Источники азота

Содержание азота в клетках может достигать 10 % на СВ. Источниками азота для синтеза белка являются ионы аммония и аминокислоты. Однако рост клеток происходит быстрее, если в питательной среде содержатся аминокислоты, а не ионы аммония. Аминокислоты в процессе брожения потребляются последовательно. Это определяется свойствами и специфичностью пермеаз, локализованных в клеточной мембране дрожжей. Большинство поступающих в клетку аминокислот сначала подвергается действию трансаминаз, отщепляющих аминогруппы, при этом остается углеводный скелет, который далее метаболизируется.

Дрожжи не могут ассимилировать азот из органических соединений (кроме мочевины), нитратов и нитритов.

В дрожжевой промышленности и в виноделии в качестве источника азотного питания используют сульфат аммония (ГОСТ 10873-73), диаммонийфосфат марок А и Б (ГОСТ 8515-75) и раствор аммиака (ГОСТ 9-77). Очень редко в качестве источника азотного питания используется мочевина (ГОСТ 2081-75).

Минеральные компоненты. Макро- и микроэлементы

Активность некоторых ферментов может зависеть только от структуры самого белка, для других требуется также присутствие определенных групп небелковой природы - кофакторов. В роли кофакторов могут выступать ионы металлов или сложные органические соединения, называемые коферментами. Иногда для проявления активности фермента необходимо присутствие как тех, так и других.

Ниже приведены сведения о некоторых ферментах, коферментами в которых являются ионы металлов:

Zn+2 - кофермент алкогольдегидрогеназы, карбоксипептидазы;

Mg+2 - кофермент пируватфосфокиназы, фосфогидролазы и фосфотрансферазы;

Мп+2 - кофермент фосфотрансферазы;

Fe+2 и Fe+3 - коферменты каталазы, пероксидазы и цитохромов;

Си+2 и Си+ - коферменты тирозиназы и цитохромоксидазы;

К+ - кофермент пируватфосфокиназы;

Na+ - кофермент плазматической АТФ-азы.

Макроэлементы

К макроэлементам относятся фосфор, калий, магний, натрий и сера.

Потребность дрожжей в фосфоре. Фосфор входит в состав нуклеиновых кислот, АТФ, фосфолипидов, полимеров клеточной стенки, в мембраны органоидов клеток. Он способствует поддержанию буферности, препятствующей сдвигу pH в цитоплазме клеток. Нехватка фосфора проявляется в замедлении скорости брожения и роста клеток.

Количество Р2О5 в клетках определяется условиями культивирования, содержанием солей фосфора в среде и может достигать 5,5 % от СВ дрожжей.

Потребность дрожжей в калии. В хлебопекарных дрожжах содержание калия в пересчете на К2О в пределах от 1,4 до 4,3 % от АСБ, в пивных дрожжах - в среднем 2,4 % от СВ.

Калий активирует около 40 различных ферментов, в том числе оксидазы и дегидрогеназы. Ионы калия выполняют роль не только коферментов, но также входят в состав некоторых структур клетки, в частности, рибосом. Калий также участвует в регуляции транспорта ионов через клеточную стенку и через митохондриальную мембрану. В связи с увеличением скорости роста дрожжей потребность в калии увеличивается.

Ионы К+ определяют транспорт в клетки ортофосфата, играющего большую роль в энергетическом обмене дрожжей. Скорость этого процесса зависит как от вида микроорганизма, так и от условий культивирования. При энергетическом обмене, стимулируемом глюкозой, экзогенный калий поступает в клетку одновременно с фосфатом, при этом происходит отток ионов Н+ из дрожжей. Этот процесс является энергозависимым и происходит при участии фермента АТФ-азы.

Следует обратить внимание на обмен ионов К+ и Н+ через митохондриальную мембрану. В данном случае, помимо К+, в этом обмене участвуют также ионы Na+ и ионы двухвалентных металлов Са+2, Мп+2 и Sr+2. Переход этих ионов в митохондрию сопровождается выбросом эквивалентного количества Н+.

Для дрожжей экономический коэффициент по калию равен 54. Это означает, что 1 г элемента входит в состав 54 г АСБ.

Потребность дрожжей в магнии. Магний необходим как для энергетического, так и конструктивного обмена дрожжей, так как он является кофактором многих ферментов (см. раздел 5). Он стимулирует утилизацию мальтозы и мальтотриозы.

Экономический коэффициент в расчете на ионы потребленного магния составляет 540 г сухой биомассы на 1 г магния и обратно пропорционален количеству РНК в биомассе.

При составлении питательных сред следует учесть следующее соотношение между макроэлементами в пересчете на их оксиды: MgO:K2O:P2O5, которое равняется 1:10:20.

Потребность дрожжей в сере. Сера необходима, главным образом, для синтеза серосодержащих аминокислот цистеина и метионина. Кроме того, небольшое количество серы требуется для образования сульфогрупп в некоторых коферментах, таких как биотин, кофермент А, липоевая кислота, тиамин и пиридоксин.

Было установлено, что в дрожжах при недостатке этого компонента в среде культивирования наблюдается снижение дыхательной активности клеток, как и при ингибировании роста дрожжей недостатком железа. Сера усваивается дрожжами из неорганических сульфатов, из серосодержащих аминокислот. Экономический коэффициент в расчете на ионы SO42 для пекарских дрожжей составляет 100 г сухой биомассы на 1 г.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >