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Studie in Zusammenarbeit mit der
Universität von Modena und Reggio Emilia
Auswirkungen von Ethanolstress und niedrigen Temperaturen auf Hefestämme von önologischem Interesse
Die Fluidität der Membranen steht im Mittelpunkt der jüngsten Forschungsarbeiten, die von der AEB in Zusammenarbeit mit der Universität Modena und Reggio Emilia durchgeführt wurden.
In der Studie werden die Ergebnisse zur Membranfluidität bei önologischen Hefestämmen vorgestellt, die verschiedenen Stressbedingungen ausgesetzt waren. Die Modulation der Fluidität verdeutlicht eine Strategie, mit der sich Hefezellen an solchen Stress anpassen. Dieser Parameter ist nützlich für die Identifizierung toleranter Stämme und Zusatzstoffe, die eine optimale Gärung gewährleisten.
Die Auswirkungen von Ethanolstress auf die Membranfluidität
Die Membranfluidität, die ein wichtiger Faktor für die Aufrechterhaltung der Membranintegrität und für die Anpassung von Hefezellen ist, wurde unter Ethanolstressbedingungen untersucht. In dieser vorläufigen Untersuchung wurde UMCC 2592 unter den Stämmen der Spezies S. cerevisiae wegen ihrer hohen Ethanoltoleranz ausgewählt, nachdem sie bereits wegen ihrer hervorragenden Fermentationsfähigkeiten untersucht worden war.
Bild 1.
Membranfluiditätswerte, angegeben als GP-Index, des S. cerevisiae-Stamms UMCC 2592 unter verschiedenen Ethanol-Stressbedingungen (0, 10, 14, 16 und 18 % v/v). Unterschiedliche Buchstaben weisen auf signifikante Unterschiede hin (p<0,05).
Nach einer 24-stündigen Behandlung mit 10 % v/v Ethanol zeigte der S. cerevisiae-Stamm (UMCC 2592) einen signifikanten Anstieg der Membranfluidität im Vergleich zur unbehandelten Kontrolle. Bei Ethanolkonzentrationen von 14% v/v bis 18% v/v nahmen die Fluiditätswerte jedoch ab (Abb. 1). Dieses Verhalten scheint auf eine adaptive Reaktion der Hefezellen zurückzuführen zu sein, die implementiert wurde, um die durch Ethanol induzierte Fluidisierungswirkung zu verringern.
Die Auswirkungen der Rehydratation bei niedrigen Temperaturen auf die Membranfluidität
Die Rehydrierung von ADY-Stämmen bei niedrigen Temperaturen, die für Hefe nicht optimal sind, ist eine der Herausforderungen, mit denen Weinkellereien sowohl aus praktischen als auch aus wirtschaftlichen Gründen konfrontiert sind. Aus diesem Grund wurden zwei Rehydrationsnährstoffe getestet, um ihre Auswirkungen auf den Revitalisierungsprozess des ADY-Stamms S. cerevisiae UMCC 2592 zu bewerten.
Die Ergebnisse zeigen, dass der bei 20 °C revitalisierte Stamm unter allen Bedingungen eine geringere Membranfluidität aufweist als der gleiche Stamm, der 24 Stunden lang bei 25 °C kultiviert wurde. Dieses Verhalten stimmt mit der Literatur überein, die eine Versteifung der Membranen auf die Revitalisierung bei niedrigeren als den für Hefe optimalen Temperaturen zurückführt. Nach 24 Stunden bei 25 °C sind jedoch eine Verringerung der Membransteifigkeit und niedrigere GP-Werte zu beobachten. Bemerkenswert ist, dass der Stamm, der mit dem Nährstoff FERMOPLUS Energy Glu 4.0 revitalisiert wurde, im Vergleich zu den anderen beiden Bedingungen weniger signifikante Veränderungen des GP-Index aufweist, was auf eine größere Wirksamkeit dieses Nährstoffs bei der Verringerung der Membransteifigkeit bei 20 °C und folglich auf geringere Fluiditätsschwankungen nach 24 Stunden bei 25 °C hindeutet (Abb. 2).
Bild 2.
Werte der Membranfluidität, angegeben als GP-Index, des S. cerevisiae-Stammes (UMCC 2592), der bei 20°C mit zwei verschiedenen Additiven revitalisiert wurde: FERMOPLUS Energy Glu 3.0 und FERMOPLUS Energy Glu 4.0, gemessen zu Beginn der Fermentation (T0) und nach 24 Stunden bei 25°C (T24). Unterschiedliche Buchstaben weisen auf signifikante Unterschiede hin (p < 0,05).
