Разделение микроорганизмов по группам в зависимости от ассимиляции

Азотистых соединений

Группа микроорганизмов	Усвояемый источник азота			Органический азот
	N2
I II III IV	+ – – –	+ +  – –	+ + + –	+ + + +

Хлебопекарные дрожжевые клетки и дрожжевые микроорганизмы принадлежат к группам II и III. данной схемы. Из приведенных азотистых соединений наиболее легко усваиваются аммонийные соединения: фосфат аммония, сульфат аммония и др., хуже — органические вещества, например аминокислоты. В среде, где имеются одновременно аммонийные соединения и нитраты, сначала усваивается азот из аммонийных соединений, и когда рН упадет почти до 3, начинается ассимиляция нитратов. Между отдельными соединениями естественной среды возникает определенная зависимость, в том числе и между соединениями углерода и азота, поэтому ассимиляцию углерода и азота рассматривать отдельно нельзя.

Аминокислоты являются источниками как азота, так и углерода. Состав аминокислот, содержащихся в среде, не всегда пригоден для ассимиляции, особенно в средах полуестественных или искусственных. Если в среду к дрожжам ввести такие аминокислоты, которые нужны для построения их собственных клеток, как, например, в дрожжевых автолизатах, в этом случае они усва­иваются одновременно. Причем если в среде кроме сахара уже имеется нужный состав аминокислот, то они частично служат также источником углерода. При этом расход сахара будет меньше, чем если бы источником азота было простое аммонийное соединение. В начальной фазе ассимиляции подвергаются только простые аминокислоты, например гликокол, аланин, гидрооксипролин и др. После этого дрожжевые клетки начинают усваивать полипептиды, гидролизованные в аминокислоты. Аминокислоты нужны не столько для непосредственного питания дрожжевой клетки, сколько для поддержания их роста и размножения.

В метаболизме дрожжевой клетки важное значение имеют витамины. Витамин В₁ (тиамин) встречается в виде дифосфорной соли в коферменте карбоксилазы и является, следовательно, кокарбоксилазой. Витамин B₂(рибофлавин) является составной частью желтого фермента. Витамин В₃ (пантотеновая кислота) участвует при углеводном метаболизме. Витамин В₅ (амид никотиновой кислоты + рибоза + фосфорная кислота + адениловая кислота) является козимазой.

Витамин В₆ (пиридоксин или адермин) — один из очень важных биокатализаторов дрожжевой клетки. Он ведет себя как фосфорнокислый эфир пиридоксаля при декарбоксилировании аминокислот.

Витамин С (L-аскорбиновая кислота) участвует в окислительно-восстановительных процессах и может выступать в роли регулятора восстановительно-окислительного потенциала. В продуктообмене дрожжевых клеток подобным образом действует еще ряд многих витаминов и ростовых веществ.

Интенсивность спиртового брожения зависит также от наличия сульфатов и фосфатов. Последние служат источниками для образования фосфорных эфиров глюкозы.

В таких системах заключена потенциальная энергия, сосредоточенная в ковалентных связях между атомами в молекуле. В результате диссимиляции питательных веществ происходит освобождение энергии и образуются химически активные метаболиты, использующиеся при жизнедеятельности дрожжей.

Дрожжевые клетки не синтезируют внеклеточные ферменты, обеспечивающие гидролиз сложноорганических соединений. Поэтому питательные смеси должны содержать гидролизованные высокомолекулярные соединения, гидролиз которых осуществляется ферментами, кислотами или кислореагирующими веществами. Предварительное выдерживание дрожжевых клеток в такой среде создает благоприятные физико-химические условия и повышает активность ферментов, индуцированный их биосинтез, ускоряет и обеспечивает внутриклеточные биохимические превращения, без которых невозможен процесс брожения.

Ферменты, образующиеся при адаптации микроорганизмов к соответствующему субстрату, называют адаптивными или индуцируемыми. К таким ферментам относится a-глюкозидаза дрожжевых клеток. Естественным биологическим субстратом этого фермента является мальтоза. Однако образование индуцируемого фермента может происходить не только под влиянием субстрата, на который данный фермент действует, но и под влиянием со­единений, на которые он не оказывает влияния. В период ферментной адаптации (приспособления) дрожжевые клетки не размножаются. В индуцируемой системе в соответствии с общей теорией индукции и репрессии биосинтеза ферментов (Ф. Жакоба и Ж. Моно) сигнальный метаболит, связываясь с репрессором, инактивирует его. В результате происходит дерепрессия определенного участка ДНК и вслед за этим начинается синтез соответствующей матричной РНК и индуцируемого фермента.

Из вышесказанного следует, что специфические биохимические свойства дрожжей, выработанных мелассоприточным способом, обусловливают необходимость проведения особых технологических операций, обеспечивающих улучшение их сбраживающей способности в хлебопекарных полуфабрикатах.