VIEW ARTICLE    http://dx.doi.org/10.1094/ASBCJ-2013-0916-01

Impacts of Premature Yeast Flocculation Factors on Yeast Physiological Characteristics and Metabolite Profiles During Stirred and Unstirred High-Gravity Fermentations. Apostolos G. Panteloglou, Novozymes Biopharma UK Ltd., Castle Court, 59 Castle Boulevard, NG7 1FD, Nottingham, United Kingdom; Katherine A. Smart, SABMiller PLC, SABMiller House, Church Street West, Woking, Surrey, GU21 6HS and Division of Food Sciences, School of Biosciences, University of Nottingham, Sutton Bonington Campus, Loughborough, Leicestershire LE12 5RD, United Kingdom; and David J. Cook (1), Division of Food Sciences, School of Biosciences, University of Nottingham, Sutton Bonington Campus, Loughborough, Leicestershire LE12 5RD, United Kingdom. (1) Corresponding author. E-mail: <David.Cook@nottingham.ac.uk>; phone: +44-(0)-115-9516245; fax: +44-(0)-115-9516685. J. Am. Soc. Brew. Chem. 71(4):214-223, 2013.

Premature yeast flocculation (PYF) is a sporadic condition of brewery fermentations in which yeast settles out from the fermenting wort earlier or more heavily than usual and before full attenuation has been reached. Factors originating from malt (i.e., high molecular weight polysaccharides and antimicrobial peptides) are believed to cause this accelerated flocculation. The impacts of PYF factors on yeast physiological characteristics and metabolite profiles were investigated during high-gravity (15°P) stirred and unstirred laboratory-scale fermentations. The PYF positive (PYF+) malt was known to have caused PYF in brewery fermentations and was confirmed as PYF+ using our in-house PYF test. However, comparing a range of yeast health, growth, and metabolic aspects of fermentation (gravity drop, ethanol yield, and CO(2) evolution), only minor differences were observed between PYF+ and PYF negative (PYF–) fermentations. In particular, sugar uptake was not significantly affected by the PYF status of the wort. Hence, it is unlikely that significant amounts of membrane-disruptive antimicrobial peptides were present in this PYF+ sample; rather, it is more likely that it was inducing PYF primarily through the “bridging” polysaccharide mechanism. The main differences observed in these experiments were between the stirred and unstirred fermentations. Keeping yeast in suspension by mechanical agitation enabled more rapid yeast growth and fermentation progression. Keywords: Brewing, Fermentation performance, Malt quality, PYF, Yeast flocculation

La floculación prematura de levadura (PYF) es una condición esporádica de las fermentaciones de fábricas de cerveza en la que la levadura se sedimenta en el mosto de fermentación antes o más fuertemente que de costumbre y antes de alcanzar la atenuación completa. Factores originarios de malta (es decir, polisacáridos de alto peso molecular y péptidos antimicrobianos) se cree a causar esta floculación acelerada. Los impactos de los factores de PYF sobre las características fisiológicas de levadura y los perfiles de metabolitos fueron investigados durante fermentaciones a escala de laboratorio de alta gravedad (15°P) con y sin agitación. La malta de PYF positivo (PYF+) se sabe que han causado PYF en las fermentaciones de cervecería y fue confirmado como PYF+ usando nuestra prueba interno de PYF. Sin embargo, la comparación de una gama de la salud de levadura, el crecimiento, y los aspectos metabólicos de la fermentación (bajada de gravedad, el rendimiento de etanol, y la evolución de CO(2)), sólo se observaron pequeñas diferencias entre las fermentaciones de PYF+ y PYF negativo (PYF-). En particular, la absorción del azúcar no se vio afectada significativamente por el estado de PYF del mosto. Por lo tanto, es poco probable que cantidades importantes de péptidos antimicrobianos membrana-disruptivas estaban presentes en esta muestra PYF+, sino que es más probable que se estaba induciendo PYF principalmente a través del mecanismo de “puente” de los polisacáridos. Las principales diferencias observadas en estos experimentos eran entre las fermentaciones con agitación y sin agitación. Manteniendo la levadura en suspensión por agitación mecánica activada crecimiento de la levadura y la progresión más rápida de fermentación. Palabras claves: Calidad de malta, Elaboración de la cerveza, Floculación levadura, PYF, Rendimiento de fermentación