Met moleculaire zeefjes de smaak van alcoholvrij bier aanpassen
Onderzoeker Deborah Gernat heeft, in samenwerking met Heineken, een nieuwe methode gecreëerd om de smaak van alcoholvrij bier verder te ontwikkelen. Met de techniek, die gebaseerd is op moleculaire zeefjes, krijgen brouwers een nieuw gereedschap in handen om de smaak van alcoholvrij bier dichter bij die van normaal bier te brengen. De eerste tests toonden aan dat de zoetige ‘wortsmaak’ die alcoholvrij bier nu vaak kenmerkt ermee kan worden teruggedrongen. Op 9 april verdedigt Deborah Gernat haar proefschrift over dit onderwerp aan de TU Delft.
Als je de ingrediënten bekijkt – water, graan, hop en gist - zou je het misschien niet zeggen, maar bier is een ingewikkelde drank. Het bestaat uit duizenden verschillende moleculaire componenten die samen een complexe smaakcompositie vormen. Aan de ene kant is dat het mooie ervan: met kleine aanpassingen aan de ingrediënten of in het brouwproces kun je namelijk een heel ander soort eindproduct creëren. Maar die complexiteit maakt het tegelijkertijd lastig om precies de uitkomst te krijgen die je voor ogen hebt.
Zoete bijsmaak
Neem alcoholvrij bier. Veel niet-alcoholische bieren hebben een vrij zoete bijsmaak, afkomstig van de wort. Dat is de suikerachtige vloeistof die een tussenproduct vormt in het brouwproces. Bij het brouwen van pils zou de gist bijna alle suikers omzetten in alcohol en andere componenten. “Maar bij de biologische productie van alcoholvrij bier onderdrukken brouwers de activiteit van gist om de vorming van alcohol te voorkomen”, legt onderzoeker Deborah Gernat uit. “Eén van de gevolgen daarvan is dat aldehyden niet meer worden omgezet in neutrale of juist karakteristieke biersmaken, wat tot de zoete bijsmaak van alcoholvrijbier leidt.”
Lang niet alle bierliefhebbers stellen die zoetigheid op prijs. Helaas is het voor brouwers moeilijk om de ‘wortsmaak’ in alcoholvrij bier te voorkomen. “Er zijn wel manieren om dat te doen, zoals verwarming van het brouwsel, maar daarmee kun je niet specifiek bepaalde moleculen verwijderen”, aldus Gernat. “Daar komt bij dat je met het verwarmen ook ándere bestanddelen verwijdert, of de moleculaire samenstelling ervan ingrijpend verandert. Dat kan grote invloed hebben op de uiteindelijke kleur of smaak van het bier.” Ook dealcoholisatie, een techniek waarbij alcohol achteraf uit het bier wordt gehaald, heeft ingrijpende gevolgen voor de smaak.
Moleculen vangen
Om gerichte aanpassingen te kunnen doen hebben bierbrouwers dus nieuwe technieken nodig. En die zijn er, in de hoek van procestechnologie. De onderzoeksgroep van TU Delft-onderzoeker Marcel Ottens heeft veel ervaring op dit gebied, en werkt al jaren samen met Heineken. Logisch dus dat Gernat, die thuisbrouwer én bioprocestechnoloog is, bij hem haar PhD-project ging doen. Ze onderzocht de afgelopen jaren een natuurkundig fenomeen genaamd adsorptie, waarbij specifieke smaakstoffen door middel van moleculaire zeefjes kunnen worden afgevangen. “Andere kenmerken, zoals de kleur en de bitterheid, veranderen daarbij niet, waardoor het oorspronkelijke karakter van het bier behouden blijft”, aldus Gernat.
In haar onderzoek richtte Gernat zich op het afvangen van zogeheten ‘Strecker-aldehyden’, waarvan bekend is dat ze verantwoordelijk zijn voor de zoete smaak van alcoholvrij bier. Ze testte verschillende soorten zogeheten ‘adsorbenten’, om te zien wat het effect daarvan was, en vond een materiaal dat de Strecker-aldehyden heel gericht kon afvangen. Gernat: “Het gaat om een zeoliet, een mineraal dat ook in de natuur voorkomt. Alleen kleine, vluchtige smaakmoleculen kunnen in de poriën van de zeoliet doordringen, andere moleculen blijven in de vloeistof achter.” De zeolieten kunnen de vorm aannemen van een soort poeder, dat nadat het zijn werk gedaan heeft uit het bier wordt gefilterd. Of brouwers kunnen een ‘filterbed’ van korrels maken waar ze het bier doorheen laten stromen.
Smaaktest
Uit een smaaktest met een panel bleek dat de techniek werkte: de proevers ervaarden minder zoetigheid, en hun scores voor verschillende smaakcategorieën lagen dichter bij die van pils dan het alcoholvrije bier waar de moleculaire zeeftechniek niet op was toegepast. “Ik heb ook een procesontwerp gemaakt, en de techniek zou relatief eenvoudig in het productieproces te integreren moeten zijn”, zegt Gernat.
De techniek moet nog wel verder ontwikkeld worden, waarschuwt de onderzoeker. “De zeolieten die ik in mijn onderzoek heb gebruikt, zijn gemaakt voor de scheiding van gasmoleculen. Het massatransport binnenin het materiaal moet nog verder worden verbeterd.” Daarnaast zijn niet alleen de aldehyden er verantwoordelijk voor dat mensen alcoholvrij bier anders ervaren dan alcoholhoudend bier. “Alcohol zelf zorgt voor een verwarmende sensatie in de mond, en heeft ook invloed op de smaakbeleving. Hoe dat precies werkt is een belangrijk onderzoeksthema.”
Deborah Gernat verdedigt op 9 april 2021 haar proefschrift ‘Tailoring the aroma of alcohol-free beer.’ Ze werkt inmiddels als onderzoeker bij de R&D-afdeling van Heineken.
