เพิ่มประสิทธิภาพและลดเวลาหมักของยีสต์ด้วย Zinc

ยีสต์มีความต้องการทางโภชนาการที่ซับซ้อน การเปลี่ยนน้ำตาลเป็นแอลกอฮอล์ไม่ได้เป็นเพียงปฏิกิริยาเคมีเพียงอย่างเดียว ปฏิกิริยาเคมีนับร้อยเกิดขึ้นพร้อมๆ กันภายในเซลล์ยีสต์ เซลล์ยีสต์จึงถือได้ว่าเป็น “ถุงเอนไซม์”

เอนไซม์แต่ละตัวจะกระตุ้นปฏิกิริยาเคมีที่แตกต่างกัน และยังมีความต้องการแร่ธาตุเฉพาะเพื่อประสิทธิภาพสูงสุด ปฏิกิริยาเคมีเหล่านี้ทำให้เกิดแอลกอฮอล์ สารประกอบกลิ่นรส พลังงานสำหรับการเจริญเติบโต สารประกอบผนังเซลล์ และอื่น ๆ หากปฏิกิริยาใด ๆ เหล่านี้ลดลง อาจส่งผลต่อสุขภาพของยีสต์และประสิทธิภาพการหมัก ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อรสชาติ

Zinc สำคัญในการลดเวลาการหมักและการบ่มเบียร์ให้พร้อมดื่ม

Zinc มีความสำคัญในวัฏจักรการสืบพันธุ์ของยีสต์ และเป็นปัจจัยร่วมสำหรับ alcohol dehydrogenase ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่ทำหน้าที่ในการผลิตแอลกอฮอล์ ไอออนของโลหะชนิดอื่นไม่สามารถทดแทน Zinc ได้ การเสริม Zinc ใน wort ของ Brewer มีผลในการเร่งระยะเวลาการหมักเบียร์ให้เร็วขึ้น รวมทั้งป้องกันการหมักไม่สมบูรณ์ (หากเติมในปริมาณที่เหมาะสม) ช่วยเพิ่มจำนวนยีสต์มีชีวิตหลังการหมัก (Viable cells) ส่งผลให้การหมักจากปฏิกิริยา Hop Creep เกิดได้ไวและสมบูรณ์ขึ้น ซึ่งจะลดโอกาสที่ยีสต์จะดูดซับ diacetyl ไม่หมด รวมถึงลดปริมาณ acetaldehyde

ยีสต์สามารถทำงานได้มั้ย หากขาด Zinc ?

คำตอบคือยีสต์สามารถทำงานได้ แต่ไม่เต็มประสิทธิภาพ ทั้งนี้ก็เป็นเรื่องยากที่จะรู้ว่ายีสต์ทำงานได้เต็มประสิทธิภาพรึเปล่านอกจากการทดลองในสภาพแวดล้อมที่ถูกควบคุม หากเกิดปัญหาจากการหมัก อาทิ ระดับ Diacetyl หรือ Acetaldehyde สูง ค่าอัตราการกินน้ำตาลต่ำ (Low Attenuation) จำนวนเซลยีสต์ที่มีชีวิตไม่เพียงพอที่จะนำไปใช้ในแบชต่อไป ปัญหาเหล่านี้อาจเกิดจากยีสต์ขาด Zinc ที่เพียงพอในกระบวนการหมัก

ความต้องการ Zinc ในการหมักเบียร์อาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับสายพันธุ์ของยีสต์ ประเภทของเบียร์ที่ผลิต และองค์ประกอบของ Wort โดยทั่วไปความต้องการ Zinc ในกระบวนการเจริญเติบโตของยีสต์ในระหว่างการหมักเบียร์คือความเข้มข้นระหว่าง 0.15 – 0.5 ppm (Parts per million)

หากระดับ Zinc ต่ำเกินไป การเจริญเติบโตของยีสต์และการหมักอาจไม่สมบูรณ์ ส่งผลให้การหมักช้าลง อัตราการกินน้ำตาลต่ำกว่าที่ควร (incomplete attenuation) และเกิดสารประกอบรสชาติที่ไม่พึงประสงค์ (off-flavors)

ในทางกลับกัน ปริมาณ Zinc ที่มากเกินไปอาจสร้างสภาวะเครียดให้ยีสต์ (Yeast stress) และส่งผลให้เกิดการหมักที่ไม่สมบูรณ์ ทำให้เบียร์มีรสชาติที่ผิดเพี้ยนไป

ช่วงที่เหมาะสมในการเพิ่ม Zinc

ปัจจัยหนึ่งที่ควรพิจารณาคือจะเติม Zinc ระหว่างกระบวนการไหนดี? เมื่อเรามั่นใจว่าแร่ธาตุใน Wort เพียงพอสำหรับความต้องการของยีสต์ ความสามารถในการนำแร่ธาตุและสารอาหารไปใช้ประโยชน์ของเซลล์ยีสต์ก็อาจเป็นอีกประเด็นที่ต้องพิจารณา หากเติม Zinc เร็วเกินไปในกระบวนการฝั่ง Hot-side มีโอกาสสูงที่ Zinc บางส่วนจะเกาะติดไปโปรตีนใน wort และตกเป็นตะกอนก้นหม้อ เมื่อถ่าย Wort เข้าถังหมัก Zinc บางส่วนก็จะตกค้างอยู่กับตะกอนในที่ถูกแยกออกในกระบวนการ Whirlpooling

ตารางด้านล่างแสดงให้เห็นความเข้มข้นของ Zinc เมื่อวัดที่กระบวนการต่าง ๆ จะเห็นได้ชัดว่าความเข้มข้นของ Zinc ลดลงอย่างมากหลังจากต้มเสร็จ

Brewer สามารถเพิ่มปริมาณ Zinc ใน wort ได้โดยใช้ Zinc Sulfate

หรือโดยการเติมผ่านผลิตภัณฑ์ Zinc-Enriched Nutrient เช่น Servomyces ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากความร่วมมือระหว่าง White Labs และ Lallemand Brewing

Servomyces เป็นผลิตภัณฑ์สารอาหารยีสต์ออร์แกนิกที่มีเปลือกยีสต์ที่อุดมด้วย Zinc ตามธรรมชาติ
อัตราการใช้ : 1 กรัม Servomyces / wort 100 ลิตร

Servomyces เป็นวิธีการเพิ่ม Zinc ที่มีประสิทธิภาพ โดยการกระบวนการผลิต ยีสต์จะถูกนำมาขยายจำนวนเซลในสภาพแวดล้อมที่มี Zinc และ Magnesium อยู่อย่างอุดมสมบูรณ์ จากนั้นนำเซลยีสต์มาทำแห้งและฆ่า

วิธีใช้คือเติมในปริมาณเพียงเล็กน้อย ก็ช่วยลดเวลาในกระบวนการหมักได้อย่างมียอดเยี่ยม นอกจากนี้จำนวนเซลล์ยีสต์ที่มีชีวิต (viable cells) หลังการหมักยังเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ การตรวจสอบเซลล์ยีสต์แสดงให้เห็นว่าแร่ธาตุส่วนใหญ่เกาะกันอยู่ภายในผนังเซลล์ของ Servomyces (รูปด้านล่าง) ซึ่งช่วยในการป้องกันไม่ให้แร่ธาตุเหล่านี้หลุดออกจาก wort ส่งผลให้ยีสต์นำไปใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

White Labs แนะนำให้เติม Servomyces เป็นเวลา 5-10 นาทีก่อนสิ้นสุดการต้มหรือในระหว่างกระบวนการ Whirlpooling การเติมในช่วงท้ายของ Hot-side เพื่อทำให้มั่นใจได้ว่า wort มีปริมาณ Zinc ที่เหมาะสม รวมทั้งมีเวลาเพียงพอสำหรับผลิตภัณฑ์ในการละลายเป็นเนื้อเดียวกันกับ wort

นอกจาก Zinc Sulfate และ Servomyces ยังมีผลิตภัณฑ์ใหม่มาในรูปแบบสารละลาย Mineral Zinc ซึ่งใช้เติมในฝั่ง Cold-side ชื่อว่า Zinc Buddy จาก White Labs

What is Zinc Buddy?

Zinc Buddy แตกต่างจาก Servomyces อย่างไร?

Servomyces ถูกออกแบบมาใช้เพิ่มปริมาณ Zinc ใน wort ในกระบวนการ Hot-side และจากการที่แร่ธาตุถูกกักไว้ในเซลยีสต์ โอกาสที่จะสูญเสียไประหว่างขั้นตอนการ Whirlpooling ลดลง

ความเข้มข้นของ Zinc ของ Servomyces : 50,000 ppm
อัตราการใช้: 1 กรัม / 100 ลิตร
ทำให้ยีสต์ได้รับ Zinc ความเข้มข้น 0.5 ppm

Zinc Buddy ถูกออกแบบมาใช้เพิ่มปริมาณ Zinc ใน wort ในกระบวนการ Cold-side เนื่องจากผ่านกระบวนการฆ่าเชื้อมาแล้ว โดยเติมในรูปแบบ Mineral Zinc 0.2ppm รวมเป็น 0.3ppm ใน wort

*Mineral Zinc ที่มีความเข้มข้นสูงบางครั้งอาจทำให้เกิดรสชาติที่ไม่พึงประสงค์ได้ (off-flavors) จึงควรใส่ตามขนาดที่แนะนำ

ทำไมเราจึงต้องเพิ่ม Zinc ในฝั่ง Cold-side ?

หากเพิ่ม Zinc ในฝั่ง Cold-side จะเพิ่มโอกาสที่ Zinc จะเข้าไปในเซลล์ยีสต์ได้และมีส่วนช่วยในการเผาผลาญคาร์โบไฮเดรตใน Wort นอกจากนี้ยังสามารถปรับและเพิ่มความเข้มข้นที่เหมาะสมได้โดยไม่ต้องกังวลกับการสูญเสียแร่ธาตุไปกับกระบวนการในฝั่ง Hot-side

เช่น กระบวนการผลิตเอทานอลของยีสต์ ถ้าเราสามารถกระตุ้นปฏิกิริยาให้ไปสู่ขั้นตอนสุดท้ายของการผลิตเอทานอลอย่างความเร็วและมีประสิทธิภาพ ด้วยแร่ธาตุต่าง ๆ ที่พร้อม ยีสต์จะกินน้ำตาลได้มากขึ้นด้วยความเร็วที่เหมาะสม รวมถึงเซลล์ใหม่จะมีสุขภาพที่ดี และจะสามารถดูดซึม diacetyl ที่ถูกสร้างขึ้นได้ นอกจากนี้มีแนวโน้มที่จะสร้าง acetaldehyde น้อยลงด้วย

Ref: Speed Up Fermentation Timelines with Zinc