Hầu hết chúng ta đều biết rằng men ủ chứa các phân tử mùi hương, thứ tạo thơm cho bia. Nhưng tại sao các phân tử đó lại làm được điều này?
Cho dù loại bia bạn uống là gì, Hefeweizen với mùi chuối chín đặc trưng hay American IPA cùng hương hoa thoang thoảng, thì tất cả những mùi hương này đều nhờ men mà thành. Men hòa quyện vào bia, và các phân tử thơm của nó tạo nên phần lớn hương vị bia cuối cùng. Hầu hết các loại men có trong tự nhiên đều có mùi và vị dễ chịu.
Mặc dù chúng ta biết rằng lý do khiến bia có vị ngon là nhờ vào men, nhưng chúng ta không biết chính xác cơ chế hoạt động tạo ra hương thơm. Trong một nghiên cứu mới đây, một nhóm các nhà khoa học do Kevin Verstrepen, nhà di truyền học chuyên nghiên cứu về nấm men của Viện Công nghệ sinh học Flanders và Đại học Leuven - Bỉ đã chỉ ra lý do vì sao những vi khuẩn nhỏ bé này lại có thể tạo ra hương vị đặc biệt đến vậy.
Theo bài báo đăng trên tờ Cell, các nhà khoa học đã mô tả chi tiết kết quả của bốn thí nghiệm về nấm men và đi đến kết luận, những phân tử nấm men đã lợi dụng loài ruồi như một công cụ giúp phân tán mùi hương khắp thế giới tự nhiên.
Men hòa quyện vào bia và các phân tử thơm của nó tạo nên phần lớn hương vị bia cuối cùng.
Sự tình cờ đến từ dụng cụ thí nghiệm
"Sự hình thành của lý thuyết trên hoàn toàn là do một tai nạn hy hữu", Verstrepen nói. 15 năm trước, khi ông thực hiện đề tài tiến sĩ, Verstrepen đang nghiên cứu về hành vi kiểm soát của gene đến các phân tử tạo mùi trong nấm men. Sự việc xảy ra vào tối thứ Sáu nọ, Verstrepen vội vã đến quán bar và đã không dọn dẹp dụng cụ thí nghiệm như ông đáng ra phải làm.
Ông vô tình bỏ ra ba bình men. Trong đó, một bình chứa chủng men đột biến, tạo ra nhiều hơn gấp 100 lần lượng phân tử thơm, một bình chứa men thông thường, và một bình chứa men với gene thơm đã được loại bỏ bớt một chút.
Khi Verstrepen quay lại phòng thí nghiệm vào sáng thứ Hai, ông bất ngờ nhận ra, không biết bằng cách nào mà những con ruồi giấm đã vào được phòng thí nghiệm. Sự kiện vô tình này được ông ghi nhận lại như sau: "50 con ruồi chết trong bình đột biến đầu tiên, 2 con chết trong bình men thường, và bình men giảm thơm không có con nào". Không khó để đi đến kết luận dựa trên kết quả này.
Những năm sau đó, Verstrepen đã sử dụng loài ruồi để kiểm nghiệm lại ý tưởng, với 4 phần.
Đấu trường
1. Trong thí nghiệm đầu tiên, các nhà khoa học xác định và chọn ra một chủng nấm men sản sinh mùi hương cực mạnh. Sau đó, loại bỏ gene ATF1, loại gene chịu trách nhiệm cho phần lớn công tác tạo mùi hương ở nấm men. Khi đó, họ tạo ra các loại men với nồng độ mùi khác nhau. Họ phát triển bộ nấm men này và đặt vào khay ở các góc khác nhau, đối diện mỗi khay là một hộp điều khí do chính họ chế tạo.
Các nhà khoa học gọi đây là "đấu trường".
Họ mang đến 50 "đấu sĩ" là những con ruồi giấm, họ sử dụng máy ảnh ghi lại đường bay và những lượt đáp đất của chúng. Cuối cùng, họ tìm ra điều mà chính Verstrepen phát hiện ra 15 năm về trước, những con ruồi giấm tỏ ra đặc biệt ưa thích men thơm.
2. Trong thí nghiệm thứ hai, các nhà khoa học muốn chắc chắn thứ đã quyến rũ những con ruồi chính xác là men thơm chứ không phải thứ gì khác nên thay vì thiết lập "đấu trường" như lần đầu tiên, họ bỏ thêm vào các phân tử thơm trở lại khay cho giống với ban đầu. Và thật sự, lũ ruồi không hề tỏ ra có sự ưa thích đặc biệt với loại men nào.
3. Tại thí nghiệm thứ ba, nhóm nghiên cứu thực hiện phân tích não bộ của ruồi khi chúng ngửi các phân tử thơm khác nhau. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một loại protein có khả năng phát sáng trong não ruồi khi có các hoạt động thần kinh. Nhờ đó, họ có thể theo dõi hoạt động của não bằng phương pháp lân quang. Với kỹ thuât này, các nhà nghiên cứu phát hiện ra một loại hóa chất có tên isoamyl acetate, thứ khiến những con ruồi trở nên "hoang dại" hơn. Isoamyl acetate có mùi gần như mùi chuối chín.
Phân tử nấm men đã lợi dụng loài ruồi như một công cụ giúp phân tán mùi hương khắp thế giới tự nhiên.
4. Verstrepen giải thuyết rằng, lợi thế tiến hóa của nấm men chính là nhờ loài ruồi giấm đã lan tỏa các phân tử thơm vào môi trường của chúng. Điều này được kiểm chứng qua thí nghiệm cuối cùng. Các nhà khoa học đặt một khay chứa cả hai loại men, men bình thường và men không mùi (được nhuộm bằng các màu khác nhau để dễ dàng nhận biết) ở mặt đối diện một hình trụ kín, đưa vào một bầy ruồi và theo dõi trong 48 giờ. Sau thời gian này, họ chụp lại hình ảnh các vết bẩn và nhận ra loại men có mùi đã được trải khắp diện tích gấp bốn lần so với men không mùi. Hương liệu đã tạo ra sư khác biệt lớn trong di chuyển.
"Đây là một cơ chế trực quan", William Alexander, một nhà khoa học chuyên nghiên cứu về men tại Đại học Wisconsin, không tham gia vào quá trình thí nghiệm, đã nhận xét một cách khách quan và độc lập. Alexander giải thích rằng, đối với nấm men, chúng không có các sợi roi mảnh hay các thành phần tế bào nào có thể giúp nó tự di chuyển, lợi thế tiến hóa vào thời điểm quả chín hoặc cây bắt đầu chảy nhựa chỉ có thể có được dựa vào côn trùng.
Ủ bia từ ruồi
Phần thú vị và kỳ lạ nhất trong nghiên cứu của Verstrepen thậm chí lại không được đề cập đến trong các báo cáo.
Vì tò mò, Verstrepen đã yêu cầu các đồng sự cùng đặt bẫy, thu thập các mẫu ruồi xung quanh nhà ở. Khi họ đem đến những xác ruồi tự nhiên, Verstrepen phân tích kết quả và nghiền chúng, sử dụng như một loại men thô. Tiếp theo, ông nuôi cấy các loại men khác từ nguyên liệu thô đó và nhận ra chúng có mùi thơm dễ chịu. Verstrepen sử dụng men làm từ xác côn trùng đã bị nghiền nát ủ thành bia.
Sự thật là, nó rất ngon. Thậm chí có thể nói, loại bia do Verstrepen sáng chế có thể trở thành đối thủ đáng gờm trong cuộc thi dành cho công nghệ sản xuất bia kỳ lạ nhất trên thế giới. Ông cho biết, bắt ruồi thả vào ủ bia cũng gần giống như cách loài người tạo ra bia trong suốt hơn 10.000 năm qua mà thôi.