Quá trình lên men rượu whisky tạo ra ethanol, nhưng cũng mang đến nhiều hương vị khác nhau. Nấm men tạo ra cồn và nhiều axit hữu cơ, chúng cùng nhau tạo thành este. Ngoài ra Xeton, hợp chất lưu huỳnh và phenol cũng được hình thành. Quá trình lên men rượu whisky cũng khá giống với lên men bia, nhưng cũng có nhiều điểm khác quan trọng là dịch nha không đươc đun sôi. Nấm men chưng cất thường được nhân giống bằng phương pháp yếm khí và quá trình lên men thường được kiểm tra và kiểm soát nhiệt độ ( ngoại trừ nhiệt độ ban đầu). Dịch nha chưa được đun sôi cho phép cho phép các enzym tiếp tục hoạt động và phá hủy các oligosaccharid để tăng lượng rượu. Nếu nấm men được sử dụng theo phương pháp yếm khí thì quá trình lên men sẽ nhanh hơn và chứa nhiều sterol, axit béo hơn. Do đó, dịch nhan cần ít quá trình oxy hóa hoặc nung chảy hơn.
Nấm men sử dụng đường đơn để tăng trưởng và chuyển hóa năng lượng. Khi nấm men có oxy nó tạo ra nước và CO2 từ Glucose. Nhưng trong điều kiện yếm khí, nó chuyển hóa glocose thành Ethanol và Co2 hoặc cách khác là glycerol. Để sản sinh thêm, nấm men cần axit béo, sterol và axit amin cho màng tế bào của nó và các bào quan trong tế bào. Oxy thường rất quan trọng cho quá trình này.
Khi nấm men vào dịch nha, nó sẽ nó sẽ dự trữ năng lượng. Nếu có đủ chất dinh dưỡng, nó bắt đầu sản sinh và nảy chồi. Giai đoạn nảy chồi được gọi là giai đoạn lag hoặc giai đoạn hàm mũ, trong đó nấm men sinh sản gấp 3-4 lần, làm tăng số lượng tế bào lên khoảng 10 lần. Khi các tế bào hình thành các bào quan và màng tế bào mới, chúng tạo ra nhiều axit hữu cơ, chất axit béo và sterol cùng các chất trung gian khác, một số trong đó rò rỉ ra khỏi tế bào và dịch nha. Sau đó các chất dinh dưỡng và oxy bị thiếu hụt dẫn đến các tế bào không sản sinh ra nữa, nhưng vẫn tồn tại từ đường, đây được gọi là gia đoạn tĩnh. Khi tế bào bắt đầu chắc và ra khỏi quá trình lên men, vi khuẩn axit lactic bắt đầu phát triển trên vỏ tạo nên các hương vị đặc trưng cho quá trình trao chất, chẳng hạn như axit lactic và một số loại lacton.
Lượng rượu cao hơn phụ thuộc vào sự phát triển của nấm men, về cơ bản bản men càng phát triển thì rượu được tạo ra nhiều hơn. Do đó, quá trình yếm khi của wort, nito cao và nhiệt độ cao thúc đẩy sự phát triển quá trình sản xuất rượu Fusel. Các chủng Ale thường tạo ra nhiều rượu fusel hơn các chủng lager, một phần là do nhiệt độ lên men cao. Bản thân rượu Fusel không phải là một hương vị mong muốn trong dịch nha - thường tạo ra các nốt hương sắc nét, có tính dung môi - nhưng cùng các axit, chúng tạo thành các este, là những hợp chất hương vị quan trọng và mong muốn trong rượu whisky tạo ra các hương hoa và trái cây khác nhau.
Sự hình thành Ester phụ thuộc vào lượng rượu fusel và aixt hữu cơ trong dịch nha. Ngoài ra, còn phụ thuộc vào men rượu acetyltranferase và phụ thuộc nhiều vào các chủng nấm men. Este trong quá trình lên men được phân chia thành hai nhóm Este axetat (axetat + rượu) và este etylic ( etanol + axit béo). Các este axetat thường được tạo thành với số lượng lớn hơn và các este etylic thường rất thơm ngay cả ở nồng độ thấp. Các dấu hiệu mô tả phổ biến cho mùi thơm của este được liệt kê dưới đây. Các este axit béo chuỗi ngắn ( C6, C8) được hình sớm trong quá trình lên men, các este chuỗi trung bình ( C10, C12) khá đồng đều trong suốt quá trình lên men và các este chuỗi dài hơn (C16) hầu hết ở giai đoạn tế bào chết. Tăng trưởng tế bào thường dẫn đến lượng este thấp hơn, do hàm lượng axit béo tự do trong dịch nha thấp hơn, vì chất béo được sử dụng để xây dựng màng tế bào. Các axit hữu cơ được hình thành trong suốt quá trình lên men và ở mức độ cao, chúng tạo ra các nốt giấm, chất nôn và chất cồn. Tỷ lệ thích hợp của rượu fusel và các axit béo hoặc axetat là rất quan trọng trong sản xuất dịch nha và tránh các mùi dung môi từ rượu dư thừa. Mặc khác, các mùi thơm từ axit béo dư thừa. Một este, wort trái cây với quá trình lên men dài ấm, trọng lượng, tỷ lệ cao với nấm men phát triển và lúa mạch có hàm lượng nito thấp. Nồng độ glucoso tăng lên có xu hướng tạo ra nhiều este mạch ngắn hơn, ví dụ Isoamyl axetat có mùi thơm của chuối đặc trưng. Nhiệt độ lên men cao thường tạo ra nhiều este axetat hơn với hương thơm trái cây là chủ yếu.
Các este thông thường và mùi thơm của chúng:
Tên Ester -> Mùi hoặc sự xuất hiện
Allyl hexanoat -> Trái dứa
Benzyl axetat -> lê, dâu tây, hoa nhài
Bornyl axetat -> cây thông
Butyl butyrate -> Trái dứa
Etyl axetat -> nước tẩy sơn móng tay, sơn mô hình, keo máy bay mô hình
Etyl butyrat -> chuối, dứa, dâu tây
Etyl hexanoat -> dứa, chuối xanh sáp
Ethyl cinnamate -> Quế
Etyl fomat -> chanh, rượu rum, dâu tây
Etyl heptanoat -> mơ, anh đào, nho, mâm xôi
Etyl isovalerat -> táo
Etyl lactat -> bơ, kem
Etyl nonanoat -> giống nho
Geranyl axetat ->phong lữ thảo
Geranyl butyrate -> quả anh đào
Isobutyl formate -> dâu rừng
Isoamyl axetat -> lê, chuối (hương liệu trong giọt lê)
Isopropyl axetat -> trái cây
Linalyl axetat -> hoa oải hương, cây xô thơm
Metyl axetat -> keo dán
Methyl anthranilate -> nho, hoa nhài
Metyl benzoat -> trái cây, ylang ylang, feijoa
Metyl butyrat (metyl butanoat) -> dứa, táo, dâu tây
Metyl pentanoat (metyl valerat) -> hoa
Methyl salicylate (dầu của cây đông lạnh) -> Bia gốc hiện đại, Wintergreen
Nonyl caprylate -> trái cam
Octyl axetat -> trái cam
Amyl axetat (pentyl axetat) -> táo chuối
Pentyl butyrat (amyl butyrat) -> mơ, lê, dứa
Propyl hexanoat -> blackberry, dứa, pho mát, rượu vang
Propyl isobutyrate -> Rum
Terpenyl butyrat -> quả anh đào
.....
Diacetyl lad một hợp chất tạo ra hương vị quan trọng mang đến cảm giác ngon miệng như bơ từ nồng độ khoảng 1ppm và ở nồng độ cao hơn mùi bơ hoặc thậm chí là mùi phô mát khi các tế bào chuyển đổi axit amin thành xeton (chẳng hạn như diacetyl) và trờ thành các axit amin khác nhau. Nhưng trong giai đoạn cuối tĩnh và giai đoạn chết tế bào sử dụng xeton trong quá trình trao đổi chất như đường. Các nhà sản xuất bia và chưng cất thường để một khoảng thời gian nghỉ ngơi diacetyl sau quá trình lên men tích cực để loại bỏ các xeton dư thừa. Thời gian lên men ngắn thường dẫn đến dư thừa diacetyl. Đun nóng, ví dụ trong quá trình chưng cất, làm tăng sự hình thành diacetyl từ các xeton khác. Diacetyl khá dễ bay hơi với nhiệt độ sôi là 88 độ và rất khó loại bỏ khỏi tinh thể ngay cả khi chưng cất trong cột chưng cất liên tục.
Quá trình trao đổi chất của nấm men tạo ra nhiều hợp chất lưu huỳnh, phần lớn SO2. SO2 bị khử thành H2S, rất dễ bay hơi và dễ bay ra khỏi wort nếu đủ CO2 được tạo thành. Lên men chậm do nhiệt độ thấp, tốc độ tạo thành chấp, nhiễm bẩn hoặc nấm men không tốt không tạo ra đủ Co2 dẫn đến mức H2S cao trong dịch nha. Một số hợp chất lưu huỳnh có mùi thơm cao như dimethylsulphide (DMS) và -trisulphide (DMTS), dimethylsulphoxide (DMSO), S-methyl methionine (SMM), dithiapenthyls (DTPOH, DTPA) và các mercaptan khác nhau chủ yếu có nguồn gốc từ mạch nha, nhưng chủ yếu được chuyển hóa bởi men và nồng độ cồn của chúng có thể tăng hoặc giảm trong quá trình lên men. Methione và cysteine là các axit amin có chuỗi lưu huỳnh có thể bị phá vỡ trong quá trình phát triển tế bào và chuyển hóa năng lượng. Các tế bào bị bỏ đói cũng có chuyển sang trạng thái dị hóa (autophagosytosis), trong đó chúng phá vỡ các cơ quan trong tế bào ( axit amin trong tế bào này) đẻ tạo ra năng lượng, và điều này có thể tạo ra lưu huỳnh dư thừa. Đây là lý do tại sao các men bia được nuôi cấy kị khí cùng với men của nhà máy chưng cất tạo ra nhiều hợp chất lưu huỳnh so với một trong hai loại được sử dụng đơn lẻ. Men bia bị bỏ đói ( được thu hoạch từ nhà máy bia, không phải từ quá trình nhân giống yếm khí hoặc trong phòng thí nghiệm) tạo ra các hợp chất lưu huỳnh thơm nhiều hơn gấp đôi so với nấm men tươi cùng dòng. Men chưng cất được sử dụng một mìmh tạo ra lưu huỳnh ít thơm hơn so với các men bia thông thường. Có lẽ vì trạng thái dinh dưỡng tốt hơn. Các hợp chất lưu huỳnh không nhất thiết phải có mùi thơm, nhưng thực tế cần hương vị đậm đà và mùi thơm phức hợp (tất nhiên là phải theo đúng tỷ lệ).
Các phenol trong rượu whisky có nguồn gốc chủ yếu trong than bùn bị đốt trong mạch nha, nhưng một số phenol có hoạt tính rất mạnh, có thể được tạo ra bởi nấm men. Nấm men tự nhiên tạo ra một lượng đáng kể 4-vinyl guaiacol, chất này có mùi thơm phenol rất mạnh. Lưu ý Phenolic đã được là một lưu ý trong sản xuất bia và do đó các nhà sản xuất bia thường chọn các chủng không có gen hoạt động để sản xuất 4-vinyl guaiacol, các trường hợp ngoại lệ bao gồm hầu hết các loại men hefeweisen và rauchbier. Rõ ràng là các loại nấm men của nhà chưng cất thương mại cũng thiếu gen " tạo mùi vị phenolic".
Nguồn: whiskyscience.blogspot
