II.a erjesztési kísérlet. Kevert kultúrás főerjesztés

A kísérletek második körében négy idegen élesztővel és a sörélesztővel végeztem erjesztést négy keverési arány beállításával. A keverési arányokat annak tudatában választottam, hogy a tápközeg a S. cerevisiae sörélesztőnek fog kedvezni. A sörlé a sörélesztő számára ideális tápközeg, a többi élesztőnek – már csak szénhidrát összetétele miatt – nem az. Az első keverési aránynál egyenlő sejtszámmal indultak az élesztők, majd az idegen élesztőket különböző mértékű előnnyel indítottam.

SÖRÉLESZTŐ : IDEGEN ÉLESZTŐ

1 : 1

1 : 2

1 : 5

1 : 10

A kezdő sejtszámokat úgy állítottam be, hogy az idegen élesztők 1 x 10⁷ sejt/ml koncentrációban, a Saccharomyces cerevisiae sörélesztő pedig az arányoknak megfelelően 2-10-szer kisebb koncentrációban volt jelen az erjesztés indításakor. A sejtek szaporítása is sörlében történt, amiben a maltózt nem használó élesztők kisebb ütemben szaporodnak. Azért kellett a beoltásnak ezt a módját alkalmazni, mert a rendelkezésre álló sejt mennyiségből csak ilyen módon lehetett elérni a kívánt arányokat.

A következő négy ábrán a kevert kultúrás erjesztések végén megállapított sörélesztő-idegen élesztő arányokat ábrázoltam (18-21. ábra).

1 : 1

S^ÖRÉLESZTŐ IDEGEN ÉLESZTŐ

S’codes ludwigii S. exiguus S. delbrueckii

S. cerevisiae WS 34/70

82.4

18.ábra. Élesztősejtek aránya az erjesztés végén 1:1 sörélesztő-idegen élesztő kezdeti sejtaránynál

1 : 2

S^ÖRÉLESZTŐ IDEGEN ÉLESZTŐ

S’codes ludwigii S. exiguus S. delbrueckii

S. cerevisiae WS 34/70

72.1

19.ábra. Élesztősejtek aránya az erjesztés végén 1:2 sörélesztő-idegen élesztő kezdeti sejtaránynál

1 : 5

SÖRÉLESZTŐ IDEGEN ÉLESZTŐ

S’codes ludwigii S. exiguus S. delbrueckii

S. cerevisiae WS 34/70

73.7

20.ábra. Élesztősejtek aránya az erjesztés végén 1:5 sörélesztő-idegen élesztő kezdeti sejtaránynál

1 : 10

SÖRÉLESZTŐ IDEGEN ÉLESZTŐ

S’codes ludwigii S. exiguus S. delbrueckii

S. cerevisiae WS 34/70

54.7

21.ábra. Élesztősejtek aránya az erjesztés végén 1:10 sörélesztő-idegen élesztő kezdeti sejtaránynál

A feltételezés, miszerint a táptalaj összetétel a sörélesztőnek fog kedvezni, a sejtkoncentráció arányokon megmutatkozott. Általánosságban elmondható, hogy a kezdeti sejtkoncentrációk fele volt mérhető az idegen élesztőknél az erjesztés végén az 1:1 és 1:2 arányú beoltásnál. Az 1:5 arány esetében a S. delbrueckii és a S’codes ludwigii nagyobb arányban volt jelen az erjesztés végén, mint a másik két törzs. Ez a tendencia figyelhető meg az 1:10 aránynál is. Tízszeres mennyiségben kellett beoltani az idegen élesztőket ahhoz, hogy az egy hetes erjesztés végére is megmaradjon a – kezdetinél lényegesen kisebb – túlsúlyuk. Ám ez is csak két törzs, a Saccharomycodes ludwigii és a Saccharomyces delbrueckii esetében alakult így. (A Melléklet I. táblázatában az erjesztések kezdeti és végső sejtkoncentrációit, illetve sörélesztő:idegen élesztő százalékos sejtarányait összegeztem.)

1:1 1:2 1:5 1:10

S'codes ludwigii S. exiguus

S. delbrueckii T. delbrueckii

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0

Etanol koncentráció (V/V%)

22.ábra. Különböző arányú kevert kultúrákban mért etanol koncentrációk az erjesztést követően

Megvizsgálva a végső sejtarányok és az alkoholtartalom összefüggését az egyes keverékeknél az alábbiakat találtam (22. ábra).

Saccharomycodes ludwigii: Mind a négy keverési aránynál relatíve alacsony alkoholkoncentrációkat mértem. Az 1:1 és 1:2 arányoknál a többi élesztőt tartalmazó tenyészetekhez képest is alacsony az etanol mennyisége, noha a keverékben lévő élesztők aránya hasonló. Magyarázat lehet erre a kisebb végső sejtkoncentráció.

Saccharomyces exiguus: Az élesztő számára a sörlé határozottan kedvezőtlen tápközegnek tűnik.

Bármi volt a kezdő sörélesztő:S. exiguus arány, az erjesztés végén a sörélesztő kétszer akkora mennyiségben volt jelen. Ennek ellenére az etanol koncentráció viszonylag alacsony maradt, amire az összes végső sejtszám alacsony értéke lehet a magyarázat. (Melléklet I. táblázat)

Saccharomyces delbrueckii: Az 1:5 és 1:10 kiindulási keverési aránnyal indított erjesztések végén az S. delbrueckii nagyobb arányban volt jelen, mint a többi idegen élesztő. A mért alkoholkoncentráció is viszonylag alacsony maradt, egyedül az S’codes ludwigii esetében volt kevesebb etanol az erjesztés után az 1:10-es aránynál.

Torulaspora delbrueckii: Az élesztő számára szintén határozottan kedvezőtlen erjesztési közegnek bizonyult a sörlé. A sörélesztő aránya magas volt mind a négy erjesztés végén, ami magyarázat a viszonylag magas etanol koncentrációkra.

15.táblázat Aroma anyagok koncentrációja a főerjesztés végén 4 különböző sörélesztő-idegen élesztő kezdeti sejtaránynál

ACETALDEHID DMS ETIL

-ACETÁTPROPANOLI-BUTANOLI-AMILACETÁT I-AMILALKOHOL DIACETIL 2,3-PENTÁNDION mg/l μg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l μg/l μg/l SACCHAROMYCES CEREVISIAE : IDEGEN ÉLESZTŐ =1:1

S’codes ludwigii 27,0 13 7,1 7,6 11,0 0,7 44,8 175 117

S. exiguus 30,3 10 7,4 10,1 7,8 0,6 43,8 364 300

S. delbrueckii 30,5 9 8,2 11,1 8,5 0,7 48,6 446 378

T. delbrueckii 29,7 12 8,1 10,4 8,2 0,7 45,2 566 373

SACCHAROMYCES CEREVISIAE : IDEGEN ÉLESZTŐ =1:2

S’codes ludwigii 23,9 8 6,0 6,6 11,5 0,7 42,8 130 79

S. exiguus 27,9 5 5,9 8,5 7,4 0,6 42,8 262 203

S. delbrueckii 25,8 7 6,8 9,3 7,6 0,6 46,1 364 224

T. delbrueckii 27,3 9 7,2 9,0 7,2 0,6 43,5 415 188

SACCHAROMYCES CEREVISIAE : IDEGEN ÉLESZTŐ =1:5

S’codes ludwigii 10,9 10 5,0 6,2 17,3 0,1 34,7 69 22

S. exiguus 26,6 7 5,8 7,6 7,1 0,8 39,8 158 117

S. delbrueckii 23,3 7 6,2 9,3 8,3 0,8 39,8 114 74

T. delbrueckii 32,0 10 7,4 8,4 6,7 0,7 37,5 527 116

SACCHAROMYCES CEREVISIAE : IDEGEN ÉLESZTŐ =1:10

S’codes ludwigii 12,2 11 5,9 6,1 23,9 0,3 46,3 58 17

Az aroma anyagok koncentrációjában – különösen az 1:1 és 1:2 aránynál – a Saccharomyces cerevisiae sörélesztő tevékenysége fedezhető fel (15. táblázat). Az 1:5 és 1:10 arányoknál megjelenik a Saccharomycodes ludwigii hatása: ez az élesztő már a monokultúrás erjesztésben is jelentős mennyiségben termelt izo-butanolt és izo-amilalkoholt. Ennél a két kezdeti keverési aránynál az erjesztés végén relatíve magas volt az idegen élesztő sejtek aránya, így a két vegyület is nagyobb koncentrációban volt jelen.

A diacetil mennyiségének változása is érdekes. A monokultúrás erjesztések során a – T. delbrueckii kivételével – idegen élesztők kb. tizedannyi diacetilt termeltek, mint a sörélesztő. Amelyik kevert kultúrás erjesztés végén (főleg az 1:5 és 1:10 aránynál) az idegen élesztők kicsit nagyobb mennyiségben voltak jelen, ott a diacetil koncentrációja lényegesen alacsonyabb volt. A S’codes ludwigii esetében ez annyira igaz, hogy koncentrációja további utóerjesztés nélkül is olyan kevés volt, mint egy kész sörben. A T. delbrueckii élesztő önmaga is jelentős mennyiségben termel diacetilt, ahogy ez már a monokultúrás erjesztésnél is kiderült.