ЭлБиб

ПИВО

НАПИТКИ

•

2007

ТЕХНОЛОГИЯ

Известно, что дрожжи обладают гиб-

ким метаболизмом и способны к значи-

тельным перестройкам обмена веществ

в ответ на изменение состава среды

культивирования. Ранее установлено,

что геотермальные воды нефенольного

класса, обладающие большим химиче-

ским потенциалом, могут быть исполь-

зованы в качестве нового источника

питания дрожжевых организмов [1, 2].

Настоящая работа посвящена изучению

влияния геотермальной воды в составе

питательной среды на биохимические

процессы и активность ферментов угле-

водного и азотистого обмена штамма

Saccharomyces cerevisiaе Y-503

Дрожжи выращивали на лаборатор-

ной установке в периодическом режи-

ме глубинным методом по 12-часовой

технологической схеме. Содержание

сухих веществ в питательных средах

14%; рН 5,0. Дрожжи выращивали при

30 °С и аэрации 0,25 л/мин, в качестве

пеногасителя использовали структол

дозой 0,1 мл на 1,5 л среды. Посевной

материал вносили из расчета 1,5% объ-

ема среды. Для культивирования дрож-

жей использовали питательные среды:

для опыта (174,07 г/л мелассы; 2,58 г/л

гидроортофосфата аммония; 4,0 г/л ге-

отермальной воды из скважины №26

Махачкалинского месторождения, раз-

бавленной водопроводной водой до ми-

нерализации) и контроля (174,07 г/л

мелассы; 1,53 г/л гидроортофосфата ам-

мония; 1,62 г/л хлорида калия; 1,13 г/л

гидрооксида аммония; 4,6 г/л сульфата

аммония; 0,00005 г/л дестиобиотина;

водопроводная вода). Общее содер-

жание фосфора в биомассе дрожжей

определяли методом Фиске-Суббероу

[3], нуклеиновые кислоты — спектро-

фотометрическим методом по Спирину,

общее содержание липидов — с приме-

нением кислотного гидролиза, фосфо-

липиды — экстрагированием липидов

и дальнейшим определением фосфора.

Определение активности ферментов

глюкозидазы и

-фруктофуранозидазы

проводили поляриметрическим мето-

дом, алкогольдегидрогеназы— спектро-

фотометрически, глюкоамилазы — мо-

дифицированным глюкозооксидазным

методом, активность протеолитических

ферментов (суммарное количество) —

модифицированным методом Ансона.

Сравнительное изучение содержа-

ния суммы нуклеиновых кислот в био-

массе исследуемого штамма показало,

что в контроле

S. cerevisiae Y-503

коли-

чество нуклеиновых кислот в 1,06 раза

выше по сравнению с опытными данны-

ми (табл. 1). Известно, что содержание

ДНК изменяется весьма незначительно

на протяжении всех фаз роста дрожже-

вых клеток. Содержание же РНК под-

вержено сильным количественным из-

менениям, находящимся в зависимости

от биохимического состояния клетки.

В лаг-фазе дрожжевые клетки обога-

щаются РНК, и только при достижении

определенного уровня их содержания

клетки начинают размножаться. Ло-

гарифмическая фаза характеризуется

интенсивным размножением и соответ-

ственно максимальным содержанием

РНК. В стационарной фазе с постепен-

ным прекращением процесса размноже-

ния дрожжевых клеток количественное

содержание в них РНК уменьшается.

Кривые роста дрожжей подтверждают

раннее наступление стационарной фазы

в опытном варианте (см. рисунок).

Общее содержание фосфора в опыт-

ном варианте

S. cerevisiae Y-503

в 1,22

раза выше по сравнению с контроль-

ным. Повышению содержания фосфора

способствует, вероятно, присутствие

в геотермальной воде, входящей в со-

став опытной питательной среды, таких

минеральных элементов, как калий

и цинк. Так, цинк, входящий в состав

многих металлоферментов, играет важ-

ную роль в фосфорном обмене дрожжей.

Присутствие ионов калия обусловливает

перенос фосфатных остатков. Гидролиз

АТФ и освобождение фосфатов так-

же требуют присутствия калия. Кроме

того, известно, что гумусовые веще-

ства, содержащиеся в геотермальной

воде, способствуют более интенсивно-

му поступлению фосфора из питатель-

ной среды в клетку [4]. Это происходит,

по-видимому, посредством образования

фосфатно-гуминовых соединений. Также

известно, что благодаря действию гуму-

совых веществ возрастает количество

органического кислоторастворимого

фосфора, входящего в состав соединений

с макроэргическими связями; увеличи-

вается количество фосфолипидов, ко-

торые, являясь компонентами мембран,

играют важную роль в регулировании

их свойств [5].

Повышенное содержание фосфора

в дрожжах

S. cerevisiae Y-503

, полу-

ченных на опытной питательной среде,

влияет на интенсификацию различных

химических превращений в клетке и, ве-

роятно, используется для регулирования

ферментативной активности, а следова-

тельно, процессов брожения и дыхания.

В свою очередь, это сказывается на улуч-

шении биотехнологических показателей

дрожжей (биомасса, генеративная актив-

ность [6]). От условий культивирования

дрожжей и свойств различных штаммов

во многом зависит количество синтезиру-

емых липидов дрожжевой клетки. В связи

с этим изменения в содержании липидов

представляют большой интерес для уста-

новления закономерностей адаптации

дрожжевых организмов к воздействию

минеральных и органических компонен-

тов геотермальной воды нефенольного

класса в составе среды культивирова-

ния. Установлено, что общее содержа-

ние липидов в биомассе исследуемого

штамма, выращенного на питательной

среде с использованием геотермальной

воды, в 1,1 раза превышает данный по-

казатель в контроле. Накопление фос-

фолипидов, являющихся, как известно,

Физиолого-биохимические

особенности дрожжей

Saccharomyces cerevisiae

в зависимости от состава

среды культивирования

Э.А. Исламмагомедова, С.Ц. Котенко

Прикаспийский институт биологических ресурсов

Кинетика роста дрожжей

Saccharomyces cerevisiae Y-503

9 10 11 12

, ч

—

Опыт

—

Контроль

Таблица 1

Показатель,%на абс. СВ Опыт Контроль

Нуклеиновые кислоты 7,86±0,23 8,32±0,21

Фосфор, Р

1,58±0,08 1,30±0,04

Липиды

1,20±0,05 1,10±0,04

Фосфолипиды

0,94±0,04 0,86±0,03

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека