VIEW ARTICLE    DOI: 10.1094/ASBCJ-60-0014

Stereospecificity of 10-Hydroxystearic Acid and Formation of 10-Ketostearic Acid by Lactic Acid Bacteria. Akira Wanikawa (1), Hiroshi Shoji (1), Kenji Hosoi (2), and Kei-ichi Nakagawa, Institute for Production Research and Development, The Nikka Whisky Distilling Co. Ltd., 967 Matsuyama Masuo, Kashiwa, Chiba 277-0033, Japan. (1) Present Address: Asahi Breweries, Ltd., Wine and Spirits Development Section, Brewing Research and Development Laboratory, 1-21, Midori 1, Moriya, Kitasoma, Ibaraki 302-0106, Japan. (2) Corresponding author. Phone: +81 (0) 471 72 3900; Fax: +81 (0) 471 75 0290; E-mail: <k-hosoi@nikkawhisky.co.jp> J. Am. Soc. Brew. Chem. 60(1):14-20, 2002. Accepted October 12, 2001.

We studied the variation in enantiomeric excess of 10-hydroxystearic acid (10-HSA) produced by several strains of lactic acid bacteria from oleic acid. Using (^1)H-nuclear magnetic resonance and chiral-phase HPLC to reveal the microorganisms involved and the mechanisms of the forma­tion, we found that most strains produced nearly optically pure (R)-10-HSA. Among them, one strain of Lactobacillus hilgardii, isolated from a distillery in Scotland, produced 10-HSA with lower enantiomeric excess, and furthermore, the strain produced a large amount of 10-ketostearic acid along with the 10-HSA. In this strain, 10-ketostearic acid was found to be generated from 10-HSA supplied to the cells. Also, the enantiomeric excess of gamma-dodecalactone, formed from 10-ketostearic acid by distiller’s yeasts, was found to be within the range of -17 to 32%; these findings were consistent with the distribution of the enantiomers in malt whiskies. From these results, two conceivable pathways for the formation of lactones during the production of malt whisky were pro­posed: from 10-ketostearic acid with the involvement of distiller’s yeast and from nondistiller’s yeast with 10-HSA as an intermediate. Keywords: Chirality, Enantiomeric excess, Hydroxy fatty acid, Keto fatty acid, gamma-Lactones

Hemos estudiado las variaciones en los excesos enantioméricos del ácido 10-hidroxiesteárico (10-HSA) producido a partir del ácido oléico por diversas cepas de bacterias del ácido láctico. Para desvelar que microorganismos estaban implicados, así como los mecanismos de formación, utilizamos la resonancia magnética nuclear de protón y la cromatografía líquida de altas prestaciones con fase quiral, y encontramos que muchas cepas producen el (R)-10-HSA en forma casi ópticamente pura. Entre dichas cepas, una de Lactobacillus hilgardii, aislada de una fábrica de whisky escocesa, producía 10-HSA con menor exceso enantiomérico y, además, esta cepa producía gran cantidad de ácido 10-cetoesteárico junto con el 10-HSA. En esta misma cepa, encontramos que el ácido 10-cetoesteárico se producía a partir del 10-HSA que se suministraba a las células. Asimismo, el exceso enantiomérico de la gamma-dodecalactona, formada por la levadura de fabricación de whisky a partir del ácido 10-cetoesteárico, se encontraba en el intervalo del -17 al 32%; estos descubrimientos concordaban con la distribución de los enantiómeros en los whiskys de malta. A partir de estos resultados, se propusieron dos rutas plausibles para la formación de lactonas durante la producción del whisky de malta: a partir del ácido 10-cetoesteárico con la participación de la levadura de fabricación de whisky, y a partir de una levadura distinta de la empleada para la fabricación de whisky con el 10-HSA como compuesto intermedio. Palabras clave: Quiralidad, Exceso enantiomérico, Ácido graso hidroxilado, Cetoácido graso, gamma-Lactonas