Штамм дрожжей SасснаRомYсеS ceReVISIae, используемый в хлебопечении Советский патент 1989 года по МПК C12N1/18 A21D8/02 

.1

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к штаммам дрожжей рода Saccharomyces, используемым при производстве хлеба на жидких и прессованных дрожжах.

Цель изобретения - получение штамма дрожжей Saccharomyces cereviaiae активного разрыхлителя теста, продуцента пептил-Ъ-глютаминовой кислоты, пептил-Ь-аспарагиновой кислоты, ot-1,4-глюкозидазы, |J -фруктофурано- зидазы, витамина Bg, жиров, Сахаров, аминокислот, обеспечивающего при непрерывно-поточном глубинном культивировании на зерновых и мелассовых средах в аэробных и анаэробных условиях, в моно- и в комплексной культуре повьшгение вкусовых качеств хлеба и сокращение потерь в производстве.

Исходной культурой для получения штамма S. cerevisiae ВКПМ У-673 служит штамм S. cerevisiae раса щелковская, полученная в 1953 г. из ВКМ СССР.

Исходная культура в течение длительного времени подвергалась многократной направленной изменчивости и

4

4J

о

о NU

селекции iso признакам, существенным для хлебопечения.

Для направленного синтеза, например, пептидил-Ь-глютаминовой кислоты, пептидил-Ь-аспарагиновой кислоты, oi-1 ,4-гликозидазы, jb -фруктофуранр- зидазы, жиров, получения более высокого качества дрожжей в отношении декарбоксилазной активности произво- дился посев 2-3-суточной исходной культуры в 2-10%-ной концентрации в специфический субстрат, например

в синтетические среды и пивное сусло

о

8 Бал, с дополнителъньм введением глюкозы, жира (НРБ, подсолнечного масла), витамина Bg.

Из естественно возникающих бари- антов изменчивости дрожжей при температуре культивирования 26 и 30 С в течение 2-3 сут на магнитных качалках, дающих 160-180 об/мин,-производили отбор суспензийчерез каждые 2 ч, выс еивали их на твердые агари- зованные среды, выращивали колонии и осуществляли вьщеление активных клонов.

Полученный штамм S.cerevisiae ВКПМ У-673 характеризуется следующими признаками. . Морфологические признаки. Величина клеток двухсуточной культуры на солодовом сусло-агане 8 Бал 6,7x4,8 мкм. Преобладающая форма клеток - эллипсоидная. Размножение - почкованием. На среде Городковой в гипсовых блоках образует споры от одной до четырех. Форма спор овальна с гладкой оболочкой размеры их 2,2 X 2 мкм.

На 8 Бал пивном сусле через 2-3 сут ьбразуется плотный осадок, который при взбалтывании -слегка взмучивается и быстро оседает. Осадок обильньй, белого цвета. Пленки и при станочного кольца не образует.

На сусло-агаре через 2-3 сут при 28-32 С вырастают колонии беловато- кремового цвета, круглые, выпуклые ровными краями. Диаметр колоний двухсуточной культуры 2-3 мм, легко снимаются с петлей.

Биохимические признаки. Отношение к углеродам: усваивает и сбраживает глюкозу, мальтозу, са- харозу, лактозу, фруктозу, простые декстрины, рафинозу и галактозу.

Отношение к спиртам: усваивает этанол.

5 O

5

0 5

30 5 40

45

jO

Отношение к органическим кислотам: усваивает молочную, уксусную, пропионовую, яблочную и лимонную кислоты.

Отношение к азотистым соединиям: усваивает аммиак, сульфат аммония, углекислый аммоний, фосфорно-кислый аммоний, нитраты: кальция, калия, натрия, азот воздуха, аминокислоты. Продуцирует пептидил-Ь-глютами- новую кислоту (0,05-1,2 усл.ед.), пептил-Ь-аспарагиновую кислоту (0,05-0,7 ксл.ед.), специфические к клейковине пшеничной муки протеазы, oi.-1 ,4-гликозидазу (0,6-2,5 .ед.), 3-фруктофуранозидазу (0,05-.1,5 усл.ед), декарбоксилазу от 3 до 35 мин, липазу, витамин Bg (1,5-2,0 гамм/мл), летучие кислоты, этанол, сахара, 18 аминокислот, белки, углеводы, органические кислоты: пировиноград- ную,oi-кетоглютаровую, уксусную, лимонную и яблочную.

Продуцирует глюкозу, сахарозу, мальтозу, фруктозу, галактозу и полисахариды. Количество сухого экзо- ферментного препарата, вьщеляемого в процессе роста и развития клеток, составляет 0,05-3%. Содержание белка 30-50%, углеводов 35-40%. Физиологические признаки. Отношение к аэробным и анаэробным условиям культивирования. В условиях аэробиоза ускоряется развитие дрожжей, ускоряется производство клеток бродильного типа за счет повышения скорости биосинтеза ферментов амилаз- ного, протеазного, зимазного и липаз- ного комплекса в результате ускоренного использования клетками ингредиентов жидкой и окружающей клетку газообразной питательной среды (азота, аммиака, углекислого газа, кис- лоррда).

Штамм термостабилен. Брожение протекает при 22-45 С, температурный оптимум 26-30 С.

Штамм дрожжей S. .cerevisiae ВКПМ У-673 при содержании небольшого количества клеток, порядка (5,5-6)- 10 , имеет повьш1енную в 2-3 раза бродильную активность, по сравнению с контрольными дрожжами. Подъемная сила характеризуется показателями 20- 25 мин. При вынущ;енных простоях . в течение 12 ч и более не теряют подъемную силу. Качество хлеба на

жидких дрожжах с применением S. ser vis iae ВКПМ У-673 повышается по показателям удельного объема и пористости на 2-3% по сравнению с контролем.

. Пример 1. Получение и использование в хлебопечении штамма S. .cerevisiae ВКПМ У-673 в моно- и в смешанной культуре со штаммами род Saccharomyces (4Л) и Schizosaccharo- myces при производстве хлеба и хлебобулочных изделий из пшеничной муки высшего, первого, второго и обойных сортов на жидких дрожжах.

Производство жидких дрожжей из штамма S. cerevisiae ВКПМ У-673 в моно- и в комплексной культуре с дрожжами рода Saccharonyces (4Л) осуществляют на разбавленных заторах 88-87% влажности, содержаш 1х в среднем 6% (от 5 до 6,5%) различных Сахаров )глюкозы, фруктозы, мальтозы, сахарозы, лактозы), обеспечивающих задаиньй ритм брожения и воспроизводства клеток в количестве (5,5- -6) 10 по различным путям их биохимических превращений до периода оптимума синтеза ферментов декарбо- ксилирования,синтеза пептидил-Ь-глю- таминовой кислоты,пептидил-L-acnapa- гиновой кислоты, специфических к перерабатываемому субстрату других ферментов амилазного, протеазного, з.имазного, липазного комплекса, витамина В, жира, органических кислот.

Схема производства жидких дрожжей

Выращивание в пробирках на агари- зованном 8 Бал пивном сусле штамма S.cerevisiae ВКПМ У-673 в течение 2-3 сут. Стерильный пересев дрожжей из пробирок в три колбы с 300 МП 8 Бал пивного сусла. Культивирчэвание в термостате в течение 2-3 сут при 28-30 С. Посев в три колбы, содержащие по 1,0 л пивного сусла 8°Бал. Культивирование в течение 1 сут. Посев в емкость на 10 л вносится 3 л суспензии дрожжей и 3 л разбавленног затвора (или сладкой заварки), культивирование в течение 10-12 ч. Пересев в емкость, где объем маточника постепенно доводится до производственных потребностей путем добавления питания - затора 88-87% влажности через 6-8 ч в равном объеме. Пересев в производственный чан. Отбо жидких дрожжей и подача питания про0

5

0

изводится в равном обг.еме через 3-6 ч в зависимости от температуры, аэрации и других условий производства.

Для обесп-ечения направленности биохимических процессов и сохранения обмена веществ исходного штамма в жидкие дрожжи периодически вводится ферментный препарат S. cerevisiae ВКПМ У-673.

В отличие от известного комплексного ферментного препарата из осадочных пивных дрожжей ферментный препарат из штамма S. cerevisiae . ВКПМ У-673 не изменяет тип обмена веще&тв хлебопекарных дрожжей в сторону производства низовых пив ных дрожжей при ассимиляции ферментов и не приводит к потере хлебопекарными дрожжами разрыхляющей тесто способности. Жидкие дрожжи, полученные описанным способом, характеризуются 20-25 мин подъемной силой с числом клеток (5,5-6) -10, На производство 5 хлеба жидкие дрожжи S. cerevisiae ВКПМ У-673 (в монокультуре или в смеси с другими штаммами рода Saccharonyces (4Л): исходные названия алма-атинская ВКПМ У-442, щелковская У-673, киргизская ВКПМ У-674, сочинская ВКПМ У-675, свердловская берут в дозировке 15-25% в зависимости от условий производства.

Вследствие высокой декарбоксилаз- ной активности штамма S.cerevisiae ВКПМ У-673 в процесс хлебопечения на жидких дрожжах прессованные дрожжи не вводят.

В табл. 1 представлена сравнительная характеристика предлагаемого штамма с известными.

На основании описанных в табл. 1 характеристик видно, что штамм S. cerevisiae ВКПМ У-673 обладает 5 повьшгенной в 2 раза и более декарбо- силазной, протеазной. и осахаривающей активностью по сравнению с известным гибридным штаммом l, что обеспечивает улучшение физколлоидного состояния теста в отношении газообразующей и газоудерживающей способности крахмала и белков муки.

Указанные в табл. 1 характеристики штамма обеспечивают сокращение времени приготовления хлеба на всех его этапах примерно на 20-35% по сравнению с гибридным штаммом 512 1J улучшают питательную ценность хлеба в отношении витамина В, про0

5

0

0

5

еолитических и осахаривающих ферменов, жиров, повьшают вкусовую и фииологическую ценность хлеба из-за нижения в 10 раз и более количества ерментов зимазного комплекса (фер ентов алкоголизма), повышают тносительную удельную активность и ористость хлеба на 2-5%,

Однако штамм S. cerevisike ВКПМ 10 -673 в комплексной культуре с S. pombe 2, обеспечивает- еще более высокие показатели протеолитической амилолитической активности и соответственное повьшзение не только га- 15 зообразуюш;ей и газоудерживающей способности крахмала и белков муки, но и водопоглотительной их способности. Это приводит к сокращению потерь сухих веществ на производстве, уве- 20 лйчению выхода хлеба на 3-6%, выпуску продукции высокого качества, например повьшению на 2-3% удельного объема и пористости, повышению вкусовой, питательной и физиологической его ценности из-за увеличения в хлебе ценных биологически активных веществ, жира на 1-1,5%, витамина В на 0,3- 1 гамм/мл. В аэробных условиях про- .изводства жидких дрожжей биосинтез 3D биологически активных веществ ускоряется примерно на 25-30% и соответственно повышается производительность труда (табл. 1).

Хорощие результаты получены я на 35 смеси разбавленных заторов 88-87% влажности (от 93 до 87% с содержанием Сахаров от 4,5 до 6,5%, в среднем 6%) с введением при производстве жидких .дрожжей равного объема 8°Бал мелассы. 40 Используется меласса, предварительно простерилизованная при 0,5 атм в течение 1ч в концентрированном

виде.

Дополнительно в эту среду при на- 45 рушениях ритма воспроизводства клеток вводят 0,05% сульфата аммония, 0,05% углекислого аммония, 0,05% фосфорнокислого аммония или О,05% фосфорнокислого калия в производственные 50 заторы влажности для ускорения роста и развития клеток.

Условия культивирования дрожжей.

Производственная питательная среда - заторы 88-87% влажности (в от- jS дельности) или смесь заторов 88-87% влажности с мелассовым суслом в равном объеме (1:1). Культивирование производят в течение 3-6 ч при

в зависимости от ритма воспроизводства клеток в конкретньгх резко меняющихся условиях производства (температуры, аэрации, кислотности и т.д.). Скорость созревания дрожжей в аэробньпс условиях ускоряется на 30% по сравнению с анаэробными условиями .

Отбор жидких дрожжей в производство осуществляют в период оптимума декарбоксилазной активности с ритмом воспроизводства клеток высокой декарбоксилазной активности, нап ример, .3-4 ч. При непрерывном культивировании заданный ритм сохраняют, пересчет ведут на минутный расход.

Как видно из табл. 1 производство жидких дрожжей и хлеба осуществляют и на смешанной культуре дрожжей, в состав которой включают и штамм S. cerevlsiae ВКПМ У-673.

Смешанная культура (Л4) составлена из штаммов, относящихся к одному роду Saccharonyces. В отличие от монокультур смешанная культура (штаммы алма-атинская У-Л42, киргизская У-674, сочинская У-675, щелковская 673-У) обладает повьш1енной на 25-30% бродильной активностью по сравнению с любым самым активным штаммом хлебопекарных дрожжей. Он обеспечивает повьш1ение питательной ценности и качества хлеба в отношени пористости и удельного объема на

2-5%.

Схема производства жидких дрожжей аналогична описанному. Однако выведение чистых культур 4 штаммов производят каждой расы отдельно в пробирках и в колбах. После выращивания суспензий дрожжей и достижения 1-4 л суспензии к ней добавляют равный объем питания: разбавленный затор 88-87% влажности (или сладкая заварка) . В дальнейшем путем добавления равного объема питания, через . 5-8 ч количество жидких дрожжей доводят до .производственных потребностей, отбор и подачу питания осуществляют с ритмом вопроизводства клеток через 3-4 ч до периода оптимума подъемной силы.

При производстве жидких дрожжей на смешанной культуре, включающей штамм S. cerevisiae ВКПМ У-673, интенсивность биосинтетических процессов и брожения повышается примерно

на 25-30%. На 30% ускоряются процессы созревания дрожжей в условиях аэрации. Активность комплексной культуры повышается благодаря совместной деятельности входящих в смесь различных по биологическим признакам дрожжей, отличающихся периодами синтеза экзо- и эндоферментов (табл. 1 и 2).

В табл. 2 представлена характерис- ю агентами (высокими и низкими темпе25

тика штамма Б. cerevisiae ВКПМ У-673 в сравнительном аспекте с известными штаммами Л и 2 и смешанной культурой, составленной из двух фаз, относящихся к различным родам: Sac- charomyces и Schizosaccharomycea.

Как видно из табл. 2 периоды оптимума биосинтеза экзо- и эндоферментов и их активности у сравниваемых штаммов различаются.20

Пример 2. Получение биомассы дрожжей S. cerevisiae ВКПМ У-673 для производства ферментных препаратов амидазного, протеазного, зимазного, липазного комплекса, жиров, Сахаров, аминокислот, витамина Bg осуществляется в основном на мелассовой среде.

Посевную суспензию дрожжей S. cerevisiae ВКПМ Y-673 выраш 1вают на 8°Бал пивном сусле при 28-30 С в течение 3 сут на качалке, дающей 160-180 об/мин.

В производственную среду посевную культуру вводят в 50%-ной концентрации в «епрерывном потоке или периодически. Отбор суспензий дрожжей производится с 4-5 ч расчетом.

Производственная среда имеет следующий состав, %: меласса 12° Бал с введением сульфата аммония 0,05; кукурузный экстракт 0,5; (NHj)..HPO 0,07; Ca(NO,)2. 0,05; 0,05; растительное масло 2,.рН 6. Стерилизация при 0,5 атм в течение 1ч.

ратурами, ультрафиолетом), высушивают и используют в качестве источника витаминного и ферментного препарата, протеазного, зимазного и 15 липазного комплекса, например od-1,4- -гликЪзидазы, р -фруктофуранозидазы,

пептидил-Ь-глютамингидролазы,пептиди -L-аспарагингйдролазы. Оставшуюся биомассу подвергают автолизу, которая служит сырьем для получения три- оз, гектоз, пептоз, аминокислот известными способами (хроматографи- чески, электрофоретически, адсорб- ционно).

Таким образом, предлагаемый штамм по сравнению с известным ij имеет повышенную на 20-35% бродильную активность, устойчив к низким температурам, продуцирует декарбоксилазу, 30 витамин В,, пептидил-Ь-глютамингидЧ

ролазу, пептидил-Ь-аспарагингидро лазу, гликозидазы, фруктофуранозида- зу, специфические к клейковине ферменты амилазного и протеазного комп- 35 лекса, сахара, аминокислоты, липазы, жиры.

Качество хлеба при использовании предлагаемого штамма по показателям удельного объема и пористости повы- 40 шается на 2-5%.

К преимуществам штамма относится высокая разрыхляющая тесто способность.

Производственную среду для экономии воды и обеспечения питательной- среды биологически активными веществами готовят на культуральнвй среде

(после сепарации биомассы или перегонки спирта). Это обеспечивает получение клеток с необходимыми свойст-т вами.

Биомасса содержит 6-11% жиров (по Сакслету). На производстве из биомассы вьщеляют жиры, углеводы, белки. Биомассу, обработанную физическими

5

0

ратурами, ультрафиолетом), высушивают и используют в качестве источника витаминного и ферментного препарата, протеазного, зимазного и 5 липазного комплекса, например od-1,4- -гликЪзидазы, р -фруктофуранозидазы,

пептидил-Ь-глютамингидролазы,пептидил- -L-аспарагингйдролазы. Оставшуюся биомассу подвергают автолизу, которая служит сырьем для получения три- оз, гектоз, пептоз, аминокислот известными способами (хроматографи- чески, электрофоретически, адсорб- ционно).

Таким образом, предлагаемый штамм по сравнению с известным ij имеет повышенную на 20-35% бродильную активность, устойчив к низким температурам, продуцирует декарбоксилазу, 0 витамин В,, пептидил-Ь-глютамингидЧ

ролазу, пептидил-Ь-аспарагингидро лазу, гликозидазы, фруктофуранозида- зу, специфические к клейковине ферменты амилазного и протеазного комп- 5 лекса, сахара, аминокислоты, липазы, жиры.

Качество хлеба при использовании предлагаемого штамма по показателям удельного объема и пористости повы- 0 шается на 2-5%.

К преимуществам штамма относится высокая разрыхляющая тесто способность.

5 Формула изобретения

Штамм дрожжей Saccharomyces сеге- yisiaie ВКПМ У -бТЗ, используемый i хлебопечении.

8

a

8

к v

. rt

H

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к штаммам дрожжей рода SACCHAROMYCES, используемым в хлебопечении и для получения метаболитов дрожжей.Цель изобретения - получение штамма дрожжей S.CEREVISIAE, АКТиВНОгО РАзРыХлиТЕля TECTA, пРОдуцЕНТА пЕпТидил - L - глютаминовой кислоты, пептидил - L - аспарагиновой кислоты,α - 1,4-гликозидазы, β -фруктофуранозидазы, витамина В₆, жиров, сахаров, аминокислот, обеспечивающего при непрерывно-поточном глубинном культивировании на зерновых и мелассовых средах в аэробных и анаэробных условиях, в моно- и комплексной культуре повышение вкусовых качеств хлеба и сокращение потерь в производстве. Штамм S.CEREVISIAE У-673 (раса Москва) получен из типовой культуры ВКМ СССР (щелковской расы) путем направленной изменчивости и селекции активных клонов из естественно возникающих вариантов изменчивости. Штамм обладает высокой декарбоксилазной активностью при 4-часовом ритме воспроизводства клеток в специфических условиях производства, что дает основание для включения его в состав смешанной культуры, производственные испытания которой успешно прошли в Казахстане и ТССР. 2 табл.