Диссертация (1091617), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Первоначально данный вид был изолирован из гипер-солевыхсред, таких как морская вода и концентрированные рассолы. Эти дрожжинаиболее часто встречаются в традиционных сырах и колбасах, и вносятопределенный вклад в специфику ароматов этих продуктов [45-46].Применение в сыроварении основано наприсутствиисоли,принизкихих способности расти втемпературахиметаболизироватьмолочную и лимонную кислоты.Кроме того, дрожжи Debaryomyces hansenii могут встречаться и вдругих продуктах, таких как мясо, вино, пиво, сычужный фермент, табак,лосось, фрукты, а также в продуктах с высоким содержанием сахара.Дрожжи D. hansenii способны расти в присутствии 10% NaCl или5% глюкозы.
Осмотолерантность штамма дрожжей Debaryomyces hansenii41основана на способностинакапливать ион натрия при высокихконцентрациях, даже при наличии низкой концентрации ионов калия [47].Кроме того, в условияхнизкой концентрации ионов калия, как частовстречается в природе, наличие ионов натрия значительно улучшает рост изащищает штамм от дополнительных стрессовых факторов, таких каквысокая температура и рН [48]. По этой характеристике дрожжиDebaryomyces hansenii в настоящее время относят к галофильным.Высокая крио-и осмотолератность дрожжей Debaryomyces hanseniiочень выгодна с биотехнологической точки зрения, так как позволяетосуществлятьквази-нестерильныеосмотическомдавлении,продукции.Этотбиотехнологическихвидкоторыедрожжейотрасляхпроизводстварезкоснижаютимеетогромныйпривысокомсебестоимостьпотенциалагропромышленноговкомплекса.Своеобразное поведение этого вида в соленых средах подчеркивает то, чтодрожжи Debaryomyces hansenii являются генетически и биохимическиинтересными для различных биотехнологических производств.Таблица 6.
Субстратная специфичность дрожжей DebaryomyceshanseniiОкисляемые субстратыГлюкозаГалактозаL-сорбозаСахарозаМальтозаЦеллобиозаТрегалозаЛактозаМелобиозаРаффинозаИнулинРастворимый крахмалD-ксилозаL-арабинозаD-арабинозаD-рибозаL-рамнозаОтвет++v++++vv+vv+w/+vvvОкисляемые субстратыD-глюкозаминN-Ацетил-D-глюкозаминМетанолЭтанолГлицеринЭритритРибитолГалактитD-маннитD-сорбитметил-D-глюкозидСалицинD-глюконатDL-лактатСукцинатЦитратГексадеканОтветvvw/++v+v+w/++w/+w/+v+vv+ Позитивный; W слабый, v переменный, - отрицательный.42Как видно из таблицы6 они окисляют широкий спектрорганических веществ [49].
В отличие от других дрожжей, используемых вбиотехнологических целях, таких как Candida albicans, Ogataea angusta(ранее Hansenula polymorpha) или Ogataea pastoris, D.hansenii окисляют налканы [50] и усваивают мелобиозу, раффинозу и растворимый крахмал.Дрожжи Debaryomyces hansenii имеют высокую устойчивость кхемострессам, т.е.
высокие концентрации многих субстратов могут бытьиспользованы для выращивания этих дрожжей. В отсутствии кислороданаблюдается слабый рост дрожжей, а в присутствии глюкозы D. hanseniiможет CO-метаболически окислять нафталин и бензпирен [51].Таблица 7 . Брожение дрожжей Debaryomyces hanseniiФерментацияГлюкозаГалактозаСахарозаМальтозаЛактозаРаффинозаТрегалозыответw/w/w/w/w/w/-W слабый, - отрицательныйБрожение глюкозы, галактозы, сахарозы, мальтозы, раффинозы итрегалозы у D. hansenii слабо выражено, а ферментации лактозы вообщене наблюдается (таблица 7).
Это связано со слабым ростом в анаэробныхусловиях.Некоторые виды микроорганизмов, в том числе D. hansenii,производяти накапливают большое количество липидов. Способность накапливатьлипиды характерна для 30 из 600 видов дрожжей [52]. К масляничнымдрожжам относят те дрожжи у которых содержание масла более 20-25% отих биомассы.
Дрожжей D .hansenii содержат 67% нейтральных липидов и33% фосфолипидов. Нейтральные липиды, которые присутствуют видемикрокапель, почти полностью состоят из триглицеридов. Соотношениелипидов: олеиновая (18:1) > пальмитиновая (16:0) > линолевая (18:2) =43стеариновая кислота (18:0) [53].
Некоторые изменения соотношенийпроисходят между различными штаммами дрожжей. В клетках также былиобнаружены насыщенные углеводороды содержащие от 16 до 39 атомовуглерода. Углеводород состава C22 является наиболее распространенными.При выращивании дрожжей при высоких концентрациях NaCl составжирных кислот фосфолипидов изменяется незначительно. Дрожжи необладают редкими жирными кислотами, которые могли бы иметькоммерческий интерес.В настоящее время проводится множество исследований в областибиохимии дрожжей Debaryomyces hansenii. Изучается структура иорганизация митохондриальной дыхательной цепи данных дрожжей.Разветвленная дыхательная цепь в митохондриях у галотолерантныхдрожжей Debaryomyces hansenii содержит классические комплексы I, II, IIIиIV,атакженечувствительныекцианидуАМФ-зависимыеальтернативные оксидоредуктазы: альтернативная НАДН-дегидрогеназа имитохондриальная изоформа фосфоглицериндегидрогеназы [54].1.3.1.1 Строение дрожжей Debaryomyces hanseniiDebaryomyces hansenii является сумчатыми дрожжами.
При росте нажидкой среде Yeast extract-Malt (YM) (дрожжевой экстракт, плесневыйэкстракт): на третий день при температуре 25°Склетки имеютсфероидальную или слегка овальную форму с размерами (2-7.2) х (2.2-8.6)мкм. Могут быть одиночными, в парах или коротких цепочках [49].44Рисунок 6. D. hansenii var. hansenii JCM 2093. Сумки с однойаскоспорой. Ростна агаризованной среде в течение месяца притемпературе 20 °C. Размер: 5 мкм.РостнатвердойсредеYM-агар:черезмесяцнаблюдаетсяполоса культуры от серовато-белого до желтоватого цвета, мягкие,блестящие, гладкие или частично шероховатые.
Наличие большогоколичества спор дает коричневое окрашивание.Рисунок 7. Debaryomyces hansenii H158 сумки с одной аскоспорой.Рост на Yeast Extract Peptone Dextrose (YEPD) агаре при 30 ◦С через 6недель. Увеличение 1125 раз. Размер 2,5 мкм.Вид дрожжей Debaryomyces hansenii относится к сахаромицетам иподразделяется на два подвида, D. hansenii var. hansenii и D. hansenii var.fabryi. Последняя разновидность встречается редко и мало изучена. Этидва подвида проявляют заметные различия в оптимуме температуры роста.Максимальная температура роста D. hansenii var. fabryi составляет 36 - 3945°C, в то время как D.
hansenii var. hansenii могут расти при температуре до35 ° C.Оптимальная температура роста Debaryomyces hansenii составляет от20 до 25 °C.Сообщалось, что рост дрожжей возможен и при низкихтемпературах (между 5 °C и 10 °С и даже ниже 0 °C) [55]. При температуре10 °C дрожжи способны к росту при рН 4.0 - 7.0.Debaryomyces hansenii являются гаплоидными дрожжами, ониразмножаютсявегетативномногостороннимпочкованием.Половоеразмножение происходит очень редко, и возможно за счет гетерогамногосопряжения.1.3.1.2 Влияние солености среды на дрожжи D.
hanseniiВысокая внутренняя концентрация ионов Na+ (или его аналогаLi+), как правило, токсична для клеток. С другой стороны,необходимыдлямногихфизиологическихфункций,ионы K+,такихкакрегулирование объема клеток, внутриклеточного рН, для синтеза белка,для активации ферментов и этот катион накапливается в клетках вдовольно высокой концентрации. Дрожжи D.
hansenii при выращивании вприсутствии NaCl, накапливают высокие концентрации Na+ внутри клетки.При помещении в среду ионов К+ или Rb+, дрожжи быстро отдают ионыNa+ для поддержания высокой концентрации К+ внутри клетки.Поглощение ионов Rb+ стимулируется наличием NaCl в среде [47].Дрожжи Debaryomyces hansenii хорошо растут при концентрацииNaClдо 1 М (6%). А вот LiCl имеет угнетающеевлияние, хотя иотносительно слабое [56].
Эти результаты подчеркивают, что для D.hansenii LiCl гораздо более токсичен, чем NaCl и следовательно, для этихсолей реализуются различные механизмы сопротивления.В работе [57]описано несколько механизмов противодействия стрессу в связи сизменением осмомолярности окружающей среды.46Для того чтобы понять устойчивость дрожжей Debaryomyces hanseniiк высоким концентрациям солей на молекулярном уровне, данныеорганизмы были помещены в среду с низкой концентрацией ионов калия.Этопривелокнарушениюмногихметаболическихпроцессов:ингибированию синтеза некоторых аминокислот, начальной стадиигликолиза и цикла Кребса, но в то же время к неконтролируемойэкспрессии генов, ответственных за стресс-метаболизм, разложение белкови синтез стеринов [58].Недавно в дрожжах Debaryomyces hansenii была идентифицированаалкил-редуктаза, способная конвертировать гидроперекиси липидов внетоксичныеспирты.Былоустановлено,чтоонаиграетмногофункциональную роль в адаптации дрожжей к минерализации [59].В работе [60] исследован состав липидов плазматических мембран иее текучесть у D.
hansenii при различных значениях рН и концентрациисолей. Рост при низком рН и высоких концентрациях NaCl вызываетувеличение содержания стеринов по отношению к фосфолипидам иуменьшение количества ненасыщенных жирных кислот, что сказываетсяна снижении текучести мембраны.1.3.1.3 Применение дрожжей D. hanseniiДрожжипотенциалвD. hansenii имеют огромный биотехнологическийагропромышленнойинастоящее время они используютсяпищевойпромышленности.Вв сыроварении и производствеколбасы [45].
Огромное значение имеют следующие свойства родаDebaryomyces:галотолерантность,способностьрастипринизкойтемпературе и низкой активности воды (Aw), способность производитьпротеолитическиеилиполитическиеферменты[61],способностьподавлять прорастание нежелательных микроорганизмов в сырномрассоле, таких как Clostridium butyricum и Сlostridium tyrobutyricum.Использование дрожжей D.
hansenii в процессах созревания сыра связанос тем, что они выделяют летучие соединения серы [46]. В работе [62]47описанагалактозы,способность D. hansenii усваивать лактат, цитрат лактозы ичто делает этот штамм дрожжей основным компонентомзакваски для производства сыра. Его способность использовать ацетат вкачестве единственного источника углерода, окислять (но не сбраживать)лактозу и усваивать глюкозу во время брожения также очень важны длясыропроизводства.Во время роста на молоке, D. hansenii синтезируют небольшоеколичество свободных аминокислот (в основном глутаминовую кислоту,глицин, аргинин, пролин и аланин) и свободные жирные кислоты [51].Кроме того, дрожжи метаболизируют малое количество янтарной кислоты,этанола (< 5 г/л) и молочной кислоты в поверхностном слое присозревании датского сыра.Применение дрожжей рода Debaryomyces в производстве мясныхпродуктов известно в течение длительного времени.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
