VIEW ARTICLE    doi:10.1094/ASBCJ-2011-0909-01

Zinc Interactions with Brewing Yeast: Impact on Fermentation Performance. Raffaele De Nicola (1) and Graeme M. Walker (2), Yeast Research Group, School of Contemporary Sciences, University of Abertay Dundee, Dundee, Scotland. (1) Current address: DSM Nutritional Products, Wurmisweg 576, CH-4002 Basel, Switzerland. (2) Corresponding author. E-mail: <g.walker@abertay.ac.uk> J. Am. Soc. Brew. Chem. 69(4):214-219, 2011.

The effect of zinc on brewing yeast cells was studied in relation to zinc uptake, fermentation performance, and flavor congener formation. Experiments using malt wort with variable supplements of zinc salts were conducted in small-scale conical vessels and in pilot-plant fermentors to reproduce industrial lager beer fermentations. During small-scale fermentations, zinc was taken up completely from wort by yeast within the first 48 and 96 hr, when zinc concentrations in wort were 1.0 and 4.85 ppm, respectively. Zinc impacted fermentation performance, with wort zinc levels required for optimal fermentation ranging from 0.48 to 1.07 ppm. These initial zinc levels corresponded to final zinc yeast cell contents of 14 and 108 fg/cell, respectively. In pilot-plant fermentors, “preconditioning” of yeast by enriching cells with zinc prior to fermentation benefited fermentation progress when zinc-deficient wort was employed. Flavor congener profiles appeared to be affected only at high zinc levels of 10 ppm, with elevated concentrations of higher alcohols and some esters (ethyl caproate and isoamyl acetate) observed. We concluded that control of zinc bioavailability, including Zn-supplementation strategies (for both wort and yeast), plays an important role in dictating brewing yeast fermentation performance and product quality. Keywords: Brewing yeast, Pilot-plant fermentors, Saccharomyces cerevisiae, Zinc

El efecto del zinc en las células de levadura cervecero se ha estudiado en relación con la absorción de zinc, el rendimiento de la fermentación, y la formación de los congéneres sabor. Los experimentos que usan el mosto de malta con suplementos variables de sales de zinc se llevaron a cabo en pequeña escala en tanques de forma cónica y en fermentadores en la fábrica piloto para reproducir fermentaciones industriales de cerveza lager. En fermentaciones de pequeña escala, zinc fue tomada por completo del mosto por la levadura en las primeras 48 y 96 hr, cuando las concentraciones de zinc en la hierba fue de 1.0 y 4.85 ppm, respectivamente. El zinc tuvo un impacto en el rendimiento de la fermentación, con la hierba de los niveles de zinc requerido para la fermentación óptima que van desde 0.48 hasta 1.07 ppm. Estos niveles de zinc inicial correspondió al contenido final de zinc célula de levadura, de 14 y 108 fg/célula, respectivamente. En fermentadores de fábrica piloto, "preacondicionamiento" de la levadura, enriqueciendo las células de zinc antes de la fermentación se beneficiaron el rendimiento de la fermentación cuando un mosto con una deficiencia de zinc se utilizó. Perfiles de sabor congénere que parecía ser sólo afectó a los niveles de zinc de alta de 10 ppm, con elevadas concentraciones de alcoholes superiores y ésteres de algunos (etil acetato de isoamilo y caproato) observó. Llegamos a la conclusión de que el control de la biodisponibilidad del zinc, incluidas las estrategias de suplementación de Zn (tanto para el mosto y la levadura), juega un papel importante en dictando el rendimiento de fermentación de la levadura cervecero y la calidad del producto. Palabras claves: Fermentadores de fabrica piloto, Levadura cervecero, Saccharomyces cerevisiae, Zinc