7/25/2019 Analytical Control of Cider Production by Two Technological Methods

1/4

I n s t .

B r e w . , N o v e m b e r - D e c e m b e r , 1 9 9 1 ,

V o l .

4 5 3 - 4 5 6 4 5 3

A N A L Y T I C A L C O N T R O L

O F C I D E R P R O D U C T I O N B Y

T W O

T E C H N O L O G I C A L M T H O S

B y G o m i s * . M . G u t i e r r e z , M .

M o r a n

D e p a r l a m e n t o Q u i m i c a F i s i c a A n a l l l i c a , U n i v e r s i d a d O v i e d o , 3 3 0 0 6 O v i e d o , S p a i n

M o r e n o , D a p e n a ,

C a b r a n e s ,

A l o n s o

C e n t r o d e E x p e r i m e n t a t i o n A g r a r i a , C o n s c j e r i a A g r i c u l t u r e P e s c a P r i n i p a d o A s t u r i a s , V i l l a v i c i o s a , S p a i n

R e c e i v e d 1 5 N o v e m b e r 1 9 9 0

T w o c i d e r - p r o d u c t i o n p r o c e d u r e s i n v o l v i n g d i r e c t f e r m e n t a t i o n o f a p p l e j u i c e a p r e f e r m e n t a t i v e

c l a r i f i c a t i o n s t e p o r d e f e c a t i o n w e r e c o n t r o l l e d

m i c r o b i o l o g i c a l l y , w h i l e

c h e m i c a l m o n i t o r i n g o f t h e m a j o r

s u g a r s , p o l y a l c o h o l s o r g a n i c a c i d s p r o d u c e d d u r i n g t h e

f e r m e n t a t i o n w a s

c a r r i e d H P L C .

d e f e c a t i o n p r o c e s s

m a r k e d l y

s l o w s

d o w n a l c o h o l i c

f e r m e n t a t i o n m a l o l a c t i c

c o n v e r s i o n .

G o o d

c o r r e l a t i o n s

b e t w e e n c o n t e n t s

l a c t a t e v o l a t i l e a c i d i t y w e r e o b t a i n e d

c i d e r s

s t u d i e d ,

w h i c h i n d i c a t e s

t h a t

t h e i n c r e a s e d

v o l a t i l e

a c i d i t y c i d e r s w a s b a s i c a l l y

r e s u l t

m e t a b o l i s m m e d i a t e d l a c t i c - a c i d b a c t e r i a , y i e l d b e i n g h i g h e r b a r r e l s w h e r e e n z y m a t i c d e f e c a t i o n

w a s

a p p l i e d . S u c r o s e

w a s

r a p i d l y h y d r o l y s e d

f i r s t

s t e p o f t h e f e r m e n t a t i o n p r o c e s s , w h i l e

g l u c o s e p r e f e r e n t i a l c a r b o n s o u r c e y e a s t s . C i t r i c a c i d w a s

p r o d u c e d

t h e y e a s t s

f i r s t

s t e p

f e r m e n t a t i o n p r o c e s s w a s

l a t e r

t a k e n t h e s e m i c r o - o r g a n i s m s . C o n v e r s i o n

q u i n i c

a n d s h i k i m i c a c i d s s e e m e d t o p o i n t t o a

s i g n i c a n t

a c t i v i t y

h e t e r o f e r m e n t a t i v e

l a c t i c - a c i d b a c t e r i a

s t o r a g e a n d m a t u r a t i o n c i d e r s .

W o r d s : C i d e r , h i g h

p e r f o r m a n c e

l i q u i d

c h r o m a t o g r a p h y ,

s u g a r s , o r g a n i c

a c i d s ,

p o l y a l c o h o l s .

I n t r o d u c t i o n

n o r m a l d e v e l o p m e n t o f p r o d u c t i o n p r o c e s s e s

d i f f e r e n t

a p p l e

d e r i v a t i v e s , p a r t i c u l a r l y

c i d e r ,

d e p e n d s

h e a v i l y

t r a n s f o r m a t i o n s t h a t t h e d i f f e r e n t c o m p o n e n t s

f r u i t

e . g .

o r g a n i c a c i d s s u g a r s ) u n d e r g o t h r o u g h o u t p r o c e s s a s

t h e y d e t e r m i n e s e n s o r y f e a t u r e s a b o v e m e n t i o n e d

d e r i v a t i v e s .

S u g a r s

a r e t h e m a i n

s o u r c e

c a r b o n

a v a i l a b l e

m i c r o

o r g a n i s m s ( y e a s t s , l a c t i c a c i d a c e t i c

a c i d b a c t e r i a ) f o r

d e v e l o p m e n t d u r i n g

p r o d u c t i o n

c i d e r .

O r g a n i c a c i d s c a n b e u s e d s o u r c e o f e n e r g y o r

s y n t h e s i z e d t h e s e m i c r o o r g a n i s m s d u r i n g b i o c h e m i c a l

t r a n s f o r m a t i o n s i n v o l v e d

c i d e r

m a k i n g . T h u s ,

) m a l i c a c i d , p r i n c i p a l

a c i d t h e a p p l e ,

c o n v e r t e d

L ( + ) l a c t i c a c i d l a c t i c a c i d

b a c t e r i a

( m a l o l a c t i c

c o n v e r s i o n )

d e a c i d i f i c a t i o n

a c t i o n i n c r e a s e s

p H i m p r o v e s

s e n s o r y q u a l i t y p r o d u c t

( T r a c e y

R o o g e r 2 1 ) .

Q u i n i c

a c i d , t o g e t h e r w i t h m a l i c a c i d , m a j o r

a c i d s o c c u r r i n g a p p l e s ; f a c t , p r e s e n t

h i g h

c o n c e n

t r a t i o n s s o m e v a r i e t i e s c i d e r a p p l e s . r e d u c e d

d i h y d r o s h i k i m i c

a c i d l a c t i c a c i d b a c t e r i a ; l a t t e r c a s e ,

c a n b e s u b s e q u e n t l y

e n o l i z e d , d e h y d r a t e d

d e c a r b o x y l a t e d

c a t c c h o l , w h i c h

a d v e r s e

e f f e c t c i d e r q u a l i t y ( C a r r

W h i t i n g 9 ) . S h i k i m i c

a c i d ,

m i n o r

c o m p o n e n t

a p p l e s ,

c o u p l e d m a j o r r e d o x s y s t e m m e t a b o l i c a c t i o n

l a c t i c a c i d b a c t e r i a ( s h i k i m a t e / d i h y d r o s h i k i m a t e ) , w h i c h

i n v o l v e s t h e

o x i d a t i o n

s u b s t r a t e s s u c h

f r u c t o s e l a c t i c

a c i d t o a c e t a t e c a r b o n

d i o x i d e ( W h i t i n g

C o g g i n s 2 5 - 2 6 .

C i t r i c a c i d i n i t i a l l y s y n t h e s i z e d y e a s t s d u r i n g

f e r m e n t a t i o n s u b s e q u e n t l y a s s i m i l a t e d c a t a b o l i z e d

w i t h i n t h e c e l l s . L a c t i c a c i d b a c t e r i a l i a b l e c o n v e r t c i t r i c

a c i d a c e t a t e , d i a c e t y l

a c e t o i n ( S h i m a z u 2 0 ) .

l a c t a t e

l a c t a t e

p r o d u c e d b y h o m o

h e t e r o f e r m e n

t a t i v e

l a c t i c

a c i d

b a c t e r i a d u r i n g f e r m e n t a t i o n

s u g a r s

( R a n d i e r 1 4 ) . T h e y a l s o b e p r o d u c e d , t h o u g h s m a l l e r

a m o u n t s , y e a s t s t h r o u g h r e d u c t i o n p y r u v a t e f o r m e d

f e r m e n t a t i o n

p r o c e s s

( R i b e r e a u - G a y o n 1 7 ) . S u c c i n i c

a c i d

s t r o n g s a l t y - b i t t e r

f l a v o u r

( K a n e u c h i 1 5 )

w h i c h

a d v e r s e l y

a f f e c t

s e n s o r y f e a t u r e s c i d e r .

p r o d u c e d

y e a s t s

c o u r s e t h e a l c o h o l i c

f e r m e n t a t i o n . f i n a l

c o n c e n t r a t i o n d e p e n d s t h e n i t r o g e n s o u r c e p r e s e n t

g r o w t h m e d i u m . y i e l d i n c r e a s e d g l u t a m a t e p r o l i n e

( H e e r d e R a d l e r 1 3 ) .

R e g a r d i n g

l a c t i c

a c i d

b a c t e r i a ,

s h o u l d n o t e

t h a t

s e v e r a l

l a c t o b a c i l l u s s p e c i e s

p r o d u c e

s u c c i n i c

a c i d

f r o m

m a l i c a c i d

( W h i t i n g 2 3 ) .

N o r m a l l y , f i r s t s t a g e

a p p l e

j u i c e f e r m e n t a t i o n a

s p o n t a n e o u s d e f e c a t i o n t a k e s p l a c e . n i t r o g e n c o m p o u n d s

d e c r e a s e s c o n s e q u e n c e ,

f e r m e n t a t i o n

r a t e a l s o

d e c r e a s e s .

c i d e r

t h u s

o b t a i n e d m o r e

a r o m a t i c

m i c r o b i o l o g i c a l l y

s t a b l e

w i t h l e s s a c e t i f i c a t i o n a c t i v i t y .

s p o n t a n e o u s d e f e c a t i o n c o n t r o l d i f f i c u l t b e c a u s e p e c t i n

c o n t e n t s

p e c t i n

m e t h y l e s t e r a s e a c t i v i t y d e p e n d s a p p l e

m a t u r i t y . I n

a d d i t i o n ,

a p p l e m a c e r a t i o n s m a l l e r e v e r y

e c o n o m i c r e a s o n s .

o r d e r

c o n t r o l t h e

d e f e c a t i o n

p r o c e s s

e n z y m a t i c d e f e c a t i o n c a r r i e d a d d i t i o n c a l c i u m

p e c t i n m e t h y l e s t e r a s e .

t h i s , p r o m p t e d u s t o s t u d y

c i d e r p r o d u c t i o n

t h r o u g h

d i f f e r e n t p r o c e s s i n g t e c h n i q u e s

( w i t h w i t h o u t e n z y m a t i c

d e f e c a t i o n ) w i t h o n l y c o n t r o l l i n g t h e v a r i o u s

p a r a m e t e r s g e n e r a l i n t e r e s t ( d e n s i t y , v o l a t i l e a c i d i t y ) a l s o

o f m o n i t o r i n g

c o n t e n t s

s u g a r s , p o l y a l c o h o l s o r g a n i c

a c i d s ,

t r a n s f o r m a t i o n s

o f w h i c h d e t e r m i n e

t h e q u a l i t y

p r o d u c t .

r g a n i c a c i d s ,

p o l y a l c o h o l s s u g a r s

b e a n a l y s e d

v a r i o u s c h r o m a t o g r a p h i c t e c h n i q u e s ( G o i f f o n , M e n t a s t i 1 6 ) .

H i g h p e r f o r m a n c e l i q u i d c h r o m a t o g r a p h y r a p i d , s t r a i g h t

f o r w a r d

a l t e r n a t i v e t o a n a l y s i s c a r b o h y d r a t e s

o r g a n i c a c i d s f o o d s .

T h i s

p a p e r d e a l s w i t h t h e c o n t r o l d e t e r m i n a t i o n

c a r b o h y d r a t e s ,

p o l y a l c o h o l s

( g l y c c r o l

s o r b i t o l ) ,

c t h a n o l

o r g a n i c a c i d s c o u r s e f e r m e n t a t i o n c i d e r

u s i n g

c h r o m a t o g r a p h i c

s e p a r a t i o n

m e t h o d s

d e s c r i b e d e a r l i e r

p a p e r s ( B l a n c o 5 7 ) .

W e

a l s o

s t u d i e d t h e

c h a n g e s v o l a t i l e

a c i d i t y

d e n s i t y

d e t e r m i n e d

l a c t i c a c i d c o n t e n t s

e n z y m a t i c a l l y a p p l e j u i c e s o b t a i n e d f r o m s a m e

b a t c h o f a p p l e s

t h r o u g h

d i f f e r e n t p r o c e s s i n g t e c h n i q u e s

d i f f e r e n t f e r m e n t a t i o n s t a g e s .

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7/25/2019 Analytical Control of Cider Production by Two Technological Methods

2/4

C I D E R P R O D U C T I O N C O N T R O L

I n s t .

B r e w .

M a t e r i a l s

a n d

M e t h o d s

I n s t r u m e n t a l

s e t - u p

o p e r a t i n g

c o n d i t i o n s

L i q u i d C h r o m a t o g r a p h e q u i p p e d w i t h W a t e r s

p u m p , W i s p

a u t o m a t i c

i n j e c t o r , W a t e r s d e t e c t o r

D i g i t a l d a t a s t a t i o n u s e d d e t e r m i n e c a r b o

h y d r a t e s p o l y a l c o h o l s .

S u g a r c o l u m n u s e d ( 3 0 0 x 6 . 5 m m i . d . f r o m

W a t e r s

A s s o c i a t e s o p e r a t e d

u n d e r

t h e f o l l o w i n g

c o n d i t i o n s : m o b i l e p h a s e , w a t e r c o n t a i n i n g p p m

C a ( N a ) 2 E D T A ; f l o w - r a t e , m l / m i n ; c o l u m n

t e m p e r a t u r e ,

8 0 C ; d e t e c t o r t e m p e r a t u r e , 3 7 C ; d e t e c t o r s e n s i t i v i t y , 3 2 ;

i n j e c t e d v o l u m e ,

M a j o r o r g a n i c a c i d s o c c u r r i n g a p p l e

j u i c e

c i d e r w e r e

d e t e r m i n e d

u s i n g a S p h e r i s o r b

O D S - 2

c o l u m n u r n ,

i . d .

L K . B

h i g h

p e r f o r m a n c e l i q u i d c h r o m a t o g r a p h ,

e q u i p p e d w i t h a

L K B 2 1 5 0 p u m p , r h e o d y n e

7 1 2 5 i n j e c t i o n

v a l v e ,

L K B r a p i d s p e c t r a l d e t e c t o r

I B M

d a t a

s t a t i o n . C o l u m n e f f l u e n t s w e r e m o n i t o r e d

a w a v e l e n g t h o f

o p e r a t i n g c o n d i t i o n s w e r e f o l l o w s : m o b i l e p h a s e

0 . 0 1 M K H 2 P O 4 / H 3 P O 4 b u f f e r , p H 2 . 2 5 ; f l o w - r a t e , 0 . 5 m l / m i n ;

c o l u m n

t e m p e r a t u r e ,

2 5 C ; i o n i c s t r e n g t h , 1 0 ~ 2 i n j e c t e d

v o l u m e ,

O t h e r a n a l y t i c a l m e t h o d s

D - l a c t i c

a c i d w e r e a n a l y s e d

e n z y m a t i c

p r o c e d u r e d e v e l o p e d B o e h r i n g e r M a n n h c i n * .

t o t a l s u g a r

c o n t e n t

d e t e r m i n e d B e r t r a n d

m e t h o d . S u c r o s e p r e v i o u s l y h y d r o l i z e d a c i d m e d i u m

( 1 0 H C 1 ) m i n .

T o t a l n i t r o g e n d e t e r m i n e d m o d i f i e d H a c h m e t h o d

H a c h 1 2 , W a t k i n s 2 2 ,

w h i l e

a m m o n i a n i t r o g e n a s s a y e d

d i s t i l l a t i o n

o v e r

b o r i c a c i d s u b s e q u e n t

t i t r a t i o n

w i t h H C I .

d e n s i t y

v o l a t i l e

a c i d i t y w e r e

d e t e r m i n e d

a c c o r d i n g

s t a n d a r d

m e t h o d s

( A O A C 1 ) .

R e a g e n t

s a m p l e

p r e p a r a t i o n

r e a g e n t s

w e r e

a n a l y t i c a l g r a d e w e r e u s e d w i t h o u t

f u r t h e r p u r i f i c a t i o n . O r g a n i c a c i d s , s u g a r s p o l y a l c o h o l s

w e r e

p u r c h a s e d

f r o m S i g m a C h e m i c a l L o u i s , M O

U S A )

M e r c k

D a r m s t a d t ,

F R G ) . H P L C - g r a d e s o l v e n t s w e r e

e m p l o y e d m o b i l e p h a s e s .

A p p l e j u i c e s c i d e r s w e r e f i l t e r e d t h r o u g h a Q g

c a r t r i d g e ( W a t e r s

A s s o c i a t e s p r e w e t t e d

w i t h m e t h a n o l

r e t a i n

c o l o u r p i g m e n t s s u g a r

a n a l y s e s .

P r i o r

i n j e c t i o n ,

s a m p l e s

w e r e f i l t e r e d t h r o u g h

0 . 4 5 - u m

M i l l e x

m e m b r a n e

M i l l i p o r e .

C a r b o n a t e d

c i d e r s

w e r e

p r e v i o u s l y d e g a s s e d

u l t r a s o n i c b a t h .

R e c o v e r y s t u d i e s

A c i d s

s u g a r s

w e r e

q u a n t i f i e d e x t e r n a l - s t a n d a r d

m e t h o d f r o m p e a k a r e a s .

C i d e r s

w e r e a n a l y s e d i n t r i p l i c a t e

b e f o r e a f t e r a d d i n g k n o w n

a m o u n t s

s u g a r s a c i d s .

T h r e e d i f f e r e n t c o n c e n t r a t i o n l e v e l s s p i k e d s u g a r s a c i d s

w e r e

a s s a y e d . a v e r a g e

r e c o v e r i e s

w e r e b e t w e e n

1 0 5

s u g a r s

o v e r 1 0 0

a c i d s ,

t h e r e b y s h o w i n g

m e t h o d

u s e d

a c c u r a t e

e n o u g h

t h e a n a l y s i s

t h e s e

s o l u t e s . c o e f f i c i e n t s

v a r i a t i o n t h e t h r e e r e p l i c a t e s

e a c h s a m p l e w e r e g e n e r a l l y l e s s t h a n

R e s u l t s a n d D i s c u s s i o n

m i x t u r e

a p p l e s d i f f e r e n t s e n s o r y

p r o p e r t i e s C o l l a o s

m i l d s h a r p 3 0 , R a x a o s h a r p D u r o n A r r o e s

S w e e t

1 0 , C o l o r a d o n a b i t t e r s w e e t M e a n a b i t t e r

e n d o w i n g t h e r e s u l t i n g c i d e r w i t h o v e r a l l a c i d i c

n a t u r e

c h o s e n .

S u c h

m i x t u r e

p r o c e s s e d

h a m m e r

m i l l

b a t c h

m e c h a n i c a l p r e s s

t h r e e p r e s s i n g t i m e . c h e m i c a l

m i c r o b i o l o g i c a l

c o m p o s i t i o n

a p p l e

j u i c e l i s t e d

T a b l e

j u i c e t h u s

o b t a i n e d t h e n p r o c e s s e d

d i f f e r e n t w a y s , v i z . t r a d i t i o n a l

t e c h n i q u e

u s e d

N o r t h e r n S p a i n , w h i c h i n v o l v e s d i r e c t f e r m e n t a t i o n

j u i c e b a r r e l

a n o t h e r ,

w h i c h j u i c e s u b j e c t e d

d e f e c a t i o n p r o c e s s

p r i o r f e r m e n t a t i o n ( B a r o n

D r i l l e a u 2 . T h i s i n v o l v e d

a d d i n g

1 , 2 0 0

u n i t s / H i

p e c t i n

e s t e r a s e r a p i d a s e

C P E - G i s t - B i o c a d e s m M C a 2 +

d i h y d r a t e c a l c i u m c h l o r i d e a p p l e j u i c e

b a r r e l

e x p e r i m e n t s w e r e

c a r r i e d

d u p l i c a t e b a r r e l s f o r e a c h

j u i c e t r e a t m e n t d u r i n g c o n s e c u t i v e

h a r v e s t s

1 9 8 7 - 1 9 8 9 .

C h a n g e s

d i f f e r e n t

p a r a m e t e r s t h r o u g h o u t f e r m e n

t a t i o n p r o c e s s p r o d u c t i o n p r o c e d u r e s w e r e t h e n

m o n i t o r e d .

r e s u l t s o b t a i n e d c o n f i r m e d e f f e c t p r e f e r m e n t i v e

c l a r i f i c a t i o n t i m e r a t e t w o m a i n b i o c h e m i c a l

t r a n s f o r m a t i o n s i n v o l v e d m a n u f a c t u r i n g p r o c e s s , i . e .

a l c o h o l i c

f e r m e n t a t i o n m a l o l a c t i c c o n v e r s i o n .

s e e n

F i g u r e

f r o m

g r a d u a l

c h a n g e s

d e n s i t y , m a l i c

l a c t i c a c i d c o n c e n t r a t i o n s ,

a p p a r e n t

t h a t

b o t h a l c o h o l i c

f e r m e n t a t i o n m a l o l a c t i c

c o n v e r s i o n

t a k e

p l a c e

a s l o w e r

r a t e j u i c e s u b j e c t e d

t o d e f e c a t i o n a s

c o n s e q u e n c e o f

y e a s t l a c t i c a c i d b a c t e r i a d i m i n u t i o n s e e n

F i g u r e

T B L E

C h e m i c a l

m i c r o b i o l o g i c a l

c o m p o s i t i o n

a p p l e

j u i c e

D e n s i t y

T o t a l a c i d i t y

T o t a l

n i t r o g e n

S u g a r s

P o l y p h e n o l s

P e c t i n

B r i x

Y e a s t

L a c t i c

b a c t e r i a

A c e t i c b a c t e r i a

1 , 0 4 3 g / l i t r e

4 4 . 9 0 m e q / l i t r e

9 7 . 8 0 m g / l i t r e

9 8 . 5 0 g / l i t r e

0 . 9 6

g / l i t r e

0 . 6 6 g / l i t r e

1 0 . 9 0

4 . 4 x l 0 5 c f u / m l

9 . 7 x l O 5 d u / i n l

7 . 5 x l 0 5 c f u / m l

B R R E L

1 0 4 5

T i m e

d a y s

B R R E L

6 0 8 0

T i m e d a y s

F i g . E v o l u t i o n o f t h e d e n s i t y L - l a c t i c ( D ) a n d L - m a l i c

a c i d

c o n t e n t s t h r o u g h o u t t h e c i d e r f e r m e n t a t i v e p r o c e s s .

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3/4

V o l . 1 9 9 1 ]

c f u / m l

C I D E R P R O D U C T I O N C O N T R O L

B A R R E L

4 0 6 0

T i m e d a y s

F i g . E v o l u t i o n

y e a s t l a c t i c a c i d b a c t e r i a t h r o u g h o u t

t h e c i d e r

f e r m e n t a t i v e p r o c e s s .

1 0 1 5

M i n u t e s

F i o . T y p i c a l c h r o m a t o g r a m s

s u g a r s a l c o h o l s

a p p l e j u i c e

f o u r t h s t a g e s o r f e r m e n t a t i o n . C o l u m n , S u g a r 1 , 3 0 0 * I . D .

M o b i l e

p h a s e : w a t e r

c o n t a i n i n g

C a N a ) , E D T A . F l o w

r a t e :

m l / m i n . T e m p e r a t u r e c o l u m n : 8 0 C . o r g a n i c a c i d s , 2 s u c r o s e ,

g l u c o s e , f r u c t o s e ,

g l y c e r o l ,

e t h a n o l , 7 s o r b i t o l .

R e g a r d i n g s u g a r s y i e l d e d

a l o n g

t h e a l c o h o l i c f e r m e n

t a t i o n p a t h w a y , c a n b e s e e n F i g u r e s u c r o s e

h y d r o l y s e d f i r s t s t e p

f e r m e n t a t i v e p r o c e s s ,

m i c r o o r g a n i s m s u s e d g l u c o s e f i r s t t h e n f r u c t o s e a s

t h e i r c a r b o n s o u r c e . S o r b i t o l c a n n o t b e f e r m e n t e d y e a s t s ,

a l t h o u g h

i n d e e d u s e d a c e t i c

a c i d

b a c t e r i a , w h i c h

o x i d i z e

s o r b o s e a n d ,

p o s s i b l y ,

5 - k e t o f r u c t o s e

B e e c h

C a r r 3 - 4 .

o t h e r

h a n d , p e r c e n t a g e s u g a r s e m p l o y e d

f o r m a t i o n o f g l y c e r o l

8 . 7

f o r b a r r e l s

w h i c h

c o n s i s t e n t w i t h p o l y a l c o h o l y i e l d s

f o u n d

o t h e r f e r m e n t e d b e v e r a g e s R i b e r e a u - G a y o n 1 7 .

S u c c i n i c a c i d , p r o d u c e d

d u r i n g f e r m e n t a t i o n a p p l e

j u i c e

b a r r e l s ,

c o u l d c o n s i d e r e d m a j o r a c i d .

y i e l d t h i s a c i d c o r r e l a t e d w e l l w i t h t h a t

g l y c e r o l

T a b l e

w h i c h p r o b a b l y r e s u l t m e t a b o l i s m o f p y r u v i c

a c i d f o r m e d c o u r s e t h e g l y c e r i n - p y r u v i c f e r m e n t a t i o n .

H e t c r o f e r m e n t a t i v e

l a c t i c a c i d b a c t e r i a L e u c o n o s t o c

o e n o s

h a v e

b e e n s h o w n

s h o w n

m e t a b o l i z e s u g a r s

v i a h e t e r o l a c t i c

f e r m e n t a t i o n f o r m

l a c t a t e ,

c a r b o n

d i o x i d e

e t h a n o l

a c e t a t e m a i n l y .

c o n c e n t r a t i o n

a c e t a t e y i e l d e d p r o b a b l y

d e p e n d s r e d o x

p r o p e r t i e s i n e d i u m a n d o n

a s s i m i l a t e d s u b s t r a t e .

L e u c o n o s t o c

o e n o s ,

f o u n d

b a r r e l s ,

b e e n

r e p o r t e d

o c c u r p r o d u c t i o n c i d e r p a r t i c u l a r l y

m a l o l a c t i c c o n v e r s i o n

S a l i h 1 9 ; t h i s

h e t e r o f e r m e n t a l i v e

m i c r o

o r g a n i s m

p r o d u c e s

l a c t a t e G a r v i 1 0 ,

S a l i h 1 8 .

s e e n f r o m T a b l e v o l a t i l e a c i d i t y

l a c t a t e y i e l d s c o r r e l a t e d , l a t t e r l e s s e r i n b a r r e l

T A B L E

C o r r e l a t i o n b e t w e e n s u c c i n i c a c i d g l y c e r o l

B a r r e l l

S u c c i n i c a c i d G l y c e r o l

g / l i t r e g / l i t r e

0 . 5 1 0 8 2 . 8 0

0 . 6 9 7 0 3 . 4 0

0 . 7 3 5 9 3 . 8 3

0 . 7 7 2 1 4 . 1 4

m = 0 . 1 9 2 1

= 0 . 0 0 1 7

r = 0 . 9 5 9 8

B a r r e l

S u c c i n i c a c i d G l y c e r o l

g / l i t r e g / l i t r e

0 . 4 3 5 0

0 . 4 4 0 5

0 . 6 2 0 9

1 . 6 8

1 . 4 0

3 . 3 9

4 . 3 1

m = 0 . 0 7 0 7

b / a = 0 . 3 3 4 3

r = 0 . 9 7 3 8

m = s l o p e ; b / a = i n t e r c e p t ; r = c o r r e l a t i o n

c o e f f i c i e n t .

c o n s e q u e n c e

s m a l l e r h e t e r o f e r m e n t a t i v e

l a c t i c

a c i d

b a c t e r i a

a c t i v i t y F i g .

T h i s

f a c t a p p e a r s i n d i c a t e t h a t t h e i n c r e a s e d

v o l a t i l e

a c i d i t y c i d e r s b a s i c a l l y

r e s u l t

m e t a b o l i s m m e d i a t e d b y l a c t i c a c i d b a c t e r i a .

s e e n F i g u r e c i t r i c a c i d c o n c e n t r a t i o n

r e a c h e s m a x i m u m d u r i n g t h e a l c o h o l i c f e r m e n t a t i o n t h e n

d e c r e a s e s

w i t h

t i m e

t h r o u g h o u t

p r o d u c t i o n p r o c e s s . T h i s

s h o w s t h a t c i t r i c

a c i d , c l a i m e d W h i t i n g 2 4 , p r o d u c e d

y e a s t s

f i r s t

s t e p

f e r m e n t a t i v e p r o c e s s

l a t e r t a k e n

u p b y

m i c r o o r g a n i s m s .

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4/4

C I D E R P R O D U C T I O N C O N T R O L

I n s t . B r e w .

T A B L E C o r r e l a t i o n b e t w e e n D - l a c l i c

a c i d

v o l a t i l e a c i d i t y

B a r r e l

B a r r e l

V o l a t i l e a c i d i t y

g / l i t r e

D - l a c t a t e

g / l i t r e

V o l a t i l e a c i d i t y

g / l i t r e

) l a c t a t e

g / l i t r e )

0 . 1 9

0 . 2 1

0 . 2 7

0 . 3 4

0 . 7 5

0 . 0 7

0 . 1 0

0 . 1 4

0 . 1 6

1 . 3 6

0 . 2 2

0 . 2 7

0 . 2 7

0 . 4 0

0 . 6 1

0 . 0 9

0 . 1 0

0 . 1 3

0 . 2 7

0 . 4 0

m = 0 . 4 0 5 1

b / a = 0 . 2 0 3 7

0 . 9 8 0 5

1 . 1 6 0 8

b / a = 0 . 1 2 4 1

r = 0 . 9 8 5 5

m = s l o p e ;

=

i n t e r c e p t ; r = c o r r e l a t i o n

c o e f f i c i e n t .

B A R R E L

0 . 0 2 5

6 0 8 0

T i m e d a y s )

B A R R E L

6 0 8 0 1 0 0

T i m e d a y s )

F i g . E v o l u t i o n c i t r i c

q u i n i c

s h i k i m i c

a c i d

c o n t e n t s t h r o u g h o u t c i d e r f e r m e n t a t i v e p r o c e s s .

R e g a r d i n g q u i n i c a c i d t r a n s f o r m a t i o n F i g .

m a x i m u m f i n a l s t e p m a l o l a c t i c c o n v e r s i o n . T h i s

c a n b e e x p l a i n e d t h e b a s i s h y d r o l y s i s

c h l o r o g e n i c

a c i d ,

w h i c h

g e n e r a l l y p r o d u c e d l a c t i c a c i d

b a c t e r i a

l a c t o b a c i l l u s g e n u s

B e e c h C a r r 3 4 ) . A f t e r t h a t , t h e r e

d e c r e a s e

c o n t e n t t h i s a c i d w h i c h s e e m s r e l a t e d

f o r m a t i o n s h i k i m i c

a c i d

h e t e r o f e r m e n t a t i v e

l a c t i c a c i d

b a c t e r i a a s r e p o r t e d W h i t i n g C o g g i n s 2 6 .

s h i k i m i c a c i d c o n c e n t r a t i o n d e c r e a s e s d u r i n g c i d e r

m a t u r a t i o n s t e p , e s p e c i a l l y b a r r e l F i g . p r o b a b l y

b e c a u s e

m e t a b o l i z a t i o n l a c t i c

a c i d b a c t e r i a t o d i h y d r o -

s h i k i m i c a c i d . T h e r e f o r e

a c c o r d i n g

C a r r W h i t i n g 9 ,

s h o u l d

a l s o b e a r m i n d t h a t q u i n i c

s h i k i m i c

a c i d

d i h y d r o s h i k i m i c a c i d , i n v o l v e d r e d o x s y s t e m e m p l o y e d

l a c t i c a c i d b a c t e r i a a n a e r o b i c o x i d a t i o n s , o x i d i z e d

a c e t i c a c i d b a c t e r i a t o 3 , 4 - d i h y d r o x y - 5 - o x o - c y c l o h e x a n e - l -

c a r b o x y l i c a c i d .

A c k n o w l e d g e m e n t : T h i s w o r k w a s

f i n a n c i a l l y

s u p p o r t e d

C o m i s i o n

A s e s o r a

p a r a

I n v e s t i g a t i o n C i e n t i f i c a

T c c n i c a

C A I C Y T , P A 3 1 0 / 8 5 ) .

R e f e r e n c e s

A O A C . 1 9 8 4 . O f f i c i a l M e t h o d s A n a l y s i s

A s s o c i a t i o n

A n a l y t i c a l C h e m i s t s .

V i r g i n i a : S i d n e y W i l l i a m s ,

1 9 8 4 , 2 2 0 .

B a r o n , A .

D r i l l e a u , E n z y m e s F o o d T e c h n o l o g y .

P a r i s : P . D u p u y , 1 9 8 2 , 4 7 1 .

B e e c h ,

C a r r , A l c o h o l i c B e v e r a g e s . L o n d o n :

R o s e , 1 9 7 7 , 1 8 5 .

B e e c h ,

C a r r , A l c o h o l i c

B e v e r a g e s .

L o n d o n :

R o s e ,

1 9 7 7 . 1 8 8 .

B l a n c o ,

M o r a n ,

G u t i e r r e z ,

S a n z ,

C h r o m a t o g r a p h i a , 1 9 8 7 , 2 4 , 3 4 7 .

B l a n c o ,

D . , G u t i e r r e z ,

M a n g a s ,

N o v a l , A .

C h r o m a t o g r a p h i a , 1 9 8 8 , 2 5 , 7 0 1 .

B l a n c o .

M o r a n , G u t i e r r e z ,

M a n g a s ,

J . J .

C h r o m a t o g r a p h i a ,

1 9 8 8 , 1 0 5 4 .

B o e r i n g e r , G . H . M a n n h e i n , M e t h o d s o f B i o c h e m i c a l

A n a l y s i s G o o d A n a l y s i s

U s i n g

T e s t C o m b i n a t i o n s . B o e h r i n g e r

M a n h e i m

S . A . ,

1 9 7 5 .

C a r r , J . G .

W h i t i n g ,

C . C .

J o u r n a l

A p p l i e d B a c t e r i o l o g y . 1 9 7 1 ,

3 4 , 8 1 .

G a r v i , B e r g e y s M a n u a l S y s t e m a t i c B a c t e r i o l o g y .

B a l t i m o r e : W i l l i a m s

W i e k i m s ,

1 9 8 6 ,

V o l u m e 2 , 1 0 7 1 .

G o i f f o n , J . P . , B l a c h e r e ,

R e m i n i a c , C .

A n a l u s i s , 1 9 8 5 , 1 3 , 2 1 8 .

H a c h , B o w d e n , B . K . , K o p e l o v e , A .

B r a y t o n ,

J o u r n a l

A s s o c i a t i o n

A n a l y t i c a l C h e m i s t s .

1 9 8 7 , 7 0 , 7 8 3 .

H e e r d e ,

R a d l e r , A r c h i v e s M i c r o b i o l o g y , 1 9 7 8 , 1 1 7 , 2 6 9 .

K a n d l e r , A n t o n i e

L e e u w e n h o e k . 1 9 8 3 , 4 9 , 2 0 9 .

K a n e u c h i ,

S e k i ,

K o m a g a t a , A p p l i e d E n v i r o n

m e n t a l M i c r o b i o l o g y . 1 9 8 8 , 5 4 , 3 0 5 3 .

M e n t a s t i , G e n a r o ,

S a r z a n i n i , B a i o c h i ,

S a v i g l i a n o . J o u r n a l C h r o m a t o g r a p h y . 1 9 8 5 , 3 2 2 , 1 7 7 .

R i b e r c a u - G a y o n , P e y n a u d ,

R i b e r e a u - G a y o n ,

S u d r a u d ,

S c i e n c e s T e c h n i q u e s v i n . P a r i s : D u n o d , 1 9 7 5 , T o m e 5 2 2 .

S a l i h ,

D r i l l e a u ,

C a v i n ,

D i v i e s ,

B o u r g e o i s ,

J o u r n a l I n s t i t u t e B r e w i n g , 1 9 8 8 , 9 4 ,

S a l i h , Q u e r e , D r i l l e a u , F . i n p r e s s .

S h i m a z u ,

U e h a r a ,

W a t a n a b e ,

A g r i c u l t u r a l

B i o l o g i c a l C h e m i s t r y , 1 9 8 5 , 1 2 , 4 2 3 .

T r a c e y ,

v a n R o o y e n , J o u r n a l A p p l i e d B a c t e r i o l o g y .

1 9 8 8 , 6 5 , 1 1 3 .

W a t k i n g s , T r y g v e , K r a u s e , J o u r n a l o f

A s s o c i a t i o n

O f f i c i a l A n a l y t i c a l

C h e m i s t s .

1 9 8 7 , 7 0 ,

6 0 7 3 .

W h i t i n g , C . L a c t i c A c i d B a c t e r i a B e v e r a g e s F o o d .

L o n d o n : A c a d e m i c P r e s s , 1 9 7 5 ,

W h i t i n g , J o u r n a l I n s t i t u t e B r e w i n g . 1 9 7 6 , 8 2 ,

W h i t i n g , C o g g i n s ,

B i o c h e m i c a l J o u r n a l . 1 9 6 9 ,

1 1 5 ,

W h i t i n g , C o g g i n s , R . A n t o n i e v a n L e e u w e n h o e k , 1 9 7 1 ,

3 7 , 3 3 .

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