СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАСЕВНЫХ ДРОЖЖЕЙ Российский патент 2008 года по МПК C12N1/16 C12N1/18 

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к бродильным производствам.

Известен способ активации дрожжей, предусматривающий выращивание дрожжей в питательной среде, содержащей источники углерода, азота, минеральные вещества и микроэлементы, в присутствии активатора дрожжей, полученного путем разрушения клеточных стенок дрожжей и цитоплазмотических мембран плазмоптизом с последующим отделением полученного клеточного сока от взвеси и добавлением к соку 96%-ного этанола в качестве стабилизатора при соотношении 1:1. [РФ №2151794, С12N 1/16, 1/18].

Недостатком известного способа является то, что данный препарат обладает только активирующим действием, улучшает технологические свойства дрожжей, увеличивает прирост биомассы дрожжей, но не повышает устойчивость дрожжей к стрессовым воздействиям. Также активность этого препарата зависит от активности исходного материала, т.е. дрожжей. Это может вызывать колебания в активности препарата, что создает трудности при дозировке.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ активации дрожжей, предусматривающий выращивание дрожжей на питательной среде, содержащей в качестве активатора роста - препарата водоросли «спирулина платенсис» [РФ №2145351, С12N 1/16, 1/18]. В известном способе, позволяющем добиться увеличения биомассы, улучшить физиологическое состояние дрожжей, сократить длительность процесса выращивания, но не происходит повышения устойчивости дрожжей к стрессовым воздействиям. Кроме того, используемый препарат водоросли «спирулина платенсис» нерастворим в воде, что создает трудности при обеспечении равномерного контакта препарата с дрожжевыми клетками.

Техническая сущность изобретения заключается в повышении устойчивости дрожжей к стрессовым воздействиям и улучшении физиологического состояния за счет модификации ЦПМ и белков дрожжевой клетки. Более того, взаимодействие алкилоксибензолов с ферментами дрожжевой клетки повышает метаболитическую активность, что приводит к увеличению скорости размножения дрожжей.

Для этого в известном способе, предусматривающем выращивание дрожжей на питательной среде, содержащей источники углерода, азота, минеральные вещества и микроэлементы, в качестве активатора дрожжей используют препарат C₇-алкилоксибензола (АОБ), который вносят в концентрации 0,03-0,06% в виде раствора, в процессе выращивания дрожжей на экспоненциальной фазе роста.

Алкилоксибензолы (АОБ) относятся к классу алкилрезорцинов, синтезируются многими растениями и микроорганизмами. Основными функциями АОБ являются структурная модификация белков и ЦПМ клетки, а также антиоксидантная активность. При повышении концентраций до оптимальных АОБ обеспечивает перехват молекул Н₂О₂ и выведение их из пула повреждающих частиц, таким образом, снижая дозу повреждающего воздействия. Более того, образующиеся под действием H₂O₂ продукты окисления АОБ функционируют более эффективно в качестве химических шаперонов: ферментные белки в их совместных комплексах не только стабилизируются, но и их каталитическая активность стимулируется существенно больше, чем в комплексах с нативными АОБ. Это обуславливает более активное функционирование защитных и репарационных систем клетки.

О способностях АОБ к структурной модификации мембран свидетельствуют данные об изменении микровязкости мембран и метаболитической активности микробных клеток. Повышение устойчивости дрожжей обеспечивается функционированием АОБ в качестве химических шаперонов. АОБ взаимодействует с молекулами белка путем образования водородных связей, в результате образуется комплекс, обладающий устойчивостью к химическим и физическим воздействиям. Следует отметить также, что АОБ являются природным компонентом растительных и микробных клеток и легко метаболизируются.

Активатор дрожжей препарат C₇-АОБ используется в виде раствора для обеспечения лучшего контакта препарата С₇-АОБ с клетками дрожжей. Выбран диапазон концентраций 0,03-0,06% в связи с тем, что концентрации меньше 0,03% не оказывают влияния на развитие и состояние культуры дрожжей, а концентрации больше 0,06% подавляют жизнедеятельность дрожжей. Экспоненциальная фаза роста дрожжей была выбрана в связи с тем, что при получении засевных дрожжей культура находится именно в этой фазе роста.

Способ осуществляется следующим образом. Дрожжи выращивают на питательной среде, содержащей источники углерода, азота, минеральные вещества и микроэлементы, в присутствии активатора дрожжей - С₇-АОБ. Активатор вносят в виде раствора в концентрации 0,03-0,06%, в процессе выращивания дрожжей на экспоненциальной фазе роста. Культивирование активированной культуры дрожжей ведут поэтапным накоплением биомассы клеток дрожжей путем их размножения в питательной среде. При достижении чистой культурой необходимого для засева в бродильный аппарат биомассы клеток процесс разведения прекращают. Готовую биомассу вводят в бродильный аппарат. Физиологическая активность культуры дрожжей характеризуется следующими показателями: количество клеток с гликогеном 98%, количество почкующихся клеток 40-50%, мертвые клетки отсутствуют.

В зависимости от питательной среды и штамма дрожжей возрастают ферментативные активности.

Пример 1. В солодовое сусло вносят чистую культуру дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Далее осуществляют культивирование чистой культуры дрожжей поэтапным накоплением биомассы дрожжей путем их размножения. На стадии логарифмического роста, когда скорость размножения дрожжей максимальная, в питательную среду вносят водную эмульсию препарата С₇-АОБ в концентрации 0,03%. Через 2 часа культуру дрожжей подвергают термическому воздействию (45°С, 30 минут). До термообработки и через 30 минут после воздействия определяли число жизнеспособных клеток методом подсчета численности КОЕ. При добавлении препарата С₇-АОБ количество жизнеспособных клеток после термошока было в 1,5 раза больше, чем в контроле без добавления препарата С₇-АОБ.

Пример 2. В солодовое сусло вносят чистую культуру дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Далее осуществляют культивирование чистой культуры дрожжей поэтапным накоплением биомассы дрожжей путем их размножения. На стадии логарифмического роста, когда скорость размножения дрожжей максимальная, в питательную среду вносят водную эмульсию препарата С₇-АОБ в концентрации 0,06%. Через 2 часа культуру дрожжей подвергают термическому воздействию (45°С, 30 минут). До термообработки и через 30 минут после воздействия определяли число жизнеспособных клеток методом подсчета численности КОЕ. При добавлении препарата С₇-АОБ количество жизнеспособных клеток после термошока было в 1,7 раза больше, чем в контроле без добавления препарата С₇-АОБ.

Пример 3. В солодовое сусло вносят чистую культуру дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Далее осуществляют культивирование чистой культуры дрожжей поэтапным накоплением биомассы дрожжей путем их размножения. На стадии логарифмического роста, когда скорость размножения дрожжей максимальная, в питательную среду вносят водную эмульсию препарата С₇-АОБ в концентрации 0,03%. Через 2 часа культуру дрожжей подвергают окислительному стрессу. Окислительный стресс в клетках дрожжей индуцировали внесением в культуру H₂O₂ в концентрации 100 мМ. До воздействия H₂O₂ и через 30 минут после воздействия определяли число жизнеспособных клеток методом подсчета численности КОЕ. При добавлении препарата С₇-АОБ количество жизнеспособных клеток после окислительного стресса было в 3 раза больше, чем в контроле без добавления препарата С₇-АОБ.

Пример 4. В солодовое сусло вносят чистую культуру дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Далее осуществляют культивирование чистой культуры дрожжей поэтапным накоплением биомассы дрожжей путем их размножения. На стадии логарифмического роста, когда скорость размножения дрожжей максимальная, в питательную среду вносят водную эмульсию препарата С₇-АОБ в концентрации 0,06%. Через 2 часа культуру дрожжей подвергают окислительному стрессу. Окислительный стресс в клетках дрожжей индуцировали внесением в культуру Н₂О₂ в концентрации 100 мМ. До воздействия Н₂O₂ и через 30 минут после воздействия определяли число жизнеспособных клеток методом подсчета численности КОЕ. При добавлении препарата С₇-АОБ количество жизнеспособных клеток после окислительного стресса было 4 раза больше, чем в контроле без добавления препарата С₇-АОБ.

Пример 5. В солодовое сусло вносят чистую культуру дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Далее осуществляют культивирование чистой культуры поэтапным накоплением биомассы дрожжей путем их размножения. На стадии логарифмического роста, когда скорость размножения дрожжей максимальная, в питательную среду вносят водную эмульсию поэтапным накоплением биомассы дрожжей путем их размножения. На стадии логарифмического роста, когда скорость размножения дрожжей максимальная, в питательную среду вносят водную эмульсию препарата С₇-АОБ в концентрации 0,03%. Через 2 часа культуру дрожжей пересевали в солодовое сусло с концентрацией СВ 16%, являющейся для дрожжей стрессовой средой. Брожение проводили в течение 11 суток при температуре 6°С. В качестве среды для контроля использовали сусло с концентрацией СВ 11 и 16%. Бродильную активность определяли по количественному учету CO₂, образующегося при брожении. Способ позволяет сократить длительность процесса брожения на 10%.

Пример 6. В солодовое сусло вносят чистую культуру дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Далее осуществляют культивирование чистой культуры поэтапным накоплением биомассы дрожжей путем их размножения. На стадии логарифмического роста, когда скорость размножения дрожжей максимальная, в питательную среду вносят водную эмульсию поэтапным накоплением биомассы дрожжей путем их размножения. На стадии логарифмического роста, когда скорость размножения дрожжей максимальная, в питательную среду вносят водную эмульсию препарата С₇-АОБ в концентрации 0,06%. Через 2 часа культуру дрожжей пересевали в солодовое сусло с концентрацией СВ 16%, являющейся для дрожжей стрессовой средой. Брожение проводили в течение 11 суток при температуре 6°С. В качестве среды для контроля использовали сусло с концентрацией СВ 11 и 16%. Бродильную активность определяли по количественному учету CO₂, образующегося при брожении.

Способ позволяет улучшить физиологическое состояние дрожжей, сократить продолжительность культивирования на 40%, увеличить ферментативные активности дрожжей, интенсифицировать процесс размножения дрожжей, получить засевные дрожжи, устойчивые к стрессовым воздействиям, а именно к температуре, окислителям, осмотическому давлению. Предлагаемый способ стабилизации дрожжей прост, может быть осуществлен на любом предприятии, не требует дополнительного оборудования, не создает экологически вредных стоков.

Способ предусматривает выращивание дрожжей на питательной среде, содержащей источники углерода, азота, минеральные вещества и микроэлементы, в присутствии активатора дрожжей препарата С_7-алкилоксибензол. Активатор вносят в виде раствора в концентрации 0,03-0,06%, в процессе выращивания дрожжей на экспоненциальной фазе роста. Способ позволяет улучшить физиологическое состояние дрожжей, сократить продолжительность культивирования на 40%, увеличить ферментативную активность дрожжей, повысить устойчивость дрожжей к стрессовым воздействиям. 3 з.п. ф-лы.

1. Способ получения засевных дрожжей, предусматривающий выращивание дрожжей на питательной среде, содержащей источники углерода, азота, минеральные вещества и микроэлементы, в присутствии активатора дрожжей, отличающийся тем, что в качестве активатора используют препарат С₇-алкилоксибензол.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что препарат С₇-алкилоксибензол используют в виде раствора.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что препарат С₇-алкилоксибензол вносят в концентрации 0,03-0,06%.4. Способ по п.1, отличающийся тем, что препарат С₇-алкилоксибензол вносят в процессе выращивания дрожжей на экспоненциальной фазе роста.