Tornen aan Belgisch bier, daar moet je wel wat lef voor hebben. De Belgische biercultuur is UNESCO Werelderfgoed en Belgische brouwers zijn trots op de producten die ze maken. Toch waagde een team van het VIB-KU Leuven zich aan een groot project om op een wetenschappelijke, chemie-gerichte manier te bepalen wat bier beter zou kunnen maken.

‘We merkten op congressen van Belgische brouwers zeker terughoudendheid toen we over ons project vertelden’, zegt onderzoeksleider Kevin Verstrepen, hoogleraar aan de KU Leuven en directeur van het VIB-KU Leuven Centrum voor Microbiologie. ‘Opmerkingen als “onze bieren zijn al goed”, “we willen geen door AI gegenereerde eenheidsworst” of “we willen brouwen, het is een ambachtsvorm!” passeerden allemaal de revue. Maar het is ook nooit ons doel geweest om te bepalen wat het perfecte biertje zou moeten zijn.’

Appreciatie voorspellen

In plaats daarvan zochten de onderzoekers naar een manier om zowel smaak als appreciatie van verschillende bieren te voorspellen. Hiervoor analyseerden ze de chemie en smaakbeleving van 250 verschillende bieren met behulp van een professioneel testpanel en een berg data van een bierforum (RateBeer). De meer dan 180.000 reviews gebruikten ze om verschillende algoritmes te trainen die de complexe aroma’s en smaken kunnen voorspellen.

Daar kwamen interessante bevindingen uit. ‘Complexiteit is heel belangrijk’, vervolgt Verstrepen. ‘Er zijn niet één of twee componenten die zorgen voor de beste smaak.’ Van de ruim 200 moleculaire verbindingen hadden de fruitige esters en terpenoïden de grootste inbreng, vult eerste auteur Michiel Schreurs, promovendus in de groep van Verstrepen, aan. ‘We keken vooral naar hoe de verschillende aromamoleculen correleren. Daarbij valt op dat bij Belgische bieren minder informatie over hoppige smaken beschikbaar was omdat Belgische bieren minder hop bevatten dan in andere landen.’

Bloemkoolgeur

Opvallend was dat ook zogenoemde off flavours, geuren en smaken die brouwers koste wat kost úit het bier willen houden, juist een positieve invloed hadden op de smaak. Verstrepen: ‘Denk diacetyl of dimethylsulfide, die een beetje voor respectievelijk een weeïge boter- en bloemkoolgeur zorgen. Maar bepaalde off flavours bleken het bier beter te maken. Mits je er niet te veel van toevoegt natuurlijk.’

Een goed voorbeeld daarvan is de relatie tussen isomylacetaat en ethylacetaat. ‘Isoamylacetaat is een van de belangrijkste smaakmakers; het geeft een aroma dat doet denken aan banaan of ananas, vrij subtiel’, legt Verstrepen uit. ‘Maar het bleek dat ethylacetaat, dat meestal wordt onderdrukt, minstens even belangrijk was.’

Schreurs: ‘De effecten van de verschillende componenten zijn sterk concentratieafhankelijk. Apart zijn de off flavour-moleculen sowieso negatief, maar in combinatie met andere stoffen wordt dat dus positief. De boodschap is daarom: bier verbeteren lukt meestal niet door maar één component toe te voegen, dat maakt het geheel snel artificieel. Het gaat om de combinatie.’

Alcoholvrije bier

De onderzoekers hebben een tweeledig doel met het onderzoek, aldus Verstrepen. ‘We zien een grote kans voor het ontwikkelen van alcoholvrije bieren, daar is flink marge om bieren frisser en lekkerder te maken, om zonder alcohol toch het alcoholaroma te krijgen. Daarnaast kun je dit verder trekken naar voeding in het algemeen. AI gaat zijn intrede in de voedingsindustrie maken, en onze studie vormt een mooi voorbeeld van hoe dat kan. Naast smaak verbeteren kun je bijvoorbeeld ook denken aan kwaliteitscontrole als toepassing van dit onderzoek.’

Dit werk bleef echter niet in de theorie hangen: ‘We hebben twee commerciële bieren, één alcoholvrij en één alcoholhoudende, echt verbeterd’, zegt Verstrepen. ‘Ons wetenschappelijk proefpanel heeft aangegeven dat de smaak was verbeterd. Ook zijn de onderzoekers ondertussen in zee gegaan met de spin-off Bar.on, een bedrijfje dat geen klassieke bierbrouwmethodes gebruikt, maar met onze resultaten wel bierachtige dranken maakt.’

Schreurs vult aan: ‘Zonder machine learning hadden we dit echt niet kunnen doen. We hadden de computer nodig om die complexe patronen te vinden. Daardoor kunnen we ook écht specifieke smaken voorspellen, dus op basis van de chemie voorspellen wat mensen proeven.’ Daarnaast benadrukken Schreurs en Verstrepen dat ze enkel de verbeterinformatie aandragen. ‘Het model legt wel verbanden, maar we kunnen niet het beste bier voor iedereen maken. Belgische brouwers geraken dus zeker niet werkloos.’

Schreurs, M., Piampongsant, S., Roncoroni, M. et al. (2024) Nat. Commun. 15, DOI: 10.1038/s41467-024-46346-0