Несмотря на свою многовековую историю, пиво непрерывно изменяется. Новые тренды во всем, от ингредиентов до стилей, преобразуют вкус пива. Однако человек может контролировать не всё. Велика вероятность того, что пиво в будущем будет иметь совсем другой вкус из-за изменения свойств ингредиентов под воздействием глобального потепления.
Колин Доэрти, адъюнкт-профессор молекулярной и структурной биохимии Университета штата Северная Каролина, специализируется на изучении динамики изменений растений. Он рассказывает, как именно глобальное изменение климата влияет на ингредиенты пива, и почему изучение этих изменений важно не только для будущего пивоварения.
Климатические изменения и рост цен
В докладе, опубликованном в журнале Nature в 2018 году, отмечалось, что изменения климата могут спровоцировать рост цен на пиво. Глобальное потепление и частые засухи приведут к повышению цен на основные ингредиенты пива — как хмель и ячмень. Однако это лишь вершина айсберга: вкус пива тоже изменится. Все потому, что изменения температуратурных условий и количества осадков влияют на биохимию пивных ингредиентов. Как следствие, они приобретают новые вкусоароматические свойства.
Но повышение температуры — не единственная проблема. Сейчас температура повышается существенно быстрее, чем прежде. Более теплые ночи, ранее наступление весны нарушают процесс развития растений, негативно воздействуют вкус и урожайность.
Вкус и терруар
Вкус пива формируется химическими соединениями, содержащимися в ячмене (или других злаках) и хмеле, крахмалом и дрожжами, преобразующими сахар в алкоголь. Но, если говорить откровенно, во многом пиво обязано своим вкусом именно хмелю.
Альфа-кислоты, содержащиеся в хмеле, дают характерную горечь, а эфирные масла формируют аромат. На то, чтобы получить имеющееся сегодня разнообразие сортов хмеля, были потрачены годы.
Ответить однозначно, почему растения хмеля вырабатывают кислоты и эфирные масла, невозможно. Многие ученые полагают, что таким образом растения защищаются от бактериальных и грибковых патогенов. Эфирные масла состоят из ряда химических веществ, и все они по-разному воздействуют на вкус. Одним из них является мирцен, обладающий свежим ароматом, который у многих ассоциируется с хмелем. Другие компоненты эфирных масел способны создавать древесные, цитрусовые, фруктовые и прочие ароматы.
Каждый сорт хмеля имеет свой уникальный вкусовой профиль, который зависит от сочетания различных химических веществ в эфирных маслах шишек хмеля. К примеру, если шишка хмеля содержит больше линалоола или гераниола, пиво будет иметь цветочный вкус. Фарнезен же создаст древесный, травяной аромат. Генетика растения влияет на особенности вкусового профиля. Если у сорта хмеля присутствуют гены, которые позволяют ему создавать соединения, подобные фарнезену, у него есть «генетический потенциал» для создания древесного аромата. Конечный вкус зависит от комбинации соединений, содержащихся в шишках во время сбора урожая.
Однако вкусовой профиль определяет не только генетика. Имеет также значение то, в каких условиях росло растение. Терруар — хорошо известный в кругу виноделов термин. Он характеризует влияние, которое окружающая среда оказывает на вкусовой профиль растения. Почва, климат, погодные условия, даже атаки насекомых оставляют свой след. Точно так же, как воздействие окружающей среды на виноград влияет на вкус вина, окружающая среда, в которой растет хмель, может повлиять на вкус пива. Влияние терруара на хмель не полностью изучено, однако температурные колебания, по-видимому, имеют не последнее значение.
Хмель — не единственный ингредиент пива, на который влияет место его произрастания. Терруар оказывает влияние на содержание крахмала в ячмене, пшенице и рисе. Для этих ингредиентов принципиально важно соотношение крахмалов, белков и липидов. Например, сорта ячменя с высоким содержанием белка менее пригодны для производства пива. Но даже сорта зерна, которые оптимальны для варки пива, могут иметь нежелательное соотношение белка и крахмала, если они выращивались в стрессовых условиях, таких как жара и засуха. Другими словами, под воздействием стрессовых условий изменяется экстрактивность солода.
Жаркие ночи
Колебания температуры также влияют на урожайность. Температура тоже воздействует на вкусовой профиль хмеля, ячменя и других ингредиентов. Поэтому изменение температуры может повлиять как на стоимость, так и на вкус конечного напитка. Тепло имеет довольно сложное воздействие. Имеет значение не только то, насколько сильно меняется температура, но и то, когда это происходит. Излишне теплые дни могут пагубно сказаться на молодых растениях и во время репродуктивного этапа, когда развиваются чувствительные к воздействию тепла ткани цветков. В тоже время повышение температуры может оказывать незначительное влияние на те же растения на других стадиях развития. Растения не только проходят различные стадии развития в течение года, но и имеют разную степень активности в течение дня. Некоторые процессы, такие как развитие цветка, чувствительны к тепловому воздействию. У многих растений развитие цветков протекает в ночные часы, чтобы сберечь их от дневной жары. Однако один из самых неприятных аспектов изменения климата, по крайней мере, с точки зрения пивоварения, — то, что ночью температура повышается быстрее, чем днем. (Это крайне губительно для многих культур).
Страдая от жары летним днём, вы можете предсказать, что ночь будет прохладнее, чем день, но разница не будет слишком велика. Зимой ситуация аналогична: если на улице холодно, велики шансы, что ночью будет еще холоднее. Однако эта постоянная разница температур между днем и ночью становится все менее заметна, главным образом потому, что ночи становятся теплее. Ночью атмосфера прогревается быстрее, чем днем, из-за так называемого «эффекта пограничного слоя», подразумевающего, что дневные температурные колебания ночью усиливаются. Более теплые ночи также влияют на химический состав шишек хмеля.
Всему свое время
Почему ночная температура влияет на вкус растительных продуктов? Хотя растения не способны перемещаться, они невероятно чувствительны к изменениям окружающей среды. Растения получают всю необходимую им энергию, оставаясь на одном месте и просто аккумулируя её. Но такой неподвижный образ жизни подразумевает, что они должны быстро реагировать на изменения окружающей среды, поскольку у растений нет возможности переместиться на более благоприятное место. Один из способов борьбы растений с экологическими стрессами — подстройка биоритмов.
Многие экологические стрессы цикличны и проявляются в определенное время суток. К примеру, я знаю, что в пятницу в 17:00 на дорогах будут ужасные пробки, поэтому я могу постараться избежать стресса и выехать из города в другое время. Растения точно так же могут регулировать свои внутренние процессы, чтобы нивелировать воздействие цикличных стрессов.
Циркадные ритмы
Можно посмотреть на часы и узнать, когда нужно выехать, чтобы не попасть в пробки. Но как же растения следят за временем? Как и у животных, у растений есть внутренние циркадные ритмы, контролирующие их биологическую активность в зависимости от времени суток и сезона. Например, еще до того, как первые лучи солнца коснутся растения, оно уже запускает необходимые для фотосинтеза процессы.
Циркадные ритмы также контролируют реакцию растений на другие изменения среды. Например, если конкретный вредитель активен только днем, растение может бороться с ним только днем и экономить ресурсы, ослабляя защиту ночью. Определение правильного времени для запуска защитных реакций имеет принципиальное значение.
Какое это имеет отношение к вкусу пива? Растения борются с бактериями, грибками и насекомыми, выделяя определенные химические вещества. Интересно, что именно эти соединения ассоциируются у нас со вкусом и ароматом. Многие из соединений, которые придают растениям хмеля их особый вкус, также служат для защиты. Производные мирцена и гумулена, которые создают хмелевой аромат, являются антибактериальными и антимикробными соединениями. Характерный хмелевой запах пива создается побочными химическими продуктами, выделяющимися в результате разрушения этих соединений в процессе пивоварения.
Внутренние циркадные часы также позволяют растениям подстраивать свои биологические процессы под повторяющиеся погодные условия, такие как суточные температурные циклы. Циркадные часы могут контролировать, в какое время суток и в какое время года должны запускаться определенные процессы. К примеру, циркадные часы регулируют время запуска теплочувствительных процессов, выбирая для них самое прохладное время суток — обычно это ночь. Небольшое повышение температуры в этот период имеет крайне негативный эффект, так как растение активизирует наиболее чувствительные к теплу процессы, рассчитывая на самое прохладное время суток. Именно из-за таких изменений привычных циклов последствия глобального потепления — по крайней мере, для растений — имеют более разрушительный характер, чем многие полагают.
Контроль температуру для отладки ритмов
Разницу температур, о которой мы говорили, упоминая, что ночью прохладнее, чем днем, растения используют для регулировки своих циркадных часов. Циркадные часы всех видов растений должны быть адаптированы к условиям окружающей среды, чтобы они могли приспособиться к сезонным изменениям продолжительности светового дня.
Мы знаем, что растения реагируют на изменения продолжительности светового дня (почти так же, как люди), но мы очень мало знаем о том, как растения используют различия дневных и ночных температур для подстройки своих ритмов. Однако известно, что некоторые растения чувствительны даже к небольшим изменениям пределов колебания температуры.
Другими словами, более теплые ночи приводят к тому, что разница между ночными и дневными температурами уменьшается. Это может вызвать у растений эффект, похожий на джетлаг — им становится сложнее отрегулировать свои циркадные часы. В результате их ритмы могут стать менее восприимчивы к изменяющимся условиям и протекать асинхронно с окружающей средой.
Ночи становятся теплее, но мы еще не знаем, какое влияние это оказывают на урожайность растений, в том числе и хмеля. Университет штата Северная Каролина изучает влияние более теплых ночных температур на соединения, производимые хмелем. Понимание того, как теплые ночи влияют на способность растений выделять ресурсы для производства этих соединений, дает нам информацию о том, как изменится вкус хмеля. Важно, что эти исследования также дают информацию о том, как эти классы соединений будут влиять на свойства других культур, которые мы используем в питании и медицине.
Мы также исследуем, как повышение ночных температур влияет на разные части растений. Хмель — уникальная культура, многие его части съедобны. Нежные молодые побеги — это деликатес, который называют «спаржей для бедняков». (Это совершенно неподходящее название, поскольку побеги хмеля — одни из самых дорогих овощей, которые продаются в Европе.) Листья хмеля также съедобны. Их можно использовать для приготовления вкусной пасты и содержат много полезных для здоровья соединений. Даже шишки можно использовать для приготовления пищи, заварки чая, и они тоже содержат полезные для здоровья соединения. Определение того, как теплые ночи влияют на различные ткани растений, дает нам ключ к пониманию того, как повышение ночных температур нарушает основополагающие биохимические процессы растений. Эти знания помогут нам определить влияние на другие культуры.
Теплые ночи и патогенные микроорганизмы
Более теплые ночи также влияют на поведение вредителей, которые способны оказывать значительное влияние на растения. В частности, более высокие ночные температуры увеличивают время активности вредителей и скорость распространения болезней. Если ночью температура не спадает, грибковые и бактериальные вредители получают дополнительное время для развития и нападения на растения.
Моя лаборатория изучает не только влияние на растения теплых ночей, но и взаимодействие растений и патогенов. Мы также исследуем, как эти изменения в балансе между вредителями и растениями влияют на защитные соединения, которые производят растения.
Изменения в этих защитных соединениях влияют не только на вкус пива. Антибактериальные, противогрибковые и противовирусные компоненты могут стать альтернативными источниками антибиотиков и противомикробных препаратов. К примеру, добавление экстрактов хмеля в корм для кур может помочь снизить заболеваемость цыплят.
Понимание того, как теплые ночи и изменение активности вредителей влияют на химический состав хмеля, поможет нам оценить воздействие на другие культуры: содержание витаминов в овощах, нутрицевтических соединений в лекарственных растениях и общую питательную ценность всех возделываемых культур.
Комментировать