Sumber: H.-Y. Shen . S. De Schrijver . N. Moonjai .K. J. Verstrepen . F. Delvaux . F. R. Delvaux. Effects of CO2 on the formation of flavour volatiles during fermentation with immobilised brewer’s yeast. Appl Microbiol Biotechnol (2004) 64: 636 – 643.
Teknik Imobilisasi sel telah digunakan untuk meningkatkan laju fermentasi dalam produksi minuman beralkohol seperti anggur dan bir. Kepadatan sel yang tinggi diperoleh pada sistem amobil memiliki efek positif pada tingkat fermentasi. Namun, mikro tertentu dari sistem Imobilisasi secara signifikan mempengaruhi fisiologi sel amobil. Temuan sebelumnya telah menunjukkan bahwa imobilisasi sel mempengaruhi pembentukan alkohol dan ester volatile lebih tinggi. Selain itu, telah menunjukkan bahwa aktivitas pembentukan ester asetat dalam ragi secara aktif disebabkan oleh imobilisasi sel, yang mungkin berhubungan dengan aktivasi cAMP/PKA/Sch9. Sebagai akibatnya, akhir-produk dalam sistem amobil-sel ditandai dengan profil rasa yang berbeda dari yang dihasilkan dalam sistem tradisional.
Selama proses fermentasi pembuatan bir, banyak senyawa-rasa aktif penting yang dihasilkan sebagai metabolit sekunder selama fermentasi ragi. Parameter seperti suhu, oksigen terlarut, komposisi medium, desain fermentor dan tekanan atas dapat mempengaruhi pembentukan senyawa volatil. Pengaruh CO2 terhadap kinerja fermentasi telah lama dikenal dalam industri pembuatan bir. Evolusi CO2 terlarut selama fermentasi pembuatan bir dipengaruhi oleh ukuran dan geometri fermentor, kehadiran partikel padat, pH dan suhu. Sebagai contoh, bejana fermentasi besar menyebabkan tekanan hidrostatik tinggi, yang menghasilkan peningkatan konsentrasi CO2 terlarut dan penurunan pembentukan alkohol dan ester lebih tinggi. Di sisi lain, CO2 dapat digunakan untuk mengontrol pembentukan volatil rasa selama fermentasi pada suhu tinggi atau dengan Wort pekat.
CO2 terlarut diketahui memiliki efek inhibisi terhadap pertumbuhan ragi, volume sel, aktivitas enzim dan kandungan DNA. Selain itu, telah disarankan bahwa efek CO2 terlarut mengarah ke pola penyerapan asam amino yang berbeda dengan berbagai hal tingkat penyerapan awal. Secara khusus, semakin meningkatnya tekanan CO2 mengurangi serapan dari rantai-bercabang asam amino, misalnya valin, leusin dan isoleusin, sedangkan pengambilan asam amino lain seperti asam glutamat, asam aspartat, treonin dan lisin kurang terpengaruh. CO2 juga memiliki efek penghambatan terhadap penyerapan bercabang-rantai asam amino dalam sel amobil.
Selain pengaruh metabolik yang mungkin timbul dari CO2 terlarut pada formasi volatile, Sparging CO2 juga dapat menyebabkan hilangnya senyawa volatile secara stripping. Untuk menyelidiki sampai sejauh mana efek stripping, sistem amobil-sel dengan medium Wort adalah sparged dengan jumlah nitrogen setara (data tidak ditampilkan). Bila dibandingkan dengan sistem yang sama tanpa Sparging, pembentukan ester berkurang meskipun pembentukan alkohol lebih tinggi menunjukkan peningkatan dalam sistem nitrogen-sparged. Dalam medium Wort, tingkat hilangnya volatile dengan gas stripping ditentukan oleh hukum Henry konstan (Schott dan Trotin 1997). Dengan demikian, ester umumnya lebih mudah dikeluarkan dari media Wort dengan gas stripping dari alkohol yang lebih tinggi. Pengurangan isi ester oleh Sparging nitrogen menunjukkan bahwa efek stripping gas mungkin juga bertanggung jawab untuk penurunan konsentrasi volatile dalam sistem amobil-sel dengan Sparging CO2. Peningkatan dalam pembentukan alkohol lebih tinggi selama Sparging nitrogen menunjukkan bahwa gas Sparging dalam bioreaktor gas-lift kita mungkin meningkatkan perpindahan massa yang mengarah ke aktivitas metabolik ditingkatkan.
