同族体（ラテン語で”一緒に生まれた”）は、その名前に住んでいます。 彼らはアルコール発酵の避けられないが、しばしば無視された兄弟です。 酵母がmustまたは他のソースからエタノールおよび二酸化炭素に糖を発酵させると、それらはまた、適切に同族体と呼ばれる他の化合物の配列を送達する。 それらはブドウ自身の貢献を補足するワインの味の複雑さへイーストの補足である。
同族体は蒸留によってそれらに集中するため、いくつかの精神に最大の影響を及ぼします。 しかし、ビールやワインも影響を受けます。 しかし、一つの同族体、活性アミルアルコール（下記参照）およびそれに由来するエステルは、ビールの重要で望ましい風味成分であると考えられている。
同族体とは何ですか？
アセトアルデヒドと様々なエステル（特にC8-C12脂肪酸のエチルエステル）を含む同族体のリストは広範である。 しかし、総称してフーゼル油と呼ばれるグループは、最も豊富であり、最も魅力的かもしれません。 確かにそれは最もあいまいな評判を持つ同族者です。 長い二日酔いのために非難フーゼル油は、風味の複雑さを追加するために認識されています。 高級伝統的なブランデーは、例えば、フーゼル油なしで単調になります。
フーゼル油は、より高い（エタノールよりも分子量が大きい）アルコールの混合物である。 奇妙な名前、fuselは、古いドイツ語の単語から来ていますが、これは大まかに”悪い霊”と解釈され、間違いなくそれらの濃縮された混合物のやや不快な臭いのために選ばれています。
フーゼル油は、アルコール飲料を蒸留する過程で、混合物が100°-135°プルーフを含む連続したプレート上の上部油性層として分離するため、”油”と呼ばれています。 フーゼル油には、C3アルコール（通常のプロピルアルコール）、c4アルコール（イソブチルアルコール）、c5アルコール（イソアミルアルコールと活性アミルアルコール）の四つの主要な成分がある。
発酵酵母は、常にこれらの四つの主要なフーゼル油成分を作り、他の高級アルコールの量は少なくなります。 完全に答えられていない質問は、なぜですか？ それらの形成は、酵母が代謝エネルギーを得るアルコール発酵の一部ではない。 酵母は、フーゼル油を作ることによって精力的に利益を得ることはなく、他の方法でほとんどの部分を得ることもできません。
フーゼルオイルはどのように作られていますか？
100年以上前（1907年）には、フーゼル油の起源と理由が豊富に明らかになっていたようです。 その年、F.Ehrlichは、フーゼル油成分が代謝デトリタスであることを示す論文（後に他の人によって確認された）を発表した。 それらは、酵母が成長に必要な窒素原子を取り除いた後に捨てられた、特定のアミノ酸の炭素骨格のわずかに変化した形態です。 これらのアミノ酸の原料の少量はブドウジュースにあります。
通常のプロピルアルコールを除いて、フーゼル油の主要成分であるイソブチル、イソアミル、活性アミルアルコールは、それぞれバリン、ロイシン、イソロイシンという生合成的に関連するアミノ酸群（分岐鎖アミノ酸と呼ばれることもある）の炭素骨格を含んでいる。 酵母がフーゼル油を作る理由についてのこの説明は、まだ広く保持されています。 不思議なことに、酵母だけ—それらの多種多様—フーゼル油を作ることが知られています。
しかし、Ehrlichの説明は不完全であり、基本的な質問は残っていた：なぜこれらの少数のアミノ酸が優先的に攻撃されるのか？ そして、より大きなパズルは：アミノ酸が窒素源として利用できない場合でも、酵母はどのように、なぜフーゼル油を作るのですか？
このジレンマは、50年以上前にカリフォルニア大学デービス校のブドウ栽培とエノロジー部門でJohn CastorとJim Guymonが行った詳細な実験によって、鋭い焦点を 彼らは、分岐鎖アミノ酸の消失とフーゼル油の形成（当時は困難で時間のかかる測定）を、モンラシェ株の酵母によるフランスのコロンバールムストの発酵中に追跡した。
CastorとGuymonの結果は、ehrlichのアミノ酸利用とフーゼル油の生成との間の暗黙の一対一の関係を打ち砕いた。 彼らは、mustのすべての分岐鎖アミノ酸が枯渇した後、フーゼル油の形成が継続していることを発見しました—実際にはスピードアップしました。 そして、酵母の成長（およびアミノ酸の必要性）が停止した後も、フーゼル油の形成（発酵とともに）が続いた。 その後、アミノ酸が完全に存在しない状態でグルコースのみの溶液中に懸濁した酵母細胞が発酵するにつれてフーゼル油を作ることが示された。
酵母がこれをどのように行うかは、1960年代初頭に、Uc DavisのJim Guymon、Ed Crowell、そして私によって答えられました。 一連の論文では、主要なフーゼル油成分は、それらの対応するアミノ酸と同じ代謝経路に沿って合成されることを示した。 しかし、アミノ酸まで進むのではなく、ルートが分岐してフーゼル油を作る。 我々は、突然変異の結果として、特定のアミノ酸を合成する能力を失っていた酵母の株を用いてこれを示した。 このような株は、対応するフーゼル油成分を作らない。 例えば、ロイシンを合成できない変異株はイソアミルアルコールを作らず、イソロイシンを合成できない株は活性アミルアルコールを作らない。
(エノロジーの教授、ブランデーの専門家、目利きのジム-ギモンは、フーゼル油のための顕著な鼻を持っていました。 私は彼を見ました—試飲によって-フーゼル油の含有量に応じて正しく三つのジンファンデルワインをランク付けします。)
これらの同じ研究では、どのアミノ酸にも直接対応していないフーゼル油成分である正常なプロピルアルコールの代謝経路を発見しました。 合成のそのルートは、あまりにも、分岐鎖アミノ酸のそれに不可欠ですが、好奇心と予想外の方法で。 イソロイシンの合成につながる一連の代謝反応における中間体（α-オキソグルタル酸）は、分岐鎖の骨格が廃棄されるのと同じ経路によって正常なプロピルアルコールになる。 どうして？ その形成または存在は酵母を提供する可能性のある利点は何ですか？ それは謎ですが、通常のプロピルアルコールは常にフーゼル油の成分であるようです。
フーゼル油の形成制御
これらの結果は、フーゼル油をほとんど、あるいはおそらく全く産生しない酵母株を構築することが可能であることを示唆した。 私たちはこれを行い、結果は非常に驚くべきものでした。 この株は、予想通り、フーゼル油の通常の成分のいずれも作らなかったが、予想外に、それはフーゼル油に通常存在しない新しい高アルコールを作った：通常のブチルアルコール。
我々は、この株が、通常分岐鎖アミノ酸とそれに対応するフーゼル油成分を作る反応系列の残りの断片と断片を一緒に石畳して、この新しいフーゼル油のような高級アルコール、通常のブチルアルコールを作ることを発見した。 イソロイシン経路の残りの断片によってαオキソ酪酸を作り，ロイシンとエールリッヒ経路の断片によってこれを正常なブチルアルコールに変換した。 酵母は、いくつかのフーゼル油を作るために強制的に持っているかのように思えます。 変異株でさえ、残りの代謝ツールによってそれを一つの方法または別のものにします。
後に、Richard SnowとRalph Kunkeeは、Saccharomyces cereviseaeのMontrachet品種を使用してこのアプローチを適応させ、ワインの風味に最も望ましくないと考えるフーゼル油成分であるイソアミルアルコールを最小量しか作らない商業的に有用な株を得た。 そして、私たちはフーゼル油を制限する別の方法を見つけました。 通気は、すべてのフーゼル油成分の形成を刺激する;発酵からの空気の厳密な排除は、それらの量を減少させる。
ワインを超えて
それは興味深い事実です,ルイ*パスツールによって最初に非常に劇的に示されているように,現代の微生物学の創始者,Études Sur le vinで,ワインの研究の結果は、時にはワイン自体を超えて拡張すること. ワイン中のフーゼル油の形成に関する研究は意味のある例である。
微生物を利用してインスリンやヒト成長ホルモンなどの治療的に有用なタンパク質を作るバイオテクノロジー産業は、これらのタンパク質に異常なアミノ酸であるノルバリン（私たちの遺伝コードにはなく、通常はタンパク質に存在しない）が含まれていることを発見し、それを排除したいと考えていた。 彼らは、酵母の変異株が異常なフーゼル油成分、正常なブチルアルコールを作ることを発見したルートを介してノルバリンが合成されたことを発見した。 この情報は、彼らの製品からノルバリンを排除する手段につながった。
フーゼル油の製造方法についての知識は、現在、合成燃料の製造に適用されています。 酵母由来のフーゼル油遺伝子は、渥美翔太によって他の微生物（特に大腸菌）に移され、内燃機関の優れた燃料である通常のブチルアルコールを生成した。
どうする？
主要な同族体であるフーゼル油がどのように作られているかがわかりました。 私たちはまだ酵母、それらのほぼすべてがそれを作る理由はわかりません。 私たちはそれがワインの味に影響を与えることを知っており、その形成を管理する方法についていくつかの知識を持っています。 しかし、我々は我々がしたいかどうかはわかりません。
カリフォルニア大学デービス校を退職し、微生物学の教授として、John L.Ingrahamはバイオテクノロジーと執筆の相談に乗りました。 彼の最新の本、微生物の行進、目撃目に見えない、これは微生物学へのバードウォッチャーのアプローチを取り、2010年にハーバード大学プレスによってリリースされました。 この記事にコメントするには、電子メール[email protected]