Геотермальная вода как новый источник питания в биотехнологии сушеных дрожжей

Халилова, Эсланда Абдурахмановна

Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему
Геотермальная вода как новый источник питания в биотехнологии сушеных дрожжей
ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Геотермальная вода как новый источник питания в биотехнологии сушеных дрожжей"

ДАГЕСТАНСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ПРИКАСПИЙСКИЙ ИНСТИТУТ БИОЛОГИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ

На правах рукописи

Халилова Эсланда Абдурахмановна

РГБ ОД

2 5 МАЙ гвг

Геотермальная вода как новый источник питания в биотехнологии сушеных дрожжей

Специальность 11.00.11. — охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Махачкала 2000

Работа выполнена в отделе биотехнологии Прикаспийского института биологических ресурсов Дагестанского научного центра РАН.

Научи ый руководител ь: доктор биологических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ и Абрамов 111.А.

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор ИсуевА.Р. доктор геолого-минералогических наук Курбанов М.К.

Ведущее учреждение:

Федеральное государственное унитарное предприятие научно-производственного объединения «Питательные среды» Министерства здравоохранения Российской Федерации (г. Махачкала)

Защита состоится: июня 2000 г. в /5°° час. на засе-

дании диссертационного совета К. 179. 01.01 при Институте прикладной экологии по присуждению ученой степени кандидата биологических наук.

Адрес: 367012. г.Махачкала, ул. Дахадаева 21. тел.(8722)67-46-51.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института прикладной >кол огни.

Автореферат разослан « 1£>» мая 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук Теймуров А. А.

А ПА -АО

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Известно, что наша страна производит весьма ограниченное количество сушеных дрожжей. В основном они завозятся из Турции, Австрии, Франции, Германии, на что затрачиваются значительные валютные средства. Поэтому поиск новых, наиболее эффективных решений для увеличения объемов производства сушеных дрожжей является важной задачей современной биотехнологии.

Существующая технология получения хлебопекарных сушеных дрожжей предусматривает использование дорогостоящих минеральных материалов в составе питательной среды, о чем свидетельствует довольно широкий спектр освещения этого вопроса в литературе. Однако сведений об использовании в этом качестве геотермальных вод нефенольного класса найти не удалось. В то же время следует подчеркнуть, что минеральные и органические компоненты подземных вод могут быть использованы в качестве нового источника питания дрожжевых организмов (Абрамов и др., 1992, 1995, 1997, 1998, 1999). На этой основе нами впервые разработана высокоэффективная технология получения прессованных хлебопекарных дрожжей, позволяющая использовать указанные геотермальные воды не только как общепринятый локальный вид энергетического сырья, но и как компонент, обладающий большим химическим потенциалом в биологических процессах. Вместе с тем новая питательная среда с использованием геотермальной воды позволяет получить высокопродуктивные прессованные дрожжи с такими биотехнологическими показателями, которые создают предпосылки для производства биохимически активных сушеных дрожжей в большей мере, чем по традиционной технологии. Наличие в геотермальной воде таких важных минеральных веществ, необходимых для жизнедеятельности живых организмов, как К, N3, М§, Са, Ре, Мп, борная и кремниевая кислоты, органические вещества, в частности, гумусовые, являющиеся стимуляторами фи-зиолого-биохимических процессов и активаторами мембранных перестроек в живой клетке (Овчинникова и др., 1991; Сердюк и др., 1999), создает благоприятные условия в среде культивирования для выращивания биомассы-сырья для сушки. Кроме того, немаловажное значение для дрожжевой промышленности приобретает экологический фактор использования геотермальной воды, в которой гумусовые

вещества выполняют протекторную функцию, являясь комплексооб-разующими агентами, интенсивно связывающими катионы тяжелых металлов в труднодиссоциируюшие соединения, тем самым ограничивая их биологическую доступность для организмов (Ступникова и др., 1991; Жоробекова и др., 1991; КиКеге е1 а1, 1992; МаНеу с1 а1, 1993; Са{Тпеу е1 а1, 1996). Исходя из вышеизложенного, разработка прогрессивной ресурсосберегающей технологии представляет не только научный, но и значительный практический интерес.

Цель и задачи исследований. Основной целью работы является изучение влияния геотермальной воды нефенольного класса в составе питательной среды на морфологические, физиолого-биохимические и технологические свойства сушеных дрожжей Б. сег-еу1зте У-503.

Для достижения поставленной цели ставились следующие задачи:

1) изучить влияние минерализации геотермальной воды и концентрации гидроортофосфата аммония в составе питательной среды на морфофизиологические и технологические свойства дрожжевой биомассы;

2) исследовать биотехнологические свойства дрожжевой биомассы, выращенной на новой питательной среде;

3) определить содержание микро- и макроэлементов в дрожжевой биомассе;

4) изучить состав внутриклеточного фонда свободных аминокислот в дрожжевой биомассе;

5) осуществить процесс лиофильной сушки дрожжевой биомассы;

6) исследовать морфофизиологические и биотехнологические свойства сушеных дрожжей;

7) изучить состав внутриклеточного фонда свободных аминокислот в сушеных дрожжах; -

8) изучить технологические показатели хлеба, выпеченного с использованием сушеных дрожжей;

9) определить экономическую эффективность от внедрения новой технологии получения сушеных дрожжей с использованием геотермальной воды нефенольного класса.

Научная новизна. Установлено, что геотермальные воды нефенольного класса являются новым источником минерального и органи-

ческого питания дрожжевых организмов. На этой основе разработана эффективная питательная среда, позволяющая увеличить продуктивность дрожжевой биомассы в среднем на 20 %.

Установлено повышенное содержание микро- и макроэлементов и широкий спектр свободных аминокислот в дрожжевых клетках, выращенных на новой питательной среде, в сравнении с традиционно используемой в производстве средой.

Впервые показано, что новая питательная среда способствует стабилизации физиологической активности дрожжей в процессе лио-филизации и позволяет получить сушеные дрожжи с лучшей ферментативной активностью, оптимальным содержанием минеральных веществ и свободных аминокислот, обусловливающими биологическую ценность продукта. Разработан новый способ получения сушеных дрожжей (получено решение Федерального института промышленной собственности о выдаче патента РФ на изобретение № 99107057/13 (006954) от 31.03.99 г.).

Установлено, что сушеные дрожжи, полученные по новой технологии, представляют значительный интерес для улучшения качества хлебобулочных изделий.

Теоретическая и практическая значимость работы. Результаты проведенных исследований расширили представление о биологической роли геотермальной воды в обменных процессах живого организма. Полученные экспериментальные данные могут служить основой для создания высокопродуктивных питательных сред, в которых источником минерального и органического питания дрожжевых организмов служит геотермальная вода нефенольного класса .

Отдельные результаты настоящих исследований отмечены в Основных научных достижениях Российской академии наук за 1994 г.

Практическая значимость данной работы определяется возможностью рационального использования природных ресурсов, комплексным использованием сырья. Результаты этих исследований способствуют расширению минерально-сырьевой базы страны и тем самым решают социально-экономические проблемы, открывая широкие возможности для создания высокоэффективных предприятий по производству сушеных дрожжей как в регионах России, так и в других странах, в которых имеются указанные источники.

Предполагаемый экономический эффект от внедрения новой технологии за счет использования местного возобновляемого сырья,

экономии минеральных солей, транспортных расходов, улучшения использования основных фондов, уменьшения затрат труда и электроэнергии, а также от повышения выхода сушеных дрожжей составит 10509 руб. / т готовой продукции (в ценах 1999 года).

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждены на:

Всероссийской конференции, посвященной 25-летию ПИБР

ДНЦ РАН (Махачкала, 1999 г.).

Международной научной конференции, посвященной 275-летию

РАН и 50-летию ДНЦ (Махачкала, 1999 г.);

XV НПК по всем направлениям охраны природы РД (Махачкала, 1999 г.);

Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 11 работ, в т.ч. один патент РФ и одно положительное решение Федерального института промышленной собственности о выдаче патента на изобретение.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 124 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, материалов и. методов исследований, результатов исследований и их обсуждения, выводов, списка литературы и приложения. Диссертация иллюстрирована 9 таблицами, 17 рисунками. Список литературы включает 191 работу отечественных и зарубежных авторов.

Основные положения диссертационной работы, выдвигаемые па защиту:

1. Результаты изучения влияния геотермальной воды в составе питательной среды на морфологические и биотехнологические свойства биомассы дрожжей Б. сегеу1з1ае У-503 -сырья для сушки.

2. Результаты исследования влияния процесса лиофильной сушки на изменение морфологических и биотехнологических свойств дрожжей Б. сегеу!51ае У-503.

3. Результаты полупроизводственных испытаний сушеных дрожжей Э. ссгеУ151ае У-503, технологическая и органолеп-тическая характеристика хлебобулочных изделий.

Материалы и методы исследований

Объектом исследования служили пекарские дрожжи БассЬаго-шусеБ сегеу1з1ае, штамм У-503, который находится в коллекции отдела биотехнологии Прикаспийского института биологических ресурсов Дагестанского научного центра РАН. Штамм дрожжей Б. сегеУ151ае У-503 получен в результате мутагенного действия азотного лазера на штамм Б. сегеу151ае № 73 (Абрамов и др., 1987). При проведении экспериментов посевной материал выращивали на контрольной и опытной питательных средах. Контролем служила питательная среда, используемая в настоящее время на всех предприятиях России, производящих хлебопекарные дрожжи (г/л): меласса - 186,5; гидроортофос-фат аммония - 1,53; хлорид калия - 1,62; гидрооксид аммония - 1,13; сульфат аммония - 4,6; дестиобиотин - 0,00005; водопроводная вода.

Опытную питательную среду готовили из мелассы (186,5 г/л), геотермальной воды из скважины № 26 Махачкалинского месторождения, разбавленной водопроводной водой до минерализации 2,7; 4,0; 5,4 г/л и гидроортофосфата аммония - 0; 1,5; 2,6 г/л.

Питательную среду засевали вегетативной культурой в количестве 3 об.%. Культивирование проводили в периодическом режиме при'28-30° С, соответствующей оптимуму роста данного штамма, в течение 24 ч на качалке УВМТ - 12-250 (п = 250 об/мин) в конических колбах Эрленмейера объемом 750 мл с рабочим объемом заполнения среды 300 мл.

Для глубинного культивирования дрожжей опытная питательная среда имела следующий состав (г/л): меласса - 186,5; гидроорто-фосфат аммония - 2,6; геотермальная вода, разбавленная водопроводной водой до минерализации 4 (соотношение 1 : 3). Содержание сухих веществ в питательных средах составляет 14 %, рН 5,0.

Количество посевного материала 12,5 % рассчитывали от содержания сахара в среде. Контроль кислотности питательной среды осуществляли на рН-метре марки ЭВ-74. Ферментация проводилась при аэрации 0,25 л/мин (что соответствует сульфитному числу 0,4 г 62 л/час). В качестве пеногасителя использовался структол 0.! мл/1,5 л среды. Критерием окончания процесса служило снижение остаточного сахара до 0,15-0,20 %. По окончании опытов дрожжи отделяли от культуральной жидкости центрифугированием (5000 g,

15 мин) на лабораторной стационарной центрифуге ЦЛС-3 Y 4.2, трижды промывали дистиллированной водой. Количество биомассы определяли взвешиванием на электронных весах ВЛКТ-М.

Сушку дрожжей осуществляли в лабораторной сублимационной сушилке. Биомассу, полученную в результате глубинного культивирования, сформированную в виде брусков размером 4x5 мм, высушивали в сублимационной установке в течение 5 ч до остаточной влажности 5 % с предварительным замораживанием до -20 ± 2° С в морозильной установке «Орск-19». Для измерения температуры в процессе предварительного замораживания и высушивания в объеме сублиматора применяли термопары (ХК), а для определения парциального давления пара - датчики типа ТСП-100. Контроль за изменением температуры проводили цифровым индикатором ЦИТ-8. Давление в сушильной камере измеряли датчиком ПМТ-2 и вакуумметром ВИТ-2. Температура излучателя достигала 57°С, над излучателем 45°С, в центре продукта не превышала 20°С при Рост. = 0,4 мм рт.ст. Убыль влаги в период сублимации определяли весовым методом при строго фиксированных во всех опытах режимах сушки.

Биомассу - сырье для сушки и сушеные дрожжи оценивали по следующим показателям: подъемная сила, зимазная и мальтазная активность, осмочувствительность. влажность, стойкость, трегалоза. остаточный сахар (Инструкция по микробиологическому и технохими-ческому контролю дрожжевого производства, 1984), «сумма кислот» (Семихатова и др., 1976); белок по Лоури (Lowry et al, 1951); БПК5 (Бакушинская и др., 1978). Морфологические исследования клеток проводили в их разном физиологическом состоянии на живом и фиксированном материале, наблюдение, вели за формой и величиной клеток, способом их вегетативного размножения на световом микроскопе МБИ-15 (ЛОМО, СССР). Бродильную активность определяли по выделению углекислого газа и количеству почкующихся клеток; содержание в культуре живых и мертвых клеток подсчитывали в камере Горяева, используя метиленовую синь. Для обнаружения в протоплазме метахроматина окраску дрожжевых клеток проводили карболовым фуксином Циля по Омелянскому, гликогена— раствором Л гоголя и липидов - Суданом III (Руководство к практическим занятиям по микробиологии, 1983). При исследовании функциональной морфологии клеток сушеных дрожжей и восстановления «х жизнедеятельности проводилась реактивация во влажной камере в течение 2 ч,

а затем 4 ч в солодовом сусле при температуре 30° С. Для получения микро- и макроколоний использовали твердую питательную среду -солодовый сусло-агар.

Общую минерализацию воды исследовали во Всероссийском НИИ курортологии и физиологии (г. Пятигорск) методами: фотометрии, комплексометрии, потенциометрии, капиллярной люминесценции, атомно-абсорбционной и пламенно-эмиссионной спектрометрии.

Определение в биомассе дрожжей макроэлементов калия, натрия, кальция осуществлялось методом пламенной эмиссионной фотометрии на немецком двухканальном спектрофотометре «Flapno-4», магний и микроэлементы медь, кобальт, цинк, марганец, никель, железо - методом атомно-абсорбционной фотометрии на японском атомно-абсорбционном спектрофотометре «Hitachi-208» (Лурье, 1984).

Содержание свободных аминокислот в элюентах дрожжей определяли на автоматическом аминокислотном анализаторе «AAA 881» (ЧССР). Разделение аминокислот проводили в 1-м эксплуатационном режиме по модифицированному методу жидкостной ионообменной хроматографии Spackman et al (1958).

Выпечка опытных образцов хлеба в полупроизводственных условиях осуществлялась по рецептуре формового хлеба безопарным способом из расчета 100 кг пшеничной муки 1 сорта по ГОСТу 26987-86.

Цифровые показатели, полученные в процессе работы, обрабатывали методами вариационной статистики в зависимости от поставленной цели (Лакин, 1980). Вычисления проводили на микрокалькуляторе марки МК-52. Были использованы программы «Б-01», «Корреляция», программы для определения среднеарифметического и доверительного интервала, определения достоверности разницы между средними двух зависимых и независимых выборок.

Результаты исследований и их обсуждение

1. Поиск оптимальной минерализации геотермальной воды и действие гидроортофосфата аммония в составе питательной среды на морфофизиологические и технологические свойства дрожжей Б- сегеу1$1ае У-503

На первом этапе исследований ставилась задача определить оптимальную концентрацию минеральных веществ в питательной среде. Питательная среда опытного варианта готовилась путем смешивания мслассы с геотермальной водой нефенольного класса, разбавленной водопроводной до минерализации 2,7 г/л (1 вариант); 4,0 г/л (2 вариант). В 3-м варианте геотермальная вода добавлялась в мелассу неразбавленная, при этом минерализация се составляла 5,4 г/л, гидроортофосфата аммония - 1,5 г/л. Было установлено, что на питательной среде с минерализацией 2,7 и 4,0 г/л полученная биомасса имеет светло-палевый цвет, с приятным дрожжевым ароматом, в то время как при минерализации 5,4 г/л биомасса немного темнее, с сероватым оттенком.

Как видно из рис. 1, биомасса и подъемная сила в опытном варианте с минерализацией 4,0 г/л имеют лучшие показатели. Данная минерализация способствовала более активному забраживанию разводки, клетки энергичнее почковались на первых фазах роста, в результате чего раньше наступали логарифмическая и стационарная фазы, что подтверждается морфологическими исследованиями. В стационарной фазе роста дрожжи характеризовались высокой способностью к брожению. образованию гликогена и липидов. Дрожжевые клетки, выращиваемые на питательной среде с минерализацией геотермальной воды 2.7и 5,4 г/л, приобретали округлую форму, не характерную для этого штамма, становились меньше в размерах в среднем на 2-4 цкм. Уплотнение протоплазмы сопровождалось накоплением в ней капелек жира. В опытной среде с минерализацией 4,0 г/л и содержанием гидроортофосфата аммония 1,5 г/л овальная форма клеток и размеры 6-7 х 10-13 цкм сохранялись и соответствовали идентичным параметрам культуры, полученной в контрольной питательной среде. Установлено, что питательная среда с минерализацией геотермальной воды 4,0 г/л наиболее благоприятна для размножения дрожжевых клеток.

Биммсга, г/л

«1 т-

3 4

МшироЛПММИ*. чл

Рис. 1 Влияние минерализации (г/л), создаваемой за счет внесения геотермальной воды, на величину биомассы (I) и подъемную силу (мин,2) дрожжей Б. сегеу^те У-503

(Г<И4),»Р04. ГГЛ

Рис. 2 Влияние концентрации гидро-ортофосфата аммония в опытной среде с минерализацией 4.0 г/л, создаваемой

за счет внесения геотермальной воды, на величину биомассы (1) и подъемную силу (2) дрожжей 8. сегеуЫае У-503 '

Далее были проведены исследования с целью выяснения влияния содержания гидроортофосфата аммония (0; 1,5; 2,6 г/л) в питательной среде с минерализацией геотермальной воды 4,0 г/л на величину биомассы и подъемную силу дрожжей. Из приведенного рис.2 видно, что в варианте, где гидроортофосфат аммония не вносился в состав питательной среды, количество биомассы было крайне низким (7,61 ± 0,09 г/л), а показатель подъемной силы, характеризующий активность ключевых ферментов мальтазного и зимазного комплексов, неудовлетворительный - свыше 90 мин. Это объясняется тем, дго в составе геотермальной воды находится весьма незначительное количество источников фосфора (гидрофосфат - 0,000024 г/л) и азота (аммоний - 0,0015 г/л). По мере увеличения указанной соли в составе питательной среды происходило нарастание биомассы и улучшение подъемной силы дрожжей. Там, где содержание гидроортофосфата аммония 1,5 г/л - биомасса составляет 38,34 ± 0,83 г/л при подъемной силе 43,03 ± 1,04 мин. Максимальный прирост биомассы (43,8 ±

0,75 г/л) и значительное улучшение подъемной силы {30,8 ± 0,37 мин) отмечены в варианте, где количество соли составляло 2,6 г/л. Опытные дрожжи отличаются также улучшенной осмочувствительностью и стойкостью. В питательной среде с максимальным содержанием гид-роортофосфата аммония размер клеток увеличивался до 14 цкм; почкующихся клеток - свыше 50 %. У таких клеток протоплазма сильно вакуолизирована с большим количеством запасных веществ (гликогена, липидов). Включения метахроматина обнаружены почти во всех клетках, где они занимали значительную их часть и имели вид компактной массы.

Исследования показали, что активация подъемной силы дрожжевой клетки обусловлена, по-видимому, наличием в среде повышенного количества гидроортофосфата аммония, а также богатым комплексом макро- и микроэлементов геотермальной воды: N8, К, 1л, Са, Мп, Ре, Ъл% Си, которые, как известно, принимают активное участие в ферментативных реакциях, в стабилизации физико-химического состояния коллоидов цитоплазмы, стимуляции энергетического обмена и синтеза белка.

2. Исследования биотехнологических свойств дрожжей $. сегеу1$1ае У-503, выращенных на питательной среде с геотермальной водой в условиях аэрации

2.1. Влияние состава питательной среды иа некоторые биотехнологические свойства дрожжей сегеуЫае У-503

Ранее проведенными исследованиями установлено, что минеральные и органические компоненты подземных вод могут быть использованы как новый источник питания дрожжевых организмов, способствующий увеличению биомассы, проницаемости цитоплазма-тической мембраны, стабилизации клеточной структуры, синтеза белка, углеводов и других жизненно важных компонентов клетки (Абрамов и др., 1994, 1995, 1999). Нами был проведен сравнительный анализ некоторых биотехнологических свойств дрожжей - сырья для сушки, полученных в результате культивирования на различных питательных средах. Следует отметить, что вместе с высокой скоростью роста клеток и приростом биомассы в среднем на 20 % на опытной питательной среде подъемная сила, зимазная и мапьтазная активность, содержание белка превосходили контрель (табл.1).

Таблица 1

Влияние состава питательной среди па биотехнические свойства дрожжей S. cerevisiae Y-503, предназначаемых для сушкн

Показатели Опыт Контроль

1. Биомасса, г/я 56.39 ± 0.64 46.45 ± 0.90

2. Подъемная сила, мин 30.00 ±0.19 40.00 ± 0.27

3. Зимазная активность, мин 25.00 ± 0.95 29.00 ± 0.86

4. Мальтазнал активность, мин 22.00 ± 0.37 30.00 ± 0.45

5. Осмочувстви^ельность, мин 6.00 ± 0.40 5.70 ± 0.35

6. Стойкость, ч 100.00 ±0.70 100.00 ±0.69

- 7. Белок, % 48.06 ±0.11 45.36 ± 0.09

8. Трегалоза, % 12.50 ± 0.20 11.00 ±0.12

9. Качество полученных Соответствует Аналогично

дрожжей ГОСТу 171-81 опыту

Такь^ показатели качества биомассы дрожжей, определяющие их пригодность для высушивания, как стойкость, осмочувствитель-ность, трегалоза, в обоих вариантах соответствуют стандарту и почти идентичны. Дрожжи с хорошей осмочувствительностъю устойчивы к высушиванию, сохраняют подъемную силу, мальтазную и зимазную активность (Семихатова и др., 1976). В условиях сублимационного высушивания накопленная в клетке трегалоза может оказывать влияние не эвтектическую зону дрожжевой суспензии, то есть действовать как естественный антифриз (Miyamoto et al, 1996; Grawe Zois M. и др., 1996).

Результаты изучения биотехнологических свойств сырья для сушки показали некоторое преимущество опытных дрожжей, выращенных на питательной среде с использованием геотермальной воды, отличающихся хорошей подъемной силой, определенным соотношением белков и углеводов.

2.2. Изучение морфологических свойств дрожжей S. cerevisiae Y-503

В настоящем эксперименте изучали влияние состава питательной среды на морфофизиологические свойства и продуктивность

дрожжей Б. сегеуЫае в специальном режиме культивирования с целью возможного использования их в процессе лиофильной сушки. Посевы производили активной дрожжевой суспензией, состоящей из клеток овально-округлой формы размером 7-8 х 12-14 р.км, в I мл которой находилось 63,13 • 106 клеток, из них 0,3 % мертвых, 35,6 % почкующихся, с гомогенной цитоплазмой клеток.

Морфофизиологические исследования биомассы дрожжей, полученных в результате культивирования, показали, что дрожжевые клетки обоих вариантов имели ярко очерченную оболочку, зернистую цитоплазму, что говорит о наличии запасных питательных веществ, особенно гликогена. В опытной биомассе клетки размером 6-7 х 11-12 цкм более равномерны по форме, величине, с меньшим количеством почкующихся (на 1,7%), большим - жизнеспособных (на 8%); отмечено отсутствие мелких клеток и крупных вакуолей. В контроле наблюдается большая вариабильность культуры по форме и величине, размер клеток - 5-6 х 10-11 р.км, молодые несформированные клетки размером 5x7 и 4x5 цкм составляют около 18%, что является нежелательным для процесса лиофильной сушки.

Предполагается, что стабильное состояние морфофизиологиче-ских параметров клеток опытной биомассы дрожжей и улучшенные биотехнологические показатели могут быть обусловлены наличием в геотермальной воде таких биологически активных веществ, как минеральные элементы натрий, калий, магний, железо, марганец, цинк, кальций и органические вещества, в частности, гумусовые, оказывающие стимулирующий эффект на протекание метаболических процессов и мембранных перестроек в живой клетке (Овчинникова и др., 1991). Обнаруживается, что использование геотермальной воды в составе питательной среды позволяет получить более качественное сырье для сушки.

2.3. Влияние состава питательной среды иа элементный состав дрожжей 8. сегеУ1я!ае У-503

В результате анализа данных, приведенных в табл. 2, установлено повышенное содержание минеральных элементов, таких как кальций, натрий, магний, железо, никель, марганец в опытной биомассе, полученной на питательной среде, в которой источником минерального и органического питания служит геотермальная вода. Имеются

работы, подтверждающие, что термоустойчивость микроорганизмов способны повышать некоторые неорганические катионы как Са, Мп, Со, Иа, К, термозащитное влияние которых осуществляется через взаимодействие с термочувствительными ионными группами наружной поверхности мембраны клетки (Кретович и др., 1978).

Таблица 2

Влияние состава питательной среды па макро- и микроэлементный состав дрожжей в. сегеу|81ае У-503

Элементы Опыт Контроль

Макроэлементы, г/кг

Калий 17.07 ±0.01 16.97 ±0.00

Натрий 1.53 ±0.05 1.45 ±0.09

Магний 1.01 ±0.18 0.38 ±0.17

Кальций 1.44 ±0.04 1.17 ± 0,4 3

В сумме 21.05 ±0.19 19.97 ±0.16

Микроэлементы, мг/кг

Марганец 14.92 ±0.01 8.81 ±0.04

Кобальт 1.47 ±0.02 0.75 ± 0.02

Никель 1.65 ±0.21 1.4 ± 0.15

Железо 16.0 ±0.01 11.7 ±0.31

Медь 2.82 ± 0.26 3.35 ±0.44

В сумме 36.86 ±0.13 26.01 ±0.20

Значительное накопление минеральных веществ в опытной биомассе связано, по-видимому, с изменением клеточной проницаемости вследствие положительного влияния биологически активных веществ геотермальной воды нефенольного класса в составе питательной среды. Богатый комплекс минеральных веществ, содержащийся в опытных дрожжах, определяет устойчивость их к стрессовым действиям физических факторов, в связи с чем предполагается их наибольшая пригодность для сушки.

2.4. Изучение состава внутриклеточного фонда свободных аминокислот в дрожжах 8. ссгеуЫае У-503

В клетках дрожжей и других микроорганизмов постоянно содержатся свободные внутриклеточные аминокислоты, причем количе-

ство их заметно меняется и всецело зависит от жизнедеятельности организма. определяемой как фазами роста, так и условиями культивирования (Brown, Stanley, 1972; Martinez-Force, Benitez, 1995).

В результате исследования фонда свободных аминокислот биомассы дрожжей, выращенной на опытной питательной среде с использованием геотермальной воды, и традиционной нами идентифицировано по 16 свободных аминокислот, в том числе 10 незаменимых (табл. 3).

Таблица 3

Влияние состава питательной среды на содержание свободных аминокислот в биомассе дрожжей S. cerevisiae Y-503, мкМ/г

Аминокислоты Опыт Контроль

Алании 111,97 ±9.11 27.25 ± 2.07

Аргинин 1.99 ±0.13 2.02 ±0.05

Аспарагиновая кислота 0.95 ± 0.09 1.10 ±0.02

Валин 0.61 ±0.01 0.63 ±0.01

Гистидин 1.47 ±0.02 1.73 ±0.03

Глутаминовая кислота 92.53 ± 6.35 66.94 ±5.95

Глицин 9.79 ± 0.64 0.66 ±0.02

Изолейцин 4.11 ±0.28 10.65 ± 0.91

Лейцин 4.03 ±0.17 11.72 ±1.09

Лизин 2.64 ±0.05 5.41 ±0.13

Метионин следы следы

Пролин следы следы

Тирозин 6.11 ±0.52 3.84 ±0.П

Треонин + серии 35.46 ±3.14 6.58 ±0.17

Фенилаланин 1.47 ±0.12 2.93 ±0.08

Цистеин 5.89 ±0.11 6.08±0.15

Сумма аминокислот 279.24 ±15.97 146.43 ±14.13

Обнаружено, что суммарное содержание идентифицированных аминокислот опытной биомассы составляет 279,24 мкМ/г, что на 47,6 % выше по сравнению с контролем. Дрожжи, выращенные на опытной питательной среде, содержали значительное количество аланина (111,97 мкМ/г) - аминокислоты, наиболее легко синтезируе-

мой в организме, являющейся составной частью витамина - пантоте-новой кислоты и стимулятором роста, оказывающей наибольший протекторный эффект на клеточные мембраны (Касперская-Палац, 1983: Буравлева. Бузинова, 1996).

В опытных дрожжах кроме аланина превалировали глутамино-вая кислота, серин + треонин, глицин, тирозин, важные не только для синтеза белков, но и являющиеся исходным продуктом синтеза пури-новых и пиримидиновых оснований, липидов, углеводов и других аминокислот, наличие которых необходимо для стабильного физиологического состояния биомассы, предназначаемой для лиофильной сушки. Содержание глутаминовой кислоты, имеющей фундаментальное значение в биосинтезе всех аминокислот у микроорганизмов, в опыте составляет 92,53 мкМ/ г, что на 27.6 % выше в сравнении с контролем.

Полученные нами раннее экспериментальные данные по содержанию минеральных веществ в дрожжевой биомассе позволяют предположить, что повышенное содержание марганца, магния, кальция, меди сыграло важную роль в увеличении пула свободных аминокислот.

Установлено, что внутриклеточная концентрация аминокислот значительно выше в дрожжевой биомассе, выращенной на питательной среде с использованием геотермальной воды. Биологическая ценность опытных дрожжей выгодно отличается от контрольной повышенным содержанием аланина, глутаминовой кислоты, глицина, треонин + серина, тирозина.

3. Действие лнофнлизацнн на биотехнологические свойства сушеных дрожжей S. cerevisiae Y-505

3.1.Морфологические изменения сушеных дрожжей S. cerevisiae Y-503

В результате процесса реактивации все жизнеспособные клетки, содержащиеся в пробах (опыт, контроль), успели выйти из состояния анабиоза и начали почковаться (рис.3). Опытные сушеные дрожжи в основном сохраняют первоначальное состояние. В них нет заметных деформаций клеток, отсутствуют темные включения, которые были видны в исходных дрожжах. Средняя величина большого диаметра

а) Опыт Клетки овальной формы

б) Контроль Клетки овальной, овально-округлой формы 4-5 х 8-10 цкм 4x5 цкм-20% ' > почкующиеся - 14 %

мертвые - 29 %

5-6 х 10-11 нкм

4x5 цкм - 1 %

почкующиеся - свыше 50 % мертвые - 23 %

Рис. 3 Влияние лиофилизации на морфофизиологические свойства дрожжевых клеток штамма Б. сегеу1з1ае У-503 (обводненные клетки)

Макроколония штамма Б. сегеу»51ае Макроколония штамма Б. сегеу|$1ае

Рис. 4. Влияние лиофилизации на структуру макроколоний дрожжей Б. сегеуЫае У-503

клеток в опыте после обводнения дрожжей составила 91%, причем в контроле произошло некоторое уменьшение до 87% от соответствующих показателей интактных клеток. Опытные сушеные дрожжи состояли в большей степени из овальных клеток (90%), после реактивации через 5ч- свыше 50% почкующихся, мелких (4x5 цкм) до 1%.

а) Опыт

б) Контроль

на сусло-агаре на 10 сутки

Однако в контрольной биомассе форма клеток в основном овально-округлая, отмечаются деформированные клетки с разорванными оболочками, почкующихся в 3,6 раза меньше, чем в опыте, мелких -около 20%. Отсюда следует, что дрожжи опытного варианта оказались более устойчивыми к процессу высушивания. Возможно, опытные дрожжи легче перешли к анабиозу, так как несколько в большей степени, чем контрольные содержали резервные питательные вещества: белки, углеводы (трегалоза), о чем свидетельствуют результаты указанных ранее биохимических и морфофизиологических исследований биомассы дрожжей. После реактивации были проведены посевы суспензий на сусло-агар с целью получения микро- и макроколоний. Микроколонии опытного варианта на 10-е сутки имеют диаметр от 1-3 мм, палевого цвета, матовые, округлой формы с ровными краями, слегка выпуклые с мажущейся консистенцией; состоят из клеток овальной формы, размером 5-6 х 10-11 цкм. Микроколонии контроля в диаметре также от 1 до 3 мм, светло-бежевого цвета со слабым блеском, круглые с ровными краями, слегка выпуклые с мажущейся консистенцией. Но в колониях контроля клетки отличаются как по форме, так и по величине: 80% - овально-округлой формы размером 5-6 х 8-10 цкм, до 20% - клетки удлиненной формы (Я-формы). Макроколонии также несколько отличались по форме, величине и цвету (рис.4). Опытная колония округлой формы, размером 2,7 см, с концентрическими кругами, гладкая, матовая, кремовая с более темным центром, край волнистый; структура однородная, консистенция мажущаяся. Контрольная колония: форма в виде цветка, размер 2,9 см, поверхность с радиальными полосами, структура однородная, консистенция мажущаяся. Сравнительное изучение микро- и макроколоний обоих вариантов подтверждает тенденцию вариабильного состояния морфофизиологических свойств дрожжей, выращенных на контрольной питательной среде, в то время как в опытном варианте отмечена определенная стабильность указанных свойств. Известно, что любое морфологическое изменение, при котором сохраняются основные физиологические функции роста и размножения микробов, сопровождается изменением биохимических свойств. Изучение главного морфологического признака культуры дрожжей показало, что колония опыта относится к 5-форме, характеризующейся как нормальный тип колонии, в то время как в контроле отмечается переходная Я-Б форма. Следует иметь в виду, что изменение только внешнего вида колоний

не всегда свидетельствует об истинной диссоциации культуры. Этот признак может появляться как показатель временной модификации, в зависимости от качества питательной среды, и исчезать в пересеве культуры в оптимальные условия. Тем не менее необходимо отметить, что данный морфологический признак культуры дрожжей опытного варианта представляется наглядным свидетельством положительного влияния питательной среды на важнейшие биохимические процессы в дрожжевой клетке.

Возможно, как было указано выше, определенное сохранение метаболической и функциональной активности опытных дрожжей в процессе лиофильного высушивания объясняется действием биологически активных веществ геотермальной воды в составе питательной среды. Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что сушеные дрожжи с улучшенными морфофизиологическимн свойствами можно получить при использовании в составе питательной среды геотермальной воды нефенольного класса.

3.2. Изучение некоторых бнотехиологических свойств сушеных дрожжей 8. сегеУ181ае У-503

Получена партия сушеных дрожжей влажностью 5% светло-желтого цвета с присущим им приятным дрожжевым ароматом и равномерной пористостью. В результате изучения биотехнологических свойств исследуемых образцов было обнаружено, что качественная сторона опытных дрожжей отличается от контрольных по таким показателям, как подъемная сила, трегалоза, белок (табл. 4).

Было установлено, что в результате лиофильной сушки в контрольном образце произошло снижение содержания белка на 5,4 %, в то время как в опыте - лишь на 0,9 %, и достоверное увеличение тре-галозы в обоих вариантах, но с некоторым преимуществом в опыте на 1,9 % по сравнению с контролем (табл. 1,4).

Обеспеченность клеток трегалозой в опыте коррелировала с их выживаемостью. Подтверждается положительная связь между уровнем трегалозы в сухих клетках и жизнеспособностью опытной популяции дрожжей, которая на 6 % выше контроля. Можно предположить, что показатель качества сушеных дрожжей «сумма кислот», характеризующий степень поврежденности клеток, физиологическое состояние сушеных дрожжей, определяет несколько лучшую потенци-

Таблица 4

Бнотехнологическне свойства сушеных дрожжей Б. сегеуЫае У-503

Показатели Опыт Контроль

1.. Выход сушеной продукции, % 97 93

2. Цвет светло-желтый

3. Запах свойственный сушеным дрожжам

4. Вкус свойственный сушеным дрожжам

5. Подъемная сила, мин 55.00 ± 0,52 70.00 ± 0,64

6. Зимазная активность, мин 28.00 ±0.47 32,00 ± 0,49

7. Мальтазная активность, мин 54,00 ± 0,54 58,00 ± 0.55

8. Сумма кислот, мл 0,1 Н N3014 1.20 ±0.01 1,40 ±0,01

9. Белок, % 47,20 ±0.80 40,00 ± 0.76

10. Трегалоза, % 14.90 ±0,50 13.00 ±0,46

11. Качество полученных дрожжей соответствует ГОСТу 28 483-90

альную способность опытных образцов к хранению. Показано, что при одинаковых условиях высушивания совокупность физиологических свойств и характеристика химического состава исходного опытного сырья предопределили лучшее состояние сушеного продукта.

Установлено, что опытная питательная среда способствует стабилизации физиологической активности дрожжей в процессе сушки.

З.З.Аминокислотнын состав сушеных дрожжей Б. сегеу1$1ае У-503

В результате исследований аминокислотного состава внутриклеточного пула сушеных дрожжей идентифицировано 16 аминокислот, в том числе 10 незаменимых. Выявлено увеличение фонда свободных аминокислот в опытном варианте - 292,34 при 179,4 мкМ/г в контроле. Можно предположить/что обнаруженное увеличение свободных аминокислот, произошедшее в результате лнофильной сушки, связано с гидролитическим расщеплением белка под действием про-теолитических ферментов, а также ферментативным переаминирова-нием самих аминокислот.

Показано, что увеличение суммарного содержания аминокислот в дрожжах опыта и контроля происходит, соответственно, в основном за счет аланина - 122,48:72,14, глутамата - 97,27:62,83 мкМ/г. В опытных дрожжах содержание незаменимых аминокислот составляет 58,52, в то время как в контроле сравнительно ниже - 34,27 мкМ/г. Обнаружено, что наличие всех идентифицированных незаменимых аминокислот, за исключением валина и метионина, в опытном варианте несколько выше.

Сравнительное изучение содержания свободных аминокислот в биомассе и сушеных дрожжах опыта и контроля показало, что в процессе лиофилизации увеличение суммарного содержания аминокислот происходит главным образом за счет аланина и глутаминовой кислоты. Отмечаются также некоторые характерные изменения для обоих вариантов в количественном содержании свободных аминокислот. Это накопление основных аминокислот аланина, глицина и незаменимых - аргинина, лизина, метионина, а также уменьшение тирозина.

Установлено, что сушеные дрожжи, полученные по новой технологии с использованием геотермальной воды (рис.5), отличаются лучшими биотехнологическими и морфофизиологическими свойствами, богатым комплексом минеральных веществ, повышенной биологической ценностью за счет таких важных аминокислот, как аланин, глутаминовая кислота, глицин, а также незаменимых: аргинин, гисти-дин, лейцин, изолейцин, лизин, тирозин, треонин + серии, фенилала-нин и цистеин.

3.4. Определение качественных показателей хлеба, полученного с использованием сушеных дрожжей Б. сегеу]'51ае У-503

Заключительной оценкой качества сушеной продукции, полученной по традиционной и новой технологиям, являлась выпечка хле -ба в полупроизводственных условиях. Ускорение газообразования в тесте опытного образца позволяло сократить общую продолжительность приготовления хлеба на 30 мин.

Опытный образец хлеба отличается увеличением удельного объема на 6 % с несколько лучшей пористостью, формоустойчиво-стью. Вследствие этого выход хлеба увеличился на 7 %. По-видимому, значительная доля минеральных веществ, таких как Са, Мп, К, в опытных сушеных дрожжах способствует усилению ферментативной активности самих дрожжей и бродильного процесса в тесте. Выпечен-

меласса

КС1

б) питательная среда по традиционной технологии

Рнс. 5. Питательные среды для выращивания хлебопекарных дрожжей - сырья для сушки.

ный опытный образец хлеба выгодно отличается по технологическим и органолептическим показателям в сравнении с контролем.

Таким образом, сушеные дрожжи З.сегеу|51ае, полученные по новой технологии, представляют значительный интерес для улучшения качества хлебобулочных изделий к сокращения технологического процесса в производстве хлеба.

Выводы

1. Впервые установлено, что геотермальная вода нефенольного класса является новым источником минерального и органического питания дрожжевых организмов. На этой основе разработана питательная среда для выращивания хлебопекарных дрожжей. Установлено, что наиболее эффективной питательной средой для выращивания дрожжей 8. сегеу1$1ае У-503 и улучшения ферментативной активности является вариант с минерализацией 4,0 г/л, создаваемой внесением геотермальной воды и содержанием гидроортофосфата аммония в количестве 2,6 г/л.

2. Новая питательная среда с геотермальной водой нефенольного класса позволяет производить высокопродуктивную биомассу дрожжей, которые по биотехнологическим показателям превосходят получаемые по традиционной технологии. Опытные дрожжи отличались приростом биомассы в среднем на 20 %, а также высокой ферментативной активностью, содержанием белка и углеводов.

3. Установлено, что морфофизиологические свойства опытной дрожжевой биомассы в большей мере соответствуют требованиям, предъявляемым к сырью для сушки. Наличие в геотермальной воде минеральных элементов N8, К; М§, Ре, Мп, 2п, Са и органических веществ стимулирует течение метаболических процессов и мембранных перестроек в живой клетке, способствует' стабильности морфофизио-логических параметров дрожжей.

4. Установлено повышенное содержание таких важных элементов в опытной дрожжевой биомассе, как Ыа, Са, Мп, N1, Ре, участвующих в регуляции всех важнейших биохимических процессов живых организмов, что свидетельствует о высокой физиологической ценности исходных дрожжей. Показано, что значительное накопление минеральных веществ в опытной биомассе связано, вероятно, с изменением клеточной проницаемости вследствие положительного влияния биологически активных веществ геотермальной воды в составе питательной среды.

5. Показано, что суммарное содержание фонда свободных аминокислот, участвующих в регуляции синтеза ферментов и азотном обмене микроорганизмов, значительно выше в опытной биомассе. Биологическая ценность опытных дрожжей улучшается за счет повышенного содержания таких важных аминокислот, как аланин, глутамино-вая кислота, глицин, треонин + серин, тирозин.

6. Установлено, что использование геотермальной воды в технологическом процессе способствует стабилизации физиологической активности дрожжей в процессе лиофилизации. Показано, что совокупность физиологических свойств и характеристика химического состава исходного опытного сырья предопределили лучшие биотехнологические показатели сушеного продукта, в частности - подъемную силу, зимазную и мальтазную активность, высокое содержание трегалозы и белка.

7? Установлено, что опытные сушеные дрожжи отличаются лучшей биологической ценностью за счет фонда свободных аминокислот, в т.ч. аланина, глутаминовой кислоты и незаменимых аминокислот - аргинина, гистидина,глицина, изолейцина, лизина, тирозина, треонин + серина, фенилаланина, цистеина.

8. Показано, что сушеные дрожжи, полученные по новой технологии с использованием геотермальной воды, представляют значительный интерес для улучшения качества хлебобулочных изделий и сокращения процесса производства хлеба.

9. Предполагаемый экономический эффект от внедрения новой технологии получения сушеных дрожжей составит 10 509 руб./т готовой продукции.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Абрамов Ш.А., Котенко С.Ц., Эфендиева Д.А., Халилова Э.А., Исламмагомедова Э.А., Даунова С.М. Новая питательная среда для выращивания дрожжей II Прикладная биохимия и микробиология. 1995. Т. 31. №2. С. 232-233.

2. Пат. 2084519 Россия, МКИ6 С 12 N 1/18. Способ получения питательной среды для выращивания хлебопекарных дрожжей / Ш.А. Абрамов, С.Ц. Котенко, Б.И. Далгатова, Д.А. Эфендиева, Э.А. Халилова // Открытия. Изобрет. 1997. № 20. С. 270.

3. Абрамов Ш.А., Халилова Э.А., Котенко С.Ц., Даунова С.М. Влияние геотермальной воды в составе питательной среды на качество дрожжей и хлеба // Хлебопечение России. 1998. №1. С. 20-21.

4. Абрамов Ш.А., Котенко С.Ц., Халилова Э.А., Кисрнева Ю.С. Геотермальная вода в составе питательной среды и морфофизиологиче-

ские свойства дрожжей Б. сегеу^'ае // Прикладная биохимия и микробиология. 1999. Т.35. № З.С. 349-352;

5. Халилова Э.А., Абрамов Ш.А. Влияние геотермальной воды на биотехнологические свойства и элементный состав дрожжей Б.сегеуЫае // Тез. докл. междунар. науч.конф., посвященной 275-летию РАН и 50-летню ДНЦ РАН. (Естественные науки). Махачкала, 1999. С. 219-220.

6. Абрамов Ш.А., Халилова Э.А. Геотермальная вода и биотехнология лиофильных дрожжей // Матер. XV НПК по всем направлениям охраны природы РД. Махачкала, 1999. С. 46-47.

7. Абрамов Ш.А., Халилова Э.А. Геотермальные воды и биотехнология дрожжей. II Матер. Всероссийской конф., посвященной 25-летию ПИБР ДНЦ РАН. Махачкала, 1999. С. 259-262.

8. Положительное решение на выдачу патента по заявке № 99107057/13 (006954) от 31 марта 1999 г. «Способ получения сушеных дрожжей» / Ш.А. Абрамов, С.Ц. Котенко, Э.А. Халилова, Ф.И. Исламова, М.М. Омаров.

9. Абрамов Ш.А., Халилова Э.А., Котенко С.Ц. и др. Биотехнологи-ческне свойства дрожжей в зависимости от состава питательной среды // Хранение и переработка сельхозсырья. 2000. № 2. С. 54-56.

10. Абрамов Ш.А., Котенко С.Ц., Халилова Э.А. и др. Морфофизио-логические изменения дрожжей при лиофнльной сушке в зависимости от состава питательной среды // Хранение и переработка сельхозсырья. 2000. № 4. С. 35-37.

11. Абрамов Ш.А., Халилова Э.А. Геотермальные воды - основа Новой технологии производства хлебопекарных дрожжей // Докл. междунар. науч.конф., посвященной 275-летию РАН и 50-летию ДНЦ. Махачкала, 2000. (В печати).

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Халилова, Эсланда Абдурахмановна

Введение.

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Основные направления природоохранной деятельности микробиологической отрасли промышленности.

1.2. Использование нетрадиционных источников в составе питательной среды для производства дрожжей.

1.3. Геотермальные воды и их физико-химические свойства

1.3.1. Химический состав подземных вод.

1.3.2. Основные типы геотермальных вод Дагестана и их практическое использование.

Глава 2. Материалы и методы исследований.

Глава 3. Результаты исследований и их обсуждение

3.1. Влияние геотермальной воды из скважины № 26 в составе питательной среды на биотехнологические свойства дрожжей 8. сегеу1в1ае У

3.1.1. Поиск оптимальной минерализации питательной среды.

3.1.2. Действие концентрации гидроортофосфата аммония в составе питательной среды на морфофизиологические и технологические показатели дрожжей 8. сегеу1з1ае У-503.

3.2. Биотехнологические показатели дрожжей 8. сегеу1в1ае У-503, выращенных на питательной среде с геотермальной водой в условиях аэрации

3.2.1. Влияние состава питательной среды на биотехнологические показатели дрожжей 8. сегеу1з1ае У-503.

3.2.2. Изучение морфологических свойств дрожжей Б. сегеу1з1ае ¥-503.

3.2.3. Влияние состава питательной среды на элементный состав дрожжей 8. сегеу181ае У-503.

3.2.4. Определение состава внутриклеточного фонда свободных аминокислот в дрожжах 8. сегеу1з1ае У-503.

3.3. Действие лиофилизации на биотехнологические показатели сушеных дрожжей 8. сегеу1в1ае У

3.3.1.Изучение биотехнологических показателей сушеных дрожжей 8. сегеу1з1ае У-503.

3.3.2. Морфологические изменения сушеных дрожжей 8. сегеу1з1ае У-503.

3.3.3. Аминокислотный состав сушеных дрожжей 8. сегеУ1з1ае У-503.

3.3.4. Определение качественных показателей хлеба, полученного с использованием сушеных дрожжей.

Глава 4. Расчет экономической эффективности от внедрения новой технологии получения сушеных дрожжей.

Выводы и практические предложения.

Введение Диссертация по географии, на тему "Геотермальная вода как новый источник питания в биотехнологии сушеных дрожжей"

Существующая технология получения хлебопекарных сушеных дрожжей предусматривает использование дорогостоящих минеральных материалов в составе питательной среды, о чем свидетельствует довольно широкий спектр освещения этого вопроса в литературе. Однако сведений об использовании в этом качестве геотермальных вод нефенольного класса найти не удалось. В то же время следует подчеркнуть, что минеральные и органические компоненты подземных вод могут быть использованы в качестве нового источника питания дрожжевых организмов (3, 20, 115, 169, 170). На этой основе нами впервые разработана высокоэффективная технология получения прессованных хлебопекарных дрожжей, позволяющая использовать указанные геотермальные воды не только как общепринятый локальный вид энергетического сырья, но и как компонент, обладающий большим химическим потенциалом в биологических процессах. Вместе с тем новая питательная среда с использованием геотермальной воды позволяет получить высокопродуктивные прессованные дрожжи с такими биотехнологическими показателями, которые создают предпосылки для производства биохимически активных сушеных дрожжей в большей мере, чем по традиционной технологии. Наличие в геотермальной воде таких важных минеральных веществ, необходимых для жизнедеятельности живых организмов, как К, Ыа, М^;, Са, Бе, Мп, борная и кремниевая кислоты, органические вещества, в частности, гумусовые, являющиеся стимуляторами физиолого-биохимических процессов и активаторами мембранных перестроек в живой клетке (98, 147), создает благоприятные условия в среде культивирования для выращивания биомассы-сырья для сушки. Кроме того, немаловажное значение для дрожжевой промышленности приобретает экологический фактор использования геотермальной воды, в которой гумусовые вещества выполняют протекторную функцию, являясь комплексообразующими агентами, интенсивно связывающими катионы тяжелых металлов в труднодиссоциирующие соединения, тем самым ограничивая их биологическую доступность для организмов (53, 151, 173, 178, 180).

Исходя из вышеизложенного, разработка прогрессивной ресурсосберегающей технологии представляет не только научный, но и значительный практический интерес.

Для достижения поставленной цели ставились следующие задачи:

2) исследовать биотехнологические показатели дрожжевой биомассы, выращенной на новой питательной среде;

3) определить содержание микро- и макроэлементов в дрожжевой биомассе;

4) изучить состав внутриклеточного фонда свободных аминокислот в дрожжевой биомассе;

5) осуществить процесс лиофильной сушки дрожжевой биомассы;

6) исследовать морфофизиологические и биотехнологические показатели сушеных дрожжей;

7) изучить состав внутриклеточного фонда свободных аминокислот в сушеных дрожжах;

8) изучить технологические показатели хлеба, выпеченного с использованием сушеных дрожжей;

Научная новизна. Установлено, что геотермальные воды нефенольного класса являются новым источником минерального и органического питания дрожжевых организмов. На этой основе разработана эффективная питательная среда, позволяющая увеличить продуктивность дрожжевой биомассы в среднем на 20 %.

Впервые показано, что новая питательная среда способствует стабилизации физиологической активности дрожжей в процессе лиофилизации и позволяет получить сушеные дрожжи с лучшей ферментативной активностью, оптимальным содержанием минеральных веществ и свободных аминокислот, обусловливающими биологическую ценность продукта.

Разработан новый способ получения сушеных дрожжей (получено решение Федерального института промышленной собственности о выдаче патента РФ на изобретение № 99107057/13 (006954) от 31.03.99 г.).

Практическая значимость данной работы определяется возможностью рационального использования природных ресурсов, комплексным использованием сырья в условиях истощения сырьевых ресурсов. Результаты этих исследований способствуют расширению минерально-сырьевой базы страны и тем самым решают социально-экономические проблемы, открывая широкие возможности для создания высокоэффективных предприятий по производству сушеных дрожжей как в регионах России, так и в других странах, в которых имеются указанные источники.

Предполагаемый экономический эффект от внедрения новой технологии за счет использования местного возобновляемого сырья, экономии минеральных солей, транспортных расходов, улучшения использования основных фондов, уменьшения затрат труда и электроэнергии, а также от повышения выхода сушеных дрожжей составит 10509 руб. / т готовой продукции (в ценах 1999 года).

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждены на:

Всероссийской конференции, посвященной 25-летию ПИБР ДНЦ РАН

Махачкала, 1999 г.).

Международной научной конференции, посвященной 275-летию РАН и 50-летию ДНЦ (Махачкала, 1999 г.);

XV НПК по всем направлениям охраны природы РД (Махачкала,

1999 г.);

Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 11 работ, в т.ч. один патент РФ и одно положительное решение 8

Федерального института промышленной собственности о выдаче патента на изобретение (Приложение 2).

Заключение Диссертация по теме "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов", Халилова, Эсланда Абдурахмановна

Выводы

1. Впервые установлено, что геотермальная вода нефенольного класса является новым источником минерального и органического питания дрожжевых организмов. На этой основе разработана питательная среда для выращивания хлебопекарных дрожжей. Установлено, что наиболее эффективной питательной средой для выращивания дрожжей 8. сегеУ181ае У-503 и улучшения ферментативной активности является вариант с минерализацией 4,0 г/л, создаваемой внесением геотермальной воды и содержанием гидро-ортофосфата аммония в количестве 2,6 г/л.

3. Установлено, что морфофизиологические свойства опытной дрожжевой биомассы в большей мере соответствуют требованиям, предъявляемым к сырью для сушки. Наличие в геотермальной воде минеральных элементов Ыа, К, М§, Бе, Мп, 2х\., Са и органических веществ стимулирует течение метаболических процессов и мембранных перестроек в живой клетке, способствует стабильности морфофизиологических параметров дрожжей.

4. Установлено повышенное содержание таких важных элементов в опытной дрожжевой биомассе, как Ыа, М^, Са, Мп, ¥е, участвующих в регуляции всех важнейших биохимических процессов живых организмов, что свидетельствует о высокой физиологической ценности исходных дрожжей. Показано, что значительное накопление минеральных веществ в опытной биомассе связано, вероятно, с изменением клеточной проницаемости вследствие положительного влияния биологически активных веществ геотермальной воды в составе питательной среды.

5. Показано, что суммарное содержание фонда свободных аминокислот, участвующих в регуляции синтеза ферментов и азотном обмене микроорганизмов, значительно выше в опытной биомассе. Биологическая ценность опытных дрожжей улучшается за счет повышенного содержания таких важных аминокислот, как аланин, глутаминовая кислота, глицин, треонин + серии, тирозин.

7. Установлено, что опытные сушеные дрожжи отличаются лучшей биологической ценностью за счет фонда свободных аминокислот, в т.ч. ала-нина, глутаминовой кислоты и незаменимых аминокислот - аргинина, гис-тидина глицина, изолейцина, лизина, тирозина, треонин + серина, фенила-ланина, цистеина.

8. Показано, что сушеные дрожжи, полученные по новой технологии с использованием геотермальной воды, представляют значительный ин

Библиография Диссертация по географии, кандидата биологических наук, Халилова, Эсланда Абдурахмановна, Махачкала

1. Абдурахманов Г.М. Государственный доклад по состоянию окружающей природной среды республики Дагестан в 1997 г. Махачкала, 1998. 172 с.

2. Абрамов Ш.А., Котенко С.Ц., Далгатова Б.И., Халилова Э.А. Новое в производстве хлеба // Пищевая промышленность. 1994 а. № 9. С. 24-25.

3. Абрамов Ш.А., Халилова Э.А., Котенко и др. Влияние геотермальной воды в составе питательной среды на качество дрожжей и хлеба // Хлебопечение России. 1998. № 1. С. 20-21.

4. Абрамов Ш.А., Халилова Э.А., Котенко С.Ц. и др. Биотехнологические свойства сушеных дрожжей в зависимости от состава питательной среды // Хранение и переработка сельхозсырья. 2000. № 2. С. 54-56.

5. Аладошвили Н.В., Ткешелашвили М.Я., Метревели Э.М. Получение кормовых добавок микробиологической конверсией отходов сельскохозяйственной и пищевой промышленности // Изв. АН ГССР. Сер. биол. 1990. Т. 16. №5. с. 52-54.

6. Алексеева М.Г., Кантере В.М., Талантов В.Н. Крахмалосодержащая среда для нового штамма пекарских дрожжей со встроенным геном глюкоами-лазы // Прикладная биохимия и микробиология. 1993. Т. 29. Вып. 2. С. 253-258.

7. Альберте А., Брей Д.Ю., Льюис Р. и др. Молекулярная биология клетки: ВЗТ./ Пер.с. англ. М.: Мир, 1994. 247 с.

8. Амадзиев A.M., Мейланов А.Ш. Исследования в области нетрадицион-нолй энергетики в республике Дагестан // Вестник ДНЦ. 1999. № 4. С. 56-60.

9. A.c. 1284998 СССР, МКИ4 С12 N 1/18. Штамм дрожжей Saccharomyces cerevisiae у 503, используемый в производстве хлебобулочных изделий / Ш.А. Абрамов, С.Ц. Котенко, Б.И. Далгатова и др. // Открытия. Изобрет. -1987. №3. С. 104.

10. A.c. 1449578 СССР, МКИ4 С12 N 1/18. Способ получения хлебопекарных дрожжей / А.Д. Белова, Н.М. Семихатова, Т.В. Ермакова и др. // Открытия. Изобрет. 1989. № 1. С. 120.

11. A.c. 1613486 СССР, МКИ4 С12 N 1/24. Способ подготовки сульфитно-спиртовой барды к выращиванию дрожжей / Е.В. Новожилов, Е.Д. Гель-фанд, О.М. Соколов и др. // Открытия. Изобрет. 1990. № 46. С. 103.

12. A.c. 160 6532 СССР, МКИ5 С12 N 1/22. Способ приготовления питательной среды для выращивания дрожжей / Е.Д. Гельфанд, Г.И. Попова // Открытия. Изобрет. 1990. № 42. С.114.

13. A.c. 1641882 СССР, МКИ5 С12 N 1/18, С12 N 1/38. Способ выращивания хлебопекарных дрожжей / В.В. Рудая, В.К. Янчевский, В.Н. Головченко и др. // Открытия. Изобрет. 1991. № 14. С. 98.

14. A.c. 1643607 СССР, МКИ5 С12 N 1/16. Способ выращивания дрожжей / М.И. Мавлани, Р.В. Уланова, Р.И. Фимушкина и др. // Открытия. Изобрет. 1991. № 15. С. 97.

15. A.c. 1640154 СССР, МКИ5 С12 N 1/16. Способ получения биомассы дрожжей / A.A. Челноков, С.И. Кудрявцева, A.B. Якимова // Открытия. Изобрет. 1991. № 13. С. 108.

16. A.c. 1655981 СССР, МКИ5 С12 N 1/22, С12 N 1/16. Способ получения кормовых дрожжей / Г.И. Голивец, Т.А. Величко, В.Н. Форсов и др. // Открытия. Изобрет. 1991. № 22. С. 101.

17. A.c. 1677057 СССР, МКИ5 С 12 N 1/16, С12 N 1/18. Способ получения биомассы дрожжей / С.Ю. Максимова, К.А. Бекбосынова, М.Г. Дьяченко и др. // Открытия. Изобрет. 1991. № 34. С. 93.

18. A.c. 1738848 СССР, МКИ5 С12 N 1/18. Способ получения хлебопекарных дрожжей / P.C. Баширова, Т.П. Слюсаренко, Н.Я. Краснобрижий и др. // Открытия. Изобрет. 1992. № 21. С. 108.

19. А.С. 1730140 СССР, МКИ5 С12 N 1/18. Питательная среда для выращивания дрожжей / Ш.А. Абрамов, С.М. Гасанова, Д.А. Магомаева и др. // Открытия. Изобрет. 1992. № 16. С. 120

20. A.c. 1730139 СССР, МКИ5 С12 N 1/16. Способ получения биомассы кормовых дрожжей / Б.М. Калтаева, Л.И. Бекетаева, P.M. Купаева и др. // Открытия. Изобрет. 1992. № 16. С. 120.

21. A.c. 1742321 СССР, МКИ5 С12 N 1/18. Способ получения питательной среды для выращивания хлебопекарных дрожжей / И.А. Карпишева, Т.В. Меледина, В.П. Озерова и др. // Открытия. Изобрет. 1992. № 23. С. 103.

22. A.c. 1189098 СССР, МКИ6 С12 N 1/00. Способ получения биомассы / Г.Н. Максимова, А.И. Заикина, Г.И. Воробьева и др. // Открытия. Изобрет. 1995 а № 11. С. 241.

23. A.c. 1526223 СССР, МКИ6 С12 N 1/26. Способ получения биомассы дрожжей / Т.Н. Максимова, С.И. Николин, А.Ю. Винаров и др. // Открытия. Изобрет. 1995 б. № 12. С. 253.

24. A.C. 803474 СССР, МКИ6 С12 N 1/20. Способ получения биомассы / В.А. Витковская, Ю.А. Каранов, Ю.М Кравец. и др. // Открытия. Изобрет. 1995. № 32. С. 267.

25. A.c. 803472 СССР, МКИ6 C12N 1/16. Способ получения биомассы/Ю.М. Кравец, В.А. Витковская, Т.И. Шматко и др. // Открытия. Изобрет. 1995. -№32. -С. 266.

26. A.c. 5046710/13 СССР, МКИ6 А 21 Д 8/02. Способ производства хлеба из пшеничной муки / Ш.А. Абрамов, Б.И. Далгатова, С.Ц. Котенко // Открытия. Изобрет. 1995 а. № 15. С. 131.

27. A.c. 1605510 СССР, МКИ6 С12 N 1/20, А23 К 3/00. Способ получения кормового белкового продукта / К.Д. Макаренко, С.Ф. Гончар, М.И. Кошель и др. // Открытия. Изобрет. 1996. № 1 (II). С. 315.

28. Ауэрман Jl.Я. Технология хлебопечения. М.: Пищепромиздат, 1956. С. 55.

29. Бакушинская O.A., Белова Л.Д., Буканова В.И. и др. Контроль производства хлебопекарных дрожжей. М.: Пищевая пром-сть, 1978. 168 с.

30. Безбородое A.M. Метаболиты внутриклеточного фонда микроорганизмов. М.: Наука, 1974. 76 с.

31. Безбородов A.M. Биохимические основы микробиологического синтеза. М.: Пищевая пром-сть. 1984. С. 84-135.

32. Бекер М.Е., Дамберг Б.Э., Упит A.A. и др. Некоторые особенности лагфа-зы развития дрожжей Saccharomyces cerevisiae после обезвоживания // Микробиология. 1974. Т. 53. Вып. 6. С, 1028-1033.

33. Белуков C.B., Платов A.B., Шишкина Ю.И., Лемеш Е.Ю. Влияние внутриклеточного содержания полиолов и трегалозы на эвтектические зоны дрожжевых культур // Тр. МГАХМ. 1997. № 2. С. 81 -84.

34. Берунина Г.О., Хмелевская Л.К. Влияние источника углерода на аминокислотный состав дрожжей Saccharomyces cerevisiae «раса 14». // Известия АН Каз ССР. Сер. биол. 1982. № 5. С.8.

35. Буравлева О., Бузинова О.П. Синтез и биологическая активность фосфорного производного ß-аланина // Вестн. Волгогр. гос. пед. ун-та. 1996. № 8. С. 87-90.

36. Власюк П.А. и др. Химические элементы и аминокислоты в жизни растений, животных и человека. Киев: Наукова думка, 1974. 195 с.

37. Выслоух В.А., Воробьева Г.И., Винаров А.Ю. и др. Получение белково-углеводного корма на основе микробиологической переработки отходовзернопроизводства // Ферменты микроорганизмов и деградация биополимеров. М.: 1990. С. 166-175.

38. Гаджиев М.М. Экономическая эффективность новой техники и технологии. Махачкала: ДПТИ. 1992. 84 с.

39. Гаджиев Г.Г., Мейланов А.Ш. Вопросы энергосбережения в республике Дагестан // Достижения и современные проблемы развития науки в Дагестане: Тез. докл. междунар. науч. конф. Махачкала, 21-25 мая 1999. Махачкала, 1999. С. 113.

40. Гецеу В.В. Типы подземных минеральных вод Дагестана и их бальнеологическое значение. Махачкала: Дагкнигоиздат, 1972. 120 с.

41. Гинзбург A.C. Технология сушки пищевых продуктов. М.: Пищевая пром-сть, 1976. 244 с.

42. Глушкова А.И., Никитина Д.Л. // Микробиологические и вирусологические средства защиты растений: Сб.ст. М.: (ОРИСО Главмикробиопром) 1982. С. 19-21.

43. Гончаров В.Д., Лосев С.Д., Аскеров И.Р. Рационально использовать материальные ресурсы в пищевой промышленности // Хранение и переработка сельхозсырья. 1997. № 1. С. 14-15.

44. ГОСТ 26987-86. Хлеб белый из пшеничной муки высшего, первого и второго сортов. Введ. 08.09.86.

45. Громов Б.В., Зайцев В.А., Ласкорин Б.Н. и др. // Итоги науки и техники. Сер. Охрана природы и воспроизводство природных ресурсов. М.: ВИНИТИ, 1981. С. 29.

46. Дедькин Ю.Л. Разработка геотермальных месторождений. М.: Недра, 1989. 229 с.

47. Делятицкий С., Зайонц И., Чертков Л. и др. // Экологический словарь /Конкорд Лтд-Экопром. М., 1993. 202 с.

48. Дрэгулеску М.К. Минеральные воды ДАССР и перспективы их использования в лечебных целях // Матер, межвузовской науч. конф. по комплексплексному изучению и использованию гидроминеральных ресурсов Даг. АССР. Махачкала, 1966.

49. Блинов Н.П. Химическая микробиология. М.: Высш. шк., 1989. 448 с.

50. Жариков Г.А., Фартуков С.В., Туманский И.М. и др. Утилизация отходов предприятий микробиологической промышленности методом вермиком-постирования//Биотехнология. 1993. № 1. С. 21-23.

51. Жоробекова Ш.Ж., Мальцева Т.М., Кыдралиева К.А. Особенности ком-плексообразования гуминовых кислот с ионами металлов // Биологические науки. 1991. № 10. С. 71-74.

52. Залашко М.В., Залашко JI.C. Микробный синтез на молочной сыворотке. Минск, 1976. 250 с.

53. Залашко М.В. Физиологическая регуляция метаболизма дрожжей. Минск: Навука i тэхника, 1991. 332 с.

54. Заявка 92008068/13 Россия, МКИ6 С12 N 1/16, С12 Р 7/06. Способ приготовления засевных спиртовых и хлебопекарных дрожжей / Л.М. Бойко (UA), Ю.В Войтенко. (UA), Г.П. Калюжка (UA) // Открытия. Изобрет. 1996. № 7. С. 65.

55. Заявка 92006945/13 Россия, МКИ6 С12 N 1/16. Способ выращивания дрожжей S. cerevisiae / И.Н. Позмогова, О.Л. Рыбакова // Открытия. Изобрет. 1996. № 30. С. 49.

56. Заявка 92014702/13 Россия, МКИ6 С12 N 1/20. Способ культивирования микроорганизмов / О.Н. Альбицкая, И.Г. Ахапкина, Л.П. Блинкова и др. // Открытия. Изобрет. 1997. № 2. С. 46.

57. Заявка 97113467/13 USA, МКИ6 С12 N 1/16, А61 КЗЗ/24, 35/72, А23 L1/28, 1/304. Способ получения обогащенного германием сухого дрожжевого продукта / Арнольд Майкл (US), Янг Пинг (US) // Открытия. Изобрет. 1999. № 20 (I). С. 224.

58. Заявка 97111304/13 Россия, МКИ6 С12 N 1/18. Способ производства хлебопекарных дрожжей / А.Ю. Ратников, Д.Н. Юрьев, О.И. Квасенкова // Открытия. Изобрет. 1999. № 14 (И). С. 314.

59. Зикманис П.Б., Лайвениекс М.Г., Аузиня Л.П. Взаимозависимость содержания высокомелекулярных полифосфатов, трегалозы и жизнеспособности популяций при обезвоживании дрожжей Saccharomyces cerevisiae // Микробиология. 1985. Т. 54, Вып. 3. С. 406-409.

60. Зикманис П.Б., Круче Р.В., Аузиня Л.П. и др. Распределение трегалозы между клетками и средой регидратации у обезвоженных Saccharomyces cerevisiae // Микробиология. 1998. Т. 57, Вып. 3. С. 491-493.

61. Зорькин Л.М. Воды нефтяных и газовых месторождений СССР : Справочник. М.: Недра, 1989. 382 с.

62. Иванова В.Ю., Белуков C.B. Повышение криорезистентности пекарских дрожжей как результат изменения условий их культивирования // Биотех нология. 1996. № 8. С. 50-52.

63. Кабата-Пендиас А., Пендиас X. Микроэлементы в почвах растений. М.: Мир. 1989. 439 с.

64. Какссаар У.Р., Пенбо A.C. Картофельный сок как перспективный субстрат для культивирования микроорганизмов // Достижения биотехнологии агропромышленному комплексу: Тез. докл. Всесоюз. конф. Черновцы, 14-16 октября, 1991. Черновцы, 1991. Т.1. С. 35.

65. Касперская-Палац А. Механизм закаливания травянистых растений. М.: Колос, 1983. С. 112-113.

66. Кирюхин В.К., Мельпановицкая С.Г., Швец В.М. Определение органических веществ в подземных водах. М.: Недра, 1976. С. 160-164.

67. Козлова Л.И., Мещанкин Г.И. Технология производства кормовых дрожжей на нефтяных дистиллятах // Биотехнология. 1991. № 6. С. 54.

68. Козьмина Н.П. Биохимия хлебопечения // М.: Пищевая пром-сть, 1978. С. 240.

69. Коновалов С.А. Биохимия бродильных производств. М.: Пищевая пром-сть. 1967.311 с.

70. Коновалов С.А. Биохимия дрожжей. М.: Пищевая пром-сть, 1980. С. 8-168.

71. Костров В.В. Экологические проблемы и биотехнологические процессы: Тез. докл 1-й Междунар. конф. по биокоординационной химии. Иваново, 20-22 декабря 1994. Иваново, 1994. С. 30.

72. Краллиш И.А., Посметный Ю.Е., Хрусталева Г.И. и др. Влияние некоторых растительных экстрактов на метаболическую активность дрожжей S. cerevisiae // Микробиология. 1991. Т. 60. Вып. 4. С. 680-685.

73. Кретович В.Л. Введение в энзимологию. М.: Наука, 1974. 351 с.

74. Кретович В.Л., Ауэрман Т.Л., Уралец Т.И. Термостабильность глутамин-синтетазы у дрожжей C.tropicalis в MgМл и Со активируемой системах //Микробиология. 1978. Т.47. Вып.2. С. 217-219.

75. Кретович В.Л. Биохимия растений. М.: Высш. шк., 1986. 503 с.

76. Крыницкая А.Ю., Решетник O.A., Плеханова JI.T. Характеристика роста дрожжей на этаноле в присутствии антиоксиданта // Прикладная биохимия и микробиология. 1991. Т. 27. Вып. 3. С. 57-61.

77. Кудрин A.B., Жаворонков A.A. Роль микроэлементов и кальция в регуляции апоптоза // Успехи современной биологии. 1998. Т. 118. Вып. 5. С. 623-629.

78. Курбанов М.К., Гайдаров Г.М., Каспаров С.А. Становление и развитие геотермальной проблематики в Дагестане в период 50-80-х гг. / Вестник ДНЦ РАН. 1999. № 4. С. 49-55.

79. Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высш. школа, 1980. 292 с.

80. Левицкий Д.О. Кальций и биологические мембраны. М.: Высшая школа, 1990. 124 с.

81. Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. М.: Химия, 1984. С. 21-229.

82. Максимов В.М., Бабушкин В.Д., Веригин H.H. и др. Справочное руководство гидрогеолога. Л.: Недра, 1979. 512 с.

83. Малков A.M. Технология хлебопекарных дрожжей. М., 1962. 142 с.

84. Михайлов Л.Е. Гидрогеология. Л.: Гидромеоиздат, 1985. С. 34-42.

85. Никитин Д.И., Сорокин В.В., Питрюк И.А. Элементный состав клеток бактерий из разных таксонов // Прикладная биохимия и микробиология. 1998. Т. 34. Вып. 2. С. 180-182.

86. Николасев H.A., Войнов H.A., Марков В.А. и др. Экологически чистая технология промышленного производства продуктов микробного синтеза //Биотехнология. 1993. № 3. С. 23-24.

87. Меледина Т.В., Витринская A.M., Соболева Г.А. Некоторые особености метаболизма и размножения обезвоженных дрожжей Saccharomyces cerevisiae в период их реактивации // Микробиология. 1978. Т. 47. Вып.1. С. 51-55.

88. Новаковская С.С., Шишацкий Ю.И. Справочник по производству хлебопекарных дрожжей. М.: Пищевая пром-сть, 1980. 374 с.

89. Новаковская С.С., Шишацкий Ю.И. Роль химических элементов в биосинтезе. Производство хлебопекарных дрожжей. Справочник. М.: Агро-промиздат, 1990. 335 с.

90. Новиков Ю.В., Ласточника К.О., Болдина З.Н. Методы исследования качества воды водоемов. М.: Медицина, 1990. С. 64-78.

91. Овчинникова Т.Ф. Влияние гидролизата гуминового препарата из торфа на пролиферативную активность и метаболизм дрожжевых микроорганизмов //Биологические науки. 1991. № 10. С. 87-90.

92. Омаров М.О., Маммаев М.М. Некоторые итоги использования геотермальных вод в рыборазведении // Тез. докл. науч. сессии Даг. филиала АН СССР. Махачкала 22-24 апреля, 1985. Махачкала, 1985. С. 131.

93. Осадчая А.И., Прокопченко С.Ф., Потебия Г.Ф. Культивирование дрожжей на отходах хранения картофеля // Ферменты микроорганизмов и деградация биополимеров. М.: 1990 а. С. 158-165.

94. Осадчая А.И., Прокопченко С.Ф., Пономаренко В.Г. Выращивание дрожжей на неразбавленных гидролизатах отходов моркови И Ферменты микроорганизмов и деградация биополимеров. М.: 1990 б. С. 150-157.

95. Пат. 1824440 России, МКИ5 С12 N 1/38. Способ культивирования микроорганизмов / Б.М. Шарга, Л.Н. Чекулаева // Открытия. Изобрет. 1993. №24. С. 61.

96. Пат. 2010854 Россия, МКИ5 С12 N 1/18. Способ производства хлебопекарных дрожжей / Т.В. Тулякова, Л.В. Корзунова, A.B. Пасхин и др. // Открытия. Изобрет. 1994 а. № 7. С. 78.

97. Пат. 2016896 Россия, МКИ5 С12 N 1/16. Способ производства хлебопекарных дрожжей / Т.В. Тулякова, С.А. Шумаков, Л.В. Корзунова и др. // Открытия. Изобрет. 1994 б. № 14. С. 74.

98. Пат. 2022009 Россия, МКИ5 С12 N 1/16, С12 Р21/00. Способ приготовления питательного субстрата для выращивания кормовых дрожжей / Е.П. Шишаков, В.Г. Назаревич, С.А. Стебакова и др. // Открытия. Изобрет. 1994. № 20. С. 82.

99. Пат. 2027754 Россия, МКИ6 С12 N 1/20. Питательная среда выращивания микроорганизмов и способ получения панкреатического гидролизата казеина / O.A. Вашурин, Т.В. Якшина, С.П. Краснова и др. // Открытия. Изобрет. 1995. №3. С. 158.

100. Пат. 1639058 Россия, МКИ6 С12 N 1/26. Способ получения биомассы дрожжей / А.Ю. Винаров, Т.В. Ипатова, Э.К. Пийрая и др. // Открытия. Изобрет. 1995. № 20. С. 247.

101. Пат. 1498055 Россия, МКИ6 С12 N 1/26. Способ получения дрожжей / Т.Н. Максимова, А.Ю. Винаров, Г.И. Воробьева // Открытия. Изобрет. 1995в. № 21. С. 257.

102. Пат. 2041945 Россия, МКИ6 С12 N 1/16, А23 К1/06. Способ производства кормовых дрожжей из зерновой барды / В.Д. Калугин, В.Н. Зотов, С.С. Верхотуров и др. // Открытия. Изобрет. 1995. № 23. С. 184.

103. Пат. 2041946 Россия, МКИ6 С12 N 1/16, С12 Р21. Способ получения биомассы / Ф.Б. Ибрагимов, А.Е. Сычев, P.A. Низамов и др. // Открытия. Изобрет. 1995. №23. С. 184.

104. Пат. 2042713 Россия, МКИ6 С12 Р21/00, С12 N 1/16. Способ получения биомассы / Ю.Ф. Коваленко, Г.П. Зеленков, А.И. Вагичёв и др. // Открытия. Изобрет. 1995. № 24. С. 178.

105. Пат. 1586177 Россия, МКИ6 С12 N 1/16, 1/26. Способ получения биомассы дрожжей / Т.Н. Максимова, Е.Ю. Фадеева, А.Ю. Винаров и др. // Открытия. Изобрет. 1995 г. № 25. С. 259.

106. Пат. 2068879 Россия, МКИ6 С12 N 1/00, 1/20, 5/00. Способ получения ферментативного гидролизата и питательная среда «Эпидермат-2» для культивирования клеток эукариотов / И.Г. Ермишина, А.Г. Мойнерт, Т.Ф. Власова//Открытия. Изобрет. 1996. № 31. С. 172.

107. Пат. 2084519 Россия, МКИ6 С12 N 1 /18. Способ получения питательной среды для выращивания хлебопекарных дрожжей / Ш.А. Абрамов, С.Ц. Котенко, Б.И. Далгатова и др. // Открытия. Изобрет. 1997. № 20. С. 270.

108. Пат. 2086645 Россия, МКИ6 С12 N 1/16. Способ получения препарата, обогащенного селеном / Е.П. Исакова, Н.В. Градова, В.К. Ерошин и др. // Открытия. Изобрет. 1997. № 22. С. 304.

109. Пат. 2093570 Россия, МКИ6 С12 N 1/20, С12 N Р21/00. Способ получения биомассы микроорганизмов / А.Ю. Винаров, Т.Н. Максимова, Т.В. Ипатова и др. // Открытия. Изобрет. 1997. № 29. С. 308.

110. Пат. 2092560 Россия, МКИ6 С12 Р 21/00, С12 N 1/38. Способ получения биомассы / Т.Н. Максимова, А.Ю. Винаров, Т.В. Ипатова и др. // Открытия. Изобрет. 1997. № 28 (II). С. 288.

111. Пат. 2073711 Россия, МКИ6 С12 N 1/18, 1/16. Способ выращивания хлебопекарных дрожжей на творожной молочной сыворотке / Ю.П. Ви-нецкий, C.B. Беневоленский, И.В. Николаев и др. // Открытия. Изобрет. 1997. №5. С. 201.

112. Пат. 2089609 Россия, МКИ6 С12 N 1/20. Питательная среда для выращивания микроорганизмов / А.П. Шепелин, И.И. Марчихина, Т.И Бабаева, и др. // Открытия. Изобрет. 1997. № 25. С. 268.

113. Пат. 2103352 Россия, МКИ6 С12 N 1/18. Способ получения хлебопекарных биоселеновых дрожжей / П.А. Золотов, В.А. Тутельян, В.А. Кня-жев и др. // Открытия. Изобрет. 1998. № 3. С. 246.

114. Пат. 2108381 Россия, МКИ6 С12 N 1/20, С12 Q 1/04. Основа питательной среды для культивирования микроорганизмов / В.И. Сушко (UA), И.И. Школьник (UA), В.В. Щеткин (UA) // Открытия. Изобрет. 1998. № 18. С. 79.

115. Пат. 2104302 Россия, МКИ6 С12 N 1/18. Способ получения хлебопекарных дрожжей / Т.В. Тулякова, А.Ф. Джафаров, Е.П. Исакова и др. // Открытия. Изобрет. 1998 а. № 4 (II). С. 304.

116. Пат. 2113470 Россия, МКИ6 С12 N 1/18. Способ получения хлебопекарных дрожжей / Е.Н. Батурина, В.Н. Батурин, А.А. Усков и др. // Открытия. Изобрет. 1998. № 17 (II). С 265.

117. Пат. 2112806 Россия, МКИ6С12 Р21/00, С12 N 1/14, 1/16, 9/28. Способ получения биомассы микроорганизмов / А.Ю. Винаров, Г.Н. Максимова, А.Н. Протасов и др. // Открытия. Изобрет. 1998. № 16 (II). С. 337.

118. Пат. 2119952 Россия, МКИ6 С12 N 1/18, 1/16, А61 К35/72, 33/18. Способ производства дрожжей / Т.В. Тулякова, Ш.А. Джафаров, А.В. Куликов и др. // Открытия. Изобрет. 1998 б. № 28 (II). С. 276.

119. Пат. 2103347 Россия, МКИ6 С12 N 1/16. Способ производства хлебопекарных дрожжей / Т.В. Тулякова, Т.В. Ермакова, А.В. Пасхин и др. // Открытия. Изобрет. 1998 в. № 3 (II). С. 245.

120. Пат. 2127756 Россия, МКИ6 С12 N 1/18, 1/16, С12 Р 39/00. Способ получения хлебопекарных дрожжей / В.Б. Грицкевич, Р.Д. Поландова, Т.Г. Богатырева и др. // Открытия. Изобрет. 1999 а. № 8 (II). С. 392.

121. Пат. 2128702 Россия, МКИ6 С12 N 1/16. Способ получения пищевых дрожжей рода сахаромицетов / B.C. Орлова, Е.В. Орлова, JI.A. Уваров и др. // Открытия. Изобрет. 1999. № 10 (II). С. 416.

122. Пат. 2135580 Россия, МКИ6 С12 N 1/16, 1/18. Способ получения прессованных дрожжей, обогащенных р каротином (провитамином А) / В.Б. Грицвекич, Р.Д. Поландова, Т.Г. Богатырева и др. // Открытия. Изобрет. 1999 б. № 24 (II). С. 354.

123. Пат. 2133271 Россия, МКИ6 С12 N 1/18. Способ производства хлебопекарных дрожжей / Г.А. Кесоян, Н.Д. Доброскокина, Т.В. Тулякова // Открытия. Изобрет. 1999. № 20 (II). С. 407.

124. Печуркин Н.С., Попова Л.Ю., Тушкова Г.И. и др. Изучение условий роста и развития смешанной культуры дрожжей на субстратах бурого угля //Биотехнология. 1990. № 5. С. 40-43.

125. Печюлис Ю.П., Тимукене Г.И., Жутаутас А.-А.П. Аминокислотный состав кормовых дрожжей, выращенных на древесном гидролизате с различным содержанием азота, фосфора и калия // Прикладная биохимия и микробиология. 1978. Т. 14, Вып.1. С. 54-59.

126. Пискалев В.П., Михайлов А.П., Кочетков С.К. Использование полевых остатков табака в производстве белковых кормовых дрожжей // Технические культуры: селекция, технология, переработка. М.: 1991. С. 173-178.

127. Плешков Б.П. Биохимия сельскохозяйственных растений. М.: Колос, 1980. 495 с.

128. Протасова H.A. Микроэлементы: биологическая роль, распределение в почвах, влияние на распространение заболевания человека и животных // Соросовский образоват. журн. 1998. № 12. С. 32-37.

129. Рейтел Ф. Белки микроорганизмов // Молекулярная микробиология. 1977. С. 113-114.

130. Решетник O.A., Ежкова Г.О., Каневская Е.Г. и др. Регуляция антиок-сидантом роста, состава и физико-химических характеристик липидов S. cerevisiae // ДАН (Россия). 1996. 346. № 5. С. 705-707.

131. Руденок А.Н., Конев C.B. О влиянии моно- и дивалентных катионов на термоустойчивость дрожжевых клеток: Микроорганизмы продуценты биологически активных веществ. Минск: Наука и техника, 1973. С. 168-172.

132. Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши. Л.: Гидрометеоиздат. 1977. 152 с.

133. Руководство к практическим занятиям по микробиологии. М.: Изд-во МГУ. 1983.209 с.

134. Сахарова З.В., Шафоростова Л.Ф., Кочетков Г.А. Содержание металлов в клетках Bacillus Megaterium при различных условиях культивирования // Микробиология. 1978. Т. 47. Вып. 1. С. 61.

135. Семихатова Н.М., Чулина Е.П., Ожегова Е.И., Кочкина И.Б. Технология производства сушеных дрожжей. М.: Пищевая пром-сть. 1976. 125 с.

136. Сердюк О.П., Смолыгина Л.Д., Иванова Е.П. и др. Фитогормональная активность гуминовых кислот, выделенных из почвы и компоста // ДАН. 1999. Т. 365. Вып.З. С. 430-432.

137. Сидорова М.В., Кочеткова A.A., Заправдина О.П. и др. Получение питательной среды на основе торфа для продуцента кормового микробного протеина / Московский технол. ин-т. М., 1990. 7 с. Деп. В ЦНИИ ТЭИ х/п 29.12.90. № 1212-ХБ90.

138. Степченко А.Г. Производство микробного белка и современные источники минерального питания при выращивании дрожжей // Химическая промышленность. 1995. № 2. С. 96-98.

139. Стрелков В.М., Гайтилис Ю.П., Шмит У.Я. Стимулирующее влияние продуктов механохимической деструкции гуминовых веществ торфа на рост кормовых дрожжей // Биологические науки. 1991. № 10. С. 81-86.

140. Ступникова Т.В., Дегопа H.H., Зубкова Ю.Н. Использование взаимодействия гуматов с катионами тяжелых металлов при очистке промышленных сточных вод // Биологические науки. 1991. № 10. С. 118-123.

141. Тагер A.A. Физикохимия полимеров. М.: Химия, 1978. С. 492-518.

142. Тимашов Н.Д. Современные представления о роли микроэлементов в жизнедеятельности растительного организма // Микроэлементы растений: Сб.науч.тр. Киев: Наук.думка, 1984. С. 20.

143. Трошин A.C. Распределение веществ между клеткой и средой. JL: Наука, 1985. 192 с.

144. Тумалаев Н.П. Биотехнологические аспекты безотходного использования геотермальных ресурсов // Тез.докл.науч.сессии Даг. филиала АН СССР. Махачкала, 22-24 апреля, 1985. Махачкала, 1985. С. 145.

145. Филиппов П.П. Как внешние сигналы передаются внутрь клетки // Со-росовский образоват. журн. 1998. № 3. С. 28.

146. Хабарова Е.И., Пшеничникова А.Б., Швец В.И. Основные аспекты экологической безопасности биотехнологических производств // Биотехнология. 1997. №4. С. 31-39.

147. Харлампиди Х.Э. Проблемы сырья в обстановке истощения природных ресурсов // Соросовский образоват. журн. 1999. № 1. С. 41-46.

148. Христева JI.A. О природе действия физиологически активных форм гуминовых кислот и других стимуляторов роста растений // Гуминовые удобрения. Теория и практика их применения. Т. 3. Киев, 1968. С. 13-27.

149. Христова И., Желев С. Культивирование дрожжей на сточных водах //Хранит, пром. 1995. 44. № 4. С. 17-19.

150. Хрычева А.И. Роль макро- и микроэлементов в обмене веществ у дрожжей. М.: Сер. Дрож.пром-сть. Обзорная инф. ЦНИИИ и ТЭИПП. 1976. -С. 16.

151. Чеботарев JI.H., Нуштаева Г.И. Стимуляторы роста S. carlsbergensis в присутствии мелкодисперсного металлического железа // Микробиология. 1990. Т. 59. Вып. 1.С. 32-34.

152. Шапиро М.М. Основные направления природоохранной деятельности микробиологической отрасли промышленности // Биотехнология. 1988. Т. 4. №2. С. 254-261.

153. Швец В.М., Кирюхин В.К. Содержание и основные задачи развития органической гидрогеохимии // Исследования в области органической гидрогеохимии нефтегазоносных бассейнов. М.: Наука, 1982. С. 10-12.

154. Шкидченко А.Н. Динамика содержания белка и свободных внутриклеточных аминокислот у дрожжей Candida utilis при различных способах культивирования // Изв. АН СССР. Сер. биол. 1977. № 4. С. 45-47.

155. Школьник М.Я. Микроэлементы в жизни растений. Л.: Наука, 1974. 324 с.

156. Якубке Х.-Д., Ешкайт X. Аминокислоты, пептиды, белки : пер. с нем. М.: Мир, 1985.-456 с.

157. Abramow Sh.A., Efendieva D.A. and Kotenko S.Ts. Effect of the growth medium on the protein content of the yeast Saccharomyces cerevisiae // Appl. Biochemistry and Microbiology. 1994 6. Vol. 30, № 2. P. 225-227.

158. Abramow Sh.A., Kotenko S.Ts., Efendieva D.A., Khalilova E.A., Islamma-gomedova E.A., and Daunova S.M. A new nutrient medium for growing yeast // Appl. Biochemistry and Microbiology. 1995. Vol.31, № 2. P. 200-201.

159. Blackwell K.I., Singleton J., Tobin I.M. Metal cation uptake by yeast: A review // Appl. Microbiol.and Biotechnol. 1995. Vol. 43, № 4. P. 579-584.

160. Brown, C.M., Stanley S.O. Environment -mediated Changes in the Cellular Content of the "Pool" Constituents and their Associated Changes in Cell Physiology // J.appl. Chem. Biotechnol. 1972. Vol. 22. № 3. P. 363-389.

161. Crowe Zois M., Reid David S., Crowe John H. Is trehalose special for preserving dry biomaterials? // Biophis. J. 1996. Vol. 71, № 4. P. 2087-2093.

162. Enweta C. Effects of the tupe of yeasts on biomass production // Microbiol., Technol. Lebensm. 1992. Vol. 14, № 5.6. P. 183-186.

163. Jesta J.S., Swarna C.V., Reddy T.K. Pod extract of Samansa saman (Jacg.) Merr.as.a substrate for fodder yeast production // Biol. Wastes. 1990. Vol. 32, №4. P. 309-313.

164. Jwanny E.W., Jaatar K.M., Rashad M.M., Sayed N.K., Moharib S.A. Production and evaluation of a yeast utilizing an industrial waste // Biol. Wastes. 1990. Vol. 34. №4. P. 313-321.

165. Kuiters A.T., Mulder W. Gel permeation chromatography and Cu binding of water-soluble organic substances from litter and humus layers of forest soil // Geoderma. 1992. Vol.52. P.l-5.

166. Lowry O.H., Rosenbrongh N.T., Farr A.L. et al. Protein measurement with the Folin phenol reagent // T. Bid. Chem. 1951. Vol.193, № 1. P. 265.

167. Marley N.A., Caffney I.S., Orlandini K.A., Cunninham M.M. Evidence for radionuclide transport and mobilization in a shallow, sandy agyifer // Environ. Sei. Technol. 1993. Vol. 27. P. 2456-2460.

168. Martinez Force Enrigue, Benitez Tahia / Effects of varying media, tem-peratyre, and growth rates on the in teracellular. Concentrations of yeast amino acids // Biotechnol. Progr. 1995. Vol. 11. № 4. P. 386-392.

169. Miyamoto Takahisa, Kawabata Ko-ichi, Honjoh Ken-ichi. Effects of trehalose on freeze tolerance of Beker's yeast // J. Fac. Agr. 1996. Vol. 41. № 1-2. P. 105-112.

170. Neuzil Eugene. Les oligoelements chez s'animal : De i'atomistigye a la physiologie // C.r. Acad. agr. Fr. 1990. Vol. 76, № 2. P. 61-78. рез.на англ.

171. Olama Z.A., Shaban N.Z., Temsah S.a. Lipid and protein production by Candida guilier mondii strain 1 grown on the solar fraction of crude oil // Microbiol. 1990. Vol. 64. № 259 P. 103-109.

172. Pardee A.B. Multiple Molecular Levels of Cell Cycle Regylation // J. Cell. Biochem. 1994. Vol. 54. P. 375-378.

173. Stephen M. Trent, Worsham Z.M.S., Erust-Forberg M.Zou. Roll of lon-served His, Ser. and Cys Residues in Enzymatil activity us Probed by Chemical modification and Site-Directed mutagenesis // Biochemistry. 1999. Vol. 38. № 11. P. 3433-3440.

174. Spackman D., Stein W., Moore S. Automatic Recording apparatus for use the chromotography of amino acid // Anal. Chem. 1958. Vol. 30. P. 1190-1205.

175. Volesky В., May-Philips H.A. Biosorption of heavy metals by Saccharomy-ces cerevisiae // Appl. Microbiol, and Biotechnol. 1995. Vol. 42, № 5. P. 797-806. ,

176. Watanabe K., Nagai S. // Когай то тайсаку = J. Environ. Rollut. Contr. 1990. Vol. 26. P. 329-334.

177. Williams Robert J.P. The mineral elements in homoeostatis and morphogenesis // Biochem. Sos. Trans. 1990. № 18. P. 689-705.

178. Zezzu M. Differential Yenl., Activation in isolated Chromosones // Internat. Rev. Cytology/ 1970. № 29. P. 127-168.1. Утверждаю"

179. Диреш'о^^^^^ь^ййрго хлебозавода №21. Сулебанов А. А.1999 г.1. Актиспытания сушеных дрожжей, полученных в результате использования в технологическом процессе геотермальной водынефенольного класса

Информация о работе

Халилова, Эсланда Абдурахмановна
кандидата биологических наук
Махачкала, 2000
ВАК 11.00.11

Диссертация

Геотермальная вода как новый источник питания в биотехнологии сушеных дрожжей - тема диссертации по географии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы