ШТАММ ДРОЖЖЕЙ SACCHAROMYCES CEREVISIAE УЗ-20 ВКПМ У-5209 ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ВИНА Российский патент 2024 года по МПК C12N1/16 C12G1/00 

Изобретение относится к пищевой промышленности и представляет новый штамм дрожжей, предназначенный для получения вина из интродуцированных и местных сортов винограда, выращенных в Республике Башкортостан, в частности в производстве красного столового вина.

Винные дрожжи чистых культур используются для проведения полного спиртового брожения целых или дробленых ягод свежего винограда или виноградного сусла и получения столового вина (ГОСТ 32030-2013 Вина столовые и виноматериалы столовые. Общие технические условия).

Виноград, для получения виноградного сусла, собирали согласно требованиям стандарта, действующего на территории Российской Федерации (ГОСТ 31782-2012 Виноград свежий машинной и ручной уборки для промышленной переработки. Технические условия).

Для размножения используется виноградное сусло, полученное из винограда интродуцированных и местных сортов винограда Республики Башкортостан. Полученное сусло подвергается пастеризации при температуре 86°С в течение 30 минут и подкислению серной кислотой до значения рН 3,6…4,2.

Красное столовое вино производится по следующей технологии: ручной сбор винограда, очистка от гребней, нагрев мезги, брожение при температуре 26-30°С, выдержка в резервуаре, осветление методом переливки, оклейка желатином. Для брожения применяются разводки чистых культур дрожжей новых штаммов.

В производственных условиях штамм дрожжей культивируется при температуре 26-30°С, рН 2,8-4,5 на виноградном сусле.

Применяются различные штаммы винных дрожжей, в которых присутствует индивидуальная изменчивость внутри вида для сбраживания красных сортов винограда. С основным способам их получения относится: адаптация, индивидуальный мутагенез, гибридизация, генная инженерия, метод производственной селекции (Исламмагомедова, Э.А. Биохимические особенности нового штамма дрожжей Saccharomyces oviformis Y-2635 в зависимости от условий культивирования: специальность 03.00.0405.18.07 "Биотехнология пищевых продуктов и биологических активных веществ": диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук / Исламмагомедова Эльвира Ахмедовна. - Махачкала, 2005. - 114 с.; Авторское свидетельство №1521767 А1 СССР, МПК C12N 1/18, C12N 15/00, C12R 1/865. Способ получения гибридных штаммов дрожжей Saccharomyces cerevisiae для сбраживания крахмала: №4258667: заявл. 09.06.1987: опубл. 15.11.1989 / С.В. Беневоленский, М.А. Нейстат, И.В. Губакина [и др.]; заявитель ВНИИ Генетики и селекции; Новый штамм дрожжей для производства красных столовых вин / С.Ц. Котенко, Д.А. Аливердиева, Э.А. Халилова [и др.] // Виноделие и виноградарство. - 2017. - №4. - С.18-21).

Известны следующие штаммы винных дрожжей:

Штамм дрожжей Saccharomyces cerevisiae 1MB Y-5030 для спиртового брожения сусла при производстве белых столовых вин. Штамм дрожжей активно сбраживает сусло при низких и высоких температурах, образует плотный осадок, имеет стойкость к повышенным дозам двуокиси серы и повышенную ароматобразующую способность (Патент №2529834 С1 Российская Федерация, МПК C12N 1/16, C12G 1/00. Штамм дрожжей saccharomyces cerevisiae imb у-5030 для производства белых столовых вин: №2014132461/93: заявл. 30.06.2014: опубл. 27.09.2014 / С.А. Кишковская, В.А. Загоруйко, Е.В. Иванова [и др.]; заявитель Национальный институт винограда и вина "Магарач").

Штамм дрожжей Saccharomyces cerevisiae Бордо-20, используемый для спиртового брожения при производстве красных столовых виноматериалов (Бурьян Н.И. Микробиология виноделия / ИВиВ «Магарач», 1997. - с. 130-160). Этот штамм не обладает высокой сбраживающей активностью и устойчивостью к высоким дозам диоксида серы.

Штамм дрожжей Saccharomyces cerevisiae Каберне 5, обладающий способностью сбраживать красное сусло и мезгу, депонирован во Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов под регистрационным номером ВКПМ Y-4270 и может быть использован в производстве красных столовых вин. Изобретение позволяет повысить качество и органолептические свойства готового продукта (Патент №2636024 С1 Российская Федерация, МПК C12N 1/16, C12G 1/00. Штамм дрожжей Saccharomyces cerevisiae для производства красных столовых вин: №2016148842: заявл. 12.12.2016: опубл. 17.11.2017 / С.Ц. Котенко, Д.А. Аливердиева, М.М. Садулаев [и др.]; заявитель Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Прикаспийский институт биологических ресурсов Дагестанского научного центра Российской академии наук).

В качестве прототипа выбран штамм дрожжей Saccharomyces cerevisiae IMB Y-5032 для производства красных столовых виноматериалов. Штамм дрожжей имеет высокую бродильную активность, стойкость к двуокиси серы, повышенную ароматобразующую способность и образует плотный осадок. Заявляемый штамм дрожжей был выделен впервые из дрожжевого осадка спонтанно сброженного виноградного сусла и мезги сорта Каберне на винзаводе ОАО «Солнечная Долина», г. Судак (Патент №2529833 C1 Российская Федерация, МПК C12N 1/16, C12G 1/00. Штамм дрожжей Saccharomyces cerevisiae IMB Y-5032 для производства красных столовых виноматериалов: №2014132460/93: заявл. 30.06.2014: опубл. 27.09.2014 / А.М. Авидзба, С.А. Кишковская, Е.В. Иванова [и др.]; заявитель Национальный институт винограда и вина "Магарач"). Недостатком прототипа является невозможность сбраживания высококислотного сусла при повышенных температурах.

Техническая задача - создание штамма винных дрожжей методом отбора микроорганизмов из спонтанной микрофлоры винограда интродуцированных и местных сортов винограда Республики Башкортостан с последующим мутагенезом для сбраживания виноградного сусла местной селекции, обладающего повышенной кислотностью и термоустойчивостью.

Поставленная техническая задача достигается выведением из спонтанной микрофлоры винограда, выращенного в Республике Башкортостан, чистых культур дрожжей с последующей мутацией в результате воздействием на дрожжевую суспензию ультразвука с частотой колебаний 22 кГц и интенсивностью колебаний 1,0 Вт/см².

Штамм дрожжей идентифицирован и депонирован во ВКПМ Биоресурсного центра НИЦ «Курчатовский институт» 17 мая 2024 года. Родовое название культуры: Saccharomtces cerevisiae УЗ-20. Регистрационный номер ВКПМ: У-5209. Область применения штамма (продукт, продуцируемый штаммом): виноделие.

Полученный штамм обладает следующими культурально-морфологическими признаками: клетки дрожжей под микроскопом имею округлую форму размером от 4 до 8 мкм, размножаются почкованием, с хорошим отделением почкующихся клеток от материнской. Выращивание проводится на твердой агаризованной питательной среде. В качестве сусла применяется неохмеленное пивное сусло. Выросшие на чашках Петри колонии имею молочный цвет, выпуклый профиль с приподнятым центром и небольшую складчатость. Диаметр колоний 0,6-1,2 см. Края имею небольшую волнистость. Дрожжи по характеру роста - верхнебродящие.

Выведенный штамм дрожжей способен хорошо сбраживать виноградное сусло с концентрацией сухих веществ от 17 до 23% при температуре 20-25°С. Продолжительность брожения при применении данного штамма сокращается на 18-22%, по сравнению с дрожжами Saccharomyces cerevisiae. Количество мертвых клеток не превышает 5%. Сбраживание Сахаров происходит до концентрации спирта 10-13%. Концентрация клеток составляет 120-130 млн/мл. Количество почкующихся клеток - 11-14%. Количество мертвых клеток - 3%. Активная кислотность питательной среды - 4,8-5,2. Способ культивирования - непрерывный или периодический.

Способ, условия и состав сред для длительного хранения штамма: поверхностный способ на скошенном сусло-агаре. Хранение при температуре +4°С. В качестве сусла применяется неохмеленное пивное сусло с концентрацией сухих веществ 12-14%. Возможно хранение штамма на агаризованной среде с крахмалом в течение 4 месяцев при +4°С.

Способ, условия и состав сред для размножения штамма: Для размножения использовали виноградное сусло, полученное из винограда селекции Башкортостан. Полученное сусло подвергали пастеризации при температуре 85°С в течение 30 минут, затем охлаждали до 30°С и подкисляли серной кислотой до значения рН 3,6…4,2.

Оптимальные условия и состав среды для ферментации: брожение проводится на виноградном сусле, приготовленном по вышеописанному способу, при температуре 20-25°С, рН среды 4,2…5,5.

Получение нового штамма в данном изобретении было осуществлено по следующей схеме:

Так как применяется метод индуцированного мутагенеза (искусственного повреждения генома), а именно дрожжевая биомасса подвергается воздействию ультразвука с частотой колебаний 22 кГц и интенсивностью колебаний 1,0 Вт/см², то данный способ является более эффективным и ускоренным, по сравнению с методом многоступенчатого отбора случайных мутаций, который может занимать целые годы.

Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой штамм дрожжей Saccharomyces cerevisiae УЗ-20 ВКПМ У-5209, способный сбраживать местные и интродуцированные сорта винограда, выращенного в условиях Республики Башкортостан, с пониженным содержанием сахара и повышенной кислотностью для получения красного столового вина.

Штамм дрожжей Saccharomyces cerevisiae УЗ-20 ВКПМ У-5209 для производства красного столового вина.