威士忌中存在有许多化合物，其中酯类是非常重要的一类化合物， 它可以带来多种果香与甜香，但它是怎麽生成在威士忌中的呢？ 一般来说，威士忌在桶中熟成阶段时新酒中的醇类会被氧化成醛类而後再氧化为酸类， 氧化後形成的酸类与新酒中原本的酸类会与醇类反应而形成酯类。 这种自然形成的酯化反应是简单的化学作用，但所需的时间非常久， 且如果是在玻璃瓶中陈年而非木桶陈年的话，几年後酯类含量甚至可能会不升反降。 再往回推到蒸馏的步骤。 蒸馏前的发酵液(酒汁)中其实已经有不少酯类了，而蒸馏後酯类会下降， 如果不使用铜制蒸馏器的话蒸馏後酯类的下降比率几乎都会更高 (这里就可以看出铜在蒸馏时的重要性)，所以酯类也不算是蒸馏产生的。 酯类含量在发酵前的麦汁中算是微乎其微，但经过短短几天的发酵後却增加了非常多， 所以发酵算是一个酯类产生的重要起源，那发酵时酯类是如何产生的呢？ 前面说道，光靠酸与醇自然脱水合成酯类的酯化反应是非常慢的， 而发酵只有短短几天而已，所以此时产生的大量酯类没理由是只靠酯化反应就能达成的。 事实上，发酵时酯类的形成主要是藉由酵母体内的许多酵素(酶)所合力快速生成的。 为什麽发酵时酵母要产生酯类呢？这个答案目前还不是很清楚， 有种推测是为了消除酵母体内脂肪酸所带来的毒性。 酵母为了使细胞膜更具完整性并使之能分裂繁殖後代，会制造许多长链不饱和脂肪酸， 这些长链不饱和脂肪酸是由短链饱和脂肪酸慢慢加长碳链再靠氧气使其不饱和化生成的。 发酵很早期麦汁中还有氧气时，制造不饱和脂肪酸时没什麽问题， 但初期氧气很快就会被用光，而之前合成的一些脂肪酸就变成了头疼的问题， 因为这些酸类对酵母会造成毒性(特别是中链脂肪酸)，所以酵母想尽快把他们排出体外。 不过这些酸类因结构的关系较难直接排出体外， 如果把他们转化为酯类就比较容易扩散出体外了， 这的确可能是酵母生成酯类的原因之一，而其他的原因现在仍有待研究中。 酒汁中酯类有许多种，不过限於篇幅原因(其实单纯是因为懒惰)， 所以这里只介绍酯类中最多的乙酸乙酯主要是如何在威士忌发酵时形成的。 酵母要合成乙酸乙酯时必须要有两个重要的原料，一个是乙醇，另一个是乙醯辅酶A。 首先先看这张图：https://imgur.com/a/GVPZDse 刚提到的原料之一是图中左下角的乙醯辅酶A， 这是个很重要的物质，由乙醯基与辅酶A(也就是图中的CoA)所构成， 无论是细胞膜重要材料(固醇与长链不饱和脂肪酸)的合成， 或是柠檬酸循环的初始步骤都会用到它。 左上角的丙酮酸是葡萄糖分解所产生的中间物质， 发酵时一个葡萄糖可以产生两个丙酮酸，这两个丙酮酸最後会变成两个乙醇。 酵母威士忌发酵时即使有氧也难以进行完整的呼吸作用， 因为呼吸作用的第一步是先从丙酮酸走(A)路线变为乙醯辅酶A， 而啤酒酵母因为发酵初始有氧时受到葡萄糖抑制的关系， 所以基本上无法走(A)路线来生成重要的乙醯辅酶A， 而是必须靠(B)→(C)→(D)的替代路线来生成乙醯辅酶A。 而发酵进入到无氧时酵母也因(A)路线的丙酮酸脱氢酶需要氧气才能运作， 只能被逼着同样走(B)→(C)→(D)的替代路线来生成乙醯辅酶A。 至於乙醇则是糖发酵时会一直被产出的最终产物之一，所以来源非常稳定。 有了这乙醇与乙醯辅酶A这两样材料後， 酵母会藉由一种称为醇醯基转移酶(Alcohol acyl transferase)的酵素， 来帮忙快速将这两样东西结合，形成乙酸乙酯与辅酶A， 这个生化作用的速度比简单的酯化反应快了上万倍至数百万倍呢！ 从这边推演下去， 如果是其他醯基辅酶A(例如丁醯辅酶A)跟乙醇结合，就会变X酸乙酯(例如丁酸乙酯)， 而乙醯辅酶A若与其他高级醇结合(如异戊醇)则会形成乙酸X酯(如乙酸异戊酯)， 当然Y醯辅酶A与Z醇就是变成Y酸Z酯啦。 至於那些Y醯辅酶A与Z酯的形成途径那又是另外两个故事了...。 说到这看起来很复杂，但最主要想要表达的只有一件事情， 就是威士忌发酵的时候产生酯类并不是单纯靠的酯化反应， 而是靠酵母体内的酵素进行生化反应所形成的， 以後别再听到酯类就只想到酸与醇进行的酯化反应罗。 -- 开车不喝酒 喝酒不开车 未成年请勿饮酒 --

※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc), 来自: 36.234.120.249 (台湾) ※ 文章网址: https://webptt.com/cn.aspx?n=bbs/Wine/M.1630757773.A.2E5.html 葡萄糖抑制又称碳分解代谢去活与抑制(Carbon catabloite inactivation and repress- ion)，是一种高糖度时许多基因的转录会受到抑制的现象(碳分解代谢抑制)，与观察到S. cerevisiae在有葡萄糖的情况下成长时有许多蛋白质与转运系统会迅速被活化或去活的现 象(碳分解代谢去活)。这种情况无论是在有氧或无氧时都会发生，至於发生原因目前我还 没找到确切的论文证据。 初期麦汁中的葡萄糖含量仍很高，这时葡萄糖会对丙酮酸脱氢酶复合物的其中一个重要的 组成元件-硫辛醯胺脱氢酶(lipoamide dehydrogenase)造成葡萄糖抑制，使丙酮酸脱氢酶 难以完整运行，因此丙酮酸较难藉由该路径产生乙醯辅酶A。这最终造成的结果虽然跟 Crabtree effect的结果很像，但原理上是有些不同的。附带一提，硫辛醯胺脱氢酶也是 酮戊二酸脱氢酶复合物的组成部分，这也是S. cerevisiae厌氧生长时无法完整进行TCA循 环的原因之一。 ※ 编辑: lovemoonman (36.234.120.249 台湾), 09/05/2021 08:43:12 以理论上来说是因为酯类的形成在後期会比前期快，但麦汁中的糖都利用完後速度应该就 会下降了(较无充足能量来满足乙醯辅酶A的供应，只能使用储备的糖原)，但我手上没有 充分的资料来确认是否任何情况下常发酵所产生的酯类总量都会比较多。 长发酵可对威士忌赋予更多的果味和酯味，是个目前仍在研究中重要的课题，但已有一些 实验结果。一般威士忌发酵约40小时酵母就把糖吃光了，後期酵母会进入饥饿状态并逐渐 死亡，此时发酵会改由乳酸菌与其他杂菌主导。 时间拉长造成的影响我资料比较不足，但有找过一篇发酵时间对残糖造成的影响，这篇可 以在网路上找到，我抽出里面的一些资料供大家参考：https://imgur.com/a/xI2v4iZ 我手上还有些些後期乳酸菌造成影响的资料。这张图是发酵时酒中的主要菌种依时间的分 布：https://imgur.com/a/UhMylZb 图中可知酵母菌与野生酵母会在後期出现，事实上後期常还会伴随其他杂菌。这些杂菌会 代谢出其他风味物质影响香气，较明显的是此阶段会发生乳酸累积与乳酸乙酯浓度上升， 下图是将麦汁先加酵母以不同温度发酵24小时候，再将部分样本加入乳酸菌保持温度发酵 至168小时，最後以相同方式蒸馏取得新酒，并对新酒做的一些化学分析。其中"+菌"是有 加乳酸菌的样本，总发酵时间跟没加乳酸菌的样本一样久(168小时)，"无菌"的则是发酵 前对麦汁先完全杀菌才接种酵母且之後不添加乳酸菌的样本。 实验结果：https://imgur.com/a/efJoWqx (右上图标应该没包含乙酸乙酯) 从上面几份资料发现乳酸乙酯的含量变化较为明显，但乳酸乙酯与一些个别的酯类对果香 和酯香的影响程度目前尚无定论，较有可能的是他们蒸馏後与其他酯类共同造成的香气交 互影响才使最终风味造成变化。 另外长发酵时还会产生一些香气阈值较低的酯类，也会对香气造成影响。以内酯(lactone) 类来说，γ-癸内酯跟γ-十二内酯会有甜味与奶油香，这些则是酵母从头合成(de novo)或 利用羟基脂肪酸合成的。上述提到发酵後期乳酸菌开始发展起来，并分泌羟基脂肪酸(特别 是10-羟基棕榈酸与10-羟基硬脂酸)来对抗酵母菌，酵母的对抗方式则是将10-羟基棕榈酸 氧化成γ-癸内酯、将10-羟基硬脂酸氧化成γ-十二内酯，所以算是两菌战争时的产物。 至於长发酵时出现的其他杂菌可能造成的影响，建议参考2014年的Whisky: Technology, Production and Marketing.一书第8章，在此就不详述了。 ※ 编辑: lovemoonman (36.234.120.249 台湾), 09/06/2021 22:55:55