Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 9
1.1. Характеристика основного сырья спиртового производства 9
1.1.1. Агропромышленные аспекты производства зерна ржи 9
1.1.2. Особенности биохимического состава зерна ржи 10
1.1.3. Амилолитические и протеолитические ферменты зерна ржи 13
1.2. Ферментные препараты, используемые в техиологии спиртового производства 20
1,2.1. Протеолитические ферментные препараты 21
1.3. Способы подготовки крахмалосодержащего сырья к сбраживанию 24
1.3.1. Режимы механико-ферментативной обработки сырья. 25
1.4. Современные подходы к оптимизации процесса сбраживания сусла 34
1.4.1. Характеристика спиртовых дрожжей, применяемых в спиртовом производстве. 34
1.4.2. Факторы, влияющие на образование примесей при брожении. 37
1.4.3. Механизмы образования побочных продуктов 38
1.4.4. Белковые соединения, определяющие пенообразование в технологиибродильных производств 45
2. Экспериментальная часть 47
2.1. Методы исследования 47
2.1.1. Определение физических и химических показателей зерна ржи 47
2.1.2. Определение водорастворимого белка по методу Лоури 47
2.1.3. Определение фракционного состава белков 49
2.1.4. Определение активности протеаз модифицированным методом Ансона 49
2.1.5. Фракционирование белков методом гель-хроматографии 50
2.1.6. Ионообменная хроматография белков 53
2.1.7. Изоэлектрическое фокусирование белков 54
2.1.8. Определение аминного азота методом формольного титрования 54
2.1.9. Определение активной и титруемой кислотности 55
2.1.10. Определение аминокислотного состава с помощью аминокислотного анализатора 56
2.1.11. Определение побочных продуктов брожения методом газовой хроматографии 56
2.1.12. Определение концентрации спирта и действительного экстракта в зрелой бражке 57
2.2. Характеристика исследуемого образца ржи по физическим и химическим показателям 58
2.3. Характеристика белково-протеииазного комплекса зерна ржи 59
2.3.1. Фракционный состав белков ржи 59
2.3.2. Характеристика протеолитических ферментов исследуемого образца зерна ржи 60
2.3.3. Выделение и очистка нейтральных протеаз зерна ржи 62
2.3.4. Характеристика очищенного препарата нейтральных протеаз зерна ржи 68
2.3.5. Действие нейтральных протеаз ржи на собственные белки 69
2.4. Характеристика микробных ферментных препаратов протеолнтического действия 70
2.4.1. Характеристика ферментных препаратов протеаз бактериального происхождения 71
2.4.2. Характеристика ферментных препаратов протеаз грибного происхождения 74
2.5. Разработка общей процессуальной схемы получения осахаренного сусла 77
2.6. Фракционирование белков осахаренного сусла методом гель-хроматографии 79
2.6.1. Характеристика продуктов протеолиза белков сусла, под действием эндогенных протеаз 79
2.6.2. Характеристика продуктов протеолиза белков осахаренного сусла, полученного с использованием препаратов бактериальных протеаз 83
2.6.3. Характеристика продуктов протеолиза белков осахаренного сусла, полученного с использованием препаратов грибных протеаз 86
2.7. Влияние микробных ферментных препаратов протеаз на показатели качества ржаного сусла 90
2.7.1. Показатели качества ржаного сусла 90
2.7.2. Динамика изменения показателей качества ржаного сусла 94
2.7.3, Аминокислотный состав свободных аминокислот и пептидов осахаренного ржаного сусла . 100
2.8. Исследование стадии сбраживания ржаного сусла, полученного с использованием микробных протеаз 103
2.8.1. Изучение динамики выделения диоксида углерода при сбраживании сусла, полученного с использованием бактериальных протеаз 104
2.8.2. Изучение динамики выделения диоксида углерода при сбраживании сусла, полученного с использованием грибных протеаз
2.8.3. Анализ зрелой бражки по содержанию этилового спирта. 117
2.8.4. Анализ зрелой бражки по содержанию летучих веществ 120
Выводы 129
Литература 132
- Особенности биохимического состава зерна ржи
- Механизмы образования побочных продуктов
- Выделение и очистка нейтральных протеаз зерна ржи
- Аминокислотный состав свободных аминокислот и пептидов осахаренного ржаного сусла
Введение к работе
Актуальность темы
Перед спиртовой отраслью на современном этапе стоят непростые задачи по совершенствованию производства - по сокращению теплоэнергетических затрат, более эффективному использованию сырья, увеличению выхода и повышению качества готовой продукции.
Для их решения отечественными и зарубежными специалистами предлагаются различные схемы переработки зерна, в основу которых положены низкотемпературные режимы воздействия на крахмалсодержащее сырье с использованием ферментных препаратов, основными из которых являются препараты амилолитического спектра действия.
Вместе с тем, в последнее время заметно возрос интерес к исследованиям, посвященным ферментным препаратам, гидролизующим другие биополимеры зерна (некрахмальные полисахариды и белки). Белкам и продуктам протеолиза в спиртовом производстве отводится особая роль, поскольку они выполняют множество разнообразных функций и оказывают существенное влияние, как на протекание технологического процесса, так и на выход и качество готового продукта.
Среди микробных протеаз отечественного и зарубежного производства
лишь некоторые достаточно хорошо изучены с позиции состава, входящих в
препарат отдельных ферментов и их действия на стандартный субстрат.
Однако, имеющихся в литературе сведений по применению микробных
препаратов протеолитического действия недостаточно, чтобы с научной
точки зрения прогнозировать эффективность их использования в контексте —
сырье, режим получения осахаренного сусла, специфика метаболизма
определенных рас спиртовых дрожжей.
» Рожь, наряду с пшеницей, является основным сырьем,
перерабатываемым на этиловый спирт. Она из-за проблем получения в ряде случаев вязких технологических сред относится к трудно перерабатываемому
сырью. Вместе с тем, рожь имеет, по сравнению с пшеницей такие особенности биохимического состава, в частности активные собственные амилазы и протеазы, которые при определенных условиях можно рассматривать как позитивные.
Однако, существующие технологические режимы механико-ферментативных схем переработки сырья, внедренные на отечественных спиртовых заводах, в должной степени не используют данный факт. Также необходимо учитывать, что при переводе процесса на низкотемпературные режимы подготовки зерна часто возникает проблема повышенного пенообразования при сбраживании сусла. Причина данного явления до конца не выявлена, что ограничивает применение технических приемов к ее устранению.
Все выше изложенное свидетельствует о том, что исследования,
посвященные разработке научно-практических основ энерго- и
- ресурсосберегающей технологии производства этанола из зерна ржи,
базирующиеся на изучении белкового комплекса сырья и изменений, происходящих в нем под действием эндогенных протеаз и используемых ферментных препаратов микробного происхождения, являются несомненно актуальными и перспективными.
Цель и задачи исследования
Целью данной работы является исследование биотехнологических процессов деструкции белков зерна ржи под действием эндогенных и микробных протеаз и установление их роли в процессе получения и сбраживания ржаного сусла.
В соответствии с поставленной целью были определены следующие
задачи:
і - охарактеризовать белково-протеиназный комплекс фуражного зерна
ржи, используемого в технологии этанола;
изучить действие ферментных препаратов протеаз бактериального и грибного происхождения на стандартном и зерновом субстрате;
разработать общую процессуальную схему получения осахаренного сусла, с применением микробных ферментных препаратов протеолитического действия;
изучить фракционный состав белков осахаренного сусла методом гель-хроматографии;
исследовать влияние микробных ферментных препаратов на показатели качества ржаного сусла;
исследовать стадию сбраживания ржаного сусла, полученного с
использованием препаратов микробных протеаз.
Научная новизна
Впервые проведено комплексное исследование белкового комплекса сырья спиртового производства и выявлена роль эндогенных и микробных протеаз в технологии этанола из зерна ржи.
Изучены особенности действия ферментных препаратов протеаз бактериального и грибного происхождения на белки зернового сырья.
С помощью метода гель-хроматографии изучен фракционный состав продуктов протеолиза белков осахаренного сусла. Выявлена связь избыточного пенообразования на стадии сбраживания ржаного сусла и продуктов протеолиза белков сусла под действием эндогенных протеаз.
Показано, что вид ферментного препарата, стадия его внесения и параметры осахаривания оказывают значительное влияние на показатели качества ржаного сусла.
Установлено влияние исследуемых ферментных препаратов протеолитического действия, расы спиртовых дрожжей и температуры сбраживания на интенсивность процесса брожения.
Выявлена связь определенных групп азотсодержащих соединений сусла с выходом этилового спирта и содержанием летучих примесей.
Практическая значимость работы
Данные, полученные в ходе проведения экспериментов, позволят рационально использовать сырье и микробные ферментные препараты протеолитического действия в технологии этанола.
Предложенные технологические режимы позволят снизить избыточное пенообразование и за счет этого уменьшить потери сбраживаемых углеводов.
Рекомендуемые режимы и стадии внесения микробных ферментных препаратов протеаз бактериального и грибного происхождения позволят интенсифицировать процесс и увеличить выход спирта при одновременном снижении вредных летучих примесей.
Апробация работы
Материалы работы были доложены на Второй Международной конференции «Зерновая индустрия в XXI веке» (Москва, 2004); на научно-практическом семинаре «Пути повышения качества и увеличения выхода ректификованного спирта с применением ферментных препаратов» (Москва, 2004) и на Всероссийской научно-практической конференции «Перспективы развития пищевой промышленности в России» (Оренбург, 2005).
Публикации
По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ.
Особенности биохимического состава зерна ржи
Многие авторы отмечают, что суммарное содержание слизей в зерновке ржи и ячменя выше, чем в пшенице (34, 62, 63, 70, 74, 183, 184). Слизи злаков можно охарактеризовать следующим образом: пшеница содержит мало пентозанов, из гексозанов присутствуют в основном а— глюкан; рожь - богата пентазанами, которые в основном представлены арбаноксиланами, может совсем не содержать гексозанов; ячмень содержит очень мало пентозанов и большое количество Р глюкана(182).
В.Ф. Голенков в своих исследованиях показал, что слизистые вещества , ржи представляют собой не только сложный гетерополисахарид, но и углевод-белковый комплекс (гликопротеид). При этом слизистые вещества, получаемые из различных образцов ржи, имели очень большую амплитуду колебаний относительной вязкости водных растворов, а также отличались по составу фракций. Слизеобразующие вещества зерна ржи очень гидрофильны: при комнатной температуре легко набухают и растворяются, образуя вязкие гелеобразные растворы. Наличие в этих веществах разветвленной арабано-ксилановой фракции способствует образованию их стойких комплексов с белковыми веществами, что повышает вязкость водно-мучных суспензий, а это в свою очередь приводит к ухудшению реологического поведения ржаной массы в ходе производства этанола (1, 4, 65). Особая роль в спиртовом производстве отводится белкам, продукты гидролиза которых (аминокислоты) необходимы для обеспечения дрожжей питанием. В процессе водно-тепловой обработки зерна в зависимости от технологического режима проведения процесса, количества и состава отдельных фракций белков, в растворимое состояние переходит от 20 до 50% азотистых веществ, содержащихся в сырье (140). Вместе с тем вопросам изучения физико-химических свойств белков ржи посвящены лишь отдельные работы. Так, в работах Н. Дубодел и А. Вакара (47, 48) показано, что глиадин, выделенный из клейковины ржи, состоит из восьми одноцепочечных и трех многоцепочечных белков. Главный компонент глиадина ржи — белок с молекулярной массой 40 тысяч Дальтон. Глютенины ржи представляют собой гетерогенный комплекс, состоящий из ряда компонентов, главным образом многоцепочечных, каждый из которых построен из нескольких субъединиц, соединенных межмолекулярными дисульфидными связями. В составе глютенина обнаружены девять одноцепочечных компонентов с молекулярными массами от 12 до 104 тысяч Дальтон. Среди них выделяют фракцию «растворимого глютенина», которая составляет около 70% исходного глютенина. По количеству компонентов и их молекулярным массам «растворимый глютенин» похож на глиадин. «Нерастворимый глютенин» (30% от исходного) содержит субъединицы с молекулярной массой от 12 до 140 тысяч Дальтон (47). Молекулярные массы глобулииоподобных субъединиц глютенина лежат в диапазоне 13...26 тысяч; глиадиноподобных — 38...68 тысяч; и специфических - 44...100 тысяч Дальтон и более. Отличие свойств белков ржи и пшеницы объясняют меньшей долей «растворимого глютенина» и меньшим количеством дисульфидных и водородных связей в клейковине ржи, по сравнению с пшеницей. По аминокислотному составу белки ржи обладают большей питательной ценностью, чем белки других злаковых культур, т.к. в них лизина - первой лимитирующей аминокислоты больше на 43%, чем в пшенице (119). Характерной особенностью для ржи является высокое содержание растворимых в воде азотистых соединений. Их количество колеблется от 30 до 52% от общего содержания в зерне водорастворимых веществ, тогда как в пшенице - не больше 20% (36). 1.1.3. Амилолитические и протеолитические ферменты зерна ржи С позиции научного обоснования технологических процессов переработки растительного сырья в спиртовом производстве представляет большой интерес способность крахмала гидролизоваться ферментами амилазного комплекса, в том числе и за счет собственных ферментов зерна. В зерне злаковых культур содержатся два специфических фермента, обуславливающих гидролиз крахмала, а именно: а-Амилаза или а-1,4 глюкангидролаза (Н.Ф. 3.2.1.1) гидролизует крахмал и родственные а-1,4-глюканы с образованием, главным образом, декстринов и небольшого количества дисахарида — мальтозы. а-Амилазы гидролизуют а-1,4-связи внутри молекулы крахмала, разрывая связь между первым углеродным атомом и кислородом, связывающим этот углерод с соседней молекулой глюкозы. Это наглядно демонстрирует следующая схема (стрелками показано действие фермента): -о— Скорость с которой а-амилазы гидролизугот глюканы различной степени полимеризации быстро уменьшается по мере ее снижения. Амилоза -линейная фракция крахмала, гидролизуется быстрее, чем амилопектин, имеющий разветвленную структуру. Скорость гидролиза а-амилазои зависит от вида и состояния крахмала (нативный или клейстеризованный крахмал), а также от эффективности самих амилаз. Характерной особенностью всех а-амилаз является наличие одного атома Са на молекулу фермента. Роль кальция состоит в том, что он стабилизирует вторичную и третичную структуру молекулы а-амилазы, обеспечивая, таким образом, ее каталитическую активность и вместе с тем предохраняя фермент от действия протеолитических ферментов и тепловой денатурации. Молекулярные массы а-амилаз из семян злаковых близки друг к другу и составляют около 50000 Да. Кислотный оптимум а-амилаз ржи, пшеницы, овса и ячменя лежит в пределах рН 4,7 — 5,0. При более низком значении рН наступает необратимая инактивация фермента. Последними работами в области изучения амилаз показано, что в семенах растений присутствуют два типа а-амилаз: а-алшлаза созревания и а-аміїлаза прорастания.
Механизмы образования побочных продуктов
По Эрлиху, данные которого позднее были подтверждены Торном, дрожжи потребляют аминокислоты путем дезаминирования с образованием высших спиртов. Так, из лейцина образуется 2-пентанол, из изолейцина — пентанол, из валина — 2-бутанол, из тирозина - тиразол. Коферментом реакции переаминирования выступает пиридоксальфосфат. Окислительное дезаминирование дикарбоновых аминокислот происходит по той же схеме, но через промежуточное образование аминокислоты. Этот механизм объясняет образование высших спиртов из экзогенных аминокислот, содержащихся в сусле.
При брожении одновременно протекают процессы декарбоксилирования и гидролитического дезаминирования аминокислот. При этом углеводная часть молекулы аминокислоты образует спирт, отвечающий по своему строению исходной аминокислоте, но содержащей на один атом углерода меньше. Торн показал, что в некоторых случаях последняя стадия образования высшего спирта может заканчиваться не реакцией восстановления, а реакцией окисления. В этом случае в место спирта образуется кислота. Высшие спирты при брожении могут быть образованы и без участия аминокислот, например, через уксусную кислоту по схеме: уксусная кислота-» ацетоацетат -» ацетоин-» изопропанол или ацетон + ацетоальдегид -» р\Р -диметилакролеин -» пентанол. Женевуа и Лафон получили изопропиловыЙ и изоамиловый спирты при добавлении к бродящей смеси ацетата натрия, меченного по углероду ( СНз-COONa). Аминокислоты превращаются в соответствующие спирты только в присутствии сбраживаемого сахара. Работами И.Я. Веселова с сотрудниками (25) установлено, что высшие спирты могут образовываться из других аминокислот, образующихся в результате реакций переаминирования, из соответствующих кетокислот. На каждые 100 мг высших спиртов примерно 25 мг образуются из Сахаров, 15 мг по схеме Эрлиха из соответствующей аминокислоты и 60 мг из других аминокислот, образовавшихся в результате трансаминирования. В настоящее время обосновывается теория, согласно которой химизм образования высших спиртов увязывается с общим обменом веществ, включающим и азотистый, и углеводный обмен. Из схемы, предложенной И.М. Грачевой видно, что биосинтез высших спиртов зависит как от углеводного, так и от азотистого обмена (38). В процессе размножения, особенно в экспотенциальной фазе роста, дрожжи используют промежуточные продукты гликолиза и цикла Кребса в качестве основы для биосинтеза аминокислот. При этом происходит переаминирование и одновременное декарбоксилирование, а образовавшиеся кетокислоты восстанавливаются до высших спиртов. Ключевым продуктом при этом является пировиноградная кислота, которая образуется в результате гликолиза и вступает в реакции аминокислотного обмена (рис. 1.3). При такой взаимосвязи углеводного и белкового обмена нет прямо пропорциональной зависимости между потреблением аминокислот среды и количеством образовавшихся высших спиртов. Общее количество высших спиртов зависит от интенсивности как катаболических (гликолиз), так и анаболических (связанных с приростом биомассы) процессов. С.А. Бабаевой подробно изучалось влияние азотного и углеводного состава бражки на процесс образования высших спиртов дрожжами (8). Было показано, что образование высших спиртов при брожении определяется интенсивностью обмена веществ дрожжей, а не только результатом превращения ими аминокислот среды. Избыток аминокислот сдвигает общий обмен веществ в дрожжевой клетке и изменяет прирост биомассы дрожжей и таким образом, приводит к увеличению массовой доли различных высших спиртов в бражке. Одной из важнейших составных частей сброженных сред являются летучие кислоты: муравьиная, уксусная, пропионовая, изомасляная, масляная, изо валериановая и некоторые другие. Летучие кислоты являются, как правило, продуктом жизнедеятельности инфицирующих бражку микроорганизмов. Их синтез также связан с азотным обменом, размножением и ростом дрожжевых клеток. Чистота брожения ведет к уменьшению содержания кислот, а, следовательно, и к уменьшению количества сложных эфиров, т.к. последние являются продуктами химического взаимодействия спиртов и кислот (10, 32).
Выделение и очистка нейтральных протеаз зерна ржи
В качестве препаратов протеаз бактериального происхождения в работе использовали следующие препараты:
«Нейтраза» - бактериальная металлопротеиназа (Zn), продуцируемая Bacillus amyloliquefaciens. Это эндопротеаза, которую рекомендуют использовать в случаях, когда протеинсодержащий комплекс должен быть более или менее экстенсивно разложен до пептидов.
«Алкалаза FG» - бактериальная протеиназа, продуцируемая Bacillus licheniformis. Основной ферментный компонент Субтилизин Калсберга, который является эндопротеазой и хорошо описан в литературе. Так, в активном центре этого фермента содержится остаток серина. Ингибируется ДПФФ (диизо пропил фторфосфат) и ФМСФ (фени л метил сульфанил фторид). Может применяться для гидролиза всех видов белка.
Протеолитическую активность определяли модифицированным методом Ансона. В качестве стандартного субстрата использовали 2%-ый раствор гемоглобина; зерновой субстрат - измельченное зерно ржи, характеризующееся 100% проходом через сито d = 1 мм, смешанное с водой в соотношении помол : вода I : 4.
При традиционной характеристике ферментных препаратов, выявление оптимума температуры и рН, как и других кинетических параметров, проводится с использованием стандартного субстрата.
Вместе с тем, в промышленных условиях, в условиях конкретной технологии спиртового производства, в качестве последнего, выступает сложная гетерогенная система, что приводит к изменению основных кинетических параметров ферментативной реакции.
В технологии этанола — это сложная многокомпонентная система, представляющая собой смесь зернового помола и воды. Состав данного субстрата может оказывать влияние на характер протекания процесса протеолиза и изменить оптимальные значения температуры и рЫ.
Так, при изучении влияния рН на активность исследуемых препаратов бактериального происхождения установлено, что оптимум рН при гидролизе белков зернового субстрата для препаратов «Иейтраза» и «Алкалаза» сдвигается в кислую область рН относительно стандартного субстрата и составляет 6,0 — 5,5 и 6,0 — 6,5 соответственно, причем при рН 5,0 препарат «Иейтраза» сохраняет только около 45%, в то время как «Алкалаза» — 70% (рис. 2,12). При исследовании влияния температуры на активность этих ферментных препаратов установлено, что температурный оптимум для «Нейтразы» при действии на стандартный субстрат составляет 40С и сдвигается в область более высоких температур при действии на зерновой субстрат. Причем, при 60 С в этом случае сохраняется 90% активности, а при 70С - 45%, тогда как при действии на стандартный субстрат фермент теряет свою активность практически полностью. Температурный оптимум для «Алкалазы» при гидролизе стандартного субстрата составляет 60 С, при 70С активность этого ферментного препарата снижается на 70%. При протеолизе белков зернового сырья температурный оптимум для «Алкалазы» смещается в сторону более низких температур — 40 -45С (рис. 2.13). препаратов протеаз грибного происхождения В качестве препаратов протеаз грибного происхождения в работе использовали следующие препараты: «Дистицим Протацид Экстра» - грибная протеаза, продуцируемая Aspergillus niger. «Протеаза GC-106» - грибная протеаза, продуцируемая Aspergillus oryzae sp. Оба ферментных препарата рекомендуется использовать для гидролиза белков в зерновом сусле, с целью обогащения азотистого питания дрожжей. Определение протеолитической активности грибных протеаз проводили аналогично исследованию протеаз бактериального происхождения с использованием 2%-ого раствора гемоглобина в качестве стандартного субстрата и смешанное с водой в соотношении 1:4 размолотое зерно ржи, в качестве зернового субстрата. В таблице 2.9. представлены данные по характеристике исследуемых ферментных препаратов.
Аминокислотный состав свободных аминокислот и пептидов осахаренного ржаного сусла
Для определения состава свободных аминокислот с помощью аминокислотного анализатора были выбраны образцы осахаренного сусла следующих вариантов: 1 — Контроль — без внесения протеаз (Вариант I — К1 получения сусла); 2 - «Ал кал аза» - внесена на стадии осахаривания (Вариант III получения сусла); 3 - «Протеаза GC — 106» — внесена на стадии осахаривания (Вариант IV получения сусла). Выбор опытных вариантов был основан на том, что осахаренное сусло этих образцов отличается лучшими качественными показателями, в первую очередь, накоплением низкомолекулярных фракций азотсодержащих соединений, в том числе и накоплением аминного азота. Предварительную депротеинизацию образцов проводили, как описано в разделе 2.1.10, для чего к исследуемым образцам осахаренного сусла добавляли равное количество 3% раствора сульфасалициловой кислоты и через 20 минут центрифугировали при 4 — 6 тыс. об/мин в течение 15 минут (140). Аминокислотный анализ свободных аминокислот сусла был проведен в хроматографической лаборатории МГУ им. М.В. Ломоносова на аминокислотном анализаторе «МультиХром "Hitachi — 850"» (Япония) и дал следующие результаты (табл. 2.17). Анализ представленных в таблице 2.17 данных показывает, что при осаждении белков сусла 3% раствором сульфасалициловой кислоты в растворе остаются свободные аминокислоты и пептиды. При этом в пробах сусла, полученного с применением препаратов протеаз общая сумма неосаждаемых азотистых соединений выше, чем в контрольной пробе. Так, в процентах к водорастворимому белку сусла, этот показатель составляет для контрольной пробы - 13,57%, а для проб сусла полученных с применением препаратов протеаз - 33,88% («Алкалаза») и 28,97% («Дистицим»). Эти данные согласуются с данными по накоплению аминного азота и фракционному составу продуктов протеолиза, полученных методом гель-хроматографии, и свидетельствуют об интенсивном и достаточно глубоком протеолизе белков сусла под действием микробных протеаз, приводящем к образованию пептидов и аминокислот. Различные аминокислоты неодинаковы по их питательной ценности для дрожжей. Классификация аминокислот по их питательной ценности достаточно условна и действительна лишь для определенных рас дрожжей и конкретных условий культивирования (71, 152). В настоящее время доказан факт того, что смесь аминокислот в определенных количествах и соотношениях более благоприятно действует на физиологическое состояние дрожжевой клетки, чем отдельная аминокислота, при этом повышается не только скорость потребления азота, но и скорость размножения дрожжевых клеток, а также синтез биомассы. Более того, і аминокислоты участвуют в синтезе биологически активных соединений, в частности, глютатиона, который играет важную роль в окислительно-восстановительных реакциях в дрожжевой клетке. Таким образом, имеет значение не только наличие в среде полной и сбалансированной смеси аминокислот, но и их абсолютная концентрация, так как показано, что дрожжи ассимилируют аминокислоты приблизительно в тех же количествах, которое соответствует их содержанию в дрожжевой клетке (71). Дрожжевые клетки, при наличии в среде полной смеси аминокислот, способны ассимилировать их напрямую. Прямая ассимиляция аминокислот, естественно, подразумевает использование их целиком, т.е. как азота, так и углеродного остатка, вследствие чего снижается расход сахара среды на питание дрожжей и, тем самым, обеспечивается некоторое увеличение выхода этанола при спиртовом брожении. Анализ данных аминокислотного состава исследованных проб сусла, с точки зрения сбалансированности аминокислотного состава продуктов протеолиза белков сусла, являющихся источниками азотистого питания дрожжей, позволяет констатировать следующее: - для всех исследуемых образцов сусла отмечено высокое суммарное содержание кислых аминокислот и их амидов, особенно, глутаминовой кислоты + глутамина, что в целом характерно для аминокислотного состава белков ржи (63, 64, 119). — в опытных образцах по сравнению с контролем снижается доля цистина (примерно в 3 раза) и тирозина (примерно в 1,5 — 3 раза), а аспарагиновой кислоты + аспарагина уменьшается примерно на 1% (таблица 2.18). Такое снижение доли цистина и тирозина, скорее всего, нельзя рассматривать как негативный момент, поскольку по данным Коновалова и Торна (71) потребление дрожжами цистеина в смеси аминокислот снижается в 2,5 раза, по сравнению тем, когда цистеин является единственным источником азота и серы, а продукты дезаминирования тирозина — более токсичны, по сравнению с продуктами дезаминирования других аминокислот, наряду с продуктами дезаминирования гистидина, доля которого хоть и незначительно, но снижается.
