Результат интеллектуальной деятельности: ШТАММ HANSENIASPORA UVARUM ВКПМ Y-4278 - ПРОДУЦЕНТ ЭТИЛОВОГО СПИРТА

Изобретение относится к биотехнологии и спиртовой промышленности и представляет собой новый штамм одноклеточных грибов (дрожжей), предназначенный для производства спиртосодержащих продуктов и кормового белка.

Известен штамм дрожжей Metschnikowia pulcherrima ВКПМ - Y-3146 выделен в естественных условиях с поверхности дикой малины (патент №2370531). Штамм характеризуется высоким выходом биомассы 12-17,5 г/л, содержание истинного белка - 33,5%.

Известен штамм Saccharomyces unisporus ВКПМ Y - 3416, выделенный из микрофлоры кефирного грибка (патент №2449012 от 27.04.2012). Штамм сбраживает большое количество сахаров (глюкозу, сахарозу, инулин), не образует органических кислот и эфиров. Температурный оптимум инкубации 28-30°С.

Однако продуктивность данного штамма низкая до 6,2% об. этилового спирта. В ряде исследований отмечается, что вклад Hanseniaspora uvarum, Torulaspora Delbrueckii и Kluyveromyces thermotolerans, не принадлежащих к роду Saccharomyces, в спиртовое брожение приводит к более сложным ароматам и улучшению качества вина.

Техническое решение - выделение высокопродуктивного нового местного штамма дрожжей методами традиционной селекции, так как использование аборигенных штаммов дрожжей эволюционно приспособленных к определенным условиям обитания позволяет более полно раскрыть генетический потенциал микроорганизмов местной селекции.

Технический результат - получение чистой культуры дрожжей Hanseniaspora uvarum, обладающей высокими технологическими свойствами.

Для достижения данной цели использовали местный штамм дрожжевых грибов Hanseniaspora uvarum, выделенный в естественных условиях с поверхности ягод винограда сорта Бургунд произрастающего на территории НИИ Биотехнология ФГБОУ ВО ГГАУ, путем многократных пересевов на стерильное солодовое сусло.

Идентификацию штамма проводили по методике И.П. Бабьевой и В.И. Голубева (1979) и на основе анализа последовательности рибосомальных генов.

Морфолого-биохимические и культуральные свойства выделенного штамма дрожжей.

При росте на плотных средах дрожжи имеют лимоновидную форму, размер клеток 3-4×6-7 мкм. Колонии штамма имеют округлую форму, тягучую консистенцию, кремового цвета, пигментов не образуют.

Процесс культивирования осуществляли при температуре оптимальной для выращивания дрожжевых грибов 28-30°С на пивном сусле с содержанием сахара 7-8° по Барлингу.

Область применения штамма - виноделие.

Продукт, синтезируемый штаммом, - этиловый спирт и микробный белок.

Активность (продуктивность) штамма, другие производственные показатели: до 13% об. этилового спирта в виноградном сусле.

Способ определения активности штамма с указанием метода: пикнометрическим методом.

Способ, условия и состав сред для длительного хранения штамма - лиофилизация; солодовое сусло, сусло-агар.

Способ, условия и состав сред для размножения штамма - при температуре 28-30°С на пивном сусле, сусло-агаре и среде Сабуро.

Оптимальные условия и состав среды для ферментации - температура 28-30°С; виноградное сусло с содержанием не менее 17 г/л сахара.

Результаты генетических исследований:

а) Секвенирование участков последовательности, кодирующей ген 18S рРНК.

б) Анализ последовательностей гена, кодирующего 18S рРНК.

Первичный скрининг по базе данных GenBank показал, что исследуемый штамм принадлежит к следующей систематической группе: Eukaryota; Fungi; Dikarya; Ascomycota; Saccharomycotina; Saccharomycetes; Saccharomycetales; Saccharomycodaceae; Hanseniaspora.

Критерием отнесения микроорганизма к тому или иному виду считается гомология не менее 97% [2]. Как видно из таблицы, анализируемый штамм можно отнести к нескольким видам. Для установления филогенетического родства близких видов был также использован метод сравнения нуклеотидных последовательностей, кодирующих ген 5,8 S рРНК и внутренние транскрибируемые спейсеры ITS1 и ITS2 [2]. Для установления филогенетического родства близких видов был также использован метод сравнения нуклеотидных последовательностей, кодирующих домен D1/D2 гена 26S р РНК.

Анализ филогенетического родства, построенный с использованием штаммов близкородственных микроорганизмов, показал, что наиболее близкими к исследуемому штамму является вид Hanseniaspora uvarum (99%).

По результатам проведенного анализа нуклеотидной последовательности, кодирующей часть генов рРНК, установлено, что исследуемый штамм наиболее близок к виду Hanseniaspora uvarum.

Штамм задепонирован во ВКПМ под номером Y-4278.

Предлагаемый новый штамм, найденный в естественных условиях и выделенный с поверхности ягод сорта Бургунд, хорошо приспособлен к местным условиям, прост в культивировании и хранении. Штамм дрожжей Hanseniaspora uvarum может использоваться в производстве алкогольной продукции и в качестве источника кормового белка; обладает высокой продуктивностью, антагонистичен к сопутствующей микрофлоре, не является зоо- и фитопатогенным, не представляет опасности по другим причинам.