Штамм дрожжей sасснаrомyсеs cerevisiae, используемый в хлебопечении

 

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 В<SB POS="POST">6</SB>, жиров, сахаров, аминокислот, обеспечивающего при непрерывно-поточном глубинном культивировании на зерновых и мелассовых средах в аэробных и анаэробных условиях, в монои 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.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BT0PGHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4164919/28-13 (22) 01. 10. 86 (46) 07.04.89, Бюл. К 13 (75) Р.Ш.Латфуллина (53) 577.15(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 707964, кл. С 12 N 1/18, 1977.

Авторское свидетельство СССР

У 1325074, кл. С 12 N 1/18, 1984. (54) ITAMH ДРОЖЖЕЙ SACCHARONYCES

CEREUISIAE,. ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ В ХЛЕБО ПЕЧЕНИИ (57) Изобретение относится к биотехнологии, а именно к штаммам дрожжей рода Saccharomyces, используемым в хлебопечении и для получения метаболишов дрожжей. Цель изобретения— получение штамма дрожжей S. cerevi—

sxae, активного разрыхлителя теста, продуцента пептидил-L-глютаминовой кислоты, пептидил-L-аспарагиновой кислоты, ы — 1,4-гликозидазы, Р -фрук)

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 cerevisiae активного разрыхлителя теста, продуцента пептил-L-глютаминовой кислоты, пептил-L-аспарагиновой кислоты, 0(-1,4-глюкозидазы, -фруктофуранозидазы, витамина В, жиров, сахаров, I аминокислот, обеспечивающего при непрерывно-поточном глубинном куль(5ц 4 С 12 N i/18, А 21 D 8/02 тофуранозидазы, витамина В, жиров, сахаров, аминокислот, обеспечивающего при непрерывно-поточном глубинном культивировании на зерновых и мелассовых средах в азробных и анаэробных условиях, в моно- и комплексной культуре повышение вкусовых качеств хлеба и сокрашение потерь в производстве. Штамм S. cerenisiae

У-673 (раса Москва) получен из типовой культуры BKM СССР (шелковской рассы) 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 произ- водства, что дает основание для включения его в состав смешанной культуры, производственные испытания которой успешно пропри в Казахстане в ТССР. 2 табл.

2 тивировании на зерновых и мелассовых средах в аэробных и анаэробных условиях, в моно- и в комплексной культуре повьппение вкусовых качеств хлеба ! и сокращение потерь в производстве.

Исходной культурой для получения штамма $. 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

1470764

40 селекции по признакам, существенным для хлебопечения.

Для направленного синтеза, например,пептидил-L-глютаминовой кислоты, пептидил-L-аспарагиновой кислоты, g-1,4-гликозидазы, Р -фруктофуранозидазы, жиров, получения более высокого качества дрожжей в отношении декарбоксилазной активности произво- 10 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 дополнительным введением 15 глюкозы, жира (НРВ, подсолнечного масла), витамина Вб, Из естественно возникающих вариантов изменчивости дрожжей при температуре культивирования 26 и 30 С 20 в течение 2-3 сут на магнитных качалках, дающих 160-180 об/мин, производили отбор суспензий через каждые

2 ч, высеивали их на твердые агаризованные среды, выращивали колонии 25 и осуществляли выделение активных клонов

Полученный штамм S.cerevisiae

ВКПМ У-673 характеризуется следующими признаками. 30

Морфологические признаки, Величина клеток двухсуточной кульо туры на солодовом сусло-агане 8 Бал

6,7х4,8 мкм. Преобладающая форма клеток — эллипсоидная ° Размножение — 35 почкованием. На среде Городковой в гипсовых блоках образует споры от одной до четырех. Форма спор овальная с гладкой оболочкой, размеры их

2,2 х 2 мкм.

На 8 Бал пивном сусле через

2-3 сут образуется плотный осадок, который при взбалтывании слегка взмучивается и быстро оседает. Осадок обильный, белого цвета. Пленки и при- 45 стеночного кольца не образует.

На сусло-arape через 2-3 сут при

28-32 С вырастают колонии беловатокремового цвета, круглые, выпуклые с ровными краями. Диаметр колоний 50 двухсуточной культуры 2-3 мм, легко снимаются с петлей, Биохимические признаки.

Отношение к углеродам: усваивает и сбраживает глюкозу, мальтозу, сахарозу, лактозу, фруктозу, простые декстрины, рафинозу и галактозу.

Отношение к спиртам: усваивает

/ эта нол.

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-глютаминовую кислоту (О 05-1,2 усл.ед,), пептил-L-аспарагиновую кислоту (0,05-0,7 ксл.ед.), специфические к клейковине пшеничной муки протеазы, -1,4-гликозидазу (0,6-2,5 усл.ед.), 8-фруктофуранозидазу (0,05-,1,5 усл.ед), декарбоксилазу от 3 до 35 мин, липазу, витамин В (1,5-2,0 гамм/мл), летучие кислоты, этанол, сахара, 18 аминокислот, белки, углеводы, органические кислоты: пировиноградную, о -кетоглютаровую, уксусную, лимонную и яблочную.

Продуцирует глюкозу, сахарозу, мальтозу, фруктозу, галактозу и полисахариды. Количество сухого экзоферментного препарата, выделяемого 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 амилаэного, протеазного, зимазного и липазного комплекса в результате ускоренного использования клетками ингредиентов жидкой и окружающей клетку газообразной питательной среды (азота„ аммиака, углекислого газа, кислорода).

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

Штамм дрожжей S..cerevisiae ВКПМ

У-673 при содержании небольшого колич чества клеток, порядка (5,5-6) ° 10 имеет повышенную в 2-3 раза бродильную активность.по сравнению с контрольными дрожжами. Подъемная сила характеризуется показателями 2025 мин. При вынужденных простоях в течение 12 ч и более не теряют подъемную силу. Качество хлеба на

55

5 ° 14707 жидких дрожжах с применением S. serevisiae ВКПМ У-673 повышается по показателям удельного объема и пористости на 2-37. 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 рода 10

Saccharomyces (4Л) и Schizosaccharomyces при производстве хлеба и хлебобулочных иэделий из пшеничной муки высшего, первого, второго и обойных сортов на жидких дрожжах. 15

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 2р

88-877. влажности, содержащих в среднем 67 (от 5 до 6,57) различных сахаров )глюкозы, фруктозы, мальтозы, сахароэы, лактозы), обеспечивающих заданный ритм брожения и воспроизводства клеток в количестве (5,5-7

-6) ° 10 по различным путям их биохимических превращений до периода оптимума синтеза ферментов декарбоксилирования,синтеза пептидил-L-глютаминовой кислоты,пептидил-Ь-аспарагиновой кислоты, специфических к .перерабатываемому субстрату других ферментов амилазного, протеазного, зимаэного, липазного комплекса, витамина В, жира, органических кислот.

Схема производства жидких дрожжей.

Выращивание в пробирках на агарио зованном 8 Бал пивном сусле штамма 40

S.cerevisiae BKIIM У-673 в течение

2-3 сут. Стерильный пересев дрожжей из пробирок в три колбы с 300 мл о

8 Бал пивного сусла. Культивирование в термостате в течение 2-3 сут при о

28-30 С. Посев в три колбы, содержащие по 1,0 л пивного сусла 8 Бал.

Культивирование s течение 1 сут.

Посев в емкость на 10 л вносится 3 л суспензии дрожжей и 3 л разбавленного 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 88-877. влажности через 6-8 ч в равном объеме.

Пересев в производственный чан. Отбор жидких дрожжей и подача питания про64 6 изводится в равном объеме через 3-6 ч в зависимости от температуры, аэрации и других условий производства, Для обеспечения 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 иэ осадочных пивных дрожжей ферментный препарат из штамма S. cerevisiae, ВКПМ У-673 не изменяет тип обмена веществ хлебопекарных дрожжей в сторону производства низовых пивных 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 хлеба жидкие дрожжи S. cerevisiae

ВКПМ У-673 (в монокультуре или в смеси с другими штаммами рода

Saccharonyces (4Л): исходные названия алма-атинская BKIIM 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 декарбоксилазной активности штамма S.cerevisiae

BKIIM 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 BKIIM У-673 обладает повышенной в 2 раза и более декарбосилазной, протеазной.и осахаривающей активностью по сравнению с известным гибридным штаммом (1), что обеспечивает улучшение фиэколлоидного 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 20-357 по сравнению с гибридным штаммом 512 (1), улучшают питательную ценность хлеба в отношении витамина В, про1470764 теолитических и осахаривающих ферментов, жиров, повышают вкусовую и физиологическую ценность хлеба из-за снижения в 10 раз и более количества ферментов зимаэного комплекса (ферментов "алкоголизма"), повышают относительную удельную активность и пористость хлеба на 2-5 .

Однако штамм S cerevisiae ВКПБ

У-673 в комплексной культуре с

S. ротаЬе $2), обеспечивает еще более высокие показатели протеолитической и амилолитической активности и соответственное повышение не только ra- 15 эообразующей и газоудерживающей способности крахмала и белков муки, но ,и водопоглотительной их способности.

Это приводит к сокращению потерь сухих веществ на производстве, уве- 20 личению выхода хлеба на 3-6, выпуску продукции высокого качества, например повышению 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 0,31 гамм/мл. В аэробных условиях производства жидких дрожжей биосинтез 30 биологически активных веществ ускоряется примерно на 25-30 и соответственно повышается производительность труда (табл. 1).

Хорошие результаты получены и на смеси разбавленных заторов 88-87 . влажности (от 93 до 87 с содержанием сахаров от 4,5 до 6,5, в среднем б ) с введением при производстве жидких о .дрожжей равного объема 8 Бал мелассы. 40

Используется меласса, предварительно простерилизованная при 0,5 атм в течение 1 ч 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 0,05 фосфорнокислого калия в производственные 50 заторы 8887 влажности для ускорения роста и развития клеток, Условия культивирования дрожжей.

Производственная питательная среда — заторы 88-87 влажности (в отдельности) или смесь заторов 88-87 . влажности с 8 Бал мелассовым суслом в равном объеме (1:1). Культивирование производят в течение 3-6 ч при

28 32 С в зависимости от ритма воспроизводства клеток в конкретных резко меняющихся условиях производства (температуры, аэрации, кислотности и т.д.) . Скорость созревания дрожжей в аэробных 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, например, 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. cerevisiae ВКПИ У-673.

Смешанная культура (Л4) составлена из штаммов, относящихся к одному роду Saccharonyces. В отличие от монокультур смешанная культура (штаммы алма-атинская У-442, киргизская У-674, сочинская У-675, щелковская 673-У) обладает повышенной на

25-30 бродильной активностью по сравнению с любым самым активным штаммом хлебопекарных дрожжей. Он обеспечивает повышение питательной ценности и качества хлеба в отношении 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, ин тенсивность биосинтетических процессов и брожения повышается примерно

1470764

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

В табл. 2 представлена характерис- 10 тика штамма S. cerevisiae BKIIM У-673 в сравнительном аспекте с известными штаммами (1) и (?) и смешанной культурой, составленной из двух фаз, относящихся к различным родам: Sac- 15

charomyces u Schizosaccharomyces.

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 BKIIM У-673 для производства ферментнык препаратов амидазного, протеазного, зимазного, липаэного комплекса, жиров, сахаров, 25 аминокислот, витамина В осуществляется в основном на мелассовой среде.

Посевную суспензию дрожжей S. cerevisiae BKIIM У-673 выращивают на

8 Бал пивном сусле при 28-30 С в 30 течение 3 сут на качалке, дающей

160-180 об/мин.

В производственную среду посевную культуру вводят в 50%-ной концентрации в непрерывном потоке или пери- 35 одически. Отбор суспензий дрожжей производится с 4-5 ч расчетом.

Производственная среда имеет слео дующий состав, : меласса 12 Бал с введением сульфата аммония 0,05; 40 кукурузный экстракт 0,5; (Н,)..НРО,, 0,07; Са(ИО ) 0,05; К НРО 0,05; растительное масло 2,, рН 6, Стерилизация при 0,5 атм в течение 1 ч.

Производственную среду для экономии воды и обеспечения питательнойсреды биологически активными веществами готовят на культуральной среде (после сепарации биомассы или перегонки спирта). Это обеспечивает получение клеток с необходимыми свойст-, вами.

Биомасса содержит 6-11% жиров (по

Сакслету). На производстве из биомассы выделяют жиры, углеводы, белки.

Биомассу, обработанную физическими агентами (высокими и низкими температурами, ультрафиолетом), высушивают и используют в качестве источника витаминного и ферментного препарата, протеазного, зимазного и липазного комплекса, например 0 -1,4-гликозидазы, Р -фруктофуранозидазы, пептидил-L-глютамингидролазы,пептидил-1.-аспарагингидролазы. Оставшуюся биомассу подвергают автолиэу, которая служит сырьем для получения триоз, гектоз, пептоз, аминокислот известными способами (хроматографически, электрофоретически, адсорбционно).

Таким образом, предлагаемый штамм по сравнению с известным (1) имеет повышенную на 20-35 бродильную активность, устойчив к низким температурам, продуцирует декарбоксилазу, витамин В, пептидил-L-глютамингидролаэу, пептидил-Ь-аспарагингидролазу, гликозидаэы, фруктофураноэидазу, специфические к клейковине ферменты амилазного и протеазного комплекса, сахара, аминокислоты, липазы, алжиры

Качество хлеба при использовании предлагаемого штамма по показателям удельного объема и пористости повышается на 2-5, К преимуществам штамма относится высокая разрыхляющая тесто способность, Формула и з о б р е т ения

Штамм дрожжей Saccharomyces cerevisiae ВКПМ У 673, используемый в хлебопечении.

t2 е -Ю.1 о. м

c4 cv м

43 (Ч м л

Ф Ch л о о и

Ф о л

1 м со 1 е

М

D м

Д1 с1 Ch

° 1 а ь

О

Щ 1 л

М 1 4 О и

СЧ

Ф Ф л л

Ф !

te 1 Ф м

Ф м л в ф м 1 М!

О О м м

CO CO м м м . 6ч м . м м М бо и

< 4 CV

* е

l6

4g м

3470704 м м

<6 м

О, I

t4

О м м

1 ф м о л 1 о м

О л

° » м

Ю м л м

00 м

1470764

«ъл оо

1 В

NCh NР1 о о «« о ° « Ъ

1 1 В 1 В 1 о ° «4

° - « ) сР «Ч .л

1 В В

В оь оо оо ф ф\ ID ID ф \ е

1 В В В В 1 оь оо ол . ««ъ ео о

В 1 В 1 оь оо л1 В оо

° » 4«Ч

1 1 В В оо оо

° ф ф В» «В О0

В В В 1 1 В оо оо оо

Ell ««Ъ

В В

В- е4 о ь

Е 1 CV ю ьл

В 1 ь

Ф Ф е л ь « 1

I/I ои оо

«й

В ьь

«ч л

В В о а оь

В В оо а ь о

В В ьо О

«ъо

В В оо О ф

В В о «v

«Ч « Ч

В 1

«Ч лл

В В ь ло

1 1 о о л

1 1

CV A ае о« .

1 1 оо аа

В 1

О о