Μελέτη της ζύμωσης απλών σακχάρων και ζυθογλεύκους από μη συμβατικές ζύμες

Μπέκος, Νικόλαος; Bekos, Nikolaos

dc.contributor.author	Μπέκος, Νικόλαος	el
dc.contributor.author	Bekos, Nikolaos	en
dc.date.accessioned	2019-05-23T10:31:28Z
dc.date.available	2019-05-23T10:31:28Z
dc.date.issued	2019-05-23
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/48804
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.16602
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/gr/	*
dc.subject	Yeast	en
dc.subject	Ζυμομύκητες	el
dc.subject	Beer	en
dc.subject	Fermentation	en
dc.subject	Food technology	en
dc.subject	Μπύρα	el
dc.subject	Ζύμωση	el
dc.subject	Τεχνολογία τροφίμων	el
dc.title	Μελέτη της ζύμωσης απλών σακχάρων και ζυθογλεύκους από μη συμβατικές ζύμες	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Βιοτεχνολογία τροφίμων	el
heal.classification	Μικροβιολογία τροφίμων	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/7ca946d5a040ec08f2fe2dbc577f138bcd9cdf51
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/66ae619cb80f730ac258a316d18e5590c73e07c2
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-02-08
heal.abstract	Λόγω του παγκόσμιου ανταγωνισμού και της απαίτησης των καταναλωτών για νέα και καινοτόμα προϊόντα, ο τομέας της ζυθοποιείας αξιοποιεί την έρευνα για παραγωγή νέων προϊόντων μπύρας με πολυπλοκότερο αρωματικό προφίλ. Η έρευνα στοχεύει σε στελέχη ζυμομυκήτων πέρα του S. cerevisiae, τους λεγόμενους Non-Saccharomyces, και τα μεταβολικά μονοπάτια που ακολουθούν για το μεταβολισμό των σακχάρων του ζυθογλεύκους για την παραγωγή νέων συνδυασμών αρωμάτων. Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η δυνατότητα μεταβολισμού των βασικών σακχάρων της μπύρας και η μετέπειτα μεταβολική πορεία δυο στελεχών Non-Saccharomyces ζυμομυκήτων, Torulaspora delbrueckii και Metschnikowia pulcherrima, και δυο στελεχών του S. cerevisiae, S-23 (lager) και US-05 (ale) για συγκριτικούς λόγους. Αρχικά παρασκευάστηκαν θρεπτικά υποστρώματα γλυκόζης, φρουκτόζης, μαλτόζης και μίγματος των τριων σακχάρων στην αναλογία που βρίσκονται στο ζυθογλεύκος και μελετήθηκε η δυνατότητα μεταβολισμού τους από τις ζύμες. Η θερμοκρασία ζύμωσης επιλέχθηκε να είναι 13 °C, καθώς σε χαμηλότερες θερμοκρασίες ζύμωσης από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος, διατηρούνται καλύτερα οι αρωματικές ενώσεις που παράγονται, αλλά και για να μελετηθεί η ανθεκτικότητα των ζυμών σε ψυχρό περιβάλλον. Από τα αποτελέσματα μετά το τέλος των ζυμώσεων εξήχθη το συμπέρασμα ότι και οι δυο non-Saccharomyces ζύμες είναι ικανές να μεταβολίσουν τα σάκχαρα και να αναπτυχθούν σε αυτό το περιβάλλον. Ως προς τους ρυθμούς ανάπτυξης, εφαρμόστηκε η λογιστική εξίσωση και υπολογίστηκε η σταθερά δυναμικού μεταφοράς k (1/h). H T. delbrueckii είχε σε όλες τις περιπτώσεις τους μεγαλύτερους χρόνους ολοκλήρωσης της ζύμωσης από τις υπόλοιπες ζύμες και παρουσίασε μεγάλο εύρος στις τιμές των σταθερών της, με μέγιστη τιμή στο υπόστρωμα γλυκόζης, 0,01041 1/h, και ελάχιστη στο υπόστρωμα μαλτόζης, 0,00286 1/h. Η μεγάλη αυτή διαφορά οφείλεται στη διαφορά μεταξύ τελικών πληθυσμών στο υπόστρωμα μαλτόζης και υποστρωμάτων φρουκτόζης και γλυκόζης όπως και στη διαφορά των χρόνων ολοκλήρωσης της ζύμωσης. Η M. pulcherrima είχε το χαρακτηριστικό του μεγαλύτερου χρόνου λανθάνουσας φάσης, αλλά κατά την εκθετική φάση, ο ρυθμός ανάπτυξής της ήταν παρόμοιος με των στελεχών S. cerevisiae. Αυτό αντικατοπτρίζεται από τις σταθερές, καθώς οι τιμές των σταθερών για τις ζύμες Μ. pulcherrima, S. cerevisae S-23 και US-05 κυμαίνονται μεταξύ των τιμών 0,00659 και 0,00469 1/h. Τα 2 στελέχη S. cerevisiae δεν παρουσίασαν σημαντικές διαφορές ως προς την ανάπτυξή τους, εκτός από το υπόστρωμα μαλτόζης, στο οποίο η σταθερά του US-05 ίση με 0,00291 1/h, οδηγώντας στο συμπέρασμα ότι οι ale ζύμες είναι σχεδόν εξίσου ανθεκτικές με τις lager σε ζυμώσεις στους 13 °C. Οι τελικές τιμές της συγκέντρωσης αιθανόλης παρουσιάζουν διαφορές στα υποστρώματα μαλτόζης, με τις ζύμες T. delbrueckii και S. cerevisae US-05 να έχουν χαμηλότερες τελικές συγκεντρώσεις αιθανόλης, περίπου στα 33 g/L, από τις Μ. pulcherrima και S. cerevisae S-23, που αυτές εμφάνισαν συγκεντρώσεις περίπου 40 g/L. Αφού επιβεβαιώθηκε ότι τα στελέχη ζυμών είναι ικανά να ζυμώσουν στη θερμοκρασία αυτή, παρασκευάστηκε μπύρα τύπου Pale Ale και μελετήθηκε η ανάπτυξή τους στο περιβάλλον αυτό, καθώς και ο μεταβολισμός του ζυθογλεύκους. Συγκεκριμένα χρησιμοποίηθηκαν καλλιέργειες T. delbrueckii, M. pulcherrima, S. cerevisiae S-23, S. cerevisiae US-05 και μίγμα T. delbrueckii / S. cerevisiae US-05 αναλογίας 10:1. Η χρήση του μίγματος ζυμών έγινε για να μελετηθούν τα αρώματα που παράγονται από μικτή καλλιέργεια ζυμών. Στο τέλος της ζύμωσης έγιναν μετρήσεις στο χρώμα, την πικράδα και στο αρωματικό προφίλ της κάθε μπύρας που ζυμώθηκε από διαφορετικό στέλεχος. Σε όλες σχεδόν τις μπύρες η πικράδα βρίσκεται κάτω του ορίου της βιβλιογραφίας, με τιμές 22-23 IBU, καθώς προστέθηκε μικρότερη ποσότητα λυκίσκου. Το χρώμα των τελικών προϊόντων είχε τιμές μεταξύ 6,34 και 8,59, με τη μικρότερη τιμή, άρα και το πιο ανοιχτό χρώμα να αντιστοιχεί στον S. cerevisae S-23 και τη μεγαλύτερη στην Μ. pulcherrima. Ως προς το αρωματικό προφίλ, τις μεγαλύτερες συγκεντρώσεις αρωματικών ενώσεων εμφανίστηκαν στις μπύρες που ζυμώθηκαν από τα στελέχη S. cerevisiae S-23 και Τ. delbrueckii, ενώ τη μεγαλύτερη ποικιλία αρωμάτων την εμφάνισε η μικτή καλλιέργεια, κάτι που επιβεβαιώνεται και από τη βιβλιογραφία.	el
heal.abstract	Due to global competition and consumer demand for new and innovative products, the brewing sector is driving research into new beer products with more sophisticated aromatic profiles. The research aims at yeast strains beyond S. cerevisiae , the so - called Non - Saccharomyces , and the metabolic pathways that follow for the metabolism of sugarcane sugars to produce new combinations of flavors. In the present study, the metabolism of basic beer sugars and the subsequent metabolic pathway of two strains of non - Saccharomyces yeast, Torulaspora delbrueckii and Metschnikowia pulcherrima , waw studied, as well as two strains of S. cerevisiae, S - 23 (lager) and US - 05 (ale) for comparative purposes. Initially, nutritional substrates of glucose, fructose, maltose and a m ixture of those three sugars at the ratio found in the wort were prepared and their metabolism from yeasts was studied. The fermentation temperature was chosen to be 13 °C, as at lower fermentation temperatures than ambient temperature, the aromatic compou nds produced are better preserved, but also to study the durability of the yeast in a cold environment. From the fermentation results, it was concluded that both non - Saccharomyces yeasts are able to metabolize sugars and grow in this environment. In terms of growth rates, the logistic equation was applied and the transfer potential constant k (1 / h) was calculated. T. delbrueckii has had in all cases the longest duration of fermentation completion than the other yeasts and exhibited a wide range of values of its constants, with a maximum value on the glucose substrate (0.01041 1/h) and a minimum on the maltose substrate (0 , 00286 1 / hr). This large difference is due to the difference between final cell populations on maltose substrate and fructose and g lucose substrates as well as to the difference in fermentation completion times. M. pulcherrima has had the characteristic of longer lag phase, but during the exponential phase, its growth rate was similar to S. cerevisiae strains. This is reflected by the constants, since the constant values for M. pulcherrima, S. cerevisae S - 23 and US - 05 are between 0.00659 and 0.00469 1/h. The two S. cerevisiae strains did not show significant differences in their growth, except for US - 05 yeast in the maltose substrat e in which the constant of the yeast was 0.00291 1/h, leading to the conclusion that ale yeasts are almost equally cold - resistant with the lager ones in fermentations at 13 °C. The final values of the ethanol concentration show differences in maltose sub strates, with the T. delbrueckii and S. cerevisae US - 05 yeast strains having lower final ethanol concentrations (about 33 g/L) from M. pulcherrima and S. cerevisae S - 23, which exhibited concentrations (about 40 g/L). After confirming that yeast strains are capable of fermenting at this temperature, a Pale Ale beer was prepared and the yeast growth was studied in this environment as well as the metabolism of the wort. In particular, cultures of T. delbrueckii , M. pulcherrima , S. cerevisiae S - 23, S. cerevi siae US - 05, and a 10: 1 ratio of T. delbrueckii / S. cerevisiae US - 05 were used. The use of the yeast mix was made to study the aromas produced by mixed yeast cultivation. At the end of the fermentation, measurements 4 were made on the color, bitterness and aromatic profile of each beer fermented by a different strain. In virtually all beers, bitterness is below the limit of literature, at 22 - 23 IBUs, as less hops were added. The color of the finished products had values between 6.34 and 8.59 SRM, with the lowest value, and so the lighter color, corresponded to S. cerevisae S - 23 and the largest in M. pulcherrima . Regarding the aromatic profile, the highest concentrations of aromatic compounds appeared in the beers fermented by the S. cerevisiae S - 23 and T. d elbrueckii strains, while the larger variety of aromatic compounds was shown by the yeast mix, which is also confirmed by the literature	en
heal.advisorName	Ωραιοπούλου, Βάσω	el
heal.committeeMemberName	Μπουντουβής, Ανδρέας	el
heal.committeeMemberName	Τόπακας, Ευάγγελος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Σύνθεσης και Ανάπτυξης Βιομηχανικών Διαδικασιών (IV)	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	114 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true