PROJEKTY EPS biotechnology

Inovativní je především systematická adaptace a stimulace vybraných MO pomocí expozice různým selekčním tlakům s cílem posílení jejich technologických vlastností. Dalším prvkem projektu je využití nanovlákenných nosičů biomasy (imobilizace, konzervace a inokulace MO). Výstupy budou soubory modifikovaných MO a postupy implementace nanomateriálů v environmentálních a potravinářských biotechnologiích.

Enologická větev

V rámci vinařské sekce projektu byl izolací z přírodní matrice získán soubor saccharomycetních a non-saccharomycetních autochtonních vinařských kvasinek. Tyto izoláty kvasinek byly vystaveny selekčním tlakům (přítomnost ethanolu, oxidu siřičitého, nízká teplota), které stimulovaly jejich důležité enologické vlastnosti. Kvasinky byly za stálého působení a zvyšování těchto selekčních tlaků udržovány v růstové fázi mnohonásobným přeočkováváním do nového média. Dlouhodobé působení selekčních tlaků, které vedly k adaptaci kvasinek na působení vyšších koncentrací oxidu siřičitého a nízké teplotě (viz Grafy 1 a 2).

Kvasinkové izoláty, které vykazovaly celkové nejvyšší adaptační schopnost, byly adherovány na plošné a lineární nanovlákenné nosiče pro přípravu zákvasů vinného moštu (viz Obrázek 1).

Na základě úspěšnosti optimalizačních testů v 2. etapě projektu byl vybrán jeden kmen nesaccharomycetní kvasinky Starmerella bacillaris a jeden kmen saccharomycetní kvasinky Saccharomyces cerevisiae. Ty byly ve 3. etapě projektu podrobeny v laboratorním měřítku aerobní Fed-batch kultivaci, lyofilizaci a upraveny do podoby kvasinkového preparátu. Fed-batch kultivace i lyofilizace byly následně optimalizovány, tak aby bylo dosaženo vyhovujících kvalitativních parametrů (vysoký výtěžnostní koeficient, procento pučících buněk po kultivaci, viabilita a fermentační aktivita buněk po lyofilizaci) výsledného kvasinkového preparátu (viz Tabulka 1). Celý proces kultivace a lyofilizace byl následně ověřen ve čtvrtprovozním měřítku, přičemž bylo rovněž sledováno zachování stimulovaných technologických vlastností (ethanolová tolerance, SO2 tolerance a tolerance k nízké teplotě).

Další částí třetí etapy projektu byla úspěšná adherence nakultivované biomasy na nanonosiče a ověření její viability a fermentační aktivity po lyofilizaci.

Následně byla ověřena funkčnost sypkých lyofilizovaných preparátů, které sloužily jako kontroly (saccharomycetní a nesaccharomycetní kvasinky) k jejich imobilizované formě na nanonosičích v poloprovozní měřítku (vinifikace v 50 l nerezových tancích) při výrobě tichého vína (Obrázek 2).

Zakvášení vinného moštu probíhalo pomocí sekvenční inokulace nesaccharomycetní a saccharomycetní kvasinky. Na základě průběhu vinifikace a dat získaných z tohoto poloprovozního ověření lze konstatovat, že byla prokázána stejná funkčnost sypkého preparátu adaptovaných kvasinek a adaptovaných kvasinek na nanovlákenném nosiči. U šarží s adaptovanými kvasinkami byla pozorována kratší lag-fáze než v případě neadaptovaných kvasinek. Výsledná vína prokvašená adaptovanými kvasinkami byla hodnocena senzoricky lépe. Avšak z komplexního pohledu nebyl pozorován signifikantní rozdíl mezi sypkým preparátem a mobilizovanou formou.

Získané stimulované izoláty autochtonní nesaccharomycetní kvasinky Starmerella bacillaris a saccharomycetní kvasinky Saccharomyces cerevisiae budou sloužit, spolu se získaným know-how o jejich kultivaci a lyofilizaci, k produkci kvasinkového preparátu pro zájemce z řad malých i velkých vinařství.

TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKOU UNIÍ Z PROSTŘEDKŮ FONDU PRO REGIONÁLNÍ ROZVOJ V RÁMCI OPERAČNÍHO PROGRAMU PODNIKÁNÍ A INOVACE PRO KONKURENCESCHOPST POD ZÁŠTITOU MINISTERSTVA PRŮMYSLU A OBCHODU.