Введение 1 страница

Содержание

Введение ………………………………………………………………………….. ……

Лекция 1.Введение. История развития биотехнологии микроорганизмов. Классические исследования Пастера, положившие начало промышленной микробиологии. Пищевая биотехнология как часть промышленной микробиологии. Основы пищевой биотехнологии. Микробиологическое производство биологически активных веществ и препаратов - важное направление пищевой биотехнологии………………………

Лекция 2.Микроорганизмы, использующиеся в бродильных производствах для получения практически ценных продуктов, их биохимическая деятельность. Использование дрожжей, плесневых грибов и бактерий в пищевой промышленности. Дрожжевое производство. Биохимические возможности дрожжевых клеток. Сущность и основные стадии технологического процесса производства дрожжей…………………………………………………………………………………………

Лекция 3.Производство спирта. Субстраты, использующиеся в спиртовом производстве. Сущность и основные стадии технологического процесса. Микроорганизмы, используемые в производстве спирта. Дрожжи – сахаромицеты, лактозосбраживающие дрожжи. Бактерии, используемые при производстве спирта……………

Лекция 4.Пивоварение. Дрожжи, использующиеся в пивоварении. Биохимические основы процесса сбраживания пивного сусла. Сущность и основные стадии технологического процесса………………………………………………………………………

Лекция 5.Виноделие. Дрожжи в виноделии. Биохимические основы процесса виноделия. Сущность и основные стадии технологического процесса. Уксуснокислые и молочнокислые бактерии и их роль в виноделии. Плесневые грибы - вредители винодельческой промышленности.………………………… …………………………….

Лекция 6.Хлебопекарное производство. Сущность технологического процесса. Основные микроорганизмы, использующиеся в хлебопекарном производстве. Молокоперерабатывающее производство. Виды продукции молокоперерабатывающей промышленности – молочнокислые напитки, сыр, йогурт, кумыс, шубат. Микроорганизмы, использующиеся в молокоперерабатывающих производствах. Общая характеристика молочнокислых бактерий, лактозосбраживающих дрожжей и смешанных культур микроорганизмов, использующихся в молокоперерабатывающих производствах. Сущность и основные стадии технологического процесса.…… …………

Лекция 7.Органические кислоты. Микроорганизмы – продуценты молочной, уксусной, лимонной, яблочной, итаконовой и других органических кислот, применяющихся в пищевой промышленности………………………………………………

Лекция 8.Получение белка. Получение белков из дрожжей. Получение белков из фототрофных микроорганизмов. Культура микроводорослей и цианобактерий. Пищевая ценность и перспективы применения микробного белка………………………

Лекция 9.Получение витаминов. Биологическая роль витаминов, их применение в пищевой промышленности. Витамин В₁₂. Рибофлавин, продуценты рибофлавина, получение и применение витамина В₂……………………………………………………

Лекция 10.Получение ферментов. Основные группы ферментных препаратов, используемых в пищевой индустрии. Микроорганизмы – продуценты ферментных препаратов. Особенности ферментов микроорганизмов. Сущность технологического процесса производства ферментных препаратов………………………………………

Лекция 11.Получение аминокислот. Микроорганизмы – продуценты аминокислот – аспарагиновой, глутаминовой, лизина и др., применяющихся в пищевой промышленности. Биотехнология производства аминокислот.………………………… ………

Лекция 12.Получение биологически активных добавок (БАД). Фототрофные микроорганизмы - продуценты биологически активных добавок к пище. Применение БАД в пищевой промышленности………………………………………………………

Лекция 13.Современная пищевая биотехнология. Использование пищевых добавок. Консерванты, ароматизаторы, красители, компоненты пищевых добавок. Генетически модифицированные продукты. Гигиеническая систематика пищевых добавок.

Лекция 14.Заражение пищевых продуктов микроорганизмами, токсичность продуктов питания и методы борьбы с этими явлениями. Микроорганизмы - вредители производства, пути их проникновения. Отравления, вызываемые пищевыми продуктами, и методы борьбы с инфекциями. Патогенные микроорганизмы. Токсикоинфекция………………………………………………………………………………………

Лекция 15.Микробиологический и санитарно-гигиенический контроль пищевых продуктов. Значение микробиологического и санитарного контроля.

Микробиологический контроль. Санитарный контроль. Общая схема контроля пищевых производств. Дезинфекция. Контроль качества дезинфекции. Общий санитарно-гигиенический контроль……………………………………………………………

Список использованной литературы ………………………………………………….

Задача изучения курса «Пищевая биотехнология» - научить студентов управлять технологическим процессом получения пищевых продуктов на основе растительного сырья, самостоятельно разрабатывать и внедрять новые, современные технологии с использованием биопродуцентов растений и микроорганизмов, получать аналоги и комбинированные пищевые продукты с высокой биологической ценностью для массового потребления и лечебно-профилактического направления. Студент должен усвоить знания о структуре биотехнологической отрасли и номенклатуре основных продуктов: о сырьевой базе, свойствах и показателях качества исходных продуктов; об основных сферах применения конечных продуктов; о современных методах клеточной, генетической и белковой инженерии для создания высокоэффективных продуцентов пищевых продуктов и биопрепаратов; о мировых и отечественных тенденциях и перспективах развития биотехнологии.

Согласно определению Codex Alimentarius Commission (CAC 2001a), современная биотехнология – это применение следующих in vitro методик: 1) работа с нуклеиновыми кислотами, в том числе получение рекомбинантной ДНК и введение нуклеиновых кислот непосредственно внутрь клеток или органелл 2) слияние клеток организмов, принадлежащих к разным таксономическим группам, которые позволяют преодолеть естественные физиологические репродуктивные или рекомбинационные барьеры и не являются методиками, традиционно используемыми при скрещивании и селекции. Особое внимание в работе уделяется применению подходов современной биотехнологии (в особенности метода рекомбинантных ДНК) к организмам, используемым для производства продуктов питания.

Применение современной биотехнологии в производстве продуктов питания открывает новые возможности и поднимает вопросы, касающиеся здоровья и развития человека. Метод рекомбинантных ДНК – наиболее известный подход, используемый современной биотехнологией, – позволяет генетически модифицировать растения, животных и микроорганизмы, наделяя их качествами, получение которых невозможно с помощью традиционных методов селекции. Помимо генетического модифицирования к методам современной биотехнологии относят также клонирование, культивирование тканей и селекцию под контролем маркеров. Придание сельскохозяйственным растениям новых качеств обеспечивает повышение продуктивности сельского хозяйства, улучшение питательных свойств или облегчение процесса переработки сырья, что может непосредственно способствовать улучшению здоровья человека. Возможны также эффекты, косвенно способствующие улучшению качества жизни, такие как снижение объемов распыляемых химикатов, повышение доходности фермерских хозяйств, стабильности урожая и безопасности продуктов питания, что особенно актуально для развивающихся стран. Некоторые страны разработали руководства и/или законодательные акты, подразумевающие проведение обязательного домаркетингового анализа риска использования генномодифицированных продуктов питания. Для решения подобных вопросов на международном уровне существуют специальные соглашения и нормы.

Лекция 1. Введение. История развития биотехнологии микроорганизмов. Классические исследования Пастера, положившие начало промышленной микробиологии. Пищевая биотехнология как часть промышленной микробиологии. Основы пищевой биотехнологии. Микробиологическое производство биологически активных веществ и препаратов - важное направление пищевой биотехнологии.

История развития биотехнологии. Классические исследования Пастера, положившие начало промышленной микробиологии.

Человек с давних времен начал использовать деятельность микроорганизмов, не подозревая об их существовании, и эмпирически совершенствовал технологию их применения во многих отраслях хозяйства. В Египте, 6000 назад был найден каравай хлеба, для приготовления которого использовали осадки бродящего пивного сусла. В Греции, Италии, Египте 3000 лет назад уже известно было приготовление вина и уксуса. В Вавилоне, Египте, Персии, Греции, Германии 7000 лет до н. э. знали технологию изготовления пива. Во всех странах получали кисломолочные продукты (простокваша, кефир, кумыс, мацони, айран, сузьма и т.д.). Технологию получения этилового спирта (Aquafa vitae- вода жизни) знали уже в V-VII веке нашей эры, на папирусах египтян изложена технология анаэробных процессов брожения. Также давно человечество начало бороться с отрицательным действием микроорганизмов, вызывающим порчу продуктов. Во второй половине XV века наметилось зарождение современного естествознания в трудах алхимиков была доказана связь брожения с химическими преобразованиями. В 1780 г. Лавуазье обосновал основы закона сохранения энергии при брожении.

Формирование микробиологии как науки связанно с работами французского ученого Луи Пастера (1822 - 1895). Он доказал, что процессы брожения - результат воздействия на субстраты микроорганизмов. Этому способствовало изобретение микроскопа (середина XVIII века), уже было описано множество различных микроорганизмов. Пастер открыл облигатные анаэробы, причины болезней вин, некоторых инфекционных заболеваний, способ пастеризации. С появлением этих открытий закончился допастеровский период развития и начался пастеровский. Немецкий ученый Кох (1843 - 1910) разработал метод получения чистых культур. В 1897 г. братья Бухнеры показали, что спиртовое брожение идет в присутствии экстракта растертых дрожжей за счет ферментов, началось развитие новой науки - биохимии. Виноградский (1856 - 1953), Омелянский (1867 - 1928) исследовали анаэробное разложение целлюлозы, образование метана. В 1923 освоено первое микробиологическое производство- получение лимонной кислоты.

Дрожжи, вероятно, одни из наиболее древних «домашних организмов». Тысячи лет люди использовали их для ферментации и выпечки. Археологи нашли среди руин древнеегипетских городов жернова и пекарни, а также изображение пекарей и пивоваров. Предполагается, что пиво египтяне начали варить за 6000 лет до н. э., а к 1200 году до н. э. овладели технологией выпечки дрожжевого хлеба наряду с выпечкой пресного. Для начала сбраживания нового субстрата люди использовали остатки старого. В результате в различных хозяйствах столетиями происходила селекция дрожжей и сформировались новые физиологические расы, не встречающиеся в природе, многие из которых даже изначально были описаны как отдельные виды. Они являются такими же продуктами человеческой деятельности, как сорта культурных растений.

Луи Пастер — учёный, установивший роль дрожжей в спиртовом брожении

В 1680 году голландский натуралист Антони ван Левенгук впервые увидел дрожжи в оптический микроскоп, однако не распознал в них из-за отсутствия движения живые организмы. И лишь в 1857 году французский микробиолог Луи Пастер в работе «Mémoire sur la fermentation alcoholique» доказал, что спиртовое брожение — не просто химическая реакция, как считалось ранее, а биологический процесс, производимый дрожжами.

В 1881 году Эмиль Христиан Хансен, работник лаборатории датской компании Carlsberg, выделил чистую культуру дрожжей, а в 1883 году впервые использовал её для получения пива вместо нестабильных заквасок. В конце XIX века при его участии создаётся первая классификация дрожжей, в начале XX века появляются определители и коллекции дрожжевых культур. Во второй половине века наука о дрожжах (зимология) помимо практических вопросов начинает уделять внимание экологии дрожжей в природе, цитологии, генетике. До середины XX века учёные наблюдали только половой цикл аскомицетных дрожжей и рассматривали их всех как обособленную таксономическую группу сумчатых грибов. Японскому микологу Исао Банно в 1969 году удалось индуцировать половой цикл размножения у Rhodotorula glutinis, которая является базидиомицетом. Современные молекулярно-биологические исследования показали, что дрожжи сформировались независимо среди аскомицетных и базидиомицетных грибов и представляют собой не единый таксон, а скорее жизненную форму. 24 апреля 1996 года года было объявлено, что Saccharomyces cerevisiae стала первым эукариотическим организмом, чей геном (12 млн пар оснований) был полностью секвенирован. Секвенирование заняло 7 лет, и в нём принимали участие более 100 лабораторий. Следующим дрожжевым организмом и шестым эукариотом с полностью расшифрованным геномом в 2002 году стала Schizosaccharomyces pombe с 13,8 млн пар оснований.

Шапошников, в 1925 году разработал основы производства молочной и масляной кислот, в 1930 году - ацетона и бутилового спирта и т.д.

Новый этап развития биотехнологии связан с началом производства антибиотиков. Все остальные этапы - это современная промышленная микробиология, которая является составной частью биотехнологии. Освоение « микробных богатств» природы только началось, ученые считают, что мы знаем только около 10 % обитающих в ней мельчайших живых существ. Дальнейшие исследования позволяют найти новые пути их широкого использования.

Пищевая биотехнология как часть промышленной микробиологии. Основы пищевой биотехнологии.

Микроорганизмы, культуры растительных клеток могут дать пищевые добавки, выгодно отличающиеся своей «натураль­ностью» от синтетических продуктов, преобладающих в насто­ящее время. В будущем кулинар сможет добавить в изделие аромат земляники или винограда, масло чеснока или мяты— продукты, образуемые в биореакторах с растительными клет­ками. Все большее значение приобретают низкокалорийные, не опасные для больных диабетом заменители сахарозы, в первую очередь фруктоза — продукт превращения глюкозы при участии иммобилизованной глюкоизомеразы. В некоторых продуктах применяют глицин, дающий в комбинации с аспарагиновой кислотой различные оттенки сладкого и кислого. Планируют пищевое применение очень сладкого дипептида аспартама и особенно 100—200-звенных пептидов тауматина и монеллина, которые слаще сахарозы в 10 тыс. раз. В виде мультимера аспартам получен с помощью генноинженерных мутантов Е. coli_t недавно клонирован также ген тауматина (S. Prentis, 1984).

Немаловажную роль играют ныне в пищевой промышленности ферменты. С их помощью осветляют фруктовые соки, производят безлактозное (диетическое) молоко, размягчают мясо. Большие возможности в плане повышения питательной ценности представ­ляет добавление в продукты питания витаминов и аминокислот. Ряд аминокислот производят с применением микробов-сверх­продуцентов, полученных с применением методов генетической инженерии. Так, генноинженерный штамм Е. coli синтезирует до 30 г/л L-треонина за 40 ч культивирования (В. Г. Дебабов, 1982). Важный аспект биотехнологии — улучшение штаммов промышленных микроорганизмов. Биомасса одноклеточных в перспективе может употребляться как пищевая добавка. Основные принципы получения белка в пищу те же, что н для производства кормового белка, однако круг допустимых субстратов более ограничен, а требования к компонентному составу биомассы более жесткие. В пищевой биомассе должно содержаться не менее 80% белка сбаланси­рованного аминокислотного состава, не более 2% нуклеиновых кислот и 1% липидов (М. Г. Безруков, 1985). Необходимы детальные токсикологические и медико-биологические исследова­ния с последующим клиническим испытанием пищевых препара­тов биомассы (В. Г. Высоцкий, 1985). Психологический барьер, на который наталкивается произ­водство «микробной пищи» в странах Европы и Японии, связан не только с прямым риском подвергнуться интоксикации, но и с сомнительными вкусовыми достоинствами этой «пищи будущего». Эксперт по проблемам питания, попробовав обра­зец бактериальной биомассы, заметил: «Она имеет все те свойства, которыми должна обладать новая человеческая пища: не имеет ни запаха, ни цвета, ни структуры, ни вкуса».

Таблица 1. Перспективы использования биотехнологических продуктов в пищевой промышленности)

Остается выразить надежду на то, что в эпоху, когда белок одноклеточных войдет в употребление, биотехнология смо­жет в полной мере использовать созданный ею же потенциал расти­тельных и микробных клеток как продуцентов вкусовых, арома­тизирующих и структурирующих пищу добавок. Перспективным представляется культивирование грибов (Fusarium), цианобактерий (Spirulina), зеленых водорослей (Chtorella, Scenedesmus), имеющих консистенцию и другие органолептические свойства, более привычные для человека. Волокнистую массу Fusarium на базе картофельного или пшеничного крахмала как источник пиши для человека производительная компания Rank Hovis Мс. Dougall.

Микробиологическое производство биологически активных веществ и препаратов - важное направление пищевой биотехнологии.

Биотехнологический синтез биологически активных веществ - продуктов жизнедеятельности микроорганизмов, культур клеток и тканей, растений и животных - приобрел в последнее время большое значение и продолжает развиваться чрезвычайно быстрыми темпами. Наряду с биосинтезом многие биологически активные вещества могут быть получены методами тонкого органического синтеза, поэтому выбор конкретного пути получения продукта определяется сравнительной экономической эффективностью биологического и химического способов производства. Часто на практике используют технологию, включающую и химические, и биологические стадии, которые взаимно дополняют друг друга. В результате промышленный биосинтез немыслим без применения (как на стадиях подготовки, так и при переработке продуктов) методов химической технологии, опробованных и нашедших широкое распространение в тонком органическом синтезе. В свою очередь последний все чаще не может обойтись без некоторых технологических стадий, осуществляемых с помощью микроорганизмов или выделенных из них ферментов и ферментных систем.

Наглядное представление о выше сказанном может быть проиллюстрировано на примере технологии аминокислот. Все 20 представителей этого класса органических соединений, являющихся мономерами для построения природных полипептидов и белков, достаточно глубоко изучены в химическом смысле, а методы их синтеза описаны во всех учебниках органической химии. Известно также, что, в частности, белки млекопитающих построены исключительно из одного типа аминокислот, так называемых левовращающих, обозначаемых буквой L.

Современными методами тонкого органического синтеза можно синтезировать D- и L-формы аминокислот в любых количествах, однако все реальные способы их производства приводят лишь к образованию рацематов. Альтернативой химическому синтезу оказывается микробиологический процесс, в котором специально подобранные, отселекционированные, а иногда и сконструированные методами генетической инженерии штаммы-продуценты в процессе жизнедеятельности, обычно на поздних стадиях развития, осуществляют так называемый сверхсинтез аминокислот, то есть производят их в количествах, намного превышающих потребности самих клеток. Поэтому все аминокислоты, D-изомеры которых не приемлемы для употребления, получают в промышленном масштабе только биотехнологическими методами.

Необходимо отметить однако, что промышленный биосинтез аминокислот требует их выделения из весьма сложных по составу и разбавленных раствором - получающихся после отделения клеточной биомассы. Здесь и находит применение совокупность приемов, характерных для тонкого органического синтеза и предназначенных для получения товарных форм L-аминокислот, пригодных для кормового, пищевого или медицинского применения.

Лекция 2. Микроорганизмы, использующиеся в бродильных производствах для получения практически ценных продуктов, их биохимическая деятельность. Использование дрожжей, плесневых грибов и бактерий в пищевой промышленности. Дрожжевое производство. Биохимические возможности дрожжевых клеток. Сущность и основные стадии технологического процесса производства дрожжей.

Микроорганизмы, использующиеся в бродильных производствах для получения практически ценных продуктов, их биохимическая деятельность. Использование дрожжей, плесневых грибов и бактерий в пищевой промышленности.

Спектр продуктов питания, получаемых при помощи микроорганизмов, обширен: от вырабатываемых с древних времен за счет брожения хлеба, сыра, йогурта, вина и пива до новейшего вида пищевого продукта - грибного белка микопротеина. Микроорганизмы при этом играют разную роль: используются продуцируемые ими ферменты или другие метаболиты, с их помощью сбраживается пищевое сырье, а некоторые из них выращиваются для непосредственного потребления. В пищевой промышленности для осуществления процессов применяют как чистые культуры микроорганизмов, так и дикие формы, содержащиеся в значительном количестве в сырье, которые начинают размножаться при создании надлежащих условий. Последний способ особенно характерен для традиционных бродильных производств, зародившихся во времена, когда о микробах еще ничего не знали. В мире промышленного производства такие процессы обычно ведутся под гораздо более строгим контролем. Особенно это относится к выбору штамма и чистоте культур используемых микроорганизмов. 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. Таким путем мы сможем повысить выход и качество выпускаемой продукции и освоить производство новых ее разновидностей. Производству пищевых продуктов и напитков основано на переработке сырья, в основном поставляемого сельским хозяйством, или же на использовании определенных веществ. Все органические вещества, применяемые в пищевой промышленности, в принципе могут использоваться микроорганизмами. Уже одно это говорит о ключевой роли микробиологии при производстве продуктов питания: здесь микробы могут играть и положительную, и отрицательную роль. Последняя, видимо, более выражена: не случайно меры предосторожности против нежелательной деятельности микробов занимают такое важное место при производстве пищи и ее потреблении. Размножение микробов может вызвать нежелательные изменения качества пищевых продуктов или их внешнего вида. При этом нередко образуются вещества, обладающие токсическим действием. Понятно, что явная порча пищи и связанные с этим экономические убытки весьма нежелательны, однако наиболее опасным следствием размножения микробов в пищевых продуктах является образование токсинов. Некоторые микроорганизмы при подходящих условиях образуют токсины, вызывающие серьезные заболевания или даже смерть.
В биотехнологии микроорганизмы играют положительную роль, поэтому возможности их применения для сохранения пищи уже, чем при ее производстве. Ниже мы приведем несколько примеров того, как используется биотехнология в первом варианте, однако в этой главе мы в основном рассмотрим те процессы, в которых микробы активно участвуют в производстве пищи. Мы обсудим также применение современных методов и знаний для интенсификации этих производств.

Получение напитков путем спиртового брожения — одно из древнейших бродильных производств. Первыми из таких напитков были, видимо, вино и пиво. До появления работ Пастера в конце ХIХ в. о сути протекающих при брожении процессов и их механизмах было известно очень мало. Пастер показал, что брожение без доступа воздуха осуществляется живыми клетками дрожжей, при этом сахар превращается в спирт и угле- кислый газ. Тогда же было показано, что брожение осуществляется под действием каких-то веществ, находящихся внутри дрожжевых клеток. Одно из главных нововведений в области микробиологии брожения было предложено Хансеном, работающим в исследовательском центре Карлсберг в Копенгагене с дрожжами дикого типа. При производстве пива эти дрожжи доставляли массу неудобств. Хансен выделил чистые культуры дрожжей и использовал их в пивоварении; тем самым он стал пионером применения таких культур при производстве пива. Алкогольные напитки получают путем сбраживания сахар- содержащего сырья, в результате которого образуются спирт и углекислый газ. Сбраживание осуществляется дрожжами рода Sacharomyces. В одних случаях используется природный сахар (например, содержащийся в винограде, из которого делают вино), в других сахара получают из крахмала (например, при переработке зерновых культур в пивоварении). Наличие свободных сахаров обязательно для спиртового брожения при участии Saccharomyces, так как эти виды дрожжей не могут гидролизовать полисахариды. В производстве спиртных напитков применяют штаммы дрожжей Saccharomyces cerevisiae или S. carlsbergensis. Различие между ними заключается в том, что S. carlsbergensisмогут полностью сбраживать раффинозу, а Saccharomycescerevisiaeк этому не способны.

Для осуществления спиртового брожения прежде всего необходимо, чтобы в пивоваренном сырье образовался сахар. Традиционным источником нужных для этого полисахаридов всегда был ячмень, но в качестве дополнительных используются и другие виды углерод – содержащего сырья. Ячменный солод и другие компоненты измельчают с водой при температуре до 67 ºC. В ходе перемешивания природные ферменты ячменного солода разрушают углеводы зерна. На заключительной стадии раствор, называемый суслом, отделяют от нерастворимых остатков добавив хмель, его кипятят в медных котлах. для производства пива с определенным содержанием алкоголя сусло после кипячения доводят до нужной плотности. Удельная плотность сусла определяется содержанием экстрагированных сахаров, подлежащих сбраживанию. По истечении определенного времени брожение заканчивается, дрожжи отделяют от пива и выдерживают его некоторое время для созревания. После фильтрации и других необходимых процедур пиво готово. Начатое по инициативе Хансена использование индивидуальных штаммов дрожжей в пивоварении сегодня стало нормой: это культуры Saccharomycescerevisiae и S. сarlsbergensis. Первые представляют собой дрожжи поверхностного и глубинного брожения: они применяются в производстве эля. Вторые — дрожжи глубинного брожения, их используют в производстве легкого пива. Хотя генетика дрожжей развивается уже в течение многих лет, мы лишь недавно научились осуществлять селекцию дрожжей, используемых в производстве пива. По мере углубления наших знаний о свойствах дрожжей и тех качествах, которые они придают конечному продукту, все успешнее идет работа по выведению новых штаммов пивных дрожжей. В конечном счете мы сможем создать штамм, позволяющий получить идеальный продукт. Требования к таким идеальным дрожжам будут, естественно, зависеть от способа сбраживания и желаемых качеств пива. К числу наиболее важных свойств относятся продуктивность, способность формировать осадок, сбраживать мальтотриозу и т. д. Принимаются во внимание и вкусовые качества получающегося пива, т. е. образование веществ, ответственных за их формирование. Ранее основным способом получения штаммов, дающих продукт нужного качества, был их отбор из существующих пивных дрожжей. Вести отбор было выгоднее, чем заниматься гибридизацией, отчасти из-за малой способности пивных дрожжей к спорообразованию и низкой жизнеспособности аскоспор. В каждом аске образуется от одной до четырех спор, но не все они освобождаются при созревании. дрожжи из рода Saccharomycesразмножаются в основном вегетативно. При этом за счет множественного латерального почкования формируются сферические, эллипсоидные или реже цилиндрические дочерние клетки. Поскольку для развития технологии пивоварения могут понадобиться штаммы дрожжей, отличающиеся по свойствам от обычно используемых, придется прибегнуть к гибридизации. Основным вкладом биотехнологии в пивоваренную промышленность будет создание штаммов дрожжей, способных давать пиво с желаемыми свойствами.

Необходимое условие любого спиртового бродильного процесса — наличие сахара в сырье. Так, в производстве вина используется сахар виноградного сока. Почти все вино в мире делают из винограда одного вида, Vitis vinifera. Сок этого винограда— прекрасное сырье для производства вина. Он богат питательными веществами, служит источником образования приятных запаха и вкуса, содержит много сахара; его природная кислотность подавляет рост нежелательных микроорганизмов. Виноделие в отличие от пивоварения до самого последнего времени было основано на использовании диких местных дрожжей. Единственная обработка, которой подвергали виноград до отжима, — окуривание его сернистым газом, чтобы сок не темнел. Кроме того, сернистый газ подавляет деятельность не-винных дрожжей; это позволяет винным дрожжам, которые менее чувствительны к нему, осуществлять брожение без помех. При изготовлении красного вина гребни, косточки и кожица до конца брожения находятся в виноградном сусле (мусте), а белое вино делают из чистого сока. Обычно окуривание сернистым газом проводят до того, как раздавливают ягоды, но иногда его добавляют и на более поздних стадиях.
В табл. 3.5 перечислены виды дрожжей, наиболее часто встречающиеся на кожице виноградных ягод. В прошлом именно эти дикие дрожжи и осуществляли спиртовое брожение. Сегодня в тех районах, где виноделием начали заниматься недавно, широко применяются дрожжевые закваски. Связано это с тем, что желаемая микрофлора может и отсутствовать, а инокуляция стандартной культурой дрожжей позволяет получать вина с нужными свойствами. Кроме того, количество используемого сернистого газа ограничено законом, и это побуждает применять дрожжевые культуры-закваски. Винодельт не оченьто полагаются на дрожжи дикого типа, если нет уверенности, что конкуренция со стороны не-винных дрожжей не подавлена. Использование заквасок дает ряд преимуществ: сокращается лаг-период размножения дрожжей, образуется продукт с известными свойствами, уменьшается вероятность появления нежелательного вкуса, поскольку в брожении не участвуют дикие невинные дрожжи. В будущем использование специально созданных штаммов будет все более расширяться: это гарантирует необходимые вкусовые качества вин. Смешанные закваски позволяют получать продукцию с полным букетом, что невозможно при работе с индивидуальными штаммами. Вкусовые различия между сортами винограда определяются особыми веществами. Так, в формировании вкуса мускатных сортов участвуют производные терпенов, линалоол и гераниол.

Дата добавления: 2014-02-27; просмотров: 1882; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!