Теоретические основы «пищевой биотехнологии»

История, современное состояние и перспективы развития пищевой биотехнологии. Объекты биотехнологии: ткани, клетка, биополимеры; биологические процессы и системы их регуляции. Строение и разновидности клеток: эукариоты и прокариоты. Химический состав. Характеристика клеточных органелл. Клеточная мембрана, механизм транспорта веществ. Метаболизм клетки: обмен белков, липидов, углеводов; обмен энергии. Генетическое строение клеток. Биосинтез веществ и энергии. Генетика и физиология микроорганизмов. Микроорганизмы, их распространение, значение в пищевой биотехнологии. Общие закономерности метаболизма микроорганизмов; механизмы регуляции метаболизма на ферментном и генном уровнях. Кинетика роста микроорганизмов, методы культивирования, регулирование и оптимизация культивирования. Штаммы – продуценты микробиологической продукции. Особенности сырья для питательных сред микроорганизмов. Направленное изменение свойств промышленных штаммов микроорганизмов на основе методов генной и клеточной инженерии. Строение и химический состав дрожжевой клетки. Дрожжи как возбудители спиртового брожения. Химизм спиртового брожения. Направленный синтез нутриентов и пищевых БАВ: органических кислот, аминокислот и белков, спиртов, витаминов, ферментов, углеводов, липидов и пищевых ПАВ, стабилизаторов консистенции, антиоксидантов и консервантов. Антибиотики и антибиотикоподобные вещества. Общая характеристика сырьевых ресурсов пищевой биотехнологии растительного, животного и микробного происхождения. Инженерная энзимология. Химическая природа и строение ферментов. Активный центр ферментов. Механизм действия и кинетика ферментативного катализа. Активаторы и ингибиторы. Влияние физико-химических факторов на активность ферментов. Номенклатура и классификация ферментных препаратов. Генетическая инженерия. Общая характеристика генома клетки. Рекомбинация генов. Клонирование генов. Методы стандартизации. Основы технологий получения ферментов (из сырья растительного и животного происхождения; микробный синтез) и ферментных препаратов. Отечественный и зарубежный опыт. Биотехнология препаратов из эндокринно-ферментного и специального сырья. Методы выделения и очистки, свойства, принципы использования. Методы и особенности использования иммобилизованных ферментов и клеток в биотехнологических производствах. Роль ферментов в создании мало и безотходных технологий в пищевой промышленности. Теоретические основы асептики питательных сред, способов культивирования, выделения, очистки и концентрирования целевых Асептика на основных стадиях типового биотехнологического производства: выращивание микроорганизмов, физико-химические методы выделения и очистки целевых продуктов.

99. Основы мембранной технологии. Аппараты для мембранного разделения систем.

Мембранные технологии - авангардное направление развития науки и техники XXI века. Мембранная технология – новый принцип организации и осуществления процесса разделения через полупроницаемую перегородку, отличающийся отсутствием поглощения разделяемых компонентов и низкими энергетическими затратами на процесс разделения.

В зависимости от области применения выделяют мембраны для обессоливания воды, для получения питьевой воды и воды высокой степени чистоты, для разделения газов и очистки сточных вод, для фармацевтической и микробиологической промышленности, медицины, пищевой промышленности и т.д.

Аппараты для разделения жидких и газовых смесей должны удовлетворять следующим факторам:

5. Большая рабочая поверхность мембран в единице объема аппарата;

6. Высокая проницаемость мембран;

7. Удобство сборки, монтажа и обслуживания;

8. Герметичность и механическая прочность.

В зависимости от способа укладки мембран аппараты для мембранных процессов делят на аппараты с плоскими мембранными элементами, трубчатыми эл-ми, рулонного типа и аппараты с мембранными эл-ми в виде полых волокон.

100 технология крупяных производств Крупян о е произв о дство, отрасль пищевой промышленности; изготовление крупы и крупяных изделий из зерна различных культур. Основа технологического процесса К. п. — механическое отделение покровных тканей (оболочек) зерна и последующая обработка ядра и семядолей. Техника отделения оболочек зависит от анатомических особенностей зерна (прочности ядра и оболочек, степени прикрепления их к ядру и др.). Успешная обработка зерна возможна только при его влажности 13—15,5%. Общая схема технологического процесса слагается из следующих этапов: очистка зерна от примесей; сортирование по крупности; шелушение (отделение оболочек); обработка ядра (дробление, шлифование, полирование, плющение) в зависимости от вида зерна и сорта получаемой крупы. Многие крупяные заводы оснащены дополнительным оборудованием и имеют более сложную схему переработки зерна на крупу; например, после очистки от примесей сырьё подвергают гидротермической обработке (увлажнение водой или паром, последующее отволаживание и сушка), в результате чего увеличивается прочность ядра, а оболочки становятся более хрупкими и легче отделяются. Гидротермическая обработка повышает стойкость круп при хранении. Зерно от примесей очищают на аспираторах, сепараторах, триерах, камнеотборниках, обоечных машинах, магнитных аппаратах и др. и сортируют на сортировочных машинах. Зерно шелушат на обоечных машинах (ячмень, овёс), шелушильных поставах (рис-зерно) или вальцедековых станках (гречиха, просо), шелушителях с резиновыми валками, а также голлендерах, вертикальных шелушителях и др. У зерна гречихи и проса оболочки хорошо отделяются на вальцедековых станках, а у риса-зерна — на шелушильных поставах и шелушителях. После шелушения продукт провеивают и недостаточно обрушенные зёрна вновь пропускают через машины, затем шлифуют для удаления остатков цветочных плёнок, плодовых или семенных оболочек и зародыша. Всё это улучшает товарный вид крупы, повышает её развариваемость и усвояемость. Некоторые виды и сорта круп (горох, рис, перловая и др.) полируют на специальных поставах и голлендерах. Готовую крупу сортируют по величине на несколько фракций (номеров): например, перловую и кукурузную на 5 номеров; полтавскую на 4, ячневую (ячменную) на 3 номера. В процессе механической обработки — очистки и особенно шелушения и шлифования ядро у части зёрен дробится, что снижает качество продукта. Так, при обработке зерна гречихи получают ядрицу (целое ядро) и менее ценный продел. Побочные продукты и отходы — сечка, мука (мучка) и т. п. используют на фуражные или технические цели. Малоценным отходом является лузга — цветочные плёнки. Её используют на топливо, для производства фурфурола и на др. нужды. Выход крупы, т. е. количество её в % от массы переработанного зерна, зависит от свойств зерна: крупности, выравненности, содержания доброкачественного ядра, а у плёнчатых культур (риса, ячменя, гречихи, проса и др.)

101 Технология производства маргаринов Производство брусковых и мягких маргаринов осуществляют непрерывным или периодическим способом, включающим в себя следующие основные стадии: подготовка жирового сырья. Хранение и темперирование рафинированных дезодорированных масел и жиров; подготовка молока; подготовка эмульгаторов и других нежировых компонентов; приготовление эмульсии; получение маргарина, переохлаждение, кристаллизация маргариновой эмульсии. Механическая (пластическая) обработка маргарина; расфасовка, упаковка, штабелирование готовой продукции. Подготовка растительных масел, жиров и сливочного масла. Рафинированные дезодорированные жиры и масла хранят в баках жиро-хранилища раздельно по видам не более 24 ч. Температура хранения твердых жиров и масел должна быть на 5-10 °С выше их температуры плавления. Для предотвращения окисления рафинированных дезодорированных масел и жиров рекомендуется их хранить в атмосфере инертного газа — азота или диоксида углерода. Подготовка эмульгаторов. Для равномерного распределения и повышения эффективности действия эмульгаторов дистиллированные моноглицериды растворяют в рафинированном дезодорированном растительном масле в соотношении 1:10 при температуре 80-85 °С. В этот же раствор при температуре 55-60 °С добавляют мягкие моноглицериды, после чего при необходимости вводят фосфатидный концентрат в количестве, предусмотренном рецептурами.. Подготовка красителей, витаминов, ароматизаторов. Для придания мягким маргаринам цвета применяют масляные растворы натурального бета-каротина, выделенного из моркови, тыквы, пальмового масла, микробиологического бета-каротина, красителей куркумы и семян аннато. Красители и витамины разводят в дезодорированном растительном масле. Ароматизаторы вводят непосредственно в жировую или водно-молочную фазы маргарина.Сквашивание молока осуществляют биологическим путем или кислотной коагуляцией. Подготовка лимонной кислоты и водорастворимых ароматизаторов. Лимонную кислоту используют в виде 1-10%-ного водного раствора, в который одновременно вводят водорастворимые ароматизаторы.Подготовка соли, сахара, консервантов и крахмала. Соль используют в виде насыщенного раствора 24-26%-ной концентрации.

 

102. .Современная биотехнология. Сов-ная биотех-ия постоянно оказ-ет влиян. на пищ. пром-сть посредством создания новых продуктов, а также снижения себестоимости и усовер-ия бактер-ых проц-ов, с незапамятных пор используемыых в произ-ве пр-ов пит-ия. Биот-гия поз-ет улучшить кач-во, пит-ую ценность и без-сть как с/х культур, так и пр-ов живот-го происх-ия. Кроме того, био-гия предоставляет массу возможностей усоверш-ия мет-ов перер-ки сырья в конечные прод-ты: натуральные аром-ры и крас-ли; ферменты и эмульгаторы; заквасочные культуры; новые средства для утилизации отходов; экологич. чистые произ-нные процессы; новые ср-ва для обес-ния сох-ния без-сти пр-ов в процессе изгот-ния. Полезные качества: На сов-ом рынке представлено большое кол-во поленых для здоровья растит. масел, получаемых с помощью био-гии. Био-гия поз-ла ученым снизить сод-ие насыщ. жирн. кислот в некоторых растит. маслах. Им также удалось осуществить трансформацию омега-6 полиненасыщенной линолевой жирной кислоты в омега-3 полиненасыщенную линоленовую, встречающуюся в рыбе и способствующую снижению уровня холестерина в крови. Биотехнологи, работающие с животными, тоже занимаются поисками путей повышения качества продуктов питания. Уже создана говядина с пониженным содержанием жира и свинина с повышенным соотношением мясо/сало. Био-гия подает большие надежды и в улучшении показателей продуктов функционального питания. Программы разработки и внедрения на рынок нутрицевтиков – продуктов-лекарств, систематическое употребление которых оказывает регулирующее действие на определенные системы и органы организма, улучшая здоровье человека. Биотехнологи занимаются улучшением качества растительного сырья также с точки зрения его привлекательности для покупателя и легкости приготовления. Ученые удлиняют срок хранения фруктов и овощей; делают морковь, паприку и сельдерей более хрустящими; создают не содержащие семян сорта дынь и винограда; продлевают длительность сезонно-географической доступности томатов, клубники и малины; улучшают вкусовые качества томатов, салата-латука, перца, зеленого горошка и картофеля. Большая часть работы по улучшению способности продуктов переносить тепловую обработку заключается в изменении соотношения содержания в них воды и крахмала. Например, богатый крахмалом картофель полезней, так как во время жарки он впитывает меньше жира. Другим полезным свойством крахмалистой картошки является то, что для ее приготовления требуется меньше энергии и, соответственно, меньше финансовых затрат. Большинство изготовителей томатных паст и кетчупов в настоящее время используют в качестве сырья созданные с помощью метода клеточных культур сорта томатов.