Mal wieder Umami... und Aminosäuren

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Johnny H
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Mal wieder Umami... und Aminosäuren

#1

Beitrag von Johnny H »

Mal wieder ein Post zu Umami (Was ist das?), neueren Erkenntnissen dazu und mögliche Konsequenzen für uns als Brauer und Biertrinker.

Und es geht auch generell um freie Aminosäuren im Bier, denn diese können über Umami hinaus den Geschmack beeinflussen.

Hintergrund: ich habe erst kürzlich gelernt, dass es bei der geschmacklichen Wahrnehmung von Umami einen synergistischen Mechanismus gibt aus

1) Glutamat (Glu) (und auch noch ein paar anderen Aminosäuren und kurzkettigen Peptiden), und
2) sog. Nucleotiden, z.B. GMP, IMP etc., z.T. aus RNA oder dem ATP-Stoffwechsel.

Diese Nucleotiden in 2) sind der Hauptgrund, warum man z.B. mit Sardellen oder Shiitake-Pilzen den Umami-Geschmack in einem Gericht sehr stark "boostern" kann und so für ein erfüllenderes Geschmackserlebnis bei entsprechenden Mahlzeiten sorgen kann. Durch den synergistischen Mechanismus wird die Wahrnehmung von Glu immens verstärkt und die Wahrnehmungsschwelle (wenn ich das richtig lese) um mindestens den Faktor 100 gedrückt!!

Umami aus Glu kommt eigentlich nur durch Hefeautolyse ins Bier (Ausnahmen wären z.B. Oyster Stouts oder seltene Stouts, die mit Algen gebraut werden), aber der synergistische Mechanismus eröffnet hier vielleicht neue Möglichkeiten für Foodpairings.

Mir sind zu diesem Thema einige hochinteressante Studien in die Hände gefallen, aus denen sich Erkenntnisse und Fragestellungen ergeben, die auch für uns relevant sind oder sein könnten.

Eine beschäftigt sich mit dem Foodpairing Champagner-Austern und kommt zu dem Schluss, dass man durch GMP/IMP in den Austern durch den synergistischen Mechanismus die Wahrnehmungsschwelle von Umami (Glutamat) im Champagner drückt und deswegen diese Kombi so gut funktioniert. Mit anderen Worten: durch den Kontakt mit IMP/GMP im Mundraum bekommt der Champagner "Umami" - so zumindest der Gedankengang der Autoren! Champagner enthält etwas Umami in der Form von Glutamat, aber normalerweise nicht genug, um über die Wahrnehmungsschwelle von etwa 30 mg/100g zu kommen! Weiters wird eine empirische Formel vorgestellt und diskutiert, wie stark sich welches Nukleotid (also IMP/GMP etc.) auf die Gesamtwahrnehmung von Umami auswirkt!

Umami synergy as the scientific principle behind taste-pairing champagne and oysters

Eine weitere, etwas neuere Studie der gleichen Autoren (leider nicht frei verfügbar, aber ich habe sie gelesen) untersucht auch andere Getränke (u.a. auch Sake und Bier). Lt. dieser enthält Bier im Schnitt und im Einzelfall sogar etwas mehr Glu (d.h. Umami) als Champagner, d.h. es sollte da auch Kombinationen von manchen Bieren mit z.B. Fisch oder Shiitake-Pilzen geben, die zumindest bezüglich Umami gut funktionieren sollten. Die Autoren nehmen als Quelle ebenfalls die Autolyse der Hefe an und gehen davon aus, dass vor allem langer Hefekontakt den Glu-Gehalt nach oben drückt. Die gleiche empirische Formel wie in der vorigen Veröffentlichung wird diskutiert.

Umami potential of fermented beverages: Sake, wine, champagne, and beer

Hier ein Zusammenfassung der Studie:

New study: Which beverages burst with umami potential?

Interessant auch die Erkenntnisse zu Sake: dieser enthält die höchsten Konzentrationen an Glutamat (Glu), in lange gereiften und gelagerten Sorten sogar oberhalb der Wahrnehmungsschwelle (die Autoren beziehen sich im Text auf eine Sake-Probe mit 120 mg/100 ml (!!), also deutlich oberhalb der Wahrnehmungsschwelle).

Hier ein paar Tabellen, die die Aminosäurengehalte in diversen Getränken aufzeigen, auch aufgeschlüsselt nach Auswirkungen auf Umami, süß und bitter. Auch der Gesamtgehalt an freien Aminosäuren scheint wichtig!

Sake:
Sake.JPG
Champagner:
Champagne.JPG
Bier:
Beer.JPG
(Tabellen aus Copyright-Gründen sehr stark bearbeitet)

Beim Bier sind auch die untersuchten Sorten / Marken interessant!

Ich finde das Thema hochspannend. Der naheliegende Schluss ist schon mal, dass allein in Bezug auf Umami / Foodpairing diverse Biere (Sake natürlich als allererstes) ebenso wie Champagner für das Foodpairing mit Austern geeignet sein müssten. Wit oder Berliner Weiße könnte ich mir gut vorstellen, natürlich vor allem ungefilterte / unpasteurisierte Varianten.

Interessant bei diesem Thema ist generell auch der Gehalt freier Aminosäuren im Bier. Diese können (s.o.) nämlich durchaus neben Umami (vor allem Glu aber auch Asp) auch noch süße (Pro etc.) oder bittere Aromen geschmacklich verstärken. Hier ein Überblick über die ca. 20 Aminosäuren, die für den Menschen relevant sind:

Aminosäuren

Weitere interessante Quellen zum Thema:

Determination of free amino acids in beers: A comparison of Czech and foreign brands
(leider nicht frei verfügbar, ich habe auch nur die hier verfügbaren Ausschnitte gelesen)

Die Autoren haben hier diverse tschechische Biere mit internationalen Vertretern abgeglichen und fanden mehr Aminosäuren in tschechischen Bieren - evtl. wg. längerem Kontakt mit Hefe??? Möglicherweise eine Erklärung, warum tschechische Biere (auch die Leichtversionen) sehr aromaintensiv rüberkommen???

Außerdem enthält die Studie einen interessanten Kurzüberblick, welche Aminosäuren wie schnell durch die Hefe aufgenommen werden. Letztere benötigt ja FAN für das Wachstum bzw. den Aufbau eigener Proteine. Unter anderem wird Glu sehr schnell aufgenommen (was erklärt, warum man z.B. Hefeextrakte als Umami-Zutat verwenden kann), Pro hingegen fast gar nicht, was m.E. ein sehr wichtiger Grund dafür sein dürfte, warum Bier sehr reich an Pro ist (s. Tabelle oben).
Amino acids have been categorized into four groups in ale yeast on the basis of their assimilation patterns (Jones and Pierce, 1964; Basarova and Cerna, 1972; Lekkas et al., 2007): group A (Glu, Asp, Asn, Gln, Ser, Thr, Lys, Arg)—fast absorption; group B (Val, Met, Leu, Ile, His)—intermediate absorption; group C (Gly, Phe, Tyr, Trp, Ala)—slow absorption and group D (Pro)—little or no absorption. This pattern has not been confirmed for every brewing strain nor for lager yeast in general (Basarova and Cerna, 1972; Perpete et al., 2005; Lekkas et al., 2007).
Hier noch eine weitere Studie zum Thema Aminosäuren in Bier:

A UHPLC method for the simultaneous analysis of biogenic amines, amino acids and ammonium ions in beer (ebenfalls nicht frei verfügbar)
Dreht sich leider nur ums Analyseverfahren, Resultate würden mich trotzdem interessieren.

Kennt/Hat jemand von Euch noch weitere Studien/Erkenntnisse, die sich mit Umami oder dem Gehalt freier Aminosäuren in Bier befassen. (letzteres nicht nur summarisch, sondern aufgeschlüsselt nach einzelnen, z.B. Glutaminsäure (Glu), Asparaginsäure (Asp), Prolin (Pro) usw.)? Oder andere Erkenntnisse zu diesem Themenbereich?

(Edit: Post mehrfach bearbeitet)
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Re: Mal wieder Umami... und Aminosäuren

#2

Beitrag von Colindo »

Sehr spannend! In England werden Stouts oft zu Fisch und Austern empfohlen, mehr weiß ich aber nicht dazu.

Vielen Dank für deine Zusammenfassung!
Auf Youtube: The British Pint
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Johnny H
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Re: Mal wieder Umami... und Aminosäuren

#3

Beitrag von Johnny H »

Da kommt noch mehr! Ich habe noch ein paar Veröffentlichungen daliegen, die ich aber noch lesen muss.

Die tschechische Studie von oben habe ich mittlerweile auch bekommen und gelesen, bin aber gerade unterwegs. Ich glaube, die haben auch Guinness (oder ein anderes irisches Stout) untersucht (sie haben nur Messwerte und Herkunft der 36 untersuchten Biere in die Studie geschrieben, aber nicht die Namen).

Interessant ist auch, dass Bier bis zu 1,5g/l (!!) freie Aminosäuren enthalten kann. Das größte Anteil daran (etwa 1/3) ist Prolin, was wohl die Süße geschmacklich unterstützt.

Glutamat (Glu, d.h. Umami) macht prozentual weit weniger aus, aber eine Studie mit Wein hat ergeben, dass Probanden schon unterhalb der eigentlichen Wahrnehmungsschwelle zugesetztes Glutamat schmecken konnten in dem Sinne, dass andere Geschmackswahrnehmungen verstärkt wurden.

Ich glaube also, sowohl freie Aminosäuren allgemein als auch Glu (Umami) speziell spielen eine relevante Rolle für den Geschmack von Bier. Und, wie gesagt, für Foodpairing könnte das Thema auch relevant sein.

Übrigens sind manche freie Aminosäuren auch pharmakologisch relevant, wenn sie in größeren Mengen eingenommen werden. Hinter dem Thema steckt also einiges, denke ich.
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Re: Mal wieder Umami... und Aminosäuren

#4

Beitrag von M79576 »

Hallo Johnny,

kennst Du Vrzal et al. (2021 ): Pilot sensomic study revealing the potential of amino acids to highly influence sensory properties of a lager beer
in: J. of food composition and analysis
(Publikation ist nicht frei verfügbar)
https://doi.org/10.1016/j.jfca.2021.104028


Ich zitiere mal aus den Schlussfolgerungen: "Based on the results described in this paper, it could be concluded
that amino acids are potent substances for influencing the overall sensory properties
of a lager beer, and they can be significant also in the other types of beer. Therefore, there is possible space for tuning amino acid concentrations and their mutual ratio during a recipe creation for lager beer. On the other hand, the concentration level of these compounds in beer
could influence an amount of oxidized and stale flavor related Strecker aldehydes occurring after prolonged or inappropriate beer storage. ........Furthermore, the effect of amino acids on other components in beer as well as on specific beer properties, e.g., drinkability, will be studied in the near future. "
________________
Man kann die Autoren ja mal anschreiben an welchen Themen sie arbeiten und wann man deren Veröffentlichung zu rechnen ist?

Ist schon eine interessante Vorstellung, Biere mit hohem Mundgefühl aufgrund der Kenntnis eines anzustrebenden Aminosäureprofils zu designen.

Grüße,

Michael
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Johnny H
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Re: Mal wieder Umami... und Aminosäuren

#5

Beitrag von Johnny H »

M79576 hat geschrieben: Samstag 2. Dezember 2023, 18:18 Hallo Johnny,

kennst Du Vrzal et al. (2021 ): Pilot sensomic study revealing the potential of amino acids to highly influence sensory properties of a lager beer
in: J. of food composition and analysis
(Publikation ist nicht frei verfügbar)
https://doi.org/10.1016/j.jfca.2021.104028
[...[
Nein, die kenne ich, glaube ich, noch nicht! Danke schön!!

Ich war leider die letzten Wochen abgelenkt und habe das Thema nicht weiterverfolgt, aber da scheint auf jeden Fall mehr dahinterzustecken!

Vielleicht ist es im Sinne eines ausgefeilteren Geschmacksprofil im Einzelfall auch für den Hobbybrauer durchaus ratsam, die Gär- und Lagerbedingungen nahe an der Hefeautolyse zu halten. Oder auf professionellem Level arbeitet man anders vor, von Mälzerei über Sudhaus bis Gärkeller, Stichwort Freisetzung von Aminosäuren durch Proteolyse und Hefeautolyse. Oder man setzt die gewünschten Aminosäuren am Ende selbst zu...

Spannend!
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Re: Mal wieder Umami... und Aminosäuren

#6

Beitrag von Commander8x »

Die Hefeautolyse ist ein autokatalytischer Vorgang. Dh wenn es erst einmal begonnen hat, hört es nicht wieder auf. Ich finde es nicht ratsam, nah an dieser Grenze zu sein, oder gar diesen Vorgang zu forcieren.

Bei den niedrigen Temperaturen einer Bierlagerung/-reifung ist das Autolyse-Risiko eh recht gering.

Gruß Matthias
-----------------------------------------
Illegitimis non carborundum.
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Johnny H
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Re: Mal wieder Umami... und Aminosäuren

#7

Beitrag von Johnny H »

Commander8x hat geschrieben: Sonntag 3. Dezember 2023, 11:21 Die Hefeautolyse ist ein autokatalytischer Vorgang. Dh wenn es erst einmal begonnen hat, hört es nicht wieder auf. Ich finde es nicht ratsam, nah an dieser Grenze zu sein, oder gar diesen Vorgang zu forcieren.
[...]
Ich glaube, ich habe mich ungenau und ungeschickt ausgedrückt, vor allem mit der Begrifflichkeit "nahe an der Autolyse halten". "Halten" kann man das wohl in der Tat nicht. Die Autolyse gezielt forcieren würde ich nicht wollen, aber aus den oben verlinkten Veröffentlichungen scheint hervorzugehen, dass längerer Hefekontakt und damit verstärkte Abgabe von Aminosäuren aufgrund von beginnender Hefeautolyse (einzelne Zellen sterben vermutlich immer ab) geschmacklich durchaus von Vorteil sein kann, sowohl bzgl. Umami als auch Foodpairing und generelle Geschmacksverstärkung oder -abrundung durch freie Aminosäuren.

Kann, nicht muss. Ich glaube nicht, dass das Thema wissenschaftlich und sensorisch beim Bier schon gut verstanden ist (bei Sake, Wein und Champagner vermutlich schon eher). In einer der Veröffentlichungen oben zu Sake wird sogar anhand einer sehr lange gereiften Sake-Sorte mit sehr hohem Glutamat-Gehalt begründet, dass "Umami" akzeptierter und erwarteter Teil des Geschmacksprofils ist!
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rakader
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Re: Mal wieder Umami... und Aminosäuren

#8

Beitrag von rakader »

Interessantes Thema. Ich frage mal meinen neuseeländischen Braumeister, ob er Umami mitdenkt. Sicher ist es ein false bias, aber mir ist auch nach langer Zeit ein Oyster Chowder zusammen mit einem Double IPA von Renaissance in Neuseeland nachhaltig im Gedächtnis.

Selbst koche ich meine Consommées bewusst mit Umami-Geschmack. Zuerst mit Steinpilzen, die so viel ich weiß neben Shitake am meisten Umami-Geschmack haben, dann mit Glutamat. Jüngst verwende ich Kombu-Algen. Die könnte ich mir auch mal gut an einem Ale als Experiment vorstellen.

Danke für all die Links. Zuallererst würde mich das Thema Geschmacksschwelle interessieren - 30 mg/100g habe ich jetzt erfahren. Dass man die gezielt beeinflussen kann, wusste ich nicht und eröffnet Möglichkeiten.
---
Viele Grüße / Regards
Radulph Kader
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