Штамм дрожжей sснizоsасснаrомyсеs ромве вкпм у-441, используемый в хлебопечении

 

Изобретение относится к хлебопекарной промышленности. Цель изобретения - получение штамма дрожжей вида .Schizosaccharomyces рбтЬе - продуцента термотолерантной оС -1 ,6-гликозндазы, карбоксилаэы, изомальтозы, витамина В. , пептидаз, пропионовой, щавелево-уксусной и аминокислот, обеспечивающего стабилизацию ритма брожения, улучшение качества хлеба и повьш1ение его выхода на основе повьш1ения газообразующей и водопоглотительной способности муки.Сухой препарат дрожжей S.pombe ВКПМ У-441 используют в качестве ферментного препарата: активность оС-1,6-гликозидазы не ниже 0,6 ед/мг(до 6,0 ед/мг),сС-1,4-гликозидазы не ниже 2,5 ед/мг,-галактозидазы не ниже 1,5 ед/мн, -фруктофуранозидазы не ниже 2,5 ед/мг, витамина В не ниже 0,8 мг/г, 18 аминокислот, 5-6 Сахаров. В зависимости от наполнителя содержание белка меняется. В препарате содержание белка не ниже 10%. 3 табл. с 5 СЛ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РеспУБлин (19) (11) (51) 4 С 12 N I/18, А 21 D 8/02//

//(С 12 М 1/18, С 12 R 1:85) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO EJIAM 3 PETEH A OTKPbtTPM

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (21) 3699943/28-13 (22) 10.02.84 (46) 23.07.87. Бюл. У 27 (75) P.Ш. Латфуллина (53) 577.15(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

)) 195415, кл. С 12 Я 1/18, 1966.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1287589, кл. С 12 Х 1/18, 1984

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) ШТАММ ДРОЖЖЕЙ Schjzosaccharoщусев pombe ВКПМ У-441, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ

В ХЛЕБОПЕЧЕНИИ (57) Изобретение относится к хлебопекарной промышленности. Цель изобретения — получение штамма дрожжей вида ,Schizosaccharomyces p6mbe — продуцента термотолерантной l -1,6-гликозидаэы, карбоксилаэы, иэомальтозы, витамина

В, пептидаэ, пропионовой, щавеле 2 во-уксусной и аминокислот, обеспечивающего стабилизацию ритма брожения, улучшение качества хлеба и повышение его выхода на основе повышения газообразующей и водопоглотитеJlbHoA ctTO собности муки. Сухой препарат дрожжей

S.pombe BKIIM У-441 используют в качестве ферментного препарата: активность

К-1,6-гликозидазы не ниже 0,6 ед/мг(до

6, 0 ед/мг),((-1, 4-гликозидазы не ниже

2, 5 ед/мг, -галактозидазы не ниже

1,5 ед/мн„6 -фруктофуранозидаэы не ниже 2,5 ед/мг, витамина В не ниже 0,8 мг/г, 18 аминокислот, 5-6 сахаров. В зависимости от наполнителя содержание белка меняется. В препарате содержание белка не ниже 107.

3 табл. 1 125074

С целью направленногс синтеза дрожжами указанных веществ проводят посев в специфическую питательную сре,".у и выращивают культуры при 3035 С на качалочных колбах с 300 мл питательной средьI ири 160-130 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 I;ал беэ введения

55

Изобретение относится к хлебоиекариой промышленности, а именно к штаммам дрожжей рода Schizosaccharomyces pombe, применяемых ири производстве хлеба. 5

Цель изобретения — получение штамма дрожжей вида Shizosaccharomyces

pombe — продуцента термотолераитной

1,6-гликозидазы, карбоксилаэы,иэомальтозы,витамина В,, пептидаз,пропионовой, О щавелено-уксусной и аминокислот,обеспечивающего стабилизацию ритма брожения, улучшение качества хлеба и повышение его выхода на основе повышения газообразующей, газоудерживающей и !5 водопсглотительной способности муки.

Исходной культурой служит типовая культура дробей Schizosaccharomyces

pombe, полученная в !953 r. в секторе микробиологии AH Каэ. CCP. Лля по- 2р лучения более активного штамма в отношении — 1,6-гликозидазы, карбоксилазы, витамина В проводят посев ис12 ходной культуры дрожжей на 8 Бал пивное сусло. Выросшую в течение 23 сут исходную суспензию дрожжей 1—

27.-ной (1-2 мл) концентрации вносят в синтетические среды, мелассовое или солодовое сусло, содержащее специфический субстрат>например иэомаль- 30 тоэу 1-27, мальтозу 1-27., сахароэу

1-2, лактозу 1-27, в отдельности и в смеси, витамин В в количестве 15<2

25 мг7„, и проводят их культивирование в течение 2-3 сут на качалке, дающей 35

160-180 об/мин, при 30, 35 С. Отбор клонов из естественно возникающих вариантов изменчивости, их изучение и последующее усиление ценных для практики признаков штамма достигаются ии- 4р дукцией ферментов дрожжей в 1-20i!-Иой водной суспенэии улы развуком при

23 кГц в течение 1-60 мии с последующим выдерживанием озвученных суспенэий В услОВиях высоких (+90, +160 C) 45 в течение — 5 мии н низких (-5, † C) в течение 5-12 ч температур.

1 с BpедРIIHeм дОпОлнителъиых компонентов.

Активность ферментог, Х-1,6-гликозидазы, Ы. — 1,4-гликозидазы, у -фруктофураиозидазы, $ --галактоэидазы, пептидаз определяют по ГОСТУ. Аминокислоты определяют хроматографически, сахара — перманганатным или йодометрическим методом, витамин В,2 — по известной методике.

Выращенные суспеиэии дрожжей высевают на агариэованные среды. В результате выделения из агариэованной среды ряда новых вариантов (клонов) и испытаний 50-100 клонов выполняют наиболее активный штамм.

Таким образом, штамм S.ðîmbå ВК1Р1

У-441 получают в результате направленной селекции, основанной на отборе иэ естественно возникающих на питательных средах вариантов, клонов с необходимыми для производства признаками, последующей индукции указанных существенных признаков штамма физическими агентами и индуцированного их синтеза физиологическими факторами питательной среды.

В табл.) приведены некоторые признаки, по которым осуществляют отбор и характеризуют предлагаемый штамм.

Штамм А. oryzae-3, полученный по известному способу, уступает штамму

S. pnmbe 8KHN у-441 по скорости производства биомассы (в 3-6 раз) и по суммарной активности ферментов амилазиого комплекса.

Как видно из табл.1, в отличие от штамма А.oryzae-3 и S.pombe штамм

S. cerevisiac ВКПМ У-442 обладает раэрыхляющей тесто способностью (подъемной силой), которая в аэробиых условиях значительно вышее, чем в анаэробных условиях. Штамм Б.pombe в отличие от А.oryzae-3 в аэробных условиях продуцирует наряду с витамином

В, ферменты амилазного комплекса, суммарная активность которых вышее, чем у пп амма А. oryzae-3 на 807. Наиболее ценно получение данных, подтверждающих возможность экономии расхода основного сырья на !-37 (повышение выхода хлеба иа 3-87), при использовании штамма S.pombe ВКПБ У-44) вследствие обеспечения сС-1,6-гликозидазой, карбокси..Iaзой и другими биологически активными веществами, повышения ферментатиниым путем газообраэующей, газ< удс ржинающей и водопогло3 13250 тительной способности муки в процессе производства хлеба, стабилизации ритма брожения из-за повышения устойчивости разрыхленного теста, улучшения качества хлеба.

Кроме того, штамм S.pombe в аэробных и анаэробных условиях продуцирует К-1,6-гликозидаэу, карбоксилазу, витамин В,, однако в равный отрезок времени культивирования азробно вы- f(1 ращенные дрожжи вследствие ускорения биосинтетических процессов и развития клеток обладают более высокими показателями активности амилолитических ферментов и витамина В по срав- 15 г нению с анаэробными, В табл.2 приведены характеристики штамма S.pombe ВКПМ У-441 и известных штаммов.

Положительный эффект штамма S.porn-20

be ВКПМ У-441 связан с продуцированием из фермента -1,6-гликозидазы, карбоксилаэы, витамина В,д > иэомальтозы, Ь-цистин-гидролаэы и проявляется только при применении его в ка- 25 честве препарата биологического улучшителя, например ферментного, в ниэ" ких концентрациях 0,005 -0,057. (в отдельных рецептурах до 37) в виде жидких заквасок или стандартизированных 30 препаратов при производстве хлеба на жидких, прессованных или сушеных хлебопекарных дрожжах.

> Помимо биосинтеза ценного для практики фермента а .-1,6-гликозидазы, карбоксилазы и витамина В штамм

<2 продуцирует (i-l,4-гликоэидаэу, р галактоэидаэу, Р -фруктофуранозидазу, дисульфатазу, пептидаэы, углеводы (примерно 527), глюкозу, мальтоэу, 40 иэомальтозу, сахарозу, лактоэу, галактозу, 18 аминокислот, специфические белки (примерно 32X), содержащие повышенное количество аланина, метионина и цистеина, что позволяет 45 одновременно с d, -— 1,6-гликоэидаэой получать на производстве и другие ценные биологически активные вещества.

Штамм S. pombe ВКПИ У-441 (ЗЗЛ) 50 характеризуется следующими признаками.

Морфологические признаки. Величина клеток двухсуточной культуры на сусло-агаре от 3,4 — 5 мк в ширину и

5-25 мк в длину. Преобладающая форма клеток палочковидная. Размножение клеток делением. На гипсовых блоках

74 4 на 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 иэ 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, который при взбалтывании слегка вэмучивается 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 суспенэии и равняется в среднем 1-2 мм, Физиологические признаки. Отношение к углеводам: усваивает и сбраживает глюкозу, сахароэу, мальтоэу, иэомальтоэу, лактоэу, эритро- и ахродекстрины.

Отношение к азотному питанию: рас" тет (слабо) на нитратных, хорошо на аммонийных и органических источниках азота.

Отношение к спиртам: усваивает этиловый спирт.

Отношение к органическим кислотам: усваивает уксусную, молочную, муравьиную, пропионовую, щавелево-уксусную кислоты.

Биохимические признаки. Продуцирует ферменты К вЂ” 1,6 гликозидазу (0,5 — 6 усл.ед.), d,-l,4-гликоэидазу (0,9-7 усл.ед.), J -галактозидаэу (до 5 усл.ед.), p --фруктофураноэида" зу (1-7 усл.ед.), пептидаэы, дисульфатаэу, карбоксилазу.

Продуцирует витамин В, летучие г кислоты, 18 аминокислот, 5-6 ди- и моносахаридов, в т.ч. иэомальтозу, углеводы (около 527), белки (примерно 327).

Отношение к температуре: термофилл, оптимум роста 35 С. Брожение протекает при 30 — 40 С °

Оптимум дей <твия ферментов 50 С.

Термотолерантный фермент: Ы вЂ” 1,6гликозидаза. Термостабильные ферменты (устойчивые к низким температурам): 1325074!

- — / 3 « « ««o«м « « « «« ««

lll /II /I!= / )3 ) ) ) 3 колбы Емкость с 3 л для кульсолодово- тивироввго сус- ния штвмлв. мв S,рошbe.

Посев

l OX — ный в эавврке суспенэией, культивироввнне сутки

3 пробирки со втвмS.рошЬе>

Смеситель Сушилка Экспедиция (тестоме- фермент. бнопрепв" сильная препврв- ратов. машина). тов.

3 колбы с 300 мл

Доэвтор тестомесусла, выращивание

2-3 сут сильного вгрегвтв.

s --l,4-гликозидаза, дисульфятаза, карбоксилаэа.

Отношение к кислотности среды.

1Птамм кислотоус.тойчив. Оптимум роста отмечается при рН 6. Оптимум действия ферментов при р11 5-6, однако для действия различных ферментов он различен (рП 3-8).

Отношение к кислороду: факультативный анаэроб. В условиях аэрации отмечается ускорение накопления биомассы, биологически активных нещестн и соответственно ускорение брожения.

Антагонистические свойства штамма: подавляет развитие плесненых грибов, Fscherichia coli, Bacillus subtilis, Bacillus mesentericus.

Проверкой в лабораторных и производственных условиях устанонлено, что при хранении сухих препаратов S.pombe . О

ВКГМ У-441 ферментатинная активность, не теряется н течение 5 лет.

По сравнению с исходной культурой, рост которой на мелассе не отмечают, предлагаемый штамм отличается повышенным ныходом биомассы на мелассах разного качества и питательных средах, приготовленных из зерновых культур, заварках, заторе 887-ной влажности. Титр не менее 7 10 . Количест- .30 т во сухого экзо- и эндоферментного препарата, выделяемого н процессе роста и развития клеток> составляет

0,05-37.

Пример 1. Получение комплек- 35 сного ферментного препарата, содержащего 1 — 1,6-гликозидазу, карбоксилазу H витамин К, IIpH глубинном культивировании и тамма S.pombe ЗЗЛ для использовании в хлебопечении при про- 40 изводстве хлеба и хлебобулочных изделий из пшеничной муки высшего, первого, второго и сбойных сортов.

Производство ферментного препарата для хлебопечения и других отрас- 45

° :ей народного хозяйства (спиртовой, легкой нромьппленности) предлагается осуществлять и на хлебозаводах путем культивирования штамма ЗЗЛ глубинным непрерывно-поточным способом.

Процесс выращивания штамма S.pombe

ЗЗЛ на хлебозаводах осуществляют на густых заварках (отношение муки к ноде 1:4 или 1:6 или заторах 887.-ной нлажности).

Посевной материал представляет . собой двух-трех суточную культуру, выращенную на 8 Бал пивном сусле при

30-35 С. Титр посевного материала не

7 ниже 7 « 10 . В производственную среду посенной материал вносят 107-ной концентрации, выращивание проводят при 30-35 С н течение 8 ч. Готовая производственная суспензия дрожжей

S.ротпЬе ЗЗЛ (титр не менее 7 10 )непосредственно может направляться в тестомесильный цех или смешиваться с наполнителем (35-557) и высушиваться.

В качестве наполнителя используют муку просяную и отруби н отдельности или н смеси н различных количественных соотношениях, а также поваренную соль

57. Высушивание затертой смеси осуществляют одним иэ известных способов: контактным (сублимационным), например в хлебопекарных печах на листах или непосредственно на воздухе на стеллажах до 6-107.-ной влажности о при 35-45 С. Титр сухого препарата не ниже 5 ° 1Р г

Закваску или сухой стандартизированный ферментный препарат Б.pombe

ЗЗЛ вносят на этапе приготовления теста в термосмесительный агрегат вместе с соленым раствором, жидким полуфабрикатом или водой концентрации 0,05-0,17 к несу муки.

Схема производства ферментного препарата дрожжей S.pombe ЗЗЛ на хлебозаводах.

1325074

Полученный сухой препарат дрожжей

S.ðomÜå ЗЗЛ содержит ценные д<>я практики биологически активные вешсства:

<2

Штамм S.pombe ЗЗЛ позволяет в хлебопечении снизить расход основного сырья на 1-37. и повысить качество продукции в отношении удельного объе- !О ма и пористости на 2-77. при введении в процесс хлебопечения клеток Б.pombe ЗЗЛ в дозировке 6 10 — 6 1(1 (доfi эировка жидких эаквасок 0,5-5,07.) наряду с принятой согласно рецептуры !5 дозировкой хлебопекарных дрожжей.

Пример 2, ПроизводсTB. ферментного препарата g-1,6-гликоэидаэы, карбоксилаэы и витамина В при глу12 бинном культивировании mтамма S.pombe20

ЗЗЛ на мелассовой среде.

Выращивание посевной культуры проводят в течение 3 сут на 8 Бал пивном сусле при 30 С. Титр посевного о материала не ниже 7 10

В производственных условиях культивирование штамма S.pombe ЗЗЛ осуществляют глубинным способом в ферментерах на среде следующего состава, 7: мелласа 8 Бал, кукурузный экст- 30 ракт или экстракт солодовых ростков 0,5 — 2,5 магний сернокислый

0,06, натрий фосфорнокислый однозамещенный 0,8; нитрат кальция 0,057; сульфат аммония 0,05, Стерилизация 35 при 1 атм 20 мин или при 0,5 атм в течение ч.

В производственную среду посевной материал вносят 107-ной концентрации.

Выращивание дрожжей проводят при 30- 40 о

35 С в течение 7 ч в условиях аэрации. Производственную суспензию дрожжей (титр 7 ° 10 ) смешивают с наполнителем (457 к весу). Однако биомасса дрождей может отделяться и высуши- 45 ваться и без наполнителя с применением обезвоживания этанолом, ацетоном. В качестве наполнителя используют просяную муку, отруби, поваренную соль в отдельности или в смеси. Вы- 50 сушивание затертой смеси осуществляют одним из известных способов: контактным, лиофильным или распылительным (наполнитель — сухое молоко и соль) до 6-107.-ной влажности. Полу- 55 ченный сухой препарат дрожжей S.pombe BKIIM У-441 используется в качестне фсрментного препарата; d><òèíío<. Tü

k-1,6-гликозидазы не ниже О, 6 < д/мг (до 6,0 ед/мг),d. — 1,4-гликозидаэы не ниже 2,5 ед/мг, р -галактоэидаэы не ниже 1,5 ед/мг, Р -фруктофуранозилазы не ниже 2,5 ед/мг, витамина В „ не ниже 0,8 мкг/г, 18 аминокислот, 56 сахаров. В зависимости от наполнителя содержание белка меняется, в препарате содержание белка должно быть не ниже 107..

В табл.3 представлены нокаэатели активности экзо- и эндоферментo» <>(.—

1,6-гликозидаэы и Р -галактоэидазы в процессе аэробного и анаэробного культивирования штамма Б.рошЬе ВКПБ

У-441.

А«алиэ табл.3 показь|вае г различие биоритмов и периодов синтеза э.зо- и эндоферментов, что объясняется очередностью синтеза ферментов (экэо- и эндо-) и переходом экз<>ферментов в эндоферменты.

Как видно из табч.3, в условиях аэробиоэа ускоряется биосинтез ферментов амилазного комплекса в результате ускорения использования клетками ингредиентов жидкой и газообразной питательной сред.

Пример 3. Способ получения ферментного препарата, препаратов аминокислот и сахаров.

Биомассу дрожжей Б.pombe 331I, полученную по 307. †н концентрации подвергают воздействию низких (-5 С) температур в течение о суток, затем дрожжи выдерживают при высокой температуре (95 — 120 С) с последующим автолиэом клеток при

50 С в течение 1 — 5 ч. В результате такого воздействия клетки разрушаются и содержимое их выделя тся. Этанолом 1 2 об.спирта к 0б.суспензии ) осаждаются ферменты и полимерные соединения, а спиртовьп< экстракт упаривают и он служит источником для получения аминокислот и сахаров, например изомальтоэы. Зтан-ловый осадок высушивают на воздух< и используют в хлебопекарной про."<ьп ленности для производства хлебных изде <ий.

Ф о р м у л а и з о б р е т е и и я

Штамм дрожжей Schiznsaccharomyces

pombe ВКПМ У-441> испо.<ьэусмый в хлебопечении.

1325074

Таолиил!

Культивирование ° аиаэроо иык условилх

Культилироваиие л у< ловила авралим

Витамин

Т, (,"1

Витамин

Вн ° имн/нч

Актив"

ПольааеПольенПоиьиаеАктивность амилолити Польенt uau ность ! анило1

1 питинис иаи

we выхода хлеба ° сила, мин выхода хлеба °

I сила, мии ческик ферментол ОС, усл.ед, ческих ферментов 00, усл.ед.

2,73

Л.отуаае-3

S.ðîâÜe bKtlM Y-44I

8.cerevi ° lac

ВВПИ У-441

0,8-2

3-8

2,8

3,0

13-23 2,0 2 23 ° 33 1 ° 3 0,3 П р н м в ч ° ы и ° . Под активность» амнлолнтических ферментов даи суммарный покаватель осахариваюе1ея активности, усл.ед.

Таблица 2.

Показатели для штамма

Характеристика штамма.pombe

КПМ У-441

А. oryzae-3 S.cerevisiae

ВКПМ У-442

О, 9-3

8 -1, Ь-Гликозидаза, Усл. ед.

Карбоксилаза, +—

Подъемная сила, мин

Витамин В, гамм/мл

Количество аминокислоты, Х

ОеЬ-0,9

l 5-25

0,5-0,8

2,0-2,8

18

18-20 изомальтозы, Х

Гаэообразующая способность, 7. 125-130

115-120

100

Газоудерживающая способность, Х

ll5-125

110-115

100

Водопоглотительная спосо— ность, й

110-115

103-105

100

Устойчивость разрыхленного теста, Х

120-135

110-115

lO0

0,5-0,7

Повышение выхода хлеба, Ж

3-7

Повышение удельного объема и пористости хлеба, л

3-5

1-2

2-3

1325079

Таблица 3

Лхгненость, усл.ер.

) гел&хгоэндаэы ь услоанлх аиаэробных аэробных

4чбчбч4ч6ч8 °

8 ° ðoàÜå 33Jl3 энэоферненгы.

3,0 0,5 1,О 0,06 1,4 0,3 2 ° 5 0,5 1,5

О 6 0 2 О ° 7 энхоферненты

0,08 2,6 О,Ь О,ОЭ 1,6 2,6 О ° 05 Э,О 0,5

0,05 0,05 2,2

Составитель И. Привалова

Техред Н.Глущенко Корректор А Зимокосов

Редактор H. Гунько

Заказ 3021/24 Тираж 499 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1" 1 I 1" 1"

aL -l,6-глнхоэиаеэы х углоенлх

° наэробиых аэробньо<

j: ) T 1