроф и почему его нельзя заменить облаком