RU2378366C1 - Штамм дрожжей saccharomyces cerevisiae 1039, обладающий осмофильными свойствами, для получения спирта - Google Patents

Штамм дрожжей saccharomyces cerevisiae 1039, обладающий осмофильными свойствами, для получения спирта Download PDF

Info

Publication number
RU2378366C1
RU2378366C1 RU2008126477/13A RU2008126477A RU2378366C1 RU 2378366 C1 RU2378366 C1 RU 2378366C1 RU 2008126477/13 A RU2008126477/13 A RU 2008126477/13A RU 2008126477 A RU2008126477 A RU 2008126477A RU 2378366 C1 RU2378366 C1 RU 2378366C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
strain
saccharomyces cerevisiae
fermentation
yeast
wort
Prior art date
Application number
RU2008126477/13A
Other languages
English (en)
Inventor
Любовь Вячеславовна Римарева (RU)
Любовь Вячеславовна Римарева
Марина Борисовна Оверченко (RU)
Марина Борисовна Оверченко
Надежда Иосифовна Игнатова (RU)
Надежда Иосифовна Игнатова
Елена Владимировна Останина (RU)
Елена Владимировна Останина
Виктор Антонович Поляков (RU)
Виктор Антонович Поляков
Original Assignee
Государственное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт пищевой биотехнологии Российской академии сельскохозяйственных наук"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт пищевой биотехнологии Российской академии сельскохозяйственных наук" filed Critical Государственное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт пищевой биотехнологии Российской академии сельскохозяйственных наук"
Priority to RU2008126477/13A priority Critical patent/RU2378366C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2378366C1 publication Critical patent/RU2378366C1/ru

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

Штамм Saccharomyces cerevisiae 1039, ВКПМ Y-3327, обладающий осмофильными свойствами, для получения этилового спирта из зернового сырья при сбраживании высококонцентрированного сусла. Штамм получен в результате селекции и мутагенеза из известного штамма Saccharomyces cerevisiae ВКПМ Y-3136. Это позволяет повысить производительность спиртового производства, сократить расход воды и выход послеспиртовой барды. 4 табл.

Description

Изобретение относится к спиртовой промышленности, а именно к созданию нового штамма спиртовых дрожжей Saccharomyces cerevisiae 1039 (ВКПМ Y-3327), обладающего осмофильными свойствами и способного сбраживать зерновое сусло с концентрацией сухих веществ выше 30%. Штамм получен селекцией из известного штамма Saccharomyces cerevisiae Y-3136 путем многоступенчатой селекции с использованием эффективных методов мутагенеза. Изобретение обеспечивает эффективность сбраживания высоконцентрированных зерновых сред с образованием этилового спирта в бражке более 15,0 об.%.
Биотехнологической основой спиртового производства являются процессы конверсии высокомолекулярных полимеров растительного сырья для последующей микробной трансформации сахаров в этанол.
Одним из способов повышения рентабельности спиртового производства является использование высококонцентрированного зернового сусла с последующим сбраживанием его дрожжами, обладающими высокой осмофильностью. Поэтому получение и применение дрожжей, толерантных к основному продукту их жизнедеятельности (этанолу), - одна из возможностей интенсифицировать биохимические процессы спиртового брожения. Кроме того, сбраживание концентрированных сред способствует снижению выхода послеспиртовой барды - одного из вторичных продуктов спиртового брожения.
Важным фактором, определяющим эффективность спиртового производства, является физиологическая активность дрожжевых клеток. Плотность дрожжевой популяции, бродильная активность и продуктивность дрожжей оказывают существенное влияние на стабильное протекание процесса брожения, скорость сбраживания крахмалсодержащего сырья и выход целевого продукта.
В процессе жизнедеятельности дрожжей, их внутрипопуляционного регулирования роста возникают не зависящие от микроорганизмов факторы, негативно влияющие на физиологическое состояние дрожжевых клеток. К этим факторам можно отнести создаваемые извне или возникающие в процессе жизнедеятельности дрожжей условия субстратного лимитирования, ингибирования продуктами метаболизма, высокими концентрациями среды и др. В результате происходят необратимые процессы, негативно сказывающиеся на росте и размножении дрожжей, их качестве, что, в конечном итоге, приводит к снижению бродильной активности клеток и технологических показателей процесса брожения. Продолжительная генерация промышленных рас дрожжей ведет также к ослаблению культур и утрате их технологических возможностей.
В связи с этим селекция новых дрожжевых штаммов, обладающих повышенной осмофильностью и спиртоустойчивостью, актуальна.
Известны штаммы спиртовых дрожжей Saccharomyces cerevisiae 985-T и 987-O [1, 2]. По сравнению с известной промышленной расой Saccharomyces cerevisiae XII, а также Saccharomyces cerevisiae Y-319 [3], сбраживающими зерновое сусло с концентрацией сухих веществ 16-18% и выдерживающими концентрацию спирта до 12 об.%, они обладают способностью к сбраживанию более концентрированного зернового сусла (20-28% СВ).
Наиболее близким к заявляемому объекту является штамм Saccharomyces cerevisiae Y-3136 [4], обладающий осмофильными свойствами и применяющийся в качестве средства, снижающего образование побочных метаболитов в процессе получения спирта. При сбраживании осахаренного ячменного сусла с концентрацией сухих веществ 26% с использованием этого штамма в бражке через 72 часа брожения образуется 13,1 об.% этанола.
Недостатком штамма Y-3136 является неполное сбраживание им сусла с концентрацией сухих веществ выше 30% и отсутствие у него устойчивости к высоким концентрациям спирта в бражке (более 14,0 об.%).
Задачей, поставленной настоящим изобретением, является получение штамма спиртовых дрожжей Saccharomyces cerevisiae, обладающего способностью сбраживать осахаренное зерновое сусло с концентрацией сухих веществ выше 30% и повышенной устойчивостью к продукту своей жизнедеятельности - этанолу.
Технический результат, получаемый от использования нового штамма дрожжей Saccharomyces cerevisiae 1039 (ВКПМ Y-3327), заключается в повышении эффективности спиртового производства за счет сбраживания высоконцентрированного сусла, увеличения выхода спирта, существенной экономии воды на производстве, значительного сокращения выхода послеспиртовой барды.
Задача решается созданием нового осмофильного штамма дрожжей путем селекции и мутагенеза из известного штамма Saccharomyces cerevisiae Y-3136.
Заявляемый штамм Saccharomyces cerevisiae 1039 получен путем многоступенчатой селекции и мутагенеза с использованием эффективных химических и физических мутагенов; депонирован в ВКПМ под регистрационным номером Y-3327.
В результате мутагенеза после неоднократного отбора и рассева вариантов был получен штамм спиртовых дрожжей Saccharomyces cerevisiae 1039, обладающий высокой продуктивностью и бродильной способностью к сбраживанию осахаренного крахмалсодержащего сусла с концентрацией сухих веществ 30-36%.
Изучали способность сбраживать зерновое осахаренное сусло путем выращивания заявляемого штамма на высоконцентрированных жидких средах в стационарных условиях. Сравнительные технологические показатели (концентрация РВ, спирта, сумма побочных метаболитов в бражке) штамма Saccharomyces cerevisiae 1039 с прототипом представлены в табл.1.
Таким образом, в результате селекции и мутагенеза получен новый штамм Saccharomyces cerevisiae 1039, обладающий осмофильными свойствами, что позволяет повысить технологичность процесса сбраживания осахаренного зернового сусла с концентрацией сухих веществ выше 30%. Штамм отличается от известного и по культурально-морфологическим признакам.
Штамм хранится в виде лиофильно высушенной культуры и на косяках с сусло-агаром в отделе биотехнологии ферментных препаратов в пищевой промышленности государственного научного учреждения ВНИИ пищевой биотехнологии Россельхозакадемии г.Москвы.
Штамм Saccharomyces cerevisiae 1039 характеризуется следующими свойствами.
Культуральные признаки. На 4 суток роста при 30°С поверхность колонии на сусло-агаре однородная, блестящая, наблюдается радиальная складчатость; профиль колонии слегка выпуклый, форма колонии округлая; края колонии волнистые, цвет молочный; диаметр колонии 18×18 мм.
Морфология штамма. Размер клеток в бродящем солодовом сусле 2×2 - 6×6 мкм.
Физиолого-биохимическая характеристика. Тип катабализма - дыхание. Отношение к кислороду - анаэроб. Оптимальная температура роста 30-32°С.
Штамм непатогенен.
Штамм Saccharomyces cerevisiae 1039 использовали для сбраживания осахаренных крахмалсодержащих сред с концентрацией сухих веществ выше 30%.
Изобретение характеризуется следующими примерами.
Пример 1. Для проведения брожения используют осахаренное ржаное сусло концентрацией сухих веществ 30%. Сусло готовят из помола пшеницы с последующим развариванием при 1,5 атм. в течение 1,5 часов. Сусло осахаривают с добавлением в него ферментов - источников α-амилазы, глюкоамилазы, ксиланазы и грибной протеазы из расчета 2,5 ед. АС/г, 12 ед. ГлС/г, 0,15 ед. КС/г и 0,1 ед. ПС/г крахмала сырья. Осахаренное сусло засевают дрожжами Saccharomyces cerevisiae расы Y-3136 и 1039 в количестве 20 млн/см3 среды и проводят процесс брожения при 30°С в течение 72 часов.
В данных условиях заявляемый штамм заканчивает брожение на 6 часов раньше, чем в контрольном варианте, накапливая при этом больше этанола на 1,1 об.%. В таблице 1 приводятся данные сопоставительного анализа заявляемого штамма 1039 и штамма Y-3136.
Таблица 1
Сравнительная оценка физиологической активности дрожжей Saccharomyces cerevisiae при сбраживании пшеничного сусла
Показатель Штамм дрожжей Saccharomyces cerevisiae
Y-3136 1039
Длительность полного сбраживания сахаров 72 часа 66 часов
Этиловый спирт, об.% 14,5 15,1
РВ, г/100 см3 1,52 0,81
Пример 2. Для проведения брожения используют пшеничное сусло с концентрацией сухих веществ 33,5%. Сусло готовят из помола ржи с применением механико-ферментативной обработки. Сусло осахаривают с добавлением в него ферментов - источников α-амилазы, глюкоамилазы, ксиланазы и протеазы из расчета 1,0 ед. АС/г, 12 ед. ГлС/г, 0,2 ед. КС/г и 0,2 ед. ПС/г крахмала сырья. Осахаренное сусло засевают дрожжами Saccharomyces cerevisiae расы Y-3136 и 1039 в количестве 20 млн/см3 среды и проводят процесс брожения при 30°С в течение 72 часов.
В данных условиях заявляемый штамм заканчивает брожение на 6 часов раньше, чем в контрольном варианте, накапливая при этом больше этанола на 2,2 об.%. В таблице 2 приводятся данные сопоставительного анализа заявляемого штамма 1039 и штамма Y-3136.
Таблица 2
Сравнительная оценка физиологической активности дрожжей Saccharomyces cerevisiae при сбраживании ржаного сусла
Показатель Штамм дрожжей Saccharomyces cerevisiae
Y-3136 1039
Длительность полного сбраживания сахаров 72 часа 66 часов
Этиловый спирт, об.% 14,5 16,7
РВ, г/100 см3 2,37 0,88
Пример 3. В хорошо осахаренное зерновое сусло с концентрацией сухих веществ 30% вносят дрожжи Saccharomyces cerevisiae расы Y-3136 и 1039 в количестве 20 млн/см3 среды и проводят процесс брожения при 30°С. На 24 часа брожения в бродящее сусло вносят дополнительно 5 об.% этилового спирта и продолжают процесс брожения до 72 часов. В таблице 3 приводятся данные сопоставительного анализа заявляемого штамма 1039 и штамма Y-3136 на их спиртоустойчивость. Как видно из табл.3, заявляемый штамм S. cerevisiae 1039 выдерживает концентрацию спирта на 4,7 об.% больше, чем известный штамм.
Таблица 3
Сравнительная оценка спиртоустойчивости дрожжей Saccharomyces cerevisiae
Раса дрожжей Количество дрожжей, млн/см3 Характеристика брожения
на 24 часа роста на 48 часов роста Спирт на 72 часа, об.% Прирост спирта, об.%
всего мертвых, %
Y-3136
1039
120
560
90
380
52
21
14,8
19,5
0
4,8
Пример 4. Для проведения брожения используют осахаренное пшеничное сусло концентрацией сухих веществ 29%. Сусло готовят из помола пшеницы с применением механико-ферментативной обработки. Осахаренное сусло засевают дрожжами Saccharomyces cerevisiae расы Y-3136 и 1039 в количестве 20 млн/см3 среды и проводят процесс брожения при 30°С. На 24 часа брожения в бродящее сусло вносят 8% глюкозы и продолжают брожение до 72 часов.
В таблице 4 приводятся данные сопоставительного анализа заявляемого штамма 1039 и штамма Y-3136. Концентрация спирта в бражке, синтезируемого заявляемым штаммом, превышает аналогичный показатель с применением известного штамма на 4,3 об.%.
Таблица 4
Сравнительная оценка физиологической активности дрожжей Saccharomyces cerevisiae при сбраживании пшеничного сусла
Показатель Штамм дрожжей Saccharomyces cerevisiae
Y-3136 1039
Продолжительность брожения, часы 72 72
Этиловый спирт, об.% 13,9 18,2
Количество дрожжей на 24 ч брожения 96 595
Количество дрожжей на 48 ч брожения 64 740
РВ, г/100 см3 5,21 2,34
Используемые источники
1. Римарева Л.В., Оверченко М.Б., Игнатова Н.И. Особенности применения термотолерантных и осмофильных дрожжей для интенсификации спиртового брожения //5-я Междунар. научно-практич. конференция «О состоянии и направлениях развития производства спирта этилового из пищевого сырья и ликероводочной продукции» М., Пищепромиздат, 2005, С.25-30.
2. Римарева Л.В., Оверченко М.Б., Игнатова Н.И., Останина Е.В., Погоржельская Н.С. Повышение эффективности спиртового брожения с использованием термотолерантных и осмофильных дрожжей// Теоретические и практические аспекты развития спиртовой, ликероводочной, ферментной, дрожжевой и уксусной отраслей промышленности. Сборник научных трудов. 75 лет ВНИИПБТ, М., 2006, С.39-43.
3. АС СССР №1045630, 30.12.1984 г.
4. Заявка №2005137211/13 (041526), 30.11.2005 (прототип).

Claims (1)

  1. Штамм спиртовых дрожжей Saccharomyces cerevisiae 1039, ВКПМ Y-3327, обладающий осмофильными свойствами, для получения спирта.
RU2008126477/13A 2008-07-02 2008-07-02 Штамм дрожжей saccharomyces cerevisiae 1039, обладающий осмофильными свойствами, для получения спирта RU2378366C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008126477/13A RU2378366C1 (ru) 2008-07-02 2008-07-02 Штамм дрожжей saccharomyces cerevisiae 1039, обладающий осмофильными свойствами, для получения спирта

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008126477/13A RU2378366C1 (ru) 2008-07-02 2008-07-02 Штамм дрожжей saccharomyces cerevisiae 1039, обладающий осмофильными свойствами, для получения спирта

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2378366C1 true RU2378366C1 (ru) 2010-01-10

Family

ID=41644194

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008126477/13A RU2378366C1 (ru) 2008-07-02 2008-07-02 Штамм дрожжей saccharomyces cerevisiae 1039, обладающий осмофильными свойствами, для получения спирта

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2378366C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2445359C2 (ru) * 2010-05-17 2012-03-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Горский государственный аграрный университет" Штамм дрожжей saccharomyces cerevisiae вкпм y-3414, адаптированный к культивированию на молочной подсырной сыворотке
RU2492229C1 (ru) * 2012-05-11 2013-09-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Прикаспийский институт биологических ресурсов Дагестанского научного центра Российской академии наук ШТАММ ДРОЖЖЕЙ Saccharomyces cerevisiae, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СПИРТА
RU2599435C1 (ru) * 2015-07-23 2016-10-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Горский государственный аграрный университет" ШТАММ ДРОЖЖЕЙ Saccharomyces cerevisiae ВКПМ Y-4066-ПРОДУЦЕНТ ЭТИЛОВОГО СПИРТА

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2001097C1 (ru) * 1992-05-21 1993-10-15 Товарищество с ограниченной ответственностью "ТриС" Штамм дрожжей SACCHAROMYCES CEREVISIAE дл получени спирта
RU2005137211A (ru) * 2005-11-30 2007-06-10 Любовь В чеславовна Римарева (RU) Штамм дрожжей saccharomyces cerevisiae вкпм y-3136 для производства спирта

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2001097C1 (ru) * 1992-05-21 1993-10-15 Товарищество с ограниченной ответственностью "ТриС" Штамм дрожжей SACCHAROMYCES CEREVISIAE дл получени спирта
RU2005137211A (ru) * 2005-11-30 2007-06-10 Любовь В чеславовна Римарева (RU) Штамм дрожжей saccharomyces cerevisiae вкпм y-3136 для производства спирта

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
А, 10.06.2007. *
КАДИЕВА А.Т. Влияние условий спиртового брожения на физиолого-биохимические особенности новых рас спиртовых дрожжей Saccharomyces cerevisiae 985 Т и 987-O. Хранение и переработка сельхозсырья. - 2003, №11, с.72-73. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2445359C2 (ru) * 2010-05-17 2012-03-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Горский государственный аграрный университет" Штамм дрожжей saccharomyces cerevisiae вкпм y-3414, адаптированный к культивированию на молочной подсырной сыворотке
RU2492229C1 (ru) * 2012-05-11 2013-09-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Прикаспийский институт биологических ресурсов Дагестанского научного центра Российской академии наук ШТАММ ДРОЖЖЕЙ Saccharomyces cerevisiae, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СПИРТА
RU2599435C1 (ru) * 2015-07-23 2016-10-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Горский государственный аграрный университет" ШТАММ ДРОЖЖЕЙ Saccharomyces cerevisiae ВКПМ Y-4066-ПРОДУЦЕНТ ЭТИЛОВОГО СПИРТА

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11242502B2 (en) Low urea-producing and flavor-producing Wickerhamomyces anomalus strain and use thereof in food production
Kopsahelis et al. Comparative study of spent grains and delignified spent grains as yeast supports for alcohol production from molasses
Izmirlioglu et al. Simultaneous saccharification and fermentation of ethanol from potato waste by co-cultures of Aspergillus niger and Saccharomyces cerevisiae in biofilm reactors
EP3214168B1 (en) Saccharomyces cerevisiae capable of being co-fermented by multiple carbon sources and application thereof
Asli A study on some efficient parameters in batch fermentation of ethanol using Saccharomyces cerevesiae SC1 extracted from fermented siahe sardasht pomace
CA2360773A1 (fr) Procede de production d'ethanol avec apport frequent de levure
US8980617B2 (en) Yeast strains for improved ethanol production
KR20170137237A (ko) 당화 및 발효능이 우수한 전통주 발효 효모 사카로마이콥시스 피브리게라 kjj81 균주 및 이를 이용한 막걸리 제조방법
RU2378366C1 (ru) Штамм дрожжей saccharomyces cerevisiae 1039, обладающий осмофильными свойствами, для получения спирта
US20150247168A1 (en) Use of Natural Biocide in the Process of Ethanol Production from Various Sources
Haider Citric acid production from carob pod extract by Aspergillus niger
US9845483B2 (en) Alcoholic fermentation process in the presence of a high alcohol tolerant yeast and a maltotriose positive yeast
CN1814763A (zh) 一种提高淀粉原料发酵酒精产率的方法
US11597950B1 (en) Systems, compositions, and methods of fermentation with Z. mobilis
RU2712546C1 (ru) Штамм дрожжей Pichia kluyveri 3-ж 9-2018 ВКПМ Y-4343 - продуцент спирта и микробного белка
RU2702195C1 (ru) Штамм дрожжей Metschnikowia pulcherrima - продуцент микробного белка и спирта
Ortiz-Muñiz et al. Improvement in ethanol production using respiratory deficient phenotype of a wild type yeast Saccharomyces cerevisiae ITV-01
KR100767383B1 (ko) 신규한 전분자화성 효모와 그 용도
Nigam An overview of microorganisms' contribution and performance in alcohol fermentation processing a variety of substrates
CN113502234A (zh) 一种酿酒酵母y12及其在纯麦威士忌原酒酿造中的应用
Pornpukdeewattana et al. Optimization of fermentation temperature for very high gravity ethanol production using industrial strain of Saccharomyces cerevisiae SC90
RU2702191C1 (ru) Штамм дрожжей Pichia kudriavzevii Ден-5 10-2018 ВКПМ Y-4341 - продуцент микробного белка и спирта
Zhang et al. Acetic acid acting as a signal molecule in quorum sensing system enhances production of 2, 3-butanediol in Saccharomyces cerevisiae
RU2331667C2 (ru) Применение штамма saccharomyces cerevisiae вкпм y-3137 в качестве средства, снижающего образование побочных метаболитов в процессе получения спирта
RU2331666C2 (ru) Применение штамма saccharomyces cerevisiae вкпм y-3136 в качестве средства, снижающего образование побочных метаболитов в процессе получения спирта

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20171107

PD4A Correction of name of patent owner