Koji działa jak zewnętrzny układ trawienny dla soi i ryżu
Koji to ziarna ryżu, soi lub innego surowca przerośnięte pleśnią Aspergillus oryzae albo pokrewnymi kulturami. Najważniejszą funkcją pleśni nie jest samo „sfermentowanie” ziarna, lecz produkcja ogromnego zestawu enzymów. Amylazy tną skrobię na mniejsze cukry, proteazy i peptydazy rozkładają białka, a inne enzymy uwalniają związki smakowe i substraty dla kolejnych mikroorganizmów. W produkcji miso, sosu sojowego czy sake koji działa więc jak zewnętrzny układ trawienny: najpierw chemicznie rozmontowuje duże cząsteczki, dopiero potem drożdże i bakterie mogą intensywnie wykorzystać powstałe składniki.
Pleśń przygotowuje surowiec dla następnego etapu
Surowe ziarno i soja są bogate w skrobię oraz białka, ale wiele mikroorganizmów nie potrafi szybko korzystać z tych wielkich cząsteczek. Aspergillus oryzae rozwiązuje problem przez wydzielanie enzymów na zewnątrz komórek. Enzymy dyfundują w podłożu i tną makrocząsteczki na znacznie mniejsze fragmenty.
To odróżnia koji od prostego startera, który jedynie „zaszczepia” proces. Pleśń wykonuje etap biochemicznej obróbki surowca, podobny funkcjonalnie do trawienia.
Amylazy uwalniają cukry
Skrobia jest magazynem glukozy, ale cząsteczki skrobi są zbyt duże, aby drożdże mogły je bezpośrednio fermentować. Amylazy wytwarzane przez koji rozcinają wiązania w skrobi i tworzą krótsze cukry. W produkcji sake pozwala to drożdżom otrzymać substrat do fermentacji alkoholowej.
W innych produktach uwolnione cukry wpływają na smak i stają się pożywieniem dla kolejnych mikroorganizmów dojrzewających razem z koji.
Proteazy tworzą podstawę umami
Soja zawiera bardzo dużo białka. Koji produkuje proteazy, peptydazy i enzymy powiązane z przemianami glutaminy oraz glutaminianu. Rozpad białek uwalnia peptydy i wolne aminokwasy, w tym glutaminian silnie związany z odczuciem umami.
W sosie sojowym aktywność proteolityczna szczepu A. oryzae jest jednym z kluczowych parametrów technologicznych. Hodowcy kultur starterowych selekcjonują szczepy właśnie pod kątem zestawu i aktywności wydzielanych enzymów.
To fabryka enzymów, nie tylko pleśń
Przeglądy koji wymieniają cały zestaw aktywności: proteazy, aminopeptydazy, karboksypeptydazy, glutaminazy, amylazy i enzymy działające na polisacharydy ścian komórkowych. Wspólnie zmieniają twardy, złożony surowiec w mieszaninę prostszych cząsteczek.
Dlatego dwa szczepy wyglądające podobnie mogą dać inny produkt. Różnią się profilem enzymów, tempem wzrostu i odpornością na warunki procesu.
Jedna technologia łączy wiele potraw
Koji jest fundamentem kilku pozornie bardzo różnych produktów: sosu sojowego, miso, sake i części innych fermentowanych przypraw. Nie dlatego, że wszystkie mają smakować tak samo, lecz dlatego, że wszystkie korzystają z tej samej strategii — zewnętrznego enzymatycznego rozkładu surowca.
Dalsze etapy są już odmienne. Jedne produkty przechodzą fermentację alkoholową, inne słoną fermentację z bakteriami i drożdżami, a jeszcze inne dojrzewają jako pasta. Koji przygotowuje chemiczną bazę, na której można zbudować różne ekosystemy.
Koji pokazuje różnicę między fermentacją a enzymatycznym dojrzewaniem
W potocznym języku cały proces produkcji miso czy sosu sojowego nazywa się fermentacją, ale duża część kluczowej pracy jest czysto enzymatyczna. Proteaza po wydzieleniu przez pleśń może rozcinać białko niezależnie od tego, czy komórka grzyba nadal aktywnie rośnie obok. To rozdzielenie jest ważne dla zrozumienia smaku: mikroorganizm dostarcza narzędzia, a narzędzie działa później w zmienionym środowisku. Wysoka sól moromi może zahamować wzrost wielu grzybów, ale część enzymów powstałych na etapie koji nadal pozostaje aktywna. Dlatego dojrzewanie jest mieszanką żywego metabolizmu bakterii i drożdży oraz reakcji katalizowanych przez wcześniej wytworzone enzymy. Granica między „fermentacją” a „dojrzewaniem” okazuje się znacznie mniej oczywista niż w prostym schemacie szkolnym.
Udomowiony Aspergillus sam jest produktem selekcji
A. oryzae jest blisko spokrewniony z A. flavus, ale przemysłowe linie koji zostały przez ludzi wyselekcjonowane pod kątem bezpieczeństwa i ogromnej produkcji enzymów. Historia koji to więc podwójna biotechnologia: najpierw człowiek udomowił pleśń, a następnie wykorzystuje jej enzymatyczny arsenał do przebudowy innych surowców. Dobór temperatury i wilgotności na etapie koji steruje więc nie tylko tempem wzrostu grzyba, ale też tym, jaki zestaw enzymów i w jakiej ilości trafi do dalszego dojrzewania.