RU2811442C1 - Штамм дрожжей saccharomyces cerevisiae уз-55 для производства спирта - Google Patents

Штамм дрожжей saccharomyces cerevisiae уз-55 для производства спирта Download PDF

Info

Publication number
RU2811442C1
RU2811442C1 RU2023123855A RU2023123855A RU2811442C1 RU 2811442 C1 RU2811442 C1 RU 2811442C1 RU 2023123855 A RU2023123855 A RU 2023123855A RU 2023123855 A RU2023123855 A RU 2023123855A RU 2811442 C1 RU2811442 C1 RU 2811442C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
yeast
strain
saccharomyces cerevisiae
vkpm
ultrasound
Prior art date
Application number
RU2023123855A
Other languages
English (en)
Inventor
Олеся Юрьевна Калужина
Анна Дмитриевна Заграничная
Светлана Александровна Леонова
Рузалина Рафисовна Латыпова
Александр Юрьевич Бодров
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный аграрный университет"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный аграрный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный аграрный университет"
Application granted granted Critical
Publication of RU2811442C1 publication Critical patent/RU2811442C1/ru

Links

Abstract

Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой штамм дрожжей Saccharomyces cerevisiae У3-55 ВКПМ Y-5080, обладающий термотолерантными свойствами, для получения спирта этилового ректификованного из пищевого сырья «Классический», выведен из производственных спиртовых дрожжей Saccharomyces cerevisiae, в результате продолжительного воздействия на них ультразвука, с последующим внесением в обработанную среду дрожжевого экстракта ДЭч, полученного из клеток дрожжей путем разрушения их целостности ультразвуком. Частота колебаний ультразвука, применяемого в данном способе, составляет 22 кГц, интенсивность колебаний 1,0 Вт/см2. Штамм идентифицирован и депонирован во ВКПМ Биоресурского Центра НИЦ «Курчатовский институт» 6 октября 2022 года. Регистрационный номер ВКПМ: Y-5080. Штамм позволяет повысить выход и качество спирта ректификованного из крахмалсодержащего сырья при повышенных температурах брожения.

Description

Изобретение относится к пищевой промышленности и касается нового штамма дрожжей, используемого для производства спирта из зернового сырья.
Спиртовые дрожжи "Saccharomyces cerevisiae" верхового брожения используются для сбраживания зернового сусла и получения по технологическому регламенту и технологической инструкции спирта этилового ректификованного из пищевого сырья "Классический" (ГОСТ Р 56389-2015 Спирт этиловый ректификованный из пищевого сырья "Классический").
В производственных условиях штаммы дрожжей "Saccharomyces cerevisiae" культивируют при температуре 28-32°С и оптимальном значении рН 4,2-5,5 на производственном зерновом сусле. Вегетативная форма дрожжей рода Saccharomyces диплоидная, конъюгация наблюдается при прорастании или сразу после прорастания аскоспор.
Известны различные штаммы дрожжей "Saccharomyces cerevisiae", в которых присутствует индивидуальная изменчивость внутри вида, что позволяет сбраживать сусло с концентрацией сухих веществ от 17 до 26% (осмофильные дрожжи), при температуре 22-38°С.К ним относятся штаммы спиртовых дрожжей Saccharomyces cerevisiae 985-Т, 987-0 и 1039 (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.); (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 ВНИИТТБТ, М., 2006, С. 39-43.); (Патент на изобретение №2378366 RU, МПК C12N/16, опубл. 10.01.2010, бюл. №1).
Известны штаммы дрожжей Saccharomyces cerevisiae, обладающие способностью продуцировать этанол. Данные штамм депонированы во Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов под регистрационным номером ВКПМ Y-4281 и ВКПМ Y-4280. Штамм обладают высокими технологическими свойствами (Патент на изобретение №2665788 RU, МПК C12N/20, опубл. 04.09.2018, бюл. №25); (Патент на изобретение №2665826 RU, МПК C12N/20, опубл. 04.09.2018, бюл. №25).
Данные штаммы, обладающие высокими технологическими свойствами, выделены из местных штаммов дрожжей методом селекции и приспособлены только к определенным условиям обитания, что является недостатком и не может быть применено за пределами региона.
Известен штамм Saccharomyces unisporus ВКПМ Y - 3416, выделенный из микрофлоры кефирного грибка. Штамм сбраживает большое количество Сахаров (глюкозу, сахарозу, инулин), не образует органических кислот и эфиров. Температурный оптимум инкубации 28-30°С (Патент на изобретение №2449012 RU, МПК C12N/20, опубл. 27.04.2012, бюл. №25).
Недостатком данного штамма является низкая продуктивность - не более 6,2% об. этилового спирта.
Наиболее близким к изобретению относится штамм Saccharomyces cerevisiae раса XII, который хранится в коллекции микроорганизмов Института биохимии и физиологии микроорганизмов РАН г. Пущино. Данная раса хорошо сбраживает глюкозу, фруктозу, сахарозу, мальтозу, на 1/3 раффинозу, несколько слабее галактозу, но не сбраживает лактозу. При сбраживании крахмал содержащего сырья накапливают 6-8,5% об. этилового спирта. Дрожжи расы XII развиваются при температурах от 5 до 38°С, но оптимальной считается температура 28-32°С. Раса XII является верхнебродящей, дрожжи пылевидные, не образующие хлопьев. Оптимум рН 3,8-4,0. Культивирование дрожжей осуществляют в анаэробных условиях.
К недостаткам XII расы можно отнести температурный оптимум, который не превышает 30°С и достаточно высокое содержание примесей в бражке к концу брожения (Коллекция микроорганизмов института биохимии и физиологии микроорганизмов РАН г. Пущино).
В качестве аналога выбран штамм дрожжей ВГШ-2, полученный путем воздействия на клетки Saccharomyces cerevisiae раса XII ультрафиолетовых лучей в комплексе с химическими мутагенами. Штамм депонирован в коллекции чистых культур кафедры микробиологии и биохимии Воронежской государственной технологической академии под N ВГШ-2. Штамм Saccharomyces cerevisiae ВГШ-2 обладает в 2,5-3 раза большей фруктофуранозидазной активностью, синтезирует инулазу.
К недостатку можно отнести сложность процесса получения штамма и сбраживание только инулинсодержащего сырья (Патент на изобретение №2147034 RU, МПК C12N/16, опубл. 27.03.2000, бюл. №9).
Техническая задача - создание штамма спиртовых дрожжей методом мутагенеза для сбраживания крахмалсодержащего сырья в производстве спирта, дающего меньшее количество примесей и обеспечивающего больший выход целевого продукты при повышенным температурах.
Поставленная задача достигается выведением из производственных спиртовых дрожжей Saccharomyces cerevisiae, в результате продолжительного воздействия на них ультразвука, с последующим внесением в обработанную среду дрожжевого экстракта ДЭо, полученного из клеток дрожжей путем разрушения их целостности ультразвуком. Частота колебаний ультразвука, применяемого в данном способе, составляет 22 кГц, интенсивность колебаний 1,0 Вт/см2.
Полученный штамм обладает следующими морфологическими признаками: клетки дрожжей под микроскопом имеют округлую форму размером от 4 до 8 мкм, размер более крупный, чем у Saccharomyces cerevisiae XII. Размножаются почкованием с хорошим отделением почкующихся клеток от материнской.
К культуральным признакам относится: выращивание на твердой агаризованной питательной среде. В качестве сусла применяется неохмеленное пивное сусло. Выросшие на чашках Петри колонии имеют молочный цвет, выпуклый профиль с приподнятым центром и небольшую складчатость. Диаметр колоний 0,6-1,2 см. Края имеют небольшую волнистость. Дрожжи по характеру роста - верхнебродящие.
Активность (продуктивность) штамма, другие производственные показатели: выведенный штамм дрожжей способен хорошо сбраживать зерновое сырье с концентрацией сухих веществ от 17 до 23% при температуре 33-37°С, благодаря чему их можно отнести к термотолерантным. Продолжительность брожения при применении данного штамма сокращается на 18-22%, по сравнению с дрожжами Saccharomyces cerevisiae XII. Количество мертвых клеток не превышает 5%. Сбраживание Сахаров происходит до концентрации спирта 10-13%. Концентрация клеток составляет 120-130 млн/мл. Количество почкующихся клеток - 8-9%. Количество мертвых клеток - 1%. Активная кислотность питательной среды - 4,2-5,5. 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 штамм на агаризованной среде с крахмалом в течение 4 месяцев при +4°С. Способ, условия и состав сред для размножения штамма:
Для размножения использовали сусло, приготовленное по механико-ферментативной схеме водно-тепловой обработки сырья. 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 зерновом сусле, приготовленном по способу описанному выше, при температуре 35-37°С, рН среды 4,2…5,5.
Способ осуществляется следующим образом:
1 этап. Производственные спиртовые дрожжи Saccharomyces cerevisiae отбирают на стадии зрелости из дрожжанок и подвергают продолжительному воздействию на них ультразвука от 35 до 55 минут, с последующим внесением в обработанную среду дрожжевого экстракта ДЭз, полученного из клеток дрожжей путем разрушения их целостности ультразвуком. Частота колебаний ультразвука, применяемого в данном способе, составляет 22 кГц, интенсивность колебаний 1,0 Вт/см2.
2 этап. Из полученной дрожжевой суспензии методом Коха выделяли чистую культуру дрожжей на чашке Петри с последующим перенесением в пробирки на скошенный сусло-агар и выращиванием в термостате при температуре 32°С. Выращенная культура хранится поверхностным способом 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. Выведенный штамм дрожжей способен хорошо сбраживать зерновое сырье с концентрацией сухих веществ от 17 до 23% при температуре 33-37°С, благодаря чему их можно отнести к термотолерантным.
3 этап. Разведение полученной на 2 этапе чистой культуры дрожжей на твердой среде (сусло-агар) в пробирках заливали стерильным пивным суслом с массовой долей сухих веществ 8-10% по сахаромеру.
4 этап. Стерильное пивное сусло с массовой долей сухих веществ 8 -10% по сахаромеру разливали в стерильные колбы вместимостью 250 см3 по 50 см3 и переносили в них всю суточную культуру опытных дрожжей, выращенных на сусло-агаре. Культивировали в течение 24 ч в термостате при температуре (34±1)°С Полученные дрожжи использовали для засева в колбы-качалки вместимостью 0,75 дм3.
5 этап. Для размножения использовали сусло, приготовленное по механико-ферментативной схеме водно-тепловой обработки сырья. 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 и засевали 25 см3 суспензии дрожжей из предыдущей стадии. Культивирование проводили на лабораторной качалке при температуре (36±1)°С в течение 48 часов. Продолжительность брожения при применении данного штамма сокращается на 18-22%, по сравнению с дрожжами Saccharomyces cerevisiae XII. Количество мертвых клеток не превышает 5%. Сбраживание Сахаров происходит до концентрации спирта 10-13%. Концентрация клеток составляет 120-130 млн./мл. Количество почкующихся клеток - 8-9%. Количество мертвых клеток - 1%. Активная кислотность питательной среды - рН 4,2-5,5. Способ культивирования -непрерывный или периодический.
Штамм идентифицирован и депонирован во ВКПМ Биоресурского Центра НИЦ «Курчатовский институт» 6 октября 2022 года. Регистрационный номер ВКПМ: Y-5080.
Штамм дрожжей saccharomyces cerevisiae У3-55 позволяет повысить выход и качество спирта ректификованного из крахмалсодержащего сырья при повышенным температурах брожения.

Claims (1)

  1. штамм дрожжей saccharomyces cerevisiae У3-55 вкпм Y-5080 для производства спирта.
RU2023123855A 2023-09-14 Штамм дрожжей saccharomyces cerevisiae уз-55 для производства спирта RU2811442C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2811442C1 true RU2811442C1 (ru) 2024-01-11

Family

ID=

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015163814A1 (en) * 2014-04-23 2015-10-29 Scandinavian Technology Group Ab Saccharomyces cerevisiae strains
RU2665826C1 (ru) * 2017-11-29 2018-09-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Горский государственный аграрный университет" Штамм Saccharomyces cerevisiae - продуцент этанола

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015163814A1 (en) * 2014-04-23 2015-10-29 Scandinavian Technology Group Ab Saccharomyces cerevisiae strains
RU2665826C1 (ru) * 2017-11-29 2018-09-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Горский государственный аграрный университет" Штамм Saccharomyces cerevisiae - продуцент этанола

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A1, description. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ishizuka et al. Breeding of a mutant of Aureobasidium sp. with high erythritol production
CN107012103B (zh) 低产杂醇油酵母及其在机械化生产小曲原酒中的应用
EP3214168A1 (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
CN107955794B (zh) 蛹虫草菌种的优质保藏方法
CN109971689B (zh) 一株戊糖片球菌zf618及其应用
Camelia et al. Yeast isolation and selection for bioethanol production from inulin hydrolysates
RU2381270C1 (ru) ШТАММ БАКТЕРИЙ Clostridium acetobutylicum - ПРОДУЦЕНТ БУТАНОЛА, АЦЕТОНА И ЭТАНОЛА
US5998181A (en) Fermentation process for preparing xylitol using Candida tropicalis
RU2811442C1 (ru) Штамм дрожжей saccharomyces cerevisiae уз-55 для производства спирта
KR20120112402A (ko) 높은 당과 알콜 함유량 발효를 얻을 수 있는 효모의 포도밭 재배 방법
RU2492229C1 (ru) ШТАММ ДРОЖЖЕЙ Saccharomyces cerevisiae, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СПИРТА
EP4349962A1 (en) Strain hscy 2073, and isolation and screening therefor and use thereof in improving flavor and quality of vinegar
RU2138550C1 (ru) Штамм дрожжей saccharomyces cerevisiae кизиловый у-2280 для производства плодово-ягодных вин
Bechem et al. Characterization of palm wine yeasts using osmotic, ethanol tolerance and the isozyme polymorphism of alcohol dehydrogenase
RU2599435C1 (ru) ШТАММ ДРОЖЖЕЙ Saccharomyces cerevisiae ВКПМ Y-4066-ПРОДУЦЕНТ ЭТИЛОВОГО СПИРТА
RU2378366C1 (ru) Штамм дрожжей saccharomyces cerevisiae 1039, обладающий осмофильными свойствами, для получения спирта
RU2702195C1 (ru) Штамм дрожжей Metschnikowia pulcherrima - продуцент микробного белка и спирта
US1818781A (en) Method of carrying out biochemical processes
RU2036230C1 (ru) Штамм дрожжей saccharomyces vini раса "дербентская яблочная" для производства плодово-ягодных вин
RU2186846C2 (ru) Штамм дрожжей saccharomyces cerevisiae, используемый для сбраживания мелассного сусла в производстве этилового спирта и хлебопекарных дрожжей
RU2405829C2 (ru) Способ получения органических растворителей
RU2804393C1 (ru) Штамм дрожжей Lachancea thermotolerans 65-G BKM Y-3573 D как стартовая культура для винификации различных типов виноградных вин
CN115926914B (zh) 马克斯克鲁维酵母在米香型白酒上的应用
CN109628335B (zh) 柠檬蒸馏酒酿酒酵母和其应用以及柠檬蒸馏酒制备方法