Desde que Pasteur publicó en 1876 su revolucionario Études sur la Bière, en el que redefinió la fermentación no como un simple fenómeno químico, sino como un proceso biológico ligado a la actividad de las levaduras, la microbiología ha experimentado un sorprendente progreso.

Estos avances no solo han permitido entender mejor lo que se le pide a la levadura, que básicamente consiste en que se coma los azúcares, produzca alcohol, genere dióxido de carbono y, si puede ser, deje por el camino unos cuantos aromas agradables. También han contribuido a luchar contra contaminaciones y enfermedades que afectan a los fermentados, pero la ciencia parece considerar que semejante currículum se ha quedado corto.

Un grupo de investigadores japoneses encabezado por Akira Nishimura, Shota Isogai, Koya Yamada, Ryoya Tanahashi y Hiroshi Takagi, acaba de desarrollar una cepa de Saccharomyces cerevisiae capaz de producir cantidades considerablemente mayores de ornitina, un aminoácido que participa en el ciclo de la urea del organismo y que se comercializa habitualmente como ingrediente de complementos alimenticios relacionados con cuestiones como la fatiga, el estrés o la calidad del sueño.

Antes de que alguien decida sustituir el desayuno por una Doppelbock, conviene precisar que una sustancia esté presente en una cerveza no convierte automáticamente esa cerveza en saludable, y las propiedades atribuidas a los complementos de ornitina tampoco significan que beber una cerveza enriquecida vaya a producir los mismos efectos.

Lo verdaderamente interesante del trabajo está en la demostración de hasta qué punto la selección y mejora de las levaduras puede modificar no solamente el sabor y el comportamiento fermentativo de una cerveza, sino también su composición. Complementariamente, existe un detalle especialmente interesante para un sector que suele mirar con bastante desconfianza cualquier combinación de las palabras cerveza y modificación genética: la nueva cepa, denominada ADHorn49, no es una levadura modificada mediante edición genética.

ADHorn49, nueve veces más ornitina sin modificación genética

Según el artículo publicado en el Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology, el punto de partida fue ADH837, una cepa salvaje de Saccharomyces cerevisiae aislada originalmente dentro de un proyecto conjunto del Nara Institute of Science and Technology y la empresa japonesa 10 Fields Factory, que entre otras actividades cuenta con negocios de hostelería y un brewpub en Osaka, donde produce la marca Shiran Kedo.

En lugar de recurrir a técnicas de edición genética, los investigadores utilizaron mutagénesis química convencional y posteriormente seleccionaron mutantes resistentes a la canavanina. Entre los candidatos apareció ADHorn49.

Las pruebas de laboratorio mostraron que la nueva cepa acumulaba en sus células más de nueve veces la cantidad de ornitina registrada en la cepa de la que procedía. Sin duda, una excelente noticia para un investigador interesado en aminoácidos, pero para un cervecero todavía faltaba resolver si aquello servía realmente para hacer cerveza. Y es que conseguir que una levadura produzca grandes cantidades de un compuesto determinado tiene un interés bastante limitado si, a cambio, deja de cumplir correctamente su trabajo principal. Una fábrica de cerveza difícilmente celebraría disponer de una magnífica productora de ornitina si después la fermentación tarda una eternidad, deja medio mosto sin fermentar o genera perfiles sensoriales poco agradables.

Según los investigadores, ADHorn49 superó también esa prueba. La mutación debilita determinados mecanismos de regulación metabólica de la levadura sin perjudicar significativamente su capacidad fermentativa. En los ensayos realizados con mosto produjo cantidades de dióxido de carbono comparables a las de la cepa original y, al mismo tiempo, liberó mucha más ornitina durante la fermentación. Concretamente, después de 96 horas se alcanzaron 7 mg de ornitina libre por litro.

El experimento salió entonces del laboratorio para enfrentarse a una prueba bastante más interesante: elaborar una cerveza que alguien pudiera beber.

En sus instalaciones de Osaka, 10 Fields Factory utilizó ADHorn49 para producir una Golden Strong Ale experimental. El resultado contenía 19 mg de ornitina por litro, aproximadamente tres veces los 6,1 mg/l registrados en una cerveza elaborada con la levadura estándar. Respetando la característica austeridad japonesa, el resultado, descrito como una cerveza de textura suave y aroma dulce e intenso, se comercializó bajo la etiqueta 'Youtara Ee-yan'.

Cervezas con valor añadido, no cervezas funcionales

Es evidente que el interés del trabajo nipón va bastante más allá de conseguir incluir unos cuantos miligramos adicionales de un aminoácido en una botella. Como hemos comentado, durante buena parte de la historia de la cerveza, las levaduras fueron algo que los cerveceros utilizaban mucho antes de saber exactamente qué eran. Hoy constituyen uno de los campos más activos de investigación de la industria.

Seleccionar una determinada cepa permite intervenir sobre la producción de alcohol, los ésteres, los fenoles, la acidez, determinados aromas o incluso la sensación en boca. El desarrollo de las cervezas sin alcohol ha dado todavía mayor importancia a esta búsqueda de microorganismos con comportamientos muy concretos.

ADHorn49 añade la posibilidad de utilizar el metabolismo de la propia levadura para alterar la composición de la cerveza y generar productos con un supuesto valor añadido sin necesidad de incorporar posteriormente el compuesto deseado.

En este caso se trata de la ornitina, un aminoácido no proteico relacionado metabólicamente con la arginina y la prolina. Participa en el ciclo de la urea, mediante el cual el organismo elimina el exceso de nitrógeno y transforma el amoníaco en urea para facilitar su eliminación. La ornitina se encuentra también en algunos alimentos y se utiliza en complementos que se comercializan con referencias a la recuperación de la fatiga, el estrés o el sueño.

Aquí comienza un terreno en el que conviene caminar con bastante más cuidado que por un laboratorio de microbiología, ya que una cosa es demostrar que una levadura produce más ornitina y otra muy distinta afirmar que una cerveza que la contiene proporciona beneficios concretos para la salud. La eficacia de los complementos que la contienen puede variar y cualquier alegación saludable aplicada a una bebida con alcohol estaría, además, sometida a importantes restricciones dependiendo del mercado.

Por eso, muchos especialistas consideran más apropiado hablar de cervezas con valor añadido que empezar a colocarles inmediatamente la etiqueta de cervezas funcionales. El profesor Hiroshi Takagi considera que el estudio demuestra una estrategia práctica capaz de combinar métodos tradicionales de mejora microbiana con el conocimiento molecular actual. El objetivo sería aprovechar los recursos de levaduras presentes en el medio natural y la biotecnología moderna de fermentación para desarrollar nuevos alimentos y bebidas fermentadas. Para las pequeñas cerveceras, siempre necesitadas de una historia nueva que contar junto al siguiente lanzamiento, las posibilidades son evidentes.

¿Es la levadura la próxima frontera de la cerveza funcional?

Después de las cervezas con frutas imposibles, cantidades desproporcionadas de lúpulo, café, cacao, lactosa, especias, mostazas y prácticamente cualquier cosa que pueda introducirse legalmente en un fermentador, quizá la próxima frontera esté precisamente en algo que siempre estuvo allí: la levadura.

El concepto de alimento funcional lleva años creciendo en diferentes categorías. Otras bebidas con vitaminas, minerales, proteínas, probióticos o diferentes compuestos añadidos ocupan cada vez más espacio en los supermercados, mientras que la cerveza estándar se enfrenta al hándicap de contener alcohol para incorporarse alegremente a esa tendencia.

Esa característica limita enormemente la posibilidad de presentarla como un producto beneficioso para la salud y obliga a separar dos cuestiones que comercialmente resultaría muy tentador mezclar. Una cerveza puede contener una mayor concentración de un compuesto determinado sin que por ello su consumo pueda recomendarse para conseguir un efecto fisiológico, pero desde el punto de vista tecnológico, el estudio japonés abre una vía interesante.

En lugar de elaborar primero una cerveza y enriquecerla posteriormente mediante aditivos, determinados componentes podrían producirse durante la propia fermentación seleccionando levaduras con características metabólicas específicas.

Los investigadores del Nara Institute of Science and Technology tenían un punto de partida muy próximo ya que trabajos previos realizados con levaduras utilizadas para elaborar sake ya habían conseguido cepas capaces de acumular cantidades muy superiores de este aminoácido mediante técnicas convencionales de mutagénesis.

El siguiente paso que tendrá que dar ADHorn49 será enfrentarse regularmente a volúmenes muy superiores a los experimentales, diferentes densidades de mosto, variaciones de temperatura y sucesivas generaciones de propagación. También habrá que determinar hasta qué punto sus características organolépticas encajan con diferentes estilos y si las concentraciones de ornitina permanecen estables. Y después queda la pregunta más importante de todas: si alguien querrá beber la cerveza.

Si esta historia te ha dejado con ganas de saber más sobre ese microorganismo que trabaja en silencio dentro de cada fermentador, en Amantes Cerveceros tienes mucho más que leer. Puedes descubrir por qué hay cerveceros que salen a "cazar" levaduras salvajes para dar a sus cervezas un carácter propio, o cómo ya se están creando nuevos estilos de cerveza con levaduras de vino. Porque la levadura todavía tiene mucho que decir… y nosotros seguiremos contándolo aquí, con una buena cerveza en la mano.