Synthesis of higher alcohols during alcoholic fermentation of rye mashes

Pietruszka, M.; Pielech-Przybylska, K.; Szopa, J. S.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Synthesis of higher alcohols during alcoholic fermentation of rye mashes

Autorzy

Pietruszka M. , Pielech-Przybylska K. , Szopa J. S.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

Identyfikatory

Warianty tytułu

Synteza wyższych alkoholi w zacierach żytnich

Języki publikacji

Abstrakty

Formation of by-products during alcoholic fermentation is a complex process. Particular attention should be paid to generation of higher alcohols because of its complex mechanism and dynamics. In XIX century the higher alcohols were thought about as "bacterial metabolites of spoilage" that contaminate alcoholic beverages. At the beginning of XX century Ehrlich proved that these compounds were produced by yeast from amino acids and they naturally occurred in all alcoholic beverages derived from spirits of agricultural origin. The quantity and profile of fusel alcohols in the wash depend on many factors such as raw materials used to prepare the sweet mash, yeast strain and the inoculum dose, supplements added to the mash. Investigations of many researchers prove that higher alcohols are formed through catabolic and anabolic pathways. They are either products of amino acid catabolism -as was found by Ehrlich or by-products of amino acid synthesis from pyruvate through the anabolic pathway. The occurrence of fusel alcohols in raw spirits from agricultural distilleries is a result of the presence of amino acids, sugars and products of their metabolism mainly aldehydes, in fermented mashes.

Powstawanie poszczególnych produktów ubocznych podczas fermentacji alkoholowej, to proces bardzo złożony. Na szczególną uwagę, ze względu na mechanizm i dynamikę powstawania, zasługują wyższe alkohole. W XIX wieku, dominująca była opinia, że alkohole wyższe to "bakteryjne metabolity zepsucia", którymi skażone były napoje alkoholowe. Na początku XX wieku znane już były prace Ehrlicha, który wykazał, że wyższe alkohole są syntetyzowane przez drożdże z aminokwasów, a zatem są składnikami występującymi naturalnie we wszystkich napojach alkoholowych wyprodukowanych z alkoholu etylowego pochodzenia rolniczego. Na ilość fuzli w zacierze odfermentowanym, jak również na ich skład jakościowy, ma wpływ wiele czynników m.in.: rodzaj surowca użytego do przygotowania zacieru, rodzaj i wielkość inokulum drożdży oraz rodzaj pożywek, a także sposób prowadzenia fermentacji. Prace analityczne różnych autorów dowiodły, że wyższe alkohole mogą powstawać na drodze szlaku katabolicznego i anabolicznego. Szlak kataboliczny dotyczy przemian aminokwasów- w/w teoria Ehrlicha. Prekursorem w szlaku anabolicznym jest pirogronian, a fuzle są produktami pobocznymi, powstającymi podczas syntezy aminokwasów. Można jednoznacznie wnioskować, że występowanie fuzli w destylatach rolniczych jest efektem obecności w środowisku fermentacyjnym aminokwasów, cukrów oraz produktów ich przemiany, głównie aldehydów.

Słowa kluczowe

synthesis of alcohols alcoholic fermentation higher alcohols rye mash

synteza alkoholi fermentacja alkoholowa alkohole wyższe zacier żytni

Wydawca

Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej

Czasopismo

Zeszyty Naukowe. Chemia Spożywcza i Biotechnologia / Politechnika Łódzka

Rocznik

2010

Tom

Z. 74

Strony

51--64

Opis fizyczny

Bibliogr. 41 poz.

Twórcy

autor

Pietruszka M.

autor

Pielech-Przybylska K.

autor

Szopa J. S.

Institute of Fermentation Technology and Microbiology, Technical University of Lodz

Bibliografia

[1] Polska Norma PN-A-79523:2002 Destylat rolniczy.
[2] Polska Norma PN-A-79521:1999 Etanol absolutny.
[3] Baca E., Chrostowski J.: Powstawanie i wpływ wyższych alkoholi i estrów na aromat piwa. Przem. Ferm. Owoc.-Warz., 3, 5-8, 1970.
[4] Lachenmeier D.W., Haupt S., Schulz K.: Defining maximum levels of higher alcohols in alcoholic beverages and surrogate alcohol products. Regul. Toxicol. Pharmacol., 50, 313-321, 2007.
[5] Bachman B., Bieńkiewicz K., Jarosz K., Włodarczyk Z.: Technologia spirytusu i drożdży, Cz. I. PWN, Łódź 1958.
[6] Kłosowski G., Czupryński B., Kotarska K., Wolska M.: Charakterystyka zanieczyszczeń chemicznych obniżających jakość spirytusu surowego (2). Przem. Ferm. Owoc.-Warz., 9, 37-38, 2003.
[7] Singh R., Kunkee R. E.: Alcohol Dehydrogenase Activities of Wine Yeasts in Relation to Higher Alcohol Formation. Appl. Environ. Microbiol., 32, 666-670, 1976.
[8] Jacques J. A., Lyons T. P., Kelsall D. R.: The Alcohol Textbook. Alltech. Inc. 2003.
[9] Bamforth C.W.: Food, fermentation and micro-organisms. Wiley-Blackwell 2005.
[10] Hui Y.H.: Handbook of Food Products Manufacturing. \Viley-Interscience2007.
[11] Kulp K., Lorenz K.J.: Handbook of dough fermentations. CRC Press, 2003.
[12] Boulton R.B., Singleton V.L., Bisson L.F., Kunkee R.E.: Principles and Practices of Winemaking. Springer 1999.
[13] Hazel wood L. A.: The Ehrlich pathway for fusel alkohol production: a century of research on Saccharomyces cerevisiae metabolism. Appl. Environ. Microbiol., 74, 2259-2266, 2008.
[14] Garde-Cerdán T., Ancin-Azpilicueta C.: Effect of the addition of different quantities of amino acids to nitrogen-deficient must on the formation of esters, alcohols and acids during wine alcoholic fermentation. LWT-Food Sci. Technol., 41, 501-510, 2008.
[15] Jarociński J., Jarosz K.: Gorzelnictwo i drożdżownictwo. WSiP, Warszawa 1994
[16] Gogulski W.: Badanie procesu fermentacji alkoholowej, destylacji i rektyfikacji spirytusu w celu poprawy jakości spirytusu rektyfikowanego. Przem. Ferm. Owoc.-Warz, 5-6, 15-17,1988.
[17] Miecznikowski A., Zielińska K.: Wpływ wybranych etapów procesu technologicznego na zawartość ubocznych produktów fermentacji w spirytusie surowym. Przem. Ferm. Owoc.-Warz., 7, 7-10, 1994.
[18] Arrizon J., Gschaedler A.: Effects of the addition of different nitrogen sources in the tequila fermentation process at high sugar concentration. J. Appl. Microbiol., 102, 1123-1131,2007.
[19] Czupryński B., Klosowski G.: Wpływ rasy drożdży i enzymów na jakość żytniego spirytusu surowego i wywaru. Przem. Ferm. Owoc.-Warz.. 10, 16-20, 1994.
[20] Kotarska K., Czupryński B., Kłosowski G.: Effect of various activators on the course of alcoholic fermentation. J. Food Eng., 77, 965-971, 2006.
[21] Zielińska K., Miecznikowska A.: Wpływ wybranych etapów procesu technologicznego na zawartość ubocznych produktów ferrnentacji w spirytusie surowym. Cz. I Wpływ szczepów drożdży na zawartość ubocznych produktów fermentacji w spirytusie surowym - badania modelowe. Przem. Ferm. Owoc.-Warz., 7, 7-10, 1994.
[22] Jarosz L.: Produkcja i kierunki zużycia spirytusu w Polsce. Przem. Ferm. Owoc.-Warz., 8, 29-31,1998.
[23] Łączyński B.: Produkcja paliwa alternatywnego w gorzelniach rolniczych - tradycje i mozliwości. Ferm. Owoc.-Warz., 9, 13-15, 1993.
[24] Dobrzeniecka A., Haberowi H., Sobczak E.: Porównanie jakości i spirytusu surowego z żyta, pszenżyta i amarantusa. Przem. Ferm. Owoc.-Warz., 3, 12-13, 1996.
[25] Paluch J.: Podstawy mikrobiologii przemysłowej. WNT, Warszawa 1972.
[26] Libudzisz Z., Kowal K.: Mikrobiologia techniczna. WPL, Łódź 2000.
[27] Miecznikowski A., Zielińska K.: Wpływ wybranych etapów procesu technologicznego na zawartość ubocznych produktów fermentacji w spirytusie surowym. Przem. Ferm. Owoc.-Warz., 8, 9-12, 1994.
[28] Jarosz K., Łączyński B.: Poradnik gorzelnika. Wydawnictwo SIGMA, Warszawa 1985.
[29] Kotarska K., Czupryński B., Wolska M.: Wpływ pantoienianu wapnia z tiaminą, oraz wybranych zwiazków mineralnych na przebieg fermentacji alkoholowej żytnich zacierów gorzelniczych. Przem. Ferm. Owoc.-Warz., 4, 35-36, 2005.
[30] Chmiel A.: Biotechnologia - podstawy mikrobiologiczne i biochemiczne. PWN, Warszawa 1994.
[31] Grajek W., Pernak A.: Wzrost drożdży gorzelniczych Saccharomeces cerevisiae w hydrożelu alginianowym wzbogaconm w olej sojowy. Przem. Ferm. Owoc.-Warz., 2, 25-27, 1996.
[32] Gutierrez L.E.: Effect of some vitamins and micronutrient deficiencies on the production of higher alcohols by Saccharomyces cerevisiae. Sci. Agric., 50, 484-489, 1993.
[33] Sablayrolles J. M.: Control of alcoholic fermentation in winemaking: Current situation and prospekt. Food Res. Int. 42, 418-424, 2009.
[34] Kotarska K., Czupryński B., Kłosowski G., Wolska M.: Wpływ pantotenianu wapnia z tiaminą, oraz wybranych zwiazków mineralnych na przebieg fermentacji alkoholowej żytnich zacierow gorzelniczych. Przem. Ferm. Owoc.-Warz., 5, 34-37, 2005.
[35] Murawski Z.: Dodatek amoniaku i wapna do zacierów a zawartość fuzli w spirytusie surowym. Przem. Ferm. Owoc.-Warz., 9, 34-35, 1985.
[36] Nordstrom K., Carlsson B.O.: Formation of ethyl acetale in fermentation with brewer's yeast. V. Effect of some vitamins and mineral nutrients. J. Inst. Brew., 70, 209-221, 1964.
[37] Raczyńska-Cabaj A., Lipińska E., Sobczak E.: Magnez w technologii drożdżownictwa. Przem. Ferm. Owoc.-Warz., 1, 22-24, 2003.
[38] Saltukoglu A., Slaughter J,: The effect of magnesium and calcium on yeast growth. J. Inst. Brew., 89-91, 1983.
[39] Jones R.P., Greenfield P.F.: A review of yeast ionic nutrition. I. Growth and fermentation requirements. Process. Biochem., 4, 48, 1984.
[40] Czarnota Z.: Wyniki zastosowania technologii bezciśnieniowego uwalniania skrobi na przykładzie gorzelni rolniczej w Turwi. Przem. Ferm. Owoc.-Warz., 9, 16, 1993.
[41] Wasiak-Gromek M.: Zakażenia mikrobiologiczne i ich źródła w produkcji spirytusu. Przem. Ferm. Owoc.-Warz., 6, 29-30, 2002.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-LOD7-0025-0005