Congeners (Latin for «født sammen») lever opp til navnet sitt. De er de uunngåelige, men ofte forsømte søsken av en alkoholholdig gjæring. Som gjær gjære sukker fra must eller annen kilde til etanol og karbondioksid, leverer de også en rekke andre forbindelser, passende kalt congeners. De er gjær supplement til smaken kompleksiteten av vin som utfyller bidragene fra druene selv.
Kongenere utøver sin største innvirkning på noen ånder fordi de ved destillasjon blir konsentrert i dem. Men øl og viner påvirkes også, om i mindre grad. Imidlertid anses en kongener, aktiv amylalkohol (se nedenfor) og esterne avledet fra den, å være viktige, ønskelige smakskomponenter av øl.
Hva er congeners?
listen over kongenere, som inkluderer acetaldehyd og en rekke estere (spesielt etylestere Av c8 Til C12 fettsyrer), er omfattende. Men gruppen kollektivt kalt fusel olje er den mest tallrike og kan være den mest spennende. Sikkert er det kongener med det mest tvetydige rykte. Fusel olje, lenge skylden for bakrus, er anerkjent for å legge smaken kompleksitet. Fine tradisjonelle brandies, for eksempel, ville være trist uten fuselolje.
Fuseloljer er en blanding av høyere (større molekylvekt enn etanol) alkoholer. Det merkelige navnet fusel kommer fra et gammelt tysk ord, som grovt oversettes som» dårlige ånder», valgt, utvilsomt for den litt ubehagelige lukten av en konsentrert blanding av dem.
Fuselolje kalles «olje» fordi blandingen i ferd med å destillere alkoholholdige drikker separeres som et øvre oljeaktig lag på platene av en kontinuerlig fortsatt inneholdende 100° til 135° bevis. Fuselolje har fire hovedkomponenter: En c3-alkohol (normal propylalkohol), En c4-alkohol (isobutylalkohol) og to C5-alkoholer (isoamyl-og aktive amylalkoholer).
Fermenterende gjær gjør alltid disse fire store fuseloljekomponentene, sammen med mindre mengder andre høyere alkoholer. Det ikke-helt besvarte spørsmålet er, hvorfor? Dannelsen er ikke en del av den alkoholholdige gjæringen der gjær utlede metabolsk energi. Gjær har ikke nytte energisk ved å lage fuselolje, og heller ikke for det meste på annen måte.
Hvordan lages fuselolje?
for mer enn 100 år siden (i 1907) virket opprinnelsen og årsaken til fuselolje rikelig klar. Det året publiserte F. Ehrlich et papir (senere bekreftet av andre) som viste at fuseloljekomponenter er metabolsk detritus. De er den litt endrede formen av karbonskjelettene av visse aminosyrer, kassert etter at gjær har fjernet nitrogenatomer som de trenger for vekst. Små mengder av disse aminosyreråmaterialene er til stede i druesaft.
Bortsett fra normal propylalkohol, inneholder alle hovedkomponentene i fuselolje-isobutyl, isoamyl og aktive amylalkoholer-karbonskjelettene til en biosyntetisk relatert gruppe aminosyrer (noen ganger kalt forgrenede aminosyrer): henholdsvis valin, leucin og isoleucin. Denne forklaringen på hvorfor gjær gjør fuselolje er fortsatt utbredt. Merkelig, bare gjær—et bredt utvalg av dem-er kjent for å lage fuselolje.
Men Ehrlichs forklaring var ufullstendig, og grunnleggende spørsmål forble: Hvorfor er disse få aminosyrene fortrinnsvis angrepet? Og det større puslespillet er: Hvordan og hvorfor gjør gjær fuselolje, selv når aminosyrer ikke er tilgjengelige som nitrogenkilde?
dette dilemmaet ble brakt i skarpt fokus ved et detaljert eksperiment Som John Castor og Jim Guymon gjorde for mer enn 50 år siden ved University Of California, Davis, Institutt for Vindyrking og Enologi. De fulgte forsvinden av forgrenede aminosyrer og dannelsen av fuselolje (vanskelige og tidkrevende målinger å gjøre i disse dager) under gjæringen av en fransk Colombard must ved Montrachet-stammen av gjær.
Castor og Guymons resultater knuste Ehrlichs underforståtte en-til-en-kobling mellom aminosyreutnyttelse og fuseloljedannelse. De fant at fuseloljedannelsen fortsatte – faktisk økte den-etter at alle forgrenede aminosyrer i musten hadde blitt utarmet. Og dannelsen av fuselolje (sammen med gjæring) fortsatte selv etter at veksten av gjæren (og dens behov for aminosyrer) stoppet. Senere ble det vist at gjærceller suspendert i en løsning av glukose alene i fullstendig fravær av aminosyrer gjør fuselolje når de gjærer.
Hvordan gjær gjør dette ble besvart Av Jim Guymon, Ed Crowell og meg, også VED Uc Davis, tidlig på 1960-tallet. I en serie papirer viste vi at de store fuseloljekomponentene syntetiseres langs samme metabolske rute som deres tilsvarende aminosyrer. Men i stedet for å gå helt til aminosyrer, avgrener ruten seg for å lage fuselolje. Vi viste dette ved hjelp av gjærstammer som som følge av mutasjon hadde mistet evnen til å syntetisere en bestemt aminosyre. Slike stammer gjør ikke den tilsvarende fuseloljekomponenten. For eksempel gjør mutantstammer som ikke kan syntetisere leucin ikke isoamylalkohol, og stammer som ikke kan syntetisere isoleucin, gjør ikke aktiv amylalkohol.
(Jim Guymon, professor i enologi, brandy spesialist og kjenner, hadde en bemerkelsesverdig nese for fusel olje. Jeg så ham—ved å smake-riktig rangere tre zinfandel-viner i henhold til innholdet i fuselolje.)
i de samme studiene oppdaget vi den metabolske ruten for dannelse av normal propylalkohol, fuseloljekomponenten som ikke samsvarer direkte med noen aminosyre. Synteseveien er også integrert i den forgrenede aminosyren, men på en nysgjerrig og uventet måte. Et mellomliggende (alfa-oksoglutarat) i serien av metabolske reaksjoner som fører til syntese av isoleucin, blir gjort til normal propylalkohol ved samme rute som skjelettene av forgrenet kjede kasseres. Hvorfor? Hvilken mulig fordel gir dannelsen eller tilstedeværelsen gjæren? Det er et mysterium, men normal propylalkohol synes alltid å være en del av fuselolje.
Kontrollerende dannelse av fuselolje
disse resultatene antydet At Det kunne være mulig å konstruere en stamme av gjær som ville produsere lite eller kanskje ingen fuselolje i det hele tatt: bare introdusere i stammen tilstrekkelige genetiske blokker for å gjøre det ute av stand til å lage noen forgrenet aminosyre. Vi gjorde dette, og resultatene var ganske overraskende. Stammen, som forventet, gjorde ikke noen av de vanlige komponentene i fuselolje, men uventet gjorde det en ny høyere alkohol som normalt ikke var tilstede i fuselolje: normal butylalkohol.
vi fant at stammen hadde brosteinsbelagt sammen gjenværende biter og stykker av reaksjonsserien som normalt lager forgrenede aminosyrer og deres tilsvarende fuseloljekomponenter for å gjøre denne nye fuseloljelignende høyere alkohol, normal butylalkohol. Det gjorde alfa-oksobutyrat ved et gjenværende fragment av isoleucinbanen, og omdannet dette ved fragmenter av leucin og Ehrlich-veier til normal butylalkohol. Det virker som om gjær har tvang til å lage litt fuselolje. Selv mutantstammer gjør det på en eller annen måte av deres gjenværende metabolske verktøy.
Senere tilpasset Richard Snow og Ralph Kunkee denne tilnærmingen ved Å bruke Montrachet-varianten Av Saccharomyces cereviseae for å oppnå en kommersielt nyttig stamme som bare gir minimale mengder isoamylalkohol, fuseloljekomponenten som noen anser mest uønsket for vinsmak. Og vi hadde funnet en annen måte å begrense fusel olje. Lufting stimulerer dannelsen av alle fuseloljekomponenter; streng utelukkelse av luft fra gjæring reduserer mengden av dem.
Utover vin
Det er et spennende faktum, som Først så dramatisk vist Av Louis Pasteur, grunnleggeren av moderne mikrobiologi, i É Sur le Vin at konsekvensene av forskning på vin noen ganger strekker seg utover selve vinen. Forskning på dannelsen av fuselolje i vin er et meningsfylt eksempel.
bioteknologiindustrien, som bruker mikroorganismer til å lage terapeutisk nyttige proteiner som insulin og humant veksthormon, var bekymret for å oppdage at disse proteinene noen ganger inneholdt en unormal aminosyre, norvaline (det er ikke i vår genetiske kode eller normalt tilstede i protein), og de ønsket å eliminere det. De fant at norvaline ble syntetisert via ruten som vi fant ut at mutantstammer av gjær gjør den unormale fuseloljekomponenten, normal butylalkohol. Denne informasjonen førte til midler for å eliminere norvaline fra sine produkter.
Kunnskap om hvordan fuselolje er laget, brukes nå til fremstilling av syntetiske drivstoff. Fuseloljegener fra gjær har blitt overført Av Shota Atsumi til andre mikrober (spesielt Escherichia coli) for å produsere normal butylalkohol, som er et utmerket drivstoff for forbrenningsmotorer.
Hva skal jeg gjøre?
Vi vet nå hvordan fuselolje, den store kongener, er laget. Vi har fortsatt ingen anelse om hvorfor gjær, nesten alle av dem, gjør det. Vi vet at det påvirker smaken av vin, og vi har litt kunnskap om hvordan man skal håndtere dannelsen. Men vi er ikke sikre på at vi vil.
Ved pensjonering fra University Of California, Davis, som professor i mikrobiologi, Tok John L. Ingraham opp konsultasjon innen bioteknologi og skriving. Hans siste bok, Mars Av Mikrober, Sighting The Unseen, som tar en fuglekikkers tilnærming til mikrobiologi, ble utgitt Av Harvard University Press i februar 2010. For å kommentere denne artikkelen, e-post [email protected].