Неорганические элементы питания.

Главная     Книги по виноделию     Микробиология виноделия Н. И. Бурьян Л. В. Тюрина  

 поиск по сайту     

 

 

 

 

содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..

 

ФИЗИОЛОГИЯ ДРОЖЖЕЙ

 

 

 

Неорганические элементы питания.

 

Для питания дрожжей также необходимы неорганические элементы: фосфор, сера, калий, кальций и др.

Фосфор входит в состав важнейших соединений клетки: нуклеопротеидов, нуклеиновых кислот, полифосфатов, фосфолипидов. Соединения фосфора играют определенную роль в различных химических превращениях и в особенности в углеводном обмене и в переносе энергии. Дрожжи хорошо используют в качестве источников фосфора неорганические ортофосфаты, которые превращаются в полифосфаты и после активирования используются для синтетических процессов. Недостаток фосфора в среде приводит к резкому изменению у дрожжей обмена веществ, связанного с нарушением потребления и усвоения углеводов и азота. Для физиологических потребностей расходуется около 10—13 мг фосфора на 10 млрд. клеток [77].

При изучении влияния фосфорного питания на процесс спиртового брожения винных дрожжей (Sacch. vini и Sacch. oviformis) установлено активирование размножения клеток и повышение интенсивности брожения при дополнительном введении фосфорного питания в виде двузамещенного фосфата натрия (100— 500 мг/л). В вине снижается количество общих и летучих кислот, повышаются вкусовые достоинства [75].

В дрожжевых клетках полифосфаты обнаружены в двух различных формах: кислоторастворимые (в холодной трихлоруксусной кислоте) — меньшая часть и кислотонерастворимые — большая часть. Наибольшее количество фосфора полифосфатов (0,12—0,07% на сухую биомассу) содержат молодые, интенсивно почкующиеся клетки. Такой факт свидетельствует о том, что полифосфаты определяют начало и скорость процесса почкования клеток. При этом в период активного роста и размножения, когда интенсивно синтезируются белок и нуклеиновые кислоты, расходуются в первую очередь кислотонерастворимые полифосфаты как более физиологически активная фракция, а затем — полифосфаты кислоторастворимой фракции.

С прекращением почкования клеток отмечается почти полное использование полифосфатов. При выдержке вина на дрожжевом осадке содержание общего фосфора в дрожжах уменьшается, а в вине соответственно увеличивается, т. е. кислоторастворимые фосфорные соединения переходят из дрожжевых клеток в вино [6].

Сера входит в состав белка и простетических групп (—SH) некоторых ферментов и коэнзима А, поэтому без наличия серы в среде нарушаются обменные процессы и синтез полноценного белка. Существенную роль в жизнедеятельности дрожжей играют такие серусодержащие вещества, как аминокислоты (цистенн, цистин, метионин), витамины (тиамин и биотин) и другие соединения. В виноградном соке естественным источником серы являются сульфаты [223]. В анаэробных условиях в процессе брожения элементарная сера в клетках восстанавливается в сероводород, а в аэробных — растворяется в жироподобных веществах клеток и накапливается в них.

Малые количества серы усиливают* почкование дрожжей. Но уже 1 мг/л значительно задерживает этот процесс, поэтому особенно опасно содержание элементарной серы в виноматериалах, используемых для вторичного брожения.

В присутствии ионов металлов (железа, меди) сера в клетках образует сульфиды металлов, которые и окрашивают дрожжевой осадок в коричнево-красный или серо-черный цвет. Отложение элементарной серы в клетках дрожжей приводит к образованию инволюционных форм.

Кальций и калий необходимы для активирования некоторых ферментов. Вместе с тем кальций может выступать и в роли ингибитора многих ферментов.

Микроэлементы оказывают влияние на размножение дрожжей и на брожение. Мп в количестве 1 мг/л повышает энергию дыхания, большие количества (45—90 мг/л) активируют брожение, повышают биосинтез эстераз дрожжей. Молибден активирует размножение, бор — сбраживающую способность дрожжей.

Смесь микроэлементов Li, Rb, Ni, Со способствует увеличению прироста массы дрожжей [218].

Факторы роста — это стимуляторы роста, к которым относятся витамины, аминокислоты, пуриновые и пиримидиновые основания. Основными факторами роста беспигментных (бесцветных) форм дрожжевых организмов являются шесть витаминов группы В: инозит (витамин Вз), биотин (витамин В7), пан-тотеновая кислота (витамин В3), тиамин (витамин Bi), пиридок-син (витамин В6), никотиновая кислота (витамин В5; РР).

Для витаминов не найдено до сих пор никакого другого механизма действия, кроме прямого участия в той или иной ферментативной реакции. Этим определяется их значение для живых организмов. Следовательно, витамины, входящие в состав винограда и вина, важны не только с пищевой точки зрения, но они могут играть ведущую роль в процессе формирования молодого вина, входя в состав ферментов, катализирующих окислительно-восстановительные процессы, обмен углеводов и азотистых веществ [40, 41].

Минимальные количества их для развития дрожжевых организмов на синтетической среде составляют (в мкг на 1 мл): инозита— 5; биотина — 0,0001; пантотеновой кислоты — 0,25; тиамина — 1,0; пиридоксина — 0,25; никотиновой кислоты — 0,5 [129].

Необходимым фактором роста красных дрожжей Rhodotorula помимо тиамина служит парааминобензойная кислота.

Витамины группы В относятся к наиболее активной по физиологическому действию группе биокатализаторов. Среди дрожжей встречаются формы полностью не способные к синтезу одного, двух, а в некоторых случаях и нескольких витаминов данной группы. У таких тест-культур совершенно отсутствует рост, если требуемого витамина нет в питательной среде [65]. Уменьшение дозы требуемого витамина — от полной до предельно малой — вызывает адекватную реакцию ростом: урожай культуры будет предельно большим при наличии в среде достаточной дозы этого витамина и постепенно сниженным при постепенном уменьшении количества требуемого витамина в опытных образцах. На этом принципе Е. Н. Одинцовой [129] разработаны количественные методы микробиологического определения витаминов группы В.

Для нормальной жизнедеятельности и размножения определенных групп дрожжевых организмов и отдельных рас требуются микроаминокислоты. Некоторые аминокислоты, добавленные к синтетической среде совместно с необходимыми витаминами, оказывали стимулирующее действие на размножение отдельных штаммов дрожжей. Однако этот вопрос почти не изучался