Aromer från jäst-fermentering

Här följer ett långt inlägg om aromer som jästceller skapar vid fermentering. Men först, en liten introduktion till varför jag skriver om det.

För några veckor sedan började jag experimentera med att baka bröd på öl-jäst. Jag tänkte att man på så sätt kunde ge brödet lite extra smak. I ett senare inlägg ska jag skriva mer om experimenten, men kortfattat så: Förodlade jag jästen i steriliserad vört, gjorde en "poolish" för varje jäst-stam [en 1:1 blandning av vetemjöl och vatten], blandade till degen, förundrades över hur fint d​​​egen jäste och bakade ut vad som till min lycka blev riktigt goda, "öl-aromatiska" frallor - med smakskillnader för varje jäststam. Mästerverk (ja, förutom kanske formen på frallorna...)

Med sådant positivt första resultat så ville jag skälvklart "forska" vidare på detta. Men... när jag sen bakade frallor med några andra öl-jäststammar så blev det plötsligt platt fall. Eller ja, jäste fint gjorde de faktiskt, men de blev bleka och smaklösa. Jag trodde inte jag kunde skylla på de nya jäst-stammarna, men kanske hade jag inte låtit frallorna jäsa ordentligt? Eller varför annars fick de ingen färg eller speciell smak?

Svaret var troligen: I omgång två hade jag inte haft i något socker! Den fina bruna brödfärgen skapas av en reaktion mellan socker och aminosyror som utsätts för temperaturer över 140°C, i en så kallad Maillard reaktion [eget blogg-inlägg vid tillfälle]. Men smaken då? Jo visst, maillard reaktionen bidrar också till smak, men den står inte för all smak i bröd. Jästen skapar också smaker - men hur? I sann forskaranda började jag söka på vetenskapligt publicerad litteratur i ämnet och nedan följer en sammanfattning av en del av det jag hittade.

Jästceller skapar aromämnen som "biprodukter" vid fermentering, när de kataboliserar (bryter ner) kolhydrater, proteiner och lipider (framförallt fetter). Vissa av molekylerna som bildas vid dessa "nedbrytningar" (som ger jästcellerna energi och byggstenar att växa av) blir smak- och arommolekyler. Det som avgör om det blir en molekyl som vi kan känna doft eller smak av är ren kemi...! Hur stora eller små molekylerna är (små molekyler doftar och smakar i regel mer än större), hur mycket som finns av dom (vissa uppfattar vi lika lätt som en fis i världsrymden, och andra skulle vi kunna bada i utan att uppfatta), och om det finns andra molekyler som i kombination gör att de luktar/smakar mer eller mindre.

Hos jäst är det framförallt socker + aminosyror (proteiners byggstenar) som tillsammans bildar aromämnen vid fermentering. Det finns 7 grupper av aromämnen som jäst skapar (med mer eller märkliga kemiska namn, låt inte det avskräcka, jag ska gå igenom varje var för sig!):

1. Högre alkoholer

2. Organiska syror

3. Aldehyder & Ketoner

4. Estrar

5. Svavelföreningar

6. Terpener

7. Laktoner

1. Högre alkoholer: Högre alkoholer är alkoholer som är mer komplexa än etanol ("vanlig" alkohol). Det finns ca 40 st olika alkoholer i öl (och de bidrar också till huvudvärk..) och de skapas genom att jästen "biter av" en kol-atom ifrån olika aminosyror. Beroende på vilken art och stam av jäst så skapas olika högre alkoholer. Ju högre temperatur, ju mer syre och ju mer aminosyror som simmar i det man fermenterar - ju mer högre alkoholer skapas.

2. Organiska syror: Mer än 100 olika organiska syror har beskrivits i fermenterade drycker, och det finns stora och små. Exempel på små organiska syror är ättikssyra, citronsyra, äppelsyra och bärnstenssyra. Dessa bildas i citronsyracykeln. Det är främst korta organiska syror som vi kan uppfatta med våra sinnen. Vissa andra organiska syror bildas vid tillverkningen av olika aminosyror, men de flesta, speciellt långa och mellanlånga, bildas av enzymer kallade fettsyre-syntaser ["fettsyre-tillverkare"]. Långa och mellanlånga ger dock inte så mycket doft/smak. Vilken typ och mängd av syror som bildas beror delvis på vad ens fermenterings-vätskan innehåller, men det skiljer sig även mellan olika jästarter och stammar. Det är framförallt tillgång på syre som påverkar tillverkningen av organiska syror, men även temperatur och pH.

3. Aldehyder och Ketoner: Mer än 200 har beskrivits i fermenterade drycker. Aldehyder är molekyler som bildas "på vägen" vid tillverkning av alkoholer. De flesta "fortsätter" reaktionskedjan och blir alkoholer, men en del förblir aldehyder och "spottas ut" i fermenteringsvätskan. Allt som sätter fart på fermentering (såsom mycket syre, hög temperatur och många enkla förjäsbara sockerarter) bidrar till bildning och ansamling av aldehyder. I slutet av en fermentering (om ens vätska lagras länge nog) plockar jästen i regel upp aldehyderna och använder upp dom. En viktig di-keton är diacetyl, känd för sin smörsmak, (som man ibland vill ha, ibland inte..). Diacetyl bildas som en biprodukt när jästen tillverkar aminosyror.

4. Estrar: Estrar är nog de flestas favoriter, de är molekylerna bakom fruktiga och blommiga aromer, och våra näsor kan upptäcka dessa vid väldigt små koncentrationer. Skapandet av estrar är ganska komplicerad kemi, men kortfattat så bildas estrar när enzymet alkohol acyltransferas sätter ihop korta och mellanlånga acetyl-CoA från fettsyre-metabolism med fria alkoholer (framförallt etanol). Vilka estrar som bildas beror därför på vilka alkoholer som finns i ens fermenteringsvätska. För att namedroppa svåra kemiska namn så heter de tre "viktigaste" estrarna Etyl acetat (fruktig och blommig vid låga nivåer, men "lösningslik" vid högre nivåer), isoamyl acetat (banan) och propyl acetat (päron).

5. Svavelföreningar: Ca 50 olika svavelföreninger har beskrivits i fermenterade drycker. Framförallt handlar det om SO2 (svaveldioxid) och SH2, som bildas som biprodukter när jästen tillverkar de svavelinnehållande aminosyrorna cystein och metionin. Dimetyl (di)sulfid är andra exempel, som ligger bakom de typiska svavel-förenings aromerna (kokt) kål, (kokt) blomkål och vitlök.

6. Terpener: Terpener tillverkas av växter, och vad gäller öl så är det humle som bidrar med dessa. Men jäst har också en roll vid "tillverkning" av aromämnen från terpener. I jästceller cellmembran finns det nämligen beta-glukosidaser, som är enzymer som frigör "aromaktiva" monoterpener från deras "smaklösa" förstadier/föregångare. Exempel på aromaktiva monoterpener som jäst kan "frigöra" är linalool, geraniol, citronellol (som alla humle-nördar lär känna igen!). Enzymet som frigör dessa, beta-glukosidaserna, börjar hämmas när alkoholnivån kommer över 5%, så därför jobbar de mest i början av en fermentering.

7. Laktoner: Laktoner är cykliska estrar, som finns mest i fermentering av frukt, mejeriprodukter och kött, och bildas av att jästceller kortar ner fettsyror.

Så, sammanfattningsvis. Mina smaklösa bröd hade troligtvis inte nog med socker att jobba med. Av det socker som fanns i mjölet [och vad mjöl består av = eget inlägg] kunde jästen skapa dugligt koldioxid för att jäsa brödet, men kan inte ha funnits mycket nog kvar till att skapa estrar (socker bildar etanol som behövs för estrar) eller aldehyder (som ju skapades mycket av om det fanns mycket enkla sockerarter). I vört för ölbryggning bryter maltets egna enzymer ner kornets stärkelse till enkla förjäsbara sockerarter under mäskningen, men en rumstempererad blandning av vetemjöl och vatten resulterar inte i samma socker-buffé, så då kan en gnutta extra socker behövas, om man vill att jästen ska få chans att bidra med smak ;)

PHEW, har ni läst ända hit? Grattis. Förstod ni något? Trillade nån polett ner? Hör gärna av er med frågor eller kommentarer!

---

Referenser:

Framförallt

• Kapitel 3: "The Role of Fermentation Reactions in the Generation of Flavor and Aroma of Foods" av Javier Carballo ur boken ("Fermentation: Effects on Food Properties" av Bhavbhuti M. Mehta, Afaf Kamal-Eldin, Robert Z. Iwanski. ISBN 9781439853344

Även:

• "The chemistry of beer: the science in the suds" av Roger Barth. ISBN 978-1-118-67497-0

• "Beer: A Quality Perspective (Handbook of Alcoholic Beverages)" av Charles W. Bamforth. ISBN-13:​ 978-012669201