| MBAA TQ vol. 40, no. 1, 2003, pp.
11-16 | VIEW
ARTICLE
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Enzymes that Transform Linoleic Acid into Di- and
Trihydroxyoctadecenoic Acids
in Malt
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Hisao Kuroda, Hideo Maeba, and Masachika
Takashio. Brewing Research Laboratories, Sapporo Breweries Ltd., 10
Okatome, Yaizu, Shizuoka 425-0013, Japan.
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Abstract
The qualities of beer are deteriorated by the presence of either di- or
trihydroxyoctadecenoic acids (DHOD and THOD, respectively), which reduce
the beer ‘head’ and produce an astringent flavor. Production of
these hydroxy fatty acids is reduced when the mashing-in temperature is
raised, which suggests that some enzymatic activities in the malt are
involved in the formation of these acids. During the characterization of
the factors that transform linoleic acid into DHOD and THOD in the mash
extract, it was revealed that these acids are produced by both
lipoxygenase (LOX) and a heat-stable enzyme present in the malt. This
newly found enzyme is considered to be an enzyme related to peroxygenase
(POX) that catalyzes the epoxidation of linoleic acid hydroperoxide to
produce epoxy fatty acid and epoxyalcohol. The enzyme, which we named
‘POX-like activity,’ has a high level of heat stability and is
supposed to be a rate-limiting enzyme for the production of DHOD and THOD.
The presence of POX-like activity poses the possibility of developing a
new malting barley that produces less DHOD and THOD by screening for
POX-like activity. In addition, it suggests the presence of other
uncharacterized enzymes in malt, known as cytochrome P450s, that catalyze
the transformation of fatty acid or lipid hydroperoxide into hydroxy fatty
acids, ketols, and carbonyl compounds, offering a new insight into the
mechanism of lipid oxidation during mashing in which catalysts besides LOX
may play an important role in the formation of these products.
Keywords: dihydroxyoctadecenoic acid, lipid oxidation,
lipoxygenase, malt, peroxygenase, trihydroxyoctadecenoic acids
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Síntesis
La calidad de una cerveza es deteriorada por la presencia
tanto de ácido di- ó trihidroxi-octadecenóico (DHOD y THOD,
respectivamente), los cuales reducen la formación y/o estabilidad de la
espuma y producen un sabor astringente. La producción de estos ácidos
grasos hidroxílicos es reducido al utilizar temperaturas iniciales de
maceración más altas, lo que sugiere que alguna actividad enzimática
en la malta está involucrada en la formación de estos ácidos. Al
caracterizar los factores que transforman ácido linoléico en DHOD y
THOD en la maceración, se pudo determinar que estos ácidos son
producidos tanto por lipoxigenasa (LOX) y una enzima termo-estable
presente en la malta. Esta nueva enzima parece estar relacionado con
peroxigenasa (POX), la que cataliza la epoxidación de ácido linoléico
hidroperóxido para producir ácido graso epóxico y alcohol epóxico.
Esta enzima, a la que hemos denominado de ‘actividad similar al POX’,
tiene una alta estabilidad térmica y se supone que es una enzima que
limita la velocidad de reacción para la producción de DHOD y THOD. La
presencia de esta actividad “POX-like” pareciera indicar que podría
ser posible desarrollar un nuevo tipo de cebada cervecera que produzca
menos DHOD y THOD mediante el triaje de la actividad “POX-like”. Es
más, también sugiere la presencia de otras enzimas no caracterizadas en
la malta, conocidas como citocromos P450, las cuales catalizan la
transformación de ácidos grasos o lípidos hidroperóxidos en ácidos
grasos hidroxílicos, ketoles y compuestos carbonílicos, ofreciendo una
nueva óptica al mecanismo de la oxidación lípida durante la
maceración, dado que catalizadores diferentes a LOX pueden tener un papel
importante en la formación de estos productos.
Palabras claves: ácido dihidroxi-octadecenóico, oxidación de
lípidos, lipoxigenasa, malta, peroxigenasa, ácidos
trihidroxi-octadecenóicos
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