Starter - fotorelacja

[JacekKocurek]

Ponieważ padło już nie raz pytanie jak właściwie wygląda starter podczas namnażania drożdży przygotowałem "fotorelację". Starter przygotowany z 15 miesięcznych drożdży Wyeast (Belgian Saison). Od aktywacji do zaszczepienia brzeczki minęły 2 dni. Starter przygotowany na mieszadle magnetycznym.

[WiHuRa]

A od czego zależy obecność piany bądź jej brak ? Czasem tej piany całkowicie brak od początku do końca a czasem prawie wyłazi ze słoika.

[Shooter]

Uważam, że prezentowany starter, był wykonywany niewłaściwie, jeśli chodzi o zastosowanie mieszadła magnetycznego. Saisony nie są aż tak aktywnymi drożdżami jak na przykład Ardenasy, więc obecność piany, wskazuje na niewłaściwe stosowanie mieszadła. Piana świadczy o fermentacji, na zdjęciu "Starter na karuzeli 4", czyli po 48h nie ma już piany, bo drożdże wyjadły pożywkę.

[JacekKocurek]

Zdjęcia nie są najlepsze. Piana jest ale nie taka jak na brzeczce fermentującej nieruchomo Jest tylko przy ściance zlewki i na środku w samym wirze. Nie ma widocznych pęcherzyków gazu w toni. Całe CO2 ulatuje z powierzchni.Może niepotrzebnie zwróciłem uwagę na obecność piany.

[leech]

Piana w starterze może być spowodowana efektem Crabtree:

 

"Niestety,

nawet w warunkach tlenowych może dochodzić do

tworzenia etanolu. Będzie to miało miejsce wtedy, gdy

drożdże otrzymają więcej węglowodanów niż są w sta-

nie w danym momencie przyswoić na drodze tlenowej

(efekt Crabtree). Przekroczenie krytycznego stężenia

węglowodanów spowoduje, że drożdże zaczną przy-

swajać pożywienie na drodze fermentacji, jakby w bio-

reaktorze panowały warunki beztlenowe"

[maku13]

Uważam, że prezentowany starter, był wykonywany niewłaściwie

 

Możesz rozwinąć myśl? Mam, niestety, mało wiedzy na ten temat. Robiłem kilkanaście razy startery na mieszadle i wyglądało to podobnie jak przedstawił Jacek.

 

 

Będzie to miało miejsce wtedy, gdy

drożdże otrzymają więcej węglowodanów niż są w sta-

nie w danym momencie przyswoić na drodze tlenowej

(efekt Crabtree).

 

Zależy to od gęstości brzeczki, wielkości startera?

[dori]

Piana w starterze może być spowodowana efektem Crabtree:

 

"Niestety,

nawet w warunkach tlenowych może dochodzić do

tworzenia etanolu. Będzie to miało miejsce wtedy, gdy

drożdże otrzymają więcej węglowodanów niż są w sta-

nie w danym momencie przyswoić na drodze tlenowej

(efekt Crabtree). Przekroczenie krytycznego stężenia

węglowodanów spowoduje, że drożdże zaczną przy-

swajać pożywienie na drodze fermentacji, jakby w bio-

reaktorze panowały warunki beztlenowe"

Dlatego też startery z małej ilości drożdży robi się stopniowo i zawsze w brzeczce o niskiej gęstości.

[JacekKocurek]

W typowym starterze jednak przeważają warunki beztlenowe. Drożdże i w takim środowisku są w stanie się namnażać. Mieszadło umożliwia jednakowy dostęp do składników odżywczych wszystkim komórkom i usuwa z ich środowiska CO2, nie dostarcza tlenu. Startery przygotowane przy przepuszczaniu powietrza przez brzeczkę mają mniejszy wskaźnik wzrostu niż te przygotowane na mieszadle.

Edytowane 1 Marca 2014 przez JacekKocurek

[tibek]

Startery przygotowane przy przepuszczaniu powietrza przez brzeczkę mają mniejszy wskaźnik wzrostu niż te przygotowane na mieszadle.

A z czego to wynika?

Wg mojego dotychczasowego rozumienia póki jest tlen i pożywka to się będą rozmnażać, a jak tlen cały zużyją to już tylko jedzą (bo potrzebują tlenu do syntezy kwasów tłuszczowych do budowy komórek), co by oznaczało, że napowietrzając większy wskaźnik wzrostu będzie...

Proszę o korektę mojego rozumowania.

[Shooter]

...Mieszadło umożliwia jednakowy dostęp do składników odżywczych wszystkim komórkom i usuwa z ich środowiska CO2, nie dostarcza tlenu. ...

 

OMG Waść się kwasiura opiłeś?! Przecież po to się głównie miesza, żeby napowietrzać. No chyba, że w powietrzu u Kolegi nie występuje tlen. Nie sądzę też, aby drożdże miały utrudniony dostęp do składników pokarmowych skoro w nich pływają. To tak jakby ryba miała utrudniony dostęp do wody.

[JacekKocurek]

Oj chłopie, chcesz się kłócić z faktami? No to proszę na początek zaciągnij sobie "powietrza" znad fermentującej brzeczki. Uwierz mi, że ponad cieczą praktycznie nie ma tlenu. W kolbie takiej jak ta na fotkach jest mniej więcej 1,5dm3 powietrza. Kolba jest przykryta folią aluminiową na tyle szczelnie, że gaz ze środka tylko może wypływać (wewnątrz, dopóki drożdże pracują panuje lekkie nadciśnienie) więc powietrze otaczające kolbę nie ma żadnego wpływu. Te 1,5dm3 zawierają 21% tlenu czyli jest go 0,3dm3 a to z kolei stanowi nieco ponad 0,01mola. Taką ilość drożdże zużywają na spalenie niecałych 0,002mola glukozy czyli 0,29g. W 1,5dm3 starterze 10°Blg jest jakieś 112g cukrów fermentowalnych. No to jaki procent energii drożdże uzyskają drogą aerobową a jaki z fermentacji ? (tlen rozpuszczony nie ma żadnego znaczenia bo jest go ledwo 0,000375 mola przy nasyceniu 8mg/dm3).

Owszem mieszanie pomaga rozpuścić się tlenowi w brzeczce ale jak widać jest go znikoma ilość. Natlenienie brzeczki na pewno pomaga drożdżom ruszyć z miejsca jednak nie należy traktować stwierdzenia, że tlen jest drożdżom bezwzględnie potrzebny do namnażania jako prawdy objawionej. Mikroorganizmy doskonale sobie dawały radę z syntezą osławionych steroli zanim w atmosferze Ziemi pojawił się tlen.

Co do pływania w składnikach pokarmowych to chyba zauważyłeś, że drożdże osadzają się na dnie? Myślisz, że one tam pojawiają się dopiero wtedy jak już wszystko zjedzą? A te co tam leżą przykryte warstwą kilku tysięcy komórek maja jakiś dostęp do pokarmu? Dyfuzja cząstek wielkości maltozy w wodzie jest koszmarnie wolnym zjawiskiem.

Edytka: poprawiłem ilości glukozy, bom się wczoraj machnął w obliczeniach - aerobowo przetwarzana jest jeszcze mniejsza ilość niż pierwotnie napisałem (było 0,55g)

Edytowane 5 Marca 2014 przez JacekKocurek

[GB...]

Co by się stało gdyby mieszadło zostało uruchomione w fermentorze po zadaniu drożdży? Głupie pytanie ale mądre odpowiedzi uzyskam

[JacekKocurek]

Mieszanie pomaga namnażać drożdże ale piwu szkodzi.

[Rafek00]

A z czego to wynika?

Wg mojego dotychczasowego rozumienia póki jest tlen i pożywka to się będą rozmnażać, a jak tlen cały zużyją to już tylko jedzą (bo potrzebują tlenu do syntezy kwasów tłuszczowych do budowy komórek), co by oznaczało, że napowietrzając większy wskaźnik wzrostu będzie...

Proszę o korektę mojego rozumowania.

Działa tu wspomniany efekt Crabtree - nadmiar cukrów powoduje zahamowanie oddychania tlenowego - czyli w gdy jest dużo tlenu i dużo cukru to będzie i zachodziło oddychanie beztlenowe (fermentacja). Dlatego, też startery nie powinny być zbyt gęste, aby zachodziło oddychanie tlenowe, komórki miały więcej energii i byłby lepszy przyrost biomasy.

[JacekKocurek]

Żeby było jasne, to nie twierdzę, że przy dostępie tlenu powstaje mniej biomasy niż w warunkach beztlenowych. Na pewno optymalnie jest zarówno dostarczać tlen jak składniki odżywcze i to w odpowiednich ilościach, adekwatnych do ilości aktywnych komórek jednak wykonanie tego w warunkach domowych wydaje się niemożliwe. Dla przyrostu biomasy podobnie jak nadmiar cukrów szkodliwy jest nadmiar tlenu (gdzieś czytałem, że optimum to 10-50% stanu nasycenia).

Mieszanie wprowadziłoby do startera tlen, gdyby miało skąd, czyli należałoby przewietrzać naczynie, w którym znajduje się starter. Tyle że wtedy łatwo zakazić go drobnoustrojami z powietrza a być może także "przetlenić" brzeczkę.

[tibek]

Działa tu wspomniany efekt Crabtree - nadmiar cukrów powoduje zahamowanie oddychania tlenowego - czyli w gdy jest dużo tlenu i dużo cukru to będzie i zachodziło oddychanie beztlenowe (fermentacja)

Wydaje mi się, że mieszamy tu dwie sprawy.

Jedną jest rozmnażanie się drożdży, a drugą sposób pozyskiwania energii (wiadomo, oddychanie jest dwadzieścia kilka razy bardziej efektywne energetycznie od fermentacji). Zakładam, że drożdże mi tylko fermentują, ale to nie znaczy, że się nie rozmnażają. A skoro do rozmnażania potrzebują tlenu, to chciałbym im go dostarczyć, stąd moje oryginalne pytanie: z czego wynika poniższe

 

Startery przygotowane przy przepuszczaniu powietrza przez brzeczkę mają mniejszy wskaźnik wzrostu niż te przygotowane na mieszadle.

 

Niestety dalej nie dostałem na nie satysfakcjonującej odpowiedzi

[leech]

Niestety dalej nie dostałem na nie satysfakcjonującej odpowiedzi

Ponoć chodzi o mniejszy stres przez wypychanie CO2 ze startera i utrzymywanie drożdży w zawiesinie.

Tu jest ciekawa dyskusja na ten temat, może ktoś w skrócie wyjaśni argumenty obu stron?

http://www.homebrewtalk.com/f13/does-oxygen-really-enter-your-starter-255081/

[JacekKocurek]

Jedyna odpowiedź praktyczna to kalkulator Jamila Zainasheffa, wydaje mi się, że przygotowany na podstawie jego własnych badań. Gdy wstawisz do niego dane i obliczysz objętość startera to dla napowietrzania wychodzi objętość ok 40% większa niż dla ciągłego mieszania. Dlaczego tak jest? No to już pytanie do specjalistów mikrobiologów. Mnie przekonuje usuwanie CO2 i utrzymywanie w zawiesinie.

Edytka: oczywiście połączenie napowietrzania i mieszania daje największy przyrost biomasy ale wyników badań dotyczących efektów takiego połączenia w starterach nie znalazłem.

Edytowane 5 Marca 2014 przez JacekKocurek

[JacekKocurek]

Jeszcze jedna ciekawostka obliczeniowa. Przy fermentacji wspomnianej ilości cukrów drożdże produkują ok 57, tzw. normalnych litrów CO2 (pomijam fakt, że część zużyta jest aerobowo, bo w tym przypadku produkcja CO2 jest jeszcze większa).

[tibek]

Edytka: oczywiście połączenie napowietrzania i mieszania daje największy przyrost biomasy ale wyników badań dotyczących efektów takiego połączenia w starterach nie znalazłem.

OK, to mnie przekonuje. Myślałem właśnie o napowietrzaniu oprócz mieszania

Chociaż używając kamienia napowietrzającego myślę, że "bąbelkowanie" i tak usunęłoby CO2 i utrzymało drożdże w zawiesinie (nawet bez mieszania)

[JacekKocurek]

Właśnie z powodu zbyt słabego mieszania efekty aeracji są gorsze niż przy użyciu mieszadła magnetycznego.

[b.dawid]

Ale żeście mi namieszali, cała moja wizja pracy mieszadła poszła w.... mogę podpytać tak na chłopa rozumowanie?

Niby chodzi o dostarczenie tlenu i namnożenie drożdży. Kolega pisze o braku tlenu który miałby się rozpuścić, ale pisze też o co2 wypychanym ze startera w trakcie mieszania - a jednak zawieszonym nad starterem... tak sobie myślę - a czy zawieszone co2 jako cięższe od powietrza nie wraca do startera i nie miesza się z nim w trakcie pracy mieszadła? jak to jest z tym "wypychaniem"?

Drugi taki aspekt pracy mieszadła - przyłożyłem sobie kawałek folii w trakcie pracy mieszadła w wodzie, mam wrażenie że wytwarza się tam lekkie podciśnienie, czyli jeśli zastosujemy waciany czopuch to jednak stały dostęp tlenu jest(o ile to podciśnienie to nie moje wymysły) tylko czy produkcja co2 w trakcie pracy na starterze nie wyrówna tego podciśnienia, jeszcze raz powtarzam - pod warunkiem że to o czym pisałem występuje.

[JacekKocurek]

Musisz wiedzieć, ze rozpuszczalność gazów w wodzie jest ograniczona. W danej temperaturze i ciśnieniu tylko określona ilość CO2 jest w stanie rozpuścić się w wodzie reszta z niej prędzej, czy później ulotni się. Jeżeli wytwarzaniu CO2 towarzyszy ciągłe mieszanie, to gaz ten usuwany jest przez powierzchnię cieczy i nie występuje praktycznie zjawisko przesycenia. Jeżeli mieszania nie ma to zawartość CO2 w brzeczce przekracza stan równowagi (odpowiada za to dyfuzja, która w cieczach jest bardzo wolna) i po osiągnięciu wystarczającego przesycenia zaczyna się wydzielać także w objętości cieczy. Widzimy to jako bąbelki unoszące znad dna. Wynika stąd, że zawartość CO2 w starterze mieszanym jest znacznie niższa niż w niemieszanym. CO2 znad powierzchni nie jest też w stanie ponownie rozpuścić się w cieczy (chyba, że obniży się temperaturę lub podniesie ciśnienie).

 

Co do ciśnienia wewnątrz naczynie to jest ono zawsze (dopóki drożdże przetwarzają cukry) wyższe od otoczenia i dlatego powietrze nie ma jak dostać się do środka. No chyba, że będziesz namnażał drożdże w otwartym, szerokim słoju. Szybkość dyfuzji cząstek tlenu przez warstwę CO2 jest zbyt mała w stosunku do szybkości wypływającego dwutlenku węgla.

Edytowane 7 Marca 2014 przez JacekKocurek

[b.dawid]

o! to je to! Dziękuję, nie mam więcej pytań.