ZMODYFIKOWANE SZCZEPY DROŻDŻY SACCHAROMYCES
w zastosowaniu w przemyśle spożywczym i kosmetycznym

(PROJEKT NR P-178)

Drożdże Saccharomyces cerevisiae są jednokomórkowymi organizmami, które ze względu na swoją właściwości przeprowadzania fermentacji alkoholowej
i produkcji CO2 są nierozerwalnie związane z cywilizacją człowieka i od stuleci wykorzystywane są w procesie pieczenia chleba czy produkcji wina i piwa.

Naturalne szczepy drożdży S. cerevisiae są izolowane z różnych środowisk, m.in.
z gleby, kory drzew, liści, kwiatów, owoców, piwa, wina, zakwasu chlebowego, zainfekowanych organów lub skóry pacjentów. Drożdże są również jednym
z najważniejszych organizmów modelowych używanych w badaniach biologicznych, m.in. genetycznych i biomedycznych. Naturalne szczepy drożdżowe, poza laboratoryjnymi, tworzą zwykle agregaty złożone z dużej ilości komórek bardzo ściśle ze sobą połączonych. W stanie równowagi populacji agregaty te składają się
z komórek będących w różnym stanie fizjologicznym. Są to zarówno komórki „matki” pączkujące, nowo powstałe komórki „córki”, komórki stare (które już wielokrotnie pączkowały), oraz komórki spoczynkowe.

Do podstawowych zalet komórek spoczynkowych należą:

• obecność materiałów zapasowych;
• gruba ściana komórkowa, przez co komórki są gęstsze;
•  odporność na różnorakie czynniki stresowe;
• wyższa przeżywalność niż pozostałe komórki z populacji;
• możliwość wznawiania swoich procesów fizjologicznych w przypadku poprawy niekorzystnych warunków środowiska, co skutkuje podziałami i zwiększeniem liczebności populacji komórek drożdży czyli jej „ożywieniem”.

Przedmiotem oferty jest nowy sposób pozwalający na wyizolowanie jednorodnej frakcji komórek spoczynkowych z naturalnie agregujących szczepów drożdży Saccharomyces cerevisiae. Sposób izolacji komórek spoczynkowych drożdży według nowej metody polega na tym, że szczep naturalnie agregujący modyfikuje się genetycznie tak by nie tworzył agregatów, następnie doprowadza się do go stanu,
w którym produkuje komórki spoczynkowe, a następnie oddziela się jednorodną warstwę zawierającą głównie komórki spoczynkowe z użyciem metody frakcjonowania w gradiencie gęstości.

Komórki drożdży pozyskane nowym sposobem lepiej przeżywają długotrwałe warunki stresowe, w tym:

• wielokrotne rozmrażanie i przechowywanie w temperaturze -20o C;
• długotrwałe przetrzymywanie w 4o C tj. w temperaturze chłodziarek;
• długotrwałe przechowywanie w temperaturze 28o C;
• stres termiczny w temperaturze 38o C.

Uzyskane nową metodą homogenne komórki drożdży o wyższej przeżywalności mogą mieć zastosowanie przy produkcji szczepów piekarniczych (drożdży świeżych i suszonych), probiotyków i kosmetyków wymagających „ożywienia” komórek drożdży po dłuższym okresie „uśpienia”.

Oferowana metoda izolacji komórek drożdży stanowi przedmiot zgłoszenia patentowego. Dalsze prace nad jej rozwojem prowadzone są w Instytucie Nauk
o Środowisku UJ, a Centrum Innowacji, Transferu Technologii i Rozwoju Uniwersytetu poszukuje podmiotów zainteresowanych komercyjnym wykorzystaniem wynalazku.

Dalsze informacje:

dr Klaudia Polakowska                                     tel. 12 663 3832, fax: 12 663 3831

Specjalista ds. Transferu Technologii           e-mail: klaudia.polakowska@uj.edu.pl

CITTRU, Uniwersytet Jagielloński

www.cittru.uj.edu.pl

 ____________________________________________________________________________________________________

The use of modified saccharomyces yeast strains in food
and cosmeticS industry  

 (TECHNOLOGY OFFER P-178)

The Saccharomyces cerevisiae yeast are single-celled organisms. Because of its properties to carry out fermentation and CO2 production, they are inseparable from human civilization for centuries and used in bread making process or production of wine and beer.

The natural strains of S. cerevisiae are isolated from different environments, e.g. from soil, tree cortex, leaves, flowers, fruit, beer, wine, sourdough, infected organs or patient’s skin. Baker’s yeasts are also one of the most important model organisms used in biological research, including genetic and biomedical research. The natural yeast strains, except for laboratory strains, usually form aggregates, which are composed of a plurality of cells closely linked with each other.
The aggregates are composed of cells that are in a various physiological state
at a steady-state population. These range from budding mother cells, the newly formed daughter cells, the old cells that repeatedly budded and the quiescent cells.

The major advantages of quiescent cells are following:

• the presence of reserve materials,
• a thick cell wall, which makes the cells much more dense,
• resistance to different stress factors,
• higher survival compared to the other cells of the population,
• opportunity to renewal their physiological processes in the case of an improvement of unfavorable environmental conditions, resulting in divisions and an increase in the number of yeast cells in population that is called the recovery of population,

The subject of the offer is a new method for the isolation of quiescent cells from naturally aggregating strains of Saccharomyces cerevisiae yeast. According to this method an aggregating strain is genetically modified that result in the nonaggregating strain, which is brought to a state in which it produces the quiescent cells. Next step is separation of a uniform layer containing mainly quiescent cells using the fractionation method in a density gradient.

The obtained yeast cells better survive the long-term stress conditions, such as:

• repeated thawing and storage at -20° C,
• continued storage at 4° C that is a temperature of refrigerators,
• continued storage at 28° C,
• thermal stress at 38° C.

The obtained homogeneous yeast cells with a higher survival rate may be used in production of bakery’s strains (fresh and dried yeast), probiotics and cosmetics which require the recovery of yeast cells after a long periods of hibernation.

The offered new method of isolation of quiescent cells from natural Saccharomyces cerevisiae strains is a subject of a patent application. Further research and development are continued at the Institute of Environmental Sciences of Jagiellonian University. Currently the Centre for Innovation, Technology Transfer and University Development (CITTRU) is looking for entities interested in commercial application of the invention.

More information:

PhD Klaudia Polakowska                           phone. 12 663 3832, fax: 12 663 3831

Technology Transfer Officer                      e-mail: klaudia.polakowska@uj.edu.pl

CITTRU, Jagiellonian University

www.cittru.uj.edu.pl