A Parallel Analysis of H(2)S and SO(2) Formation by Brewing Yeast in Response to Sulfur-Containing Amino Acids and Ammonium Ions. Weidong Duan and Felicity A. Roddick, School of Civil and Chemical Engineering, RMIT University, Melbourne, Australia; Vincent J. Higgins, Clive and Vera Ramaciotti Centre for Functional Genomics, School of Biotechnology and Biomolecular Sciences, University of New South Wales, Sydney, Australia; and Peter J. Rogers (1), Carlton and United Breweries Ltd., Abbotsford, Melbourne, Australia. (1) Corresponding author. Phone: 61 3 9420 6522; Fax: 61 3 9420 6932; E-mail: <peter.rogers@Fostersgroup.com> J. Am. Soc. Brew. Chem. 62(1):35-41, 2004. Accepted October 20, 2003.

Volatile sulfur compounds (H(2)S and SO(2)) have a profound effect on the sensory quality of beers, but are one of the more difficult variables to control, even in modern breweries, because of the microvariation in malt quality, yeast strain, and fermentation conditions. Research into H(2)S production of yeast has been relatively extensive compared with that of SO(2). A high through-put method was developed that could detect the formation of these compounds in the industrial setting. This technique allowed for the screening of industrial yeast strains for their H(2)S and SO(2) formation profiles and evaluation of fermentation conditions. An investigation into the relationship between H(2)S and SO(2) production showed that both compounds were produced in greater quantities by yeast when grown in the presence of increasing concentrations of cysteine. Methionine repressed the cysteine-induced increase in the H(2)S production but had no effect on the formation of SO(2). Differences were also seen in H(2)S compared with SO(2) production in response to nitrogen levels in wort. Previous observations were confirmed that nitrogen starvation increased the H(2)S production, but our results showed that the SO(2) production was not affected by this condition. In fact, whereas increasing nitrogen levels relieved cysteine-induced H(2)S production, these higher nitrogen levels actually increased the amount of SO(2) produced by yeast. We have shown that, although biochemically H(2)S and SO(2) production are closely linked, environmental conditions can have different effects on their rate of formation. These results provide insights into possible opportunities to modulate the levels of H(2)S and SO(2) in industrial fermentations. Keywords: C/N/S ratio, Overlay technique, Redox

Los compuestos de sulfuro volátiles (H(2)S y SO(2)) tienen un efecto profundo en la calidad sensorial de las cervezas, pero son unas de las variables más difíciles de controlar, aun en cervecerías modernas, debido a micro variación en la calidad de malta, cepa de levadura, y condiciones de fermentación. La investigación en producción de H2S de levadura ha sido relativamente extensa comparada con la de SO(2). Un método de alto rendimiento fue desarrollado que podría detectar la formación de estos compuestos en el ambiente industrial. Esta técnica permitió la investigación de cepas industriales de levadura para determinar los perfiles de formación de H(2)S y SO(2) y la evaluación de condiciones de fermentación. Una investigación en relación entre la producción de H(2)S y SO(2) demostró que ambos compuestos fueron producidos en mayores cantidades por levadura cuando fue crecida en la presencia de concentraciones aumentadas de cisteina. Metionina reprimió el aumento de cisteina inducido en la producción de H(2)S pero no tuvo ningún efecto en la formación de SO(2). Diferencias también fueron observadas en la producción de H(2)S comparado a SO(2) en respuesta a niveles de nitrógeno en el mosto. Observaciones anteriores fueron confirmadas que la inanición de nitrógeno aumentó la producción de H(2)S, pero nuestros resultados demostraron que la producción de SO(2) no fue afectada por esta condición. De hecho, mientras que el aumento de niveles de nitrógeno relevó la producción de cisteina inducido de H(2)S, estos niveles más altos de nitrógeno aumentaron realmente la cantidad de SO(2) producido en la levadura. Hemos demostrado que, aunque la producción bioquímica de H(2)S y SO(2) se liga cerca, las condiciones ambientales pueden tener diversos efectos en sus índices de formación. Estos resultados proporcionan penetraciones en oportunidades posibles de modular los niveles de H(2)S y SO(2) en fermentaciones industriales. Palabras claves: Cociente de C/N/S, Técnica de sobrepuesto, Redox