Verbeterde ethanolproductie door elektrostatisch versnelde fermentatie van glucose met Saccharomyces cerevisiae

De wereldwijde vraag naar ethanol als alternatieve en milieuvriendelijke brandstof blijft stijgen. Daarom wordt onderzoek gedaan om de productie van ethanol te versnellen. Traditionele vergisting neemt al gauw 50 tot 70 uur in beslag om een alcoholgehalte van 8% bereiken. Waarbij het start SG 1.072 en de vergistingtemperatuur ca. 32 °C is. (Het gaat om de alcohol, niet om eventuele bijproducten.)

Onderzoekers van de Cleveland State University in Ohio hebben, op kleine schaal, een elektrostatische fermentatie methode ontwikkeld waarmee glucose met korrelgist, de ons bekende Saccharomyces cerevisiae, in 24 uur vergist wordt en een alcoholpercentage van 12,4% behaald wordt. Opvallend is dat er sprake is van nagenoeg volledige vergisting. Er blijft nauwelijks restsuiker over. Met vooraf opgekweekte gist kan een resultaat behaald worden van 14% ABV in 20 uur. Voorwaarde is dat het begin SG verhoogd wordt naar 1.100 of nog wat hoger en een giststam gebruikt wordt die tegen een hoger alcoholpercentage bestand is.

De grote truuk is om in de gisttank twee elektrodes te hangen waarop een gelijkspanning van ca. 15 Volt staat. De positieve elektrode (anode) is van een geleidend materiaal. De onderzoekers van de universiteit gebruikten hiervoor een soort matje van koolstof. De negatieve elektrode (kathode) is van volledig geïsoleerd koperdraad die op enige afstand om het koolstofmatje aangelegd is. Er loopt dus geen stroom door het jongbier en het vergt dus geen energie. Het elektrostatische veld zorgt ervoor dat in 24 uur een alcoholpercentage van 15% bereikt kan worden met gebruikmaking van alcohol bestendige Saccharomyces cerevisiae stammen en/of de alcohol producerende Zymomonas mobilis bacterie.

Hoe het nu precies komt dat in een elektrisch veld de vergisting zo snel gaat en volledig is, daar hebben de onderzoekers vooralsnog geen verklaring voor kunnen vinden.

Wat betekent dit voor ons als (amateur)brouwers?

1. Zymomonas mobilis die wil je sowieso niet in je bier (wel vaak in geringe hoeveelheid aanwezig in sommige cask conditioned ales). Deze bacterie produceert acetaldehyde en zwavelwaterstof (rotte eieren lucht) en gedijt prima tussen de 25 °C en 30 °C.
2. Vergisten rond de 30 °C wil je niet in verband met ongewenste esters en andere rare bijproducten.
3. Het blijft een interessant gegeven maar als thuisbrouwers hebben we geduld. Sneller vergisten is meer iets voor de grote industriële brouwers.
4. Willen we volledige vergisting? Wellicht geeft een beetje “spanning” wel net het zetje om een lager eind SG te bereiken.

Ik ben benieuwd of er iemand nu gaat experimenteren en houd mij aanbevolen voor eventuele bevindingen!

Bron

http://www.nature.com/articles/srep15713#f1