Исследование морфофизиологических свойств дрожжей, перспективных для производства этанола

Автор: Давыденко С.Г., Меледина Т.В., Андреева А.А.

Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet

Рубрика: Пищевая биотехнология

Статья в выпуске: 1 (99) т.86, 2024 года.

Бесплатный доступ

Этиловый спирт является востребованным сырьем в различных отраслях народного хозяйства, в частности в пищевой промышленности, медицине, косметологии. В последнее время, в связи с необходимостью снизить нагрузку на экологию, этанол используют в качестве топлива, частично заменяя бензин и дизельное топливо в двигателях внутреннего сгорания. Кроме того, для многих стран, которые имеют дефицит углеродных ископаемых, замена части бензина на этанол является решением проблемы снижения себестоимости топлива. В настоящее время 95% этанола, производимого из растительного сырья, заменяет 32% бензина. В результате проведенной работы было установлено, что для оценки влияния этанола на физиологическую активность дрожжей следует использовать различные методы контроля. Так, отсутствие мертвых клеток в культуре, как показали полученные данные, не могут в полной мере объяснить метаболическую активность дрожжей в среде с этанолом. По всей видимости интенсивность этанольного стресса связана со сложными, генетически обусловленными процессами, например, активацией развернутого белкового ответа и изменением активности ферментов ЭПР. Сравнение интенсивности размножения двух штаммов спиртовых дрожжей указывают на необходимость изучения их флокуляционной активности. Кроме того, при инокуляции среды следует учитывать различия в размере клеток разных культур, которые могут существенно отличаться. Например, дрожжи штамма С16 больше по размеру клеток штамма С48 на 33%. При сравнительной оценке штаммов следует использовать только количественное определение концентрации клеток в посевном материале, а не массовую долю биомассы в нем.

Еще

Дрожжи, этанол, морфология, стабильность, клетка

Короткий адрес: https://sciup.org/140305683

IDR: 140305683   |   DOI: 10.20914/2310-1202-2024-1-63-69

Список литературы Исследование морфофизиологических свойств дрожжей, перспективных для производства этанола

  • Walker G.M., Walker R.S.K. Enhancing yeast alcoholic fermentations // Advances in applied microbiology. 2018. P. 87–129.
  • Panahi H.K.S., Dehhaghi M., Aghbashlo M., Karimi K. et al. Conversion of residues from agro-food industry into bioethanol in Iran: An under-valued biofuel additive to phase out MTBE in gasoline // Renewable energy. 2020. V. 145. P. 699-710.
  • Demirbas A., Karslioglu S. Biodiesel production facilities from vegetable oils and animal fats // Energy Sources, Part A. 2007. V. 29. №. 2. P. 133-141. doi: 10.1080/009083190951320
  • Láinez M., Ruiz H.A., Arellano-Plaza M., Martínez-Hernández S. Bioethanol production from enzymatic hydrolysates of Agave salmiana leaves comparing S. cerevisiae and K. marxianus // Renewable energy. 2019. V. 138. P. 1127-1133.
  • Figueres C., Whiteman G., Le Quéré C., Peters G.P. Carbon emissions rise again // Nature. 2018. V. 564. P. 27-31.
  • Tang Y., An M., Liu K., Nagai S. et al. Ethanol production from acid hydrolysate of wood biomass using the flocculating yeast Saccharomyces cerevisiae strain KF-7 // Process Biochemistry. 2006. V. 41. №. 4. P. 909-914.
  • Raina N., Slathia P.S., Sharma P. Experimental optimization of thermochemical pretreatment of sal (Shorea robusta) sawdust by Central Composite Design study for bioethanol production by co-fermentation using Saccharomyces cerevisiae (MTCC-36) and Pichia stipitis (NCIM-3498) // Biomass and Bioenergy. 2020. V. 143. P. 105819.
  • Wang Q., Ma H., Xu W., Gong L. et al. Ethanol production from kitchen garbage using response surface methodology // Biochemical Engineering Journal. 2008. V. 39. №. 3. P. 604-610.
  • Láinez M., Ruiz H.A., Arellano-Plaza M., Martínez-Hernández S. Bioethanol production from enzymatic hydrolysates of Agave salmiana leaves comparing S. cerevisiae and K. marxianus // Renewable energy. 2019. V. 138. P. 1127-1133.
  • Raina N., Slathia P.S., Sharma P. Response surface methodology (RSM) for optimization of thermochemical pretreatment method and enzymatic hydrolysis of deodar sawdust (DS) for bioethanol production using separate hydrolysis and co-fermentation (SHCF) // Biomass Conversion and Biorefinery. 2020. P. 1-21. doi: 10.1007/s13399-020-00970-0
  • Roukas T., Kotzekidou P. Rotary biofilm reactor: A new tool for long-term bioethanol production from non-sterilized beet molasses by Saccharomyces cerevisiae in repeated-batch fermentation // Journal of cleaner production. 2020. V. 257. P. 120519.
  • Keshtkar S., Mezenova O.Y., Hosseini S., Romiani E. The Study of the influence of various factors on the ethanol production by the Hanseniaspora opuntiae // Вестник международной академии холода. 2019. №. 2. С. 49-54.
  • Mezenova O.Y. et al. The study of ethanol production by new strain of yeasts “hanseniaspora opuntiae MK 460485”, investigation of its ethanol production in presence of different carbon and nitrogen sources, and optimal conditions // Journal of Critical Reviews. 2020. № 4. P. 498–505.
  • Bleoanca I., Bahrim G. Overview on brewing yeast stress factors // Romanian Biotechnological Letters. 2013. V. 18. №. 5. P. 8559-8572.
  • Kopecká J., Němec M., Matoulková D., Čejka P. et al. Effect of growth conditions on flocculation and cell surface hydrophobicity of brewing yeast // Journal of the American Society of Brewing Chemists. 2015. V. 73. №. 2. P. 143-150. doi: 10.1094/ASBCJ-2015-0324-01
  • Lentini A., Rogers P., Higgins V., Dawes I. et al. The impact of ethanol stress on yeast physiology // Brewing Yeast Fermentation Performance. 2003. P. 23-38. doi:10.1002/9780470696040
  • Stanley D., Bandara A., Fraser S., Chambers P.J. et al. The ethanol stress response and ethanol tolerance of Saccharomyces cerevisiae // Journal of applied microbiology. 2010. V. 109. №. 1. P. 13-24. doi: 10.1111/j.1365-2672.2009.04657.x
  • Manter D.K., Vivanco J.M. Use of the ITS primers, ITS1F and ITS4, to characterize fungal abundance and diversity in mixed-template samples by qPCR and length heterogeneity analysis // Journal of microbiological methods. 2007. V. 71. №. 1. P. 7-14.
  • Davydenko S.G. The creation and application of a new rapid method of assessing the quality of the seed yeast // Beer and beverages. 2012. V. 5. P. 20-23.
  • Davydenko S.G., Meledina T.V., Ivanova V.A. New foresight methodology for toxicity assessment // Scientific Study & Research. Chemistry & Chemical Engineering, Biotechnology, Food Industry. 2020. V. 21. №. 3. P. 333-342.
  • Давыденко С.Г., Васильева Л.М., Баташов Б.Э., Дедегкаев А.Т. Применение методов окраски дрожжей для оценки их физиологического состояния // Пиво и Напитки. 2011. Т. 5. С. 8–11.
  • Navarro-Tapia E., Pérez-Torrado R., Querol A. Ethanol effects involve non-canonical unfolded protein response activation in yeast cells // Frontiers in microbiology. 2017. V. 8. P. 245764. doi: 10.3389/fmicb.2017.00383
  • Alexandre H., Ansanay-Galeote V., Dequin S., Blondin B. Global gene expression during short-term ethanol stress in Saccharomyces cerevisiae // FEBS letters. –2001. V. 498. №. 1. P. 98-103. doi: 10.1016/S0014–5793(01)02503–0
  • Yoshida M., Kato S., Fukuda S., Izawa S. Acquired resistance to severe ethanol stress in Saccharomyces cerevisiae protein quality control // Applied and Environmental Microbiology. 2021. V. 87. №. 6. P. e02353-20. doi: 10.1128/AEM.02353–2
Еще
Статья научная