Brew a better Breezer

Transcriptie

1 Brew a better Breezer Workshop Woudschoten Conferentie Sonja Isken / Marieke Beijer Levensmiddelenmicrobiologie Biotechnologie Wageningen Universiteit Workshop - Brew a better breezer Breezer Levensmiddelenfermentaties / vergisting Immobilisatie Proefopzet Proef Evaluatie en discussie Breezer Alternatieve breezer Mix drank Rum + siroop Vergisting van (fruit) siroop Alcohol door vergisting (fermentatie) Helder door immobilisatie Levensmiddelenfermentatie Levensmiddelenfermentaties Ingrediënten Bewerkte levensmiddelen Micro-organismen Consumenten 1

2 Doel fermentaties houdbaarheid smaak/ geur yoghurt vlees kleur vlees verteerbaarheid cassave voedingswaarde tempeh zuur smaak aromatische verbindingen Micro-organismen in fermentaties Bacteriën Melkzuurbacteriën zuivel, groenten, graan, vlees Bacillus spp. smaakstoffen Enterobacteriaceae smaakstoffen Gisten Saccharomyces spp. alcohol, brood Pichia, Torulaspora verzuring Filamenteuze schimmels Aspergillus spp. soja sausen Penicillium spp. schimmelkazen, worsten Rhizopus, Mucor spp. Aziatische Soja producten Indeling fermentaties Alcohol fermentatie Alcoholisch bier, wijn, brood Lactisch yoghurt, groenten Propionisch kaas Alkaline kinema Zuur azijn Niet microbiel thee Embden-Meyerhof route 2 Pyruvic acid 2 Acetaldehyde 2 Ethanol 1 Glucose Entner-Doudoroff route 1 Glucose-6 P 1 6-P-Gluconic acid 2 Pyruvic acid 2 Ethanol Voorbelden samenstelling alcoholische dranken bier wijn Ethanol [vol.%] C3 C5 alcohole [mg/l] < 75 Organische zuren [g/l] Suikers [g/l] Total stikstof [g/l] Glycerol [g/l] Alcohol fermentatie - gisten glucose 2 pyruvaat 2 NAD 2 NADH 2 2 ethanol 2 acetaldehyde C 6 H 12 O 6 2CO C 2 H 5 OH 2

3 Melkzuur fermentatie Azijnzuur fermentatie Oxidatie! 2 ethanol + O 2 2 acetaldehyde + H 2 O 2 acetaldehyde + O 2 2 acetic acid + H 2 O Acetobacter spp. Gluconobacter spp. Propionzuur fermentatie Immobilisatie Oxidatie! koppeling insluiting 3 melkzuur CH 3 CHOH COOH dragerkoppeling netwerk 2 propionzuur 1 azijnzuur 1 CO 2 1 H 2 O CH 3 CH 2 COOH CH 3 COOH adsorptie covalent Propionibacterium shermanii Dwars verbinding Dwars coverbinding Immobilisatie Immobilisatie in alginaat matrix insluiting matrixinsluiting kogel vezel Micro capsules membraan Membraan reactor Alginaat Polysaccharide ( Da) ß-D-mannuronzuur en α-l-guluronzuur Bruinalgen Verdikkingsmiddel, stabilisator, gelvorming (E400- E405) 3

4 Immobilisatie gist in alginaat matrix Diffusie in alginaat Na-Alginaat + gistcellen CaCl 2 oplossing Ficksche wet(ten) V d = D e * F/r *ΔS = P * ΔS V d snelheid diffusie [mmol/s] D e diffusie konstante [cm 2 /s] F oppervlakte [cm 2 ] r afstand [cm] ΔS differentie concentratie [mmol] P - permeabiliteitfactor [cm 3 /s] Diffusie in alginaat Diffusie in alginaatbol met Michaelis Menten kinetica Thiele module ( kengetal) verhouding reactiesnelheid / diffusiesnelheid ϕ = r * k/ D e D e diffusie konstante [cm 2 /s] r afstand [cm] k reactiesnelheidskonstante [s -1 ] ϕ = 1/3 r * v max / K M D e D e diffusie constante [cm 2 /s] r afstand [cm] K M Michaelis Menten constante [mmol/l] V max - snelheid reactie [mmol/ls] Diffusie in alginaat effectiviteit (η) Proef 1 verhouding reactiesnelheid geïmmobiliseerde en vrije biokatalysator S=0.1 Km S= Km S= 10 Km Na-alginaat / gist suspensie als druppel in CaCl 2 15 min ionenuitwisseling Zeven en wassen gistbolletjes 350 ml H2O ml siroop + ~ 50 bolletjes Afsluiten flesjes 2 weken vergisting / CO 2 productie 4

5 Proef 2 Samenvatting Breezer proef Gasbepaling per tijd Vrije en geïmmobiliseerde gist Vergisting / fermentatie Immobilisatie methodes Diffusie Jongeren cultuur Alcohol problemen 5