Дрожжи рода Pichia, Использование дрожжей для получения БАД и функциональных продуктов питания - Сущность и обнаружение стафилококковых энтеротоксинов

Клетки от круглых до овальных, иногда сильно вытянутые. Размножение многосторонним почкованием, многие виды образуют примитивный или сложный псевдомицелий с бластоспорами, реже встречается истинный мицелий. Виды гомо - или гетероталличны. Аски образуются непосредственно из одиночных клеток, или же их образованию предшествует конъюгация между различными клетками или между клеткой и почкой (педогамия). Аски могут формироваться также из клеток мицелия или псевдомицелия, но при этом они не бывают раздутыми или игловидными и не располагаются на аскофорах. Аскоспоры шляповидные, полусферические или сферические с ободком. Могут сбраживать сахара. Многовидовой род, включающий около 100 видов, которые филогенетически гетерогенны. Часть видов ранее классифицировалась в роде Наnsепи1а.

Использование дрожжей для получения БАД и функциональных продуктов питания

Из всех известных микроорганизмов дрожжи могут быть отнесены к наиболее ценным в практическом отношении: их легче всего выращивать в условиях производства, они обладают высокой устойчивостью к посторонней микрофлоре, способны усваивать практически любые источники питания, обладают высокой скоростью роста, легко осаждаются. Дрожжи содержат 40-55% белка и усваиваются организмом человека на 85-88%, занимая по этому показателю промежуточное положение между белками растительного и животного происхождения. Использование дрожжевого белка позволяет не только экономить животные белки, но и повышать биологическую ценность готового продукта [Доценко О. Н., Садовой В. В., 2002].

Кроме того, при аэробной ферментации дрожжами растительного сырья накапливается комплекс биологически активных продуктов. Это комплекс витаминов (В1, В2, В6, РР, D). Из ферментов в дрожжах содержатся амилазы, инвертаза, галактокиназа, алкогольдегидрогеназа, антранилатсинтаза и др. [Мазо В. К. и др., 2000; Berry D. R., 1982]. Также среди дрожжевых метаболитов имеются органические кислоты, которые принимают участие в гликолизе, цикле трикарбоновых кислот, цикле Кребса, пентозофосфатном пути. Сюда входят лимонная, фумаровая, пировиноградная, щавелевая, щавелевоуксусная, б-кетоглютаровая, яблочная, янтарная и другие кислоты [Мудрецова-Висс К. А., 1985].

Таким образом, дрожжи, обладая биологически активными свойствами, являются перспективными продуцентами при создании целого комплекса пробиотических продуктов. В настоящее время для создания биологически активных добавок и продуктов используется ограниченный спектр микроорганизмов, в основном бифидо - и лактобактерий.

Имеется много свидетельств о наличии у дрожжей парафармацевтических свойств. Имеются сведения о способности дрожжей к нейтрализации токсичности культур Klebsiella sp., Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella ozaenae in vitro, причем эта способность одинаково выражена у живых и автоклавированных культур обеих штаммов [Зунг Н. К., 1996]. Токсиннейтрализующая активность дрожжевых препаратов не абсолютна, свидетельством чего, является неполная инактивация высокотоксичных метаболитов псевдомонад. Псевдомонады продуцируют большой комплекс токсинов (около 20-25) [Вартанян Г. Г., 1992] и, очевидно, какие-то из них не могут быть нейтрализованы дрожжами.

Эксперименты по нейтрализации токсичности белковых токсинов ботулинического типа А, шигеллезного и термолабильного энтеротоксина кишечной палочки с помощью высушенных культур винных дрожжей с контролем результатов на белых мышах показали, что 1 г дрожжевого препарата способен нейтрализовать около 900 мышиных ЛД50 ботулинического, 9000 ЛД50 шигеллезного токсина и 8600 ЕД50 термолабильного эшерихиозного токсина [Борисенко Н. А., 1996].

Существует несколько механизмов, посредством которых осуществляются парафармацевтические свойства дрожжей. Дрожжи и продукты дрожжевой ферментации зернового сырья представляют собой уникальную субстанцию, обладающую способностью связывать токсигенные микроорганизмы и их метаболиты и нормализовать биоценозы ЖКТ высших животных [Борисенко Е. Г., 1990; Сассон А., 1987]. Главную роль в абсорбции патогенных бактерий играют содержащиеся в клеточных стенках дрожжей маннанолигосохариды (МОС). Известно, что патогены для прикрепления к эпителиальным клеткам кишечника используют лектиновые рецепторы, которые обладают способностью распознавать углеводы, находящиеся на поверхности этих клеток [Гаврилович И. М. и др., 2001]. Частицы MOС устилают стенки кишечника, а так как они похожи на вышеупомянутые углеводы, патогены прикрепляются к ним. Не обладая способностью ассимилировать MOС, токсигенные микроорганизмы погибают. При этом стимулируется лакто - и бифидофлора, обладающая необходимыми энзиматическими комплексами для ассимиляции MOС.

Токсиннейтрализующие свойства дрожжевых клеточных стенок использовались при изготовлении биосорбента на основе винных дрожжей. Наряду с традиционными природными и синтетическими сорбентами дрожжевой биосорбент эффективно применялся для детоксикации пестицидов, содержащихся в виноградных соках и винах [Агеева Н. М., Гугучкина Т. И., 1997]. Имеются данные о способности дрожжей сорбировать тяжелые металлы [Berends A., 1993].

Также дрожжевые экстракты являются достаточно эффективными радиопротекторами, т. е. они уменьшают повреждающее действие радиации на живые организмы и снимают радионуклидное заражение растительных субстратов [Брыкалов А. В. и др., 1997]. Имеются сообщения о противоопухолевой активности дрожжей Saccharomyces cerevisiae, Candida tropicalis, Cryptococcus albidus, Candida guilliermondii, Candida pseudotropicalis, Candida parakrusae [Соловьева И. В., 1988].

Приведенные факты по лечению и профилактике заболеваний ЖКТ человека и животных говорят о большой перспективности применения пробиотических препаратов на основе дрожжей.

Имеется достаточно фактических данных о положительном влиянии дрожжей на нормофлору кишечника. С одной стороны, дрожжи обогащают ферментируемый субстрат незаменимыми аминокислотами, витаминами, органическими кислотами и другими биологически активными веществами. С другой стороны, клеточные стенки дрожжей, содержащие полимеры глюкозы и маннозы, обладают лакто - и бифидогенными, а также сорбционными свойствами и при попадании в кишечник стимулируют рост собственной микрофлоры организма, выводят оттуда патогенные бактерии и их токсичные метаболиты. [47].

Твердофазная ферментация (ТФФ)

Оптимальные параметры культивирования на твердофазной среде: температура 29-32 °С, продолжительность - 1сут. Весьма важным фактором, влияющим на продуктивность дрожжей при ТФФ, является влажность этих сред.. Для крупнодисперсных отрубей характерен верхний предел вышеозначенного диапазона влажности, т. к. они обладают хорошей рыхлостью и влагоудерживающей способностью, а нижний указанный предел соответствует дробленому зерну (размер частиц 1...3мм). Присутствие свободной влаги при твердофазной ферментации снижает перенос кислорода к клеткам дрожжей и ведет к усиленному размножению посторонней микрофлоры. Можно сделать вывод, что при увлажнении плотных субстратов главным регулирующим параметром является не общая влажность среды, а сенсорные (органолептические) показатели влажности. При правильном подборе количества увлажняющего материала можно вести ТФФ на нестерильном пористом зерновом субстрате и при этом обеспечивается продуктивность, в 1,5-2 раза превышающая продуктивность на том же субстрате, подвергнутом автоклавированию или обработке СВЧ-излучением. Отмечается, что в формировании такой разницы, очевидно, задействованы собственные гидролитические ферменты сырья, которые могут проявлять или не проявлять своего действия во время термостатирования. Констатируется, что концентрация посторонней бактериальной микрофлоры за время ферментации увеличивается в 3-4 раза при засеве нестерильных отрубей стерильным жидким посевным материалом, на 2 порядка - при засеве стерильным твердофазным и на 4 порядка - при использовании суспензии нестерильной твердофазной культуры (исходное бактериальное загрязнение - 105 кл./г) . Большую разницу между жидкой и твердофазной стерильными посевными культурами можно объяснить тем, что последняя даже в виде гомогенизированной суспензии при засеве распределяется неравномерно между частицами среды, оставляя очаги бактериального размножения. Таким образом, ферментация на нестерильных рыхлых субстратах оправдана при условии использования стерильных глубинных посевных культур и это должно вести к немалой экономии.

В качестве компонентов простых и комплексных питательных сред для их ферментации дрожжами, Pihia anomala (9а) могут выступать овощные культуры, наиболее распространенными из которых у нас в стране являются, например, свекла.

Управлять ростом и метаболизмом, а следовательно, всеми процессами биосинтеза можно при помощи двух основных рычагов: добавлением или ограничением того или иного элемента питания и воздействием химических или физических факторов, влияющих на рост культуры.

При ограничении роста культуры недостатком элементов питания метаболизм микроорганизмов изменяется: вместо синтеза нормальных составных частей клетки и образования новых подобных клеток, клетка может переключиться на синтез резервных веществ или вторичных метаболитов. Метаболизм микроорганизмов исключительно лабилен, законы реагирования микроорганизмов на тот или иной вид голодания еще далеко не выявлены, и предсказать, что произойдет с клетками при той или иной лимитации, пока можно только с малой степенью вероятности.

Так, например, выявлено, что лимитация азотом (возрастание соотношения С/N) повышает синтез липидов у любых форм, способных их синтезировать. Обратная ситуация (лимитация углеродом), стимулирует белковый синтез.[44] Лимитация фосфором приводит к сверхсинтезу антибиотиков у многих актиномицетов, а у дрожжей - к сокращению в них количества РНК, что весьма желательно для улучшения их пищевой ценности. При лимитации кислородом у дрожжей усиливаются бродильные функции, накапливается спирт, при лимитации железом у некоторых дрожжей - продуцентов рибофлавина, происходит его сверхсинтез. Таким образом, полноценная питательная среда для выращивания микроорганизмов определяет не только общий выход биомассы дрожжей, но и качество клеток - состав, способность синтезировать те или иные побочные или вторичные продукты обмена, а также характер их энергетического метаболизма.

Похожие статьи




Дрожжи рода Pichia, Использование дрожжей для получения БАД и функциональных продуктов питания - Сущность и обнаружение стафилококковых энтеротоксинов

Предыдущая | Следующая