Επίδραση του Zygosaccharomyces bailii σε συνθετικά υποστρώματα

Καράι, Ιωάννα; Δεμιρτζής, Εμμανουήλ-Παναγιώτης

Effect of Zygossacharomyces bailii in synthetic substrates

Πτυχιακή εργασία

Author

Καράι, Ιωάννα

Δεμιρτζής, Εμμανουήλ-Παναγιώτης

Date

2024-10-01

Advisor

Δρόσου, Φωτεινή

ΤΕΛΙΚΟ_καραι.pdf (1.813Mb)

Keywords

Saccharomyces cerevisae ; Zygosaccharomyces bailii ; Ζυμώσεις ; Γλυκόζη ; Μαλτόζη ; Αειφορία

Abstract

Εδώ και πολλές δεκαετίες, ο συμβατικός σακχαρομύκητας, Saccharomyces cerevisiae, αποτελεί τον κατεξοχήν οργανισμό που επιτελεί την αλκοολική ζύμωση. Ωστόσο, λόγω της αύξησης της χρήσης των non-Saccharomyces ζυμών, γνωστές για τα αρωματικά χαρακτηριστικά που προσδίδουν στα τελικά προϊόντα, στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η εξέταση της ζυμωτικής ικανότητας ενός άλλου ζυμομύκητα, του Zygosaccharomyces bailii, ο οποίος απαντάται φυσικά στον οίνο και συνδέεται συχνά με αλλοιώσεις. Γι’ αυτό το σκοπό, οι αναλύσεις πραγματοποιήθηκαν σε συνθετικά υποστρώματα με διαφορετική πηγή σακχάρων σαν υπόστρωμα. Πιο συγκεκριμένα, παρήχθησαν υποστρώματα με κύριο σάκχαρο τη μαλτόζη και τη γλυκόζη καθώς κι ένα τρίτο μείγμα σακχάρων, το οποίο περιείχε 86% μαλτόζη, 9% γλυκόζη και 5% φρουκτόζη. Οι ζυμώσεις πραγματοποιήθηκαν σε δύο διαφορετικές θερμοκρασίες, στους 20 °C και στους 15 °C, με σκοπό να διαπιστωθεί σε ποια από τις δύο θερμοκρασίες η ζύμη δίνει τα βέλτιστα αποτελέσματα. Πιο συγκεκριμένα, μελετήθηκε η κινητική της ζύμωσης, καθώς και τα παραγόμενα μεταβολικά προϊόντα στις δύο θερμοκρασίες. Μέσω των αποτελεσμάτων παρατηρήθηκε, πως το εξεταζόμενο στέλεχος είναι ικανό να ζυμώσει τα βασικά σάκχαρα. Τα μεγέθη της αιθανόλης, του pH, της οξύτητας και της κατανάλωσης σακχάρων, δεν παρουσίασαν μεγάλες αποκλίσεις σε σχέση με αυτά της βιβλιογραφίας, ενώ παράλληλα εμφάνισαν παρόμοιες τιμές μεταξύ των στελεχών. Η μέτρηση του ελεύθερου αζώτου αμινοξέων (FAN) οδήγησε στο συμπέρασμα πως ο Zygosaccharomyces bailii έχει παρόμοιες ανάγκες σε άζωτο με τον συμβατικό σακχαρομύκητα , ενώ η ανάλυση των πτητικών έδειξε μεγάλη ποικιλία σε αρωματικές ενώσεις, με την χαμηλή θερμοκρασία να παρουσιάζει τις υψηλότερες συγκεντρώσεις. Ο συνδυασμός των αποτελεσμάτων αποδεικνύει πως ο Zygosaccharomyces bailii έδωσε αρκετά ικανοποιητικά αποτελέσματα και κρίνεται ικανός να ζυμώσει και τα τρία διαφορετικά υποστρώματα. Έτσι, παρότι είναι μια non-Saccharomyces ζύμη, γνωστή για τις αλλοιώσεις που προκαλεί, το εν λόγω στέλεχος θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε μελλοντικές ζυμώσεις, προσδίδοντας διαφορετικά χαρακτηριστικά από αυτά του Saccharomyces cerevisiae.

Abstract

For many decades, the conventional Saccharomyces cerevisiae has been the predominant yeast organism that carries out alcoholic fermentation. However, due to the increasing use of non-Saccharomyces yeasts, which are known for the aromatic complexity they impart to the final products, this thesis aims to examine the fermentative capacity of another yeast, Zygosaccharomyces bailii. This yeast is naturally occurring in wine and is often associated with spoilage. For this purpose, analyses were carried out on synthetic substrates with different sources of sugars. Specifically, substrates with maltose and glucose as the main sugars, as well as a third sugar mixture containing 86% maltose, 9% glucose, and 5% fructose, were produced. The fermentations were conducted at two different temperatures, 20°C and 15°C, to determine which temperature yields the best results for the yeast. The study focused on fermentation kinetics and the metabolic products produced at these temperatures. The results showed that the examined strain is capable of fermenting the basic sugars. The values of ethanol, pH, acidity, and sugar consumption were similar to those found in the literature for Saccharomyces cerevisiae, indicating only minor deviations between the strains regardless of the sugar source. The measurement of free amino acid nitrogen (FAN) led to the conclusion that Zygosaccharomyces bailii has similar nitrogen requirements to conventional Saccharomyces cerevisiae. Additionally, the GC-MS volatile analysis revealed a wide range of aromatic compounds, with higher concentrations observed at the lower temperature. Overall, the results demonstrate that Zygosaccharomyces bailii produced satisfactory results and appears to be capable of fermenting all three different substrates. Although it is known as a spoilage yeast, this strain could be used in future fermentations, offering different characteristics compared to Saccharomyces cerevisiae.