Duft og smag udgør en essentiel del af menneskets hverdag. For mad, vores bolig og for os selv. Industriel fremstilling af aromaer belaster dog miljøet. Nu er det lykkedes forskere at flytte produktionen ind i gærceller, hvilket vil spare såvel kemikalier som energi. Allerede nu er ølaroma produceret af gær på vej på markedet, og nye studier viser, at gæren også kan tage sig af produktionen af dufte til kosmetik og rengøring.
De fleste ølnydere kender den bittersøde smag af humle. Desværre dyrkes aromahumle, som er brugt i de mest smagfulde slags øl, næsten kun i USA, og det koster kræver tusindvis af liter vand at dyrke et enkelt kilo humleurt. Det er lykkedes forskere at bygge små specialiserede fabrikker inde i gær, så cellerne fremstiller smagsstoffer, som humledyrkere i dag bruger en masse ressourcer og energi på at fremstille. Gennembruddet er dog ifølge forskerne kun det første af mange.
”Udfordringen med at få gæren til at hjælpe os med at fremstille de her aromaer og smage har været at adskille produktionen fra gærens normale processer. Den nye produktion er placeret i separate rum i gærcellerne, så de processer, som gør at ikke gærcellerne vokser, ikke konkurrerer med de processer, som skaber de værdifulde produkter. På den måde er det lykkedes at få dem til at fremstille både ølaroma og nu også duftstoffer, der kan bruges i fx parfumer og rengøringsmidler,” fortæller en af forskerne bag forskningen, professor Sotirios Kampranis fra Sektion for Plantebiokemi ved Institut for Plante- og Miljøvidenskab, Københavns Universitet.
Fik ideen til øl
Det videnskabelige grundlag for den nye bæredygtige metode til produktion af duft- og smagsaromaer blev skabt allerede for år tilbage. Aromaforbindelser, som tilhører monoterpenoidfamilien, havde indtil da været ekstremt udfordrende at fremstille ved hjælp af cellefabrikker, da mange af de biokemiske processer, der fører til dannelsen af aromaerne, var meget lidt effektive i gærceller.
”Når man overførte gener, der kodede for de enzymer, der kunne sætte gær i stand til at udføre processerne, endte processerne med at komme i konkurrence med eksisterende processer i gærcellen, da de foregik i de samme dele af cellen. Vi besluttede os i stedet at prøve at placere dem for sig i separate organeller, de såkaldte gærperoxisomer, der normalt oxiderer fedtsyrer,” forklarer Sotirios Kampranis.
Forskerne vidste, at gærcellerne ikke havde brug for peroxisomer, når de vokser på sukker. Det betyder, at så længe der er sukker til stede, kan gærperoxisomerne manipuleres uden at hindre, at gærcellerne vokser. Forskerne satte herefter en ny produktion af et nøglestof i gang, nemlig produktionen af geranyldifosfat – en universel byggeblok, der er forløber for mange duft- og smagsstoffer i monoterpenoidfamilien, der bruges i fødevare- og kosmetikindustrien.
”Man kan sige, at vi kaprede gærcellerne til at hjælpe os med produktionen, mens de bare fortsatte deres almindelige liv. Vi spurgte os selv: Hvilke stoffer vil være godt at starte med at producere for at gavne bæredygtighed og også gavne samfundet? Det var der, vi fik ideen til at forbedre alkoholfri øl. Dels fordi humledyrkning er meget vandkrævende, og transport er energikrævende, og dels fordi alkoholfri øl tit ikke smager så godt, og kunderne ikke så ofte vælger den. Den største udfordring i at lave alkoholfri øl, der smager som øl med alkohol, er, at de processer brugt til at reducere alkoholen også ødelægger smagsaromaen, så det smager fladt og vandet,” siger Sotirios Kampranis.
Relativt nemt at skabe tilsvarende fabrikker
Det er nu lykkedes forskerne at få gær til at fremstille aromastofferne, og på den måde kan man efterfølgende tilsætte aromastofferne til det alkoholfri øl. Sotirios Kampranis mener dog langtfra, at det kun er til brygning af alkoholfri øl, at den ny aromahumlesmag er relevant. Generelt er traditionel brygning afhængig af aromaer fra humle, som dyrkes intensivt, forbruger store mængder vand og producerer et højt CO2-aftryk.
”Sammenlignet med at bruge humle kan den nye teknologi reducere vandforbruget med over 10.000 gange og CO2-udledning med 100 gange for den samme mængde øl. Smagen af flere alkoholfri øl blev forbedret så meget, at vi har valgt at skabe en virksomhed, EvodiaBio, hvor vi satser på have det første humleekstraktsprodukt klar til bryggerierne i efteråret 2022 som en prototype og i forår 2023 som et endeligt produkt,” uddyber Sotirios Kampranis.
EvodiaBio er gennem støtte fra BioInnovation Institute nu godt på vej til at kunne få deres smagsaromaer på markedet, og flere bryggerier har allerede vist interesse.
”Men vi er allerede også i fuld gang med at finde nye anvendelser af teknologien. Det næste skridt vil være at producere aromaer til kosmetik. Hvis du tager forskellige kosmetiske produkter, håndsæbe eller rengøringsmidler, så er de fyldt med duftaromaer, som er opbygget efter samme opskrift. Så vi vil relativt nemt kunne skabe tilsvarende fabrikker i gærcellerne, så de laver de nødvendige aromaer til kosmetik og husholdning,” siger Sotirios Kampranis.
Udover at være en miljømæssig gevinst mener forskerne, at der er endnu en grund til at gå gærvejen. Der er nemlig i dag så stor efterspørgsel efter naturlige aromaer til bl.a. kosmetik, at mere end halvdelen af dem slet ikke er naturlige. Rosen-, citron- eller fyrrenåleduftene er oftest fremstillet gennem kemiske processer, der gendanner de naturlige aromaer ved hjælp gennem energikrævende industrikemiske processer, som bruger petrokemikalier som råstoffer og giftige katalysatorer og opløsningsmidler i processen.
”Selvom de her gærceller er genetisk modificerede, så er selve produktet det ikke. Det er fuldstændig identisk med de naturligt forekommende. Den store forskel er, at vi ikke skal kunstvande planter, og at vi ikke skal transportere noget over store distancer, ligesom vi ikke skal bruge kemikalier og energi i fremstilling. Så hvis vi gerne vil gøre vores liv mere bæredygtigt og mindske vores påvirkning af udledning af drivhusser og planeten som sådan, så er det her en meget mere bæredygtig måde at fremstille disse aromastoffer på,” slutter Sotirios Kampranis.
