CC BY
61
УДК 663.12/14
KociB Р.Б., к.т.н., доцент ([email protected]) Березовська H.I., к.х.н., доцент, Паляниця Л.Я., к.х.н., доцент Паньк1в H.I., acnipaHT, Харандюк Т.В., студент ©
Нацюнальнийутверситет «Лъвгвсъка полтехтка», м. Лъвгв, Украгна
ПИТОМА ШВИДК1СТЬ РОЗМНОЖЕННЯ СПИРТОВИХ ДР1ЖДЖ1В
Дослгджено вплыв температур крюконсервування -17 °С, -30 °С та -70 °С на питому швидюсть розмноження та росту спиртовых др1ждж1в Saccharomyces cerevisiae rnmaMie VKM-Y381, 288С, а також Fermiol i Quikferm Super.
Встановлено, що cnupmoei дргжджг дослгджених rnmaMie характеризувалисъ вгдносно низъкими питомими швидкостями розмноження та росту (eid 0,08 до 0,47 год'1), що пов'язано з одночасним бюсинтезом етилового спирту. Наибшъш продуктивними за синтезом бюмаси виявилисъ дргжджi штаму VKM-Y381. Штам дргжджгв 288С суттево вгдргзнявся низъкою швидкгстюрозмноження (eid 0,08 до 0,17 год'1).
numoMi meudxocmi розмноження та росту крюконсервованих спиртових дpiжджiв були Menrni (eid 0,03 до 0,25 год-1), дpiжджiв контрольних зразюв. Найбыъший insi6yw4uu вплив холоду характернии для початковог cmadii' кулътивування дpiжджiв. 3i збыъшенням mpuвaлocmi кулътивування швидюстъ розмноження та росту крюконсервованих дpiжджiв наближаласъ до швuдкocmipoзмнoжeння дpiжджiв контрольного зразка.
Cnupmoei дpiжджi штаму Fermiol проявили быъшу xoлoдocmiйкicmъ, а штам VKM-Y381 - наименшу.
Температури -30 °С та -70 °С можна рекомендувати для крюконсервування спиртових дpiжджiв з метою збереження i'x 6iocuHmemu4HOiaKmueHOcmi.
Ключов{ слова: cnupmoei дpiжджi, концентращя дpiжджoвux клтин, питома швидюстърозмноження та росту, крюконсервування.
УДК 663.12/14
Косив Р.Б., к.т.н., доцент, Березовская Н.И., к.х.н., доцент, Паляница Л.Я., к.х.н., доцент, Панькив Н.И., аспирант Харандюк Т.В., студент Националъныйуниверситет «Лъвовскаяполитехника», г. Львов, Украина
УДЕЛЬНАЯ СКОРОСТЬ РАЗМНОЖЕНИЕ СПИРТОВЫХ ДРОЖЖЕЙ
Исследовано влияние температур криоконсервирования -17 °С, -30 °С и -70 °С на удельную скорость размножения и роста спиртовых дрожжей Saccharomyces cerevisiae штаммов VKM-Y381, 288с, а также Fermiol и Quikferm Super.
Установлено, что спиртовые дрожжи исследованных штаммов характеризовались относительно низкими удельными скоростями размножения и роста
(от 0,08 до 0,47 ч1), что связано с одновременным биосинтезом этилового спирта. Наиболее продуктивными за синтезом
79
биомассы оказались дрожжи штамма VKM-Y381. Штамм дрожжей 288С существенно отличался низкой скоростъюразмножения (от 0,08 до 0,17 ч'1).
Удельные скорости размножения и роста криоконсервированных спиртовых дрожжей были меньше (от 0,03 до 0,25 ч1), чем дрожжей контрольных образцов. Наибольшее ингибирующее влияние холода характерно для начальной стадии культивирования дрожжей. С увеличением продолжительности культивирования скорость размножения и роста криоконсервированных дрожжей приближалась к скорости размножения дрожжей контрольного образца.
Спиртовые дрожжи штамма Fermiol проявили большую холодостойкость, а штамм VKM-Y381 - наименьшую.
Температуры -30 °C и -70 °С можно рекомендовать для криоконсервирования спиртовых дрожжей с целью сохранения их биосинтетической активности.
Ключевые слова: спиртовые дрожжи, концентрация дрожжевых клеток, удельная скоростьразмножения ироста, криоконсервирование.
УДК 663.12/14
Kosiv R., Berezovsky N., Palianytsia L., Pankiv N., Harandyuk T.
National University "Lviv Polytechnic", Lviv, Ukraine
THE SPECIFIC RATE OF REPRODUCTION OF ALCOHOL-YEAST
The effect of cryopreservation temperature -17 oC, -30 oC and -70 oC to a specific rate of reproduction and growth of alcohol yeast Saccharomyces cerevisiae strains VKM-Y381, 288C, Fermiol and Quikferm Super were investigated.
Studied that alcohol yeast strains were characterized by relatively low specific rates of reproduction and growth (from 0,08 to 0,47 h1), due to the simultaneous biosynthesis of ethanol. The most productive for biomass synthesis proved the yeast strain VKM-Y381. Yeast strain 288C differed low rate of reproduction (from 0,08 to 0,17 h-1).
The specific rate of reproduction and growth of cryopreserved alcohol yeast were lower (from 0,03 to 0,25 h1) than the control samples of yeast. The greatest inhibitory effect of cold is characteristic of the initial stage of culturing yeast. With increasing duration of cultivation rate of reproduction and growth of cryopreserved yeast the speed of propagation of yeast approaching to control sample.
Alcohol yeast strain Fermiol showed greater cold tolerance, and strain VKM-Y381 - lowest.
Temperatures of -30 oC and -70 oC can be recommended for cryopreservation of alcohol yeast in order to maintain their biosynthetic activity.
Keywords: alcohol yeast, concentration of yeast cells, the specific rate of reproduction and growth, cryopreservation.
Вступ. Др1жджьсахаромщети стали об'ектом особливо! уваги бютехнолопв як продуцента продуктов бродшня, у тому числ1 етилового спирту. Сьогодш генна шженер1я та pi3Hi методи селекцюнування можуть забезпечити промисловють високопродуктивними штамами др1ждж1в. Але доЫ залишаеться актуальним питания ix тривалого збер1гання. Вщомо багато метод1в збер1гання др1ждж1в, серед яких крюконсервування мае ряд переваг:
80
мала ймов1ршсть заражения культури, витрата невелико! кшькосп часу та MaTepianiB при пщготовщ культури до збер1гання [1].
Зброджування цукр1в др1жджами до етилового спирту вщбуваеться за участю вщповщних ферменив, яю нагромаджуються пщ час синтезу !х бюмаси. Щ процеси взаемозв'язаш, проте нагромадження бюмаси др1ждж1в - основа процесу, без синтезу бюмаси неможливий синтез фермент1в зимазного комплексу [2].
Метою роботи було дослщження процеав розмноження кл1тин спиртових др1ждж1в теля !х крюконсервування при температурах -17 0С, -30 0С та -70 0С.
Матер1ал i методи. Об'ектами дослщжень були спиртов! др!ждж! Saccharomyces cerevisiae Fermiol, Quikferm Super, VKM-Y381, 288C.
Др!ждж! культивували у солодовому сусл! концентрац!ею сухих речовин 8 % у три стади з тривалютю кожно! 24 год. при температур! 30 0С. Нагромаджен! др!ждж! вщдшяли в!д культурального середовища на центрифуз! при частот! оберт!в 4000 об./хв. впродовж 10 хв., промивали водою та повторно центрифугували. Одержану бюмасу др!ждж!в п!ддавали впливу низьких температур: -17 0С, -30 0С, -70 0С. В!дтанення зд!йснювали за нормальних умов. Розмноження др!жджових кл!тин дослщжували у солодовому сусл! з концентращею сухих речовин 8 % (об'ем 100 см3), маса зас!ву 0,1 г. Концентрацию кл!тин визначали методом прямого пщрахунку у камер! Горяева за допомогою св!тлового м!кроскопа XS-5510 (Optics&Electronics). На основ! експериментальних даних розраховували питом! швидкост! розмноження клпин др!ждж!в [3].
Результати дослщження. Вщомо, що температура е визначальним чинником впливу на б!олог!чн! об'екти при нагромадженш та 36epiraHHi. Кр!оконсервуваня др!ждж!в веде до порушення ф!з!олог!чних та бюсинтетичних властивостей.
Досл!дження динам!ки розмноження крюкрнсервованих штам!в др!ждж!в Saccharomyces cerevisiae Fermiol, Quikferm Super, VKM-Y381, 288C показало, що здатн!сть др!ждж!в до розмноження найвища в ycix контрольних зразках, як! не п!ддавались впливу низьких температур. Бюсинтетична активн!сть др!ждж!в п!сля заморожування у кожному штервал! культивування не досягае р!вня контрольного дослщу (рис. 1,а-г).
Для др!ждж!в штам!в 288С та VKM-Y381, крюконсервованих при температур! -30 0С, у результат! культивування нагромаджувались 6inbmi кшькост! кл!тин пор!вняно з контрольними зразками. Проте к!льк!сть нагромаджених др!жджових кл!тин залежить в!д !х початково! концентрацп, що була в!дм!нною у р!зних зразках др!ждж!в. Тому з метою пор!вняння б!осинтетично! активност! др!ждж!в розраховували питом! швидкост! !х розмноження (табл.).
Встановлено, що спиртов! др!ждж! дослщжених штам!в характеризувались в!дносно низькими питомими швидкостями розмноження та росту (вщ 0,17 до 0,47 год-1), що пов'язано з одночасним б!осинтезом етилового спирту. Найбшьш продуктивними за синтезом бюмаси виявились др!ждж! штаму VKM-Y381, як! розмножувались 3i швидк!стю 0,47, 0,43 та 0,13 год-1 вщповщно на 3-ю, 6-у та 24-у години культивування.
81
В) . . . Г) Рис. 1. Залежшсть концентрат!" дргжджовнх кл1тин (млн. кл1тин на 1
см3) ввд тривалосп культивування (год.): a) Quikferm Super, б) 288С, в)
Fermiol, г) VKM-Y381
Питом1 швидкост1 розмноження та росту крюконсервованих спиртових
др1ждж1в були менш1 (вщ 0,03 до 0,25 год- ), шж др1ждж1в контрольних зразюв.
Найбшьший шпбуючий вплив холоду характерний для початково! стади
культивування др1ждж1в. 3i збшьшенням тривалост1 культивування швидккть
розмноження та росту крюконсервованих др1ждж1в наближалась до швидкост1
розмноження др1ждж1в контрольного зразка.
Др1ждж1 штаму Fermiol проявили бшьшу холодостшккть пор1вняно з
шшими штамами спиртових др1ждж1в. Зниження швидкост1 розмноження та
росту крюконсервованих др1ждж1в Fermiol становило вщ 12,5 до 36 % вщносно
контролю, а др1ждж1в Quikferm Super i 288С - вщ 23,5 до 90,3 %. Найнижчою
крюстшкктю володши др1ждж1 штаму VKM-Y381, при культивуванш яких
спостер1гали зменшення швидкост1 розмноження на 53,8-112,8 %.
82
Питома швидкзсть розмноження дргжджчв
Температура Тривалють Питома швидшсть розмноження, год-1
консервуван- культивуван Quikferm 288С Fermiol VKM-Y381
ня, °С -ня, год. Super
Контроль
3 0,31 0,17 0,39 0,47
6 0,27 0,22 0,26 0,43
24 0,16 0,08 0,08 0,13
-17 °С
3 0,03 0,03 0,25 -0,06
6 0,15 0,12 0,19 0,09
24 0,05 0,05 0,07 -0,01
-30 °с
3 0,06 0,13 0,17 0,07
6 0,16 0,17 0,20 0,20
24 0,07 0,06 0,07 0,06
-70 °С
3 0,08 0,11 0,10 0,07
6 0,17 0,14 0,22 0,19
24 0,08 0,06 0,07 0,06
Висновки. Спиртов! др1ждж1 дослщжених штам1в характеризувались вщносно низькими питомими швидкостями розмноження та росту (вщ 0,08 до 0,47 год"1). Найбшьш продуктивними за синтезом бюмаси виявились др1ждж1 штаму VKM-Y381, найменш продуктивними - др1ждж1 288С.
Питом1 швидкост1 розмноження та росту крюконсервованих спиртових др1ждж1в були менш1 (вщ 0,03 до 0,25 год-1), шж др1ждж1в контрольних зразюв.
Спиртов! др1ждж1 штаму Fermiol проявили бшьшу холодостшюсть, а штам VKM-Y381 - найменшу.
Температури -30 0С та -70 0С можна рекомендувати для кр1оконсервування спиртових др1ждж1в з метою збереження ix бюсинтетично! активност1.
Перспективи подальших досл1джень. Метою подальших досл1джень е вивчення впливу температур кр1оконсервування -17 0С, -30 0С та -70 0С на бродильну активн1сть спиртових др1ждж1в штам1в Fermiol, Quikferm Super, VKM-Y381, 288С i показники зброджених сусел.
Л1тература
1. Цуцаева A.A. Криобиология и биотехнология / A.A. Цуцаева, В.Г. Попов, K.M. Сытник. - Киев: Наук. думка, 1987. - 216 с.
2. Кинетика синтеза биомассы у различных микроорганизмов / В.Л. Яровенко, В.Н. Лукерченко, Н.М. Лукерченко, В.В. Кононенко // Прикладная биохимия и микробиология, 1996. - Т. 32. - № 6. - С. 635-638.
3. Слюсаренко Т.П. Лабораторный практикум по микробиологии пищевых производств. - М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1984. - 208 с.
Рецензент - д.т.н., професор Бшонога Ю.Л.
83
