Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Действие синтетических антиоксидантов из ряда арил(тио)сульфонилуксусных кислот на хлебопекарные дрожжи

ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "Действие синтетических антиоксидантов из ряда арил(тио)сульфонилуксусных кислот на хлебопекарные дрожжи"

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ СССР ЛЕНИНГРАДСКИЙ ХИМИКО-ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

ДЕЙСТВИЕ СИНТЕТИЧЕСКИХ АНТИОКСИДАНТОВ ИЗ РЯДА АРИЛ(ТИО)СУЛЬФОНИЛУКСУСНЫХ кислот НА ХЛЕБОПЕКАРНЫЕ ДРОЖЖИ

Специальность: 03.00.07 — Микробиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

На правах рукописи

УДК 663.13;663.14;663.15

КАРПИШЕВА Ирина Александровна

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 1991

Работа выполнена в Ленинградской лаборатории технологии дрожжей Всесоюзного научно-исследовательского института пищевой биотехнологии.

Научные руководители: Заслуженный деятель науки РСФСР, доктор биологических наук, профессор Блинов 11. П.; кандидат биологических наук, доцент Меледина Т. В.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Васи-линец И. М.; кандидат биологических наук, доцент Грекова В. К.

Ведущая организация: ВНИИ гидролиза растительных материалов.

Защита диссертации состоится » 199 А г. в

часов на заседании Специализированного совета при Ленинградском химико-фармацевтическом институте (197022, Санкт-Петербург, ул. проф. Попова, д. 14, ЛХФИ)^.054-

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ленинградского химико-фармацевтического института по адресу: Санкт-Петербург, ул: проф. Попова, д. 14/6.

Автореферат разослан « ^ » ^«лГй^-С

1991 г.

Ученый секретарь Специализированного совета,\С.О кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Кириллова Н- В.

ВПЕДВНПЕ

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМ. • В кошлексо 1гриоритв'ПШХ. биотехнологических дисииштин микробная биотехнология занимает ведущее место, а микробиологические процессы на клеточном уровне пока еще довлспт над процессами, осуп(ествляомими «а молекулярном уровне. Это в равлой море относится к промышленному производству хлебопекарных дроюкей. Повишетм продуктивности любого технологического процесса па клеточном уровне может бить достигнуто благодаря созданию и использования высокопродуктивных штаммов, подбору лучших источников питания микроорганизмов, созданию новой технологии или, наконец, оснащении процесса совреиогашм оборудовшигем. Применительно к действующим бяотеяюлогичосш» произгодством иришгакатолеи вариант повышения эйоктивности процесса за счет использования относительно дешевых стимуляторов роста, В этом случае возможно уменьшение себестоимости коночного продукта вследствие более рационального использования субстрата и покидания продуктивности процесса без дополнительных капиталовложений па усовершенствование технологии и во аппаратурного о^-у-'.л-чша. К тому же, как правило, при использовании стимуляторов роста улучшается качество готовой продукции.

В настоящее время в производстве дрозкжэй используют крайне ограниченный ассортимент стимуляторов роста, в связи с чем изыскание новых и деаевых биостимуляторов представляет значительный интерес.

С начала 70-х годов стали широко публиковаться работа об антиоксидантах (АО), веществах, способных в малых концентрациях тормозить нефермэнтативное свободнорадикольное окисление энергетических субстратов (Журавлев А.И.,1972 и др.). Ко времени' начала пастоящих исследований в 1985 г. сведетш о влиянии антиоксидантов на микроорганизмы были единичными "(Haley, lack,1977), хотя исследования о действии природам: и. синтетических АО (соответственно IIA0 и CAO), на мэмброш липидов и рост микроорганизмов уже проводились в »¿ГУ (Кузнецова Л.С.) и в Казанском политехническом институте (Мингалзева З.Ш., Победимский Д.Г.). Благодаря разнонаправленное™ действия АО на биообъекты проблемы, связанные с их изучением и использованием.

приобрели большую актуальность.

цели и задачи исследований. Основная цель настоящей работ, заключалась в изучении влияния синтетических онтиоксидантои из класса арил- (тио)сульфонилуксусных кислот на рост и размно-ьвиио пекарских дрожжей БассЬагошусев сегб71в1ао штамм ЛВ-7.

Конкретные задачи исследования были следующими:

1. - Изыскать новые биологически активные соединения, стммулйруицио рост и размножение пекарских дроюкей;

2. Изучить влияние одного' из оригинальных стимуляторов на репродуктивную активность клеток микроорганизма, их физиологическое состояние; . ч

3. Выявить условия, .при которых проявляется максимальный стимулирующий »1фект АО;

4. Изучить влияние новых антиоксидантов - стимуляторов на показатели, характеризующие качество дрокжой - зимазную и мальтазнув 'активность, стабильность их как коммерческой продукции по требуемым показателям, заложенным в 1ГГД.

научная новизна работы состоит в том, что впервые в качестве стимуляторов роста микроорганизмов, и, в частности, БассПагощусеа сегеу1с1ае, применены синтетические антиоксиданты из класса арил(тио)сульфонклуксу сшх кислот.

Установлено, что внесение в среду культивирования АТУК в концентрации 10"^-10"10%об. стимулирует рост и размножение дрожжей, в то время как' концентрация 10 -Ш4Жоб. ингибирует рост клеток. . . '

Впервые показана роль физико-химических параметров при работе с серосодержащими антиаксидаптами: повышение выхода биомассы на Б-10Х% имеет кесто при культивировании дрожжей в условии, искжчащих проявление эффекта Крэбтри; повышенна рн процесса до 5,0 к концу культивирования „и температуре выращивания, па тфэвшиащаа'80-33°С.

Установлена теснен связь мхаду строением молекул производных АТУК и их стиыулируюдей активность». Сдзлынс предположение, что увеличение выхода биомассы при культивировании Засс'лагошу-свв согеу1в1аа с АТУК связано с использованием сбры ■Б"2, входящей .'в состав стимулятора, для трансформации дотиобиотина в сиотин.

Впервые показано, • что культивирование _ пекарских дрожжей с

чрит'вттем проюводних. ЛТУК, ьвдет к изменению биохимического состава клеток, и, п частности, к увеличению порекисннх j»j'v9htop И бИОСШГГОЗИр.уМДей активности.

Внявдено, что культивирование дрожжей с СЛО улучшает качество км#л>|?Ч!?скоЯ продукции.

НАг-шо-пглкптесков гашгадак подучшш результатов. на

основании получышнх результатов использования синтвтичвских антискоидянтов доказана возможность значительного повнтоиия выхода биомассы пекарских дрожи;ой Sac. cereYlolao и улучшения качеств;! Б.чпечекного хлеба.

Выявленная зависимость милду химическим строенном молокул и стимулирукцчЯ активностью производных АТУК может быть заложила и программу скрштнга ъисоко&Ы'тгтшх стимуляторов роста различных ряс Sac. cerevlelae.

Б производствошшх испытаниях, проведоншх на Иркутстаом и Свргйчском дрожжевых заводах, подтверждали возможность использования синтетических антиоксвдантов в качестве стимуляторов. При оценка хлебопекарных свойств лекарских дрожжей, шртценных с добавлением производных ЛТУКк показано значительное пошшэнив качества готовок продукции.

Диссертация изложена на 255 страницах и состоит из введения, обзора литературы (раздел 1), материалов и методов исследования (раздел 2), собственных исследований (раздели 2,3,4), обсуждения результатов и выводов. Работа иллюстрирована 16 рисунками и -15 таблицами. Список щтгрованной литерптурн включает 345 источников на русском и шгостршпшх языках. Приложения содержат инструкцию по определении биотипа, материала, евлзашшэ с получением разрешения на применение произ1«лшх АТУК в яйцевой промашлешюсти, ракомопдешии и инструкцию по применению ВМ 08-80 (вещества МирсковоЛ 38-80) в дрожжевой промышленности и 3 акта щюизводстбоншх испнтаний.

ПОЛОЖЕНИЯ,- ВШОСШ® IIA ЗАЩУ. I. Производила арил(тко)-сульчонллуксуомх кислот - синтетические игоюксидтгш - могут служить биостимуляторами роста и размножения дроккей.

2. Стимулирующие свойства исследуем« производных тесно связа{ш с особенностями их химического строения.

3. Степень проявления стимулирувдих свойств CAO па пекарские дрожжи зависит от их концентрации и условна

- й -

Kym-tnt>.!j-.->biui.'.<i м.н^кк'цичашамоь (ЫСГИЫШЙ KHCJIOTUOCIi. <;(>«>дм,

ТнМичрчТ^;.» ЬЦНицИЬШШЛ).

■I. llpiiMiiiiuHHu '.1Л.0 соп^ьолдаитсн noiiuuiutiiUiM кьчостаа I'uViifii<Я i;r,<VIVI'UKK.

oaiowtut! гклУльтл'Ш PAKWU долошш и«:- аьс«да»га»и Учнит-о Cvihol »1 Ml&UtfiT b. ИА'>,М7 ii И'6'i rr; - l.-jy4i!(l -TOXlUtloCKuX клн|»)»»Ш!Ш Ляиинградсим'О Тмхаологичиского шютитуто холодильной iij.uiiH^.ji'iini.HVfii и ISQ7 и I sea it.; - кон^роиции *Соьр-.ш>иинч Н"7гщ1 и ойорудовашш для ia)0iKiiw,fl0Vi)a гышо ■ miV.uiiHjiiiiu продуктой", Ленинград, ТОО»««. ;Повсшиажм иоынит;;.! iuj 1)но.ми|'ичс1сы1 hiiciiim процессам, Николааь, i99ii\; 1Ь-м М'А'.Д'/^чрйдиом симпоаиумо 110./¡[»жкам, Рига, 1901г.

АПКЯШДО РАПОШ. Апробаций раЯоти состоялась 19ишй 1991г. «а иыийД',:ш.1 сотрудншо-.п ка^-дри. микробиологии Лошшградокого мимко-ф'^тцамичьекого института.

' ПУБЛИКАЦИИ. 1Ю мы-ориалам диссертации получено 6 авторски» сьидательотна и опубликовано 10 научшх статой.

Б!ЯКД№№!К РЕЗУЛЬТАТОВ 1'АБОТЦ. Гюдуч&юшв роаулътати испитаьн на иркутском и Соргачском дролйшх заводах, мшдршш . в iг. на Красноярском дрожжоиом ьаыда.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

ООьакт иосладоьммл - дрожжи Sac. ceravifiiae мтьмм JUfV, получопиий на -коллекции лаборатории технологии дромквй Всесоюзного научно -исследовательского института гшщавой Оиотомюлогии ( ЫШШЛ' ).

П" качиеты 'стимуляторов роста исолйдоьали - 32 образца производных арил(тио}сул[,фонилуксусних кислот. ( АТУК ).

Услошя культиьироь&ния - дрожим выращивали на лоОора'юрних установках для глубинцого культивирования, созданных ¡тучис>~!1р;п«надствбШйШ обгьдиванивм Гидролизной нромиюлтшости, 'на ■ Молаосиых ср&.дах известного состава, 1Ц1польйуи сОйлансироввшшй рмкиы углеводного, солавого и витаминного питания (Практическое рукоьодотьо, IS83).

Полученную • биомассу оценивал« по шсономичасксму коир^ици&иту, содержанию белки в «латка* (по Лоури), аминокислот (по Свенсону и Ватсу), углоьодов (по Тревалану и Гарри,оону), рисонуклоиношх кислот (по Сшрину), доаоксм-риойцуклакнопих кислот (но Цаиеау). Антаоксидатииную активность

олрчделчлч «f» уроян» СОДпрЮШИЯ WTDJibnu И НОрОКСИ««?'» в КЛОТКе*, л'1-T Ч>>п> orjl'irioti.lll ]#¥ИМ л"пиит'!!'|пции 6и:«!»с'.!!ь

чсслчдовп!'пн мч'пииимл Д'^ттап спр"!Со доркшцих ОиТИкЖСНДППТОЧ МОЛР (ftUUpoDQU МОТОД СПф»Д«?ЛНКЙЯ Г'одйркокия

биотипа в дрдакич.

Хлобопекчрные» кячоотнч покярски* дрожжой, ьир№нт;х с иримчиошом СЛО, оциниьлли но ¡«имютюй и мгаыозной актияпости, ООХрЧЦПУОТЬ - 710 СОД'фМШШ ТрвГЯЛОЗН. Качоотмо ' хлеб« Oirp'Vi'}-':;uiit но симм'-тричнуотн формы, цаоту, э «этичности и пористости мякшпя, об'ьаду и (^«.'-устойчивости (Иучнопп ,1Ж).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОЯСУЖДОО'Я Ичрод выполнит'';м рг|Г;отн по изучеошм пдаяиин СЛО пг, рост И размножение микрооргмиюмсп был состав

питательной ородн. G ['смощьи мчтодч мотадлтичщтси'о шю.чаровшия окспориздята пкишюп оитимлдмшй Сялчис мохду осноимыл компонента минерального питания для и/ронитчиия Sac. cfjrevislnQ на кочцшпрпровтпшх сроднх (г/л): йг<пт - 1,8; фосфор - 0,38; магаий - 0,13; кплий - 3,1; жолоио ■■ 0,01; КОМПЛЕКС ЮЖрОЭЛеМОИТОВ, ЬЮТЛвКЛИЙ в С00Л KO:«rs.;-p»,T .семи мэмйнтов КЯрГвПвЦ, бор, цинк, КвДЬ, КОбПЛЪТ, МС/:Т*Д>'.!{, йод -0,01. Изучена потребность дрокдай в б«опою ь зависимости от количества посевного материал« и содерхпния стимулятора в среде. С увеличением дозы посевного материала пЭД^кт от внесения традиционного стимулятора роста - детноснотано - снижается. Уровчнь азота в огггимиоироьр.кис-я сродо при дшпшх Условиях культивирования т оказывал влиятш на потребление) стимулятора.

В настояло*) крв'.'л практически отсутствую? дш/нна о действии антиоксидантоп на рост и рззмнозмшо микроорганизмов., . Для определения возможности стимулирования и нахождения диапазона физиологически активных концентраций, при которых АТУК проявляют максимальный ыМокт, выбрани диапазон концентраций от 10~г до Ю-10 %%сб. и три рохима культивирования, применяемые в промышленности.

В основе постромшя режимов культивирования пекарских дрожгай лежит показатель сахар/дрозски (с/д), характеризующий соотпшеше между глюкозой меласса, поступающей в среду культивирования, и дрожками, накопленными в данный момент времени (Авт. св-во СССР Ш32210). При с/д болоа 0,1 г/г имеет

„ е »

riiM.»to(Ui>i«;.4:i.i«ti iíou^'I" и Amt. i i г ^ %

..i.

Iii

U......

■■■it

va л)

10

I о«*-«.....vj-i ij

Pi!c. I.

SôbM'.^CTt ôKwiaw4ûCB0î4i коь&эденига от решав ку ¡íi'i'iijiípoBauiííi ü уроад mccùhtiùz и граду cmn-ewwocm аНГЦОКОИДаПТОЪ • • ■

- ? -

место »Щ»кт Крэбтри, суть которого заключается в том, что, несмотря на интенсивную аэрации, часть глюкозы сбраюшпвтся нь сггирт, и выход биомассы падает.

Так, при первом режиме (простое периодическое выращивание без аэрации), катаболизм сахара мелассы характеризуется показателем с/д свыше 0,10 г/г и протекает главным образом по гликолитическому пути с экономическим коэффициентом не более 25%. Добавление в сроду АО не влияло на величину экономического коэффициента (рис. I), который составил 6,5tO,5I - 7,1±0,Б0$.

При втором рекиме (периодическая культура с притоком питательной среды и аэрацией) наличие аэробного брокония предусматривается. Показатель с/д в этом случае характеризуется величиной 0,12 - 0,18 г/г. В данном случао внесение производных АТУК в широком диапазоне концентраций не увеличивало выход дрожжей, я в концентрации 10-г-Т0-4%об. даже сшгаало его. Поэтому Дйнша концентрации в дальнейшем не 'использовали.

Условия построения 3-го режима предусматривают снятие аффекта Крэбтри (показатель с/д лежит в диапазоне 0,11-0,04 г/г). Именно в этих условиях проявлялся значительный полокптслышй эффект от внесения производных АТУК'в концентрации Icf^-IcT10 %об. в среду культивирования. Повышение экономяческогокорИи-циента по сравнению с контролем составило от 5 до 1С%%.

На основании изучения 32 исследуемых соединений отобрано для дальнейшей работы II наиболее активных производных АТУК. Критерием для выбора служило увеличение выхода биомасса более, чем на 5,0i0,7S по сравнению с контролем. Выявлено также, что 9 испытуемых.соединений оказывали угнетающее действие на рост и размножение дрохжей.

На рис. Z представлены результаты определения накопления и выхода биомассы во времени при выращивании дрогшей о добавлением и без добавления АО. Как видно из графика, практически до 6-го часа культивирования разница в выходе и приросте биомассы опытных и контрольных дрожжей отсутствует. Соотношение с/д к этому часу при выращивании дрокаей по реаиму, исключающему действие эффекта' Крэбтри, колеблется от 0,075 до 0,080 г/г. После 6-го часа следует понижение этого показателя до 0,070 - 0,065 г/г, что способствует, в сочетании с внесением CAO, резкому повншешго выхода. К 10-му часу содержание глюкозы

1 ш>

¡1(1 /и

).н) 1п>

•..л.»

ы« 4!«

г. л.) 'Н >

-ш

и г.< » о

Л'

-Г"

.л ■ .,}■■

а. о V » я -ш

11

1 „ч & с

Рис.2. Динамика роста (—) и выхода 0 р ) дроиаа, стращанных с добавлением (—,13 ) и оаз добавления ( —»□ -) производных АТУК

&ЫК011.» 'ля

* ча ш> ип

УП СИ

!.*и

'¡и

■ю

. У

-г

:т за зу

, и.* »н е 1И { ¡А ,

Рка.Г!. ьяаиаде ироааводаих АТУК на ьиход дромавй. пра различна то!АПь.рату£эа культивирования: — контры* (5с;г добавления ОАО; — ода? с добавлении ОАО

в среде индпйт настолько, что наличие йфЬкта Kp&0?pt< гкчпкннь» исключается. Имени" к атому часу ипПлипо'« ген мгча'имплыпе накопление ономассн при iwcoimii АО.

Ичеостко, что усдаипя культивирования vm'wmir влияние на рост и papM.i'jsdHK» клчтт км:. иок'фсиих • , 7«к и других

микроорганизм»». Нами ип<.у|чд»1'>то wwmiv» тмицпр.'ну^ и активной кислотности не г«де»япи"«'смт> pjwii.jiihí» р^жи-одиих Л ТУК в качестве стимулятора роста. Оптимальной тсмпеф«т}«а для ш-ряишвония 5яс. cerevlcjtee на срело с моляссой япяя»тся ГЮПС, однако «мюстпи регачч крилигирттния н»н»рских дроздаой при пониженной (24°С> и )KirwnnK»8 wwp.vr.vj-o {07-ая°С)

(НОВГОРПЯЖЙЯ С,0.Г1Р"У>Г. ). Не рио. Я Дг'чМ'ВП , полу-

ченные в серии чкешфиментоп, гдп лре-гг-» глр».-при различиях температурных pew.ar с дойчвлот: «м ',<;wjt) и Сез леши CAO (контроль). При 2}°С В !1р1КУТСШ!И ПТ»'№М>ОЛНЧК Л'ГУК выряженного стимулируедего оДОктп не ш<йлюд:иии:ь. При 37°С вначале отмечается стимуляция роста, тяж -- ингиб.троьошю. В последующей серии экспериментов изучали рост дрг>к«-<1 при иоьи-шенной температуре в следующие отрезки времени; в т'пруии лаг-фэзы (1-4 .час); лог-фазы (6-8 час); втшпкчтрьс-й •jV.-u (в-II час). Из тпблицн I следует, что поигаепие 1«мгоф«|ту,.ц до 37°С кок в лаг-Фазе, так и в стационарной Фазе р^ота не сказывалось на величине стимулирующего эффекта в нолем за пруцоос, если в течение последу tospro времени культигдаромшшя температура не превышала 30°С. Резкое снижение стимулирумдего pWokts наблюдали при повышении температуры во время екопонопниальной фасш роста. Такой же аффект бил в случаях, когда повышение температуры затрагивало экспоненциальную и стационарную фазы роста. Таким образом, ингибировопие роста при повышенной температура тесно связано как с фазой роста микроорганизмов, так и с длительностью температурного воздействия. •

В ходе экспериментальной работа отаечона зависимость стимулирующего 'аффекта от применения АО и рН среды. Для определения роли рН в стимулирумцем оффякте АТУК на рост дроккей была использована- питательная среда, показатели активной кислотности которой варьировали в пределах 3,2-5,0, то есть в диапазоне, особенно часто 'устанавливающемся при культивировании Sac. cerevieias. Результаты обрабатывали с

Таблица I.

Изменение экономического ковфрнцивнта при выращивании дрожжей с применением АТУК в условиях повышенной температуры в различные промежутки времени (фазы роста культуры)

Вариант Вроыегаше'Промежутки процесса,час (Фазы)

I - 4 (лаг) 5 - 8 (лог) 9 - II (стац) 1-11

1,°С ЬИХОДДгШ г,°с Выход Дш г.°С Выход Див Выход,Хдш

1 91,811,34 94,211,52 101,6±1,32 90,911,68

2 30 82,8±1,68 30 91,611,08 30 107,111,56 95,811,89

1 2 37 55,9*1,42 51.411,18 30 81,011,89 91,0И ,5Т 30. 119,7±1,18 118,312,10 87,511,67 93,611,34

1 73,811,85 87,9±2,1б 114,812,71 80,910,91

2 30 74,411,74 37 85,712,44 30 119,912,64 91,710,42

1 г 30 70,311,08 68,811,29 30 86,512,11 92,412,43 37 88,511,19 86,210,39 79,811,23 86,311,56

1 г 30. 69,812,23 72,612,66 37 84,811,16 66,111,04 37 85.3i2.05 .78,7*1,89 82,011,93 76,211,08

помощь» ураьньнлн. ьшозеастввшюй регрессии для трех переменных, используя которцо, с оцродолешюй стоПйнъю вероятности, 'мошо описать зависимость между выходом дрожжей и.величиной активной кислотности среди. Шли- выбраны сладувдп& переменные: X,-уровень рН ла 7-й час культивирования и Х?_ - уровень рН на 11-й час культиьиров«ш»н. Вабор уровней ль случаен: именно на 6-7 чье роага и рвчммяшия дроямШ кра добаалзши в • среда производив ¿ТУ;-: лачанает сказньаться раашца в накоплении биомассы клеток ь контроле и в опыте (рис. 2).

- IS -

В результата математической обработки дашшх получено два уравнения процесса: для контрольного, без применения производных АТУК (I) и опытного, с внесением CAO (2); У - 118,5 - О.ЭЭХ^З.бХзШ У = 97,4 - 7.90Х, +8,7ЭХг(2) Анализ кое$фшщентов при Х( и Х£ показывает, что в случае контрольного -культивирования значение pH в середине и в конце процессов в выбранном диапазоне концентраций несущественно. Если культивирования дрожжей протекает с добавленной CAO, то выход будет тем вше, чем ниже значение pH п середина процесса и выше в конце.

Известно, что разнокачвстсинмость состава меласс скачивается на выходе дрожжей. В связи с зтим проанализировано действие производных АТУК на дрожжи в мелассных средах разного состава. Выявлено,что стимулирущий эффект сильнее проявляется на неполноценных мелассах и нивелируется в условиях полноценной среда.

Проанализирована зависимость между стимулирущим аффектом и химический строением соединений. Для анализа отобрано 9 соединений, относящихся к производным АТУК.имещих общую формулу (рис. 4) и различающимся только радикалами у фенольного кольца и уксусной кислоты.

R,R2--<f3Z3>—S(0)n-CH2C00--.X * R3

Рис.4. Общая формула исследуемых производных АТУК.

К R, могут быть отнесены: CI; Ю~; к й£: N0"; и к R3 : +1Д1(СгН401{)3; ^СН (Cft,0H)CH0H; +NH(Cl^)2Ci^CliaOH.

. Для анализа кавдого из радикалов на процесс раамнокения сахаромицетов использован ' графоаналитический метод. Все соединения были зякоднроваш и распределен но степени влияния па рост -дрожжей: значительное повышение выхода, умеренное повышение выхода, отсутствие стимулирующего аффекта' и и ajuma ингнбирувдэго вффекта. Выяснено, что вез соедкшшш, имзвдие. радикал н^ш'кс^он^ ингибировали выход дрожжевой бионасси. Кроме того, стймул1фунцбэ действие в отношении дроюкей тесно связано с наличием серы в молекуле АО: исключение . сери из молекулы сопровождается потерей соединением физиологической

- и -

чктииюсти в отклоним Sac. свтШав. Болов того, наибольшей гпщ'Л'.грук'цоЯ втчшюптив обладают, в основном, ОАО, содяркащие двухвалентную серу. Соединения с гаестивадептноП серой обладают незначительной активностью. На основании полученных данных синтезировано- новое высокоактивное соединение, обладающее симулирующей октивностью по отношенкл к пекарским дрожкам (рис.. Ь). Диапазон физиологически - активных концентршщЛ этого нового соединения л^кит в тех ке продола;;, что и у производных Л'1УК

Г^Ч> Г1-Г,-0Н.,Г00'~-Т> где: П. - *НН(С!и,ЙГ.,С1Ц0Н I I ' '¡й: 1 3 «•. с с

Vy ' Ч?" 'НН(С?Н,)еСНЕСН?ОН

н

Рис.б. Сормула вновь синтезированных соединений

из класса индолил(тио)сульфонилукпусных кислот.

В клетках Sac. cerevlsiao проанализирован уровень содержания болкп, ДНК, РНК, свободных аминокислот, иорокисних iIopwüHTOB, общих углеводов и их фракций. При сравнении полученных образцов дрозкой, выращенных на средах с добавлением v. Ovo добьвлония производных АТЗГК, протда всого обращал на себя ••(пмзнко тот факт, что клетки, выращенные в среде с добавлением ДО щу,*. горизоволпоь возрастанием пула свободных аминокислот на 1.2,5%, новшенивд уровня солка - на 12,¡5%. Кроме того, опытные дрожжи содержали больше ДНК - на G5%, что несомненно связано с действием производных АТУК. Подобные факты отмечали и ранее для клеток высших организмов (Алиенко A.D., 1978г.) Закономерно также и существенное повышение фонда свободных аминокислот, что, по мионию некоторых авторов, свидетельствует об активных процессах размножения клетки (Дамберг, 1986г., табл.2). Известно, что качество коммерческих дрожжей тесно связано с содержанием в них резервных углеводов. Все проанализированные фракции резервных углеводов, кроме гликогеновой, укладываются в обычные для Sac. cerevieiae пределы. Так, растворимая в уксусной кислоте форма гликогена снижается по ,сравнению с контролем на ¡24Ж, а щелочерастворимая - на 32,6%. Более того,-

- 15 -

i

llij)

Fao.ô. Убаличпйиь активности одрыьатоа шракисного

• скиолашш ( каталази и ■ пароксидааи ) а дрскаа*. ьиращашшч ь среде с антиоксндшггама I - контроль ( дрожи, вырадашщв без добавления АТУК) 2 - ¡U 3-1-82; Я - И 1Ь85; 1 - ПИ 38-61; б - Ш 22-Е5

Таблица 2.

Состав клеток 1юкарских дрожкей,выращенных с добавлением и без добавления в среду культивирования производных ДТУК.

X ± m

Контроль Эксперимент

Выход, % 96,6 t. 1,70 105,2 ± 1,40

Белок,* от сух.в-в, 30,4 1 1,40- 34,2 ± 1.6С1

РНК,Ж от СВ 6,1 1 0,20 6,5 i 0,20

te,«, от СВ 0,416 i 0,10 0,69 ± 0,20

Аминокислотный пул 8,1 ± 0,60 ( 10,1 * 0,70

0,759 i 0,05 0,862 ± 0,05

при введении CAO, наблюдается повышение уровня внутриклеточных рмэнтов - катэлазы и пероксвдазы (рйс.6). Резкое повышенно ' стимулируншэй активности при сочвтанном действии детиобнотина и АО еще раз подтверждают тот факт, что основное влияние производных ЛТУК связано с их антиоксидативной природой. Однако» ранее отмеченное влияния серы на активность CAO при культивировании дроюкей служит основанием считать, что усиление- • роста и размножения сахаромицетов зависит также и от строения молекул производных АТУК. Было сделано предполокение, что сера в них может участвовать в реакции трансформации детиобиотина в биотин посредством замыкания кольца на серу (рис.7). Для втого определен баланс биотина в дрожжах и в культуралыюй жидкости.

В дрожках, выращенных без добавления АТУК (контроль), начиная с нулевого по шестой час" процесса, происходит резкое

ь

гС-(.СНг)4С00Н

НгС\^/Ш-(СНг)лС00Н

Y

¿(OJ-CHgCOOHTfflg 3

Рис.7. Структурные формулы: детиобиотин; 2 - биотин; 3 - общая схема производного АТУК.

2

ойедис-нив запасов здгашша а клетки, сиязйшюа с шлодсмыши размножением культуры, и только во второй половине нромоси Ирояаппвтся четко ироаие*итк.мая тенденция к кшшлимсш биотипа. Et опытных средах. (С АТУК) на происходит столь резкого исчьршшия запасов йтогс» нитамкна. Полео того, его спдор'мшаи практически остается на одном уровна с поргюначалыым. То ость, В случае испсиьаосттл АО исчерпаниа запасов биотипа в клетка происходит не столь рибко, как в контроле (рас.8). Подобному рЬСПроДоЛйШНО СТИЛЬ ИйОбХОДлмйХ ДЛЯ бИОСШтдоЮСКОй hÜTlimiCCVH запасок, мо,.!()/■ оить два ооьдснингы: I) увеличение количедчч.а доступ ¡niro для >цюи^ьй itamme за счат гршгфугшшв двтмооиотйиа в ойоуян и 2) изменение» проилцичыости к.шТичиоа мембраны дрожйоий под деввшим АО, при котором, нслт оать, айтрудаь'Н гшход оастьм ао клетки а сряду кулътщюаыиш. Косвенны.» доказательств..,.-* изионония проницаемости моморшш ЯЫШАЧКМ СЯДйрКЬКИЯ ОИО'ЙШИ В СрЬДО культииирсваиия.

На рас.S ирвяст;>ги»«ш данные., иллмстрируодиа измзьыта содчрчышл оио?;ма в бродю. Добалллнш CAO в сроду oDii(.,íiü'ii!b!iiiv Пшйюо исчерпание запасов биотипа из ныэ.

Upu 'i.'.Ooíí iíci:;,t.i¡.i'.:í новых веществ в качестве стимулятора роста контроль за сохранением хлобопокорних свойств

коммерческий продукции. Выяснено, что производим ATlIt но только на ухудши хлабопекаршв свойства дробей, но, напротив, придает i ov.'.r.oR продукции улучшенные показатели. В. чвстиос ¡ л, мнютыашй из подобных дрокк&Й, обладает

лучшими íi,,b.'í.;ti'/.;,,:."f.iií пористости И Яормоу стойчшюети. улучвмпшв показатели сигрнкпотсд и при обработке дродаюй водными растворили ПдО iiiHioqjâACTtifihiio перед хпесопачениом (табл.З).

Тйлим сбрайьй, iip'.-.wôiieimu синтетических ыт:оьсяда»то» б «в'юстм úuuiyji ít;'.jxih ро«уь к рдемпскьнм* ' сах^юшцатои

coitpoí:f);.-ji;>r;,;)! I ¿u,tóí¡i3 uíii ВЫХОДА ÏI J.-i'««CtHû КСиМврЗввНЬХ

/fA>k«oa, г! тфмьгомдо АТУК отвачпт- тiidLic.uaf'iiüií, иредмпляоим к »,ктлс.ньйлс:и'. ач: отсутствие " токсктесках к аллоргачиеках •(.:;(&«, HloCKail С'{ф;КТ1!СНОСТЬ ' ПрЙ ИСП0ЛЫ20Г«йШИ в HSOiWUEUZ ко;и«чйиш»>; па ъмт* на запах, вкус, цвет яродунч» и обладай iup;;vvH ркитдорикнп'М) .( Parfum f Кошшик, 1986г.).

- № -

4 .1 К • » < («» ( ¡., и _ , .

1М-Ч V'*. *7 * 1

;ч »> | 'I ! !

1 ко

-»аи >! * г.и.>|

! '»(.<Ими; 1 1

I У. 1» I "то| (

НИ» 1 '.♦<■»;•

ОС» !

ПО I но;

1

УС) И«»'

• 'У/

11 ' . У ' 4 /

/И . /.«

/}■ -я

..... -.г«""/ •

".'»"и . /■■ -1

А

44

Н

......4......1.......'

*«« «1.

Рио.8. Динамикч накопления биотина и биомасса в дрожжах

1 - накопление биомассы: опытРШ1Ь

2 - накопдешш биотина: И*!! о^?роль

^ «Л Гм > I « М4 « ««

V

» .и!

о ..п;

и „о

Л

/ \ л

/ \ Л

г \ / Л

V/

о..

41

4*

——4--------

К) * 1' ■

1„ч ис:

>

Рис.9. Динамика содэржашш биотина в Оратае в ходе культивировэгаш дрожжей . I -контроль; 2 ----ошт

Таблица Я.

Качестьвинш иокйааголи хлкПй, млгочбмного с приыинотюы дроя-кай.вырмш.енних или сйрц&'Л'ьшшх. сюгготчсыми ыпиокспдантами

Показатели качества

ПодьТуна/ГсиТ" да, шн К.'^трл.!:), оньт

19 1 о 20 1 1

Газообрлзущая СПиСООНиСТЬ ЙО 1 з. 78 1 1

Объем хлеба,см3 1340г 10 13-1П113

Пористость, % ем I 1 '!': t ?.

?4 г г к в 1 э

ПМЬз. 12 ел г I

_______

27 1 2 64 1 I

и>йэиб

С) i 1

й ц и о д н

1; Внврыв в начисть« отимувйторов роста дреме Л БиссНогошусьа

сегоу1вЗае изучен,) действие сиатитичоских антиоксицантов из класса »рил(тио)оу.'!ь/лаилуксуг.н1.'х кислот.

2. Устикок'лно; чп о ънеозние ь среду культивирования

произведших АТУК и концентрации 10

-б

ТО"Г0И1об.

стимулирует

рост и размножение ВассЬагсг.тусва с<;Гйу1в1ав, в то время как концентрации КГЙ-1(Г4,,"£ сб. ¡шгибируыт рост клеток. . . 3. Показана роль физнко-химических параметров при •ьиращшыгаи дро«»й с сарссодиршщимн антиоксидантами:

- повышение выхода йиомассц на Ь-ТОй имеет место при культивировании -дроь-ъ.й в условиях, -пскличаищик 'проявление аффекта КраОтри, то «оть, при отсутстыш лимита по кислороду и при фиксированной пси/.чв сахара в среду в 1 количества, но превышающем показатель сахар/дрожжи'= 0,1;

- оптдаалита температура для проявления стимулирувдай активности производных АТУК - 30-35°с, причем наибольший :>№зкт достигается в фаз$ ббшдленил роста дроюей;

- получини уравнения процесса, устан<.ьливамщш зависимость между .' показателями активной кислотности ■ и стимулирумцим аффектом от применения нвоиьводних АТУК :

У - ИВ,5 - 0,ЗЭ>:1 - 3,5X2 (I)

У Ь7,4 - 7,Э0Х( + Н,73ХИ <2)

где X - уровень рН на 7-ой час культивироьлная X,,- уровень рН на П-й час культивирования

оупостнуи'г тесная корреляция между у^шюм (лччю1'исл(.тного пула t» мелассе и, в частости, содержанием в «••Я ол>.шш!ч, глутоминя и пспарагипа, и величиной стимулирущего Ифжтч от внесения в среду производных Л'ГУК.

4."стнновлиш взаимосвязь между строением молекулы приизвод-лч;: ЛТ.УК и их стнмулируицей активностью. Наилучшими стимулято-piiVH т«лн»тсп соединения о двухвалентной серой и радикалами -' ЛИ (С.!, ),,СП СН, ОН и Ч1Н(С„НГ ).0Н .C1L0H.0TO важно для целевого

! с с- о г! с

прмгног'и^'риния пгоротп, обладаниях стимулиругяшми свойствами. , Ъ. .Увеличение . вы кода пиомпоеи при культивировании SKCfjiHiran/ceo certvinlae с ироизводчыми АПК связано, но нашим щрщгтхчтш, о использованием двулвщинтюй серы, входящей в гостии стимулятора, для трансформации детиобиотина в биотин.

г>. нгшсмннц производных ЛТ.УК ведет к увеличении содержания в кпеткм нерчкисных ферментов, а также к изменений соствва клетки и во болоксииточирумхой способности.

7. (А »дотирован метод 'определения биотана в мотках д)юмей и н мелассе и оптимизирован состав питательной среды дня ьнр'.'к.щшшт дрожжей в концпитрировтшмх средах.

в. .применение» производных АТУК в качестве стимулятора роста днилжий улучшает хлебопекарные качества коммерческой ■продукции.

Нь^чыш' иуСлийацаЛ. I. Гоамановя If. В. ,11алтч«ш Н.К. .Кярнисюьа И.А. Значите телншюгическПА иарнмчтрон лап выхода и качества дрожжей // Хл»;б, и конд. 1ф -Tb. -1Ж, J*7. -с.42-44.

?,. iOjpmiiUiHiii H.A. Оитимизшшя мвпор&яьното состава питательной с[к.<д'; irpn кулы'пг'иооьыши хлебопекарю« дрожхой // Билл. ВШИ Смльхоо. микробиологии. 1983, XQ7. -о.ВД-Гн. ,3. Гизмшюьа ll.D. .Палагпна H.K.,Карп№:»ья И.А. Рокима азотного и фосффнпго питания дрожжей в концентрированных средах// Хлеб, и конд. пр -ть. -I9Ü4, Ji'I. -с.42-45.

Д. Доморощенкова М.Л., Красильникоь D.H., Розмьнова Н.В., Палнгина Н.К. ,Карты,еьа H.A. Использование безазотистнх зкст-рмктивных веществ семян сои в производстве пекарских дрожжей//. Прикладная ö/химия и м/биология.I9P4.-t.XX,выи.I. -с.124-120. ' .

Б. Витринская A.M..Маледана Т.В..Каршшева H.A.,Казакин Н.Ф., Озерова В.П.Зависимость размножения дроквей от условий выращивания посевного материала//Хлеб.и конд.пр-ть.1985,4.0.42-43. ,6. Меле дина т. В., Палогина Н.К., Каршшева И. А. Модифшщроваа-ный метод определения биотина в мелассе и дрожаах// Тле б. и КОНД. пр -ТЬ. -1987, Ж/. -С.39-40.

7. Кйршшвва -И.А., Меледина Т.В., .Соколова A.A.' Источники стимуляторов роста дрожжей// Сб. Современные метода и оборудование для поизводства гешю-икженерных продуктов. -Л. 19Э0. -С.4Б-48.

8. Каршшева И.А., Крстрова И.Е., Родионова И.Е. Влияние антиоксидантов на качество хлебопекарных дрожжей // Ы. АгроНИИТЭИШ. 1990, Л5.~ С.ИЗ.

9. Меледина Т.В.,Карпшева И.А., Соколова A.A. Серосодержащие синтетические антиоксиданты - стимуляторы роста хлебопекарных дроикей// Сб. Процессы и аппараты пищевых производств.-Л :ЛТЙШ. 1989. -с.60-65. •

10. Розманова Н.В. .Палагина Н.К. .Керпшиева И.А. Способ получения биомассы хлебопекарных дрокжеЙ//А.С.1052537,1983.Б.41.с.73

11. Мирскова А.Н., Левковская Г.Г.,' Гусева O.A., Воронков М.Г., Меледина т.В., Каршшева И.А., Витринская A.M., Озерова В.П. Способ выращивания дрожжей//А.С* J6I350I72, 1987.-Бш.41.-с.100. .'12. Витринская A.M.,Меледина Т.В..Назекин Н.Ф..Карпишева И.А., Озерова В.II.Способ выращивания дрозагей//А.С.I370I35,1988.Бм.4

13. Мирском А.Н..Левковская Г.Г..Гусева С.А.,Воронков Ы.Г..НЭ-лодина Т.Е..KspmraioBa И.А., Озерова В.П. З-гидроксиатиламмониа-внэ •соли кндолил-З-тиоуксусной кислоты как стимуляторы . роста хлебопекарных дрог£ей//А.С.Л1466203,1988.Бщ.10. с.301. .

14. Ыирскова А.Н. .Левковская Г.Г. .Гусева С.А. .Воронков М.Г.«Моледана Т.В.. Карпишева If.А., Озерова В.П. Стимуляторы роста хлебопекарных дрокжей//А.С.М475124,1389.Бш.Н.с.7Э. Тб.Каршкова И.А.4, Наладив а Т.В., Озерова В.П.,, Попова В.А..Токарев B.Ii,¡Шаповалов- О.И., Способ выращнвашя хлебопекарных ipojœeiî// пол.решение по заявке Ш88б522/13(10263а). IG.Melecilm T.Y..Karplcheva I.Ai.UlrsHoya A.'rt..levltoYskaJa O.G. Antioxidants as growth factor föp baker'a yeaata/ZIS1:11 International specialised aynposlum on yeasts. Riga.September 30 -October 6» 1991. p.91. * • ••