Метаболизм органических кислот дрожжами при брожении

Метаболизм органических кислот дрожжами при брожении

Обмен веществ (метаболизм) дрожжей

Микроорганизмы осуществляют свои жизненные функции, главным проявлением которых является рост и размножение за счет многочисленных непрерывно происходящих и взаимосвязанных химических реакций, обычно называемых обменом веществ или метаболизмом. Метаболизм представляет собой два типа процессов, а именно:

анаболизм или ассимиляция характеризуется синтетическими реакциями, при которых потребляется энергия, организмы принимают из среды вещества (питание), эти вещества они способны переработать в продукты, компенсирующие потери, вызванные потреблением и расщеплением, и пригодные для образования новых веществ для роста и размножения;

катаболизм или диссимиляция, т. е. сумма реакций разложения, богатых энергией высокомолекулярных веществ, на вещества простейшие, бедные энергией, а освобождающаяся энергия потребляется на процессе ассимиляции.

Метаболизм сахаридов

В обмене веществ дрожжей и всех живых систем вообще большое значение имеют сахара (сахариды), при расщеплении которых получается энергия для физиологических процессов и для биологического синтеза многих веществ. Расщепление сахаров (гликолиз) является одним из основных процессов. Если он протекает при прямом участии кислорода воздуха, т. е. при аэробных условиях, таких, как окислительный обмен веществ, речь идет о процессе, обычно называемом дыханием (respirace). При анаэробных условиях брожение (ферментация) протекает как антиокислительный обмен веществ.

Дыхание и брожение – это ферментативные процессы, сложный механизм которых в начальных стадиях подобен. Они протекают вначале через ряд промежуточных стадий, а затем на определенной стадии разделяются и идут к конечным продуктам своими собственными путями. При дыхании конечным продуктом являются углекислый газ и вода

и при брожении спирт (этанол) и углекислый газ

Количество энергии, освободившейся при этих катаболических (диссимиляционных) процессах, зависит от степени окисления. Чем выше теплота сгорания образующихся продуктов, тем меньше энергии освободилось для клетки. Метаболизм сахаридов (углеводов) и его отношение ко всему обмену веществ выражает следующая схема [5]:

Полисахариды и олигосахариды (мальтоза, сахароза) или сначала расщепляются на моносахариды и фосфорилируются, прямо переходят в фосфаты гексозы. Последний из них фруктозо-1,6-дифосфат расщепляется на два фосфорилированных С₃-сахара (по схеме Эмбден-Мейергофа) или уже на предшествующей стадии глюкозо-6-фосфат дегидрогенизируется на 6-фосфоглюконовую кислоту и путем окислительной декарбоксилации перейдет в пентозофосфат, который является голозидным компонентом рибонуклеиновых кислот. Фосфаты пентозы в так называемом пентозофосфатном цикле переходят через гептозы, гексозы, тетрозы в фосфаты триоз и гексоз, через которые присоединяются к схеме Эмбден-Мейергофа.

Из триозофосфата (дигидроксиацетонфосфата) образуется в качестве побочного продукта глицерин, основное вещество для синтеза нейтральных жиров и фосфатидов.

Основной путь расщепления сахаридов ведет от триозофосфата через разные промежуточные стадии к пировиноградной кислоте. При декарбоксилации и восстановлении образуются основные продукты анаэробного гликолиза, т. е. этанол и углекислый газ. Кроме того, пировиноградная кислота, отдает свой углеродный скелет аминокислоте аланина, который образуется в результате трансаминирования.

При аэробных условиях протекает также процесс окисления, в результате которого образуется “активированная уксусная кислота”. При скоплении ацетиловых остатков активированной уксусной кислоты образуются жирные кислоты, стеролы, каротиноиды и одновременно образуется углеродный скелет ряда важных аминокислот. Эти процессы обратимы и поэтому ацетилкофермент А является важным промежуточным веществом расщепления, перестройки и построения сахаридов, белков, жиров, стеролов, каротиноидов и других веществ.

Окончательное превращение ацетиленового остатка в углекислый газ и воду осуществляется в цикле лимонной кислоты, благодаря чему клетка приобретает основную часть энергии. Из промежуточных продуктов α-кетоглютаровой и щавелевоуксусной кислот при аминировании и трансаминировании образуются глютаминовая и аспарагиновая кислоты.

При пивоваренном брожении основным и преобладающим процессом является анаэробный гликолиз (брожение) по схеме Эмбден-Мейергофа-Парнасова, при котором в качестве основных продуктов образуются этанол и углекислый газ. В присутствии кислорода на процесс брожения накладываются аэробные процессы (дыхание), в частности в стадии пировиноградной кислоты цикл лимонной кислоты (Кребса) или в стадии глюкозо-6-фосфата-пентозофосфатный цикл.

При низовом пивоваренном брожении приблизительно 98% сахара сбраживается и 2% используются на процесс дыхания.

Спиртовое брожение (схема Эмбден-Ме йергофа)

Спиртовое брожение очень сложный процесс, при изучении которого постепенно выяснилось, что он протекает как цепь ре-акций, связанных фосфорилирующим механизмом.

В первой фазе брожения (стадия фосфорилирования) образуются разные фосфаты гексоз. Последний из них (фруктозо-1,6- дифосфат) распадается на два триозофосфата: дигидроксиацетонфосфат и глицеральдегид-3-фосфат. Глицеральдегид-3-фосфат дегидрогенизируется при вмешательстве никотинамидадениндинуклеотида (НАД) и одновременно фосфорилируется в 1,3-фосфорглицериновую кислоту, которая последующей дегидрогенизацией и дефосфорилизацией переходит в пировиноградную кислоту. Кислота в свою очередь декарбоксилируется в углекислый газ и ацетальдегид, который в последней фазе восстанавливается в спирт (этанол). Весь ход спиртового брожения виден по при-веденной по Де Клерку (6) схеме, которая составлена на основе имеющихся данных, относящихся к изучению этого сложного процесса.

Сбраживаемость сахаров различна и зависит от вида сахара и от свойств дрожжей. Сначала считали, что прямо сбраживаются только так называемые зимогексозы, т. е. глюкоза, фруктоза, маноза и условно (после приспособления) также галактоза, при этом все только в оптической D-форме. Олигосахариды считались сбраживаемыми только после расщепления на гексозы соответствующими ферментами. Например, низовые пивоваренные дрожжи содержат инвертазу (сахарозу, β-фруктозидазу-β-D-фруктофуранозид фруктогидролазу, ЕК 3.2.1.26), катализирующую расщепление сахарозы на глюкозу и фруктозу, далее мальтозу (α-глюкозидазу-α-D-глюкозид глюкогидролазу, ЕК 3.2.1.21), которая катализирует расщепление мальтозы на две молекулы глюкозы и, наконец, мелибиазу (α-галактозидазу-α-D-галактозид галактогидролазу, ЕК 3. 2. 1. 23), которая при одновременном присутствии сахарозы расщепляет трисахарид на все три его составляющие, т. е. галактозу, глюкозу и фруктозу. У верховых дрожжей мелибиаза отсутствует и поэтому они расщепляют рафинозу на мелибиозу и фруктозу, так что сбраживают только ее фруктозный компонент ( 1 /₃).

В последнее время с помощью хроматографического метода подтвердилось существование трансфераз, способных переносить гексозные единицы с одной молекулы дисахарида или трисахарида на другую, или также внутри молекулы с одной связи на другую. Так, под действием трансглюкозидазы может образоваться например, из сахарозы трисахарид фруктозо-фруктозо-глюкоза или фруктозо-глюкозо-фруктоза. Образовавшиеся таким образом сахара под действием трансфераз расщепляются (сбраживаются) непосредственно ферментами брожения. Сбраживаемость сахаров зависит также от проницаемости клеточной оболочки дрожжей. Известно, что внутрь дрожжей проникают дитрисахариды, а высшие сахара и декстрины никогда.

Согласно суммарному уравнению брожения из 100 г глюкозы теоретически получается 51,1 г спирта (этанола) и 48,9 г углекислого газа. Практически выход всегда ниже и соответствует в среднем 48,6% этанола и 46,4% углекислого газа. Около 2% глюкозы дрожжи ассимилируют и остаток приблизительно 3% переходит в побочные продукты, т. е. ацетилдегид, глицерин, уксусную и молочную кислоту.

Цикл лимонной кислоты

В начале брожения сусло всегда содержит определенное количество растворенного кислорода воздуха, в присутствии которого дрожжи “дышат”. Тем самым изменяется первоначальная схема анаэробного метаболизма. Восстановление ацетилдегида замедляется, так что начинается скапливаться пировиноградная кислота, незначительный излишек которой аэробно декарбонизируется в цикле лимонной кислоты, или в трикарбоксиловом цикле, называемом также по имени его открывателя циклом Кребса.

В реакцию включается следующий комплекс ферментов, катализирующий в присутствии кофермента А образование ацетил- кофермента А из очень небольшого количества пировиноградной кислоты. При его действии на щавелевоуксусную кислоту образуется лимонная кислота, а из нее постепенно кислоты цисаконитовая, L-изолимонная, щавелевоянтарная, α-кетоглутаровая, фумаровая, L-яблочная и, наконец, щавелевоуксусная, которая остается в цикле. Ее реакцией с пировиноградной кислотой начинается новый цикл.

Уже раньше было известно, что при полном исключении дыхания снижается жизнеспособность пивных дрожжей, а тем самым снижаются и их физиологические функции и бродильная активность. Вайнфуртнер [3] приводит, как вывод из новых исследований [15], сведения о том, что энергия, получаемая при дыхании, физиологически неравноценна энергии, полученной при брожении, поскольку без дыхания дрожжи постепенно утрачивают способность к размножению.

Пентозофосфатный цикл

В последнее время обнаружилось, что при дыхании дрожжей до 30% глюкозы расщепляется прямым окислением [16] в следующем так называемом пентозофосфатном или гексозомонофосфатном цикле по схеме Варбурга, Дикенса и Хорекера. При спиртовом брожении он накладывается на схему Эмбден-Майергофа в стадии глюкозо-6-фосфата, который окисляется в 6-фосфоглюконовую кислоту (через δ-лактон). При декарбоксилации через 6-фосфо-3-кетоглутаровую кислоту образуется рибулозо-5- фосфат. Последняя образует с рибозо-5-фосфатом седогептулозо-7-фосфат и глицеральдегид-3-фосфат, который возвращается в нормальную схему Эмбден-Мейергофа. Седогептулозо-7-фосфат расщепляется в эритрозо-4-фосфат и дигидроксиацетон. В присутствии глицеральдегид-3-фосфата образуется фруктозо-6-фосфат, который начинает следующий цикл.

Одним кольцом пентозофосфатного цикла одна молекула глюкозо-6-фосфата декарбонизуется в рибулозо-5-фосфат. При этом восстанавливаются две молекулы трифосфопиридиннуклеотида (ТПН), который снова должен окисляться кислородом воздуха.

Эффект Пастера

Основные изменения в метаболизме дрожжей, связанном с подачей воздуха в процессе брожения (анаэробный и аэробный процесс), первым заметил Пастер. Он обнаружил, что кислород подавляет брожение (образование спирта), однако ускоряет рост (размножение) дрожжей. Это явление известно как эффект Пастера. При аэробных условиях дрожжи не сбраживают (кроме пивных) сахар в этанол, а образуется только углекислый газ; при этом по сравнению с аэробным гликолизом потребление глюкозы намного меньше. По теории Линена [17], диапазон расщепления сахара регулирует концентрация неорганического фосфата и аденозиндифосфата (АДФ).

У пивоваренных культурных дрожжей эффект Пастера не наблюдается [18]. С технологической точки зрения наличие эффекта Пастера свидетельствовало бы о нарушении функций пивоваренных дрожжей.

Метаболизм азотистых веществ

Азотистые вещества в дрожжевых клетках постоянно обновляются. Одновременно с расщеплением протекает синтез белков. В качестве азотистых продуктов питания дрожжевым клеткам служат соли аммония, аминокислоты и низшие пептиды, если они проникают через оболочку клетки.

Для роста, обновления и восстановления живых систем особое значение имеют аминокислоты. Они образуются при введении аминогруппы в α-кетокислоты, которые являются промежуточными продуктами при расщеплении сахаридов. Преимущественную часть потребления аминокислот (около 75%) дрожжи осуществляют прямой ассимиляцией и почти весь остаток дезаминированием по схеме Эрлиха с образованием высших спиртов [19]. Для синтеза белков наиболее важна глютаминовая и аспарагиновая кислоты, аланин и амиды первых двух, т. е. глютамин и аспарагин.

Кроме аминокислот дрожжи ассимилируют также пептиды [20]. Из азота, ассимилированного из сусла дрожжами, около 11 % приходится на пептиды. Поэтому значение пептидов по сравнению с соответствующими аминокислотами меньше, а именно потому, что под действием экзопептидаз они сначала должны расщепляться в простые компоненты.

Внутри дрожжевых клеток аминокислоты подвергаются трансаминированию катализованному трансаминозами, переносящими аминогруппы с одной молекулы на другую. Так, например, аланин образуется путем реакции глютаминовой кислоты с пировиноградной. Высокомолекулярные азотистые вещества образуются конденсацией аминокислот при участии аденозинтрифосфата (АТФ). В пивном сусле аминокислоты являются более важным источником азота, чем аммониевые соединения [21]. Легко ассимилируемыми являются аргинин, лизин, метионин, глютаминовая и аспарагиновая кислоты. И, наоборот, пролин, валин и другие выделяются в среду.

Сусло всегда содержит достаточное количество азотистых веществ. Из 600 мг ассимилированного азота, содержащегося в 1 л сусла (12%-ное), при брожении дрожжи потребляют около 200 мг [22]. В стадии роста содержание азота в дрожжах быстро возрастает, пока не достигнет почти двукратной величины [23] и потом снова постепенно падает вплоть до исходной величины. Дальнейшее уменьшение содержания азота связано с тем, что дрожжи выделяют в среду от 5 до 33% из собственного объема азота, вероятнее всего в виде аминокислот и пептидов.

Метаболизм минеральных веществ

Общее значение минеральных веществ в клеточном организме вытекает из следующих функций:

они поставляют основные (неорганические) элементы для построения органических соединений (углерод, азот, сера и фосфор);

регулируют и поддерживают в организме определенные величины некоторых физических или физико-химических свойств, например прочность клеточной оболочки, осмотическое давление протоплазмы, ионное равновесие, pH, проницаемость клеточной оболочки, растворимость белков, активность ферментов и т. д.;

являются составной частью некоторых биологических катализаторов, главным образом ферментов (железо, медь), витаминов (кобальт), красителей (магний), активируют или ингибируют многие ферментативные реакции (магний, железо, медь, кальций, калий, натрий, кобальт, цинк и т. д.) и тем самым прямо вмешиваются в метаболические процессы.

Метаболизм дрожжевой клетки

Метаболизм – это обмен веществ дрожжевой клетки. Для роста и размножения клетка нуждается в питательных веществах, растворимых в воде. Эти вещества клетка потребляет и преобразует в необходимые для построения дрожжевых белков, углеводов, жиров, резервных веществ. Потребление и преобразование питательных веществ – ассимиляция сопровождается затратой энергии. Необходимая энергия образуется в клетке в результате диссимиляции – процессов преобразования и распада веществ, которые сопровождаются выделением энергии. Энергия накапливается в клетке в виде АТФ. Основными процессами образования в клетке АТФ являются дыхание и брожение. В анаэробных условиях пивоварения энергия в клетке образуется в результате спиртового брожения.

Для жизнедеятельности дрожжам необходимы углеводы, азотосодержащие и минеральные вещества, витамины, жирные кислоты.

Углеводы используются дрожжами как источник питания и источник энергии. Питание заключается в усвоении углеводов, их расщеплении и последующем синтезе в структурные элементы клетки (глюкан) и резервные вещества (гликоген). На эти цели расходуется примерно 2 % сахаров сусла. Основная доля сахаров подвергается спиртовому брожению, в результате которого в клетке накапливается энергия. При сбраживании сахаров образуется этиловый спирт и углекислый газ, которые, как продукты метаболизма, угнетающе действуют на дрожжи, но являются основными технологически важными веществами, превращающими сусло в пиво. Углеводы сбраживаются в определенной последовательности, обусловленной скоростью проникновения их в дрожжевую клетку. В первую очередь сбраживается глюкоза и фруктоза. Сахароза предварительно гидролизуется β-фруктофуранозидазой до глюкозы и фруктозы, которые быстро потребляются дрожжами в начале брожения. После усвоения глюкозы и фруктозы дрожжи начинают потреблять мальтозу, а затем – мальтотриозу. Для нормального протекания брожения в сусле должно содержаться достаточное количество легкосбраживаемых углеводов.

Для синтеза компонентов, обеспечивающих рост и размножение, дрожжам необходимы источники ассимилируемого азота. Дрожжи могут усваивать как органический, так и неорганический азот. Дрожжи потребляют аммиачный азот в виде фосфатов и сульфатов аммония, аминокислоты, пептиды, пуриновые и пиримидиновые основания. Главную роль в азотистом обмене дрожжевой клетки играет прямая ассимиляция аминокислот сусла, обеспечивающая 70 % ассимилируемого азота. При достаточном содержании в сусле аминного азота наблюдаются быстрый рост дрожжей, высокая скорость сбраживания и низкое содержание в пиве высших спиртов. Аминокислоты потребляются дрожжами в определенной последовательности. В первую очередь ассимилируются такие кислоты, как аспарагин, серин, треонин и лизин, а последними потребляются аланин и пролин.

Размножение дрожжей

Размножение – увеличение в среде числа дрожжевых клеток.

Дрожжи размножаются почкованием. При этом на материнской клетке образуется почка, которая вырастает в дочернюю клетку. При неблагоприятных условиях дрожжи могут образовывать споры, которые впоследствии прорастают, образуя новые дрожжевые клетки. Пивное сусло содержит все необходимые вещества для размножения дрожжей, поэтому они размножаются только почкованием.

Размножение дрожжей при сбраживании сусла проходит в несколько этапов. Кривая роста имеет обычную для развития микроорганизмов S-образную форму, на которой можно выделить 4 фазы: латентную, логарифмическую, стационарную и фазу затухания. На латентной фазе дрожжи приспосабливаются к питательной среде и подготавливаются к размножению. Логарифмическая фаза характеризуется максимальной скоростью размножения дрожжей. На стационарной фазе скорость размножения и скорость отмирания дрожжей уравновешиваются, и число клеток остается без изменения. При снижении количества питательных веществ и увеличении в среде концентрации продуктов обмена размножение дрожжей прекращается, наступает фаза затухания.

Количество дрожжей в конце главного брожения увеличивается в 3-4 раза.

На размножение дрожжей влияет состав питательной среды. Способствуют размножению сахара, аминный азот, кислород сусла и замедляют размножение продукты метаболизма, такие как этиловый спирт и диоксид углерода. Процесс размножения существенно интенсифицируется при увеличении температуры брожения и при перемешивании бродящей среды. На размножение влияет рН сусла. Максимальное размножение низовых дрожжей наблюдается при рН 4,8-5,3. Замедляют размножение высокие концентрации сбраживаемых сахаров.

Метаболизм дрожжевых клеток

Все микроорганизмы, и дрожжевые клетки в том числе, осуществляют свои жизненные функции за счет многочисленных непрерывно происходящих и взаимосвязанных химических реакций, называемых обменом веществ или метаболизмом.

Одна из сторон процесса обмена веществ, сущность которой заключается в приеме питательных веществ живым организмом и переработке их в нем в вещества, используемые для синтеза, называется ассимиляцией или анаболизмом.

Одновременно с анаболизмом протекают процессы катаболизма (диссимиляции). Катаболизм – это процесс преобразования и распада веществ в организме, который сопровождается выделением энергии. Эта энергия используется в процессах синтеза и для поддержания жизни организма. Различают две формы диссимиляции: дыхание и брожение. Дыхание определяется как процесс обмена веществ, который приводит к полному окислению углеводов с образованием углекислоты и воды, и протекает при наличии свободного кислорода (окислительная диссимиляция).

Брожение – это процесс обмена веществ, который характеризуется неполным расщеплением углеводов и протекает при отсутствии молекулярного кислорода (анаэробно).

Пивные дрожжи являются факультативными анаэробами и способны существовать как при доступе воздуха, так и в его отсутствие. Причем необходимую для жизнедеятельности энергию дрожжи могут получать двумя путями: в аэробных условиях – за счет окисления органических веществ среды, в анаэробных условиях – за счет спиртового брожения.

При наличии кислорода дрожжи, окисляя одну грамм-молекулу глю­козы, получают энергию, равную 2,8 . 10 6 Дж. При бро­жении в среде образуются углекислый газ и этанол, а также выделяется около 0,1 . 10 6 Дж теплоты. Таким об­разом, с энергетической точки зрения для клетки выгоднее процесс аэробного окисления углеводов, т. е. дыхание. Однако с технологической точки зрения в пивоварении следует ог­раничивать процесс дыхания и функцию размножения дрожжей, и усиливать их бродильную активность.

Для жизненных процессов дрожжевой клетки необходимы вода, углеводы, азотсодержащие соединения, минеральные вещества.

Из углеводов дрожжами используются сахара, т.е. раствори­мые углеводы, которые могут диффундировать через клеточную оболочку дрожжей. Наиболее легкоусвояемым соединением яв­ляется глюкоза. В качестве источника углеродистого питания дрожжами могут быть использованы соли молочной, янтарной и яблочной кислот, винная и лимонная кислоты, глицерини др. При нормальных условиях брожения пива около 98% сахара расходуется на брожение и 2% – на дыхание.

Азотистые вещества – наиболее важный источник питания. Они необходимы для построения протоплазмы и ферментов. Недостаток усвояемого азота вызывает увеличение продолжи­тельности главного брожения и повышение в пиве содержания по­бочных продуктов брожения, особенно высших спиртов.

В сусле находятся различные азотсодержащие соединения (от аммиака до высокомолекулярных белковых веществ). Высокомолекулярные протеины дрожжами не усваива­ются. Лучше всего усваиваются продукты дальнейшего распада белков в виде аминокислот, кислых амидов (аспарагин) и аммиака. Эти азотистые вещества наиболее легко проникают в дрожжевую клетку. Аминокислоты являются не только источ­ником азота, но одновременно и источником углерода.

Поглощение дрожжами азота продолжается в течение всего периода их развития. Дрожжи ассимилируют около 40 – 45% азотистых веществ сусла. Больше всего азота поглощается в на­чале главного брожения. Однако во время брожения происходит также и выделение азота дрожжами. Больше всего азота передают в сусло слабые и старые дрожжевые клетки, в которых начинается процесс автолиза.

Общее значение минеральных веществ в клеточном организме вытекает из следующих функций:

– являются поставщиками основных (неорганических) элементов для построения органических соединений (углерод, азот, сера, фосфор);

– регулируют и поддерживают в организме определенные величины некоторых физических или физико-химических свойств (прочность клеточной оболочки, осмотическое давление протоплазмы, ионное равновесие, рН, проницаемость клеточной оболочки, растворимость белков, активность ферментов и т.д.);

– входят в состав ферментов (медь, железо), витаминов (кобальт), активируют или ингибируют многие ферментативные реакции (магний, железо, медь, кальций, натрий, кобальт, цинк и др.) и тем самым прямо вмешиваются в метаболические процессы.

Важное технологическое значение в пивоварении имеет также и способность дрожжей к размножению, так как брожение начинается лишь после образования определенной концентрации дрожжевых клеток.

Размножение и развитие дрожжей во времяглавного брожения прохо­дит в несколько этапов. Вначальной фазе дрожжи приспо­собляются к новойсреде.Клетки подготавливаются к размножению,накапливают энергию и увеличиваются в своих размерах. Одновременно с этимусиливается процесс дыхания и происхо­дит накопление ферментов. Чем благоприятнее температурные условия и составсреды, тем скорее и легче происходит переход дрожжей вфазу интенсивного роста и размножения, которая называется логарифмической. Размножение клеток протека­ет настолько сильно, что дрожжевые клетки не успевают вырасти донормальной величины, что в свою очередь способствует увеличению общей массы дрожжевых клеток и влечет за собой усиление реакций.Расход кислорода сначала быстро увеличивается, достигнув своего максимума, постепенно снижается, почкующихся и мертвых клеток в этот период минимально. Окончание этой фазы размножения дрожжевых клеток совпадает с началом брожения.

Максимальная стационарная фаза сопровождается выравниванием морфологических и физиологических свойств дрожжевых клеток. В этот период спиртовое брожение протекает наиболее интенсивно.

В последней фазе, фазе затухания роста, деятельность дрожжевых клеток постепенно снижается вследствие обеднения среды питательными веществами и накопления в ней продуктов метаболизма. Клетки отмирают, и наступает постепенный автолиз и тем быстрее, чем больше среда обедняется продуктами питания.

Развитие дрожжей зависит от ряда факторов – количества засевного материала, физио­логического состояния, состава питательной среды, температуры, реакции среды,механического перемешивания и др.

Источники:

http://wine.historic.ru/books/item/f00/s00/z0000029/st086.shtml
http://lektsii.org/3-35898.html
http://studopedia.ru/7_127303_metabolizm-drozhzhevih-kletok.html