Микробиологические аспекты практического использования дрожжей

Производство спирта, кваса, виноделие, хлебопечение, молочная промышленность. Получение кормового белка, биологически активных веществ, метаболитов и отдельных компонентов клеток – органические кислоты, витамины, аминокислоты, липиды, внеклеточные полисахариды, ферменты, гетерологические белки.

В основе производства большинства спиртных на­питков, например пива, сидра, виски, джина и сакэ, лежит сбраживание ряда источников углеводов с помощью штаммов дрожжей, которые в широком смысле можно классифицировать как Saccharomyces cerevisiae. Однако во многих традиционных процессах ферментации используется смесь дрожжей, а ром часто получают при помощи непочкующихся дрожжей Schizosaccharomyces. Дрожжи вносят в производство спиртных напитков двойной вклад: они ответственны за образование этанола в напитке, а также за накоп­ление в нем множества органолептических соединений, от которых зави­сит вкус и аромат напитка.

Дрожжевые гидролизаты и автолизаты обладают способностью придавать пищевым продуктам привкус мяса (или усиливать такой вкус), поэтому они широко используются в пищевой промышленности для приго­товления супов и приправ, а также для придания вку­са таким продуктам, как хрустящий картофель. Гид­ролизаты получают, нагревая дрожжевые клетки при 100°С в присутствии НС1 до тех пор, пока большая часть белков не гидролизуется до аминокислот. Затем препарат нейтрализуют NaOH, фильтруют и концент­рируют в виде густой пасты. Конечный продукт со­держит большое количество соли, образовавшейся при нейтрализации кислоты.

Автолиз отличается от гидролиза тем, что при ав­толизе разрушение клеточных компонентов — белков и нуклеиновых кислот — осуществляется под дейст­вием ферментов, синтезированных самой дрожжевой клеткой. Этот процесс может протекать в естествен­ных условиях, но он ускоряется .при нагревании до 50°С и добавлении соли. Автолиз обычно продолжает­ся в течение одного дня: за это время не менее поло­вины белков клетки расщепляется до аминокислот. Продукт затем фильтруют и концентрируют в густую пасту. Вероятно, вкус мяса, который характерен для дрожжевых автолизатов, обусловлен аминокислотами и небольшими пептидами, образующимися под дей­ствием протеаз в ходе автолиза; в усилении привкуса большую роль могут играть и нуклеотиды, например инозин-5'-монофосфат и гуанозин-5'-монофосфат.

Фермент инвертаза нашел широкое применение в кондитерской промышленности при производстве шо­колада с мягкой начинкой. Чтобы придать ароматизи­рованной начинке твердость и определенную форму, ее приготавливают из кристаллической сахарозы, со­держащей ароматические вещества и немного инвертазы. Затем эту твердую форму покрывают шокола­дом. При хранении инвертаза действует на сахарозу, превращая ее в смесь фруктозы и глюкозы; при этом кристаллическая начинка становится сиропообразной.

Инвертаза (сахараза) присутствует в больших ко­личествах в дрожжевых клетках (например, в пекар­ских дрожжах), выращенных на мелассе. Последняя представляет собой богатый сахарозой побочный продукт сахарной промышленности. Инвертаза как в сво­бодном состоянии, находящаяся в цитоплазме клетки, так и связанная с клеточной стенкой, высвобождается при автолизе клеток, подвергается некоторой очистке и поступает на кондитерские фабрики в виде стан­дартного раствора с известной ферментативной актив­ностью. Хотя в дрожжах содержится много других ферментов, причем некоторые из них выделяют, очи­щают и используют в лабораториях, ни один из этих ферментов, обнаруженных у Saccharomyces cerevisiae, не производят в промышленных масштабах. А вот из других дрожжей, Kluyveromyces lactis, получают коммерческий фермент лактазу, который превращает лактозу в глюкозу и галактозу.

Дрожжи представляют собой богатый источник во­дорастворимых витаминов. Эти вита­мины продаются обычно в виде таблеток, изготовлен­ных из сухих дрожжей.

СПЕЦКУРС «ЧАСТНАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ. СИСТЕМАТИКА МИКРООРГАНИЗМОВ»

Лекция 6.1. Актиномицеты. История открытия. Классификация. Общая характеристика. Морфологические, культурально - физиологические и биохимические особенности. Образование биологически активных соединений. Роль и значение в природе и жизни человека.

План лекции:

37. Общая характеристика и систематика актиномицетов.

38. Морфология актиномицетов.

39. Дифференциация актиномицетов по составу и строению клеточных стенок.

40. Питательные потребности и условия культивирования.