ШТАММ ДРОЖЖЕЙ SACCHAROMYCES OVIFORMIS Y-2635 ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПРЕССОВАННЫХ ХЛЕБОПЕКАРНЫХ ДРОЖЖЕЙ Российский патент 2002 года по МПК C12N1/18 C12N1/18 C12R1/85 

Изобретение относится к хлебопекарной промышленности и представляет собой новый штамм дрожжей Saccharomyces oviformis Y-2635, используемый для производства прессованных хлебопекарных дрожжей.

Одним из средств увеличения выхода дрожжей и улучшения их качества является использование таких штаммов, которые по своим биотехнологическим свойствам соответствовали составу мелассной питательной среды и условиям производства. Штаммы дрожжей для производства хлебопекарных дрожжей должны обладать лучшей продуктивностью, высокой ферментативной активностью, стойкостью при хранении.

В производстве хлебопекарных дрожжей применяются различные штаммы дрожжей Saccharomyces cerevisiae и среди них наиболее распространенным является производственная раса ЛВ-7 с хорошими хлебопекарными свойствами (1) - аналог. Однако, эта раса имеет сравнительно слабую мальтазную активность, невысокую генеративную активность, обладает повышенной потребностью к стимуляторам роста, чувствительностью к вредным примесям мелассной среды. В морфологическом отношении штамм неоднороден по величине и форме с наличием в популяции удлиненных клеток, имеющих замедленную скорость роста, более длительное время генерации по сравнению с овальными клетками.

Известно также, что традиционной средой для выращивания дрожжей Saccharomyces cerevisiae, используемых в хлебопекарной промышленности, является мелассная питательная среда. Нами установлено, что минеральные и органические вещества геотермальных вод нефенольного класса можно рассматривать как новый источник питания дрожжей. На этой основе создана питательная среда для выращивания хлебопекарных дрожжей (2). Возник общебиологический интерес - как новая питательная среда будет влиять на функции дрожжей других видов рода Saccharomyces, а именно, как дрожжи вида Saccharomyces oviformis будут реагировать на мелассную питательную среду с геотермальной водой. Такая проблема поставлена неслучайно, так как в периодической и патентной литературе недостаточно информации об использовании мелассных питательных сред для выращивания дрожжей этого вида.

В связи с этим новый штамм получают на мелассной питательной среде, где в качестве минерального и органического питания используют геотермальную воду нефенольного класса с общей минерализацией 5,2-5,4 г/л, разбавленную водопроводной водой до минерализации 4,0-4,2 г/л. Наличие таких важных минеральных веществ, необходимых для жизнедеятельности живых организмов, как К, Na, Mg, Ca, Fe, Mn, а также борная, кремниевая кислоты, органические вещества, в частности гумусовые, являющиеся стимуляторами физиолого-биохимических процессов и активаторами мембранных перестроек в живой клетке, создают благоприятные условия в среде культивирования для выращивания дрожжевых организмов.

Задачей изобретения является получение штамма дрожжей, обладающего большой интенсивностью размножения, высокой активностью ферментов мальтазного комплекса, приспособляемостью к неблагоприятным примесям мелассной питательной среды. Технический результат направлен на повышение выхода дрожжей с высокими биотехнологическими показателями.

Предлагаемый штамм дрожжей имеет следующую характеристику.

Морфолого-культуральные признаки. Клетки в суточной культуре на мелассной питательной среде с использованием геотермальной воды нефенольного класса (МПСГ) - овально-округлой формы, размером 8-9х13-14 μкм (фиг. 1). На МПСГ + агар - овальной формы размером 7-8х12-13 μкм. После сбраживания МПСГ образуется довольно плотный осадок, отделяющийся при сильном взбалтывании комками. Микроколонии округлой формы, диаметром 3-5 мм, палевого цвета, блестящие, мажущейся консистенции. Макроколония на МПСГ + агар (20-суточная) округлой формы, диаметром 2,5 см, палевого цвета, блестящая, профиль кратеровидный, поверхность колонии радиально исчерченная с темно-коричневыми концентрическими кругами, край волнистый, структура однородная, консистенция мажущаяся, с ароматом полевых цветов (фиг. 2). Штамм обладает способностью к спорообразованию и на 5 сутки образует по 1-2 споры в аске; размножается вегетативным и половым путем.

Физиолого-биохимические признаки. Штамм сбраживает и усваивает углеводы: глюкозу, мальтозу, сахарозу, 1/3 рафинозы, галактозу; не усваивает и не сбраживает лактозу, инулин, ксилозу, арабинозу; из спиртов усваивает: этиловый и глицерин; не усваивает: маннит, дульцит, сорбит. Из органических кислот усваивает: уксусную и молочную; из азотистых веществ: пептон, сернокислый аммоний.

Предлагаемый штамм Saccharomyces oviformis Y-2635 хранится в ВКПМ ГНИИ генетики под коллекционным номером Y-2635 и в дрожжевой коллекции Отдела биотехнологии Прикаспийского института биологических ресурсов ДНЦ РАН г. Махачкала.

Пример получения штамма.

Исходной культурой для получения штамма Saccharomyces oviformis Y-2635 служит штамм Saccharomyces oviformis М-12 х (3). Учитывая индивидуальные, морфологические, физиолого-биохимические особенности штамма Saccharomyces oviformis М-12 x и то, что для этого штамма элективными питательными средами являются виноградное и солодовое сусло при температуре культивирования 18-20^oС, рН 2,8-3, исходный штамм в течение длительного времени (6 месяцев) при 30^oС ±1, рН 5 подвергался многократной направленной адаптации к мелассной питательной среде с использованием геотермальной воды нефенольного класса. Адаптация штамма Saccharomyces oviformis М-12 x к мелассной питательной среде с геотермальной водой (МПСГ) осуществлялась в два этапа. Первый этап - в периодически обновляемой среде с медленным повышением концентрации СВ от 8 до 14% за счет мелассы и уменьшения содержания солодового сусла. Второй этап - выращивание дрожжей в мелассной питательной среде с содержанием СВ 14%, с постепенным увеличением объема среды на конечном этапе в условиях аэрации. На всех этапах исследований осуществлялся контроль за функциональной морфологией дрожжевых клеток. Наблюдения велись за скоростью и характером почкования, ростом, размножением, формой и величиной клеток. Адаптированную дрожжевую суспензию высевают на плотную мелассную питательную среду с геотермальной водой в чашки Петри. Далее у полученных клонов были изучены морфологические, физиологические, биохимические и технологические свойства. Из клонов, проявивших наиболее высокие показатели по выходу биомассы, морфофизиологическим и биохимическим свойствам, конкурентоспособности к посторонней микрофлоре, приспособляемостью к неблагоприятным примесям мелассной питательной среды, получен мутантный штамм дрожжей Saccharomyces oviformis Y-2635. Для уточнения диагностической характеристики штамма были проведены исследования по изучению способности сбраживать и усваивать углевод галактозу, так как известно, что исходная культура Saccharomyces oviformis M-12х этими свойствами не обладает. Обнаружено, что штамм Y-2635 способен сбраживать и усваивать углеводгалактозу.

Предлагаемый штамм хранится на скошенном МПСГ + агаре в холодильнике при температуре 0+6^oС.

Пример использования штамма.

Выращивание дрожжей с использованием предлагаемого штамма Saccharomyces oviformis Y-2635 осуществляют в течение 12 часов глубинным методом в периодическом режиме в условиях аэрации (0,25 л/мин) в лабораторной установке при температуре 30^oС ±1, рН 5 на питательной среде следующего состава, г/л: меласса (в пересчете на 46% сахаристость) 170-180; диаммоний фосфат 2,58; геотермальная вода с минерализацией 4 г/л с определенным качественным и количественным составом, необходимым для выращивания биомассы дрожжей - остальное.

К мелассе добавляют разбавленную водопроводной водой геотермальную воду до содержания 9,5% углеводов, 2,58 г/л диаммоний фосфата, концентрированную серную кислоту, для достижения в среде рН 5, из расчета 0,4-0,6 мл на 100 г мелассы; содержимое хорошо перемешивают. Стерильную питательную среду разливают по 1,5 л в сосуды вместимостью 3 л, затем засевают вегетативной культурой указанного штамма в количестве 12,5% от содержания сахара в среде, в 1 мл которой 70-75•10⁶ клеток. В качестве пеногасителя используют структол 0,1 мл/1,5 среды. Критерием окончания процесса служит снижение остаточного содержания сахара до 0,15-0,20%. По окончании опыта от культуральной жидкости дрожжи отделяют центрифугированием (5000 g, 15 мин), промывают водой, прессуют, рассчитывают количество биомассы и определяют биотехнологические показатели. Мутантный штамм Saccharomyces oviformis Y-2635 получен на МГТС с использованием геотермальной воды и поэтому выращивание его производится именно на указанной среде, где он проявляет свои высокие биотехнологические и морфофизиологические свойства. Контролем является штамм Saccharomyces cerevisiae ЛВ-7 (аналог), широко используемый в промышленности, выращивание которого осуществляют на традиционной мелассной питательной среде ГОСТ 171-81.

В табл. 1 приведены результаты изучения биотехнологических показателей предлагаемого штамма, культивируемого на мелассной питательной среде с геотермальной водой нефенольного класса, и аналога. Показано значительное преимущество предлагаемого штамма Saccharomyces oviformis Y-2635 почти по всем показателям. Следует отметить высокую генеративную активность, прирост биомассы на 74% при усилении активности ферментов мальтазного комплекса и подъемной силы более чем в 2 раза, содержание белка на 6,4% соответственно. по сравнению с аналогом. Высокая активность мальтазы, которая считалась до адаптации колеблющимся ферментом у штамма Saccharomyces oviformis М-12 х и неадекватное усвоение углевода галактозы, связано с индукцией ферментов галактозидазы (КФ 3.2.1.23) и мальтазы (КФ 3.2.1.20), катализирующих сбраживание углеводов галактозы и мальтозы. Считаем, что именно органические вещества геотермальной воды гуминовые кислоты, которые являясь энергоемкими и содержат большое количество физиологически активных веществ, влияют на коллоидно-химические свойства протоплазмы, эффективность использования клеткой из питательной среды макро- и микроэлементов, усиливая тем самым ферментативную активность живой клетки.

Дрожжи мутантного штамма были использованы для выпечки хлеба из пшеничной муки I сорта. Технологические показатели качества формового хлеба представлены в табл. 2. Опытные образцы хлеба отличались увеличением объема на 22%, эластичностью мякиша, несколько лучшей пористостью, вкусом, ароматом.

Таким образом, предлагаемый штамм Saccharomyces oviformis Y-2635, полученный при культивировании на мелассной питательной среде с использованием геотермальной воды нефенольного класса, позволяет получить дрожжи с высокими биотехнологическими свойствами при значительном улучшении качества хлеба.

Библиография
1. А.с. СССР, C 12 N 15/00 //1985.

2. Патент РФ 2151795, C 12 N 1/18 //2000.

3. А.с. СССР 1104149, C 12 G 1/02; C 12 N 15/00 //1984.

Изобретение относится к хлебопекарной промышленности и представляет собой новый штамм дрожжей Saccharomyces oviformis Y-2635, используемый для производства прессованных хлебопекарных дрожжей. Штамм дрожжей обладает большой интенсивностью размножения, высокой активностью ферментов мальтазного комплекса, приспособляемостью к неблагоприятным примесям мелассной питательной среды. Штамм получен путем воздействия на исходную культуру Saccharomyces oviformis М-12 х химического мутагена - минеральных и органических соединений геотермальной воды нефенольного класса в составе мелассной питательной среды. Предлагаемый штамм депонирован в ВКПМ ГНИИ генетики под коллекционным номером Y-2635. Штамм дрожжей Saccharomyces oviformis Y-2635 характеризуется высокой продуктивностью в сочетании с улучшением их качества (высокая мальтазная активность 36 мин, подъемная сила - 33 мин, белок - 45%, фосфор - 1,69%). Использование штамма позволяет получить высококачественные хлебопекарные изделия. 2 ил., 2 табл.

Штамм дрожжей Saccharomyces oviformis Y-2635, используемый для производства прессованных хлебопекарных дрожжей, обеспечивающий улучшение качества хлеба.