Strawberry Field Decoding (2)

Strawberry Field Decoding (2)

ถอดรหัสกลิ่นสตรอเบอรี่ที่เกิดจาก Fermentation ของ StrawberryField (ตอนที่2) อ่านตอน1   อ่านตอน3
---

Strawberry Flavor จาก Fermentation
เมื่อตอนที่แล้วผมชวนพวกเรามารู้จักสารประกอบหลากหลายชื่อที่ให้กลิ่นหอม fruity/ floral ที่มาของกลิ่นสตรอเบอรี่สด โดยสารประกอบเหล่านี้เป็นสารอินทรีย์กลุ่มที่เรียกว่า Ester ซึ่งเกิดจากการทำปฏิกิริยา Esterification กรดอินทรีย์และแอลกอฮอล์ทำปฏิกิริยาร่วมกัน Acid + Alcohol = Ester + water

โดยผลสตรอเบอรี่จะสังเคราะห์ ester เหล่านี้ได้เองโดยอาศัยเอนไซม์ที่ชื่อ Alcohol acyltransferase (AAT) และ Alcohol dehydrogenase (ADH) ช่วยเร่งหรืออำนวยให้ปฏิกิริยาสามารถเกิดขึ้นได้ หลังเก็บเกี่ยวผลสตรอเบอรี่จะเข้าสู่ช่วงสุก (ripe) เปลี่ยนสีจากขาวหรือส้มไปเป็นสีแดงสดใส ในช่วงนี้ AAT จะทำงานมากส่งผลให้ปริมาณ ester เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

การเปลี่ยนน้ำตาล ไขมัน กรดอมิโนให้เป็นกรดอินทรีย์และแอลกอฮอล์ เป็นกระบวนการสร้างพลังงานของผลสตรอเบอรี่ซึ่งเกิดผลพลอยได้เป็นการสร้างกลิ่นสตรอเบอรี่ (ดูแผนภาพประกอบ)

การเปลี่ยนจากสารหนึ่งไปเป็นอีกสารหนึ่งที่เกิดขึ้นภายในสิ่งมีชีวิตนี้เราเรียกว่า ‘การสังเคราะห์ทางชีวภาพ’ หรือ Biosynthesis ซึ่งการเปลี่ยนสารตั้งต้นอย่างพวก Amino acid, Lipid, sugar ให้เกิดเป็นกลิ่นสตรอเบอรี่โดยผ่านขั้นตอนย่อยต่างๆมากมายนี้ก็นับเป็น biosynthesis อย่างหนึ่ง

หลังจากเล่าความเดิมตอนที่แล้วครบถ้วน เราก็มาเข้าเรื่องเนื้อหาของตอนนี้กันซักทีนะครับ
---

Ester ที่ได้จาก Yeast Fermentation
นอกจากสาร ester ที่ถูกสร้างขึ้นในช่วงการสุกของสตรอเบอรี่แล้ว ยังมีสารประกอบอีกตัวหนึ่งชื่อ Furanones ที่มีส่วนสำคัญในกลิ่นและรสของสตรอเบอรี่สด ซึ่งเชื่อกันว่าน้ำตาล fructose เป็นสารตั้งต้นของกระบวนการสังเคราะห์ furanones ตัวนี้

เรายังอาจจะได้เจอชื่อสารตัวอื่นๆร่วมด้วยในกลุ่มของกลิ่นสตรอเบอรี่ เช่น aldyhyde, terpene, และสารประกอบพวก sulfer สารเหล่านี้บอกเราว่ากลิ่นสตรอบอรี่นั้นสามารถได้โดยกระบวนการสังเคราะห์ทางธรรมชาติครับ
แล้วในการหมัก หรือ fermentation ให้ ester ได้ไหม? ตอบว่าได้
มีการศึกษาเรื่อง ester ที่เกิดในระหว่างการหมักเครื่องดื่มแอลกอฮอล์มานานแล้ว ไม่ว่าจะเป็นการหมักไวน์หรือเบียร์ก็ตาม เราจะได้ aroma หอมๆชวนหลงใหลเสมอ กลิ่นพวกนั้นมาจาก ester เหล่านี้แหละครับ เวลาเขาใช้ยีสต์หมักกับผลไม้หรือธัญพืชเพื่อให้ได้เครื่องดื่มแอลกอฮอล์ การควบคุม fermentation เพื่อให้ได้ ester ที่ดีและหลากหลายจนเกิดเป็นความซับซ้อน (complexity) ถือเป็นหัวใจสำคัญของการผลิตเลยทีเดียว

ยีสต์ที่นิยมนำมาใช้ในอุตสาหกรรมไวน์ ส่วนใหญ่จะเป็นสายพันธุ์ (strain) ที่ชื่อ Saccharomyces Cerevisiae ซึ่งสามารถสร้าง Ester จาก fermentation ได้ดี โดย ester ในงานหมักไวน์เขาแบ่งเป็น 2 กลุ่มได้แก่

1. Acetate Ester : เช่น ethyl acetate (กลิ่น fruity), isoamyl acetate (กลิ่นกล้วย), phenyl ethyl acetate (กลิ่นกุหลาบ,น้ำผึ้ง) พวกนี้เกิดจากกรดพวก acetic ทำปฏิกิริยากับ ethanol หรือ complex alcohol ที่เกิดเนื่องจาก metabolism ของ amino acid (แอลกอฮอล์ในสตรอเบอรี่สดก็เกิดจาก metabolism แบบนี้)
2. Ethyl Ester : เช่น ethyl hexanoate (เมล็ดโป้ยกั๊ก, กลิ่นแอปเปิ้ล, สตรอเบอรี่), ethyl octanoate (กลิ่นแอปเปิ้ลเขียว), ethyl decanoate (กลิ่นดอกไม้) พวกนี้เกิดจาก ethanol ทำปฏิกริยากับ กรดไขมันที่มีสายโซ่ยาวปานกลาง (Medium chain Fatty Acid)
   Aroma ester เกิดขึ้นในเซลล์ของยีสต์และจะถูกส่งออกมาภายนอกเซลล์สู่น้ำหมัก โดยพวก acetate ester จะสามารถเกิดได้ง่ายและถูกส่งออกมานอกเซลล์ได้อย่างเรียบร้อย แต่ ethyl ester จะออกมานอกเซลล์ได้ยากกว่า ยิ่ง ester ตัวไหนสายโซ่โมเลกุลยาว ก็ยิ่งจะผ่านออกนอกเซลล์ได้ในสัดส่วนที่ลดลง
   พูดถึงตรงนี้อย่าเพิ่งท้อนะครับ เราแค่เข้าใจไว้ก่อนว่า ester เกิดภายในเซลล์ โดยสารตั้งต้นที่ต่างกันก็จะให้ ester ที่แตกต่างชนิดกันไป และเกิดได้ยากง่ายไม่เท่ากัน

อัตราการสร้าง ester ใน fermentation ขึ้นกับ 3 ปัจจัยหลักด้วยกัน คือ

1. Yeast Strain : คือสายพันธุ์ หรือชนิดของยีสต์ ถ้าต่างพันธุ์ไป flavor profile ก็ต่างด้วย
2. ชนิดของวัตถุดิบที่ใช้หมักยีสต์ : (ชนิดองุ่น ความหวาน สารอาหารตั้งต้นในองุ่น เป็นต้น) ถ้าเทียบกรณีหมักกาแฟก็หมายถึงคุณภาพของเชอรี่หรือ honey ตอนเริ่มหมักนั่นแหละครับ
   
3. สภาวะในการหมัก : อุณหภูมิ ,pH ,หนาแน่นของประชากรจุลินทรีย์ ฯลฯ
   การหมักกาแฟสมัยใหม่ก็พิจารณาเงื่อนไขเหล่านี้เหมือนกันกับเครื่องดื่มอื่นๆเช่นเดียวกัน เพียงแต่ในกรณีของกาแฟนั้นเราต้องคำนึงถึงการหมักที่ส่งผลต่อไปถึงภายในเมล็ดกาแฟอีกชั้นหนึ่ง เพราะเราต้องเอาเมล็ดไปคั่ว ชงอีกทีนึงครับ การมุ่งเป้าไปที่ผลลัพธ์สำคัญคือกลิ่นรสที่สะสมในเมล็ดจึงเป็นเรื่องใหญ่ของนักแปรรูปกาแฟ
   ดังนั้น การหมักกาแฟที่ดีจึงต้องเข้าใจธรรมชาติของยีสต์หรือจุลินทรีย์ตัวที่ใช้งานให้ดี และควบคุมสภาพการหมักให้เหมาะสม และไม่จำเป็นต้องมุ่งมั่นหมักหาแอลกอฮอล์เยอะๆหรอกนะครับ
   เล่ามาถึงตรงนี้ เพื่อนๆคงเริ่มเหนื่อยและมึนกับชื่อสารตัวโน้นตัวนี้มากพอสมควร ผมจะหยุดเรื่องศัพท์แสงวิชาการไว้ก่อนละกัน
   ----
   

เราพากันมาถึงคำตอบของคำถามที่ว่า กลิ่นสตรอเบอรี่เกิดในการหมักกาแฟได้ไหม?
ตอบว่าได้แน่นอนครับ แต่กลิ่นกลุ่มนี้ก็ไม่ได้เกิดง่ายนัก เพราะอัตราการส่งกลิ่นพวกนี้ออกจากเซลล์ยีสต์มันต่ำกว่ากลิ่นพวกกล้วย กุหลาบ น้ำผึ้ง (พวก Acetate ester)
ที่สำคัญ...strawberry flavor ไม่ได้มีแค่กลิ่นเท่านั้น หากแต่ต้องมีรสเปรี้ยวและหวานอย่างลงตัวพอดีอีกด้วย คือมันไม่ได้ทำดื้อๆง่ายๆเพียงแค่ใส่พวก flavoring oil ลงไปแล้วจบกัน
ถ้าสารกาแฟไม่มี ester, acid และ sweetness มากพอ มือคั่วก็คงคั่วให้ออกมาเป็น Strawberry Field ไม่ได้
ถ้าคนชงไม่รู้วิธีสกัดให้ได้ความหวานออกมาอย่างเต็มที่ กาแฟในถ้วยก็อาจจะมี acidity สูง แต่ sweetness ต่ำเสียจนไม่ได้รสสตรอเบอรี่หวานฉ่ำ
สิ่งนี้คือความเป็นจริงที่สำคัญของกาแฟที่อาศัยเทคนิคแปรรูปชั้นสูงเข้ามาช่วยพัฒนาสร้าง flavor ครับ คือมันทำยาก แต่ก็มีคุณค่าสูงควรค่าให้ผู้ดื่มได้รู้สึกยินดีมีความสุข
...และสามารถดื่มได้หมดเหยือกอย่างสนิทใจ
ขอบคุณบทความอ้างอิง

1. Charles F Forney et al (2000), The Composition of Strawberry Aroma Is Influenced by Cultivar, Maturity, and Storage
   
2. S.M.G.Saerens et al. (2008) , Parameters Affecting Ethyl Ester Production by Saccharomyces cerevisiae during Fermentation
   https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2223249/
   
   

เขียนโดย อาคม สุวัณณกีฏะ 

14 สิงหาคม 2565