Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-2405
Main Title: Erhöhung der Zelldichte während der Propagation von Bierhefe
Translated Title: Increase of cell density during propagation of brewer’s yeast
Author(s): Weigert, Claudia
Advisor(s): Methner, Frank-Jürgen
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät III - Prozesswissenschaften
Type: Doctoral Thesis
Language: German
Language Code: de
Abstract: In dieser Arbeit wurden zwei Ziele verfolgt. Erstens die Steigerung der Zelldichte während der Propagation nach Deutschem Reinheitsgebot und zweitens die Einführung einer genauen und schnellen Messmethode des intrazellulären pH-Wertes (ICP) einer Hefezelle zur Bestimmung ihrer Vitalität. Bierwürze enthält im Allgemeinen alle für das Hefewachstum essentiellen Nährstoffe in ausreichender Konzentration, mit Ausnahme von Stickstoff, Zink und Pantothensäure. Zur Maximierung der Hefezelldichte wurde zuerst geklärt, dass Stickstoff und Zink signifikante Einflussgrößen des Hefewachstums sind und dass eine Wechselwirkung zwischen ihnen besteht. Pantothensäure hingegen ist nicht signifikant. Malzwurzelkeime, als Bestandteile der Gerste, dürfen nach Deutschem Reinheitsgebot zur Erhöhung des Nährstoffgehaltes der Bierwürze verwendet werden. Ein aus Malzwurzelkeimen hergestellter Extrakt erhöhte den assimilierbaren Stickstoffgehalt des Mediums von 177 mg/L auf 472 mg/L und erzielte damit eine Zelldichte von 198 Mio./mL, was einer Anhebung um 50 % entsprach. Malzwurzelkeime in hohen Konzentrationen von bis zu 100 g/L stellen eine geeignete Möglichkeit zur Erhöhung der Zelldichte nach Deutschem Reinheitsgebot dar. Die Beurteilung der Hefevitalität erfolgte mittels Zytometrie. Sie ermöglichte durch die Messung einzelner Zellen die Darstellung einer ICP-Verteilungskurve und damit von Heterogenitäten einer Population. Die Photometrie kann nur einen ICP-Mittelwert einer Hefepopulation erfassen. Eine existierende fluoreszenzphotometrische Methode wurde erfolgreich auf ein Zytometer übertragen, indem während der Propagation drei charakteristische Wachstumsphasen signifikant differenziert und Subpopulationen aufgedeckt wurden. In Stressversuchen wurden Unterschiede in den Verteilungskurven im Vergleich zu Standardbedingungen sichtbar. Die Zytometrie ermöglicht eine spezifischere Aussage als die Photometrie bei gleicher Probenvorbereitungs- und Messzeit und ist somit für die Routineanalyse geeignet.
This thesis had two goals, first, the increase of cell density during propagation according to German Purity Law and second, the introduction of a precise and short intracellular pH (ICP) method for determining Saccharomyces cerevisiae vitality. Brewer’s wort contains generally all essential nutrients as adequate supply required for yeast growth except for nitrogen, zinc and pantothenic acid. Before maximizing cell density, it was primarily determined that nitrogen and zinc are significant influencing factors on yeast growth with interaction effect. However, pantothenic acid was not significant. Malt rootlets as constituent parts of barley may be added to wort in order to raise concentrations of nutrients according to German Purity Law. An extract made of malt rootlets elevated the amount of assimilable nitrogen in wort from 177 mg/L up to 472 mg/L and gained a cell density of 198 Million/mL, meaning an increase of yield of 50 %. Malt rootlets in high concentrations up to 100 g/L are an appropriate action for increasing cell density according to German Purity Law. The evaluation of yeast vitality was accomplished via cytometry. In contrast to fluorescence photometric measurements, which show only average ICP values of a population, flow cytometry allows the presentation of an ICP distribution and so heterogeneity of populations. By examining six repeated propagations with three separate growth phases (lag, exponential, stationary), an ICP method previously established for photometry was transferred successfully to flow cytometry. During the propagation of brewer’s yeast, three different growth phases were significantly distinguished by flow cytometry and sub-populations identified. During stress experiments, differences in distributions were observed compared to standard conditions. In contrast to photometry, flow cytometry increases information about the yeast population’s vitality via a short measurement, which is suitable for routine analysis.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-25839
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/2702
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-2405
Exam Date: 12-Jan-2010
Issue Date: 25-Mar-2010
Date Available: 25-Mar-2010
DDC Class: 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Subject(s): Ausbeute
Bierhefe
ICP
Malzwurzelkeime
Vitalität
Brewer’s yeast
ICP
Malt rootlets
Vitality
Yield
Usage rights: Terms of German Copyright Law
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