作者lovemoonman (学然後知不足)
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标题[心得] 酵母与发酵冷知识 - 脯胺酸(Proline)
时间Sat Nov 7 17:51:38 2020
发酵是在生产啤酒或威士忌等酒精饮料时的一个重要步骤。
以制作威士忌为例,发酵的时候我们会把酵母扔进麦汁中,好让酵母生产酒精。
酵母要在麦汁中存活,除了需要有可利用的碳水化合物(如葡萄糖、麦芽糖)之外,
还需要一些微量的矿物质、维生素等,其中最重要的应该算是蛋白质类的游离胺基氮了。
其实这跟人类蛮像的,除了吃饭(碳水化合物)以外,还是要吃些肉(蛋白质)才行。
那个素食主义者我们改天再聊(误
游离胺基氮可简称为FAN (Free α-amino nitrogen),用来代表酵母可利用的含氮物质。
一般威士忌麦汁中的FAN含量至少要有120~150 mg/L,否则发酵时会出问题。
为什麽不直接讨论蛋白质,还要弄个啥FAN这奇怪的名词呢?这就要从原料说起了...
麦芽中含有一些蛋白质,不过这些蛋白质要变成"酵母可利用的含氮物质"还有段路要走。
我们可以先把蛋白质想像成一大串念珠,
这串念珠是由一颗颗不同材质的念珠(不同的胺基酸)所串起来的,可能会串个几万颗。
一般酿酒酵母属(Saccharomyces sp.)的酵母没办法吸收连成一大串的念珠,
酵母比较喜欢吸收单独的一颗念珠,通常最长只能吸收到三颗串在一起的。
大麦的胚乳中卡着一大堆这种一大串的念珠,而发麦时大麦会生产各种酶来把念珠剪短。
在糖化时,有些被剪短的念珠因为分子量变小,所以会溶在麦汁中,
太大串的念珠如果糖化时还没继续被剪短,可能就会以固体的形式留在糟粕(draff)中。
至於这些溶在麦汁中的较短念珠串,则会在过滤後进入发酵槽中,
这些短念珠串便是酵母的含氮物质主要来源,
但并非所有的这些含氮物质酵母都可以利用,酵母也是很挑食的。
一般酵母除了只肯吃三颗以下念珠串在一起的含氮物质外,还有一种念珠是他不太吃的,
这便是我们今天的主角:脯胺酸。(铺陈了这麽久终於讲到它了)
一般酿造书籍会说FAN是酵母可利用的含氮物质,即是除了脯胺酸之外的胺基酸及小肽。
一般小肽是指很短的念珠串,而FAN中的小肽则是三颗以下的念珠串。
酵母看到小肽时,会分泌专门剪断这些小肽的酶,先把它剪成单颗念珠再供酵母利用。
而单颗的胺基酸虽可直接利用,但不同胺基酸有不同的摄取顺序(酵母也是很挑的),
脯胺酸可说是溶在麦汁中含量最高的单颗胺基酸了,
但每次发酵结束时都会发现,酒汁中的脯胺酸含量好像根本没减少耶!
所以就算它在麦汁中含量很高,计算FAN时我们也会把它屏除不算。
其实如果把酵母养在只有脯胺酸当作唯一氮源的营养物质中,酵母还是会吃脯胺酸的。
一旦脯胺酸进到酵母粒线体中,粒线体中的脯胺酸氧化酶就会开始有氧分解代谢脯胺酸,
先把脯胺酸给拆了,酵母中的其他酶再拿拆下来的碎片去组成其他酵母更需要的胺基酸。
那为什麽一般发酵时,就算FAN都吃完了,酵母还是不吃脯胺酸呢?
这是因为要摄取含氮物质时,酵母需要先制造可以把胺基酸搬进细胞内的转运酶。
当麦汁中含有FAN时,酵母会特别不想制造可以把脯胺酸搬进细胞中的那类转运酶,
而是优先制造可以把其他胺基酸搬进细胞中的其他各种胺基酸转运酶。
当其他胺基酸都用完时,酵母才会不情不愿的开始制造可以搬脯胺酸的一些转运酶。
一般发酵进行到後期,当FAN不幸被用光,脯胺酸终於被搬进酵母的粒线体内要分解时,
脯胺酸氧化酶走了过来,说:氧气呢?我是氧化酶,需要氧气才能工作。
粒线体表示:氧气喔?发酵一开始时没多久就被用光了,现在是缺氧状态。
脯胺酸氧化酶一听到就罢工去了...
遇到这种情况後,酵母就不再摄取脯胺酸了,反正摄取了也不能用,白费力气。
这就是为什麽不把脯胺酸计入FAN中的原因,因为正常发酵中它根本无用武之地。
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