Штамм дрожжей Schizosaccharomyces pombe ВКПМ У-441, используемый в хлебопечении

Изобретение относится к хлебопекарной промышленности, а именно к штаммам дрожжей рода 5 сЬ 12 оэассЬаготусез ротЬе, применяемых при производстве хлеба.Цель изобретения - получение штамма дрожжей вида Зпйговасспаготусез рошье -продуцента термотолерантной 11,6-гликозидазыкарбоксилазы,изомальтозы,витамина Вшпептидаз,пропионовойщавелено-уксусной иаминокислот,обеспечивающего стабилизацию ритма броже ния, улучшение качества хлеба и повышение его выхода на основе повышения газообразующей, гаэоудерживающей и водопоглотительной способности муки. исходной культурой служит типовая культура дрожжей 5 сп 12 овассЬагошусев рошЬе, полученная в 953 г. в секторе микробиологии АН Каз. ССР. для получения более активного штамма в отношении Ы,-1,6-гликоаидазы, карбоксилазы витамина Вт проводят посев исходной культуры дрожжей на 8 Бал пивное сусло. выросшую в течение 23 сут исходную суспензи дрожжей 122-ной (1-2 мл) концентрации вносят в синтетические среды, мелассовое или солодовое сусло, содержащее специфический субстрат,например нзомальтозу 1-22, мальтозу 1-2, сахарозу 1-2, лактозу 1-2 в отдельности н в смеси, витамин Д 2 вколичестве 1525 мг, и проводят их культивирование в течение 2-3 сут на качалке, дающей 160-180 об/мин, при 30, 35 С. Отбор кпонов из естественно возникающих вариантов изменчивости, их изучение и последующее усиление ценных для практики признаков штамма достигаются нидукцией ферментов дрожжей в 1-202-ной водной суспензии ультразвуком при 23 кГц в течение 1-60 мин с последующм выцерживанием озвученных суспензий в условиях высоких (90, 160 С) в течение 1 - 5 мин и низких (-5,-10 С) в течение 5-12 ч температур.С целью направленного синтеза дрожжами указанных веществ проводят посев в специфическую питательную среду и выращивают культуры при 3035 С на качалочных колбах с 300 мл питательной среды при 160-180 об/мин в течение 2-3 сут с отбором вариаций на анализы через 2-4 ч. В качестве полноценной питательной среды используют в основном солодовое, просяное или овсяное сусло 8 Бал без введенияАктивность ферментов ф-1,6-глнкозидазы, ф,-1,4-гликозипазы, р -фруктофуранозндазы, р -галактозидаэы,пептидаз определяют по ГОСТу. Аминокислоты определяют хроматографически,сахара - перманганатньм или йодомет рическим методом, витамин Вт - по известнои методике.Выращенные суспензии дрожжей высевают на агаризованные среды. В результате выделения из агаризованной среды ряда новьж вариантов (кпонов)и испытаний 50-100 кпонов выполняют наиболее активный штамм.Таким образом, штамм 5.рошЬе ВКПМ У-АЬ 1 получают в результате направленной селекции, основанной на отборе из естественно возникающих на питательных средах вариантов, кпонов с необходимыми для производства признаками, последующей индукции указанных существенных признаков штамма физическими агентами и индуцированного их синтеза физиологическими факторами питательной среды.В табл.1 приведены некоторые признаки. по которьм осуществляют отбор и характеризуют предлагаемый штам.Штамм А. огувае-3, полученныйпо известному способу, уступает штаму 5. рошье ВКПМ У-441 по скорости производства биомассы (в 3-6 раз) н по суммарной активности ферментов амилазного комплекса.Как видно из табл.1, в отличие от штамма А.огу 2 ае-3 и .рошЬе штамм 8. сегеуйвйас ВКПМ У-442 обладает разрыхляющей тесто способностью(подъемной силой), которая в аэробньж условиях значительно вьше, чем в анаэробных условиях. Штам 8.рошЬе в отличие от А.оту 2 ае-3 в аэробных условиях продуцирует наряду с витамином Вш ферменты амилазного комплекса,суммарная активность которых выше,чем у штамма А.оту 2 ае-3, на 802. Наиболее ценно получение данных, подтверждающих возможность экономии расхода основного сырья на 1-3 (повышение выхода хлеба на 3-821 при использовании штамма 5.рошЬе ВКПМ уда 1 вследствие обеспечения ф-1,6-гликозидазой, карбоксилааой и другими биологически активньши веществами, повышения ферментатнвным путем газообразующей, газоудерживающей и водопогло 1878титепьной способности муки в процессе производства хлеба, стабилизации ритма брожения из-за повьшения устойчивости разрыхленного теста, улучшения качества хлеба.Кроме того, штамм 8.ротЬе в аэробных и анаэробных условиях продуцирует ф-1,6-гликозидазу, карбоксилаэу,витамин В , однако в равный отрезок времени культивирования аэробно выращенные дрожжи вследствие ускорения биосинтетнческих процессов и развития клеток обладают более высокими показателями активности амилолитическик ферментов и витамина В по сравнени с аназробньми.В табл.2 приведены характеристики штамма 5.рошЬе ВКПМ У-44 и известных штаммов.Положительный эффект штамма 5.рошЬе ВКП У-441 связан с продуцированием из фермента -1,6-гликозидазы,карбоксилаэы, витамина В , изомальтозы, Ь-цистин-гидролаэы и проявляется только при применении его в качестве препарата биологического улучшмтеля, например ферментного, в низких концентрациях 0,005 -0,052 (в отдельных рецептурах до ЗХ) В виде жидких заквасок или стаидартизированны препаратов при производстве хлеба на жидких, прессованных или сушеных хлебопекарных дрожжах.Помимо биосинтеза ценного для практики фермента ф-1,6-гликозидазы,карбоксилазы и витамина Вш щтам продуцирует 1-д-гликозидазу, р галактозидазу, Ь Фруктофураноэидазу. дисульфатазу, пептидазы, углеводы(примерно 52), глюкозу, мальтозу,нзомальтозу, сахарозу, лактозу,галактозу, 18 аминокислот, специфические белки (примерно 322), содержащие повышенное количество апанина метионина и цистеина что позволяет одновременно с а-1,6-гликозидазой получать на производстве и другие ценные биологически активные вещества.Морфологические признаки. Величина клеток двухсуточиой культуры на СУСЛ 08 гаре от 3,4 - 5 мк в ширину и 5-25 мк в длину. Преобладающая форма клеток палочковидная. Размножение клеток делением. На гипсовых блокахна среде Городковой образует споры от одной до четырех. Форма спор овальная с гладкой оболочкой. размеры спор(3-4) х (2,6 х 3,7) мк. На среде,приготовленной из проса, вследствие деления клеток не на две части, а сразу на 6-8 ч в неблагоприятных условиях наблюдается образование гаплоидных спор (асков с одной спорой).Культуральные признаки. На пивном и мелассовом суслах после окончания размножения и брожения образуется плотный осадок, которы при взбалтывании слегка взмучивается и быстро оседает. После окончания брожения сусло хорошо осветляется. Пленки и пристеночного кольца не образует.При посеве в сусло-агар (в чашки Петри) через 2-3 сут образуются круглые гладкие колонии с ровными краями. диаметр колоний одиночных клеток зависит от концентрации посевной суспензии и равняется в среднем И-2 мм.Отношение к азотному питанию растет (слабо) на нитратных, хорошо на аммонийных и органических источниках азота.Отношение к спиртам усваивает этиловый спирт.Отношение к органическим кислотам УСВЗИВЗЕТ УКСУСНУЮ, МОЛОЧНУЮ, Муравьиную, пропионовую щавелево-уксусную кислоты.Продуцирует витамин ВЦ , летучие кислоты, 18 аминокислот, 5-6 ди- и моносахаридов в т.ч. изомальтозу углеводы (около 522), белки (примерно 322).Отношение к температуре термофилл, оптимум роста 35 С. Брожение протекает при 30 - 4 ОС.Оптимум действия ферментов 50 С. Термотолераитный фермент д-1,6 гликозидаза. Термостабильные ферментыОтношение к кислотности среды. Штамм кнслотоустойчив. Оптимум роста отмечается при рН 6. Оптимум действия ферментов при рН 5-6, однако для действия различных ферментов он различенОтношение к кислороду факультативный анаэроб. В условиях аэрации отмечается ускорение накопления биомассы, биологически активных веществ и соответственно ускорение брожения.Антагонистические свойства штамма подавляет развитие плесневых грибов,Евспегтспйа со 11, Вас 111 цв виЬс 111 а Вас 111 цз тевепег 1 сцв.Проверкой в лабораторных и производственных условиях установлено, что при хранении сухих препаратов З.рошЬеВКПМ У-441 ферментативная активность не теряется в течение Ь лет.По сравнению с исходной культурой,рост которой на мелассе не отмечают,предлагаемый штамм отличается повышенньм выходом биомассы на мелассах разного качества и питательных средах, приготовленных из зерновых культур, заварках, заторе 882-ной влажности. Титр не менее 7-107. Количество сухого экзо- и эндоферментного препарата, выделяемого в процессе роста-и развития клеток, составляет 0,05-32.П р и м е р 1. Получение комплексного ферментного препарата, содержащего -1,6-гликозидазу, карбоксилазу и витамин В , при глубинном культивировании штамма 8.рошЬе ЗЗЛ для использовании в хлебопечении при производстве хлеба и хлебобулочных изделий из пшеничной муки высшего, первого, второго и сбойных сортов.Производство ферментного препара та для хлебопечения и других отрас 8чей народного хозяйства (спиртовой,легкой промышленности) предлагается осуществлять и на хлебозаводах путем культивирования штамма ЗЗЛ глубинньм непрерывно-поточным СПОСОбОМ .Процесс выращивания штамма .ротЬе ЗЗЛ на хлебозаводах осуществляют на густых заварках (отношение муки к воде 14 или 16 или заторах 88-ной влажности).Посевной материал представляет собой двух-трех суточную культуру,выращенную на 8 Бал пивном сусле при 30-35 С. Титр посевного материала не ниже 7-О 7 . В производственную среду посевной материал вносят 102-ной концентрации, выращивание проводят при 30-35 С в течение 8 ч. Готовая производственная суспензия дрожжей З.рошЬе ЗЗЛ (титр не менее 707)непосредственно может направляться в тестомесильный цех или смешиваться с наполнителем (35-552) и высушиваться. В качестве наполнителя используют муку просяную и отруби в отдельности или в смеси в различных количественных соотношениях, а также поваренную соль 52. Высушивание затертой смеси осуществляют одним из известных способов контактным (сублимационным) например в хлебопекарных печах на листах или непосредственно на воздухе на стеллажах до 6-102-ной влажности при 35-45 С. Титр сухого препарата не ниже 5-102.Закваску или сухой стандартизированный ферментный препарат 5.рошЬе ЗЗЛ вносят на этапе приготовления теста в термосмесительный агрегат вместе с солевым раствором, жидким полуфабрикатом или водой концентрации 0,05-0,1 к весу муки.Схема производства ферментного препарата дрожжей .ротЬе ЗЗЛ на хлебоэаводах.- Запрочиаи папина производства хлебадозатор Смеситель Супилша для куль- тестоме- (тестоме- фермент. биопрепасолодовотивирова- сильного сильная агрега ЭкспедицииПолученный сухой препарат дрожжей 5.ротЬе ЗЗЛ содержит пенные для практики биологически активные вещества ф-1,6-гликозидаэу, активностью не ниже 0,6 ед/мг, карбоксилазу, вытамин Вш.Штамм .ротЬе ЗЗЛ позволяет в хлебопечении снизить расход основного сырья на 1-32 и повысить качество продукции в отношении удельного объема и пористости на 2-7 при введении в процесс хлебопечения клеток 5.ротЬе ЗЗЛ в дозировке 6-106 - 6 -05(дозировка жидких заквасок 0,55,О) наряду с принятой согласно рецептуры дозировкой хлебопекарных дрожжей.П р и м е р 2, Производство ферментного препарата ф-1,6-гликозидазы,карбоксилазы и витамина Вш при глубинном культивировании штамма .рошЬе ЗЗЛ на мелассовой среде.Выращивание посевной культуры проводят в течение 3 сут на 8 Бал пивном сусле при 3 ОС. Титр посевного материала не ние 7-107.В производственных условиях культи вирование штамма .рошЬе ЗЗЛ осуществляют глубинным способом В ферментерах на среде следующего состава , 7,мелласа 8 Бал, кукурузный экстракт или экстракт солодовых ростков 0,5 - 2,5 магнийдсернокисльй 0,06 натрий фосфорнокислый однозамещенный 0,8 нитрат кальция 0,052 сульфат аммония 0,05. Стерилизация при 1 атм 20 мин или при 0,5 атм в течение 1.ч.В производственную среду посевной материал вносят 0-ной концентрации. Выращивание дрожжей проводят при 30 З 5 С в течение 7 ч в условиях аэрадин. Производственную суспензию дрожжей (титр 7-07)смешивают с наполнителем (451 к весу). Однако биомасса дрождей может отделяться и высушиваться н без наполнителя с применением обезвоживания этанолом, ацетоном. В качестве наполнителя используют просяную муку, отруби, поваренную соль в отдельности или в смеси. Высушивание затертой смеси осуществляют одним из известных способов контактным, лиофилъным или распылительным (наполнитель - сухое молоко и соль) до 602 ной влажности. Полученный сухой препарат дрожжей З.рошЬе ВКПМ У-441 используется в качест 1878не ферментного препарата активность ф-1,6-глнкозидазн не ниже 0,6 ед/мг(до 6,0 ед/мг),Ыг 1,д-гликозидазы не ниже 2,5 ед/мг, 5 -галактозидазы не ниже 1,5 ед/мг, Ефруктофуранозипазы не ниже 2,5 ед/мг, витамина Втне ниже 0,8 мкг/г, 18 аминокислот, 56 сахаров. В зависимости от наполнителя содержание белка меняется, в препарате содержание белка должно быть не ниже КОИ.В табл.3 представлены показатели активности ЭКЗО И ЭНДОФЕРМЕНТОВ ф 1,6 гликозндаэы и р -галактозидазы в процессе аэробного и анаэробного культивирования штамма 5.рошЪе ВКПМ У 441.биоритмов и периодов синтеза экзо- и эндоферментов, что объясняется оче редностью синтеза ферментов (экзо- и эндо-) и переходом экзоферментов в эндоферменты.Как видно из табл.3, В условиях аэробиоза ускоряется биосинтез ферментов амилаэного комплекса в результате ускорения испольэования клетками ингредиентов жидкой и газообразной питательной сред.П р и м е р 3. Способ получения ферментного препарата, препаратов аминокислот и сахаров.Биомассу дрожжей .ротЬе ЗЗЛ, полученную по примеру 2, 20-30-ной концентрации подвергают воздействию низких (-5 С) температур в течение суток, затем дрожжи выдерживают при высокой температуре (95 - 12 ОС) с последующим автолизом клеток при 5 ОС в течение 1 - 5 ч. В результате такого воздействия клетки разрушаются и содержимое их выделяется. Этанолом (2 об.спирта к 1 об.суспензии) осаждаются ферменты и полимерные соединения, а спиртовый экстракт упаривают и он служит источником для получения аминокислот и сахаров например изомальтозы. Этаноловьй осадок высушивают на воздухе и используют в хлебопекарной промышленности для производства хлебных изделий.