Mit kaptunk a növényektől 13.

Alkohol – Erjesztett napfény 

Sör árpából (és komlóból), bor szőlőből, whisky árpából, rum cukornádból, tequila agávéból, pálinka gyümölcsökből: az alkohol is növényi cukrok és keményítők átalakításából születik.

Erjedés: amikor a növényi cukor kultúrává válik

Az alkoholos italok története a növényi cukrok és a mikroorganizmusok közös története. McGovern és munkatársai (2004) kémiai nyomok alapján kimutatták, hogy Kínában már a Kr. e. 7. évezredben készítettek rizsből, mézből és gyümölcsből erjesztett italt. A sör, bor, rum, whisky vagy tequila mind más növényen alapul és más vidékre jellemző, de közös bennük, hogy az ember az erjedést kulturális technológiává alakította.

A növény a fotoszintézis során a Nap energiáját cukrok kémiai kötéseiben raktározza. Az élesztő oxigénszegény közegben a glükózt etanollá és szén-dioxiddá alakítja: C₆H₁₂O₆ → 2 C₂H₅OH + 2 CO₂. Ezzel kevés, de számára felhasználható energiát nyer, és közben újra felhasználhatóvá teszi a glikolízishez szükséges NAD⁺-t. Az „erjesztett napfény” ezért nem puszta költői kép: az ital energiatartalmának végső forrása a növény által befogott napenergia.

Nem minden növényi tartalék erjeszthető közvetlenül. A szőlő leve, a méz és a pálmanedv eleve egyszerű cukrokat tartalmaz. A gabona keményítőjét viszont előbb cukorrá kell bontani: a sörfőzésben a csíráztatás és malátázás aktiválja a gabona amilázait, majd a cefrézés szabaddá teszi az erjeszthető cukrokat. A szaké készítésében az Aspergillus oryzae penészgomba enzimei bontják a gőzölt rizs keményítőjét, miközben az élesztő szinte egyidejűleg alkohollá erjeszti a keletkező cukrot. Az agávé fruktánjaihoz sütés vagy főzés és hidrolízis, a gyümölcsökhöz rendszerint préselés, a cukornádhoz zúzás szükséges. Ugyanaz a végtermék tehát sokféle növényi és technológiai úton születhet.

A gyakorlatban az erjedés nem teljesen oxigénmentes kapcsoló. Az élesztő szaporodásához kezdetben oxigénre és tápanyagokra is szükség lehet, később azonban a cukor nagy részét fermentációval alakítja át. Az etanol az élesztőnek sem ártalmatlan: a sejthártyát és a fehérjéket károsítja, ezért az erjedés rendszerint leáll, amikor elfogy a cukor vagy az alkoholkoncentráció eléri a törzs tűrőképességének határát. A borélesztők többnyire 12–15 térfogatszázalék körüli, egyes válogatott törzsek ennél magasabb alkoholt is elviselnek. Az etanol termelése egyben ökológiai fegyver: a cukros közegben gyorsan szaporodó, alkoholtűrő élesztő visszaszoríthatja kevésbé tűrő versenytársait.

Nem egyetlen élesztő dolgozik

A „sörélesztő” név mögött több életmód és sok ezer törzs áll. A Saccharomyces cerevisiae végzi a legtöbb bor-, ale-, kenyér- és számos hagyományos ital erjedésének fő szakaszát; genomikai adatok szerint a sörfőző vonalak egymástól is részben független háziasítási történeteket őriznek. A hidegen erjesztett lager sörök fő élesztője, a S. pastorianus két faj, a S. cerevisiae és a hidegtűrő S. eubayanus hibridje. A hibridek egyik szülőtől az erjesztőképességet, a másiktól a hidegtűrést örökölték.

A szőlő és a gyümölcs felületén, a pincében és az eszközökön Hanseniaspora, Metschnikowia, Pichia, Torulaspora, Lachancea, Candida, Brettanomyces és más élesztők is jelen lehetnek. A spontán erjedés elején gyakran ezek uralkodnak, majd az alkohol emelkedésével a S. cerevisiae veszi át a terepet. Egyes fajok virágos, gyümölcsös vagy savas aromákat adnak, mások ecetsavat, fenolos „istállós” szagot, fátyolt vagy zavarosodást okozhatnak. A nem-Saccharomyces törzseket ma már tudatos vegyes oltókultúrákban is használják, de ugyanaz a mikroba az egyik italban kívánatos karakter, a másikban romlás lehet. 

Más italok még összetettebb közösségek munkái. A pulquéban élesztők mellett tejsavbaktériumok és nyálkaképző baktériumok alakítják az ízt és az állagot; a savanyú sörökben és egyes almaborokban tejsavbaktériumok is részt vesznek. A szaké esetében a keményítőbontó koji-penész és a S. cerevisiae együttműködése nélkül nincs hatékony erjedés. Az ital tehát nem egyszerűen „egy élesztő terméke”, hanem növényi alapanyag, mikrobiális közösség, edény, hőmérséklet és emberi szelekció közös eredménye.

Növényekből készült erjesztett és lepárolt italok

 

Növényi alapanyag	Ital, eljárás	Térség	Legkorábbi biztos nyom vagy történeti adat
Rizs, méz, galagonya és/vagy szőlő	kevert erjesztett ital	Jiahu, Kína	I. e. 7000–6600: edénymaradványok kémiai jelei; nem tiszta „rizsbor”
Szőlő	bor	Dél-Kaukázus, mai Grúzia	I. e. 6000–5800: borkősav és kapcsolódó savak neolitikus edényekben
Árpa és tönkebúza	sörszerű gabonaital	Egyiptom és Mezopotámia	I. e. 4. évezred: régészeti és írásos adatok; üzemi főzés Abydosban I. e. 3000 körül
Datolya és más gyümölcsök	borok, kevert italok	Közel-Kelet, Észak-Afrika	Bronzkori edények és szövegek; a receptek gyakran több alapanyagot kevertek
Agávénedv	pulque	Közép-Mexikó	Prekolumbián hagyomány; közvetett régészeti nyomok legalább az első évezredből
Kukorica	chicha	Andok	Prekolumbián; Cerro Baúl nagyüzemi főzőhelye Kr. u. 600–1000
Pálmák cukros nedve	pálmabor, toddy	Trópusi Afrika, Dél- és Délkelet-Ázsia	Ősi, többközpontú hagyomány; a korai közvetlen kémiai keltezés hiányos
Alma, körte	almabor, körtebor	Európa és Nyugat-Ázsia	Ókori előzmények, biztos középkori írásos hagyomány
Rizs	szaké	Japán	Korai előzmények bizonytalanok; állami rizserjesztés írásos adatai a 8. századból
Szőlő és gyümölcs	brandy, pálinkafélék	Európa, Kárpát-medence	A tömény italok középkori–kora újkori lepárlástechnikából; a pálinka név 17. századi adat
Cukornádlé vagy melasz	cachaça, rum	Brazília, Karib-térség	A lepárolt náditalok a 16–17. században jelennek meg
Malátázott gabona	whisky	Írország és Skócia	Késő középkori eredet; skóciai számadáskönyvi adat 1494-ből
Gabona, később burgonya	vodka	Kelet- és Észak-Európa	Késő középkori–kora újkori írásos adatok; a burgonya csak a 18. századtól fontos
Főtt agávészív	mezcal, tequila	Mexikó; tequila főként Jalisco	Lepárolt formák a hódítás utáni 16–17. században; a tequila regionális változat

A dátumok nem minden sorban ugyanazt jelentik: ahol edénymaradványok kémiai vizsgálata áll rendelkezésre, azt külön jeleztem; másutt a legkorábbi ismert írásos adatot vagy régészeti összefüggést adom meg. Az erjesztett italok ennél régebbiek is lehetnek, de a bizonyíték nem maradt fenn vagy még nem került elő.

Az erjesztés és a lepárlás nem ugyanaz

A sör, a bor, a szaké és a pulque erjedéssel készül: az etanolt a mikroorganizmus állítja elő. A whisky, rum, vodka, pálinka, mezcal és tequila következő lépése a lepárlás. Melegítéskor a cefre vagy bor illékony összetevői különböző arányban kerülnek a gőzbe, majd hűtéssel ismét folyadékká válnak. A lepárlás tehát nem teremti az alkoholt, hanem feldúsítja a már megerjedt folyadék etanolát és kiválasztott aromakomponenseit.

Az eljárás története nem vezethető vissza egyetlen feltalálóra. Egyszerű lepárlóeszközöket az ókorban illatszerekhez és más anyagokhoz ismertek, az arab nyelvű középkori alkímia pedig sokat fejlesztett a készülékeken és a műveleteken. Az iható szesz rendszeres előállításának biztos európai adatai a középkorból származnak, tömegtermékké pedig a kora újkorban vált. Emiatt félrevezető minden desztillált italt „ősi” formájában elképzelni: a növény használata lehet több ezer éves, miközben a mai tömény ital csak néhány száz éves.

A lepárló a párlat elejét, közepét és végét érzékszervi és analitikai szempontok alapján külön kezeli, de a metanol nem választható le biztonságosan pusztán a tiszta anyagok forráspontjainak összehasonlításával. Vízből, etanolból és sok más vegyületből álló elegyben az illékonyság és a lepárlóberendezés viselkedése összetett. Ezért az ellenőrzött alapanyag, a szabályozott technológia, a laboratóriumi vizsgálat és a jogszabályi határérték fontosabb biztosíték, mint az interneten terjedő egyszerű „előpárlat-szabályok”.

Etanol, metanol és a „faszesz”

Az etanol és a metanol egyaránt színtelen, vízzel elegyedő alkohol, de nem felcserélhető molekulák. Az etanol képlete C₂H₅OH: két szénatomot tartalmaz, ez az alkoholos italok bódító összetevője. A metanol képlete CH₃OH: egy szénatomos alkohol. Szaga és íze alapján nem lehet megbízhatóan megkülönböztetni az etanoltól, ezért is veszélyes a hamisított vagy ismeretlen eredetű szesz.

A „faszesz” történeti neve onnan ered, hogy a metanolt régen fa levegőtől elzárt hevítésekor, száraz lepárlásakor keletkező elegyből nyerték. A nyers falepárlási folyadék metanol mellett vizet, ecetsavat, acetont és sok más vegyületet tartalmazott. A mai ipari metanolt többnyire földgázból vagy más szénforrásból előállított szintézisgázból gyártják. Köznyelvben a faszesz ma rendszerint magát a metanolt jelenti, de történeti szövegben jelentheti a nyers, többkomponensű falepárlási terméket is.

A metanol kis mennyiségben szabályos gyümölcserjedéskor is keletkezhet. A gyümölcs sejtfalának pektinje metilcsoportokat tartalmaz; a pektin-metilészteráz enzimek ezek lehasításakor metanolt szabadítanak fel. Ezért a pektindús gyümölcsökből készült párlatok metanoltartalma általában magasabb, mint a gabona- vagy cukornádalapú szeszeké. A magyarázat nem az, hogy az élesztő „rosszul dolgozott”, és nem az, hogy a lepárlás az etanolt metanollá változtatta. A mennyiséget a gyümölcsfaj, az aprítás, az enzimek, az erjedés és tárolás hossza, valamint a lepárlás módja befolyásolja (Botelho et al. 2020; Blumenthal et al. 2021).

Az emberi szervezet az etanolt alkohol-dehidrogenázzal acetaldehiddé, majd acetáttá oxidálja. Az acetaldehid reaktív és mérgező köztes termék. A metanol ugyanennek az enzimrendszernek a révén formaldehiddé, majd hangyasavvá alakul; főként a hangyasav okozza a súlyos metabolikus acidózist, a látóideg és a retina károsodását, a vakságot és a halált. A tünetek késhetnek, ezért ismeretlen eredetű alkohol fogyasztása után látászavar, hányás, hasi fájdalom, nehézlégzés vagy zavartság sürgősségi mérgezési eset. Otthoni szag-, láng- vagy ízpróba nem teszi biztonságossá az italt.

Fontos arányérzék: szabályosan gyártott gyümölcspárlatban is lehet jogszabály által korlátozott metanol, de a nagy mérgezési járványokat rendszerint illegálisan hozzáadott ipari metanol vagy súlyosan ellenőrizetlen termék okozza. A „házi” nem automatikusan mérgező, a „természetes” viszont nem automatikusan biztonságos. A kereskedelmi forgalomba kerülő ital biztonságát hiteles eredet, szakszerű gyártás és analitikai ellenőrzés alapozza meg. 

Ünnep, rítus, kereskedelmi termék és kockázat

Az alkohol egyszerre ünnep, rítus, kereskedelmi termék és kockázat: egy biokémiai folyamat társadalmi pályafutása. Az erjesztés tartósabbá és mikrobiológiailag sokszor biztonságosabbá tehette a növényi levet, új ízeket és könnyebben hozzáférhető tápanyagokat hozott létre, adóbevételt, kereskedelmet és közösségi szertartásokat szervezett. Ugyanez a molekula azonban heveny mérgezést, sérülést, erőszakot, függőséget, máj- és szív-érrendszeri betegségeket, valamint daganatokat is okozhat.

Az alkoholos ital és az italban levő etanol bizonyítottan emberi rákkeltő. A szervezetben keletkező acetaldehid DNS-károsodást okozhat, az alkohol emellett hormonális, oxidatív és tápanyag-anyagcsere útvonalakon is növeli több daganat kockázatát. Rákmegelőzési szempontból nincs olyan fogyasztási szint, amelyről bizonyítható lenne, hogy kockázatmentes; a kockázat a mennyiséggel nő. A WHO becslése szerint 2019-ben világszerte 2,6 millió haláleset volt az alkoholfogyasztásnak tulajdonítható.

A borban, sörben és párlatban ugyanaz az etanol van. A növényi eredet, a hagyomány, a kézműves készítés vagy egyes kísérőanyagok jelenléte nem semlegesíti az alkohol kockázatát. A teljes elfogyasztott etanol mennyisége, az ivás gyakorisága és mintázata, az életkor, a betegségek, a gyógyszerek, a terhesség és a vezetéshez hasonló helyzetek döntően befolyásolják a veszélyt. A fenntarthatóság kérdése is kettős: a helyi, mellékterméket hasznosító erjesztés lehet takarékos, miközben az öntözött monokultúra, a cukor- és gabonaigény, a lepárlás hőenergiája, az üveg, a hűtés és a világkereskedelem jelentős terhelést okozhat.

Az alkohol történetének mélyén tehát valóban növények állnak: cukrot, keményítőt, aromát és olykor magát az erjesztő közösség élőhelyét adják. De a növény csak a lehetőséget teremti meg. Hogy a napfényből táplálék, közösségi ital, ipari áru vagy egészségkárosító szer lesz, azt a mikroorganizmusokkal közösen kialakított technológia és az emberi használat módja dönti el. 

Irodalom

Baan, R. et al. (2007): Carcinogenicity of alcoholic beverages. The Lancet Oncology 8: 292–293.

Blumenthal, P. et al. (2021): Methanol mitigation during manufacturing of fruit spirits with special consideration of novel coffee cherry spirits. Molecules 26: 2585.

Botelho, G. et al. (2020): Methanol in grape derived, fruit and honey spirits: A critical review on source, quality control, and legal limits. Processes 8: 1609.

Escalante, A. et al. (2016): Pulque, a traditional Mexican alcoholic fermented beverage: Historical, microbiological, and technical aspects. Frontiers in Microbiology 7: 1026.

Gallone, B. et al. (2016): Domestication and divergence of Saccharomyces cerevisiae beer yeasts. Cell 166: 1397–1410.e16.

IARC (2012): Personal Habits and Indoor Combustions. IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans, Volume 100E. Lyon.

Jolly, N. P., Varela, C. & Pretorius, I. S. (2014): Not your ordinary yeast: non-Saccharomyces yeasts in wine production uncovered. FEMS Yeast Research 14: 215–237.

Kitagaki, H. & Kitamoto, K. (2013): Breeding research on sake yeasts in Japan: history, recent technological advances, and future perspectives. Annual Review of Food Science and Technology 4: 215–235.

Laws, B. (2012): Ötven növény, amely megváltoztatta a történelmet. Kossuth Kiadó, Budapest, 224 pp. Fordította és magyar vonatkozásokkal kiegészítette: Molnár V. Attila & Papp Mária.

Libkind, D. et al. (2011): Microbe domestication and the identification of the wild genetic stock of lager-brewing yeast. Proceedings of the National Academy of Sciences 108: 14539–14544.

McGovern, P. E. et al. (2004): Fermented beverages of pre- and proto-historic China. Proceedings of the National Academy of Sciences 101: 17593–17598.

McGovern, P. E. et al. (2017): Early Neolithic wine of Georgia in the South Caucasus. Proceedings of the National Academy of Sciences 114: E10309–E10318.

Moseley, M. E. et al. (2005): Burning down the brewery: Establishing and evacuating an ancient imperial colony at Cerro Baúl, Peru. Proceedings of the National Academy of Sciences 102: 17264–17271.

Walker, G. M. & Stewart, G. G. (2016): Saccharomyces cerevisiae in the production of fermented beverages. Beverages 2: 30.

WHO (2024): Global status report on alcohol and health and treatment of substance use disorders. World Health Organization, Geneva.