Вестник МГТУ, 2025, Т. 28, № 4/2.

Вестник МГТУ. 2025. Т. 28, № 4/2. С. 602-613. DOI: https://doi.org/10.21443/1560-9278-2025-28-4/2-602-613 Введение Дрожжи являются одним из основных видов сырья, применяемых в бродильных производствах. От состояния популяции и интенсивности метаболизма дрожжей зависит технологическая и экономическая эффективность производственного цикла пивоварения, потребительские характеристики готового напитка и его безопасность. Решение задачи активации развития дрожжевой популяции заключается в поддержании оптимальных условий культивирования, однако данный подход не может быть реализован в большинстве бродильных производств. Так, при производстве пива низового брожения температура культивирования ниже оптимальной (7-14 °С вместо 25-28 °С), содержание сухих веществ (СВ) в питательной среде (ПС) (пивном сусле) выше (как правило, 11 и более % вместо 5 -6 %), отсутствуют сбалансированность состава питательной среды (часто лимитирующим компонентом является усваиваемый азот) и ее стерильность. На практике реализуются иные способы культивирования, одним из которых является применение комплексных подкормок, в состав которых входят азотсодержащие соединения, витамины, минеральные вещества, в частности цинк (его роль, по нашему мнению, зависит от суммарной концентрации в сусле). Данное технологическое решение обладает преимуществами, но требует регулярных значительных расходов, а также не всегда предсказуемо меняет спектр накапливаемых метаболитов дрожжей. В настоящее время определенное внимание уделяется улучшению свойств пивных дрожжей посредством их генетических модификаций (придание осмо- и этанолтолерантности, улучшение флокуляционной способности, "настройка" биосинтетического пути изолейцина-лейцина-валина и т. д.), однако в этом случае существуют законодательные ограничения, устанавливаемые государственными органами стран и регионов мира. Перспективной альтернативой представляется использование волновых и полевых воздействий, доказавшее свою эффективность при решении широкого круга задач в пищевых производствах (Зарубина и др., 2001, 2002 ; Данильчук, 2011; Карпенко и др., 2024 ; Петракова и др., 2002). На кафедре технологии бродильных производств и виноделия Российского биотехнологического университета (РОСБИОТЕХ) в течение 15 лет проведен ряд исследований, посвященных влиянию на объекты различной природы света видимого диапазона (Карпенко и др., 2017; Гришин и др., 2023) и звука с частотами слышимого диапазона (Карпенко и др., 2015, 2016; Karpenko et al., 2019). Ультразвук (УЗ) разных частот и мощности оказывает разнонаправленное влияние на характеристики обрабатываемого объекта; в ходе исследования установлены параметры, обеспечивающие технологически и экономически значимые улучшения контролируемых характеристик (Abesinghe et al., 2022; Aladjadjiyan, 2002; Yaldagard et al., 2008). Воздействие ультразвуком различной интенсивности и частоты является способом обработки не только интенсивно исследуемым, но и уже промышленно применяемым (Knorr et al., 2004; Lan et al., 2023; Zhou et al., 2023). Часто УЗ используется для разрушения различных биологических структур (Chemat et al., 2011; Xue et al., 2024; Zhao et al., 2022), в том числе для подавления нежелательной микрофлоры (Nguyen et al., 2022; Oliveira et al., 2022; Park et al., 2019). Однако публикуются результаты исследований (Awad et al., 2012), свидетельствующие о возможности интенсификации ультразвуком процессов, идущих с участием биохимических (Данильчук и др., 2008) и биологических объектов (Mo et al., 2020). В публикациях доказана возможность интенсификации развития популяций спиртовых дрожжей (Kalugina et al., 2021), а также высказываются различные точки зрения по поводу частоты ультразвука и характера влияния, оказываемого им на микроорганизмы. В ряде работ (Мацулевич и др., 2017; Установка..., 2004) отмечено положительное влияние частоты около 40 кГц, хотя существуют и иные мнения (Калужина и др., 2025 ). В настоящем исследовании на основании экспериментальных данных и анализа информации литературных источников проведена оценка эффективности обработки ультразвуком пивных дрожжей: накопление ими биомассы и повышение бродильной активности. Текущий этап исследований включает культивирование дрожжевых популяций на модельных средах (5%-м растворе глюкозы) и при сбраживании пивного сусла. Материалы и методы Объектом исследований служили сухие пивные дрожжи Saccharomyces cerevisiae Saflager S-189 (Fermentis). В качестве питательных сред использовали стерилизованный автоклавированием при 121 °С в течение 20 мин 5%-й раствор сахарозы в водопроводной воде или пивное сусло, приготовленное из охмеленного концентрата "Жигулевский лагер" (торговой марки "Своя кружка™", производитель "Компания СК", Россия). Обработку дрожжей перед засевом ими питательной среды проводили в ультразвуковой ванне BAKU 3550 (КНР) (частота генерируемого звука 40 кГц, мощность 30 Вт) в течение фиксированного 603