CC-BY Jonathan Sobel/ Hackuarium
Vous aimez la bière et la science ? Vous voulez connaître la composition de votre mousse favorite ? Vous avez envie de goûter de nouvelles bières proches de celles que vous connaissez, ou complètement différentes ?
Il y a quelques temps déjà, je vous ai décrit la place de la bioinformatique dans les laboratoires citoyens. Aujourd'hui, un projet sympathique de séquençage et d’analyse biochimique voit le jour à Renens (Suisse, VD). Son but: analyser 1000 bières afin de les cartographier et de les répertorier. Une campagne Kickstarter est en cours pour financer ce projet nommé BeerDeCoded. Vous pouvez nous aider en partageant le lien suivant : kck.st/1GCH7cW
Ce projet est là pour vous car nous espérons avoir une idée beaucoup plus précise de notre alimentation, en utilisant la métagénomique. À l'avenir, cette technologie viendra renforcer les outils existants pour l’étude des bières et autres produits de grande consommation.
Analyse sensorielle et séquençage en workshops
Concrètement, comment ce projet va-t-il se dérouler ? Des workshops d’extraction d’ADN de bières seront organisés cet été pour collecter, préparer et mesurer les échantillons au laboratoire de Hackuarium. Des analyses gustatives et olfactives permettront de déterminer à quel point nous percevons les nuances de cette boisson. Les échantillons seront ensuite séquencés, afin de connaître la diversité des espèces biologiques présentes dans ces bières. Nous pourrons ainsi obtenir une vue d'ensemble de la composition de la bière sur le plan moléculaire. Une application smartphone et un site Internet permettront d'accéder facilement à ces données.
Une petite (analyse) pour la route
Pour commencer et comme "preuve de concept", nous avons recherché des données en libre accès sur le web pour faire une petite analyse préliminaire à partir des propriétés physico-chimiques/bio-chimiques de bières et de cidres.
Une table contenant une centaine de variétés de bières et de cidres nous a permis de regrouper ces entrées en grappes (clusters) grâce aux cinq paramètres IBU, ABV, OG, FG, °L et à une analyse en composantes principales (ACP). Ces paramètres sont l'alcool par unité de volume, l'amertume, la couleur de la bière, le sucre et le grain.
Du code R pour l' ACP sur les bières
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Data=read.csv("Beer_brewersfriend.com.csv") log.Data = log(data.matrix(Data[, 3:7])+1) # on utilise le log comme normalisation rownames(log.Data) = as.character(Data[, 1]) Data.pca = prcomp(log.Data) # l'ACP #couleur de la biere Data$X.L my_pal=colorRampPalette(c("lightyellow","yellow","red","orange","brown","black"))(35) library(ggfortify) library(cluster) library(ggplot2) autoplot(Data.pca, data =Data,colour =my_pal[Data$X.L] ,label = TRUE,size=0.5) |
Comme on le voit, l'ACP nous permet de séparer clairement les groupes de bières, selon leur couleur (blanche, blonde, ambrée, brune) et les cidres présents dans ces données. Dans un future proche nous pourront étudier plus précisément les specificités de chaque bières et ainsi connaître le secret de leur composition et de leur goût unique.
Mais pour cela et avant tout, nous avons besoins de vous ! Alors, n'oubliez pas de partager le lien kck.st/1GCH7cW.
Si vous êtes dans le coin ou de passage près de Lausanne (Suisse, VD), n'hésitez pas à nous rejoindre pour les workshops d'extraction d'ADN et d'analyse sensorielle, ou pour partager votre passion pour la bière avec nous.
Le projet vous plait ? N'hésitez pas à le financer ! Pour conclure, une petite vidéo explicative et humoristique du projet permet de mieux comprendre comment nous allons produire et analyser les données.
Merci aux relecteurs : Yoann M., m4rsu, Mathurin
L'abus d'alcool est dangereux pour la santé, à consommer avec modération.
Silas
juin 9, 2015 à 3:58
@Jsobel Je me réjouis de voir BeerDeCodeden action. Par rapport à ton APC: Je ne suis pas un très bon conneseur de la bierre, mais à mon avis les bières des diffrent couleurs ne devraient pas être groupé dans la même cluster. Tu pourrais m'envoyer les données, je ne les ai pas trouvé sur le web?
Prost SilasK
Jsobel
juin 9, 2015 à 5:48
Salut Silas,
Je suis content d'avoir un peu de feedback sur mon analyse! Ici nous avons que 5 paramètres, donc on est un peu limité. Cela dit, si on regarde la projection sur les composantes principales 3, 4 et 5, on verra une meilleure separation par couleurs. Je t'envoie la table au format .csv (va voir ton mail :-))
A plus, et n'oublie pas de partager l'article sur tout tes réseaux sociaux.
Rpi
juin 11, 2015 à 10:15
Concernant cette analyse, étant donnée que ABV est fonction de OG et FG (et des constantes), est-ce que cela a du sens de garder ces trois paramètres plutôt que deux ?
Jsobel
juin 11, 2015 à 11:34
Dans le contexte d'une PCA, ca ne pose aucun problème. On fait simplement la projection sur les vecteur orthogonaux des combinaison linéaire des données d'origine. Si deux variables sont corrélée par exemple, la variance expliqué par certaines composante principales sera faible. Dans notre cas la variance expliquée par la composante principale 5 est assez petit. On utilise la PCA parfois pour diminuer le nombre de dimensions d'un problème.
Yoann M.
juin 10, 2015 à 8:51
Super projet !
Merci pour le résumé 🙂
Je me demande : avez-vous pensé à un éventuel mécontentement des brasseurs/marques de bières si jamais vos résultats amènent des trucs "marrants" ?
Du genre la bière A et B sont strictement identique ou encore le fait que ça puisse leur faire peur que leur "recette" soit """révélée""" ?
SInon, encore bravo et bon courage à vous dans cette aventure ! Tenez nous au courant !
Vincent
juin 10, 2015 à 8:46
Salut !
En préambule de mon commentaire je souhaite préciser 2 choses :
1 : je suis brasseur professionnel et ancien thésard en biologie.
2 : je suis pas non plus un spécialiste de la génomique et de la bioinfo.
Même si je trouve l'idée du projet marrante en soi, je me permet d'émettre quelques doutes quand aux résultats. La bière est composée de plusieurs éléments : le malt, la levure, le houblon et l'eau.
Autant il est possible facilement de récupérer l'adn de la levure, autant celle du malt ou du houblon j'ai des doutes sachant que le moût brassé par le brasseur (logique) va bouillir pendant 1H au bas mot avant d'être mis à fermenter. Si je me souvient la fragilité de l'adn lors d'extractions ADN j'ai un doute que de l'ADN survive. De plus la bière à un pH acide qui peut peut être l'altérer.
De plus il y a des éléments dans la fabrication qui ne relève pas de l'adn et qui ont une importance comme les quantités relative des différents malts, la composition minéral de l'eau, les temps et la manière d’empâter le grain...
L'analyse sensorielle est là pour compléter ces éléments me répondrez vous, mais à moins d'utiliser toute une batterie de test en chromatographie ou spectro ou autre grosse machine ce ne sera autant "partial" que les avis sur des sites tel "ratebeer".
Bref ça me semble un peu compliquer tout ça... Surtout qu'en plus le goût d'une personne varie légèrement en fonction du moment et de l'humeur.
Désolé pour le long com et j'espère ne pas avoir montré "d'animosité" envers le dit projet car tel n'est pas le cas.
Vincent
Jsobel
juin 11, 2015 à 11:24
Salut Vincent et Yoann,
Tout d'abord je vous remercie de votre intérêt pour ce projet très excitant.
Pour commencer, et pour répondre à Yoann, Nous souhaitons avoir un maximum de variétés dans notre base de donnée, mais si certain brasseur ne sont pas intéressés, nous ne séquenceront pas leur bière (en tout cas dans un premier temps). Le risque d'avoir 2 variétés totalement identique est faible, à moins qu'elles soient produites dans les mes conditions (lieu, processus) sachant qu'il y a déjà une certaine variabilité entre deux batch de brassage d'une seul bière. Comme l'a souligné Vincent, il est possible de récupérer l'ADN de la levure, autant celle du malt ou du houblon, mais aussi les différents contaminants bactériens, ainsi que d'éventuels champignons. Nous allons tenter de comparer ces données avec d’autres mesures plus classiques, comme l'amertume, le taux d'alcool, la couleur et le taux de sucre. L'analyse sensorielle nous permettra de venir compléter ce tableau déjà bien fourni.
Par rapport au problèmes d'extraction d'ADN soulevé par Vincent: L'ADN est inerte et très stable, sauf en présence d'endo- ou d'exo-nucléases. Les variations de températures ne sont pas un problème, comme par exemple dans les cycles de températures de PCR. Comme vous le savez L'ADN est dénaturé par la température, mais sa séquence n'est pas affectée. Le pH et le taux d'alcool n'empêchent pas non plus l'extraction. Il y aura probablement un peu d'optimisation de la manipe, mais Gianpaolo Rando nous à déjà montré comment extraire de l'ADN en utilisant de la litière pour chat (en silicate). Le but de ce projet est aussi d'explorer des moyens low-tech et low-coast. A condition qu'ils ne viennent pas compromettre la qualité des mesures.
N'hésitez pas à nous contacter (@BeerDecoded, beerdecoded@gmail.com) si vous avez d'autres questions, remarques ou suggestions. Vous pouvez aussi vous impliquer en rejoignant notre canal slack et en finançant ce projet.
Jonathan