Химический состав дрожжевой клетки сахаромицета

Морфология клетки дрожжей

Морфология дрожжевой клетки изучалась в рамках дисциплины «Общая микробиология».

Митохондрии представляют собой полиморфные (гранулярные, нитевидыне, ветвистые) структуры. Длина митохондрий около 15 нм. Основной их функцией является осуществление процессов, связанных с обеспечением клетки энергией: окислительные реакции, в результате которых освобождается энергия, реакции, при помощи которых энергия переносится на систему аденозинтрифосфата (АТФ) – вещества, улавливающего энергию. Митохондрии располагаются в цитоплазме, но отделены от неё двумя мембранами. Помимо энергетических процессов в митохондриях происходят и процессы синтеза, т.к. в них обнаружены все элементы синтезирующей белок системы.

Химический состав хлебопекарных дрожжей различается в зависимости от условий их культивирования, состава питательной среды и физиологического состояния клеток. В прессованных дрожжах содержится 70-75 % воды и 25-30 % СВ. состав СВ (в %): белки и другие азотсодержащие вещества 50, жиры 1,6, углеводы 33,2, клетчатка 7,6, зола 7,6. Однако этот состав непостоянен, может колебаться в широких пределах.

Азотсодержащие вещества дрожжей представлены: белками (63,8 %), нуклеопротеидами (26,1 %), амидами и пептонами (10,1 %).

Безазотистые вещества по отношению к сухим веществам клетки дрожжей составляют около 37 %, из них 32-33 % углеводы, 4-5 % жиры. углеводы представлены полисахаридами: гликоген, трегалоза, маннан, глюкан, хитин. Многие исследователи дрожжевых клеток считают, что дрожжи с высоким содержанием запасных углеводов лучше сохраняются. Установлено, что колебания в количестве СВ в дрожжах, а именно углеводов зависит от способа культивирования дрожжей, где наилучшим является воздушно-приточный.

Жировые вещества дрожжей представляют собой нейтральные жиры, жирные кислоты, а также жироподобные вещества: липоиды, стеролы (эргостерол). Обычно в прессованных дрожжах имеется около 2 % жира. Стеролы в свою очередь являются провитаминами D.

В дрожжах содержится целый ряд витаминов – В₁, В₂, В₃, В₅, В₆, D. Очень много провитаминов. Кроме того дрожжи содержат парааминобензойную кислоту в количестве 8-95 мкг на 1 г СВ и фолиевую кислоту – 19-35 мкг на 1 г СВ. Парааминобензойная кислота действует как витамин самостоятельно и в идее составной части фолиевой кислоты. Эти кислоты входят в состав ферментов, катализирующих синтез нуклеиновых оснований.

Большое значение для жизнедеятельности дрожжей имеет витамин В₇ (Н) – биотин. Сахаромицеты не способны синтезировать биотин из окружающей среды, поэтому для нормального их развития биотин должен входить в состав питательной среды, где культивируются дрожжи, как важнейший фактор роста. Содержание этого витамина составляет 0,5-1,8 мкг на 1 г СВ. биотин – устойчивое вещество. При термической обработке, доступе кислорода и воздействии разбавленных кислот и щелочей биологическая активность его не снижается. Расщепление биотина происходит лишь при обработке его концентрированными щелочами и раствором перекиси водорода. Кроме биотина факторами роста, менее значимыми, являются инозит, пантотеновая кислота, аневрин, пиридоксин, никотиновая и парааминобензойная кислота.

Состав питательных сред при выращивании дрожжевых клеток может способствовать повышению содержания витаминов в дрожжевых клетках. Можно обогащать хлебопекарные дрожжи витаминами группы В, помещая их для брожения на 1-2 часа в среды, содержащие либо витамины, либо составные части витаминов (пиримидин, тиазол).

Дрожжи способны поглощать витамин В₁, находящийся в бродящей жидкостиобщее количество его в этом случае может достигать 2000 мкг на 1 г СВ. если бродящая жидкость содержит только компоненты витамина В₁ (пиримидин и тиазол), дрожжи способны синтезировать витамин В₁ из этих веществ. Количество данного витамина в дрожжах может достигать при этом 600 мкг на 1 г СВ.

Питание

Известно, что для образования полноценной биомассы дрожжей питательная среда должна содержать азот, фосфор, калий, магний, усвояемые формы углеродсодержащих соединений, микроэлементы и др. Как уже было сказано выше, источниками углерода для дрожжей являются различные углеводы, моно- и дисахара, а также спирты, альдегиды и органические кислоты. При отсутствии аэрации дрожжи используют обычно только сахара. В условиях аэрации дыхательная функция дрожжей усиливается и процесс накопления биомассы активизируется, дрожжи усваивают не только сахара, но и этиловый спирт, глицерин, манит, альдегиды, а также органические кислоты (молочную, уксусную, лимонную, яблочную) и их соли. Доказано, что аминокислоты также служат источником углерода. Источником азотистого питания дрожжевых клеток являются растворимые соединения азота, органические и неорганические. Сложные высокомолекулярные протеины не усваиваются сахаромицетами, т.к. они не содержат экзоферментов, расщепляющих сложные белки. Продукты распада белков могут усваиваться дрожжами. Легко усваиваются аминокислоты, а также амиды, аммонийные соединения. Нитраты не усваиваются большинством дрожжевых грибов.

Большую роль в питании дрожжей играют макроэлементы – калий, натрий, фосфор, магний, кальций – и микроэлементы – железо, медь, марганец, кобальт, цинк, молибден, никель, кремний, алюминий, бор. Установлено, что увеличение концентрации ионов натрия в среде, где наращиваются дрожжи, приводит к активации процессов синтеза, увеличению количества СВ, увеличению активности размножения и к увеличению вследствие этого скорости роста дрожжей, стойкости дрожжей, осмоустойчивости, ферментативной активности, снижение влажности. Улучшение консистенции. Необходимо отметить, что повышенное осмотическое давление среды является фактором, обусловливающим её защитные свойства: посторонние дрожжевые грибы в среде с повышенным осмотическим давлением размножаются медленнее, их количество в товарных дрожжах уменьшается, что оказывает положительное влияние на качество дрожжей. Выход дрожжей при этом несколько ниже в результате того, что посторонние дрожжевые грибы не размножаются.