Effects of aeration intensity on the growth and activity of Brettanomyces bruxellensis
https://doi.org/.org/10.21285/2227-2925-2019-9-1-102-108
Abstract
This research is aimed at investigating the effects of aeration on the cell growth of the Brettanomyces bruxellensis yeast and its production of acetic acid and ethanol. Experiments were carried out in a glucose medium and with an air supply of 0-300 dm3/h. It is established that the growth of the biomass is stimulated by a moderate aeration, with the optimal value of the airflow rate being 60 dm3/h. When this value is exceeded, the concentration of the cellular biomass decreases. The yield of ethanol and acetic acid is shown to be dependent on the level of aeration: the greater the volume of air supplied to the fermenter, the higher the yield of acetic acid, and the lower the yield of ethanol. Under a high intensity of aeration, a significant decrease in the ethanol yield is observed. An aeration intensity of above 180 dm3/h results in a decline in the glucose consumption by yeast cells and an increase in the acetic acid concentration in the culture medium (6,0 g/dm3). The ethanol + acetic acid ratio produced per mole of utilized glucose was analysed according to the mass balance of the reaction. The ethanol + acetic acid ratio is shown to remain unchanged under the given conditions. This allows the stoichiometric equation of the fermentation reaction to be clarified for the calculation of the optimal value of oxygen supply and the yield of main products.
About the Authors
I. V. Novikova
Voronezh State University of Engineering Technologies
Russian Federation
Russian Federation
I. A. Yuritsyn
Voronezh State University of Engineering Technologies
Russian Federation
Russian Federation
A. S. Muravev
Voronezh State University of Engineering Technologies
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Lodolo E.J., Kock J.L.F., Axcell B.C., Brooks M. The yeast Saccharomyces cerevisiae - the main character in beer brewing // FEMS yeast research. 2008. Vol. 8. No. 7. P. 1018-1036.
2. Кунце В. Технология солода и пива / пер. с нем. А.А. Куреленкова. СПб.: Профессия, 2001. 912 c.
3. Меледина Т.В. Сырье и вспомогательные материалы в пивоварении. СПб.: Изд-во Профессия, 2003. 304 c.
4. Юрицын И.А., Новикова И.В., Мальцева О.Ю. Перспективы применения высокосбраживающих рас пивных дрожжей с пропагацией чистой культуры // Актуальные вопросы нутрициологии, биотехнологии и безопасности пищи: материалы Всероссийской конференции молодых ученых с международным участием (Москва, 12-13 октября 2017 г.). М.: Изд-во Федерального исследовательского центра питания, биотехнологии и безопасности пищи, 2017. С. 237-240.
5. Scheffers W.A. On the inhibition of alcoholic fermentation of Brettanomyces yeasts under anaerobic conditions // Experientia. 1961. Vol. 17. P. 40-42.
6. Пономарева О.И., Иванова В.А., Прохорчик И.П., Меледина Т.В. Дрожжи рода Brettanomyces. Характеристики и особенности метаболизма // Пиво и напитки. 2017. N 1. С. 38-42.
7. Данина М.М., Иванченко О.Б. Использование дрожжей р. Brettanomyces в технологии пива // Вестник Международной академии холода. 2015. N 4. С. 27-31.
8. Кузьмина Т.Д. Изучение микрофлоры дестабилизированных белых вин. (Болгария) // Пищевая и перерабатывающая промышленность. Реферативный журнал. 1999. N 1. С. 151.
9. von Cosmos N.H., Edwards C.G. Use of Nutritional Requirements for Brettanomyces bruxellensis to Limit Infections in Wine // Fermentation. 2016. Vol. 2. No. 4. P. 17.
10. Загоруйко В.А., Черноусова И.В., Скорикова Т.К., Кишковская С.А., Танащук Т.Н., Иванова Е.В., Черноокова Т.В., Гержикова В.Г., Жилякова Т.К., Ткаченко М.Г., Ищук Е.П. Идентификация дрожжей вида Brettanomyces bruxellensis с помощью специфических праймеров // Виноградарство и виноделие. 2009. N 39. С. 57-60.
11. Castro-Martinez C., Escudero-Abarca B.I., Gomez-Rodriguez J., Hayward-Jones P.M., Aguilar-Uscanga M.G. Effect of physical factors on acetic acid production in Brettanomyces strains // Journal of Food Process Engineering. 2005. Vol. 28. No. 2. P. 133-143.
12. Schifferdecker A.J., Dashko S., Ishchuk O.P., Piškur J. The wine and beer yeast Dekkera bruxellensis // Yeast (Chichester, England). 2014. Vol. 31. No. 9. P. 323-332.
13. Esteve-Zarzoso B., Peris-Torán M.J., García-Maiquez E., Uruburu F., Querol A. Yeast population dynamics during the fermentation and biological aging of sherry wines // Applied and Environmental Microbiology. 2001. Vol. 67. No. 5. P. 2056-2061.
14. Прист Ф.Дж., Кэмпбелл Й. Микробиология пива / пер. с англ. под общ. ред. Т.В. Мелединой и Тыну Сойдла. СПб.: Профессия, 2005. 368 с.
15. ГОСТ 33409-2015. Продукция алкогольная и соковая. Определение содержания углеводов и глицерина методом высокоэффективной жидкостной хроматографии; принят Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 22.06.2015 г. № 78-П)
Review
For citations:
Novikova I.V., Yuritsyn I.A., Muravev A.S. Effects of aeration intensity on the growth and activity of Brettanomyces bruxellensis. Proceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology. 2019;9(1):102-108. (In Russ.) https://doi.org/.org/10.21285/2227-2925-2019-9-1-102-108
Views:
307
Email this article 