Biochemia piwa: dlaczego źródło cukru ma znaczenie

Nasze ostateczne odkrycie magii alkoholu zostało opóźnione przez fakt, że biologia i chemia patrzą na świat na zupełnie inne sposoby. Dopiero patrząc na to, ludzie byli w stanie wyjaśnić proces fermentacji, w którym drożdże spożywają cukier i wydalają alkohol i dwutlenek węgla.

Jest to jeden z najprostszych i najstarszych procesów biochemicznych na planecie. Ale zanim ta transformacja będzie możliwa, potrzebujesz samego cukru. Cukier jest jedną z najważniejszych substancji w przyrodzie. Konkurencja o nie, złożona gra roślin, zwierząt i mikroskopijnych grzybów, ostatecznie daje nam alkohol. Aby w pełni zrozumieć fermentację, musimy zacząć od źródła tego cukru. Rodzaj rośliny, z której pochodzi, jest podstawą rozróżnienia między piwem a innymi napojami.

Rośliny absorbują wodę i dwutlenek węgla, a przy pomocy dłoni słonecznej i kilku enzymów przekształcają je w tlen i cukier w procesie fotosyntezy. Ten prosty proces jest źródłem całego cukru na świecie. Tak żyją rośliny i zaczynają łańcuch pokarmowy, który utrzymuje zwierzęta przy życiu. Uruchom program wystarczająco długo, a rośliny, które nie zostaną zjedzone, ostatecznie staną się źródłem wszystkich naszych paliw kopalnych.

Oznacza to, że popyt na cukier w przyrodzie często przekracza podaż. Trudno w to uwierzyć, gdy spojrzysz na stale rozwijające się talie w rozwiniętym świecie, ale cukier w przyrodzie jest rzadkim zasobem i historycznie, najbardziej słodkie produkty są najtrudniejsze do zdobycia i najtrudniejsze do zrobienia. Udomowienie i rafinacja cukru sięga tysięcy lat, ale na Zachodzie dodawaliśmy tylko rafinowany cukier do wszystkiego od XVIII wieku.

Rośliny wytwarzają cukier, aby mogły rosnąć, a na pewnych etapach, aby mogły wytwarzać owoce lub nasiona, aby rodzić nowe rośliny, które zapewniają przetrwanie gatunku. Nowe nasiona nie mogą fotosyntetyzować i tworzyć własnej energii, dopóki nie wyrosną liście lub pędy, a zazwyczaj korzenie, aby zakotwiczyć je w miejscu i pobrać inne składniki odżywcze z gleby. Tak więc rodzic pakuje swoje nasiona obfitym źródłem cukru, aby pomóc dziecku przetrwać i rosnąć, dopóki nie będzie wystarczająco duży i mocny, aby stworzyć własny cukier.

Istotna jest różnica w sposobie, w jaki robią to ziarna i owoce. Czasami owoc lub jądro otaczające zarodek rośliny ma sprytnie dostosowaną rolę. Jeśli jesteś drzewem, nie chcesz, aby twoje dzieci osiedlały się zbyt blisko, bo wkrótce będziesz rywalizować o składniki odżywcze i światło słoneczne. Wiele owoców rozwinęło symbiotyczny związek ze zwierzętami. Przyciągają wędrujące zwierzęta lub owady słodkimi aromatycznymi związkami smakowymi. Zwierzęta znajdują pożywne owoce do jedzenia, a następnie przenoszą niestrawne nasiona z drzewa i odkładają je na żyznej kupie nawozu w pewnej odległości.

Jeśli to nie zdarzy się wystarczająco szybko, mikroorganizmy wpadną do środka, a kiedy owoc zacznie gnić, zażądają cukru dla siebie. Drożdże są wszędzie, szczególnie w upalne lata, kiedy dojrzewają owoce, i zawsze jest gotowa do przyjęcia wrażliwych paczek fermentujących cukrów. Kiedy trawi cukier, tworzy dwutlenek węgla i alkohol jako produkty uboczne, proces, który nazywamy fermentacją. Jest to wspaniały wynik dla ludzi i innych ssaków wyższego rzędu, ale nie tak wielki, by nasiona, które pozostały na podłodze, umarły bez paczek żywnościowych.

Ziarno jest pod pewnymi względami znacznie mądrzejsze niż owoce i zbudowało wyrafinowaną obronę przed drożdżami. Ponieważ jest mniejszy i lżejszy, może być dmuchany przez wiatr i nie potrzebuje tak dużej odległości od rośliny macierzystej, więc nie musi się pokazywać tak samo, jak robią to jabłka lub wiśnie. A to oznacza, że ​​może być mądrzejszy, jak pakuje cukier dla swojego potomstwa. Ziarna, takie jak jęczmień, są jak zbrojone, ulepszone alternatywy dla owoców. Ziarno ziarna, gdy jest gotowe do opuszczenia rośliny, ma tak twardą skórę, że nie może przedostać się przez nią drobnoustrój lub owad - nawet ludzie muszą zatrudniać młyny kamienne lub metalowe, jeśli chcemy skutecznie zniszczyć zewnętrzną powłokę ziarna. A nawet jeśli uda nam się to zrobić, paliwo w jego wnętrzu ma wyższy poziom ochrony: jest przechowywane nie jako zwykły cukier, ale jako długołańcuchowe cząsteczki skrobi, które są zbyt duże, aby mikroorganizmy mogły zaatakować. Jeśli cząsteczka cukru jest cegłą, skrobia jest ścianą. Kiedy niepowstrzymana siła drożdży spotyka nieruchomy obiekt dojrzałych ziaren jęczmienia, nic się nie dzieje.

I tak niektóre z najprostszych i najbardziej skomplikowanych organizmów na Ziemi tworzą bezbożny sojusz, aby oddzielić zarodek jęczmienia na jego słodki zapas. Ludzie zbierają i modyfikują ziarna, aby umożliwić drożdżom atakowanie cukrów, aw zamian drożdże tworzą alkohol, który ludzie kochają. Oczywiście, drożdże nie mogą nawet wiedzieć lub zrozumieć istnienia lub roli swoich ludzkich partnerów w przestępczości. Przez większość tego czasu nie mieliśmy pojęcia, że ​​współpracujemy również z drożdżami. Byliśmy w sojuszu, w którym żadna ze stron nie znała drugiego. Podczas gdy po stronie ludzkiej wiedzieliśmy, co robimy, nie mieliśmy pojęcia, jak to działa. Przetwarzamy jęczmień przez „słodowanie” przed zaparzeniem przez tysiące lat. Wiemy, dlaczego robimy to za mniej niż dwieście.

Powyższy fragment pochodzi z książki Pete'a Browna Miracle Brew: chmiel, jęczmień, woda, drożdże i natura piwa (Chelsea Green Publishing, październik 2017) i jest przedrukowywany za zgodą wydawcy.