bannerka.ua

Микробиология основы пищевых производств

Микробиология основы пищевых производств.

1. Микробиологические процессы и их классификация.

2. Основы микробиологических производств.

3. Использование биотехнологий в пищевых производствах.

1. Для производства пищевых продуктов человек использует микробиологические процессы уже издревле. Известно, что наши далекие предки в доисторические времена умели выпекать хлеб, варить квас, пиво, производить сыры, вино и другие продукты. Не понимая причин и сущности преобразований, которые происходили в этих процессах, человек эмпирическим путем искала и находила лучшие, более эффективные варианты технологии их проведения, ориентируясь на конечный результат.

Научное понимание сущности микробиологических преобразований пришло лишь в XIX в. благодаря фундаментальным работам гениального французского микробиолога Луи Пастера. Но целенаправленное промышленное использование микробиологического синтеза началось только в прошлом, XX ст., Когда микробиологией были разработаны методы селекции и промышленного применения многих семей, видов, штаммов и рас микроорганизмов. Этому способствовали также блестящие успехи других наук — цитологии, молекулярной биологии, мутационной генетики, генной инженерии, которые позволили тщательно изучить на клеточном и молекулярном уровне тончайшие реакции обмена. На основании этих достижений стало возможным целенаправленно изменять генетический код микробиальных клетки, оказывать ей желаемые для практического использования свойства, направлять микробиологический синтез на получение необходимых человеку веществ. Технологии производства, которые базируются на использовании направленного микробиологического и биохимического синтеза, получили название Биотехнологий.

В настоящее время биотехнологии приобретают все большее распространение. С их помощью производят пищевые продукты, белковые

Препараты и Аминокислоты, витамины, ферменты и антибиотики, кислоты, спирты, средства защиты растений, кормовые и технические продукты. Преимуществами биотехнологий является то, что микроорганизмы имеют наивысшую среди живых существ скорость роста и размножения. Так, скорость роста дрожжей в 500 раз больше скорости роста сельскохозяйственных растений и в 1000 раз больше, чем у животных. За один час выращивания в одном кубическом метре питательной среды можно получить 3 кг дрожжевой биомассы, что соответствует 1,25 кг белка, т. е. 30 кг белка в сутки. Чтобы получить такое количество белка гороха, необходимо 18 гектаров посевов, а белков мяса — стадо из 100 коров. Бактериальная клетка способна за сутки перерабатывать питательной среды в 30-40 раз больше собственной массы.

Микробиологические процессы происходят преимущественно при относительно низких температурах (до 70 ° С), атмосферном давлении, в простом по конструкции оборудовании, благодаря чему технологические процессы в биотехнологиях не сложные, на их организацию и проведение не требуется значительных капиталовложений. Значительным преимуществом биотехнологий является также то, что субстратом для них могут быть отходы переработки растительного и животного сырья (древесина, солома, камыш, лузга, сыворотка, барда, меласса, сточные воды, отходы нефтепереработки), природный газ, ил и другие.

Микроорганизмы — Это бактерии и микроскопические грибы, чрезвычайно распространены в природе. Огромное количество их населяет почвы, водоемы, воздух. Это так называемые дикие формы (БаНальную микрофлора). Кроме них, многие виды получено методами селекции или искусственно методами мутационной генетики и генной инженерии. их называют Культурным Или Полезной Микрофлорой. Если микробиологические процессы возбуждаются банальной микрофлорой и протекают самотеком, их называют Естественными. Такие процессы довольно часто имеют место при хранении продовольственного сырья. Они будут рассмотрены в п. 7.1. пособия. Если же процессы инициируются чистыми культурами или для определенных видов дикой микрофлоры создаются оптимальные условия и процессы происходят управляемо — их называют Направленными Или Биотехнологическими.

Биотехнологические процессы с их возбудителями и сущностью разделяют на процессы Брожения и созревания. В пищевых производствах широко используют первые. Брожение Происходит в средах, содержащих Сахаристые вещества. В зависимости от вида возбудителя и условий проведения брожения может иметь несколько путей и конечные продукты будут разными. Различают Спиртовое, молочнокислое, маслянокислое, уксуснокислое, лимоннокислое и пропионовокислое брожения. Созревание - Это сложный биотехнологический процесс, в котором участвуют ферменты сырья или внесены ферментные препараты и микробиологические процессы. При созревании изменения происходят не только в углеводных, но и в белковых, жировых соединениях, органических кислотах и т. д..

Микробиологические процессы используют в различных целях: для производства определенных продуктов, для утилизации отходов, очистки сточных вод и воздуха, для консервирования. Биотехнологические методы консервирования пищевых продуктов будут рассмотрены в п. 7.2. В наибольших масштабах микробиологический синтез осуществляют для производства нужной продукции. Любой биотехнологический процесс состоит из двух этапов: Культивирование микроорганизмов и выделения и очистки целевых продуктов .

Культивирование Или выращивание микробиальных биомассы в зависимости от вида микроорганизма — продуцента может осуществляться двумя способами — Поверхностным или глубоким. Процесс может быть Периодическим и непрерывным (Текущим). Поверхностный способ Уже устарел и имеет ограниченное использование. При этом способе раствор субстрата (питательная среда) разливается слоем 18-20 см в специальные плоские кюветы, которые засевают чистой культурой продуцента. Для лучшего доступа кислорода слой рыхлого носителя (отруби, опилки) смачивают субстратом и засевают продуцентом. Кюветы выдерживают при оптимальных для микроорганизмов условиях в специальнихьростиль-ных камерах. В этих условиях продуцент быстро размножается, растет его биомасса, расходуется субстрат и накапливается целевой продукт. Смесь остатков субстрата, микроорганизмов и продуктов его жизнедеятельности называется Культуральной Жидкостью. На втором этапе процесса из этой жидкости удаляют и очищают целевой продукт. Поверхностный способ имеет простую технологию и оборудование но он малопродуктивный, периодический и пригоден для выращивания только аэробной микрофлоры. Глубинный способ Заключается в выращивании микроорганизмов в специальных емкостях (ферментаторах, реакторах). Процесс может происходить как периодически, так и непрерывно (Хемо-Статный способ). В останньбму случае на определенной стадии выращивания в хемостат потоком добавляется субстрат и одновременно отводится культуральная жидкость, т. е. осуществляется Протоков. Этим способом можно выращивать как анаэробы, так и аэробы. Для этого через культуральную жидкость продувают все время стерильное очищенный воздух. Регулируя скорость протока, достигают стационарный режим процесса. Глубинный способ более сложный по технологии, требует специального оборудования и значительных затрат, зато он значительно продуктивньиший, дает возможность механизировать и автоматизировать технологический процесс, имеет более широкое применение, а потому в настоящее время является наиболее распространенным.

2. Независимо от способа организации технологического процесса микробиологического синтеза имеет два этапа, каждый из которых включает много стадий. Основными стадиями на этапе культивирования продуцента являются:

· Подготовка субстрата и питательной среды;

· Хранения исходного (чистой) культуры продуцента и приготовления посевного материала;

· Засевания питательной среды производственной культурой продуцента;

· Выращивания микробиальных биомассы и проведения микробиологического процесса.

· На втором этапе процесса осуществляется разделение культуральной жидкости на составляющие и их обработка с целью выделения целевых и сопутствующих продуктов. Этот этап включает следующие технологические стадии:

· Отделение биомассы от культуральной жидкости; дезинтеграция биомассы и разделения суспензии микробиальных клеток;

· Экстрагирования биомассы, концентрирования и очистки экстрактов;

· Очистки и концентрирования культуральной жидкости;

· Удаление целевого и сопутствующих продуктов, их очистки и высушивания.

Сущность микробиологических производств заключается в переработке определенного сырья (субстрата) с помощью микроорганизмов в необходимые продукты. Для того, чтобы процесс был эффективным, необходимо создавать оптимальные условия для роста и жизнедеятельности продуцента. Чем лучше условия, тем он больше размножается, а чем больше его биомасса, тем быстрее и полнее превращается субстрат, больше выход целевого продукта. Для большинства видов микроорганизмов важное значение имеют такие факторы, как состав и концентрация питательных веществ, температура, рН среды, его плотность и вязкость, наличие воздуха, присутствие активаторов и х ингибиторов, освещения и другие.

По оценкам специалистов, около 80% пищевых производств так или иначе связаны с использованием микробиологических процессов. Во многих производствах они используются еще с глубокой древности. Такими древними биотехнологиями являются хлибовипичка, виноделие, пивоварение, изготовления кваса, уксуса, соления и квашения плодов, овощей, мяса и рыбы, производство сыров и кисломолочных продуктов и т. д.. Отбор и совершенствование технологий в этих производствах осуществлялись на протяжении тысячелетий. Итогом этого отбора являются классические, традиционные технологии указанных производств, которые получили распространение во многих странах мира.

На современном этапе развития пищевых технологий наблюдается как дальнейшая модернизация традиционных биотехнологий, так и разработка новых. Основными направлениями модернизации является применение биотехнологий для интенсификации производства, для уменьшения негативного влияния жестких режимов, для улучшения качества, усиления вкусовых, ароматических и других потребительских свойств продукции. Наряду с этим в развитии биотехнологий сейчас прослеживается Три четкие тенденции. Первая Связана с разработкой и внедрением биотехнологий производства новых видов продукции. Это, прежде всего, микробиологический синтез ферментов и комплексных ферментных препаратов, антибиотиков, биостимуляторов, пищевых добавок. Вторая тенденция Касается использования биотехнологий для утилизации отходов пищевых производств, бытовых отходов, очистки сточных вод и промышленных выбросов. Третья тенденция Связана со способностью микроорганизмов усваивать непищевого сырья и образовывать метаболиты, пригодные для использования в пищевых производствах. Это биоконверсийни методы переработки отходов деревопереработки (щепа, опилки, кора, хвоя), сельского хозяйства (солома, ботва, шелуха), целлюлозно-бумажного производства (щелочи), переработки угля, нефти и природного газа (парафины, битумы, смолы).

Большинство традиционных и новых биотехнологий основанные на использовании процессов брожения, гидролиза и синтеза. Особенно широкое распространение получили бродильные производства: производство этилового спирта, виноградных и плодово-ягодных вин, пивоварения, хлибовипичка, молочнопе-реробне и другие пищевые производства, основу технологии которых составляет процесс брожения.

Брожение - Это биохимическое превращение углеводов субстрата под действием ферментов микроорганизмов, которые культивируются на данном субстрате. В зависимости от вида продуцента и доминирующего метаболита различают спиртовое, молочнокислое, уксуснокислое, маслянокислое, лимоннокислое, ацетонобутилове и другие виды брожения.

3. Созревание Как биотехнологический процесс, преимущественно является составной частью технологий производства некоторых пищевых продуктов, то есть он является частью, стадией других технологических процессов. Такие стадии имеют место в технологиях изготовления вина, пива, кисломолочных продуктов. Они завершают технологический процесс и происходящие при хранении этих продуктов. Однако в некоторых производствах, таких как изготовление сыров, сырокопченых колбас, мясокопченостей, соленой, пряной рыбы, рыбных пресервов и т. п. процесс созревания является решающим этапом технологии, благодаря которому формируются основные функциональные и качественные характеристики продукта: вкус, запах, консистенция, цвет, структура и другие.

Сущность процесса созревания заключается в совокупном действии Ферментов самого сырья или приложенных к нему и ферментов микрофлоры, участвует в созревании продукта. Так, при созревании вина под действием ферментов сырья в нем происходят сложные окислительно-восстановительные и гидролитические процессы. Параллельно с ними протекают автолитични процессы дрожжевых клеток. Продукты автолиза и метаболиты взаимодействуют с компонентами вина и вследствие этого формируются цвет, вкус, аромат, прозрачность и другие характеристики вина.

При производстве сыров стадия созревания обусловлена действием ферментов молока, сычужного фермента, молочнокислой и другой микрофлоры. Под их влиянием в сырной массе проходят процессы гидролиза белков, молочного жира, молочнокислое и пропионовокислое брожения. В зависимости от состава сырья, от температурного режима и других производственных условиях эти процессы могут протекать по разным механизмам и образовывать различные конечные продукты. Именно этим объясняется такая большая номенклатура сырной продукции и существенные различия в ее потребительских характеристиках.

Tagged with: , , , , , , , , ,
Posted in Теоретические основы технологии пищевых производств
No Comments » for Микробиология основы пищевых производств
4 Pings/Trackbacks for "Микробиология основы пищевых производств"
  1. […] сущность биотехнологических процессов заключается в […]

  2. […] использование микробиологии в пищевом производстве […]

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

Перечень предметов
  1. Бухучет в ресторанном хозяйстве
  2. Введение в специальность 4к.2с
  3. Высшая математика 3к.1с
  4. Делопроизводство
  5. Информационные технологии в области
  6. Информационные технологии в системах качества стандартизаціісертифікаціі
  7. История украинской культуры
  8. Математические модели в расчетах на эвм
  9. Методы контроля пищевых производств
  10. Микробиология молока и молочных продуктов 3к.1с
  11. Микропроцессорные системы управления технологическими процессами
  12. Научно-практические основы технологии молока и молочных продуктов
  13. Научно-практические основы технологии мяса и мясных продуктов
  14. Общая технология пищевых производств 4к.2с
  15. Общие технологии пищевых производств
  16. Организация обслуживания в предприятиях ресторанного хозяйства
  17. Основы научных исследований и техничнои творчества
  18. Основы охраны труда
  19. Основы пидприемницькои деятельности и агробизнеса
  20. Основы физиологии и гигиены питания 3к.1с
  21. Пищевые и диетические добавки
  22. Политология
  23. Получения доброкачественного молока 3к.1с
  24. Прикладная механика
  25. Прикладная механика 4к.2с
  26. Теоретические основы технологии пищевых производств
  27. Технологический семинар
  28. Технологическое оборудование для молочной промышленности
  29. Технологическое оборудование для мьяснои промышленности
  30. Технология продукции предприятий ресторанного хозяйства
  31. Технология хранения консервирования и переработки молока
  32. Технология хранения, консервирования и переработки мяса
  33. Технохимическому контроль
  34. Управление качеством продукции ресторанного хозяйства
  35. Физика
  36. Физическое воспитание 3к.1с
Возможно Вы искали: