Биотехнологические процессы в пищевой промышленности

о том, что проблема обеспечения населения нашей планеты продуктами питания

внушает серьезные опасения. По этим данным, более половины населения Земли не обеспечено достаточным количеством продуктов питания, примерно 500 млн. людей голодают, а около 2 млрд. питаются недостаточно или неправильно.

витамины. Источники энергии — жиры и углеводы в определенных пределах

взаимозаменяемы, причем их можно заменить и белками, но белки нельзя заменить ничем. Проблема питания людей в конечном счете заключается в дефиците белка.

можно и за счет микробиологического синтеза, который в последние годы

привлекает к себе особое внимание. Микроорганизмы чрезвычайно богаты белком — он составляет 70—80 процентов их веса. Скорость его синтеза огромна. Микроорганизмы примерно в 10—100 тысяч раз быстрее синтезируют белок, чем животные. Здесь уместно привести классический пример: 400-килограммовая корова производит в день 400 граммов белка, а 400 килограммов бактерий — 40 тысяч тонн.

из искусственных белков длинные нити, которые после пропитки их формообразующими

веществами, придания им соответствующего вкуса, цвета и запаха могут имитировать любой белковый продукт. Таким способом уже получены искусственное мясо (говядина, свинина, различные виды птиц), молоко, сыры и другие продукты.

в год. Интересно, что белковую часть школьных обедов в США

уже разрешено на 30 процентов заменять искусственным мясом, созданным на основе соевого белка.

метионин. Глутамат натрия и глицин употребляют как ароматические вещества для

усиления и улучшения вкуса пищи. У глицина освежающий, сладкий вкус. Его вводят в сладкие напитки, и кроме того, он проявляет там бактериостатическое действие. Цистеин предотвращает подгорание пищи, улучшает пекарские процессы и качество хлеба.

аминокислоты, основная часть которой идет в пищевую промышленность. По объему

продукции второе место после глутаминовой кислоты занимает лизин — 180 000 т в год. Другие аминокислоты производят в гораздо меньших количествах.

получаемые в результате брожения - хлеб, сыр, вино, пиво, творог

и так далее. До недавнего времени биотехнология использовалась в пищевой промышленности с целью усовершенствования освоенных процессов и более умелого использования микроорганизмов, но будущее здесь принадлежит генетическим исследованиям по созданию более продуктивных штаммов для конкретных нужд, внедрению новых методов в технологии брожения.

Основой биотехнологии молочных продуктов является молоко. Молоко (секрет молочных желез)

- уникальная естественная питательная среда. Она содержит 82-88% воды и 12-18% сухого остатка. В состав сухого молочного остатка входят белки (3,0-3,2%), жиры (3,3-6,0%), углеводы (молочный сахар лактоза - 4,7%), соли (0,9-1%), минорные компоненты (0,01%): ферменты, иммуноглобулины, лизоцим и т.д.

части: 1) первичная переработка - уничтожение побочной микрофлоры; 2) вторичная

переработка. Молочнокислое брожение бывает гомоферментативным и гетероферментативным. При гомоферментативном брожении основным продуктом является молочная кислота. При гетероферментативном брожении образуются диацетил (придающий вкус сливочному маслу), спирты, эфиры, летучие жирные кислоты. Одновременно идут протеолитические и липолитические процессы, что делает белки молока более доступными и обогащает дополнительными вкусовыми веществами.

заквасок зависит от конечного продукта (например, для получения ацидофилина используется

ацидофильная палочка, для производства простокваши - молочнокислые стрептококки); - штаммы должны отвечать определенным вкусовым требованиям; - продукты должны иметь соответствующую консистенцию, от ломкой крупитчатой до вязкой, сметанообразной; - определенная активность кислотообразования; - фагорезистентность штаммов (устойчивость к бактериофагам); - способность к синерезису (свойству сгустка отдавать влагу); - образование ароматических веществ; - сочетаемость штаммов (без антагонизма между культурами); - наличие антибиотических свойств, т.е. бактериостатическое действие по отношению к патогенным микроорганизмам; - устойчивость к высушиванию.

В производстве хлебопекарных дрожжей используют специально отобранные расы Saccharomyces cerevisiae.

При отборе культуры принимают во внимание способность дрожжей сбраживать тесто, они должны обладать хорошей подъемной силой и ферментативной активностью, хорошо расти на мелассной среде в условиях глубинной ферментации и давать высокий выход биомассы. Клетки дрожжей должны легко отделяться от культуральной жидкости сепарированием или фильтрацией и хорошо сохраняться в прессованном виде.

(например, белок одноклеточных);
- клеточных компонентов (ферменты, нуклеиновые кислоты и т.д.)
-

метаболитов (химические продукты метаболической активности), включая первичные метаболиты, такие как этанол, молочная кислота;
- вторичные метаболиты ;
- односубстратные конверсии (превращение глюкозы во фруктозу);
- многосубстратные конверсии (обработка сточных вод, утилизация лигноцеллюлозных отходов).

из животных и растительных источников. Уже сегодня эти источники не

покрывают все увеличивающиеся потребности человечества. Выяснилось, что белки и жиры микроорганизмов с успехом могут заменить белки и жиры традиционного происхождения. Преимущества микроорганизмов как продуцентов белка состоит в высоком содержании белка в биомассе и высокой скорости роста микроорганизмов. Термин белок одноклеточных (БОК) был предложен в 1966 г. для обозначения биомассы различных микроорганизмов (бактерий, дрожжей, грибов и водорослей).

кислот и отсутствию вредных веществ.