Ethyl acetate in ethanol fermented beverages: elucidation of pathways and parameters affecting production

Abstract

Bacheloroppgaven omhandler et forsøkt på å kartlegge reaksjonsveier til etylacetat i etanolfermenterte næringsmidler. Resultatene fra gjennomgåtte studier antyder at etylacetat blir dannet under fermentering ved biosyntetiserte reaksjoner i gjærcellene til Saccharomyces cerevisiae via alkoholacetyltransferase (AAT) enzymer som katalysatorer, deriblant; etanolacetyl-CoA-transferase 1 (Eat1), acetyltransferase 1 (Atf1) og acetyltransferase 2 (Atf2), sammen med indikasjon på hemiacetal alkohol dehydrogenase (HADH) aktivitet. Selv om flere studier viser til funn og støtter nevnte reaksjonsveier, presiserer flere at enzymaktiviteten og interaksjonen mellom enzymer, fortsatt ikke er godt nok forstått.

Under lagringsprosessen etter endt fermentering pekes det mot dannelse av etylacetat fra oksidasjonsreaksjoner så vel som kjemisk esterifisering med en syrekatalysator til stedet. Derimot ansees det at kjemisk esterifisering, ikke er av signifikans for formasjonen av etylacetat under fermenteringsprosessen i tillegg til at reaksjonsmekanismene i sin helhet under lagringsprosessen fortsatt ikke er fullstendig forstått.

Denne bacheloroppgaven beskriver også betydningen av parameternes innvirkning på produksjonen av etylacetat for å oppnå et næringsmiddel med foretrukket konsentrasjon. Disse parameterne inkluderer: umettede fettsyrer, pH, karbon- og nitrogeninnhold i fermenteringsmediet, temperatur, etanolkonsentrasjon, lagringstid, karbondioksidtrykk, interaksjoner fra andre mikroorganismer og genetisk modifikasjon.

In this bachelor thesis, endeavors to elucidate the pathways of ethyl acetate have been conducted and described in ethanol fermented beverages. Results from reviewed studies implies ethyl acetate production during fermentation through biosynthesized pathways in the yeast cells of Saccharomyces cerevisiae via enzyme-catalyst esterification by alcohol acetyl transferases (AAT) enzymes such as ethanol acetyl-CoA transferase 1 (Eat1), acetyl transferase 1 (Atf1) and acetyl transferase 2 (Atf2), along with indication of hemiacetal alcohol dehydrogenases (HADH) activity. Even though the pathways are consistent with previous findings, several emphasize that the enzyme activity and the interaction between the enzymes is still not fully understood.

During the storage process after ended fermentation, oxidation sequences are deemed as the pathway for ethyl acetate production as well as chemical esterification with an acid-catalyst. However, is chemical esterification not determined as significance for the ethyl acetate production during fermentation. In addition are the reactions taking place during the storage process neither fully understood to this date.

This review also describes the importance of parameters' affect on the production of ethyl acetate in order to achieve a beverage with preferred concentration. These parameters include: unsaturated fatty acids, pH, carbon and nitrogen content, temperature, ethanol concentration, storage time, carbon dioxide pressure, interaction of microorganisms and genetic modification.