Разработка технологии управления физиолого-биохимическими свойствами дрожжевых культур с использованием биостимуляторов с целью получения пищевых функциональных ингредиентов

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 22-26-20102

НазваниеРазработка технологии управления физиолого-биохимическими свойствами дрожжевых культур с использованием биостимуляторов с целью получения пищевых функциональных ингредиентов

Руководитель Сергеева Ирина Юрьевна, Доктор технических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кемеровский государственный университет" , Кемеровская обл (Кузбасс)

Конкурс №65 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» (региональный конкурс)

Область знания, основной код классификатора 06 - Сельскохозяйственные науки; 06-301 - Технология пищевых продуктов

Ключевые слова Ферментация, дрожжи , органические кислоты, среда хранения, среда инкубации, активность ферментов, физиологическое состояние, стерины, кислород, аминокислоты

Код ГРНТИ62.09.39

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проект направлен на решение проблемы обеспечения продовольственной безопасности путем формирования сырьевой базы для получения здоровьесберегающих и снижающих риск возникновения заболеваний биологически активных веществ для нужд пищевой и фармацевтической промышленности. Многочисленными исследованиями доказано, что использование функциональных ингредиентов микробного происхождения является активно развивающимся и перспективным направлением пищевой биотехнологии. Ресурсы микроорганизмов признаны самыми многочисленными биологическими ресурсами нашей планеты и имеют ряд существенных преимуществ перед высокоурожайным растениеводством и продуктивным животноводством. В первую очередь, это высокая скорость роста микроорганизмов, возможность регулирования процессов биосинтеза для генерации необходимых целевых метаболитов. Saccharomyces cerevisiae является хорошо эксплуатируемым одноклеточным эукариотическим организмом, демонстрирующим разнообразные характеристики, включая высокую ферментативную способность и способность расти при неблагоприятных условиях pH, температуры и осмолярности, а также доступность питательных веществ и присутствие этанола. Научная новизна предлагаемого проекта заключается в разработке принципиально новых подходов и приемов стимуляции физиолого-биохимической активности дрожжевой культуры путем целенаправленной модификации состава питательной среды с использованием природных источников неорганических и органических соединений. Впервые, на основании изучения химической природы, структурных и технологических характеристик препаратов и добавок, изменяющих физиологические, биохимические, технологические свойства дрожжей, посредством модифицирования состава питательной среды будет проведена их классификация. В результате реализации проекта будет разработана технология управления физиолого-биохимическими свойствами дрожжевых культур с использованием биостимуляторов с целью получения пищевых функциональных ингредиентов. В рамках обозначенной научной проблемы планируется решение ряда задач: предложить и обосновать концепцию регуляции физиолого-биохимических функций дрожжей для интенсификации процесса получения метаболитов, пригодных к использованию в качестве функциональных пищевых ингредиентов на основе применения биостимуляторов и разработать алгоритм ее реализации; теоретически обосновать выбор источников биостимулирующих соединений и механизмы их действия на физиологическую и биохимическую активность дрожжей; определить потребность различных рас дрожжей в кислороде и оценить взаимосвязь данного показателя со стериногенезом дрожжевых клеток; изучить взаимосвязь между изменением физико-химических показателей среды инкубации дрожжей и физиологическими, технологическими и биохимическими характеристиками микробной культуры в процессе ее хранения; разработать способы поддержания или активизации физиолого-биохимических функций жидких разводок и сухих препаратов дрожжей после регидратации путем корректировки состава питательной среды биостимуляторами при индивидуальном и совместном применении, а также с различными видами воздействий; оценить влияние предлагаемых биостимуляторов на показатели физиологического состояния, активность основных клеточных ферментов дрожжевой культуры; провести оценку воздействия добавок и препаратов на качественный и количественный состав продуктов метаболизма дрожжевой культуры; осуществить подбор ферментных препаратов для гидролиза биомассы дрожжей с получением низкомолекулярных пептидов и аминокислот; провести оценку воздействия добавок и препаратов на качественный и количественный состав гидролизатов биомассы дрожжей; определить оптимальные и рациональные параметры использования биостимуляторов с целью получения пищевых функциональных ингредиентов. Биологически активные компоненты, полученные при культивировании и ферментной обработке биомассы дрожжей могут быть использованы в фармацевтике при разработке лекарственных препаратов, а также в нутрицевтике и пищевой промышленности при разработке лечебно-профилактических продуктов питания и биологически-активных добавок к пище. Ожидаемые научные и научно-технические результаты в виде биологически-активных добавок к пище и лечебно-профилактических продуктов питания могут найти применение в сфере медицины и здравоохранения для профилактики заболеваний, благодаря их введению в ежедневный рацион питания; По результатам выполнения проекта планируется опубликовать серию статей (не менее 4) в изданиях, индексируемых в системах цитирования Web of Science/Scopus с импакт-факторами от 1.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Шафрай А.В., Пермякова Л.В., Бородулин Д.М., Сергеева И.Ю. Modeling the Physiological Parameters of Brewer’s Yeast during Storage with Natural Zeolite-Containing Tuffs Using Artificial Neural Networks Information, Information 2022, 13, 529 (год публикации - 2022)
10.3390/info13110529

2. Сергеева И. Ю., Старовойтова К. В., Пермякова Л. В., Долголюк И. В. БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ МЕТАБОЛИТЫ SACCHAROMYCES CEREVISIAE ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ОБЩЕСТВЕННОМ ПИТАНИИ материалы IX Международной научно-практической конференции. Уральский государственный экономический университет. Екатеринбург, 2022, Уральский государственный экономический университет, 2022. – С. 110-115 (год публикации - 2022)

3. Пермякова Л. В., Сергеева И. Ю., Долголюк И. В., Старовойтова К. В., Атучин В.В., Верещагин А.Л., Романенко В.О., Лашицкий С.С. 1. Combined effect of ultrasound treatment and a mix of krebs cycle acids on the metabolic processes in Saccharomyces cerevisiae Fermentation, Fermentation 2023, 9(2), 132; https://doi.org/10.3390/fermentation9020132 (год публикации - 2023)
10.3390/fermentation9020132

4. Пермякова Л.В., Сергеева И.Ю., Короткий И.А., Лашицкий С.С., Рябоконева Л.А. Влияние способа получения экстрактов из зерновых отрубей на ферментативную активность Saccharomyces Cerevisiae W-34/70 Хранение и переработка сельхозсырья, Хранение и переработка сельхозсырья. 2023;(2). https://doi.org/10.36107/spfp.2023.445 (год публикации - 2023)
10.36107/spfp.2023.445

5. Сергеева И.Ю., Пермякова Л.В., Мухлынина Е.А., Аншуков А.В. Исследование цитотоксичности гидролизата пивных дрожжей, активированных экстрактом Atriplex Sibirica L. Биотехнология (год публикации - 2023)

6. И.Ю Сергеева, ЛВ Пермякова, АС Марков, ЛА Рябоконева, ВВ Атучин, АВ Аншуков, Ли Ян, ЛА Проскурякова Peptides of yeast Saccharomyces cerevisiae activated by the aquatic extract of Atriplex sibirica L. ACS Food Science & Technology (год публикации - 2023)

7. Сергеева М.Ю., Пермякова Л.В., Долголюк И.В., Старовойтова К.В. Воздействие физических и химических факторов на биосинтез целевых метаболитов Saccharomyces cerevisiae. Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Уральский государственный экономический университет. — Екатеринбург: УрГЭУ, 2023., Инновационные технологии в пищевой промышленности и общественном питании: материалы X Международной научно-практиче Екатеринбург: УрГЭУ, 2023. - С.143-149 (год публикации - 2023)

8. Н. А. Филипкина(рук. Пермякова Л.В., Долголюк И.В.) Использование метаболитов молочнокислых бактерий для стимуляции жизнедеятельности дрожжей Saccharomyces Cerevisiae. Многополярный мир в фокусе новой действительности : материалы XIII Евразийского экономического форума молодежи (Екатеринбург, 24−28 апреля 2023 г.), Екатеринбург: УрГЭУ, 2023. - Том 3. - С.63-66 (год публикации - 2023)

9. Лашицкий С. С., Пермякова Л. В. Влияние комбинированной активации на биохимические показатели дрожжей Saccharomyces Cerevisiae материалы II международного Симпозиума «Пищевые здоровьесберегающие технологии» (год публикации - 2023)

Публикации