Введение к работе
. - і .
"^Актуальность темы. Одним'из основных продуктов питания во многих странах является хлеб. В процессе его приготовления ведущая роль в формировании качества принадлежит дрожжам -Jacotar-orayces селе-vls/ ае. Эти дрожжи не способны расщеплять крахмал муки до лег-
. ко сбраживаемого субстрата - глюкозы из-за отсутствия генетической системы синтеза амилолитических ферментов. В связи с этим, в хлебопекарной промышленности проводят этап предварительного осахаривания крахмала муки солодом или коммерчески..!!? препаратами амилолитических ферментов. Однако эти добавки не обеспечивают ЮО^-ноГо гидролиза крахмала, могут явиться факторами загрязнения конечного пищевого продукта из-за своей химической неоднородности и их применение приводит к удорожанию технологии.
В' начале XX века для производства хлебопекарных дрож.-.ей дорогое зерновое сырье было заменено отходом свеклосахарного производства - мелассой. Однако дрожжи, выращенные на мелассной среде, обладают «6-фруктофуранозидазной активностью [EG 3.2.І.26І и имеют низкий уровень мальтазной [ЕС 3.2.I.20J активности. Переключение на сбраживание мальтозы происходит крайне медленно, что иногда приводит к запаздыванию поднятия теста. Кроме того, не всякая меласса пригодна для производства дролжей'. В результате совершенствования процесса экстракции сахара из сахарной свеклы и под влиянием используемых, в сельском хозяйстве удобрений доброкачественность мелассы стала з последнее Бремя резко снижаться.
В связи с этим, валное значение имеет получение генетическим! методами штаммов пекарских дрокяей, обладающих способность*. к активному сбра-кисанню крахмала, что позволит, с одной стороны, нзбе.ъать дополнительного процесса осахарпвэния и, с другой стороны, осуществлять производство этих дгохтей на крахмалсодер-жащей среде, исключив мелассу.
Цель и задачи исследования. Работа посзязе.ча получен:;» промышленных -таимо? пекарских дрелей, обладающих способностью к активному сбра."йі.па-іП крахмала; разработке для полученных птпммор такого состава ррг.х^злсодерллщеЯ cpejr-J, который бы обеспечил хорошие пекарские качества црс'.-куоп.
.-4-
Для достижения поставленной цели работа проводилась в следующих направлениях:
проверка полученных генетическими методами лабораторных штаммов глюкоамилазных дрожжей (синтезирующих ^(-глюкоамилазу \_ЕС 3.2.1.3/] ) и контрольных промышленных штаммов пекарских дрожжей с целью отбора наиболее активных;
получение новых штаммов пекарских дрожжей, обладающих способностью к синтезу и секреции глюкоамилазы на основе промышленного штамма № 408 с высокими производственными показателями;
оптимизация состава питательной среды для культивирования полученных штаммов;
получение вариантов штаммов пекарских дрожжей с генами других амилолитических ферментов методами генной инженерии.
Научная новизна. Получены новые штаммы пекарских дрожжей, обладающие глюкоамилазной активностью. Штаммы получали методами гибридизации и тетрадного анализа. Для полученных штаммов появилась возможность замены традиционной среды для культивирования дрожжей - мелассного сусла - на крахмалеодержащую среду. Установлено, что концентрация крахмала в такой среде не должна превышать 2,(. Разработано 2 состава сред для культивирования глюкоамилазных дрожжей: среда, содержащая крахмал и добавку мелассы как активатора необходимых для хлебопечения ферментных систем; среда, содержащая крахмал и кукурузный экстракт в качестве источника азота и ростовых факторов. Биомасса, выращенная не обеих средах, обладала хорошими пекарскими качествами.
Экспериментально установлено, что путем введения дополнительных плазмидных генов в штаммы глюкоамилазных дрожжей можно повысить утилизацию крахмала и, соответственно, увеличить съем биомассы при увеличении концентрации крахмала. Получены варианты штаммов с измененным промотором гена глюкоамилазы и дополнительным геном -амилазы [ЕС 3.2.1.1.] . Получение таких генно-инженерных штаммов позволит повысить концентрацию крахмала в разработанной среде.
Практическая ценность. Новые хлебопекарные дрожжи, обладающие способностью к синтезу и секреции амилолитических ферментов,
- О -
особенно эффективно применять при ускоренных технологиях хлебопечения, переработке муки с пониженными хлебопекарными свойствами и при этом получать хлеб повышенного качества: увеличенного удельного объема, пористости, с улучшенными структурно-механическими свойствами мякина.
Для производства этих дрожжей можно использовать среды, содержащие отходы картофелеперерабатыващего производства в качестве источника углерода взамен традиционной мелассной.
Апробация работы. Основные результаты исследований были доложены на заседании кафедры "Биотехнология и экологическая безопасность производств" (ноябрь 1991 г.).
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 150 страницах машинописного текста, содержит 47 таблиц и 4 рисунка. Работа состоит из следующих разделов: введения, обзора литературы, экспериментальной части, экономической части, выводов. Список литературы включает 136 публикаций, в том числе 53 зарубежных.