Навигация
4.2. АЗОТНЫЙ ОБМЕН ДРОЖЖЕЙ
От азотного обмена зависит построение компонентов клетки дрожжей и образование в готовом продукте ароматических веществ.
Потребление источников азота клеткой дрожжей
В качестве источников N дрожжи используют аммиак, соли аммония, мочевину, аминокислоты, амиды, пептиды, пуриновые и пиримидиновые основания. Азотсодержащие вещества потребляются клеткой в процессе брожения и роста. Более быстрый рост дрожжей наблюдается в среде «соли аммония+аминокислоты», чем только аминокислоты или только аммоний. Но аминокислоты нужнее клетке, т.к. используются для синтеза других аминокислот и белков клетки.
Аминокислоты усваиваются в определенной последовательности в зависимости от наличия специфических пермеаз. По скорости усвоения они % на 4 группы:
· Быстроабсорбирующиеся (в первые 20 ч брожения): глутаминовая и аспарагиновая кислоты, аспарагин, глутамин, серин, треонин, лизин, аргинин.
· Средний уровень абсорбции (в процессе всего брожения): валин, метионин, лейцин, изолейцин, гистидин.
· Низкий уровень абсорбции: глицин, фенилаланин, тирозин, триптофан, аланин.
· Совсем мало абсорбируются: пролин (причем его много в пивном сусле).
Наиболее полно используются метионин, серин, глутаминовая кислота, цистеин, лизин, гистидин.
Если в среде нет разветвленных аминокислот и клетка вынуждена синтезировать их самостоятельно, то это приводит к накоплению диацетила и 2,3-пентадиона.
Превращения азотсодержащих веществ в клетке дрожжей
Для роста (дыхания) содержание аминокислот д.б. не более 100 мг/л; для брожения 150-200 мг/л.
В клетке система трансаминаз удаляет из молекулы аминокислоты NH2, а углеродный остаток направляется в оксокислотный пул (кетокислотный). Кроме них, в этом пуле есть уже синтезированные дрожжами углеродные цепочки; аминокислоты; нуклеотиды, NH2. Это резерв клетки. Отсюда новые аминокислоты идут на синтез белка в рибосомы. Если в среде нет азота, то новые аминокислоты черпаются из пула. Задача нормального питания – поддерживать этот резерв. Полная смесь аминокислот восстанавливает пул целиком, а аммоний+отдельные аминокислоты – частично.
Если в среде отсутствуют необходимые аминокислоты, то часть имеющихся дезаминируется/трансаминируется. Образующийся при этом NH4 используется для синтеза недостающих аминокислот. Оба процесса идут медленнее, чем прямое потребление аминокислот.
Практическое значение потребления и превращения азотсодержащих веществ:
1. Сложная смесь аминокислот+аммоний обеспечивает более быстрый рост, чем только аммоний, или только одни аминокислоты (сложная/простая смесь).
2. Рост дрожжей задерживается тем сильнее, чем больше необходимых аминокислот отсутствует в среде.
3. Если используется несоложеное сырье, оно требует контроля в содержании N-вв и особенного отношения (например, увеличения продолжительности белковой паузы).
4. Если в среде нет разветвленных аминокислот, это отрицательно повлияет на органолептику конечного продукта.
Выделение азотистых веществ из клетки дрожжей
Приблизительно 40% абсорбированного азота выделяется дрожжами при дображивании. При неблагоприятных условиях этот процесс может дать дрожжевой привкус и помутнение продукта.
Аминокислоты разделяются по скорости выделения:
· Невысокая скорость: лизин, глутаминовая кислота, аргинин, метионин.
· Скорость выше в 1,5-3 раза: глицин, гистидин, лейцин, аланин, изолейцин.
· Низкая скорость: валин, тирозин, фенилаланин, триптофан.
Пептиды выделяются на 2 сутки брожения (15-30 мг/л). Они влияют на пеностойкость пива.
Дрожжи в водной суспензии постепенно выделяют аминокислоты, нуклеотиды и др. Дрожжи в глюкозных сиропах выделяют аминокислоты, затем вновь их сорбируют за 2 ч = «шоковая экскреция» (при этом изменяются мембраны, и клетка стареет). «Шоковой экскреции» не наблюдается, если используются мальтозные сиропы.
В оксокислотном пуле скапливаются предшественники альдегидов и высших спиртов, которые также выделяются и определяют аромат готового продукта. Высшие спирты также регулируют биосинтез разветвленных аминокислот.
Практическое значение выделения азотсодержащих веществ:
1. В среде не должно быть аминокислот больше, чем дрожжи могут усвоить.
2. Длительная выдержка на дрожжах (например, при автолизе дрожжей) либо обогащает продукт полезными веществами (аромат, букет), либо может дать неприятный привкус или вызвать помутнение.
3. «Шоковая экскреция» замедляет брожение, особенно если зрелые маточные дрожжи получены после сбраживания сусла с большим количеством глюкозы. Кроме того, такое длительное брожение может вызвать выделение веществ, которые могут способствовать росту микроорганизмов-вредителей.
Похожие работы
... количество не только ведёт к расточительству и увеличению расходов, но иногда вызывает и ухудшение фильтруемости. Аэробная переработка отходов. Аэробная переработка стоков - это самая обширная область контролируемого использования микроорганизмов в биотехнологии. Она включает следующие стадии: 1) адсорбция субстрата на клеточной поверхности: 2) расщепление адсорбированного субстрата ...
... инженерию. Необходимо отметить, что если базовый стандарт по химии не предусматривает изучение вопросов биотехнологии, то таковой по биологии содержит наиболее общие её аспекты: достижения генной инженерии и перспективы биотехнологии. 2.2 Межпредметные связи по изучению аспектов биотехнологии в средней школе По программе Р.Г. Ивановой и Л.А. Цветкова в 10 классе предусмотрено изучение темы ...
... При помощи моноклональ-ных антител или иммунофер-ментного анализа определяют присутствие вирусов и бактерий. При помощи ферментов контролируют присутствие в среде определенных веществ Экологическая биотехнология бурно развивается, появляются системы для утилизации органических и неорганических веществ, загрязняющих среду и попадающих в нее с жидкими и газовыми выбросами. В аэробных и ...
... Наумова. Особенно сильное влияние на изучение дрожжей, также как и большинства других групп микроорганизмов, оказало бурное развитие в конце XX в. молекулярной биологии. В современной систематике дрожжей широко используются методы геносистематики, основанные на непосредственном сравнении геномов и секвенировании нуклеотидных последовательностей. Применение единых молекулярно-биологических методов ...
0 комментариев