Les hautes teneurs en sucres provoquent un stress hyperosmotique chez les levures Saccharomyces cerevisiae, qui augmente la formation d’acide acétique et d’acétaldéhyde, ainsi que le risque d’arrêts de fermentation. Dans cette étude, une fermentation traditionnelle (méthode batch) d’un moût à très haute concentration en sucres (340 g/l) a été comparée à une méthode fed-batch où le même moût a été ajouté à une vitesse adaptée pour maintenir la concentration en sucres à 50 g/l pendant la fermentation. Les deux variantes ont présenté des teneurs finales similaires en éthanol mais, en cours de fermentation, la méthode fed-batch a fourni de meilleurs taux de production d’éthanol, associés à une meilleure viabilité des levures. En outre, les concentrations résiduelles en acide acétique et en acétaldéhyde étaient significativement plus basses après la fermentation fed-batch. La stratégie fed-batch visant à maintenir une concentration en sucres basse et constante pourrait ainsi contribuer au succès et à l’efficacité de la fermentation et à réduire la formation de métabolites associés au stress hyperosmotique de S. cerevisiae. Des études sont actuellement en cours à Changins pour automatiser cette technique et obtenir plus de données sur son application.

Improvement of yeast performance by application of fed-batch fermentations in enology High must sugar concentrations lead to a hyperosmotic stress response in Saccharomyces cerevisiae increasing the formation of acetic acid and acetaldehyde, as well as the risk of fermentation failures. This work compared the traditional batch fermentation of a very high sugar containing grape juice (340 g/l) with a fed-batch fermentation where the same juice was added at such rates as to keep sugar concentrations constant at 50 g/l during the fermentation. In both treatments, the final ethanol concentrations were similar, but higher ethanol formation rates were obtained in the fed-batch fermentations that were associated with increased yeast viability. Significantly less acetic acid and acetaldehyde remained after fed-batch fermentations. The implementation of fedbatch fermentations at low and constant substrate concentrations may be a suitable technique for increasing fermentation success and efficiency and decreasing byproduct formation in alcoholic fermentations by S. cerevisiae. Current studies at Changins will further investigate the application of this technique.

Hohe Mostzuckergehalte führen in der Hefe Saccharomyces cerevisiae zu hyperosmotischem Stress und in der Folge zu erhöhter Bildung von unerwünschten Gärungsnebenprodukten wie Essigsäure und Acetaldehyd (Ethanal), und einer grösseren Wahrscheinlichkeit von Gärstörungen. Ziel dieser Arbeit war es, die traditionelle Gärung (Batch Fermentation) eines Mostes mit hohem Zuckergehalt (340 g/l) mit einer fed-batch Gärung zu vergleichen. Bei der fed-batch Variante wurde die kontinuierliche Zugabe des selben Mostes derart variiert, dass die Zuckerkonzentration während der Gärung bei 50 g/l konstant blieb. Keine signifikanten Unterschiede bezüglich der Endethanolkonzentration konnten beobachtet werden. Aufgrund erhöhter Hefelebensfähigkeit im Fed-batch Verfahren konnten jedoch höhere Ethanolbildungsraten in dieser Variante gemessen werden. Weiterhin führte das Fed-batch Verfahren zu signifikant tieferen Gehalten an Essigsäure und Acetaldehyd. Der Einsatz einer fed-batch Vergärungstechnik bei konstant tiefen Zuckergehalten könnte in der Praxis die Gärungssicherheit und -effizienz erhöhen und die Bildung von unerwünschten Gärungsnebenprodukten minimieren. Derzeitige Studien in Changins haben sich zum Ziel gesetzt das Verfahren zu automatisieren und weiter zu untersuchen.

Elevati tenori zuccherini nel osto causano nel lievito Saccharomyces cerevisiae uno stress iperosmotico e, di conseguenza, una maggiore formazione di prodotti di fermentazione secondari indesiderati quali l’acido acetico e acetaldeide e possibili arresti di fermentazione. Lo scopo del presente lavoro era di confrontare la fermentazione tradizionale (fermentazione batch) di un mosto con elevato tenore zuccherino (340 g/l) con una fermentazione fed-batch. Nella variante fed-batch si è variato continuamente l’aggiunta dello stesso mosto in modo che la concentrazione durante la fermentazione rimanesse costante a 50 g/l. Non si sono osservate differenze significative relative alla concentrazione finale di etanolo. A causa della migliora capacità di sopravvivenza del lievito nel procedimento fedbatch sono stati misurati dei tassi maggiori di formazione di etanolo. Il procedimento fed-batch ha, inoltre, portato a un tenore significativamente inferiore in acido acetico e acetaldeide. L’impiego di una tecnica di fermentazione fed-batch con tenori zuccherini costantemente bassi potrebbe aumentare, nella pratica, la sicurezza ed efficienza della fermentazione e ridurre la formazione di prodotti di fermentazione secondari indesiderati. Attualmente gli studi a Changins si sono posti come obiettivo l’automatizzazione del procedimento e ulteriori verifiche.