Азық - түлік биотехнологиясы

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

СӨЖ

Азық - түлік биотехнологиясы. Белок, ауыспайтын аминқышқылдары, ББЗ өндіру

Ашыту және баскадай метаболиттік реакциялар негізіндегі тағам биотехнологиясы.

Адамдар көп жылдар бойы биотехнологияны қолданады. Көне халқының аңыздарының дәлелдеріне сүйенетін болсақ, винаград шырынынан вино, ашыған сүттен ірімшік, жаулары мен жабайы аңдармен жебелер арқылы шайқасты, артында улы тамақпен тамақтану арқылы өлімге душар етеді. Біздің Археологиялық қазбалар бойынша біздің эрамызға дейін 6000 және 2000 жылдары Двуречьте наубайхана мен пиво жасайтын зауыт орны сақталған . Адам тірі организмде болатын көптеген таңғажайып болмысты бақылады: қанның ұюы, ет, балық, және өсімдік аралықтардың пісуі. Неліктен бұның барлығы болады, көп уақыттар бойы түсіндіре алмады. Біздің арғы аталарымыз үй өндірісінің азық-түлік өнімдерін және олардың сақталу жолдарын осы процесс арқылы түсіндірген. Олар интуициялық жұмыс істеді, микроорганизмдерді пайдалана отырып олардың қалай пайда болатынын білмеді. Уақыт өте келе микробиологиялық ферментациялық әдістерді қабылдау арқылы даярлауды және сақтауды жақсы меңгерді.

19 ғасырдың бас кезінде ғана негізгі ашытатын зат. Олар ферменттердің атауларын алды. Адамдар майдан сабындар, қарапайым жәндіктерден дәрілер жасап үйренді.

Микроорганизмдер әлеміне бірінші болып зерттеу жүргізген голлан табиғат зерттеушісі Антоний ван Левенгук (1632 г. - 1723 г. ) Ол 100-300 реттерге дейінгі үлкейтетін линзаны ойлап тапты. Ол өз бетінше оптикалық шыныларды қырнады (шлифуя) және өте сапалы жетістікке жетті. Ертінділер мен тұнбалардың көмегімен ол ғажап «зверушка» көрді, әр түрлі жақтарға қозғалатын. Левенгук оларды "анималькулюс"деп атады, латынша "зверушка" деген мағынаны берді. Ол бірінші болып микроорганизмдерді сипаттап суреттеді.

19 ғасырдың аяғында зор еңбегінің арқасында француз ғалымы Луи Пастер қолданбалы микробиологияны ары қарай дамыта отырып биотехнологиялық тұрғыда алғышарттар жасады. Пастер үнемі адамдарға пайдалы жұмыстар жасауға тырысты. Франция экономикасын дамытуда шарап жасаудың үлкен рөл атқаратынын білді. Шарап жасау әдісі көп жақтарға шығын әкелді. Осы негізгі құбылысқа ғылыми түсініктеме керек болды. Болашақ шарапты сүйетін және бағалайтын. Пастер көптеген ғалымдар таза химиялық жолмен жасайтын ашыту әдісін үйренді. Ғалым тек тірі организмдердің қатысуы арқылы ғана болатын биологиялық жолмен ашыту болатын деген тоқтамға келді. Шараптын жасалуын ол бактерияның шарапқа қосу арқылы ашытатынын және қышқылмен араласатынын айтты. Пастер ашытылған шарапты сақтап қалу үшін шарапты до 60 С - 70 °С дейңн қайнатты. Шарап дәмі сол қалпында сақталып, бактериялар өледі. Бұл процессті пастеризация деп аталады. Осылай сүт, сыра, шарап өндіріледі.

Азық-түлік билтехнологиясы өнеркәсіптік микробиологияның бір Негізгі азық-түлік биотехнологиясы. Қазіргі азық-түлік биотехнологиясын екі бағыттқа бөлеміз: пқосылыстар мен заттардың қоллданылуы, биотехнологиялық әдіспен алынуы (мысалға, органикалық қышқыл, аминқышқылы, дәрумендер), және азық-түлік өнімі өндірісіндегі биотехнологиялық процесстердің интенсификациясы.

Қазіргі кезде биотехнологиялық әдіспен алынған азық-түлік өнімдері кеңінен қолданылуда. Микробты жасушалардың көмегімен азық-түлік қоспаларының қолданылу әдісі кеңейді: органикалық қышқыл, ферментті препараттар, тәттә қоспалар, ароматизаторлар, қоюлатқыштар және т. б. Азық-түлік нарығында функционалдық азық-түлік өнімдерінің ассортименті өседі. Биотехнологиялық әдіспен алынған дәрумендер, аминқышқылдары, және басқада қосылыстар қолданылады.

Азық-түлік биотехнологиясының екінші бағыты - азық-түлік өнімі өндірісіндегі биотехнологиялық процесстердің интенсификациясы, бұл келесі тақырыптарда толығырақ қарастырылады.

Саңырауқұлақтар және бактериялардың тмақа өнеркәсібінде ашытуға қолданылуы. Азық-түлік өнімдер өндірісінде микроорганизмдер кеңінен қолданылады, олар төрт топқа бөлінеді: бактериялар, актиномицеттер, ашытқы және зең.

Ашытқының 500ге жуық түрінің ең бірінші адамдар қолданғаны Saccharomyces cerevisiae, Из 500 известных видов дрожжей первыми люди научились использовать Saccharomyces cerevisiae, бұл түрі өте интенсивті түрде тартады, және кеңінен қолданылады. Көптеген штаммдар S. сerevisiae қолдану арқылы сырақайнату, шарап жасау, Жапония ның күріштен жасалған шарабы(сакэ) және басқада алкагольді сусындар, нан пісіруге қолданды. Ашытқығы ашытатан лактоза Kluyveromyces fragilis түрі жатады, яғни сүт қайнату және шарап жасауға қолданылады. Saccharomyces lipolitica көмірсутегін деградируеттайды және микробты биомассаның алуына пайдаланады. Барлық осы үш түріде аскомицеттер кластарына жасады. Басқада пайдалы түрлері дейтеромициттер класына жатады(жетілмеген саңырауқұлақтар), олар жынысты жолмен емес бүршіктену арқылы көбейеді. Phaffia rhodozyma астаксантин - каротиноид синтездейді, астаксантин - каротиноид, яғни жұмасқ форели және лососияны тұлдайды, қызғылт сары немесе қызғылт түс.

Зеңдер (микроскоптық саңырауқұлақтар) ашудың алдында қатты ортада көптеген айналымда болады, вызывают многочисленные превращения в твердых средах, которые происходят перед брожением, соя бұршақтары гидролизі мен күрішт крахмалы өндірісіндеі сакэ гидролизі ұғындырылады. Сонымен бірге зеңдер тамақ өнеркәсібіндее қолданылатын ферменттерді шығарады (амилаздар, протеаздер, пектиназдар, целлюлаздар), азық-түлік қышқылдары (лимонды, сүт, сірке суы) және басқада заттар. Penicillium микроскоптық саңырауқұлақтары ірімшік өндірістерінде де қолданылады. (мысалға, Рокфо және Камамбер) .

Эубактерияға пайдалы бактериялар жатады. Gluconobacter және Acetobacter түрлеріне сірке қышқылы бактериялары жатады, бұл грамы теріс бактериялар, сірке қышқылына айналдыратын этанолдар, ал сірке қышқылдары- көмірқышқыл газға және суға. Род Bacillus түрі грамы оң бактерияларға жатады, яғни эндоспораларды құрастыруға және жгутики бола алады. B. subtilis - қатал аэроб, ал B. thuringiensis анаэробты жағыдайда өмір сүре алады.

Анаэробты, жасаушы бактерия споралры Clostridium тегіне жатады. C. acetobutylicum ацетонды қантқа, эранголды, n-бутанолды ашытады. (ацетонобутанололды ашыту), басқада түрлері крахмалды ашытады, пектин және азот құрамдас қосылыстар. Сүт қышқылы бактериясына Lactobacillus, Leuconostoc және Strеptococcus жатады, яғни спора арқылы көбеймейтіндер, оттекгіні сезбейтін грамы оңдар. Leuconostoc тегіне жататын гетероферменттивті сүт қышқылы бактериясы көмірсутекті сүт қышқылына, этанолды көмірқышқыл газын айналдырады; Strеptococcus тегіне жататын гетероферменттивті сүт қышқылы бактериясы тек қана сүт қышқылын шығарады, ал ашытуда Lactobacillus өкілі іске асырады, түрлі өнімдердің қатарын сүт қышқылымен қатар алуға мүмкіндік береді.

Наубайхана өндірісіндегі технологиялық процестер.

Нан пісіру

Салмағы 0, 5 кг батондарды нан пісіру пешінде 240-280ºС температурада 20-24 минут пісіреді. Ондағы жүретін физикалық, физика-химиялық, биохимиялық процестер 7 тарауда беріледі.

Нанды сақтау, сауда орындарына жіберу. Нанды қоймада лотокқа салып сақтайды да, оларды вагонеткаға, контейнерлерге тиейді. Нанды сауда орындарында автокөлікпен жеткізеді.

Қамырды газ бөліп шығару қабілеті

Қамырдың газ бөліп шығару қабілеті деп белгілі бір мөлшердегі ұннан, белгілі бір мөлшерде ашытқы, тұз қосылған су ерітіндісінде иленген қамыр ашығанда, белгілі уақыт кесіндісінде бөліп шығаратын көмірқышқыл газдың мөлшерін айтады.

Қамыр ашығанда онда спирттік божу процесі жүреді:

С6Н12О6 = 2 С2Н5ОН + 2 СО2 + О.

Бұл процесте ашытқының зимаза кешені деп аталатын көптеген ферменттер жиынтығы қатынасады. Сонда бөлініп шығатын этил спиртінің 2 молекуласының буы және 2 молекула көмірқышқыл газ қамырды қопсытады, көлемін үлкейтеді. Ол газды қамырдың құрамындағы желмше ұстап тұрады. Сондықтан қамырда физика-механикалық қасиеті осы екі әсердің өзара қатынасына байланысты болады.

Ұнның газ бөліп шығару қабілетіне әсерін тигізетін себептер. Ұнның газ бөліп шығару қасиеті оның құрамындағы крахмалдың қантқа айналу қабілетіне байланысты. Крахмалдың қантқа айналу қабілеті ондағы амилаза ферменттері тобына жататын ферменттердің белсенділігіне қарай және крахмалдың олардың ықпалына қарай көну мүмкіншілігіне қарай өзгеріп тұрады. Крахмал амилаза ферменттерінің әсерінен мальтоза уыт қантына айналады. Осы процесті көміртек-амилазалық кешен деп атайды.

Ұнның құрамындағы табиғи қант (сахароза, глюкоза және фруктоза) . Бұл қант дәннің тұқым бүршігінде көп, ал эндоспермнің орта шенінде жоқтың қасы, тек алейрон және сыртқы қабаттарында біраз көбірек болады. Сондықтан да жоғарғы сорт ұнда қант аз болады. Олардың ішінде глюкоза 0, 01-0, 05; фруктоза 0, 015-0, 05; мальтоза 0, 005-0, 05 және сахароза 0, 1-0, 55 процент шамасында. Бұлардан басқа аздап рафиноза, мелабиоза және глюкофруктозан кездеседі. Осы қанттардың жиынтығы сапалы астықта және оның ұнында 0, 5-1, 1 процент шамасында болады.

Дәнні тұқым бүршігінде қанттың мөлшері, құрғақ затқа есептегенде 12-28 процентке дейін жетеді де, оның жартысы сахароза, 40 проценке жақыны рафиноза қанты.

Егер ұн өніп кеткен, бұзыла бастаған бидайдан тартылса, онда мальтоза уыт қантының үлесі тез өседі.

Ұн крахмалдың қантқа айналу қабілеті.

Крахмалдың қантқа айналу қабілеті деп белгілі мөлшердегі ұн мен судан тұратын ерітіндінің белгілі уақыт кесіндісінде мальтоза қантына айналу мөлшерін айтады. Ол альфа-, бета-амилаза ферменттнрінің белсенділігіне, ұнның ірілігіне, крахмал түйіршіктерінің ірілігіне, ферменттердің әсеріне шалдығу мүмкіншіліктеріне байланысты әр түрлі болады. Оны Рамзей-ВНИИЗ тәсілімен анықтайды. Ол үшін 10г ұнды 50мл суда ерітіп, 27ºС-та тұндырып анықтайды. Сонда қант ерітіндіге шығып кетеді. Бұл ұнның өз қантты мен жаңа пайда болған қанттың қосындысы.

Өнбеген, жақсы сақталған дәнде бета-амилаза болады да, ол өндегенде альфа-амилаза көбейеді. Бета-амилазаның әсерінен көбінесе мальтоза, аздап декстриндер пайда болады, ал альфа-амилазаның әсерінен көбінесе декстриндер, тек аздап қана мальтоза пайда болады.

Альфа-, бета-амилазалардың белсенділігі ауаның температурасына, қышқылдығына байланысты. Альфа-амилаза жоғары температураға шыдамды, ал бета-амилаза болса ортаның қышқылдығына шыдамды келеді.

Крахмал түйіршіктерінің амилаза ферменттерініің әсерінен ыдырау жылдамдығы ұсатылу жағдайына, механикалық бүтіндігіне байланысты әр түрлі болады. Егер ұн өте ұсақ болса, крахмал көбірек үгітіледі де, оның наубайханалық қасиеті біраз төмендейді. Егер ұн өнбеген, жақсы пісіп жетілген, жақсы сақталған астықтан тартылса, онда бета-амилаза көп болып, ұн тартқанда крахмал түйіршіктері механикалық зақымдарға шалынса, соғұрлым қантқа айналу қабілеті жоғарырақ болады.

Сонымен, қамыр ашығанда алғашқы кезеңінде ұнның өз қантының ыдырау себебінен, ал кейін жаңа пайда болған қанттың божу мүмкіншілігінен жүріп өтеді. Осы екінші топтағы қант нанның көлемінің қалыптасуына шешуші роль атқарады.

Спирт өндіру.

Спирттік өндірісте қолданылатын субстраттар (бидай, картоп, қант қызылшасы, меласса және т. б. ) . Спирт технологиясы - этил спиртіне әр үрлі шикізат түрлерін өндіру процестері туралы. Крахмалқұрамдас шикізаттан этил спиртін алу технологиясын талдаймыз- бидай, картоп және құрамында қанты бар шикізаттар- свекловичной меласса.

Шикізат спирттің алуына пайдаланылады, өнеркәсіпте өндірілуі үшін күнделікті жеткілікті санын шығарп отыру керек, крахмал және қанттың жоғарғы құрамда алу және жақсы сақталады, экономикалық өнеркәсіптегі құндылықты сақтау үшін. Бұл шарттарды клубни картобы, мелесса және мятликов (дәнділер) үй-іші бидай өнімдері қанағаттандырады.

Картоп. Картоп щикізат қорекутік өнімдерінің барлық түрлері спирттен жасалған технологиялық өндірісінің талаптарына сәйкес келеді. Зауыттың өнімділігі картоптың өңдеуінің жанында 10 % көбірек, астықтарды өңдеудің жанында отын шығыны 12 % аз, спирттің өз бағасынан төмендеуі.

Жүгері. Спирт өндірудегі астық тұқымдастардың ішіндегі еі жақсысы жүгері болып табылады (Zea mays) . Оның құрамында көп крахмал, клечаткасы аз болады және майлылығы (қоректік құнарлылығын) . Басқа дінді дақылдардан жүгерінің өнімділігі 2 . . . 3 есе жоғары.

Қара бидай, бидай, арпа және сұлы. Қара бидай (Secale), бидай (Triticum), арпа (Hordeum) және сұлы (Avena) Қазақстанда кеңінен өңделеді.

Аздаған түрлерідде қайта өңделеді- тары, гречиха, күріш, кейбір азық-түлік (бұршақ) және жем (сиыр жоңышқасы) .

Меласса. Меласса соңғы жатырлық (маточный) ертінділер деп атайды- оттек, центрифуге сахарозалар пайда болатын кристалдарды бөлімшеде. Қант өндірісіне арналған бастапқы шикізаттың түрінің сәйкестігі қызылша өсіруші және қамыс мелассаларны танып біледі. Меласса қою жабысқақ сұйық қара қоңыр түсті, карамел және меланоид тәріздес өзіне тән исі бар; қызылша өсіруші меласса үш метиламинді иіс және ұшпа аминдер алады, құрастырылған битаин жіктелуінде.

Меласса спирт өндіріс үшін ең жақсы шикізат. Ашытқының тіршілік әрекетіне қанттың жоғарғы құрамдылығы барлық заттарға қатысыты.

Құрғату және технологиялық процестердің негізгі кезеңдері. Спирттің қазіргі технологялық номенклатурасы биотехнологияға қатысыты. Спирттің негізгі алыну процесі - биологиялық катализатордың (ферментер ) көмегі арқылы крахмалдың қантқа және қант этил спиртіне айналады. Гидролизге арналған крахмалдың қанттқа дейінгі ферменттері көгерген саңырауқұлақтар және бактерияларды шығарады, ал қанттың спиртке айналуы- а для превращения сахаров в спирт - ашытқы, спирт технологиясы техникалық микробиологиямен тығыз байланысты.

Спирт технолгогиясы келесі процестерден тұрады: шикізатты пісіруге дайындау, жасуша құрылымы күйрету мен крахмалды еріту үшін астық және картопты сумен пісіру; әбден пісірілген массаның сууы және уытты ферменттердің крахмалының қанттануы (өсірілген астықтар) немесе көгерген саңырауқұлақтардың; қант ашытқысы арқылы спиртті ашыту; бражкадан спиртті айдау және оны ректификациялау, сонымен қатар уыттың әзірленуі астықты өсіру немесе көгерген саңырауқұлақтарды және бактерияларды тарату арқылы амилолитикалық және протеолентикалық ферменттік препараттарды, себу ашытқыларын жою және көбейту үшін. Мелассадан спиртті алу кезінде оның құрамындағы сахароза өңделеді, сондықтан әбден пісіру және қанттану процестері шығарылады.

Спирт өндірісінде қолданылатын микроорганизмдер. Сусланың құрамындағы қантты спирттің құрамна Saccharomyces cerevisiae ашытқысы арқылы ашытады, аскомицет класына жататын біржасушалы микроорганизмдерді (қалталы саңырауқұлақтар) .

Спирт өндірісіне қолданылатын ашытқылар жоғарғы ашыту энергиясына ие болу (қантты жылдам әрі толық ашыту) және тыныстың анаэробты түрі, өз айырбас өнімдеріне тұрақты болу және басқада микроорганизмдерді, орта құрамының өзгеруі, құрғақ заттарды және тұздардың жоғарға концентрациясын тасымалдау, сыра ашытқыларында болады, мелассаларды өңдеудің жанында раффинозаларды толық ашыту. Мелассаны өңдейтін спирт зауыттарында ашытқының Я түрін қолданады, наубайхана сапасындаашытқыларды қолдану -лохвицкалық (Ял) және венгерлік (В) түрлер. Бқл түрлер сахарозаны, глюкозан, фруктоза және тек қана 1/3 раффинозаныжақсы ашытады, Эти расы хорошо сбраживают сахарозу, глюкозу, фруктозу и /лишь 1/3 раффинозы, сондықтан жоғарғы құрылымдағы раффинозадағы спирттің жеткізе алмауы мелассаға түбегейлі.

Сүт өнімдерінің өндірісі.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.