VIEW ARTICLE    http://dx.doi.org/10.1094/ASBCJ-2013-0117-01

First Evidence of the Production of Odorant Polyfunctional Thiols by Bottle Refermentation. Sabrina Nizet, Jacques Gros, Florence Peeters, and Sophie Chaumont, Earth and Life Institute ELIM, Unité de Brasserie et des Industries Alimentaires, Faculté d’Ingénierie Biologique, Agronomique et Environnementale, Université catholique de Louvain, Croix du Sud, 2 Box L7.05.07, B-1348 Louvain-la-Neuve, Belgium; Raphaël Robiette, Institute of Condensed Matter and Nanosciences IMCN, Molecules, Solids and Reactivity, Faculté des Sciences, Université catholique de Louvain, Place Louis Pasteur, 1 Box L4.01.02, B-1348 Louvain-la-Neuve, Belgium; and Sonia Collin (1), Earth and Life Institute ELIM, Unité de Brasserie et des Industries Alimentaires, Faculté d’Ingénierie Biologique, Agronomique et Environnementale, Université catholique de Louvain, Croix du Sud, 2 Box L7.05.07, B-1348 Louvain-la-Neuve, Belgium. (1) Corresponding author. E-mail: <sonia.collin@uclouvain.be>; tel: +32 10 47 29 13; fax: +32 10 47 21 78. J. Am. Soc. Brew. Chem. 71(1):15-22, 2013.

Bottle refermentation, which confers effervescence and resistance against infection and oxidation to beers, has also long been known to affect the fruity character imparted by esters. Yet it is recognized to improve the flavor perception, first by reducing stale aldehydes (trans-2-nonenal, 3-methylthiopropionaldehyde, etc.) to low-odorant alcohols, and also by bringing new pleasant odors. In this work, the polyfunctional thiol contents of a beer subjected or not to bottle refermentation were compared. A trained panel detected a strong organoleptic impact of bottle refermentation. Specific pHMB thiol extraction was applied and the extracts were analyzed by GC-MS, GC-PFPD, and GC-olfactometry (AEDA). Many sulfanylalkylalcohols, sulfanylalkylacetates, and sulfanylalkylcarbonyls were shown to be produced during the refermentation process, especially after 3 weeks. Among them, the hoppy 1-sulfanyl-3-methyl-2-butene was still perceived at the sniffing port after diluting the extract by a factor of 32,768. The major thiol, 2-sulfanylethyl acetate, reached 10 µg/L. As shown by spiking deuterated cysteine before bottle refermentation, the Ehrlich pathway revealed still efficient in the bottle. Most of the other identified polyfunctional thiols shared a common beta-sulfanyl structure, which lead us to suspect that hop cysteine adducts might be hydrolyzed by yeast-derived lyases. The spiking of 5 and 10 mg/L of S-3-(1-hydroxyhexyl)cysteine confirmed the ability of yeast to release free thiols through bottle refermentation. Therefore, a better control of the refermentation process requires both an excellent control of yeast (Ehrlich pathway and β-lyase activity) and strict selection of the hop variety (level of cysteine adducts). Keywords: Beer aroma, Bottle refermentation, Cysteine adducts, Polyfunctional thiols

Refermentación en la botella, que confiere la efervescencia y la resistencia contra la infección y la oxidación a las cervezas, también ha sido durante mucho tiempo conocida por afectar el carácter afrutado impartido por ésteres. Sin embargo, se reconoce a mejorar la percepción del sabor, primero mediante la reducción de aldehídos rancios (trans-2-nonenal, 3-methylthiopropionaldehyde, etc.) a los alcoholes de bajo olor, y también por traer nuevos olores agradables. En este trabajo, el contenido de tiol polifuncional de una cerveza sometido o no a refermentación en la botella se compararon. Un panel de jueces entrenados detectaron un fuerte impacto organoléptico del refermentación en la botella. Específica pHMB extracción tiol se aplicó y los extractos fueron analizaron por GC-MS, GC-PFPD, y GC-olfatometría (AEDA). Muchos sulfanilalquiloalcohols, sulfanilalquiloacetatos y sulfanilalquilocarbonilos se muestra que se produjo durante el proceso de re-fermentación, especialmente después de 3 semanas. Entre ellos, el lúpulo 1-sulfanil-3-metil-2-buteno fue percibido todavía en el puerto de inhalación después de diluir el extracto por un factor de 32,768. El tiol importante, 2-sulfaniletil acetato, alcanzó 10 µg/L. Como se muestra por adición de cisteína deuterado antes de refermentación en la botella, la vía de Ehrlich revelado todavía eficiente en la botella. La mayoría de los otros identificados tioles polifuncionales compartían la misma beta-sulfanil estructura, lo que nos lleva a sospechar que los aductos cisteína del lúpulo podría ser hidrolizado por liasas derivados de levaduras. El adición de 5 y 10 mg/L de S-3-(1-hidroxihexil) cisteína confirmó la capacidad de la levadura para liberar los tioles libres a través de refermentación en la botella. Por lo tanto, un mejor control del proceso de re-fermentación requiere tanto un excelente control de la levadura (vía de Ehrlich y la actividad β-liasa) y estricta selección de la variedad de lúpulo (nivel de aductos de cisteína). Palabras claves: Aroma de la cerveza, Refermentación en la botella, Aductos de cisteína, Tioles polifuncionales