способ получения засевных дрожжей

Формула изобретения

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.

Описание изобретения к патенту

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 Н ₂О₂ и выведение их из пула повреждающих частиц, таким образом, снижая дозу повреждающего воздействия. Более того, образующиеся под действием H₂ O₂ 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 C ₇-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 С ₇-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 H₂O ₂ в концентрации 100 мМ. До воздействия H ₂O₂ 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 С ₇-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 Н₂О ₂ в концентрации 100 мМ. До воздействия Н ₂O₂ 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 С ₇-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.