Control of the Yeast Propagation Process—How To Optimize Oxygen Supply and Minimize Stress
MBAA TQ vol. 42, no. 2, 2005, pp.
128-132 |
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Olau Nielsen. Scandi Brew, Alfa Laval Copenhagen A/S, Rosenkæret 18, DK-2860
Søborg, Denmark.
Abstract
In a modern propagation plant, the question how to control the process by
ensuring optimal air supply and at the same time minimizing any stress that the
yeast may encounter during its growth in the propagator must be answered. Tests
were carried out in a 10-hL test propagator and later in different full-scale
propagators in breweries with net volumes of 100 and 160 hL. The intention was
to try to detect any signs of stress as a result of the use of a new aeration
device and to find the optimum aeration profile during the propagation. In the
most recent experiments, the outlet gas from a 160-hL net propagator was
monitored and the oxygen content and gas volume were compared with cell growth
and yield factors. Since this control is very informative, but also quite
complicated, a more simple control was also sought, and some valuable and easily
applied methods were developed. The main findings so far are the following. No
stress can be detected as a result of the use of the agitator. The benefit of a
high concentration of dissolved oxygen during propagation is limited. On the
other hand, it seems that oxidative stress is a smaller problem than is carbon
dioxide stress, so the aeration must be sufficient to assume a low concentration
of carbon dioxide in the propagator. By means of monitoring the amount of gas in
the outlet from the propagator, it is also possible to determine when the
aerobic metabolism stops. A simpler but equally reliable way to monitor this is
by measuring the yield factor as the number of million cells per milliliter
produced per degree Plato consumed. Low yield factor means no aerobic activity.
An even simpler but not so reliable method is to observe the foam formation.
High foam levels mean large amounts of carbon dioxide caused by a high degree
Plato consumption. High degree Plato consumption means anaerobic metabolism—and
no aerobic growth.
Keywords: aeration, oxygen, propagation, stress, yeast, yield
Síntesis
En una planta moderna para la propagación de levadura, es necesario
controlar el proceso de manera de asegurar que se proporciona la cantidad
óptima de aire a la vez de minimizar el estrés ocasionado a la levadura
durante su reproducción en el propagador. Se realizaron pruebas, primero en un
propagadpr de 10 hL y luego en propagadores cerveceras de 100 y 160 hL netos,
con la intención de determinar el perfil óptimo de aeración con un nuevo
aparato, como también determinar si este nuevo aparato ocasionaba algún
estrés a la levadura. En los experimentos más recientes, en el propagador de
160 hL neto, se midió el volumen y el contenido de oxígeno del gas expulsado
del propagador, y se comparó estos valores con la reproducción de levadura y
factores de rendimiento. Dado que este procedimiento es más bien complicado, se
desarrollaron otros métodos más sencillos que arrojaron datos valiosos. Hasta
ahora no se ha podido constatar ningún estrés ocasionado por el agirtador. Se
determinó que hay límites a cuan alta puede ser la cencentración de oxígeno
en el propagador, pero también se constató que el estrés ocasionado por altas
concentraciones de oxígeno es menor que el estrés causado por el gas
carbónico, por lo que es necesario mantener un bajo nivel de gas carbónico en
el propagador. La medición de la cantidad de gas a la salida del propagador
también permite determinar cuando el metabolismo aeróbico cesa. Un método
más sencillo para constatar esto es midiendo el rendimiento, el número de
células por mililitro producidos por grado plato consumido, a diferentes
tiempos. Un bajo rendimiento indica el final de la actividad aeróbica. Otra
manera aun más sencilla, pero menos confiable, es por la observación de la
formación de espuma. Mucha formación de espuma es causado por la formación de
mucho gas carbónico como consecuencia de un gran consumo de extracto, lo que a
la vez se debe a un metaboilismo anaeróbico y el fin del crecimiento aeróbico.
Palabras claves: aeración, oxígeno, propagación, estrés, levadura,
rendimiento
