Η επίδραση του ψευδαργύρου στη ζύμωση του ζύθου
The effect of zinc on beer fermentation

Μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία
Συγγραφέας
Μαλεβίτης, Νικόλαος
Ημερομηνία
2024-11-05Επιβλέπων
Σεχάντε, ΑντνάνΛέξεις-κλειδιά
Ψευδάργυρος ; Ζύμη ; Ζύμωση ; Συνένζυμο ; Αλκοολική αφυδρογονάση ; Ιχνοστοιχεία μετάλλων ; Ασβέστιο ; Χαλκός ; ΜαγγάνιοΠερίληψη
Ο ψευδάργυρος είναι απαραίτητο ιχνοστοιχείο στα βιολογικά συστήματα. Για παράδειγμα, δρα ως σταθεροποιητής κυτταρικής μεμβράνης, παίζει κρίσιμο ρόλο στη γονιδιακή έκφραση και την τροποποίηση του γονιδιώματος και ενεργοποιεί σχεδόν 300 ένζυμα, συμπεριλαμβανομένης της αλκοολικής αφυδρογονάσης. Σε αυτή την διπλωματική εργασία θα επικεντρωθώ κυρίως στα βιομηχανικά στελέχη του ζυμομύκητα Saccharomycescerevisiae, με ιδιαίτερη προσοχή στην πρόσληψη και επακόλουθη χρήση αυτού του μετάλλου. Η πρόσληψη του ψευδαργύρου από τη ζύμη εξαρτάται από το μεταβολισμό, με το μεγαλύτερο μέρος του διαθέσιμου ψευδαργύρου να μετατοπίζεται πολύ γρήγορα στο κενοτόπιο. Κατά την κυτταρική διαίρεση, ο ψευδάργυρος κατανέμεται από τα μητρικά στα θυγατρικά κύτταρα και αυτό μειώνει αποτελεσματικά τη μεμονωμένη κυτταρική συγκέντρωση ψευδαργύρου, η οποία μπορεί να εξαντληθεί κατά την έναρξη της ζύμωσης. Ο ψευδάργυρος επηρεάζει τις ζυμωτικές επιδόσεις της ζύμης και θα δοθούν παραδείγματα σχετικά με την ζυθοποιία. Οι βιομηχανικές ζύμες υπόκεινται σε αρκετές πιέσεις που μπορεί να βλάψουν την απόδοση της ζύμωσης. Τέτοιες πιέσεις μπορεί επίσης να επηρεάσουν την ομοιόσταση του ψευδαργύρου στα κύτταρα ζυμομύκητα. Σε αυτή την θεωρητική εργασία θα συζητηθούν οι πρακτικές συνέπειες για τη σωστή διαχείριση της βιοδιαθεσιμότητας ψευδαργύρου για βιοτεχνολογίες που βασίζονται σε ζυμομύκητες που στοχεύουν στη βελτίωση της ανάπτυξης, της βιωσιμότητας, της απόδοσης ζύμωσης και της αντοχής στις περιβαλλοντικές πιέσεις.Eπίσης θα εξεταστεί η συνέργεια του ψευδαργύρου καθώς και η ανταγωνιστικότητά του με άλλα ιόντα μετάλλων όπως το ασβέστιο ο χαλκός και το μαγγάνιο καθώς και η επίδραση του ψευδαργύρου στις ξινές μπύρες μέσα από τεκμηριωμένες πειραματικές μελέτες στις οποίες βασίζεται και αυτή η έρευνα.
Περίληψη
Zinc is an essential trace element in biological systems. For example, it acts as a cell membrane stabilizer, plays a critical role in gene expression and genome modification, and activates nearly 300 enzymes, including alcohol dehydrogenase. In this thesis, I will focus primarily on industrial strains of the yeast Saccharomyces cerevisiae, with particular attention to the uptake and subsequent utilization of this metal. Zinc uptake by yeast is metabolically dependent, with most of the available zinc being rapidly translocated to the vacuole. During cell division, zinc is distributed from the mother to the daughter cells, and this effectively reduces the individual cellular zinc concentration, which can be depleted at the onset of fermentation. Zinc affects yeast fermentation performance and examples from brewing will be given. Industrial yeasts are subject to several stresses that can impair fermentation performance. Such stresses may also affect zinc homeostasis in yeast cells. In this theoretical paper, the practical implications for the proper management of zinc bioavailability for yeast-based biotechnologies aimed at improving growth, viability, fermentation performance and resistance to environmental stresses will be discussed. The synergy of zinc as well as its competitiveness with other metal ions such as calcium, copper and manganese will also be examined, as well as the effect of zinc on sour beers through documented experimental studies on which this research is based.