Главная | Обратная связь

Состав питательной среды. Источники питания.

Крахмалосодержащее сырье – это в первую очередь картофель и зерно. Крахмал имеет довольно высокую спиртопроизводительную ценность. Более остальных культур по содержанию крахмала выделяются, пожалуй, картофель и злаковые. Картофельный и зерновой крахмал легко осахаривается, может долго храниться. Картофель содержит около 25% крахмала на 100 г продукта. Пшеница – зерновая культура, содержащая довольно большой процент крахмала. На 100 г пшеничных зерен приходится до 74% крахмала. В 100 г пшеницы самого низкого качества содержится 67% крахмала.

Углеродное питание.Дрожжи (Saccharomyces cerevisiae) ис­пользуют углерод из различных органических соединений: глю­козы, маннозы, галактозы, фруктозы (D-формы). Пентозы Saccharomyces cerevisiae не ассимилирует. В отсутствие гексоз источником угле­рода могут служить также глицерин, маннит, этиловый и другие спирты, органические кислоты (молочная, уксусная, яблочная, лимонная). В первую очередь усваивается из смеси тот источник углерода, который обеспечивает большую скорость роста дрожжей.

Хорошими суб­стратами служат кислоты с длиной углеродной цепи от С₂ до С₄ (уксусная, пировиноградная, молочная, масляная и др.) при сравнительно низкой концентрации. Калийные соли кислот, со­держащих в молекуле от 2 до 5 атомов углерода, стимулируют рост дрожжей в 1,4...3,3 раза сильнее по сравнению с соответст­вующими кислотами.

Жирные кислоты со средней длиной углеродной цепи (от С₆ до С₁₀) в меньшей мере потребляются дрожжами и только в условиях очень низкой концентрации (0,02...0,05 %). При более высокой концентрации развитие дрожжей подавляется. Жирные кислоты с 12-17 атомами углерода в молекуле усваиваются из­бирательно в зависимости от рода и вида дрожжей.

Любой из промежуточных продуктов цикла Кребса (пирови­ноградная, лимонная, янтарная, фумаровая, яблочная кислоты) может быть единственным источником углерода для жизнедея­тельности дрожжей.

Азотное питание.Дрожжи способны синтезировать все амино­кислоты, входящие в состав их белка, непосредственно из неор­ганических азотистых соединений при использовании в качестве источника углерода органических соединений — промежуточных продуктов распада углеводов, которые образуются при дыхании и брожении.

Дрожжи Saccharomyces cerevisiae усваивают лишь две формы азота: аммиачный и органических веществ. Эти микроорганизмы эф­фективно используют азот сульфата и фосфата аммония, мочеви­ны, аммиачных солей уксусной, молочной, яблочной и янтарной кислот. Аммиачный азот потребляется дрожжами лучше, чем азот многих аминокислот.

Аминокислоты — одновременно источник азота и углерода, причем последний усваивается из кетокислот, образующихся в результате отщепления аминогрупп. Возможна и непосредствен­ная ассимиляция аминокислот из питательной среды, содержа­щей их полный набор и какой-либо сбраживаемый сахар. Вслед­ствие этого снижается расход сахара среды на питание дрожжей и несколько увеличивается выход спирта при брожении.

Для потребления органического азота (аминокислот, амидов) многим дрожжам необходимы витамины (биотин, пантотеновая кислота, тиамин, пиридоксин и др.). Дрожжи не усваивают такие азотистые соединения, как белки, бетаин, холин, пурины и амины в виде этиламина, пропил- и бутиламина

Фосфорное питание.В анаэробных условиях дрожжи усваива­ют фосфор главным образом в начальный период брожения — 80...90 % от максимального количества в дрожжах. Молодые, энергично размножающиеся дрожжевые клетки богаче фосфором по сравнению с непочкующимися старыми. Например, после 6 ч брожения дрожжи содержат 2,15 %фосфора на сухое вещество, к концу брожения — только 1 %.

В сусле из крахмалистого сырья имеется достаточное количе­ство усваиваемых дрожжами фосфорсодержащих соединений, в мелассном сусле их недостаточно, и приходится добавлять ортофосфорную кислоту.

Зольные элементы.

Серавходит в состав очень важных соединений — амино­кислот (цистеин, цистин, метионин и глютатион) и витаминов (биотин, аневрин). В ферментах сера находится в виде сульфид­ных и тиоловых групп.

Железо содержится в цитохромах, цитохромоксидазе, пероксидазе, каталазе и других ферментах, участвующих в процессе дыхания. Оно способствует действию и других ферментов (зимогеназа, пирофосфатаза).

Магний активирует многие фосфатазы и энолазу. Ионы магния влияют на сохранение активности ферментов при нагре­вании. Магний и марганец ускоряют потребление дрожжами глюкозы. Влияние магния тем сильнее, чем ниже концентрация глюкозы в среде. В питательных средах должно содержаться 0,02..0,05 % магния в виде сульфата.

Калий необходим не только как питательный элемент, но и как стимулятор размножения дрожжей. Стимулирующее дейст­вие объясняется существенной ролью его в окислительном фосфорилировании и в процессах гликолиза. Движение неоргани­ческого фосфора внутрь клетки специфично стимулируется ка­лием.

Кальций играет роль активатора в микробной клетке и обнаруживается в ней как в свободной форме, так и в связан­ной — с протеинами, углеводами и липидами. Ионы Са²⁺ могут связываться с АТФ наряду с Мg²⁺ и Мn²⁺.

Микроэлементы.Они имеют важное значение для размноже­ния и жизнедеятельности дрожжей, входя в состав ферментов, витаминов и других соединений, участвующих в их синтезе. Например, кобальт стимулирует размно­жение дрожжей, повышает содержание в клетках азотистых ве­ществ небелковой природы, прежде всего ДНК, РНК и свобод­ных аминокислот. Он стимулирует также синтез витаминов — рибофлавина и аскорбиновой кислоты.

Витамины и другие факторы роста.Для нормального развития и спиртового брожения дрожжи нуждаются в витаминах, кото­рые являются кофакторами многих ферментов. Сахаромицеты в большей или меньшей мере могут синтезировать все витамины, за исключением биотина, который должен обязательно содер­жаться в питательной среде.

Ненасыщенные жирные кислоты с 18 атомами углерода, особенно олеиновая, также являются важными ростовыми фак­торами. Стимулирующее влияние олеиновой кислоты наблюда­ется только при малой ее концентрации, не превышающей 0,5 мг/мл. При увеличении концентрации рост дрожжей на­много замедляется.

График роста культуры: