VIEW ARTICLE    DOI: 10.1094/ASBCJ-58-0108

Effect of Environmental Conditions on the Flocculation of Saccharomyces cerevisiae. Yu-Lai Jin and R. Alex Speers (1), Department of Food Science and Technology, DalTech, Dalhousie University, P.O. Box 1000, Halifax, NS B3J 2X4, Canada. (1) Corresponding author. Fax: +1-902-420-0219; E-mail: <Alex.Speers@Dal.CA> J. Am. Soc. Brew. Chem. 58(3):108-116, 2000. Accepted February 29, 2000.

The flocculation behavior of two Saccharomyces cerevisiae strains expressing either Flo1 or NewFlo phenotype was examined. The behavior of the two strains was examined while varying ethanol (0-l0.0 ml/100 ml), pH (3.8-5.8), ionic strength (0.01-0.20M), and temperature (5-25°C). The flocculation behavior of Flo1 cells was insensitive to ethanol and pH changes. NewFlo cells exhibited significantly increased flocculation with increases in ethanol concentration (P < 0.05) and pH value (P < 0.01). Increasing ionic strength and decreasing temperature significantly (P < 0.01) retarded flocculation in both strains. The apparent activation energy of flocculation at pH 4.0 and 1 × 10(^8) cells per milliliter was estimated to be 3.2 and 11.0 kcal/mol for Flo1 and NewFlo strains, respectively, indicating distinct sensitivities to temperature. Interestingly, flocculation inhibition by urea was reversed by washing with 100 mM acetate buffer (20°C, pH 4.0, containing 1.0 mM Ca(^2+)), presumably due to the reversible unfolding of zymolectin molecules. A semiempirical model was developed that indicated that the flocculation behavior is affected by the cell volume fraction for both Flo1 (r(^2) = 0.93) and NewFlo (r(^2) = 0.97) strains. This semiempirical model allows adjustment of Helms values due to variation in cell volume fraction, thus partially explaining reported variations of Helms values with respect to fermentation time. Keywords: Brewing yeast, Environmental factors

Se han estudiado las pautas de floculación de dos cepas de Saccharomyces cerevisiae que presentan dos fenotipos distintos: Flo1 y NewFlo. El estudio del comportamiento de las dos cepas se llevó a cabo variando la concentración de etanol (0-10,0 ml/100 ml), el pH (3,8-5,8), la fuerza iónica (0,01-0,20 M) y la temperatura (5-25°C). La floculación de la cepa Flo1 no se veía afectada por los cambios en el pH o en la concentración de etanol. La cepa NewFlo aumentaba significativamente su floculación conforme aumentaba la concentración de etanol (P< 0,05) o el pH (P< 0,01). Un aumento de la fuerza iónica o una disminución de la temperatura retrasaban significativamente (P< 0,01) la floculación en ambos tipos de cepas. Se calculó que la energía de activación aparente del proceso de floculación, a pH 4,0 y con 1 × 10(^8) células/ml, era de 3,2 y 11,0 kcal/mol para las cepas Flo1 y NewFlo, respectivamente, lo que indica que presentan diferentes susceptibilidades a la temperatura. Curiosamente, la inhibición de la floculación causada por la urea resultó ser reversible tras un lavado con tampón acetato 100 mM (20°C, pH 4,0, conteniendo 1,0 mM Ca(^2+)), aparentemente esto podría deberse a que la desnaturalización de las moléculas de zimolectina es reversible. Desarrollamos un modelo semi-empírico que indicó que el comportamiento de las cepas en relación con la floculación depende de la fracción de volumen ocupada por las células, tanto en el caso de las cepas Flo1 (r(^2)= 0,93) como para NewFlo (r(^2)= 0,97). Este modelo semi-empírico permite ajustar los valores obtenidos utilizando el ensayo de Helms, en función de la fracción de volumen ocupada por las células y, así, explicar parcialmente las variaciones descritas para dichos valores en relación con el tiempo necesario para completar la fermentación. Palabras clave: Factores ambientales, Levadura cervecera