Пономарьова В. Л. Збереженість іммобілізованих в альгінатному гелі дріжджів Saccharomyces cerevisiae після консервування за низьких температур

Об’єкт дослідження – вплив факторів низькотемпературного консервування та зберігання на життєздатність, структурно-функціональний стан і біологічні властивості вільних та іммобілізованих в альгінатному гелі дріжджів S. cerevisiae. Мета роботи − дослідити вплив умов консервування за низьких температур на життєздатність та структурно-функціональний стан дріжджів Saccharomyces cerevisiae, іммобілізованих у гелі альгінату натрію. Методи: мікробіологічні; спектрофотометричний; електронного парамагнітного резонансу; проточної цитофлуориметрії; конфокальної мікроскопії; кріобіологічні; кріомікроскопії; рідинної хроматографії; методи статистичної обробки результатів. Теоретичні і практичні результати, наукова новизна: Життєздатність іммобілізованих у носіях із гелю альгінату натрію клітин дріжджів S. сerevisiae залежить від швидкості охолодження. Охолодження зі швидкістю 1–5 град/хв до –40 οС та з подальшим зануренням зразків у рідкий азот дозволяє зберегти вихідну життєздатність іммобілізованих дріжджів без додаткового захисту кріопротекторами. Встановлено, що кріопротекторна дія розчинів альгінату натрію пов’язана з утворенням під час заморожування високов’язкого міжклітинного середовища, яке захищає клітини від ушкодження кристалами льоду і фізико-хімічними чинниками, пов’язаними з кристалоутворенням. Водночас процес іммобілізації в альгінатному гелі та подальше охолодження дріжджових клітин ініціюють помірне генерування АФК, концентрація яких перевищує значення контролю в 3 рази. Це сприяє підвищенню метаболічної активності дріжджових клітин і активує репаративні процеси в них. Термоіндукція внутрішньоклітинного синтезу трегалози клітинами S. сerevisiae перед іммобілізацією значно підвищує їх кріорезистентність і життєздатність після кріоконсервуванням із застосуванням швидкого неконтрольованого заморожуваня безпосереднім зануренням зразків в рідкий азот, що дозволило розробити протокол кріоконсервування іммобілізованих клітин дріжджів без використання кріопротекторів та спеціального кріогенного устаткування. Вперше розроблено протоколи кріоконсервування іммобілізованих клітин S. cerevisiae із використанням повільного програмного охолодження та із неконтрольованими швидкостями охолодження шляхом занурення у рідкий азот зразків клітин після попередньої термоіндукції синтезу трегалози. Вперше встановлено, що після кріоконсервування на відміну від вільних, в іммобілізованих дріжджових клітинах зберігаються вихідні характеристики дихальної активності, в меншій кількості утворюються АФК та виникають летальні ушкодження. Технологічні показники також перевищують аналогічні показники вільних клітин. Практичне значення: Розроблений і апробований протокол кріоконсервування дріжджів S. cerevisiae, іммобілізованих в альгінатному гелі, може бути рекомендований для кріоконсервування дріжджів без використання кріопротекторів в національних та відомчих колекціях і банках мікроорганізмів, а також для зберігання стартових культур. Сфера використання: у біотехнологічних виробництвах, харчовій, хлібопекарській промисловості та виноробстві.