Teollisen talteenottohiivan käymiskunnon parantaminen käytettäessä VHG-vierteitä: Pro gradu

Teollisella talteenottohiivalla tarkoitetaan panimolla käymisen jälkeen fermentorin pohjalta talteenotettua hiivaa, jota käytetään uudestaan seuraavassa käymisessä. Talteenottohiivaa kierrätetaan useampaan kertaan, joten sen elävyyden ja käymiskyvyn on pysyttävä hyvänä. Panimoteollisuudessa käytetään korkean kantavierteen (HG = 14–17°P) käymistä, jolloin saadaan tuotettua korkeamman alkoholipitoisuuden omaavaa olutta. Tastä vahvasta oluesta voidaan sen jälkeen laimentaa steriilillä, hapettomalla vedellä halutun vahvuinen lopputuote. Teollisuus olisi halukas siirtymään erittäin korkean kantavierteen käymiseen (VHG = 18–25°P) tuotantokustannusten laskemiseksi. On kuitenkin todettu, että hiiva käyttää huonosti vierteen sokerit loppuun ja talteenottohiivan elävyys on lisäksi erittäin alhainen, eikä sitä näin ollen pystytä kierrättämään uuteen käymiseen. Talteenottohiivan huono käymiskunto johtuu ainakin osittain siitä, ettei se ole pystynyt syntetisoimaan solukalvolleen riittävästi steroleita ja tyydyttymättömiä rasvahappoja, kasvaessaan erittäin anaerobeissa olosuhteissa. Tyydyttymättömät rasvahapot ja sterolit ovat tärkeitä membraanikomponentteja hiivan käymiskyvyn sekä stressinsietokyvyn kannalta ja niiden synteesiin hiiva tarvitsee molekulaarista happea. Tutkimuksen tarkoituksena oli yrittää parantaa talteenottohiivan käymiskykyä ja elävyyttä hiivalietteen ilmastuksen avulla. Ilmastuksen vaikutusta talteenottohiivaan tutkittiin seuraamalla sterolien ja tyydyttymättömien rasvahappojen määrän kasvua ilmastuksen aikana, membraanin maltotransporttereiden aktiivisuuden muutoksia sekä tiettyjen geenien ilmenemistason muutoksia TRAC-analyysin avulla. Lisäksi tutkittiin käymiskokeilla ilmastuksen vaikutusta hiivan käymiskykyyn ja kierrätettävyyteen käytettäessä VHG- vierteitä. Riittävän tehokkaan ilmastuksen ansiosta talteenottohiiva pystyi syntetisoimaan solukalvolleen yhtä korkean määrän steroleita ja tyydyttymättömiä rasvahappoja, kuin oli laboratoriokasvatetulla hiivalla (kasvatettu ravistelukasvatuksena, jolloin hapensaanti rajallista). Ilmastuksen jälkeen myös talteenottohiivan käymiskyky oli parantunut huomattavasti verrattuna ilmastamattomaan talteenottohiivaan. llmastamaton talteenottohiiva ei käyttänyt vierteen sokereita loppuun ja sen elävyys uudelleen talteenotossa oli erittäin huono (–50 %). Ilmastettu talteenottohiiva sitä vastoin käytti vierteen vähintään yhtä hyvin kuin laboratoriokasvatettu, samaa hiivakantaa oleva hiiva. Ilmastettu talteenottohiiva käytti vierteen sokerit jopa nopeammin kuin laboratoriokasvatettu hiiva ja tuotti olueen myös yhtä korkean etanolipitoisuuden. Ilmastetulla talteenottohiivalla oluen pH nousi kuitenkin ylemmäs käymisen aikana, eikä ilmastetun talteenottohiivan elävyys uudelleen talteenotossa ollut yhtä hyvä (–85 %) kuin laboratoriossa kasvatetulla hiivalla (–90 %). Talteenottohiivan solukoko oli kuitenkin ennen ilmastusta ja edelleen myös ilmastuksen jälkeen suurempi kuin laboratoriokasvatetun hiivan. Kun ilmastetulla talteenottohiivalla käytettiin VHG-vierteen hiivauksessa samaa solumäärää (22x106/ ml), eikä samaa hiivamassaa (8 g/1) kuin laboratoriokasvatetulla hiivalla, käymisaika lyheni edelleen 48 tuntia.