La floculación de la levadura se refiere típicamente a la agrupación reversible ( floculación ) de la levadura cervecera una vez que el azúcar en un mosto ha sido fermentado para convertirse en cerveza. En el caso de la levadura ale de "fermentación alta" ( Saccharomyces cerevisiae ), la levadura crea un krausen, o levadura en la parte superior del líquido, a diferencia de la levadura lager de "fermentación baja" ( Saccharomyces pastorianus ), donde la levadura cae al fondo del recipiente de elaboración. [ cita requerida ]
La agregación celular ocurre en toda la microbiología, en bacterias , algas filamentosas , hongos y levaduras . [1] Las levaduras son capaces de formar tres agregados; agregados de apareamiento, para el intercambio de ADN ; formación de cadenas; y flóculos como estrategia de supervivencia en condiciones adversas. [2] Las cepas cerveceras industriales rara vez se aparean. Por lo tanto, solo la formación de cadenas y la floculación son relevantes para la industria cervecera.
La floculación de la levadura es distinta de la aglomeración (formación de "arenilla"), que es irreversible y ocurre más comúnmente en la levadura de panadería cuando las cepas no se separan al resuspenderse. [3] La aglomeración solo ocurre después del prensado y la rehidratación de las tortas de levadura y se ha demostrado que tanto las cepas de levadura floculentas como las no floculentas presentan aglomeración. [4] También es distinta de la formación de biopelículas, que ocurren en un sustrato sólido.
Se atribuye erróneamente a Louis Pasteur la primera descripción de la floculación de la levadura cervecera. La floculación de la levadura cervecera ha sido objeto de muchas revisiones. [5] La floculación se ha definido como la agregación reversible y no sexual de células de levadura que pueden dispersarse mediante azúcares específicos [6] o EDTA . [7] Se ha demostrado que la adición de nutrientes distintos de los azúcares no revierte la floculación. [8] Esto es lo opuesto a los agregados de apareamiento formados como preludio a la fusión sexual entre células de levadura complementarias. [9]
Para que se produzca la floculación, la levadura debe ser floculenta y deben estar presentes ciertas condiciones ambientales [10] . Varios factores son importantes en la unión de célula a célula, como la carga superficial, los efectos hidrofóbicos y las interacciones de zimolectina [11] . La importancia de estas fuerzas en la floculación de la levadura cervecera no se reconoció en el pasado, pero el trabajo de Speers et al. (2006) [12] ha indicado la importancia de la zimolectina y las interacciones hidrofóbicas. Como las células son demasiado grandes para ser movidas por el movimiento browniano , para que se produzca la unión de dos o más células, las células deben estar sujetas a un bajo nivel de agitación.
El mecanismo aceptado de floculación implica un modelo de proteína-carbohidrato. [13] Las células de levadura completamente floculantes exhiben receptores de carbohidratos α- manano y zimolectinas proteicas. [14] Las zimolectinas se denominan así ya que pueden no ser lectinas bivalentes verdaderas . [15] [16] Se ha sugerido que las interacciones de zimolectinas entre las fracciones de proteína y manano dan como resultado el fenotipo de floculación [17] con iones Ca 2+ necesarios para la conformación correcta de las zimolectinas. Se ha demostrado que la cofloculación entre Kluyveromyces y Schizosaccharomyces se realiza mediante un mecanismo "lectínico". [18]
Se han dilucidado tres fenotipos de floculación en función de las zimolectinas que producen: Flo1 (Stratford y Assinder, 1991), NewFlo (Stratford y Assinder, 1991) y Mannose Insensitive (MI). [19] Estos fenotipos de floculación difieren en el momento del inicio de la floculación y la inhibición de la floculación por parte de los azúcares. El control genético de la floculación de la levadura no se ha estudiado en profundidad. Informes recientes sugieren que los genes que codifican proteínas similares a las lectinas presentan una homología de secuencia cercana. [20] Además, parece que los genes FLO tienen funciones intercambiables que pueden compensarse entre sí. [21]
El fenotipo Flo1 es inhibido por la manosa [22] y se presenta tanto en cepas ale como lager. [23]
El fenotipo NewFlo difiere del de Flo1 en varios aspectos. En primer lugar, la floculación de NewFlo es inhibida por manosa, glucosa y maltosa . [24] En segundo lugar, la lectina NewFlo está supuestamente codificada por el gen FLO10. [25] Los estudios del grupo de Speers han indicado pocos cambios en los niveles de zimolectina a través de una fermentación. Se sostiene que la maduración de la lectina ocurre unas catorce horas después del cese de la división celular [26] y, por lo tanto, no es concomitante con la entrada en la fase estacionaria, aunque esto depende de la cepa. Sin embargo, la prueba molecular de esta maduración es casi inexistente. El panorama se complica por los cambios en la hidrofobicidad de la superficie celular y el cizallamiento impulsado por CO2 que confunde las mediciones de floculación que a menudo se atribuyen erróneamente únicamente a las interacciones de la zimolectina. Si bien la floculación (agrupamiento y sedimentación) ocurre en este momento, esta floculación ocurre como resultado de cambios en la hidrofobicidad y una disminución en el azúcar y el cizallamiento, lo que a su vez produce una baja evolución de CO2 .