Повышение эффективности штаммов хлебопекарных дрожжей (о качестве мелассы)
Статьи наших экспертов/ 26.05.08
От качества хлебопекарных дрожжей, их микробиологической чистоты во многом зависит качество хлебопекарной продукции. Особое значение качество дрожжей приобретает при использовании ускоренной технологии приготовления теста, получившей в последнее время широкое распространение.
Ускоренная технология приготовления теста предусматривает введение значительного количества дрожжей - до 5 % и более от массы муки. При такой дозировке на качество хлеба и прежде всего на его органолептические свойства будут оказывать влияние не только технологические характеристики (подъемная сила, мальтазная активность и др.) дрожжей, но также их цвет, запах, особенности вкуса.
Качество дрожжей, выпускаемых специализированными дрожжевыми предприятиями, определяется множеством факторов, основными из которых являются следующие; свойства культивируемого штамма дрожжей; эффективность работы технологического оборудования; выбор технологической схемы производства; полноценность (качество) сырья; квалификация работающего персонала; степень стерильности проведения технологического процесса; четкость исполнения регламента производства и др.
Если обеспечение производства современным оборудованием определяется финансовыми возможностями предприятия, а выбор технологической схемы производства и четкость ее исполнения обусловливаются квалификацией работающего персонала, то нестерильность проведения технологического процесса производства товарных дрожжей на отечественных дрожжевых заводах заложена изначально. Несмотря на это, при четком исполнении всех необходимых технологических операций по подготовке оборудования к новому циклу выращивания дрожжей и соблюдении микробиологической дисциплины в разводочном цикле и цикле получения чистой культуры неизбежное загрязнение товарных дрожжей можно свести к приемлемому для качества продукции уровню.
Наиболее труднорешаемыми вопросами для отечественных дрожжевых заводов являются качество основного сырья - свеклосахарной мелассы - и адаптация рабочего штамма дрожжей к условиям данного производства.
Свеклосахарная меласса, являясь вторичным продуктом сахарного производства, содержит до 50 % сахарозы и используется как углеводсодержащее сырье для выращивания хлебопекарных дрожжей. Качество мелассы непосредственно зависит от периода ее выработки и получения от производителя, от технологии производства сахара на заводе-поставщике, от условий и сроков хранения мелассы на самом дрожжевом заводе.
Состав мелассы меняется как из-за варьирования методов агротехники, применяемой при выращивании сахарной свеклы, так и вследствие постоянного прогресса в технологии сахароварения, что приводит к увеличению в мелассе концентрации веществ, ингибирующих активность ферментных систем и рост дрожжевых клеток; в частности, к ним относятся ядовитые продукты превращения формалина, а также растворимые и нерастворимые коллоиды (меланины и меланоиды, продукты взаимодействия Сахаров с аминокислотами) и карамели, окрашивающие мелассу в темный цвет, осаждающиеся на поверхности дрожжевой клетки и снижающие тем самым проницаемость клеточной оболочки. Вследствие этого различия между отдельными партиями мелассы бывают настолько велики, что меняются характер роста и свойства выращиваемых на них товарных дрожжей.Решение проблемы состоит в эффективном освобождении мелассы от коллоидов и карамелей (так называемое осветление мелассы) или в создании штаммов дрожжей, устойчивых к действию присутствующих в мелассе ингибиторов роста.
Технологии ведущих зарубежных фирм по производству хлебопекарных дрожжей (ФРГ, Австрия, Швеция, Франция и др.) ориентируются на тщательный предварительный выбор качественной мелассы на сахарных заводах и закупку необходимого количества мелассы одного качества на весь текущий год работы. Непосредственно на производстве мелассу в необходимом объеме механически глубоко осветляют и стерилизуют при коротких высокотемпературных режимах (140 °С в течение 30 с), что требует специального оборудования и обеспечивает получение светлых и прозрачных растворов мелассы для выращивания хлебопекарных дрожжей.
Российские способы механического осветления меласс не решают проблему до конца, так как коллоиды и карамели дополнительно образуются в ходе последующей термической обработки мелассы (до 90 °С не менее 30 мин) при ее технологической подготовке к процессу ферментации.
Если принять во внимание, что каждое конкретное дрожжевое производство в зависимости от используемого оборудования и применяемой технологии предъявляет свои определенные требования к свойствам выращиваемого дрожжевого штамма, то становится понятной необходимость обеспечения производства штаммом
дрожжей, адаптированным к условиям конкретного производства и способным давать полноценный продукт на мелассах любого качества. Практически все зарубежные дрожжевые заводы работают с адаптированными к своему производству дрожжевыми штаммами.
МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ДРОЖЖЕЙ
Экспресс-анализ активности сбраживания сахара, 30 клонов из анализируемого рассева засеваются в пробирки с поплавками с 1%-ным раствором сахара, через сутки отбираются наиболее активные клоны, их суммированная суспензия рассевается клонально; 30 колоний из этого рассева анализируется аналогично, и так до тех пор, пока не будет получена практически 100%-ная однородность выборки по степени сбраживания анализируемого сахара.
Анализ сбраживания свободных Сахаров муки. Из клонального рассева товарных дрожжей на меллассной среде отбирается 30 одинаковых колоний нормального внешнего вида и крупного размера; наращивается их биомасса в пробирках с 10 мл жидкой мелассы плотностью 7 ° Баллинга по сахарометру (7 °Б) с солями и витаминами (переносится биомасса по одной равноценной петле), рост при 30 °С 18 ч. Далее к 1 г муки 2-го сорта в чистых пробирках добавляется осадок выросшей биомассы, суспензированной в 2 мл воды с температурой 35 СС, хорошо перемешивается до состояния однородной болтушки, помещается в термостат на 35 "С, при этом фиксируются высота столбика жидкого теста в пробирке и время начала процесса сбраживания, Каждые 15 мин отмечается высота подъема жидкого теста в течение 1 ч. Биомассы клонов с наибольшим уровнем подъема жидкого теста за 1 ч объединяются, рассеваются клонально на агаризо-ванную мелассную среду, снова отбираются 30 крупных и однотипных по внешнему виду колоний и т. д. до тех пор. пока 90 % выборки в 30 клонов не покажут одинаковое максимальное время подъема жидкого теста.
Оценка скорости сбраживания мальтозы в микрогазометре системы Елецкого. Условия работы микрогазометра системы Елецкого таковы, что в сосуде специальной конструкции 0:5 г прессованных дрожжей с влажностью 75 % сбраживают сахар в 20 мл 5%-ного его раствора; объем выделяющегося при этом углекислого газа вытесняет из сосуда жидкость, поднимающуюся по градуированной в миллилитрах стеклянной трубке. Брожение происходит при 35 °С, при этом дрожжевая суспензия в микрогазометре слабо перемешивается на качалке для предупреждения осаждения клеток и полного удаления углекислого газа из суспензии. Оценивают последовательное время выделения 10 мл углекислого газа в течение 5 ч брожения. После каждого акта выделения 10 мл СО2 газ спускают из микрогазометра, и все повторяется снова. Клеточную биомассу для каждого анализируемого штамма наращивают на чашках с агаризованной мелассой, после смыва с чашки дважды отмывают в дистиллированной воде и прессуют; определяют содержание сухого вещества в полученной прессованной биомассе дрожжей.
ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ЦВЕТНОСТИ МЕЛАССЫ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ДРОЖЖЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА
В заводской химической лаборатории в каждой партии мелассы обычно определяют содержание сахара, белка, азота, инвертного сахара, а также значения добротности, плотности, кислотности и цветности. Из всех перечисленных характеристик только цветность мелассы не может быть откорректирована на заводах, не имеющих участка с современной технологией очистки и стерилизации мелассы. Осаждение пленок пигментов на клеточной поверхности происходит вследствие различий электрических зарядов: заряд клетки отрицательный, а коллоидов - положительный. Хорошим решением вопроса предотвращения осаждения пигментов на клеточную поверхность могло бы быть изменение кислотности среды инкубации в нейтральную сторону. Этим пользуются при выращивании товарных дрожжей - процесс завершают (последний час) при рН 6,0. когда клетки сбрасывают значительную часть окрашенной пленки коллоидов и товарные дрожжи получаются светлого тона, что является положительным. Дрожжевые клетки при рН 6,0 растут хорошо, но эти же значения активной кислотности близки к оптимальным значениям кислотности для размножения посторонней микрофлоры. Поэтому без гарантированно стерильного производства дрожжей в целом кислотность в ферментерах поддерживают на минимально допустимом для дрожжей уровне - рН 4,5, при котором скорость роста посторонней микрофлоры значительно снижена, а дрожжи растут еще эффективно.
В заводских микробиологических лабораториях принято" оценивать устойчивость клеток дрожжевого штамма к мелассе путем инкубации их в пробирке с мелассой рабочего состава в течение 24 ч и последующими пересевами в свежую мелассу на 24 ч (всего 6 раз), Хорошо выросшие клетки дрожжей из шестой пробирки принято считать устойчивыми к данной мелассе. Для экспресс-оценки такой метод удовлетворителен, и рабочий штамм по регламенту должен быть проведен через каждую новую партию мелассы.
Непременным требованием к первоначально засеваемому штамму в лабораторной разводочной стадии является однородность его клеток по составу. По-видимому, засевные культуры дрожжей, присылаемые на производство по договору на твердых средах в пробирках, отвечают этому требованию. Однако после последовательного 6-кратного культивирования в мелассе состав клеток может измениться вследствие изменения их метаболизма под действием мелассы (как коллоидов, оседающих на поверхности клеток, так и не благоприятных для развития дрожжевых клеток компонентов мелассы).
Перед дальнейшим рассмотрением процесса остановимся на некоторых количественных и качественных данных. Колония, выросшая из одной клетки пекарских дрожжей на агаризованной среде на чашке Петри при диаметре колонии 5 мм содержит около 10 в 7 степени клеток, откуда следует, что исходная клетка, из которой выросла колония, проходит 22 клеточных поколения. Подсчет показал, что за время культивирования дрожжевых клеток на производстве, начиная с лабораторной стадии (пробирка) и заканчивая товарными дрожжами (10 000 кг), дрожжевая клетка проходит 22-23 клеточных поколения. За время 6 последовательных пересевов из пробирки в пробирку при анализе на устойчивость к мелассе первичная дрожжевая клетка проходит те же 22-23 клеточных поколения. Сравнение клональных рассевов одних и тех же не однородных по фенотипу дрожжевых клеток на агаризованные полную лабораторную и мелассную среды показывает, что агаризованную мелассу в данном случае можно рассматривать как индикаторную среду (срок роста не менее 10 дней), так как на ней четко проявляются такие различия, как неравномерность накопления клетками пигмента из мелассы между колониями и не посредственно в колонии (секторные мозаики по окраске), а также резче заметны различия в морфологии роста клеток в колониях. Контаминанты пекарских дрожжей (дрожжи рода Candida) вырастают в значительно более крупные и морфологически резко отличающиеся колонии.
При клональном рассеве клеток стабильного исходного дрожжевого штамма на агаризованную мелассную среду вырастают однотипные по размеру, цвету и морфологии колонии. Окрашены колонии в светло-бурый цвет с усилением его при увеличении сроков роста.
В случае недостаточной стабильности генома клеток исходной культуры при больших сроках роста могут появиться отдельные морфологические особенности в виде вторичного роста либо секторности с измененным цветом или морфологией. Это происходит вследствие спонтанной и индуцированной изменчивости в геноме дрожжевой клетки в течение прохождения 23 клеточных поколений за время роста колонии.
Рассев на агаризованную мелассу дрожжевых клеток, выросших после 6-го пересева в жидкой мелассной среде, во-первых, позволяет оценить степень устойчивости отдельных клеток рабочего штамма к мелассе за период прохождения 23 клеточных поколений и, во-вторых, моделирует состав клеток в товарной биомассе так, как если бы исходную культуру из пробирки ввели в лабораторную стадию и далее в процесс ферментации без предварительной адаптации к мелассе, а клетки росли бы все время в свежей среде без накопления продуктов метаболизма. Как правило, состав колоний в этих рассевах бывает однородным и для начала лабораторного разводочного цикла отбирается 10 одинаковых колоний.
В том случае, если рассев оказывается неоднородным по составу колоний, для дальнейшей работы следует выбирать однотипные крупные по размеру и светлые по окраске колонии, суммарно рассевать их на агаризованную мелассу, снова вести отбор на однородность отбираемого материала и т.д. до тех пор, пока не будет получен уверенно однородный по учитываемым признакам клеточный материал.
Полученную таким образом клеточную биомассу следует проверить на сохранение среди клеток однородности ферментативных качеств, что можно сделать с помощью экспресс-метода, разработанного в С.-Петербургском отделении ВНИИХП, - рассев на глюкозо-аспарагиновую среду, а также анализа клеток из отдельных колоний на активность сбраживания 1%-ного раствора мальтозы в пробирках с поплавками. Полученный в результате однородный клеточный материал используется далее как засевные дрожжи в разводочной стадии.
Можно допустить, что при росте дрожжевых клеток в мелассной среде в течение длительного времени в геноме клетки могут произойти мутации или модификации, исключающие накопление коллоидов на клеточной стенке, что сохранит нормальную проницаемость клеточной стенки и обеспечит эффективное питание и развитие клетки, Это допущение было проверено экспериментально на образце мелассы Ростовского дрожжевого завода, которая по действующей прописи была освобождена от видимого осадка и разведена до плотности 7 °Б; питательные соли и витамины не добавляли в мелассу.
Было исследовано 8 штаммов дрожжей: товарный штамм Эркен-Шахарского дрожжевого завода, 6 собственных оригинальных гибридных триплоидных штамма и штамм № 9, выделенный ранее из производственных задаточных дрожжей Ростовского дрожжевого завода.
Подробнее публикацию см. в журнале "Кондитерское и хлебопекарное производство" №3/2008 О. Н. Куренная, Институт биологии гена РАН
P.S. от ИКАР:
По оценке ИКАР значительная доля производимой в России и СНГ мелассы не соответствует не только всем требованиям нового ГОСТ Р 52304-2005, но даже и старого ОСТ 18-395-82. Подтверждением этому по дрожжевой промышленности служат и данные О.Н. Куренной, приведенные в статье выше. Накануне сезона 2008/09 г. особенно актуальным стало давно назревшее решение застарелых проблем качества и логистики мелассы, господдержки производства, экспорта и потребителей мелассы.
От качества хлебопекарных дрожжей, их микробиологической чистоты во многом зависит качество хлебопекарной продукции. Особое значение качество дрожжей приобретает при использовании ускоренной технологии приготовления теста, получившей в последнее время широкое распространение.
Ускоренная технология приготовления теста предусматривает введение значительного количества дрожжей - до 5 % и более от массы муки. При такой дозировке на качество хлеба и прежде всего на его органолептические свойства будут оказывать влияние не только технологические характеристики (подъемная сила, мальтазная активность и др.) дрожжей, но также их цвет, запах, особенности вкуса.
Качество дрожжей, выпускаемых специализированными дрожжевыми предприятиями, определяется множеством факторов, основными из которых являются следующие; свойства культивируемого штамма дрожжей; эффективность работы технологического оборудования; выбор технологической схемы производства; полноценность (качество) сырья; квалификация работающего персонала; степень стерильности проведения технологического процесса; четкость исполнения регламента производства и др.
Если обеспечение производства современным оборудованием определяется финансовыми возможностями предприятия, а выбор технологической схемы производства и четкость ее исполнения обусловливаются квалификацией работающего персонала, то нестерильность проведения технологического процесса производства товарных дрожжей на отечественных дрожжевых заводах заложена изначально. Несмотря на это, при четком исполнении всех необходимых технологических операций по подготовке оборудования к новому циклу выращивания дрожжей и соблюдении микробиологической дисциплины в разводочном цикле и цикле получения чистой культуры неизбежное загрязнение товарных дрожжей можно свести к приемлемому для качества продукции уровню.
Наиболее труднорешаемыми вопросами для отечественных дрожжевых заводов являются качество основного сырья - свеклосахарной мелассы - и адаптация рабочего штамма дрожжей к условиям данного производства.
Свеклосахарная меласса, являясь вторичным продуктом сахарного производства, содержит до 50 % сахарозы и используется как углеводсодержащее сырье для выращивания хлебопекарных дрожжей. Качество мелассы непосредственно зависит от периода ее выработки и получения от производителя, от технологии производства сахара на заводе-поставщике, от условий и сроков хранения мелассы на самом дрожжевом заводе.
Состав мелассы меняется как из-за варьирования методов агротехники, применяемой при выращивании сахарной свеклы, так и вследствие постоянного прогресса в технологии сахароварения, что приводит к увеличению в мелассе концентрации веществ, ингибирующих активность ферментных систем и рост дрожжевых клеток; в частности, к ним относятся ядовитые продукты превращения формалина, а также растворимые и нерастворимые коллоиды (меланины и меланоиды, продукты взаимодействия Сахаров с аминокислотами) и карамели, окрашивающие мелассу в темный цвет, осаждающиеся на поверхности дрожжевой клетки и снижающие тем самым проницаемость клеточной оболочки. Вследствие этого различия между отдельными партиями мелассы бывают настолько велики, что меняются характер роста и свойства выращиваемых на них товарных дрожжей.Решение проблемы состоит в эффективном освобождении мелассы от коллоидов и карамелей (так называемое осветление мелассы) или в создании штаммов дрожжей, устойчивых к действию присутствующих в мелассе ингибиторов роста.
Технологии ведущих зарубежных фирм по производству хлебопекарных дрожжей (ФРГ, Австрия, Швеция, Франция и др.) ориентируются на тщательный предварительный выбор качественной мелассы на сахарных заводах и закупку необходимого количества мелассы одного качества на весь текущий год работы. Непосредственно на производстве мелассу в необходимом объеме механически глубоко осветляют и стерилизуют при коротких высокотемпературных режимах (140 °С в течение 30 с), что требует специального оборудования и обеспечивает получение светлых и прозрачных растворов мелассы для выращивания хлебопекарных дрожжей.
Российские способы механического осветления меласс не решают проблему до конца, так как коллоиды и карамели дополнительно образуются в ходе последующей термической обработки мелассы (до 90 °С не менее 30 мин) при ее технологической подготовке к процессу ферментации.
Если принять во внимание, что каждое конкретное дрожжевое производство в зависимости от используемого оборудования и применяемой технологии предъявляет свои определенные требования к свойствам выращиваемого дрожжевого штамма, то становится понятной необходимость обеспечения производства штаммом
дрожжей, адаптированным к условиям конкретного производства и способным давать полноценный продукт на мелассах любого качества. Практически все зарубежные дрожжевые заводы работают с адаптированными к своему производству дрожжевыми штаммами.
МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ДРОЖЖЕЙ
Экспресс-анализ активности сбраживания сахара, 30 клонов из анализируемого рассева засеваются в пробирки с поплавками с 1%-ным раствором сахара, через сутки отбираются наиболее активные клоны, их суммированная суспензия рассевается клонально; 30 колоний из этого рассева анализируется аналогично, и так до тех пор, пока не будет получена практически 100%-ная однородность выборки по степени сбраживания анализируемого сахара.
Анализ сбраживания свободных Сахаров муки. Из клонального рассева товарных дрожжей на меллассной среде отбирается 30 одинаковых колоний нормального внешнего вида и крупного размера; наращивается их биомасса в пробирках с 10 мл жидкой мелассы плотностью 7 ° Баллинга по сахарометру (7 °Б) с солями и витаминами (переносится биомасса по одной равноценной петле), рост при 30 °С 18 ч. Далее к 1 г муки 2-го сорта в чистых пробирках добавляется осадок выросшей биомассы, суспензированной в 2 мл воды с температурой 35 СС, хорошо перемешивается до состояния однородной болтушки, помещается в термостат на 35 "С, при этом фиксируются высота столбика жидкого теста в пробирке и время начала процесса сбраживания, Каждые 15 мин отмечается высота подъема жидкого теста в течение 1 ч. Биомассы клонов с наибольшим уровнем подъема жидкого теста за 1 ч объединяются, рассеваются клонально на агаризо-ванную мелассную среду, снова отбираются 30 крупных и однотипных по внешнему виду колоний и т. д. до тех пор. пока 90 % выборки в 30 клонов не покажут одинаковое максимальное время подъема жидкого теста.
Оценка скорости сбраживания мальтозы в микрогазометре системы Елецкого. Условия работы микрогазометра системы Елецкого таковы, что в сосуде специальной конструкции 0:5 г прессованных дрожжей с влажностью 75 % сбраживают сахар в 20 мл 5%-ного его раствора; объем выделяющегося при этом углекислого газа вытесняет из сосуда жидкость, поднимающуюся по градуированной в миллилитрах стеклянной трубке. Брожение происходит при 35 °С, при этом дрожжевая суспензия в микрогазометре слабо перемешивается на качалке для предупреждения осаждения клеток и полного удаления углекислого газа из суспензии. Оценивают последовательное время выделения 10 мл углекислого газа в течение 5 ч брожения. После каждого акта выделения 10 мл СО2 газ спускают из микрогазометра, и все повторяется снова. Клеточную биомассу для каждого анализируемого штамма наращивают на чашках с агаризованной мелассой, после смыва с чашки дважды отмывают в дистиллированной воде и прессуют; определяют содержание сухого вещества в полученной прессованной биомассе дрожжей.
ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ЦВЕТНОСТИ МЕЛАССЫ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ДРОЖЖЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА
В заводской химической лаборатории в каждой партии мелассы обычно определяют содержание сахара, белка, азота, инвертного сахара, а также значения добротности, плотности, кислотности и цветности. Из всех перечисленных характеристик только цветность мелассы не может быть откорректирована на заводах, не имеющих участка с современной технологией очистки и стерилизации мелассы. Осаждение пленок пигментов на клеточной поверхности происходит вследствие различий электрических зарядов: заряд клетки отрицательный, а коллоидов - положительный. Хорошим решением вопроса предотвращения осаждения пигментов на клеточную поверхность могло бы быть изменение кислотности среды инкубации в нейтральную сторону. Этим пользуются при выращивании товарных дрожжей - процесс завершают (последний час) при рН 6,0. когда клетки сбрасывают значительную часть окрашенной пленки коллоидов и товарные дрожжи получаются светлого тона, что является положительным. Дрожжевые клетки при рН 6,0 растут хорошо, но эти же значения активной кислотности близки к оптимальным значениям кислотности для размножения посторонней микрофлоры. Поэтому без гарантированно стерильного производства дрожжей в целом кислотность в ферментерах поддерживают на минимально допустимом для дрожжей уровне - рН 4,5, при котором скорость роста посторонней микрофлоры значительно снижена, а дрожжи растут еще эффективно.
В заводских микробиологических лабораториях принято" оценивать устойчивость клеток дрожжевого штамма к мелассе путем инкубации их в пробирке с мелассой рабочего состава в течение 24 ч и последующими пересевами в свежую мелассу на 24 ч (всего 6 раз), Хорошо выросшие клетки дрожжей из шестой пробирки принято считать устойчивыми к данной мелассе. Для экспресс-оценки такой метод удовлетворителен, и рабочий штамм по регламенту должен быть проведен через каждую новую партию мелассы.
Непременным требованием к первоначально засеваемому штамму в лабораторной разводочной стадии является однородность его клеток по составу. По-видимому, засевные культуры дрожжей, присылаемые на производство по договору на твердых средах в пробирках, отвечают этому требованию. Однако после последовательного 6-кратного культивирования в мелассе состав клеток может измениться вследствие изменения их метаболизма под действием мелассы (как коллоидов, оседающих на поверхности клеток, так и не благоприятных для развития дрожжевых клеток компонентов мелассы).
Перед дальнейшим рассмотрением процесса остановимся на некоторых количественных и качественных данных. Колония, выросшая из одной клетки пекарских дрожжей на агаризованной среде на чашке Петри при диаметре колонии 5 мм содержит около 10 в 7 степени клеток, откуда следует, что исходная клетка, из которой выросла колония, проходит 22 клеточных поколения. Подсчет показал, что за время культивирования дрожжевых клеток на производстве, начиная с лабораторной стадии (пробирка) и заканчивая товарными дрожжами (10 000 кг), дрожжевая клетка проходит 22-23 клеточных поколения. За время 6 последовательных пересевов из пробирки в пробирку при анализе на устойчивость к мелассе первичная дрожжевая клетка проходит те же 22-23 клеточных поколения. Сравнение клональных рассевов одних и тех же не однородных по фенотипу дрожжевых клеток на агаризованные полную лабораторную и мелассную среды показывает, что агаризованную мелассу в данном случае можно рассматривать как индикаторную среду (срок роста не менее 10 дней), так как на ней четко проявляются такие различия, как неравномерность накопления клетками пигмента из мелассы между колониями и не посредственно в колонии (секторные мозаики по окраске), а также резче заметны различия в морфологии роста клеток в колониях. Контаминанты пекарских дрожжей (дрожжи рода Candida) вырастают в значительно более крупные и морфологически резко отличающиеся колонии.
При клональном рассеве клеток стабильного исходного дрожжевого штамма на агаризованную мелассную среду вырастают однотипные по размеру, цвету и морфологии колонии. Окрашены колонии в светло-бурый цвет с усилением его при увеличении сроков роста.
В случае недостаточной стабильности генома клеток исходной культуры при больших сроках роста могут появиться отдельные морфологические особенности в виде вторичного роста либо секторности с измененным цветом или морфологией. Это происходит вследствие спонтанной и индуцированной изменчивости в геноме дрожжевой клетки в течение прохождения 23 клеточных поколений за время роста колонии.
Рассев на агаризованную мелассу дрожжевых клеток, выросших после 6-го пересева в жидкой мелассной среде, во-первых, позволяет оценить степень устойчивости отдельных клеток рабочего штамма к мелассе за период прохождения 23 клеточных поколений и, во-вторых, моделирует состав клеток в товарной биомассе так, как если бы исходную культуру из пробирки ввели в лабораторную стадию и далее в процесс ферментации без предварительной адаптации к мелассе, а клетки росли бы все время в свежей среде без накопления продуктов метаболизма. Как правило, состав колоний в этих рассевах бывает однородным и для начала лабораторного разводочного цикла отбирается 10 одинаковых колоний.
В том случае, если рассев оказывается неоднородным по составу колоний, для дальнейшей работы следует выбирать однотипные крупные по размеру и светлые по окраске колонии, суммарно рассевать их на агаризованную мелассу, снова вести отбор на однородность отбираемого материала и т.д. до тех пор, пока не будет получен уверенно однородный по учитываемым признакам клеточный материал.
Полученную таким образом клеточную биомассу следует проверить на сохранение среди клеток однородности ферментативных качеств, что можно сделать с помощью экспресс-метода, разработанного в С.-Петербургском отделении ВНИИХП, - рассев на глюкозо-аспарагиновую среду, а также анализа клеток из отдельных колоний на активность сбраживания 1%-ного раствора мальтозы в пробирках с поплавками. Полученный в результате однородный клеточный материал используется далее как засевные дрожжи в разводочной стадии.
Можно допустить, что при росте дрожжевых клеток в мелассной среде в течение длительного времени в геноме клетки могут произойти мутации или модификации, исключающие накопление коллоидов на клеточной стенке, что сохранит нормальную проницаемость клеточной стенки и обеспечит эффективное питание и развитие клетки, Это допущение было проверено экспериментально на образце мелассы Ростовского дрожжевого завода, которая по действующей прописи была освобождена от видимого осадка и разведена до плотности 7 °Б; питательные соли и витамины не добавляли в мелассу.
Было исследовано 8 штаммов дрожжей: товарный штамм Эркен-Шахарского дрожжевого завода, 6 собственных оригинальных гибридных триплоидных штамма и штамм № 9, выделенный ранее из производственных задаточных дрожжей Ростовского дрожжевого завода.
Подробнее публикацию см. в журнале "Кондитерское и хлебопекарное производство" №3/2008 О. Н. Куренная, Институт биологии гена РАН
P.S. от ИКАР:
По оценке ИКАР значительная доля производимой в России и СНГ мелассы не соответствует не только всем требованиям нового ГОСТ Р 52304-2005, но даже и старого ОСТ 18-395-82. Подтверждением этому по дрожжевой промышленности служат и данные О.Н. Куренной, приведенные в статье выше. Накануне сезона 2008/09 г. особенно актуальным стало давно назревшее решение застарелых проблем качества и логистики мелассы, господдержки производства, экспорта и потребителей мелассы.
Ещё новости по теме:
15:42
13:00
12:00