ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЛІФЕРАТИВНОЇ АКТИВНОСТІ SACCHAROMYCES CEREVISIAE В БІОТЕХНОЛОГІЇ ДРІЖДЖІВ ТА ФІЗИКО-ХІМІЧНІ МЕТОДИ ЇЇ ВИЗНАЧЕННЯ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2078-5364.2023.4.04Ключові слова:
бродіння, дріжджі Saccharomyces cerevisiae, життєздатність клітин, нефелометрія, проліферативна активність, технологічний процес, ферментаційний процес, чиста культура мікроорганізмівАнотація
У роботі розглянуто вирішення питань, пов'язаних із підвищенням ефективності технологічних процесів та забезпеченням випуску готової продукції високої якості, що є актуальним для виробництв, заснованих на використанні дріжджів S. cerevisiae. У роботі описано основні причини необхідності регулювання обміну речовин дріжджової культури, розглянуті існуючі на практиці та запропоновані прийоми підвищення проліферативної активності.
Проліферативні процеси, що протікають у дріжджовій клітині, досить легко піддаються регуляції. Тому, знаючи залежність між конкретними умовами навколишнього середовища та тими чи іншими сторонами життєдіяльності дріжджової культури, можна цілеспрямовано змінювати її зростання, розвиток та обмін речовин. Створення та підтримання певних умов культивування дріжджів дозволяє керувати ходом ферментаційного процесу.
Досліджено вплив біологічно активних речовин на проліферативну активність клітин S. cerevisiae. Було встановлено концентрації та доказано регулюючу дію препаратів бурштинової та фолієвої кислот на проліферативну активність клітин дріжджів. Проведено порівняльний аналіз впливу різних концентрацій екзогенних речовин на ріст культури мікроорганізмів. Було встановлено найбільш оптимальні концентрації препаратів для активації поділу клітин дріжджів: бурштинова/бурштинова кислоти – 0,0015/0,0002 мг/мл; фолієва кислота – 0,006 мг/мл.
Розрахована питома швидкість розмноження дріжджів під час культивування у 20 % розчині сахарози з препаратами бурштинової/аскорбінової та фолієвої кислот. Встановлено, що найбільша питома швидкість росту клітин спостерігалась у комплексному препараті, до складу якого входили три органічні кислоти. Експериментально доведено, що питома швидкість розмноження дріжджів, у комплексному препараті підвищилася в середньому на 30–35 % відносно контрольного зразка. Підвищення питомої швидкості росту на 20–25 % дріжджів спостерігалось також і в середовищі з фолієвою кислотою, додавання бурштинової/аскорбінової кислот не значно підвищувало питому швидкість (приблизно на 10 %) росту культури дріжджів S. cerevisiae.
Доведено, що біологічно активні речовини мають певні концентрації, які активують поділ клітин і сприяють їх активному розвитку та критичні межі, при яких відбувається інгібування розвитку та росту дріжджових клітин.
Посилання
Kosiv R.B., Palianytsia L.Ia., Berezovska N.I., Kharandiuk T.V. Intensyfikatsiia zbrodzhuvannia vysokohustynnoho pyvnoho susla za uchastiu vitaminiv // Kharchova nauka i tekhnolohiia. № 10, T. 3. 2016. P. 39–44.
Gasch A.P., Werner-Washburne M. The genomics of yeast responses to environmental stress and starvation // Functional & integrative genomics. 2002. Vol. 2 (4–5). P. 181–192.
Hohmann S., Mager W.H. Yeast Stress Responses. Berlin: Springer-Verlag, 2003. 389 p.
Marynchenko L.V., Nizhelska O.I., Marynchenko V.O. Stymuliatsiia nakopychen-nia biomasy ta brodylnoi aktyvnosti kultury drizhdzhiv Saccharomyces cerevisiae za dopomohoiu nadvysokochastotnoho elektromahnitnoho vyprominiuvannia // Naukovi visti NTUU «KPI». 2011. № 3. P. 68–73.
Meletiev A.Ie., Todosiichuk S.R., Koshova V.M. Tekhnokhimichnyi kontrol vyrob-nytstva solodu, pyva i bezalkoholnykh napoiv. Vinnytsia: Nova Knyha, 2007. 392 p.
Lavrenchuk H.I., Bundiuk L.S., Chobotko H.M., Hurando H.M. Modyfikatsiinyi vplyv nyzkointensyvnykh elektromahnitnykh khvyl milimetrovoho diapazonu na klityny in vitro, oprominiuvanykh ionizuiuchoiu radiatsiieiu // Fіzyka zhyvoho. 2007. № 1. P. 113–124.
Koshova V.M., Yazhlo V.S., Kaplunenko V.H., Ohorodnyk Yu.I. Pidvyshchennia bro-dylnoi aktyvnosti pyvovarnykh drizhdzhiv za dopomohoiu nanoakvakhelatu tsynku // Skhid-no-yevropeiskyi zhurnal peredovykh tekhnolohii. 2015. 4/10 (76). P. 40–44.
Trehub N.S., Kapreliants L.V. Kinetychni parametry nakopychennia biomasy Lactobacillus acidophilus na seredovyshchakh iz selenom // Naukovi pratsi. 2014. Vyp. 46, Tom 2. P. 112–115.
Eszenyi P., Sztrik A., Babka B. Elemental, nano –sized (100–500 nm) Selenium production by probiotic lactic acid bacteria // International Journal of Bioscience, Biochemistry and Bioinformatics. 2011. Vol. 1, N 2. P. 74–79.
Mudrak T., Kuts A., Kovalchuk S., Kyrylenko R., Bondar N. Selection of the complex of enzyme preparation for the hydrolysis of the constituents of grain at the fermentation of the wort of high // Food Science and Technology. 2018. №12 (2). P. 19–25.
Kovalchuk S.S., Mudrak T.O. Innovatsiina tekhnolohiia zbrodzhuvannia vysoko-kontsentrovanoho susla iz zernovoi syrovyny // Prospects and priorities of research in sci-ence and technology : collective monograph. Riga, Latvia : Baltija Publishing, 2020. P. 60–100.
Bielykh I.A., Samoilenko S.I., Varankina O.O., Larintseva N.V., Vysekantsev I.P. Vplyv deiakykh ekzohennykh rechovyn na proliferatyvnu aktyvnist produtsentiv v biotekh-nolohii // Visnyk Natsionalnoho tekhnichnoho universytetu «KhPI». Ser.: Innovatsiini dos-lidzhennia u naukovykh robotakh studentiv. Kharkiv : NTU «KhPI». 2018. № 18 (1294). P. 74–79.
Hammond, J., K. Smart. Yeast growth and nutrition [Text] // Brewing Yeast Fermentation Performance. — Oxford, UK: Oxford Brookes University Press, 2000. P. 77–85.
Karputina M.V., Romanova Z.M., Sydor V.M. Suchasni sposoby aktyvatsii pro-tsesiv rozmnozhennia ta fermentatsii pyvovarnykh drizhdzhiv [Elektronnyi resurs]: K.: NUKhT, 2012. 8 p.
Drobot V. I., Ba sok B. I., Obodovych M. O., Semenko O. Yu. Sposib aktyvatsii presovanykh khlibopekarskykh drizhdzhiv: Pat. 54219 Ukraina, MPK S 12 N 1/18 / zaiavnyk ta patentovlasnyk Natsionalnyi universytet kharchovykh tekhnolohii (Ukraina). – № 2002064865; zaiavl. 13.08.2002; opubl. 17.02.2003, Biul. № 2. 8 p.
Tkachenko L.V., Vitriak O.P. Perspektyvy vykorystannia molochnoi syrovatky dlia intensyfikatsii biotekhnolohichnykh protsesiv // Mizhnarodna naukovo-praktychna internet-konferentsiia: Naukovi doslidzhennia ta yikh praktychne zastosuvannia. Suchasnyi stan ta shliakhy rozvytku 3–15 zhovtnia 2013 r. Rezhym dostupu: http://www.sworld.com.ua/konfer32/645.pdf.
Hammond J. Yeast growth and nutrition. Brewing Yeast Fermentation Perfo-?mance. Oxford, UK: Oxford Brookes University Press, 2000. P. 77–85.
Lebedenko T.Ie., Kozhevnikova V.O., Sokolova N.Iu. Udoskonalennia protsesu aktyvatsii drizhdzhiv shliakhom vykorystannia fitodobavok // Bioprotsesy, biotekhnolohiia kha-rchovykh produktiv, BAR. T. 9, № 2. 2015. P. 25–35.
Melnychuk M.D., Kliachenko O.L., Borodai V.V., Kolomiiets Yu.V., Korzun D.Iu., Kyiv: FOP Zahalna (promyslova) biotekhnolohiia: navchalnyi posibnyk 2014. 252 p.
Bielykh I.A., Varankina O.O., Samoilenko S.I. Doslidzhennia vplyvu foliievoi kysloty na proliferatyvnu aktyvnist kultury drizhdzhiv Saccharomyces cerevisiae Problemy ta dosiahnennia suchasnoi biotekhnolohii: materialy I mizhnarodnoi nauk.-prakt. internet-konf. (25 bereznia 2021 r., m. Kharkiv). Elektron. dani. Kh. : NFaU, 2021. 389 p.
Bielykh I.A., Yareminets N.S., Samoilenko S.I., Larintseva N.V. Vplyv burshty-novoi kysloty na biotekhnolohichnyi protses kultyvuvannia drizhdzhiv Saccharomyces cerevisiae // Materialy XIV Miedzynarodowej naukowi-praktycznej konferencji “Naukowa mysl informacyjnej powieki 2018”. Przemysl : Nauka i studia. Vol. 5. P. 59–64.
Pohozhykh, M.I., Hnitsevych V.A., Slashcheva A.V. Optymizatsiia kontsentratsii doba-vky topinambura i kratnosti podribnennia modelnykh farshevykh system [Tekst]: zb. nauk. pr. // Prohresyvni resursozberihaiuchi tekhnolohii ta yikh ekonomichne obgruntuvannia u pidpryiemstvakh kharchuvannia. Ekonomichni prob lemy torhivli. Kh.: KhDUKhT, 2005. Ch. 1. P. 81–86.
Palianytsia L.Ia., Berezovska N.I., Kosiv R.B., Zub N.O. Vplyv umov rehidratatsii sukhykh drizhdzhiv na yikh aktyvnist // Visnyk Lvivskoi politekhniky. V. 1, № 1. 2018. P. 88–93.
Muraieva O.O. Konspekt lektsii z dystsypliny «Fizyko-khimichni metody analizu vody» Kharkiv. nats. un-t misk. hosp-va im. O. M. Beketova. Kharkiv : KhNUMH im. O.M. Beketova, 2015. 64 p.
