SU1325074A1 - Штамм дрожжей SснIZоSасснаRомYсеS ромве ВКПМ У-441,используемый в хлебопечении - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к хлебопекарной промышленности. Цель изобретени  - получение штамма дрожжей вида .Schizosaccharomyces рбтЬе - продуцента термотолерантной оС -1 ,6-гликозндазы, карбоксилаэы, изомальтозы, витамина В. , пептидаз, пропионовой, щавеле- во-уксусной и аминокислот, обеспечивающего стабилизацию ритма брожени , улучшение качества хлеба и повьш1ение его выхода на основе повьш1ени  газообразующей и водопоглотительной способности муки.Сухой препарат дрожжей S.pombe ВКПМ У-441 используют в качестве ферментного препарата: активность оС-1,6-гликозидазы не ниже 0,6 ед/мг(до 6,0 ед/мг),сС-1,4-гликозидазы не ниже 2,5 ед/мг,-галактозидазы не ниже 1,5 ед/мн, -фруктофуранозидазы не ниже 2,5 ед/мг, витамина В не ниже 0,8 мг/г, 18 аминокислот, 5-6 Сахаров. В зависимости от наполнител  содержание белка мен етс . В препарате содержание белка не ниже 10%. 3 табл. с 5 СЛ

Description

1Г)25074

Изобретение относитс  к хлебопе,- карной промышленности, а кменно к штаммам дрожжей рода Schizosaccharo- myces pombe, примен емых при производстве хлеба.

Цель изобретени  - получение штамма дрожжей вида Shizoaaccharomyces pombe -продуцента термотолерантной i- 1,6-1 ликозидазы, карбоксилазы, иэомаль .1 с предениом дополнительных компо- HefiTOH .

Активность ферментоп «t-1 .б-глико- зидазы, с6 - 1 , 4-гликозидазы, f -фрук- 5 тофуранозидазы, } -галактозидазы, пептидаз определ ют по ГОСТу. Аминокислоты определ ют хроматографически, сахара - перманганатным или йодометрическим методом, витамин В

12

- ПО

тозы, витамина В, пепт1адаз, пропионовой, tO известной методике.

щавелево-уксусной и аминокислот,обес- Выращенные суспензии дрожжей высевают

печивающего стабилизацию ритма брожени , улучшение качества хлеба и повышение его выхода на основе повышени  газообразующей, газоудерживающей и водопоглотительной способности муки. Исходной культурой служит типова  культура дрожжей Schizosaccharomyces pombe, полученна  в 1953 г. в сектона агаризованные среды. В результате выделени  из агаризованной среды р да новых вариантов (клонов) 5 и испытаний 50-100 клонов выполн ют наиболее активный штамм.

Таким образом, штамм S.pombe ВКПМ У-А41 получают в результате направленной селекции, основанной на отборе микробиологии АН Каз. ССР. Дл  по- 20 ре из естественно возникающих на пи- лучени  более активного гатамма в от- тательных средах вариантов, клонов с ношении )(, - 1 ,6-гликозидазы, карбоксилазы , витамина В провод т посев исходной культуры дрожжей на 8 Бал пивное сусло. Выросшую в течение 2- 3 сут исходную суспензию дрожжей 1- 2%-ной (1-2 мл) концентрации внос т в синтетические среды, мелассовое

25

необходимыми дл  производства признаками , последующей индукции указанных существенных признаков штамма физическими агентами и индуцированного их синтеза физиологическими факторами питательной среды.

В табл. приведены некоторые признаки , по которым осуществл ют отбор

или солодовое сусло, содержащее специфический субстрат,например изомаль- 30 и характеризуют предлагаемый штамм.

тозу 1-2%, мальтозу 1-2%, сахарозу 1-2%, лактозу 1-2% в отдельности и в смеси, витамин В в количестве 15I

Штамм А. oryzae-3, полученный по известному способу, уступает штамму S. pombe ВКПМ У-441 по скорости про25 мг%, и провод т их культивирование

в течение 2-3 сут на качалке, дающей 35 зводства биомассы (в 3-6 раз) и по

160-180 об/мин, при 30, 35 С. Отбор суммарной активности ферментов амиклонов из естественно возникающих

вариантов изменчивости, их изучение и

последующее усиление ценных пл  праклазного комплекса.

Как видно из табл.1, в отличие от

штамма А.oryzae-3 и S.pombe штамм

тики признаков штамма достигаютс  ин- 40 erevisiac ВКПМ У-442 обладает дукцией ферментов дрожжей Р 1-207,-1юй разрыхл ющей тесто способностью водной суспензии ультразвуком при (подъемной силой), котора  в аэроб- 23-кГц в течение 1-60 мин с последую- х услови х значительно вьппе, чем в щим выдерживанием озвученных суспен- анаэробных услови х. Штамм S,pombe в зий в услови х высоких (+90, ) 45 отличие от А.oryzae-3 в аэробных ус- в течение 1 - 5 мин и низких (-5, лопи х продуцирует нар ду с витамином -10°С) в течение 5-12 ч температур.

С целью направленного синч еча дрожжами указанных веществ провод т гл иболее ценно получение данных, подВ ,2 ферменты амилазного комплекса, суммарна  активност) которых Bbmie, чем у штамма А.oryzae-3, на 80%. Напосев в специфическую питательную среду и выращивают культуры при 30- 35 С на качалочных колбах с 300 мл питательной среды при 160-130 об/мин

тверждающих возможность экономии расхода основного сырь  на 1-3%( (повьш1е- иие выхода хлеба на 3-8%), при использовании штамма S.pombe ВКПМ У-441

в течение 2-3 сут с отбором вариапий вследствие обеспечени  oL-1 ,6-гликозина анализы через 2-4 ч. В качестве полноценной питательной среды используют в оснопном с о.г одовое, прос ное или овс ное сусло 8 Рал без введени 

дазой, карбоксилачоГ и другими биологически активными пеществами, повышени  ферментативным путем газообразующей , г-атоудс ржпнающей и водопогло .1 с предениом дополнительных компо- HefiTOH .

Активность ферментоп «t-1 .б-глико- зидазы, с6 - 1 , 4-гликозидазы, f -фрук- тофуранозидазы, } -галактозидазы, пептидаз определ ют по ГОСТу. Аминокислоты определ ют хроматографически, сахара - перманганатным или йодометрическим методом, витамин В

12

- ПО

известной методике.

Таким образом, штамм S.pombe ВКПМ У-А41 получают в результате направленной селекции, основанной на отборе из естественно возникающих на пи- тательных средах вариантов, клонов с

необходимыми дл  производства признаками , последующей индукции указанных существенных признаков штамма физическими агентами и индуцированного их синтеза физиологическими факторами питательной среды.

В табл. приведены некоторые признаки , по которым осуществл ют отбор

I

Штамм А. oryzae-3, полученный по известному способу, уступает штамму S. pombe ВКПМ У-441 по скорости про erevisiac ВКПМ У-442 обладает разрыхл ющей тесто способностью (подъемной силой), котора  в аэроб- х услови х значительно вьппе, чем в анаэробных услови х. Штамм S,pombe в отличие от А.oryzae-3 в аэробных ус- лопи х продуцирует нар ду с витамино

иболее ценно получение данных, подВ ,2 ферменты амилазного комплекса, суммарна  активност) которых Bbmie, чем у штамма А.oryzae-3, на 80%. Натверждающих возможность экономии расхода основного сырь  на 1-3%( (повьш1е- иие выхода хлеба на 3-8%), при использовании штамма S.pombe ВКПМ У-441

дазой, карбоксилачоГ и другими биологически активными пеществами, повышени  ферментативным путем газообразующей , г-атоудс ржпнающей и водопоглотигельной способности муки в процессе производства хлеба, стабилизации ритма брожени  из-за повышени  устойчивости разрыхленного теста, улучшени  качества хлеба.

Кроме того, штамм S.pombe в аэробных и анаэробных услови х продуцирует flt-1,6-гликозидазу, карбоксилазу, витамин В , однако в равный отрезок времени культивировани  аэробно вы- ращенные дрожжи вследствие ускорени  биосинтетических процессов и развити  клеток обладают более высокими показател ми активности амилолитичес- ких ферментов и витамина В по срав- нению с анаэробными.

В табл.2 приведены характеристики штамма S.pombe ВКПМ У-441 и изпест- ных штаммов.

Положительньй эффект штамма S.рот be ВКПМ У-441 св зан с продуцированием из фермента 4 -1,6-гликозидазы, карбоксилазы, витамина В , изомаль- тозы, L-цистин-гидролазы и про вл етс  только при применении его в ка- честве препарата биологического улуч шител , например ферментного, в низких концентраци х 0,005 -0,05% (в отдельных рецептурах до 3%) в виде жидких заквасок или стандартизированных препаратов при производстве хлеба на жидких, прессованных или сушеных хлебопекарных дрожжах. I Помимо биосинтеза ценного дл  практики фермента ct-l ,6-гликозидазы, карбоксилазы и витамина В штамм продуцирует о(.-1 ,4-гликозидазу, f, - галактозидазу, -фруктофуранозидазу дисульфатазу, пептидазы, углеводы (примерно 52%), глюкозу, мальтозу, изомальтозу, сахарозу, лактозу, галактозу, 18 аминокислот, специфические белки (примерно 32%) , содержащие повьш енное количество аланина, метионина и цистеина, что позвол ет одновременно с d-l,6-гликозидазой получать на производстве и другие ценные биологически активные вещества .

Штамм S. pombe ВКПМ У-441 (ЗЗЛ) характеризуетс  следующими признаками .

Морфологические признаки. Величина клеток двухсуточной культуры на

сусло-агаре от 3,4 - 5 мк в ширину и 5-25 мк в длину. Преобладающа  форма клеток палочковидна . Размножение клеток делением. На гипсовых блоках

на среде Городковой образует споры от одной до четырех. Форма спор овальна с гладкой оболочкой, размеры спор (3-4) X (2,6 X 3,7) мк. На среде, приготовленной из проса, вследствие делени  клеток не на две части, а сразу на 6-8 ч в неблагопри тных услови х наблюдаетс  образование гаплоидных спор (асков с одной спорой). I

Культуральные признаки. На пивном

и мелассовом суслах после окончани  размножени  и брожени  образуетс  плотный осадок, который при взбалтывании слегка взмучиваетс  и быстро оседает. После окончани  брожени  сусло хорошо осветл етс . Пленки и пристеночного кольца не образует. При посеве в сусло-агар (в чашки Петри ) через 2-3 сут образуютс  круглые гладкие колонии с ровными кра ми. Диаметр колоний одиночных клеток зависит от концентрации посевной суспензии и равн етс  в среднем 1-2 мм

Физиологические признаки. Отношение к углеводам: усваивает и сбраживает глюкозу, сахарозу, мальтозу, :изомальтозу, лактозу, эритро- и ахро декстрины.

Отношение к азотному питании: растет fслабо) на нитратных, хорошо на аммонийных и органических источниках азота.

Отношение к спиртам: усваивает этиловый спирт.

Отношение к органическ1тм кислотам усваивает уксусную, молочн то, муравьиную , пропионовую, щавелево-уксусную кислоты.

Биохимические признаки. Продуцирует ферменты «6-1,6 гликозидазу

(0,5 - 6 усл.ед.), ct-l ,4-гликозидазу (0,9-7 усл.ед.), | -галактозидазу (до 5 усл.ед.), г-фруктофуранозидазу (1-7 усл.ед.), пептидазы, дисульфатазу , карбоксилазу.

Продуцирует витамин В , летучие кислоты, 18 аминокислот, 5-6 ди- и моносахаридов, в т.ч. изомальтозу, углеводы (около 52%), белки (примерно 32%) .

Отношение к температуре: термо- филл, оптимум роста . Брожение протекает при 30 - .

Оптимум действи  ферментов 50 С.

Термотолерантный фермент: ,6- гликозидаза. Термостабильные ферменты (устойчивые к низким температурам):

iV. - I , Д-гликозндаза , дисульфатаза, кар- боксилаэа.

Отношение к кислотности среды. Штамм кислотоустойчив. Оптимум роста отмечаетс  при рИ 6. Оптимум дейстни  ферментов при рП 5-6, однако дл  действи  различных ферментов он различен (рН 3-8) .

Отношение к кислороду: факультативный анаэроб. В услови х аэрации отмечаетс  ускорение накоплени  биомассы , биологически активных веществ и соответственно ускорение брожени .

Антагонистические свойства штамма: подавл ет развитие плесневых грибов, Escherichia coli. Bacillus subtilis, Bacillus mesentericus.

Проверкой в лабораторных и производственных услови х установлено, что

1СЙ народного хоз йства (спиртопой, легкой промышленности) предлагаетс  осуществл ть и на хлебозаводах путем культивировани  штамма ЗЗЛ глубинным

5 непрерывно-поточным способом.

Процесс выращивани  штамма S.pombe 33J1 на хлебозаводах осуществл ют на густых заварках (отношение муки к воде : 4 или 1:6 или заторах 88%-ной

О влажности).

Посевной материал представл ет - собой двух-трех суточную культуру, выращенн то на 8 Бал пивном сусле при 30-35 С. Титр посевного материала не

15 ниже 7-10 . В производственную среду посевной материал внос т lOZ-ной концентраг ии, выращивание провод т при 30-35 С в течение 8 ч. Готова  производственна  суспензи  дрожжей

в смеси в различных количественных соотношени х, а также поваренную соль 5%. Высушивание затертой смеси осуществл ют одним из известных спосопри хранении сухих препаратов S.pombe i O S.pombe ЗЗЛ (титр не менее 710)не- ВКПМ У-441 ферментативна  активность. посредственно может направл тьс  в не тер етс  в течение Ь лет.тестомесильный цех или смешиватьс  с

По сравнению с исходной культурой, наполнителем (35-557) и высушиватьс , рост которой на мелассе не отмечают, в качестве наполнител  используют муку предлагаемый штамм отличаетс  повы- прос ную и отруби в отдельности или шенным выходом биомассы на мелассах разного качества и питательных средах , приготовленных из зерновых культур , заварках, заторе 88%-ной влажности . Титр не менее 7-10. Количест-.30 бов: контактным (сублимационным, на- во сухого экзо- и эндоферментного пример в хлебопекарных печах на лис- препарата, выдел емого в процессе ро- тах или непосредственно на воздухе ста и развити  клеток, составл ет на стеллажах до 6-10%-ной влажности 0,05-3%.при 35-А5 с. Титр сухого препарата

Пример 1. Получение комплек- 35 не ниже 5-10.

сного ферментного препарата, содержа- Закваску или сухой стандартизиро- щего (1 -1 ,6-гликозидазу, карбоксила- вапный ферментный препарат S.pombe ЗУ и витамин Bjj , при глубинном куль- ЗЗЛ внос т на этапе приготовлени  тивировании штамма S.pombe ЗЗЛ дл  теста в термосмесительный агрегат использовании в хлебопечении при про- -10 вместе с солевым раствором, жидким изводстве хлеба и хлебобулочных из- полуфабрикатом или водой концентра- делий из пшеничной муки высшего, первого , второго и сбойных сортов.

Производство ферментного препарации 0,05-0,1% к весу муки.

Схема производства ферментного препарата дрожжей S.pombe ЗЗЛ на хлета дл  хлебопечени  и других отрас/ .

бозаводах.

3 колбы с 300 мл со втам- сусле, иом выращи- S.porabe, Ванне

2-3 сут

Заварочна  машина промэводства хлебе Емкость Дозатор Смеситель Су илка Экспедици 

3 колбы

с 3 л дл  куль- тестоме- (тестоме- фермент, биопрепа- солодово-тнвирова- сильного сильна  препара- partJB.

тов.

го сус- ни  ютам- агрега- машина).

ла.

ма S.pom- та. be. Посев в заварке суспензией , культивирование сутки

1СЙ народного хоз йства (спиртопой, легкой промышленности) предлагаетс  осуществл ть и на хлебозаводах путем культивировани  штамма ЗЗЛ глубинным

непрерывно-поточным способом.

Процесс выращивани  штамма S.pombe 33J1 на хлебозаводах осуществл ют на густых заварках (отношение муки к воде : 4 или 1:6 или заторах 88%-ной

влажности).

Посевной материал представл ет - собой двух-трех суточную культуру, выращенн то на 8 Бал пивном сусле при 30-35 С. Титр посевного материала не

ниже 7-10 . В производственную среду посевной материал внос т lOZ-ной концентраг ии, выращивание провод т при 30-35 С в течение 8 ч. Готова  производственна  суспензи  дрожжей

в смеси в различных количественных соотношени х, а также поваренную соль 5%. Высушивание затертой смеси осуществл ют одним из известных спосонаполнителем (35-557) и высушиватьс , в качестве наполнител  используют муку прос ную и отруби в отдельности или бов: контактным (сублимационным, на- пример в хлебопекарных печах на лис- тах или непосредственно на воздухе на стеллажах до 6-10%-ной влажности при 35-А5 с. Титр сухого препарата

Закваску или сухой стандартизиро- вапный ферментный препарат S.pombe ЗЗЛ внос т на этапе приготовлени  теста в термосмесительный агрегат вместе с солевым раствором, жидким полуфабрикатом или водой концентра-

ции 0,05-0,1% к весу муки.

Схема производства ферментного репарата дрожжей S.pombe ЗЗЛ на хлебозаводах .

Полученный сухой препарат дрожжей S.pombe ЗЗЛ содержит ценные дн  практики биологически активные вещества: ot-1 ,6-гликоэидазу, активностью не ниже 0,6 ед/мг, карбоксилазу, вытамин

2

Штамм S.pombe ЗЗЛ позвол ет в хлебопечении снизить расход основного

не фе -1 мент1юго препарата: актинногть оС-1 ,6-гликозидазм не ниже 0,6 ед/мг (до 6,0 ед/мг) , (t-1 ,4-гликозидазы не ниже 2,5 ед/мг, f, -галактозидазы TIP ниже 1,5 ед/мг, -фрукто4|уранозида- зы не ниже 2,5 ед/мг, витамина В не ниже 0,8 мкг/г, 18 аминокислс т, 5- 6 Сахаров. В зависимости от наполнител  содержание белка мен етс , в

сырь  на 1-3% и повысить качество продукции в отношении удельного объе- Ш препарате содержание белка должно ма и пористости на 2-7% при введении в процесс хлебопечени  клеток S.pombe ЗЗЛ в дозировке 6-10 - 6 10( дозировка жидких заквасок 0,5-5,0%) нар ду с прин той согласно рецептуры -5 дозировкой хлебопекарных .

Пример 2. Производств ферментного препарата ct-1 , 6-гликозидазы,

быть не ниже I0%.

В табл.3 представлены показатели активности экзо- и эндоферментов d- 1,6-гликозидазы и f -галактозидазы в процессе аэробного и анаэробного ку.т ьти}зировани  штамма S.pombe BKITM У-441.

Анализ табл.3 показывает различие биоритмов и периодов синтеза пкзо- и бинном культивировании 1 тамма S.pombe20 эндоферментов, что объ сн етс  очекарбоксилазы и витамина В при глу12

ЗЗЛ на мелассовой среде.

Выращивание посевной культуры провод т в течение 3 сут на 8 Бал пивном сусле при 30°С. Титр посевного материала не ниже 7-10.

В производственных услови х культивирование штамма S.pombe ЗЗЛ осуществл ют глубинным способом в ферментерах на среде следующего состава, %: мелласа 8 Бал, кукурузный экст- ракт или экстракт солодовых ростков 0,5 - 2,5; магний сернокислый 0,06; натрий фосфорнокислый однозаме- щенный 0,8; нитрат кальци  0,05%; сульфат аммони  0,05. Стерилизаци  при 1 атм 20 мин или при 0,5 атм в течение 1ч.

В производственную среду посевной материал внос т I0%-ной концентрации Выращивание дрожжей провод т при 30

ции. Производственную суспензию дрожжей (титр 7-10 ) смешивают с наполнителем (45% к весу). Однако биомасса дрождей может отдел тьс  и высуши- ватьс  и без наполнител  с применением обезвоживани  этанолом, ацетоном , В качестве наполнител  используют прос ную муку, отруби, поваренную соль в отдельности или в смеси. Высушивание затертой смеси осуществл ют одним из известных способов: контактным , лиофильным или распылительным (наполнитель - сухое молоко и соль) до 6-10%-ной влажности. Полу- ченный сухой препарат дрожжей S.pombe ВКПМ У-441 используетс  в качест

не фе -1 мент1юго препарата: актинногть оС-1 ,6-гликозидазм не ниже 0,6 ед/мг (до 6,0 ед/мг) , (t-1 ,4-гликозидазы не ниже 2,5 ед/мг, f, -галактозидазы TIP ниже 1,5 ед/мг, -фрукто4|уранозида- зы не ниже 2,5 ед/мг, витамина В не ниже 0,8 мкг/г, 18 аминокислс т, 5- 6 Сахаров. В зависимости от наполнител  содержание белка мен етс , в

препарате содержание белка должно

редностью синтеза ферментов (экзо- и ЭНДО-) и переходом экзоферментов п эндоферменты.

Как видно из табл.3, в услови х аэробиоза ускор етс  биосинтез ферментов амилазного комплекса в результате ускорени  использовани  клетками ингредиентов жидкой и газообразной питательной сред.

Пример 3. Способ получени  ферментного препарата, препаратов аминокислот и Сахаров.

Биомассу дрожжей S.pombe ЗЗЛ, полученную по примеру 2, 20- 0%-ной концентрации подвергают воздействию низких (-5 С) температур в течение суток, затем дрожжи выдерживают при высокой температуре (95 - ) с последующим автолизом клеток при 50°С в течение 1 - 5 ч. В результате такого воздействи  клетки разрушаютс  и содержимое их вьщел етс . Этанолом (2 об.спирта к 1 об.суспензии ) ,аютс  ферменты и полимерные соединени , а спиртовьм экстракт упаривают и он служит источником дл  получени  аминокислот и Сахаров, например изомальтозы. Этано ловьгй осадок высушивают на воздухе и исполь- эуют в хлебопекарной промьплленности дл  производства хлебных изделий.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Штамм дрожжей Schizosaccharomyces рошЬе ВКПМ У-441, используемый п хле- бопеч,ении.

   Ку/1ьтн иро11йиие аэрации

   Примечание, Под актниность «ммлолнтичсских фернеитов дан суммарный покаэатель осахари аювей активности, усл.сд.

   Характеристика штамма

   S.pombe ВКПМ У-441

   -1 ,6-Гликозидаза, усл.ед.

   Карбоксилаза, -f -

   Подъемна  сила, мин

   Витамин , гамм/мл

   Количество

   аминокислоты, I

   изомальтозы, %

   Газообразующа  способность

   Газоудерживающа  способность , %

   Водопоглотительна  спосо-

   ность, X

   Устойчивость разрыхленного теста, %

   Повьш1ение выхода хлеба, %

   Повьш1ение удельного объема и пористости хлеба, %

   т а б л и и   I

   л

   Культилирорвнне лнаэроО- них услови х

   Таблица 2 Показатели дл  штамма

   А. oryzae-3

   S.cerevisiae ВКПМ У-442

   0,6-0,9

   120

   115

   105

   115

   15-25 0,5-0,8

   18

   100 100 100

   100 0,5-0,7

   2-3

   S.pombc ЭЭЛ1

   эн оферменты0 ,60,2 0,73,00,5

   идофсрMCHTW

   0,05 0,05 2,20,08 2,60,6

   Редактор Н. Гунько

   Составитель И. Привалова

   Техред Н.Глущенко Корректор А. Зимокосов

   Заказ 3021/24Тираж 499Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва Ж-35, Раушска  наб,, д.4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

   (

   1,0

   0,6

   0,06 1,40,32,50,5 t,5

   0,03 1,62,60,05 3,0 0,5