Автор работы: Пользователь скрыл имя, 18 Апреля 2012 в 16:33, реферат
Биотехнология – это наука об использовании биологических процессов в технике и промышленном производстве.
Пищевая биотехнология является одним из важнейших разделов биотехнологии. В течение тысячелетий люди успешно получали сыр, уксус, спиртные напитки и другие продукты, не зная о том, что в основе лежит метод микробиологической ферментации.
Пищевая биотехнология является новым и перспективным направлением в перерабатывающей промышленности (мясная, молочная, рыбная и др.). Пищевая биотехнология изучает биотехнологический потенциал сырья животного происхождения и пищевых добавок, в качестве которых используются ферментные препараты, продукты микробиологического синтеза, новые виды биологически активных веществ и многокомпонентные добавки.
Введение 2
1. Этапы развития биотехнологии 2
2. Основные направления в биотехнологии 2
3. Современное состояние пищевой биотехнологии 2
3.1. Применение пищевых добавок и ингредиентов, полученных биотехнологическим путем 2
3.2. Микроорганизмы, используемые в пищевой промышленности 2
3.3. Генетически модифицированные источники пищи 2
3.4. Съедобные водоросли 2
4. Пищевая биотехнология продуктов из сырья животного происхождения 2
4.1. Получение молочных продуктов 2
4.2. Биотехнологические процессы в производстве мясных и рыбных продуктов 2
5. Пищевая биотехнология продуктов из сырья растительного происхождения 2
5.1. Бродильные производства 2
5.2. Хлебопечение 2
5.4. Консервированные овощи и другие продукты 2
5.5. Продукты из сои 2
5.6.Микромицеты в производстве продуктов растительного происхождения 2
6. Перспективы развития пищевой биотехнологии 2
Список литературы 2
Микроорганизмы, используемые при получении этанола
Производство этилового спирта при помощи дрожжей основано на давно устоявшейся технологии. В спиртовом производстве используют пригодные для этих целей штаммы рода Saсcharomyces. Основную массу вырабатываемого в настоящее время спирта получают при помощи дрожжей рода S. сerevisiae, иногда S. uvarum (carlsbergensis), S. diastaticus.
Одним из лимитирующих факторов в
ферментационном производстве этанола
является неспособность микроорганизмов
переносить высокие концентрации спирта
и вызываемая этим остановка процесса
брожения по достижении относительно
высокой концентрации спирта. Штаммы
дрожжей, используемые в спиртовой
промышленности, должны сохранять жизнеспособность
вплоть до концентрации этанола 12-15 % (по
объему). Кроме того, если в качестве
сырья используется зерно, дрожжи должны
обладать способностью гидролизовать
полисахариды до глюкозы. Это необходимо
для полного превращения
Ожидается, что работа по созданию
новых штаммов дрожжей, устойчивых
к еще более высоким
Особенности
производства различных видов
При выработке спиртопродуктов разных видов очень важно использовать соответствующий штамм дрожжей. При выработке рома для производства сортов с сильным запахом обычно применяют штаммы дрожжей Schizosaccharomyces, а с менее интенсивным – быстродействующие дрожжи Sacсharomyces. Отметим, что процесс образования спирта ускоряется бактериями Clostridium sacсharobutyricum. Самый лучший ром получают в том случае, когда соотношение бактерий к дрожжам составляет 1:5. Культуру бактерий вносят, когда концентрация спирта достигает 3,5-4,5 %, а сахара – 6 %.
Производство сакэ, или рисовой водки (Япония), похоже скорее на пивоварение, чем на виноделие, поскольку сбраживаемым углеводом является крахмал. Последний превращается в сбраживаемые сахара под действием Aspergillus oryzae, споры которого смешивают с размолотым и сваренным на пару рисом и инкубируют пять-шесть дней при 35º С. Полученный продукт смешивают с распаренным рисом и засевают штаммом Sacсharomyces сerevisiae (мото). Брожение продолжается не менее трех недель. Приготовление сакэ – сложный и труднорегулируемый процесс, требующий освоения различных способов брожения (в полутвердом и затопленном состоянии) и последовательного регулирования микробных популяций: сначала плесневых грибов (Aspergillus oryzae), затем бактерий (Lactobacillus и Leuconostoc spp.) и наконец дрожжей (S. сerevisiae). К концу брожения сакэ содержит не менее 20 % спирта по объему. Концентрация спирта перед выходом в торговую сеть доводится обычно до 16 % по объему.
Биотехнологические процессы в хлебопечении связаны с использованием хлебопекарных дрожжей, других заквасок, вызывающих брожение, а также некоторых ферментных препаратов. Для производства хлеба в основном применяют дрожжи Saсcharomyces сerevisiae. Обычно их выращивают в ферментерах периодического действия на мелассе – отходе сахарного производства. Реже используют дрожжи вида Candida milleri. Дозировка прессованных дрожжей при производстве хлебобулочных изделий обычно составляет 1,0-1,5 % к массе муки. При производстве хлеба ферментационный процесс осуществляется в пастообразной среде (опара, тесто).
В Германии
и США из ржаной муки выпекают хлеб
«с кислинкой». Основа технологии здесь
та же, что и при выпечке хлеба
из пшеничной муки, но при замесе
ржаной муки и воды добавляют опару,
заквашенную смешанной
5.3 Применение ферментов при выработке фруктовых соков
Применение
ферментов, полученных из микроорганизмов
– один из главных путей, которые
биотехнологи используют и будут
использовать для интенсификации технологических
процессов в пищевой
Ведущее
место в производстве соков принадлежит
пектиназам. В 1 л виноградного сока
содержится 0,2-0,4 г пектина, еще больше
его в яблочном и виноградном
соках. При хранении сока пектин оседает.
Освобождение сока от пектина обязательно
при изготовлении сиропов путем
упаривания, так как присутствие
пектина может вызвать
Для консервирования овощей их пропитывают рассолом, в котором они подвергаются брожению. Первая стадия – рост в рассоле аэробной микрофлоры на поверхности овощей. Затем в процесс включаются молочнокислые бактерии рода Lactobacillus и дрожжи, относящиеся к родам Saccharomyces и Torulopsis. В результате брожения образуются молочная и уксусная кислоты. В дальнейшем дрожжи вытесняют молочнокислые бактерии. Брожение завершается, когда использованы все сбраживаемые углеводы овощей. Однако некоторые виды дрожжей, относящиеся к родам Candida, Debaryomyces и Pichia, продолжают расти на поверхности рассола. Это может привести к чрезмерному образованию кислоты, приводящему к ухудшению вкуса продукта, и последующей порче.
В современной технике консервирования овощей используют микробные штаммы, в частности, штаммы молочнокислых бактерий, подвергшиеся селекции. Пастеризация на последней стадии консервирования уничтожает микроорганизмы и гарантирует качество продукта.
Соевый соус готовят на основе кашицы из набухших и отваренных бобов сои. В нее вносят закваску, содержащую различные микроорганизмы, главным образом, Aspergillus orizae (оризе). В ходе выдержки в течение 3-5 сут при температуре 25-30 °С гриб активно разрастается на поверхности. Затем в смесь добавляют соль (до 20 %) и оставляют ее созревать на 0,5-2 года при низкой температуре. В настоящее время применяют чистые культуры Aspergillus orizae, поэтому срок выдержки сокращается до одного-трех месяцев. Кроме плесневого гриба для получения соевого соуса применяют бактерии Pediococcus soyae, дрожжи Saccharomyces rouxii и некоторых видов дрожжей рода Torulopsis. Их специально добавляют в соевую смесь в виде исходных чистых культур или они размножаются из уже имеющихся в смеси клеток. В результате брожения смесь насыщается молочной и другими кислотами и этанолом. По окончании процесса жидкость сливают с соевой массы или отделяют под прессом и получают соевый соус.
В пище жителей Юго-Восточной Азии, стран Востока в рационе доминируют крахмал, другие углеводы и не хватает белка. Для обогащения крахмалосодержащих продуктов белками и придания им вкуса мяса в этих странах на растительных продуктах выращивают специально подобранные и естественным путем селекционированные виды плесневых грибов. На основе соевых бобов на Востоке вырабатывают множество традиционных пищевых продуктов, их особый вкус определяется деятельностью микроорганизмов. Это, главным образом, грибы, в частности представители рода Aspergillus.
Характерным элементом восточной кухни является продукт под названием темпе. В Индонезии темпе представляет собой плотную лепешку, изготовленную из соевых бобов, арахиса или кокосовых орехов. Лепешки употребляют в пищу обросшими плесневыми грибами рода Rhizopus. Арахисовое темпе содержит до 50 % белковых веществ и по вкусу напоминает мясные изделия.
Для пищевой биотехнологии перспективны следующие направления развития.
Таким образом, развитие пищевой биотехнологии определяется не только совершенствованием, повышением эффективности традиционных биотехнологических процессов, но и разработкой совершенно новых процессов производства пищевых продуктов.
В связи с возможной нехваткой
продовольствия в отдаленном будущем
перспективно получение белковой биомассы
с помощью микроорганизмов-
С помощью более умелого