hfbHealth, Food & BiotechnologyHealth, Food & Biotechnology2712-7648РОСБИОТЕХ10.36107/hfb.2024.i3.s215hfb-215Research ArticleБИОТЕХНОЛОГИИBIOTECHNOLOGYВлияние пестицидов на морфологию дрожжевой клетки в процессе брожения плодового суслаInfluence of Pesticides on the Morphology of Yeast Cells During the Fermentation of Fruit Musthttps://orcid.org/0009-0006-1037-3187БелослюдоваГалина ЮрьевнаBeloslyudovaGalina Yu.

Кафедра бродильных производств, вина и химии

beloslyudova@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5502-7951ПанасюкАлександр ЛьвовичPanasyukAlexander L.alpanasyuk@mail.ruМосковский государственный университет технологий и управления им К.Г. Разумовского (Первый Казачий университет)РоссияK.G. Razumovsky Moscow State University of Technologies and Management (the First Cossack University)Russian FederationВНИИ пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности - филиал ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова РАНРоссияK.G. Razumovsky Moscow State University of Technologies and Management (the First Cossack University) All-Russian Scientific Research Institute of Brewing, Beverage and Wine IndustryRussian Federation202411122024633541Copyright © Белослюдова Г.Ю., Панасюк А.Л., 20242024Белослюдова Г.Ю., Панасюк А.Л.Beloslyudova G.Y., Panasyuk A.L.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.hfb-journal.ru/jour/article/view/215Введение

Введение. При производстве плодовых материалов используют плоды и ягоды, которые могут быть контаминированы пестицидами, негативно влияющими не только на качество и безопасность готовой продукции, а также на технологический процесс получения. Таким образом, обеспечение безопасности плодовых материалов и плодовых вин из них является важной задачей производителя. 

Цель

Цель. Изучить влияние фосфорорганических пестицидов в ходе процесса брожения плодового материала на морфологию и физиологическую активность дрожжевой клетки.

Материалы и методы

Материалы и методы. Объектами исследования были выбраны пестициды диметоат, пиримифос-метил, малатион, представляющие собой чистые растворы, а также дрожжи Saccharomyces cerevisiae расы Яблочная 7, выращенные в лаборатории. В качестве среды исследования было выбрано яблочный материал, полученное из свежих яблок.

Результаты

Результаты. Результаты исследования показывают, что при наличии пестицидов в среде дрожжевая клетка способна отвечать путем изменения морфологии дрожжевой клетки. При этом выявлено, что структурные изменения в клетке зависят от вида воздействующего пестицида. Обнаружено различие в сорбционной способности дрожжевой клетки в зависимости от используемого пестицида.    

Выводы

Выводы. Полученные данные можно использовать при производстве плодовых материалов и вин.

Introduction

Introduction. In the production of fruit materials, fruits and berries are used, which can be contaminated with pesticides, which negatively affect not only the quality and safety of finished products, but also the technological process of obtaining. Thus, ensuring the safety of fruit materials and fruit wines from them is an important task of the manufacturer. 

Purpose

Purpose. To study the effect of organophosphate pesticides during the fermentation process of fruit material on the morphology and physiological activity of the yeast cell.

Materials and Methods

Materials and Methods. The objects of the study were selected pesticides dimethoate, pyrimiphos-methyl, malathion, which are pure solutions, as well as yeast Saccharomyces cerevisiae of the Malic 7 race, grown in the laboratory. Apple material obtained from fresh apples was chosen as the research medium.

Results

Results. The results of the study show that in the presence of pesticides in the environment, the yeast cell is able to respond by changing the morphology of the yeast

Conclusions

Conclusions. The obtained data can be used in the production of fruit materials and wines.

пестицидыизменение структуры дрожжевой клеткиплодовый материаладсорбцияэлектронно-микроскопические исследованияpesticideschanges in the structure of yeast cellsfruit materialadsorptionelectron microscopic studiesReferencesАжогина, В. Л., Агеева, И. М., Гугучкина, Т. И. (1995). Трансформация липидного комплекса сусел и вин под действием пестицидов. Известия вузов. Пищевая технология, (5-6), 26-27.Kish L., Tretyakov A., Abramenkova O., Amelin V., Gergel M., Mishchenko N. (2022). Продукты трансформации пестицидов и антибактериальных препаратов в пищевой продукции и продовольственном сырье (аналитический обзор). Theoretical Ecology. http://dx.doi:10.25750/1995-4301-2022-2-015-025Azhogina, V. L., Ageeva, I. M., Guguchkina, T. I. (1995). Transformation of the lipid complex of musts and wines under the influence of pesticides. Izvestiya vuzov. Food Technology, (5-6), 26-27. (In Russ.)Caboni P., Cabras P. (2010). Chapter 2 - Pesticides' Influence on Wine Fermentation. Advances in Food and Nutrition Research. 59. 43-62. http://dx.doi:10.1016/S1043-4526(10)59002-8Ибрагимова, Э. Э., & Эмирова, Д. Э. (2020). Оценка экотоксического действия различных концентраций раундапа на Saccharomyces cerevisiae. Экосистемы, (23), 111-117.Panasyuk A., Kuzmina E ., Kharlamova L., Babaeva M., Romanova I. (2019). Influence of Bio-organic Additives on the Ability of Yeast to Provide Biotransformation of Pesticides in Apple Must. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. http://dx.doi:582. 012011.10.1088/1757-899X/582/1/012011.Ibragimova, E. E., & Emirova, D. E. (2020). Assessment of ecotoxic action of various roundup concentrations on Saccharomyces cerevisiae. Ekosistemy, (23), 111–117. (In Russ.)Bizaj E., Cus F., Raspor P. Removal of pyrimethanil and fenhexamid from saccharomyces cerevisae liquid cultures// Food.Technol.Biotechnol. 2011, 49, 474-480 http://dx.doi:10.1080/03601230902728153Колосова, А. А., & Кишковская, С. А. (2017). Влияние пестицидов на длительность забраживания виноградного сусла. Магарач. Виноградарство и виноделие, (1), 34-36.Колосова, А. А., & Кишковская, С. А. (2017). Влияние пестицидов на длительность забраживания виноградного сусла. Магарач. Виноградарство и виноделие, (1), 34-36.Kolosova, A. A., & Kishkovskaya, S. A. (2017). The influence of pesticides on the duration of fermentation of grapes must. Magarach. Viticulture and winemaking, (1), 34-36.(In Russ.)Kolosova, A. A., & Kishkovskaya, S. A. (2017). The influence of pesticides on the duration of fermentation of grapes must. Magarach. Viticulture and winemaking, (1), 34-36.(In Russ.)Панасюк, А. Л., Клепиков, Д. В., & Белослюдова, Г. Ю. (2023). Снижение содержания остаточных количеств некоторых пестицидов в плодовых сброженных материалах. Пиво и напитки, (3), 33-37. https://doi.org/10.52653/PIN.2023.03.03.006Панасюк, А. Л., Клепиков, Д. В., & Белослюдова, Г. Ю. (2023). Снижение содержания остаточных количеств некоторых пестицидов в плодовых сброженных материалах. Пиво и напитки, (3), 33-37. https://doi.org/10.52653/PIN.2023.03.03.006Panasyuk, A. L., Klepikov, D. V., & Beloslyudova, G. Yu. (2023). Reduction of residual amounts of some pesticides in fruit fermented materials. Beer and Beverages, (3), 33–37. https://doi.org/10.52653/PIN.2023.03.03.006 (In Russ.)Panasyuk, A. L., Klepikov, D. V., & Beloslyudova, G. Yu. (2023). Reduction of residual amounts of some pesticides in fruit fermented materials. Beer and Beverages, (3), 33–37. https://doi.org/10.52653/PIN.2023.03.03.006 (In Russ.)Панасюк, А. Л., Кузьмина, Е .И., Харламова, Л. Н., & Лилье, М. В. (2000). Изучение морфологических особенностей клеток винных дрожжей при воздействии пестицидов. В Пищевая промышленность на рубеже третьего тысячелетия, 2(5), (с. 188). МГТА.Панасюк, А. Л., Кузьмина, Е .И., Харламова, Л. Н., & Лилье, М. В. (2000). Изучение морфологических особенностей клеток винных дрожжей при воздействии пестицидов. В Пищевая промышленность на рубеже третьего тысячелетия, 2(5), (с. 188). МГТА.Panasyuk, A. L., Kuzmina, E. I., Kharlamova, L. N., & Lilye, M. V. (2000). Study of morphological features of wine yeast cells under the influence of pesticides. In Food industry at the turn of the third millennium, 2(5), (p. 188). MGTA (In Russ.)Panasyuk, A. L., Kuzmina, E. I., Kharlamova, L. N., & Lilye, M. V. (2000). Study of morphological features of wine yeast cells under the influence of pesticides. In Food industry at the turn of the third millennium, 2(5), (p. 188). MGTA (In Russ.)Серова, Ю. В., & Матросова, Л. Е. (2013). Биодеградирующая способность микроорганизмов в отношении тетраметилтиурамдисульфида. Актуальные вопросы ветеринарной биологии, (3 (19)), 37-38.Серова, Ю. В., & Матросова, Л. Е. (2013). Биодеградирующая способность микроорганизмов в отношении тетраметилтиурамдисульфида. Актуальные вопросы ветеринарной биологии, (3 (19)), 37-38.Serova, Yu. V., & Matrosova, L. E. (2013). Biodegradation capacity of microorganisms in relation to tetramethylthiuram disulfide. Actual Questions of Veterinary Biology, (3 (19)), 37-38. (In Russ.)Serova, Yu. V., & Matrosova, L. E. (2013). Biodegradation capacity of microorganisms in relation to tetramethylthiuram disulfide. Actual Questions of Veterinary Biology, (3 (19)), 37-38. (In Russ.)Becerra, K., Ghosh, S., & Godoy, L. (2023). Pesticide and yeast interaction in alcoholic fermentation: A mini-review. Fermentation, (9). 1-13. https://doi.org/10.3390/fermentation9030266Becerra, K., Ghosh, S., & Godoy, L. (2023). Pesticide and yeast interaction in alcoholic fermentation: A mini-review. Fermentation, (9). 1-13. https://doi.org/10.3390/fermentation9030266Gallardo, G., Martín, A.,Hernández, A., Pérez-Nevado, F., Casquete, R., & Córdoba, M. G. (2012). Role of yeast in the persistence of pesticides during the fermentation of vegetable products. In Microbes in Applied Research, (pp. 304-307). https://doi.org/10.1142/9789814405041_0061Gallardo, G., Martín, A.,Hernández, A., Pérez-Nevado, F., Casquete, R., & Córdoba, M. G. (2012). Role of yeast in the persistence of pesticides during the fermentation of vegetable products. In Microbes in Applied Research, (pp. 304-307). https://doi.org/10.1142/9789814405041_0061Giacomini, R., Acosta, E., Cerqueira, M., Primel, E., & Garda-Buffon, J. (2023). Alcoholic fermentation as a strategy to mitigate pesticides and mycotoxins. Food and Bioprocess Technology, (16), 1-13. https://doi.org/10.1007/s11947-023-03070-9Giacomini, R., Acosta, E., Cerqueira, M., Primel, E., & Garda-Buffon, J. (2023). Alcoholic fermentation as a strategy to mitigate pesticides and mycotoxins. Food and Bioprocess Technology, (16), 1-13. https://doi.org/10.1007/s11947-023-03070-9Montes de Oca, R., Salem, A.Z.M., Kholif, A.E., Monroy, H., Perez, L.S., Zamora, L.J. & Gutierez, A. (2016) Yeast: Description and structure. In: Salem, A.Z.M., Kholif, A.E. & Puniya, A.K. (eds.) Yeast additive and animal production. PubBioMed Central Research Publishing Services, pp. 4−13.Montes de Oca, R., Salem, A.Z.M., Kholif, A.E., Monroy, H., Perez, L.S., Zamora, L.J. & Gutierez, A. (2016) Yeast: Description and structure. In: Salem, A.Z.M., Kholif, A.E. & Puniya, A.K. (eds.) Yeast additive and animal production. PubBioMed Central Research Publishing Services, pp. 4−13.Nishimura, K., Yamamoto, M., Nakagoni, T., Taki- Guchi, Y., Naganuma, T., & Usuka, Y. (2001). Biodegradation of triazine herbicides on polyvinylalcohol gel plates by the soil yeast Lipomyces starkeyi. Applied Microbiology and Botechnology, 58, 848-852.Nishimura, K., Yamamoto, M., Nakagoni, T., Taki- Guchi, Y., Naganuma, T., & Usuka, Y. (2001). Biodegradation of triazine herbicides on polyvinylalcohol gel plates by the soil yeast Lipomyces starkeyi. Applied Microbiology and Botechnology, 58, 848-852.Sláviková, E., & Vadkertiová, R. (2003). Effects of pesticides on yeasts isolated from agricultural soil. Zeitschrift fur Naturforschung. C, Journal of biosciences, 58(11-12), 855–859. https://doi.org/10.1515/znc-2003-11-1220Sláviková, E., & Vadkertiová, R. (2003). Effects of pesticides on yeasts isolated from agricultural soil. Zeitschrift fur Naturforschung. C, Journal of biosciences, 58(11-12), 855–859. https://doi.org/10.1515/znc-2003-11-1220Steiner, M., Falquet, L., Fragnière, A.-L., Brown, A., & Bacher, S. (2024). Effects of pesticides on soil bacterial, fungal and protist communities, soil functions and grape quality in vineyards. Ecological Solutions and Evidence, 5, e12327. https://doi.org/10.1002/2688-8319.12327Steiner, M., Falquet, L., Fragnière, A.-L., Brown, A., & Bacher, S. (2024). Effects of pesticides on soil bacterial, fungal and protist communities, soil functions and grape quality in vineyards. Ecological Solutions and Evidence, 5, e12327. https://doi.org/10.1002/2688-8319.12327Viviani-Naue,r A., Hoffman-Boller, P., & Gafner, J. (1997). In vitro degradation of phthalimide in aqueous solutions and in yeast suspensions. American Journal of Enology and Viticulture, 48, 63-66.Viviani-Naue,r A., Hoffman-Boller, P., & Gafner, J. (1997). In vitro degradation of phthalimide in aqueous solutions and in yeast suspensions. American Journal of Enology and Viticulture, 48, 63-66.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.