Sake Mayası Nedir? Kyokai Suşları, Koji ve Ginjo Aroması

Japonya'da onlarca yıl boyunca sakenin neredeyse tamamı aynı maya ailesiyle, Kyokai no. 7 (K7) grubuna ait suşlarla demlendi (Takao ve ark., 2018). Sake mayası denince kastedilen şey ayrı bir tür değil, ekmek ve şarap mayasıyla aynı türe, Saccharomyces cerevisiae'ya ait ama pirinç mayşesinde çalışmaya uygun özellikler taşıyan suşlardır (Akao ve ark., 2011). Onları ilginç kılan da bu uyumun genlerde bıraktığı izler; modern sake suşlarının hızlı fermantasyonu bile bir genin işlevini yitirmesine bağlanıyor (Watanabe ve ark., 2012).

Tür aynı, suş farklı

Genom çalışmasının çıkış noktası, "sake mayası" teriminin laboratuvar suşu S288C dahil diğer S. cerevisiae suşlarından farklı özellikler taşıyan ve sake üretimine uygun suşları anlatmak için kullanılmasıdır (Akao ve ark., 2011). Yaygın kullanılan diploid K7 suşunun taslak genom dizisi, birkaç subtelomerik farklılık ve iki büyük ters dönme dışında S288C ile neredeyse aynı çıkmıştır (Akao ve ark., 2011).

Aynı çalışmada K7'nin homolog kromozomları arasındaki heterozigot bazların mozaik gibi düzensiz dağıldığı ve bu desenin atasal soyda tekrarlanan heterozigotluk kayıplarından kaynaklandığı öne sürülmüştür (Akao ve ark., 2011). K7'de kazanılmış ve kaybedilmiş genler bulunmuş, Ty elementlerinin dağılımı da iki suş arasında belirgin biçimde farklı çıkmıştır (Akao ve ark., 2011).

Sake mayası genetiğine dair yirmi yılı derleyen bir incelemede, K7 genomunun 2000'lerin sonunda çözülmesinin sake mayası ile laboratuvar mayası arasında karşılaştırmalı genomiği mümkün kıldığı ve yeni nesil dizilemenin alanı büyük ölçüde değiştirdiği aktarılır (Akao, 2019).

Koji ile aynı tankta

Sake üretimi şarap ya da biradan bir noktada ayrılır: pirinçte şeker hazır değildir. Bu işi koji küfü Aspergillus oryzae üstlenir; pirinç şarabı üretiminde koji küfü pirinç nişastasını şekerlere parçalarken sake mayası açığa çıkan glukozu etanole dönüştürür (Ma ve ark., 2019). Koji tarafının biyolojisini ayrıca merak ediyorsanız Aspergillus oryzae koji küfü yazısı bu küfü ele alıyor.

Biriken etanol iki ortağı da zorlar. A. oryzae üzerinde yapılan bir laboratuvar çalışmasında etanolün misel büyümesini ve konidi oluşumunu derişimle artan biçimde baskıladığı, yüksek etanolde ise stearik asidin büyük bölümünün linoleik aside dönüştüğü, yani yağ asidi doymamışlığının arttığı bildirilmiştir (Ma ve ark., 2019).

Koji küfünün pirinçle kurduğu bu ilişki başka mutfaklarda da karşımıza çıkar: tatlı ve alkolsüz bir koji içeceği için amazake, tuzlu bir çeşni için soya sosunun fermantasyonu iyi birer karşılaştırma sunar.

Hızlı fermantasyonun genetik bedeli

Sake mayası hücreleri durgunluk evresine girmekte kusurludur ve bu kusur yüksek fermantasyon hızını sürdürmelerini sağlar (Watanabe ve ark., 2012). Modern sake suşlarında hücrenin durgunluk evresine girişini yöneten PAS kinaz Rim15p'nin bir çerçeve kayması mutasyonu nedeniyle karboksil ucundan kesik olduğu bulunmuştur (Watanabe ve ark., 2012). Aynı mutasyon laboratuvar suşuna aktarıldığında stres yanıtı bozulmuş, depo karbonhidratları trehaloz ve glikojenin sentezi azalmış ve G1 evresinde duraklama zayıflamıştır (Watanabe ve ark., 2012).

Deneyin tersi de yapılmış: modern bir sake suşuna işlevsel RIM15 geni geri verildiğinde bu özelliklerin tamamı bastırılmış, laboratuvar suşunda Rim15p'nin ya da hedeflerinin kaybı ise fermantasyon hızını belirgin biçimde artırmıştır (Watanabe ve ark., 2012). Yazarlar bu işlev kaybının modern sake suşlarındaki yüksek etanol üretim hızının anahtar genetik belirleyicisi olabileceğini öne sürer (Watanabe ve ark., 2012).

Etanole dayanıklılık ise ayrı bir özellik. K7'nin etanole toleranslı bir mutantı olan Kyokai no. 11 (K11) suşu, etanol çözeltisinde K7'den daha yüksek canlılık gösterir; mikrodizi analizinde streslerle uyarılan birçok gen K11'de stres olmadan da yüksek düzeyde ifade edilmiştir (Watanabe ve ark., 2007). Bu genlerin çoğu stres yanıt elemanı (STRE) denetimindedir ve yüksek ifade için Msn2p transkripsiyon faktörü gereklidir (Watanabe ve ark., 2007).

Ginjo aromasının arkasındaki mutasyonlar

Parlatılmış pirinçle yapılan ginjo sakelerindeki meyvemsi koku, ginjo-ka, esas olarak etil kaproat ve izoamil asetata bağlanır; bu bileşiklerin oluşumu pirincin dış katmanından gelen doymamış yağ asitleri tarafından baskılanır (Takahashi ve ark., 2017). Daiginjo gibi yüksek kaliteli sakelerde etil kaproat üretimi yüksek, serulenin adlı maddeye dirençli sake suşları yaygın olarak kullanılmaktadır (Tamura ve ark., 2015).

Serulenin direncini veren FAS2 geni mutasyonu baskındır ve diploid sake suşlarında genellikle tek kopya hâlinde taşınır (Kotaka ve ark., 2010). Bu mutasyonu iki kopyada taşıyan diploid bir suş genetik modifikasyon olmadan seçildiğinde, heterozigot suşa göre 2,2 kat daha fazla etil kaproat üretmiştir (Kotaka ve ark., 2010).

Aroma ile genetik kararlılık arasında bir denge de söz konusu. Kontrol noktası mekanizmalarını inceleyen bir çalışmada kullanımdaki serulenin dirençli bir sake suşunda iğ iplikçiği kontrol noktasında kusur bulunduğu, buna karşılık kendiliğinden ortaya çıkan G9CR adlı mutantın hem yüksek etil kaproat üretimini hem de sağlam kontrol noktalarını birlikte taşıdığı bildirilmiştir (Tamura ve ark., 2015). Parlatma oranı yüksek pirinçle yapılan denemelerde izole edilen hec2 mutantında ise etil kaproat artışına EEB1 geninin daha güçlü ifadesi ve alkol asiltransferaz etkinliğinin artışı eşlik etmiştir (Takahashi ve ark., 2017).

Tek tip mayanın dışında: ev mayaları

Bir sake üreticisinin ev mayasından gelen Km67 suşunu inceleyen çalışmanın yazarları, K7 grubunun yaygın kullanımının sake kalitesinin gelişmesine katkı sağladığını ama sakedeki tat çeşitliliğini azaltmış olabileceğini belirtir (Takao ve ark., 2018). DNA dizilemesinde Km67'nin K7 grubuna özgü stres yanıtı genlerindeki işlev kaybı mutasyonlarını taşımadığı ve stres toleransının daha yüksek olduğu görülmüştür (Takao ve ark., 2018).

Aynı çalışmada duyusal değerlendirme ve tat sensörü analizleri Km67 ile yapılan sakenin K7 grubuyla yapılana göre daha dolgun gövdeli olduğunu göstermiş, kimyasal analiz bu farkı yüksek sitramalik asit derişimine bağlamıştır (Takao ve ark., 2018). Yazarlar, ev mayalarının kullanılmasıyla sakenin kalite ve tat özelliklerinin çeşitlenebileceğini öngörür (Takao ve ark., 2018).

Mutfağa uzanan bağlar

Mayanın neden bir mantar sayıldığı ve tomurcuklanarak nasıl çoğaldığı maya bir mantar mı yazısında anlatılıyor. Aynı türün üzüm şırasında nasıl çalıştığını görmek isterseniz şarap mayası nasıl çalışır yazısına geçebilirsiniz. Sakenin ve koji ürünlerinin mantarlarla buluştuğu sofra için Japon mutfağında mantar yazısı bir sonraki durak olabilir.

Bilimsel referanslar

Akao, T. et al. (2011). Whole-genome sequencing of sake yeast Saccharomyces cerevisiae Kyokai no. 7. DNA Res, 18(6), 423-34. PMID 21900213. DOI 10.1093/dnares/dsr029.

Akao, T. (2019). Progress in the genomics and genome-wide study of sake yeast. Biosci Biotechnol Biochem, 83(8), 1463-1472. PMID 30835624. DOI 10.1080/09168451.2019.1588098.

Kotaka, A. et al. (2010). The construction and application of diploid sake yeast with a homozygous mutation in the FAS2 gene. J Biosci Bioeng, 110(6), 675-8. PMID 20708434. DOI 10.1016/j.jbiosc.2010.07.007.

Ma, L. et al. (2019). Modulation of Fatty Acid Composition of Aspergillus oryzae in Response to Ethanol Stress. Microorganisms, 7(6), 158. PMID 31159383. DOI 10.3390/microorganisms7060158.

Takahashi, T. et al. (2017). Breeding of a sake yeast mutant with enhanced ethyl caproate productivity in sake brewing using rice milled at a high polishing ratio. J Biosci Bioeng, 123(6), 707-713. PMID 28286120. DOI 10.1016/j.jbiosc.2017.01.014.

Takao, Y. et al. (2018). Characteristic features of the unique house sake yeast strain Saccharomyces cerevisiae Km67 used for industrial sake brewing. J Biosci Bioeng, 126(5), 617-623. PMID 29884321. DOI 10.1016/j.jbiosc.2018.05.008.

Tamura, H. et al. (2015). Isolation of a spontaneous cerulenin-resistant sake yeast with both high ethyl caproate-producing ability and normal checkpoint integrity. Biosci Biotechnol Biochem, 79(7), 1191-9. PMID 25787154. DOI 10.1080/09168451.2015.1020756.

Watanabe, D. et al. (2012). A loss-of-function mutation in the PAS kinase Rim15p is related to defective quiescence entry and high fermentation rates of Saccharomyces cerevisiae sake yeast strains. Appl Environ Microbiol, 78(11), 4008-16. PMID 22447585. DOI 10.1128/AEM.00165-12.

Watanabe, M. et al. (2007). Elevated expression of genes under the control of stress response element (STRE) and Msn2p in an ethanol-tolerance sake yeast Kyokai no. 11. J Biosci Bioeng, 104(3), 163-70. PMID 17964478. DOI 10.1263/jbb.104.163.

Bu içerik bilgilendirme amaçlıdır, tıbbi tavsiye niteliği taşımaz. Herhangi bir sağlık kararı almadan önce hekiminize danışınız. Fonksiyonel mantarlar ilaç değildir ve hastalıkların tedavisinde kullanılamaz.

Atıf yapılan kaynak: 9  |  Yöntem: Editöryel Politika  |  Referanslar: Bibliyografya